Adrenaliner en katekol-nevrotransmitter og hormon som er mye brukt i fremstillingen av legemidler som hjerte-redning, bronkiektasi, anafylaksi og urokinase. I klinisk anvendelse omfatter konvensjonelle fremstillingsmetoder hovedsakelig biologiske metoder, kjemiske metoder og biosyntetiske metoder. Denne artikkelen vil analysere disse forberedelsesmetodene.
Linken til dette produktet er som følger:
1. Biologisk metode:
Biosyntesen av adrenalin bruker vanligvis tyrosin som en forløper, som produseres gjennom flere enzymkatalyserte reaksjoner. Syntesen og katalysen av disse enzymene reguleres av ulike faktorer, som hormoner, nevrotransmittere og medikamenter.
1) Konvertering av tyrosinhydroksylase til DOPA:
De første forbindelsene som ble syntetisert var fenoliske karboksylsyrer.
Fenolkarboksylsyre omdannes til 3,4-dihydroksyfenylalanin (DOPA) av tyrosinhydroksylase. Denne responsen reguleres av hormonet dopamin og dets derivater, nevrotransmittere eller nevrofarmaka.
2) DOPA oksideres for å generere dopamin:
DOPA dekarboksylase oksiderer også DOPA til dopamin av et enzym mediert av syntesen av dopamin.
3) N-metyltransferase får dopamin til å generere noradrenalin:
Noradrenalin omdannes til adrenalin ved virkningen av dopamin N-metyltransferase.
Teknikker som vanligvis brukes i biologiske metoder inkluderer proteinteknikk og genteknologi.
2. Kjemisk metode:
I kjemisk syntese danner tyrosin og formaldehyd metyl-DOPA (Maxwells reagens) gjennom 1,4-addisjonsreaksjon. Metyl-DOPA spaltes ved 60 grader ved dekarboksylering for å danne adrenalin.
Kjemisk syntese av adrenalin inkluderer hovedsakelig følgende reaksjoner:
1) Michael tilsetning av tyrosin og formaldehyd
Tyrosin og formaldehyd gjennomgår 1,4-Michael-addisjonsreaksjon under passende reaksjonsbetingelser for å generere metyl-DOPA-mellomprodukt.
2) Dekarboksylering
Metyl-DOPA-mellomproduktet dekomponerer ved høy temperatur gjennom dekarboksyleringsreaksjonen for å danne epinefrin.
Fordelene med kjemisk syntese av adrenalin inkluderer ikke å være bundet av biokatalyse, høy synteseeffektivitet og evnen til å fremstille en rekke adrenalinderivater gjennom strukturelle endringer. Imidlertid har den kjemiske metoden også ulemper som komplisert prosess og høye kostnader.
3. Biosyntese:
Biosyntetisk syntese av adrenalin utføres hovedsakelig ved hjelp av mikrobiell synteseteknologi. Ved å screene og modifisere mikrobielle stammer kan de produsere adrenalin.
Vanlige produksjonsverts mikrobielle stammer for genrekombinasjon inkluderer Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, etc., og syntesen av epinefrin ved rekombinant ekspresjon av Escherichia coli er en mer populær måte. Kjernen i metoden er å ta den metabolske banen til tyrosin ut av cellen, og deretter dyrke dens metabolske vei i beholderen, slik at den kan produsere en stor mengde adrenalin. Det meste av denne tilnærmingen er automatisert og lett skalerbar.
4. Konklusjon:
Biologiske metoder, kjemiske metoder og biosyntetiske metoder er alle konvensjonelle metoder for fremstilling av adrenalin. Den biologiske metoden kan virkelig generere naturlig adrenalin fra fysiologi og farmakologi, og kan oppnå naturlige medikamenteffekter, men den er regulert av gener og enzymer, noe som gjør det vanskelig å forberede; kjemiske og biosyntetiske metoder har høy effektivitet og høyt utbytte. , Svært karakteriserings- og modifikasjonsegenskaper, men den kjemiske prosessen er tungvint og kostbar, og biosyntesemetoden er vanskelig å opprettholde effektiviteten, men kan effektivt koordinere mikrobiell vekst og metabolisme for masseproduksjon.
Adrenalin (epinefrin), en nevrotransmitter og hormon, er også et viktig medikament. Det produserer fysiologiske effekter ved å binde seg til adrenerge reseptorer. Adrenalin inkluderer amfetamin- og katekolaminderivater og brukes ofte til å behandle tilstander som astma, rask hjerterytme og alvorlige allergiske reaksjoner. I tillegg brukes stoffet også i prosessen med førstehjelp og assistert levering.
Den kjemiske reaksjonen til epinefrin involverer interaksjonen mellom flere kjemiske deler, så denne artikkelen vil introdusere rollen til disse delene i den kjemiske reaksjonen. Her er hans kjernemagnetiske resonansspektrum:
Kjemisk struktur:
Først introduseres den kjemiske strukturen til epinefrin. Epinefrinmolekylet er sammensatt av fenyletylaminstruktur og katekolringstruktur, forkortelsen er Epi. Det er to kirale karbonatomer, plassert i henholdsvis og-posisjonene. Derfor finnes epinefrin i fire stereoisomerer, nemlig (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Blant dem er det bare (R,R)-Epi som er isomeren med sterk fysiologisk aktivitet, som også er hovedisomeren produsert in vivo.
Reaksjon av epinefrin med hydrogenioner:
Det er hydroksyl- og amingrupper på benzenringen til epinefrin, så den har en viss surhet og alkalitet. Når epinefrin interagerer med hydrogenioner (H^ pluss ), kan følgende reaksjoner oppstå:
Epi pluss H^ pluss → EpiH^ pluss
Dette er en kritisk reaksjon fordi EpiH^ pluss er et produkt av ionisering av adrenalin, og dermed påvirker dets egenskaper i fysiologiske og farmakologiske effekter.
Oksidasjonsreaksjoner av adrenalin:
Hydroksyl- og amfetamingruppene til epinefrin har åpenbare redoksegenskaper og kan gjennomgå oksidasjonsreaksjoner. Når epinefrin kommer i kontakt med oksygen, kan følgende reaksjoner oppstå:
Epi pluss O2→ EpiO2
I tillegg, når epinefrin kommer i kontakt med visse oksidasjonsmidler som hydrogenperoksid, kan det også oppstå en oksidasjonsreaksjon.
Syre-basereaksjon av adrenalin:
Hydroksyl- og amingruppene til epinefrin er også sure og basiske, og de kan produsere komplekse syre-base-reaksjoner ved forskjellige pH-verdier. Når pH-verdien er lavere enn pKa-verdien til forbindelsen (3,5 og 9.0), vil hydroksylgruppen protoneres, noe som resulterer i en sterk Lewis-syre EpiH^ pluss; omvendt, når pH-verdien er høyere enn pKa, vil amingruppen deprotoneres, Epi^- gir en sterk Lewis-base. Dette samspillet mellom sure egenskaper og pH har en betydelig innvirkning på effektiviteten og bivirkningene til epinefrin i medisinske applikasjoner.
Nitrogengassifiseringsreaksjon av adrenalin:
Amingruppen i epinefrin kan også gjennomgå nitrogeneringsreaksjon når den utsettes for visse kjemiske reagenser på grunn av redoksegenskaper. For eksempel, når epinefrin kommer i kontakt med kvikksølvnitrat, produserer det en mørkeblå kjemisk reaksjon:
Epi pluss Hg(NO3)2→ HgO2N-Epi pluss 2HNO3
Ovennevnte er flere typiske typer adrenalin kjemiske reaksjoner, og hver del av den spiller forskjellige roller i reaksjonen. Kjennetegnene og egenskapene til kjemiske reaksjoner har en viktig innvirkning på de farmakologiske effektene og medisinske anvendelser av adrenalin, og gir også veiledning og ideer for kjemikere og farmakologer for å utvikle bedre legemidler.