Epinefrinaé um neurotransmissor catecol e hormônio amplamente utilizado na preparação de medicamentos como ressuscitação cardíaca, bronquiectasia, anafilaxia e uroquinase. Na aplicação clínica, os métodos de preparação convencionais incluem principalmente métodos biológicos, métodos químicos e métodos biossintéticos. Este artigo analisará esses métodos de preparação.
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1. Método biológico:
A biossíntese de adrenalina geralmente usa a tirosina como precursor, que é produzida por meio de múltiplas reações catalisadas por enzimas. A síntese e a catálise dessas enzimas são reguladas por vários fatores, como hormônios, neurotransmissores e drogas.
1) Conversão de tirosina hidroxilase em DOPA:
Os primeiros compostos a serem sintetizados foram os ácidos carboxílicos fenólicos.
O ácido carboxílico fenólico é convertido em 3,4-diidroxifenilalanina (DOPA) pela tirosina hidroxilase. Essa resposta é regulada pelo hormônio dopamina e seus derivados, neurotransmissores ou neurofármacos.
2) DOPA é oxidado para gerar dopamina:
A DOPA descarboxilase também oxida a DOPA em dopamina por uma enzima mediada pela síntese de dopamina.
3) N-metiltransferase induz a dopamina a gerar norepinefrina:
A norepinefrina é convertida em epinefrina pela ação da dopamina N-metiltransferase.
Técnicas comumente usadas em métodos biológicos incluem engenharia de proteínas e engenharia genética.
2. Método químico:
Na síntese química, tirosina e formaldeído formam metil-DOPA (reagente de Maxwell) por meio de 1,4-reação de adição. Metil-DOPA se decompõe a 60 graus por descarboxilação para formar adrenalina.
A síntese química da epinefrina inclui principalmente as seguintes reações:
1) Michael adição de tirosina e formaldeído
A tirosina e o formaldeído sofrem 1,4-reação de adição de Michael sob condições de reação adequadas para gerar o intermediário metil-DOPA.
2) Descarboxilação
O intermediário metil-DOPA se decompõe em alta temperatura através da reação de descarboxilação para formar epinefrina.
As vantagens da síntese química da adrenalina incluem não estar vinculada à biocatálise, alta eficiência de síntese e a capacidade de preparar uma variedade de derivados de adrenalina por meio de alterações estruturais. No entanto, o método químico também apresenta desvantagens, como processo complicado e alto custo.
3. Biossíntese:
A síntese biossintética de adrenalina é realizada principalmente usando tecnologia de síntese microbiana. Ao rastrear e modificar cepas microbianas, eles podem produzir adrenalina.
Cepas microbianas hospedeiras de produção comum para recombinação de genes incluem Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, etc., e a síntese de epinefrina por expressão recombinante de Escherichia coli é uma forma mais popular. O núcleo do método é levar a via metabólica da tirosina para fora da célula e, em seguida, cultivar sua via metabólica no recipiente, para que possa produzir uma grande quantidade de adrenalina. A maior parte dessa abordagem é automatizada e facilmente escalável.
4. Conclusão:
Métodos biológicos, métodos químicos e métodos biossintéticos são todos métodos convencionais para a preparação de epinefrina. O método biológico pode realmente gerar adrenalina natural do ponto de vista da fisiologia e farmacologia, e pode obter efeitos de drogas naturais, mas é regulado por genes e enzimas, dificultando seu preparo; métodos químicos e biossintéticos têm alta eficiência e alto rendimento. , Altamente características de caracterização e modificação, mas o processo químico é complicado e caro, e o método de biossíntese é difícil de manter a eficiência, mas pode efetivamente coordenar o crescimento microbiano e o metabolismo para produção em massa.
Epinefrina (epinefrina), um neurotransmissor e hormônio, também é uma droga importante. Produz efeitos fisiológicos por ligação a receptores adrenérgicos. A epinefrina inclui derivados de anfetamina e catecolamina e é comumente usada para tratar condições como asma, taquicardia e reações alérgicas graves. Além disso, o medicamento também é utilizado no processo de primeiros socorros e parto assistido.
A reação química da epinefrina envolve a interação de várias partes químicas, portanto, este artigo apresentará o papel dessas partes na reação química. Aqui está seu espectro de ressonância magnética nuclear:
Estrutura química:
Primeiro, a estrutura química da epinefrina é apresentada. A molécula de epinefrina é composta de estrutura de feniletilamina e estrutura de anel de catecol, a abreviação é Epi. Existem dois átomos de carbono quirais, localizados nas posições e, respectivamente. Portanto, a epinefrina existe em quatro estereoisômeros, ou seja, (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Dentre eles, apenas o (R,R)-Epi é o isômero com forte atividade fisiológica, sendo também o principal isômero produzido in vivo.
Reação da epinefrina com íons de hidrogênio:
Existem grupos hidroxila e amina no anel benzênico da epinefrina, por isso tem certa acidez e alcalinidade. Quando a epinefrina interage com íons de hidrogênio (H^ mais), as seguintes reações podem ocorrer:
Epi mais H^ mais → EpiH^ mais
Esta é uma reação crítica porque EpiH^ plus é um produto da ionização da epinefrina, afetando assim suas propriedades em efeitos fisiológicos e farmacológicos.
Reações de oxidação da epinefrina:
Os grupos hidroxila e anfetamina da epinefrina têm propriedades redox óbvias e podem sofrer reações de oxidação. Quando a epinefrina entra em contato com o oxigênio, podem ocorrer as seguintes reações:
Epi plus O2→ EpiO2
Além disso, quando a epinefrina entra em contato com certos agentes oxidantes, como o peróxido de hidrogênio, também pode ocorrer uma reação de oxidação.
Reação ácido-base da epinefrina:
Os grupos hidroxila e amina da epinefrina também são ácidos e básicos e podem produzir reações ácido-base complexas em diferentes valores de pH. Quando o valor do pH for menor que o valor do pKa do composto (3,5 e 9.0), então, o grupo hidroxila será protonado, resultando em um ácido forte de Lewis EpiH^ plus ; inversamente, quando o valor de pH é maior que o pKa, o grupo amina será desprotonado, Epi^- produz uma forte base de Lewis. Essa interação de propriedades ácidas e pH tem um impacto significativo na eficácia e nos efeitos colaterais da epinefrina em aplicações médicas.
Reação de gaseificação de nitrogênio da epinefrina:
O grupo amina na epinefrina também pode sofrer reação de nitrogenação quando exposto a certos reagentes químicos devido às propriedades redox. Por exemplo, quando a epinefrina entra em contato com nitrato de mercúrio, produz uma reação química azul escura:
Epi mais Hg(NO3)2→ HgO2N-Epi mais 2HNO3
Os itens acima são vários tipos típicos de reações químicas de epinefrina, e cada parte dela desempenha papéis diferentes na reação. As características e propriedades das reações químicas têm um impacto importante nos efeitos farmacológicos e aplicações médicas da epinefrina, e também fornecem orientação e ideias para os químicos e farmacologistas desenvolverem drogas melhores.