生物催化技术在化学制药中的应用

生物催化技术在化学制药中的应用

郭 岩

多多药业有限公司 黑龙江 佳木斯 154007

摘要：随着医药工业的不断发展，化学制药的形势十分乐观。但就目前化学制药产业的发展格局而言，由于转化利用水平较低，生态环境污染问题尚未得到根本解决，成本和支出居高不下，化学制药行业的经济效益和社会效益受到一定影响。然而，现阶段生物催化技术的应用有效地解决了这些问题。本文结合化学制药工业发展的基本情况和未来趋势，对生物催化技术的应用进行了系统的分析和探讨，希望对提高开发应用水平具有一定的参考价值。

关键词：化学制药；生物催化；技术应用

引言

在现代医药卫生产业发展中，生物催化技术结合了医药发展和生物化学的优势，成为一种新型的化学制药技术，极大地提高了生物化学产业的发展水平。目前，许多生产厂家已采用生物催化技术发展化学制药工业，不仅有效地降低了生产成本，提高了经济效益，而且改革了药品生产的技术方法，有效地提高了社会效益，体现了良好的发展和应用前景。

1化学制药行业的发展现状及未来走向

1.1药物工业化生产领域已经广泛地应用生物技术

在当今国际社会，生物技术已广泛应用于化学制药领域。但由于生物资源的限制，药物的大规模生产受到一定的限制。但随着化学制药工业的不断发展，各种抗生素、维生素、氨基酸的生产技术能力有了很大提高，特别是在进行生化反应时，酶法工业技术被广泛应用于维生素、抗生素的生产，极大地促进了氨基酸和激素类药物的大规模研发。

1.2医药生产领域已经广泛地应用了分离制作技术

目前，一些先进的分离技术如膜分离、色层分离等已广泛应用于医药生产领域，不仅有效地提高了医药生产技术水平，而且有效地提高了医药生产质量，实现医药生产行业经济效益和社会效益的双赢。其中一个比较好的效果，比如中药的提取分离技术，就是利用中药中的有用成分，根据其现有的性能、溶解度和极性特点，开发出一种新的药物生产工艺，采用分离法生产药品，有效地改进了药品生产工艺。

1.3化学制药生产中越来越普遍推广应用现代化设备

随着当前医药工业的健康可持续发展，药品生产数量也在不断增加，生产规模得到了极大的拓展，各种现代化的药品生产设备得到了越来越广泛的应用。而且，我国包括一些药品生产企业已经开始越来越重视大型药品生产设备的普及，这使得化学药品生产行业越来越迎来现代化的发展空间，专业化和产业化，特别是计算机和网络技术的推广应用，在一定程度上也进一步推动了化学制药行业越来越重视智能电子控制等先进技术的应用，提高了药品生产工艺和技术水平。

1.4生物催化技术的特点

在生物催化技术的催化链中，酶的特征处于一个特异点，它只能催化特征底物，从而为化学制药开辟了更多的选择，在一定程度上，保证化学制药产品中手性化合物等精细药物的生产特性。生物催化技术的应用可以提高手性药物活性成分的合成效率，而且反应速度也很快。传统的化学原料制备方法往往使反应物分子长时间处于带电和激发态。然而，生物催化技术的应用可以有效降低反应物分子的活化能力，进而使分子带电激发迅速，反应迅速。与无机催化剂相比，采用生物催化技术的酶能显著降低反应的活化能力。在横向对比试验中，采用生物催化技术的酶与无机催化剂的催化效率比为1000:1。

2化学制药中的生物催化技术应用

随着生物催化技术在化学制药中的发展和应用，各种微生物和酶在生物领域中的作用已成为社会各界特别是医药界专家学者关注的焦点。长期以来，一直从事化学制药行业研究的专家学者，越来越多地致力于生物催化技术在化学制药领域的推广应用，并在实践中取得了良好的效果，促进医药工业健康可持续发展。

2.1西他列汀游离碱生物催化技术的应用

西他列汀游离碱，起初是由美国的Codexis公司同德国的Merck公司利用酶产生催化反应来共同生产制作的。在生产西他列汀游离碱的过程中，通常采用酶来实现生物催化的功能。这是因为西他列汀自由基的分子结构与R构型选择性转氨酶非常接近，而且这种酶的活性因子非常高，经过改良后可以转化为非常好的催化加氢组分。正是由于这种催化作用的直观效果在化学反应中更方便快捷，操作起来也不是很麻烦，不需要花费太多时间进行高压加氢的操作，也不需要添加金属组分的催化材料，因此，许多化学制药企业都非常愿意将这种生物催化技术应用于医药化学品的生产。此外，这种生物催化技术还可以充分发挥化学制药生产设备的生产性能，有效提高分子结构的催化效果，不会对生态环境造成严重破坏。

2.2阿伐他汀生物催化技术的应用

阿伐他汀这种化学药物呈白色针形的粉末，也有结晶形状的。在药理上，这种阿伐他汀可以很好地增强胰岛素的抗病能力和调节血液中脂类物质的含量，特别是具有良好的降糖效果。在生产制作阿伐他汀的时候，使用比较广泛的是采取6-氰-3同5-二羧基乙酸叔丁酯来共同进行化学反应。上述药物制剂最初由美国Codexis公司采用生物催化法生产。在制造这些物质时，通常需要保证酶在优化技术作用下的活化，利用各种酶来刺激其活性状态，保证化学反应的安全效果和可靠性能。一般来说，有两种化学反应可供使用：氢化和生物催化氯化。在加氢反应中，通常使用经过优化活化的酶与氯酮一起产生催化作用，而在生物催化氯化反应中，通常使用经过优化活化的酶产生新的生物催化组分，一般反应性能相对温和。针对以上化学反应，生物催化技术主要用于提高酶的活性，有效地提高化学反应的容量性能。它不仅提高了化学制药的生产能力和药品的生产量，而且有效地保护了生态环境资源，保障了人们的身心健康。可以说，经济效益和社会效益都很好。

2.3当前一个时期生物催化技术的应用

近年来，微生物和酶生物催化技术在化学制药领域得到了广泛的推广。在化学制药生产中，酶和微生物的催化性能主要用来提高化学反应的效果。特别是在化学药物合成的生产过程中，这种酶和微生物生物催化技术往往不需要高压加氢，也不需要使用金属组分的辅助材料。然而，长期以来，在采用常规工艺生产化学药物时，后期的药物合成过程往往采用人工方法进行纯化，这需要大量的人力投入。但这种新的生物催化技术，不仅不需要投入大量的人力进行纯化，而且大大提高了合成药物时的化学反应性能，提高了药物合成效率，有效降低了人身和财产成本，而且不需要使用大量的机械设备，因此，化学药品的大规模生产得到了很好的保证。

2.4微生物生产烟酰胺

利用上述原理，微生物生产烟酰胺技术也从中而来，一方面，我们观察了烟酰胺的主要成分，，由辅酶1以及辅酶2构成，因此可以有效将烟酸与烟酰胺结合，维生素B3在这种结合中形成。此外，利用生物催化技术可以将烟酸转化为动物烟酰胺。对于动物来说，每种动物都不能缺少烟酸或烟酰胺。它们在预防和治疗皮肤病方面发挥着突出的作用。利用生物催化技术将烟酸转化为动物烟酰胺，为治疗皮肤病增加了一种药物生产技术。合理利用微生物生产烟酰胺，不会像传统的烟酰胺生产工艺那样对环境造成很大影响。相反，生物催化技术操作简单，对反应环境要求低，在一定程度上保证了烟酰胺的生产。

结束语

综上所述，生物催化技术在化学药物生产中的应用越来越受到专家学者和制药企业的重视，其推广应用也越来越普遍，已成为化学制药和药物有机合成的有效途径。相信随着科学技术的不断变革，这种生物催化技术在化学制药生产领域的应用空间将更加广阔，将继续促进医药行业的健康可持续发展。

参考文献

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