生物催化技术在化学制药中的应用

作者:未知

  摘要:随着时代的进步,居民生活水平不断提高,医疗事业发展备受社会关注。此种背景下,我国制药工程事业获得了很大的发展。当前,为了提升化学制药效率,在化学制药工程中,生物催化技术的应用日益广泛,化学制药生物催化工业化规模初步形成。基于此,本文主要论述了化学制药中生物催化技术应用的相关知识,希望对相关领域研究有帮助。
  关键词:生物催化技术;化学制药;应用
  化学制药中,生物催化技术主要是在酶或生物有机体催化作用下,加快生物转换速度的一种新技术,也可称之为生物转换技术。随着科技的发展与创新,在人们日常生活中,生物催化技术得到了广泛的应用,同时为化学制药企业创造了更多的经济效益,甚至为环境保护也做出了很大的贡献。然而,为了对生物催化技术进行创新,在化学制药中,深入探讨生物催化技术的应用具有非常重要的意义。
   1 生物催化技术特点分析
   1底物选择的独特性:催化过程中,酶具有专一性特点,即一种酶只能对一种特定底物进行催化反应,而一种底物则可受到不同酶的催化。生物催化技术选择性比较高,在手性化合物精细化学品生产中,利用生成专一化物质,进而对手性化合物进行催化;
   2酶反应速率得到明显提高:化学反应过程中,反应物必须要吸收一定的能量才能达到活化态,催化剂的应用,则能够降低反应活化能,加快反应速度。相较之无机催化剂,酶对反应活化能有明显的降低作用,所以有明显的催化效率,从而使反应速率更快。大量实验调查数据显示,与无机催化剂相比,酶的催化效率是它的107-1013倍;
   3设备要求低:酶作用于温和的条件,在常温、中性及水等环境中基本上都可完成,原因在于酶取自于生物体,因而在温和条件下其活性是最高的;
   4酶被固定化:其实现了反复循环使用催化剂,主要借助物理或化学方法,在某一固定材料上束缚或限制水溶性酶,此种条件下,依然能够发生特殊催化反应,实现回收与重复利用;
   5环境中生物催化剂获得完全降解:一般情况下,生物催化过程污染小甚至没有污染,能源耗损不高,是环境友好的有效催化方法。生物催化使得生产效率得到明显提高,有效降低了生产成本,为企业创造更多的经济效益,为传统化工制药创造了解决难题的条件,推动医疗行业发展更加迅速。
   2 生物催化技术在化学制药中的具体应用
   2.1 化学制药中阿伐他汀的应用
  其主要是利用生物催化剂,阿伐他汀生产中需要6-氰-3 与5-二羧基乙酸叔丁酯。其活动中间体的形成主要为美国公司借助生物催化技术实现的。在分子重组前提下,美国生产公司应用最先进优化技术开发出三种酶,在实际生产中应用这三类酶,拥有较强的活性、选择性与稳定性。化学反应过程主要包含两个步骤,第一反应过程中,首先是两种优化酶针对性的催化氯酮,这是一种氰化反应过程,在此基础上最终形成纯手性氯乙醇。第二种反应进行条件比较温和,第三种优化酶实现新生物催化氯化反应,将氯乙醇转换为氰醇。由此可以发现,生物催化作用下,应用进化酶使得还原反应容积率得到明显提高。所以,在实际生产中,应用该方法使得生产效率得到明显提高,增加了生产产量,对生态环境保护与人类健康维护也具有明显的效果,安全性比较高。
   2.2 西他列汀游离碱的具体应用
  其最先是由美国与德国公司生产而来,其主要是将酶视为催化剂生产而言。美德两家企业首先发现R构型选择转氨酶分子结构类似于构型选择性转氨酶分子结构、西他列汀游分析结构,其中分子质量较小的部分R构型选择性转氨酶可有效抑制甲基酮,同时,R构型选择性转氨酶也有明显的活性。所以,针对R构型选择性转氨酶,美国公司对其进行了一定的改造,在此基础上构建了新的规划局加氢路线,且此种催化剂不会生产活性S构型西他列汀酮。此种化学反应具有明显的直接性,只需要通过酶催化反应即可完成,操作简单,不用进行高压氰化,也不用金属催化剂。因而在实际生产中,借助此类反应使得设备生产能力明显提高,分子有了更强的反应能力,在生产过程中降低了废弃物产生效率,对环境保护具有非常重要的意义。
   2.3 当前生物催化技术应用分析
  近年来,随着时代的进步,在生物研究领域,微生物与酶对化学物质的合成作用备受专家学者关注,以此在化学制药生产中,微生物与酶催化剂应用日益广泛。现阶段,合成技术中,生物催化技术发挥的作用是十分重要的。化学合成制药生产中,利用生物酶催化化学合成反应,消除高压氢化过程,无需使用金属催化剂即可完成生产任务。除此之外,传统制药方法,特别是合成制药后期,手工提纯是十分关键的环节,但在化学制药生产中,生物催化方法的应用,去除了手工提纯过程。另外,药物合成中应用生物催化技术,使得化学反应速度得到了有效的提高,人力与物力成本明显降低,降低了设备使用效率,甚至为材料使用效率的提高创造了条件。
   3 结束语
  综上所述,随着社会经济的快速发展,当前化学制药生产中,生物催化技术已成为重要构成部分,生物技术的有效开发与应用,加快了制药生产难题的解决。利用微生物进行催化,增强了生化结合的紧密性,更多的生物方法应用于化学制药生产中,随着生物催化技术的不断发展应用,一定程度上为化学制药生产提供了新的動力。
  参考文献:
   [1]王军.浅谈化学制药中的生物催化技术的应用[J].科学技术创新,2018(29):192-193.
   [2]梅东杰.生物催化技术在化学制药中的具体应用[J].现代经济信息,2018(12):363.
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