Épinéphrineest un neurotransmetteur catéchol et une hormone largement utilisée dans la préparation de médicaments tels que la réanimation cardiaque, la bronchectasie, l'anaphylaxie et l'urokinase. En application clinique, les méthodes de préparation conventionnelles comprennent principalement des méthodes biologiques, des méthodes chimiques et des méthodes biosynthétiques. Cet article analysera ces méthodes de préparation.
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1. Méthode biologique :
La biosynthèse de l'adrénaline utilise généralement la tyrosine comme précurseur, qui est produite par de multiples réactions catalysées par des enzymes. La synthèse et la catalyse de ces enzymes sont régulées par divers facteurs, tels que les hormones, les neurotransmetteurs et les médicaments.
1) Conversion de la tyrosine hydroxylase en DOPA :
Les premiers composés à être synthétisés étaient des acides carboxyliques phénoliques.
L'acide carboxylique phénolique est converti en 3,4-dihydroxyphénylalanine (DOPA) par la tyrosine hydroxylase. Cette réponse est régulée par l'hormone dopamine et ses dérivés, neurotransmetteurs ou neuropharmaceutiques.
2) La DOPA est oxydée pour générer de la dopamine :
La DOPA décarboxylase oxyde également la DOPA en dopamine par une enzyme médiée par la synthèse de la dopamine.
3) La N-méthyltransférase incite la dopamine à générer de la norépinéphrine :
La norépinéphrine est convertie en épinéphrine par l'action de la dopamine N-méthyltransférase.
Les techniques couramment utilisées dans les méthodes biologiques comprennent l'ingénierie des protéines et l'ingénierie génétique.
2. Méthode chimique :
Dans la synthèse chimique, la tyrosine et le formaldéhyde forment le méthyl-DOPA (réactif de Maxwell) par 1,4-réaction d'addition. Le méthyl-DOPA se décompose à 60 degrés par décarboxylation pour former de l'adrénaline.
La synthèse chimique de l'épinéphrine comprend principalement les réactions suivantes :
1) Michael addition de tyrosine et de formaldéhyde
La tyrosine et le formaldéhyde subissent une réaction d'addition de 1,4-Michael dans des conditions de réaction appropriées pour générer l'intermédiaire méthyl-DOPA.
2) Décarboxylation
L'intermédiaire méthyl-DOPA se décompose à haute température par la réaction de décarboxylation pour former de l'épinéphrine.
Les avantages de la synthèse chimique de l'adrénaline comprennent le fait de ne pas être lié par la biocatalyse, une efficacité de synthèse élevée et la capacité de préparer une variété de dérivés d'adrénaline par des changements structurels. Cependant, la méthode chimique présente également des inconvénients tels qu'un processus compliqué et un coût élevé.
3. Biosynthèse :
La synthèse biosynthétique de l'adrénaline est principalement réalisée à l'aide de la technologie de synthèse microbienne. En criblant et en modifiant les souches microbiennes, ils peuvent produire de l'adrénaline.
Les souches microbiennes hôtes de production courantes pour la recombinaison de gènes comprennent Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Trichoderma, etc., et la synthèse d'épinéphrine par expression recombinante d'Escherichia coli est une méthode plus populaire. Le cœur de la méthode consiste à retirer la voie métabolique de la tyrosine de la cellule, puis à cultiver sa voie métabolique dans le récipient, afin qu'elle puisse produire une grande quantité d'adrénaline. La majeure partie de cette approche est automatisée et facilement évolutive.
4. Conclusion:
Les méthodes biologiques, les méthodes chimiques et les méthodes de biosynthèse sont toutes des méthodes classiques de préparation d'épinéphrine. La méthode biologique peut véritablement générer de l'adrénaline naturelle du point de vue de la physiologie et de la pharmacologie, et peut obtenir des effets médicamenteux naturels, mais elle est régulée par des gènes et des enzymes, ce qui la rend difficile à préparer ; les méthodes chimiques et biosynthétiques ont une efficacité et un rendement élevés. , Caractéristiques de caractérisation et de modification élevées, mais le processus chimique est lourd et coûteux, et la méthode de biosynthèse est difficile à maintenir efficace mais peut coordonner efficacement la croissance microbienne et le métabolisme pour la production de masse.
L'épinéphrine (épinéphrine), un neurotransmetteur et une hormone, est également un médicament important. Il produit des effets physiologiques en se liant aux récepteurs adrénergiques. L'épinéphrine comprend des dérivés d'amphétamine et de catécholamine et est couramment utilisée pour traiter des affections telles que l'asthme, l'accélération du rythme cardiaque et les réactions allergiques graves. En outre, le médicament est également utilisé dans le processus de premiers secours et d'accouchement assisté.
La réaction chimique de l'épinéphrine implique l'interaction de plusieurs parties chimiques. Cet article présentera donc le rôle de ces parties dans la réaction chimique. Voici son spectre de résonance magnétique nucléaire :
Structure chimique:
Tout d'abord, la structure chimique de l'épinéphrine est introduite. La molécule d'épinéphrine est composée d'une structure phényléthylamine et d'une structure cyclique catéchol, l'abréviation est Epi. Il existe deux atomes de carbone chiraux, situés respectivement dans les positions et . Par conséquent, l'épinéphrine existe en quatre stéréoisomères, à savoir (R,R)-Epi, (S,S)-Epi, (R,S)-Epi, (S,R)-Epi. Parmi eux, seul (R,R)-Epi est l'isomère à forte activité physiologique, qui est aussi le principal isomère produit in vivo.
Réaction de l'épinéphrine avec les ions hydrogène :
Il y a des groupes hydroxyle et amine sur le cycle benzénique de l'épinéphrine, il a donc une certaine acidité et alcalinité. Lorsque l'épinéphrine interagit avec les ions hydrogène (H^ plus ), les réactions suivantes peuvent se produire :
Epi plus H^ plus → EpiH^ plus
Il s'agit d'une réaction critique car EpiH^ plus est un produit de l'ionisation de l'épinéphrine, affectant ainsi ses propriétés dans les effets physiologiques et pharmacologiques.
Réactions d'oxydation de l'épinéphrine :
Les groupes hydroxyle et amphétamine de l'épinéphrine ont des propriétés redox évidentes et peuvent subir des réactions d'oxydation. Lorsque l'épinéphrine entre en contact avec l'oxygène, les réactions suivantes peuvent se produire :
Épi plus O2→ EpiO2
De plus, lorsque l'épinéphrine entre en contact avec certains agents oxydants comme le peroxyde d'hydrogène, une réaction d'oxydation peut également se produire.
Réaction acido-basique de l'épinéphrine :
Les groupes hydroxyle et amine de l'épinéphrine sont également acides et basiques, et ils peuvent produire des réactions acido-basiques complexes à différentes valeurs de pH. Lorsque la valeur du pH est inférieure à la valeur de pKa du composé (3,5 et 9.0), alors, le groupe hydroxyle sera protoné, résultant en un acide de Lewis fort EpiH^ plus ; à l'inverse, lorsque la valeur du pH est supérieure au pKa, le groupement amine sera déprotoné, Epi^- donne une base de Lewis forte. Cette interaction des propriétés acides et du pH a un impact significatif sur l'efficacité et les effets secondaires de l'épinéphrine dans les applications médicales.
Réaction de gazéification de l'azote de l'épinéphrine :
Le groupe amine de l'épinéphrine peut également subir une réaction de nitrogénation lorsqu'il est exposé à certains réactifs chimiques en raison des propriétés redox. Par exemple, lorsque l'épinéphrine entre en contact avec du nitrate de mercure, elle produit une réaction chimique bleu foncé :
Épi plus Hg(NON3)2→ HgO2N-Epi plus 2HNO3
Ce qui précède sont plusieurs types typiques de réactions chimiques d'épinéphrine, et chaque partie de celui-ci joue des rôles différents dans la réaction. Les caractéristiques et les propriétés des réactions chimiques ont un impact important sur les effets pharmacologiques et les applications médicales de l'épinéphrine, et fournissent également des conseils et des idées aux chimistes et aux pharmacologues pour développer de meilleurs médicaments.