Epinephrinlà một chất dẫn truyền thần kinh catechol và hormone được sử dụng rộng rãi trong điều chế các loại thuốc như hồi tim, giãn phế quản, sốc phản vệ và urokinase. Trong ứng dụng lâm sàng, các phương pháp chuẩn bị thông thường chủ yếu bao gồm phương pháp sinh học, phương pháp hóa học và phương pháp sinh tổng hợp. Bài viết này sẽ phân tích các phương pháp chuẩn bị này.
Liên kết đến sản phẩm này như sau:
1. Phương pháp sinh học:
Quá trình sinh tổng hợp adrenaline thường sử dụng tyrosine làm tiền chất, được tạo ra thông qua nhiều phản ứng xúc tác bởi enzyme. Quá trình tổng hợp và xúc tác của các enzym này được điều chỉnh bởi nhiều yếu tố khác nhau, chẳng hạn như hormone, chất dẫn truyền thần kinh và thuốc.
1) Chuyển đổi tyrosine hydroxylase thành DOPA:
Các hợp chất đầu tiên được tổng hợp là axit cacboxylic phenolic.
Axit cacboxylic phenolic được chuyển đổi thành 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA) bởi tyrosine hydroxylase. Phản ứng này được điều chỉnh bởi hormone dopamin và các dẫn xuất của nó, chất dẫn truyền thần kinh hoặc dược phẩm thần kinh.
2) DOPA bị oxy hóa để tạo ra dopamin:
DOPA decarboxylase cũng oxy hóa DOPA thành dopamin nhờ một enzym trung gian là quá trình tổng hợp dopamin.
3) N-methyltransferase thúc đẩy dopamine tạo ra norepinephrine:
Norepinephrine được chuyển thành epinephrine nhờ tác dụng của dopamine N-methyltransferase.
Các kỹ thuật thường được sử dụng trong phương pháp sinh học bao gồm kỹ thuật protein và kỹ thuật gen.
2. Phương pháp hóa học:
Trong quá trình tổng hợp hóa học, tyrosine và formaldehyde tạo thành methyl-DOPA (thuốc thử Maxwell) thông qua phản ứng cộng 1,4-. Methyl-DOPA bị phân hủy ở 60 độ bằng Decarboxyl hóa để tạo thành adrenalin.
Tổng hợp hóa học của epinephrine chủ yếu bao gồm các phản ứng sau:
1) Michael bổ sung tyrosine và formaldehyde
Tyrosine và formaldehyde trải qua phản ứng cộng 1,4-Michael trong các điều kiện phản ứng thích hợp để tạo ra chất trung gian methyl-DOPA.
2) Khử carboxyl
Chất trung gian methyl-DOPA bị phân hủy ở nhiệt độ cao thông qua phản ứng Decarboxyl hóa để tạo thành epinephrine.
Ưu điểm của tổng hợp hóa học adrenaline bao gồm không bị ràng buộc bởi xúc tác sinh học, hiệu quả tổng hợp cao và khả năng điều chế nhiều loại dẫn xuất adrenaline thông qua thay đổi cấu trúc. Tuy nhiên, phương pháp hóa học cũng có nhược điểm là quy trình phức tạp, giá thành cao.
3. Sinh tổng hợp:
Quá trình tổng hợp sinh học của adrenaline chủ yếu được thực hiện bằng công nghệ tổng hợp vi sinh vật. Bằng cách sàng lọc và biến đổi các chủng vi sinh vật, họ có thể sản xuất ra adrenaline.
Các chủng vi sinh vật ký chủ sản xuất phổ biến để tái tổ hợp gen bao gồm Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, v.v., và sự tổng hợp epinephrine bằng biểu hiện tái tổ hợp của Escherichia coli là một cách phổ biến hơn. Phương pháp này cốt lõi là lấy tyrosine đường chuyển hóa ra khỏi tế bào, sau đó nuôi dưỡng nó chuyển hóa lộ trình ở trong thùng chứa, như vậy có thể sinh ra đại lượng adrenaline. Hầu hết các phương pháp này là tự động và dễ dàng mở rộng.
4. Kết luận:
Phương pháp sinh học, phương pháp hóa học và phương pháp sinh tổng hợp đều là những phương pháp thông thường để điều chế epinephrine. Phương pháp sinh học thực sự có thể tạo ra adrenaline tự nhiên từ góc độ sinh lý học và dược lý học, và có thể thu được tác dụng thuốc tự nhiên, nhưng nó được điều chỉnh bởi gien và enzyme, gây khó khăn cho việc điều chế; phương pháp hóa học và sinh tổng hợp có hiệu suất và năng suất cao. , Đặc tính biến đổi và đặc tính cao, nhưng quy trình hóa học cồng kềnh và tốn kém, phương pháp sinh tổng hợp khó duy trì hiệu quả nhưng có thể phối hợp hiệu quả sự phát triển và trao đổi chất của vi sinh vật để sản xuất hàng loạt.
Epinephrine (epinephrine), một chất dẫn truyền thần kinh và nội tiết tố, cũng là một loại thuốc quan trọng. Nó tạo ra các hiệu ứng sinh lý bằng cách liên kết với các thụ thể adrenergic. Epinephrine bao gồm các chất dẫn xuất amphetamine và catecholamine và thường được sử dụng để điều trị các tình trạng như hen suyễn, nhịp tim nhanh và các phản ứng dị ứng nghiêm trọng. Ngoài ra, thuốc còn được sử dụng trong quá trình sơ cứu và đỡ đẻ.
Phản ứng hóa học của Epinephrine liên quan đến sự tương tác của nhiều bộ phận hóa học, vì vậy bài viết này sẽ giới thiệu vai trò của các bộ phận này trong phản ứng hóa học. Đây là phổ cộng hưởng từ hạt nhân của anh ấy:
Cấu tạo hóa học:
Đầu tiên, cấu trúc hóa học của Epinephrine được giới thiệu. Phân tử epinephrine được cấu tạo từ cấu trúc phenylethylamine và cấu trúc vòng catechol, viết tắt là Epi. Có hai nguyên tử carbon bất đối, lần lượt nằm ở các vị trí và . Do đó, Epinephrine tồn tại ở bốn đồng phân lập thể, cụ thể là (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Trong số đó, chỉ có (R,R)-Epi là đồng phân có hoạt tính sinh lý mạnh, cũng là đồng phân chính được tạo ra in vivo.
Phản ứng của Epinephrine với các ion Hydro:
Có các nhóm hydroxyl và amin trên vòng benzen của Epinephrine, vì vậy nó có tính axit và kiềm nhất định. Khi Epinephrine tương tác với các ion hydro (H^ plus ), các phản ứng sau có thể xảy ra:
Epi cộng H^ cộng → EpiH^ cộng
Đây là một phản ứng quan trọng vì EpiH^ plus là sản phẩm của quá trình ion hóa Epinephrine, do đó ảnh hưởng đến các đặc tính của nó trong tác dụng sinh lý và dược lý.
Phản ứng oxy hóa của Epinephrine:
Các nhóm hydroxyl và amphetamine của Epinephrine có đặc tính oxy hóa khử rõ ràng và có thể trải qua các phản ứng oxy hóa. Khi Epinephrine tiếp xúc với oxy, các phản ứng sau đây có thể xảy ra:
Epi cộng với O2→ EpiO2
Ngoài ra, khi Epinephrine tiếp xúc với một số chất oxy hóa như hydrogen peroxide, phản ứng oxy hóa cũng có thể xảy ra.
Phản ứng axit-bazơ của Epinephrine:
Các nhóm hydroxyl và amin của Epinephrine cũng có tính axit và bazơ, và chúng có thể tạo ra các phản ứng axit-bazơ phức tạp ở các giá trị pH khác nhau. Khi giá trị pH thấp hơn giá trị pKa của hợp chất (3,5 và 9.0), khi đó, nhóm hydroxyl sẽ bị proton hóa, tạo ra axit Lewis mạnh EpiH^ plus ; ngược lại, khi giá trị pH cao hơn pKa, nhóm amin sẽ bị khử proton, Epi^- tạo ra bazơ Lewis mạnh. Sự tương tác giữa các đặc tính axit và độ pH này có tác động đáng kể đến hiệu quả và tác dụng phụ của Epinephrine trong các ứng dụng y tế.
Phản ứng khí hóa nitơ của Epinephrine:
Nhóm amin trong Epinephrine cũng có thể trải qua phản ứng nitơ hóa khi tiếp xúc với một số thuốc thử hóa học do đặc tính oxi hóa khử. Ví dụ, khi Epinephrine tiếp xúc với thủy ngân nitrat, nó sẽ tạo ra phản ứng hóa học màu xanh đậm:
Epi cộng với Hg(KHÔNG3)2→ HgO2N-Epi cộng với 2HNO3
Trên đây là một số loại phản ứng hóa học điển hình của Epinephrine và mỗi phần của nó đóng vai trò khác nhau trong phản ứng. Các đặc điểm và tính chất của phản ứng hóa học có tác động quan trọng đến tác dụng dược lý và ứng dụng y tế của Epinephrine, đồng thời cung cấp hướng dẫn và ý tưởng cho các nhà hóa học và dược học để phát triển các loại thuốc tốt hơn.