工藝路線的改造途徑

1、任務(wù)05 工藝路線的改造途徑,目 錄,一、更換原輔料，改善工藝條件 二、修改合成路線，縮短反應(yīng)步驟三、改進(jìn)操作方法，減少產(chǎn)品損失四、采用新技術(shù)、新反應(yīng),一、原輔材料更換,改善工藝條件收率、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益大大提高，并且有利于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。舉例：1、【生物香蘭素】利用微生物（真菌、細(xì)菌、植物細(xì)胞、阿魏酸、芳香族氨基酸）轉(zhuǎn)化天然前體生產(chǎn)的天然等同的香草醛。而從香莢蘭豆中提取的價(jià)格是合成產(chǎn)品的300倍。,2、【布洛芬】新

2、合成法：簡(jiǎn)化生產(chǎn)步驟，催化合成只需2步（以前需8步）避免了舊方法需要化學(xué)助劑進(jìn)行計(jì)量的麻煩。減少了大量廢料的生產(chǎn)產(chǎn)量增加，節(jié)省時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益更高,,二、修改合成路線，縮短反應(yīng)步驟通過(guò)修改合成路線，縮短反應(yīng)步驟，簡(jiǎn)化操作，可使收率明顯提高，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，原料成本明顯降低，同時(shí)給環(huán)境治理也減輕了壓力。,,功能主治：本品為硫雜蔥類抗精神病藥，具有鎮(zhèn)靜和抗嘔吐作用。臨床主要用于治療精神分裂癥、躁狂癥與反應(yīng)性精神病，以及伴有興奮或情感障

3、礙的其他精神失常。 　　適用于伴有焦慮或焦慮性抑郁的精神分裂癥、神經(jīng)官能癥及更年期抑郁癥。,,維生素B6（Vitamin B6）又稱吡哆素。是一種水溶性維生素，遇光或堿易破壞，不耐高溫。一種含吡哆醇或吡哆醛或吡哆胺的B族維生素。1936年定名為維生素B6。維生素B6為無(wú)色晶體，易溶于水及乙醇，在酸液中穩(wěn)定，在堿液中易破壞，吡哆醇耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。維生素B6在酵母菌、肝臟、谷粒、肉、魚、蛋、豆類及花生中含量較多。維生素B6為

4、人體內(nèi)某些輔酶的組成成分，參與多種代謝反應(yīng)，尤其是和氨基酸代謝有密切關(guān)系。臨床上應(yīng)用維生素B6制劑防治妊娠嘔吐和放射病嘔吐。,,一勺燴（一鍋煮）有些藥物原生產(chǎn)工藝路線長(zhǎng)，工序繁瑣，占用設(shè)備多，對(duì)此若一個(gè)反應(yīng)所用的溶劑和產(chǎn)生的副產(chǎn)物對(duì)下一步反應(yīng)影響不大時(shí)，往往可以將幾步反應(yīng)合并，在一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)完成，中間體無(wú)需純化而合成復(fù)雜分子，生產(chǎn)上習(xí)稱“一勺燴”。特點(diǎn)： "一勺燴".合成能在一個(gè)釜內(nèi)完成,最好了,可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程

5、,節(jié)約生產(chǎn)成本,有些合成可能會(huì)導(dǎo)至副產(chǎn)多,產(chǎn)品純度不高的問題.,,注意：必須先搞清楚各步反應(yīng)的歷程和工藝條件，只有在搞清楚反應(yīng)進(jìn)程的控制方法、副反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)及其對(duì)后處理的影響，以及前后各步反應(yīng)對(duì)溶質(zhì)、pH、副產(chǎn)物等的影響后，才能實(shí)現(xiàn)這種改革目標(biāo)。另外，在該工藝中，由于缺乏中間體的監(jiān)控，制得的產(chǎn)品常常需要精制，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。,,三、改進(jìn)操作方法，減少產(chǎn)品損失后處理：中間體、產(chǎn)物的分離、精制稱為后處理。布酞嗪：用于高血壓,,四、采用

6、新技術(shù)、新反應(yīng)在化學(xué)制藥中采用新技術(shù)、新反應(yīng)和新材料，設(shè)計(jì)新工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力。,（1）手性藥物的合成【生物合成】生物催化的不對(duì)稱合成是以微生物和酶作為催化劑、立體選擇性控制合成手性化合物的方法。用酶作為催化劑是人們所熟悉的，它的高反應(yīng)活性和高度的立體選擇性一直是人們夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。有機(jī)合成和精細(xì)化工行業(yè)越來(lái)越多地利用生物催化轉(zhuǎn)化天然或非天然的底物，獲得有用的中間體或產(chǎn)物。目前常用生物催化的有機(jī)合成反應(yīng)主要

7、有水解反應(yīng)—酯化反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)等。自90年代以來(lái)己成功地用合成 —內(nèi)酞胺類抗生素母核、維生素C、L一肉毒堿、D一泛酸手性前體、 體藥物、旋氨基酸、前列腺素等。,【化學(xué)合成】通過(guò)不對(duì)稱反應(yīng)立體定向合成中一對(duì)映體是獲得手性藥物最直接的方法.主要有手性源法、手性助劑法、手性試劑法和不對(duì)稱催化合成方法。,（2）天然藥物的合成植物提取或化學(xué)合成獲得，造成天然野生資源儲(chǔ)存量下降，野生資源遭到破壞，且環(huán)境污染嚴(yán)重。工序繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，

8、成本高生物轉(zhuǎn)化法可以克服以上弊端，優(yōu)勢(shì)如下：1、可以替代傳統(tǒng)的從植物中提取的方法。開發(fā)針對(duì)特定有效成分或者組分的天然藥物的生產(chǎn)技術(shù)。2、尋找合適的反應(yīng)器，以期獲得具有更好生理活性的化合物。3、綠色化學(xué)，環(huán)保，可持續(xù)發(fā)展。,,酶催化--可以看作是介于均相與非均相催化反應(yīng)之間的一種催化反應(yīng)。 既可以看成是反應(yīng)物與酶形成了中間化合物，也可以看成是在酶的表面上首先吸附了反應(yīng)物，然后再進(jìn)行反應(yīng)。,,酶催化加速或減慢化學(xué)反應(yīng)的作用。在一個(gè)活

9、細(xì)胞中同時(shí)進(jìn)行的幾百種不同的反應(yīng)都是借助于細(xì)胞內(nèi)含有的相當(dāng)數(shù)目的酶完成的。它們?cè)诖呋磻?yīng)專一性，催化效率以及對(duì)溫度、pH值的敏感等方面表現(xiàn)出一般工業(yè)催化劑所沒有的特性。在許多情況下，底物分子中微小的結(jié)構(gòu)變化會(huì)喪失一個(gè)化合物作為底物的能力。例如尿素酶只能催化尿素，使之水解為氨和二氧化碳，而對(duì)結(jié)構(gòu)非常相似的甲基尿素卻毫無(wú)作用。有些酶表現(xiàn)的專一性程度低一些，能作用于具有某種特殊化學(xué)基團(tuán)的多種化合物。酶的催化效率顯然比其他類型催化劑高,在一定

10、條件下,每個(gè)過(guò)氧化氫酶在一分鐘內(nèi)能轉(zhuǎn)化5000000個(gè)過(guò)氧化氫分子,比其他催化劑效率要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需幾天或幾個(gè)月才能完成的復(fù)雜反應(yīng)序列，酶能在數(shù)秒鐘之內(nèi)催化完成。,,相轉(zhuǎn)移催化作用是指：一種催化劑能加速或者能使分別處于互不相溶的兩種溶劑（液－液兩相體系或固－液兩相體系）中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)，催化劑把一種實(shí)際參加反應(yīng)的實(shí)體（如負(fù)離子）從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。 相轉(zhuǎn)移催化作用能使離子化合物與不

11、溶于水的有機(jī)物質(zhì)在低極性溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，或加速這些反應(yīng)。相轉(zhuǎn)移催化劑把一種實(shí)際參加反應(yīng)的化合物，從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，以便使它與底物相遇而發(fā)生反應(yīng)。,,固相酶又稱固定化酶，水不溶酶。指水溶性酶經(jīng)物理的或化學(xué)的方法處理后，吸附或共價(jià)結(jié)合在不溶性支持物上而仍具催化活性，從而在催化反應(yīng)中以固相作用于底物。,,固相酶指經(jīng)物理或化學(xué)方法處理后被結(jié)合到特定的水不溶性支持物上，并能發(fā)揮作用的一類酶。酶固定化技術(shù)包括吸附、交聯(lián)、共價(jià)結(jié)合及包埋等多種方

12、法。例如利用物理吸附和離子交換吸附將酶固定在活性氧化鋁、硅藻土或DEAE—、CM—離子交換纖維素等上，也可將酶包埋于聚丙烯酰胺凝膠，瓊脂糖凝膠、多孔玻璃的網(wǎng)眼內(nèi)。固定化酶具有易于與反應(yīng)物分離、可反復(fù)使用、穩(wěn)定性能好的優(yōu)點(diǎn)，在酶學(xué)研究和酶工程中發(fā)揮重要作用。 固相酶是將水溶性的酶用物理或化學(xué)方法處理,使之變?yōu)椴蝗苡谒?但仍具有酶專一性催化作用,以固相狀態(tài)作用于底物。一種酶,當(dāng)其發(fā)揮催化功能時(shí),在物理上受到限制,固相酶不僅可以保持原水溶酶

13、的特點(diǎn),而且還有一定的機(jī)械強(qiáng)度適于攪拌、裝柱等,使生產(chǎn)自動(dòng)化產(chǎn)物易精制、收率高。,,固相酶的優(yōu)點(diǎn)有：(1)有一定機(jī)械強(qiáng)度，可用攪拌或裝柱等方式作用于底物溶液，為生產(chǎn)工藝的管道化、連續(xù)化、自動(dòng)化提供必要條件；(2)可以充分洗滌而不帶雜質(zhì)，反應(yīng)后與產(chǎn)物容易分開使產(chǎn)物容易純化，收率高；(3)回收方便可連續(xù)反復(fù)使用，且固定化后酶的穩(wěn)定性增加，可用于吸附酶的支持物如活性炭、多孔玻璃、硅藻土、離子交換纖維素等；(4)可供共價(jià)結(jié)合載體如瓊脂糖、藥聚糖