Epinefrinadalah neurotransmitter dan hormon katekol yang banyak digunakan dalam persiapan obat-obatan seperti resusitasi jantung, bronkiektasis, anafilaksis, dan urokinase. Dalam aplikasi klinis, metode persiapan konvensional terutama mencakup metode biologis, metode kimia, dan metode biosintetik. Artikel ini akan menganalisis metode persiapan ini.
Tautan ke produk ini adalah sebagai berikut:
1. Metode biologis:
Biosintesis adrenalin biasanya menggunakan tirosin sebagai prekursor, yang diproduksi melalui berbagai reaksi yang dikatalisis oleh enzim. Sintesis dan katalisis enzim ini diatur oleh berbagai faktor, seperti hormon, neurotransmiter, dan obat-obatan.
1) Konversi tirosin hidroksilase menjadi DOPA:
Senyawa pertama yang disintesis adalah asam karboksilat fenolik.
Asam karboksilat fenolik diubah menjadi 3,4-dihidroksifenilalanin (DOPA) oleh tirosin hidroksilase. Respons ini diatur oleh hormon dopamin dan turunannya, neurotransmiter atau neurofarmasi.
2) DOPA dioksidasi untuk menghasilkan dopamin:
DOPA dekarboksilase juga mengoksidasi DOPA menjadi dopamin oleh enzim yang dimediasi oleh sintesis dopamin.
3) N-methyltransferase mendorong dopamin untuk menghasilkan norepinefrin:
Norepinefrin diubah menjadi epinefrin oleh aksi dopamin N-metiltransferase.
Teknik yang biasa digunakan dalam metode biologis meliputi rekayasa protein dan rekayasa gen.
2. Metode kimia:
Dalam sintesis kimia, tirosin dan formaldehida membentuk metil-DOPA (reagen Maxwell) melalui 1,4-reaksi adisi. Metil-DOPA terurai pada 60 derajat oleh Dekarboksilasi untuk membentuk adrenalin.
Sintesis kimia epinefrin terutama mencakup reaksi berikut:
1) Michael penambahan tirosin dan formaldehida
Tirosin dan formaldehida menjalani reaksi adisi 1,4-Michael dalam kondisi reaksi yang sesuai untuk menghasilkan zat antara metil-DOPA.
2) Dekarboksilasi
Perantara metil-DOPA terurai pada suhu tinggi melalui reaksi Dekarboksilasi untuk membentuk epinefrin.
Keunggulan sintesis kimiawi adrenalin antara lain tidak terikat oleh biokatalisis, efisiensi sintesis yang tinggi, dan kemampuan menyiapkan berbagai turunan adrenalin melalui perubahan struktur. Namun, metode kimia juga memiliki kelemahan seperti proses yang rumit dan biaya yang mahal.
3. Biosintesis:
Sintesis biosintesis adrenalin terutama dilakukan dengan menggunakan teknologi sintesis mikroba. Dengan menyaring dan memodifikasi strain mikroba, mereka dapat menghasilkan adrenalin.
Strain mikroba inang produksi umum untuk rekombinasi gen termasuk Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, dll., Dan sintesis epinefrin dengan ekspresi rekombinan Escherichia coli adalah cara yang lebih populer. Inti dari metode ini adalah mengeluarkan jalur metabolisme tirosin keluar dari sel, lalu mengolah jalur metabolismenya di dalam wadah, sehingga bisa menghasilkan adrenalin dalam jumlah besar. Sebagian besar pendekatan ini otomatis dan mudah diskalakan.
4. Kesimpulan:
Metode biologis, metode kimia, dan metode biosintetik semuanya adalah metode konvensional untuk pembuatan epinefrin. Metode biologis benar-benar dapat membangkitkan adrenalin alami dari sudut pandang fisiologi dan farmakologi, dan dapat memperoleh efek obat alami, tetapi diatur oleh gen dan enzim, sehingga sulit untuk disiapkan; metode kimia dan biosintetik memiliki efisiensi tinggi dan hasil tinggi. , Karakterisasi dan modifikasi yang tinggi, tetapi proses kimianya rumit dan mahal, dan metode biosintesis sulit untuk mempertahankan efisiensi tetapi dapat secara efektif mengoordinasikan pertumbuhan mikroba dan metabolisme untuk produksi massal.
Epinefrin (epinefrin), neurotransmitter dan hormon, juga merupakan obat penting. Ini menghasilkan efek fisiologis dengan mengikat reseptor adrenergik. Epinefrin termasuk turunan amfetamin dan katekolamin dan umumnya digunakan untuk mengobati kondisi seperti asma, detak jantung cepat, dan reaksi alergi parah. Selain itu, obat ini juga digunakan dalam proses pertolongan pertama dan pertolongan persalinan.
Reaksi kimia Epinefrin melibatkan interaksi beberapa bagian kimia, jadi artikel ini akan memperkenalkan peran bagian-bagian ini dalam reaksi kimia. Berikut adalah spektrum resonansi magnetik nuklirnya:
Struktur kimia:
Pertama, struktur kimia Epinefrin diperkenalkan. Molekul epinefrin terdiri dari struktur phenylethylamine dan struktur cincin katekol, singkatannya adalah Epi. Ada dua atom karbon kiral, masing-masing terletak di posisi dan. Oleh karena itu, Epinefrin ada dalam empat stereoisomer, yaitu (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Diantaranya, hanya (R,R)-Epi yang merupakan isomer dengan aktivitas fisiologis yang kuat, yang juga merupakan isomer utama yang diproduksi secara in vivo.
Reaksi Epinefrin dengan Ion Hidrogen:
Ada gugus hidroksil dan amina pada cincin benzena Epinefrin, sehingga memiliki keasaman dan alkalinitas tertentu. Ketika Epinefrin berinteraksi dengan ion hidrogen (H^ plus ), reaksi berikut dapat terjadi:
Epi ditambah H^ ditambah → EpiH^ ditambah
Ini adalah reaksi kritis karena EpiH^ plus merupakan produk ionisasi Epinefrin, sehingga mempengaruhi sifatnya dalam efek fisiologis dan farmakologis.
Reaksi oksidasi Epinefrin:
Gugus hidroksil dan amfetamin dari Epinefrin memiliki sifat redoks yang jelas dan dapat mengalami reaksi oksidasi. Ketika Epinefrin bersentuhan dengan oksigen, reaksi berikut dapat terjadi:
Epi plus O2→ EpiO2
Selain itu, ketika Epinefrin bersentuhan dengan zat pengoksidasi tertentu seperti hidrogen peroksida, reaksi oksidasi juga dapat terjadi.
Reaksi asam-basa Epinefrin:
Gugus hidroksil dan amina Epinefrin juga bersifat asam dan basa, dan mereka dapat menghasilkan reaksi asam-basa yang kompleks pada nilai pH yang berbeda. Ketika nilai pH lebih rendah dari nilai pKa senyawa (3,5 dan 9.0), maka gugus hidroksil akan terprotonasi, menghasilkan asam Lewis kuat EpiH^ plus ; sebaliknya, ketika nilai pH lebih tinggi dari pKa, gugus amina akan terdeprotonasi, Epi^- menghasilkan basa Lewis yang kuat. Interaksi sifat asam dan pH ini memiliki dampak yang signifikan terhadap kemanjuran dan efek samping Epinefrin dalam aplikasi medis.
Reaksi gasifikasi nitrogen dari Epinefrin:
Gugus amina dalam Epinefrin juga dapat mengalami reaksi nitrogenasi ketika terkena reagen kimia tertentu karena sifat redoks. Misalnya, ketika Epinefrin bersentuhan dengan merkuri nitrat, itu menghasilkan reaksi kimia berwarna biru tua:
Epi ditambah Hg (NO3)2→ HgO2N-Epi ditambah 2HNO3
Di atas adalah beberapa jenis reaksi kimia Epinefrin yang khas, dan setiap bagiannya memainkan peran yang berbeda dalam reaksi tersebut. Karakteristik dan sifat reaksi kimia berdampak penting pada efek farmakologis dan aplikasi medis Epinefrin, dan juga memberikan panduan dan gagasan bagi ahli kimia dan farmakolog untuk mengembangkan obat yang lebih baik.