Epinefrina(adrenalina) és un neurotransmissor catecol i una hormona àmpliament utilitzat en la preparació de fàrmacs com la reanimació cardíaca, les bronquièctasis, l'anafilaxi i la uroquinasa. En aplicació clínica, els mètodes de preparació convencionals inclouen principalment mètodes biològics, mètodes químics i mètodes biosintètics. Aquest article analitzarà aquests mètodes de preparació.
1. Mètode biològic:
La biosíntesi de l'adrenalina normalment utilitza tirosina com a precursor, que es produeix a través de múltiples reaccions catalitzades per enzims. La síntesi i la catàlisi d'aquests enzims estan regulades per diversos factors, com hormones, neurotransmissors i fàrmacs.
1) Conversió de la tirosina hidroxilasa en DOPA:
Els primers compostos que es van sintetitzar van ser els àcids carboxílics fenòlics.
L'àcid carboxílic fenòlic es converteix en 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) per la tirosina hidroxilasa. Aquesta resposta està regulada per l'hormona dopamina i els seus derivats, neurotransmissors o neurofarmacèutics.
2) La DOPA s'oxida per generar dopamina:
La DOPA descarboxilasa també oxida la DOPA a dopamina per un enzim mediat per la síntesi de dopamina.
3) La N-metiltransferasa fa que la dopamina generi norepinefrina:
La norepinefrina es converteix en epinefrina per l'acció de la dopamina N-metiltransferasa.
Les tècniques que s'utilitzen habitualment en mètodes biològics inclouen l'enginyeria de proteïnes i l'enginyeria gènica.
2. Mètode químic:
En la síntesi química, la tirosina i el formaldehid formen metil-DOPA (reactiu de Maxwell) mitjançant una reacció d'addició4-. La metil-DOPA es descompon a 60 graus per descarboxilació per formar adrenalina.
La síntesi química de l'epinefrina inclou principalment les reaccions següents:
1) Addició de Miquel de tirosina i formaldehid
La tirosina i el formaldehid pateixen 1,4-reacció d'addició de Michael en condicions de reacció adequades per generar un intermedi metil-DOPA.
2) Descarboxilació
L'intermedi metil-DOPA es descompon a alta temperatura mitjançant la reacció de descarboxilació per formar epinefrina.
Els avantatges de la síntesi química d'adrenalina inclouen no estar unit per la biocatàlisi, una alta eficiència de síntesi i la capacitat de preparar una varietat de derivats de l'adrenalina mitjançant canvis estructurals. Tanmateix, el mètode químic també té desavantatges com ara un procés complicat i un cost elevat.
3. Biosíntesi:
La síntesi biosintètica d'adrenalina es realitza principalment mitjançant la tecnologia de síntesi microbiana. Mitjançant el cribratge i la modificació de soques microbianes, poden produir adrenalina.
Les soques microbianes hostes de producció habituals per a la recombinació gènica inclouen Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, etc., i la síntesi d'epinefrina mitjançant l'expressió recombinant d'Escherichia coli és una manera més popular. El nucli del mètode és treure la via metabòlica de la tirosina fora de la cèl·lula i, a continuació, conrear la seva via metabòlica al contenidor, de manera que pugui produir una gran quantitat d'adrenalina. La major part d'aquest enfocament és automatitzat i fàcilment escalable.
4 Conclusió:
Els mètodes biològics, els mètodes químics i els mètodes biosintètics són tots mètodes convencionals per a la preparació d'adrenalina. El mètode biològic pot generar veritablement adrenalina natural des de la perspectiva de la fisiologia i la farmacologia, i pot obtenir efectes de fàrmacs naturals, però està regulat per gens i enzims, dificultant la seva preparació; Els mètodes químics i biosintètics tenen una alta eficiència i un alt rendiment. Característiques i modificació altament caracteritzades, però el procés químic és complicat i costós, i el mètode de biosíntesi és difícil de mantenir l'eficiència, però pot coordinar eficaçment el creixement microbià i el metabolisme per a la producció en massa.
L'epinefrina (epinefrina), un neurotransmissor i una hormona, també és un fàrmac important. Produeix efectes fisiològics en unir-se als receptors adrenèrgics. L'epinefrina inclou derivats d'amfetamina i catecolamines i s'utilitza habitualment per tractar afeccions com l'asma, batecs cardíacs ràpids i reaccions al·lèrgiques greus. A més, el medicament també s'utilitza en el procés de primers auxilis i part assistit.
La reacció química de l'epinefrina implica la interacció de múltiples parts químiques, de manera que aquest article introduirà el paper d'aquestes parts en la reacció química.
Estructura química:
En primer lloc, s'introdueix l'estructura química de l'epinefrina. La molècula d'epinefrina es compon d'estructura de feniletilamina i estructura d'anell de catecol, l'abreviatura és Epi. Hi ha dos àtoms de carboni quirals, situats a les posicions i, respectivament. Per tant, l'epinefrina existeix en quatre estereoisòmers, a saber (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Entre ells, només (R,R)-Epi és l'isòmer amb una forta activitat fisiològica, que també és el principal isòmer produït in vivo.
Reacció de l'adrenalina amb els ions d'hidrogen:
Hi ha grups hidroxil i amina a l'anell de benzè de l'epinefrina, de manera que té una certa acidesa i alcalinitat. Quan l'epinefrina interacciona amb ions d'hidrogen (H ^ més ), es poden produir les reaccions següents:
Epi més H^ més → EpiH^ més
Aquesta és una reacció crítica perquè EpiH^ plus és un producte de la ionització de l'epinefrina, afectant així les seves propietats en efectes fisiològics i farmacològics.
Reaccions d'oxidació de l'epinefrina:
Els grups hidroxil i amfetamines de l'epinefrina tenen propietats redox òbvies i poden patir reaccions d'oxidació. Quan l'epinefrina entra en contacte amb l'oxigen, es poden produir les reaccions següents:
Epi més O2→ EpiO2
A més, quan l'epinefrina entra en contacte amb determinats agents oxidants com el peròxid d'hidrogen, també es pot produir una reacció d'oxidació.
Reacció àcid-base de l'epinefrina:
Els grups hidroxil i amina de l'epinefrina també són àcids i bàsics, i poden produir reaccions àcid-base complexes a diferents valors de pH. Quan el valor de pH és inferior al valor de pKa del compost (3,5 i 9.0), aleshores, el grup hidroxil es protonarà, donant lloc a un fort àcid de Lewis EpiH^ plus ; per contra, quan el valor del pH és superior al pKa, el grup amina es desprotonarà, Epi^- produeix una base de Lewis forta. Aquesta interacció de propietats àcides i pH té un impacte significatiu en l'eficàcia i els efectes secundaris de l'epinefrina en aplicacions mèdiques.
Reacció de gasificació del nitrogen de l'epinefrina:
El grup amina de l'epinefrina també pot experimentar una reacció de nitrogen quan s'exposa a determinats reactius químics a causa de les propietats redox. Per exemple, quan l'epinefrina entra en contacte amb el nitrat de mercuri, produeix una reacció química blau fosc:
Epi més Hg (NO3)2→ HgO2N-Epi més 2HNO3
Els anteriors són diversos tipus típics de reaccions químiques de l'epinefrina, i cada part té diferents papers en la reacció. Les característiques i propietats de les reaccions químiques tenen un impacte important en els efectes farmacològics i les aplicacions mèdiques de l'epinefrina, i també proporcionen orientació i idees als químics i farmacòlegs per desenvolupar millors fàrmacs.