甾类激素药物的生产
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甾体激素行业市场及关键中间体产业现状分析各位领导、同事:大家下午好!今天我想就之前了解过的甾体激素类药物的市场及关键中间体产业现状并结合上个月参加的甾体激素原料及中间体产业与市场论坛了解的信息向大家做个汇报和交流。
对于甾体类药物,我们之前调研过其中间体雄烯二酮、植物甾醇和氨基葡萄糖等,但是就我个人而言,对于这个领域相对比较陌生。
通过参加此次行业论坛,使我对这个行业的现状有了相对比较深刻的认识。
我想在此抛砖引玉,和大家一起交流学习一下。
一、什么是甾体类药物甾体激素药物在防治疾病方面发挥着重要的作用。
包括医药、兽药和农药,国外已经上市的甾体和激素类药物共有400多种,我国临床常用品种近百种包括剂型和成盐药物。
甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物,广泛用于治疗风湿性关节炎、支气管哮喘、皮肤病;也可用于避孕安胎、减轻女性更年期症状、减肥等。
目前,我国已经把甾体激素药物新资源开发作为医药行业近期发展的方向和重点之一。
而且激素类原料药和中间体的出口已成为我国原料药走向世界的重要品种。
然而我国在甾体药物研究、生产和临床研究方面与世界先进国家相比还有一定的差距,一方面是甾体药物合成步骤多、反应复杂、收率低、分离纯化困难;另一方面,甾体药物使用的上游原料由植物资源提取向微生物转化是革命性的。
利用生物转化和化学合成相结合的方法,替代高污染、高成本的植物原料,具有显著的经济效益和社会效益。
我国已加工的甾体激素产业链产品有:皂素、双烯、澳氏氧化物、雄烯二酮、雄烯二醇、去氢表雄酮、表雄酮、单酯脱溴等。
甾体激素原料药以资源为起始的产业链延伸,受到环保、资源利用和政策门槛的影响,使市场对原料需求不断增加,原料和关键中间体价格多变起伏。
特别是国家加强了环保在经济发展中的重要作用,对传统的黄姜皂素产业提出了严峻的挑战。
例如我国湖北的十堰市处于南水北调的核心水源区,一度被称为“黄姜之乡”,各县将黄姜作为支柱产业发展,种植面积曾高达60万亩,姜农近100万人。
第三章甾体激素药物第二节甾体激素类药物的生产工艺流程了解甾体激素类药物的生产的一般工艺流程;掌握甾体激素类药物的原料的来源及工艺。
教学基本内容:§ 1 甾体激素类药物的生产的一般工艺流程甾体激素类药物的微生物催化法生产一般包括菌种培养、孢子/菌悬液制备、种子培养、发酵培养、投加底物催化、分离提取等过程。
甾体生物转化工艺一般可分为两个阶段:(1 )菌体生产和产酶阶段:将菌种接入斜面孢子培养基上,在一定温度下培养3-5 天,然后将成熟孢子接入摇瓶和种子罐沉没培养。
种子培养好后转入发酵罐,在适当培养基和培养条件(温度、搅拌、通风量、pH )下进行培养。
细菌的生长阶段一般为12-24 小时,真菌为24-72 小时。
在这个阶段重要的是创造各2 甾体生物转化方法种良好条件使微生物尽快的生长和繁殖,在尽可能短的时间内繁殖大量的菌体并产酶。
(2)甾体转化阶段:将被转化的物质直接加入到培养液中进行生物转化,这一阶段需要控制好适合转化反应的各种条件,如pH 、温度、搅拌和较大的通气量等,必要时还可以加入酶激活剂和抑制剂。
(1 )一步发酵转化法(边发酵边转化),是我国目前甾体医药工业普遍采用的微生物转化法。
(2)静息细胞、干细胞或孢子悬浮液法;(3)多菌种协同转化法;(4)固定化细胞或固定化酶(5)双水相系统转化法(6)有机相介质转化法§3 甾体药物原料的生产3.1薯蓣皂苷的提取:我国是甾体激素原料药生产和出口大国。
早期合成甾体激素的起始原料大多是来自动物的胆固醇、胆酸等,由于这些原料的来源少,含量低,合成路线长,成本高,不能满足生产的需要。
相当一段时期甾体药物主要采用以皂素为原料的半合成生产工艺生产。
薯蓣皂素则从黄姜中提取,造成大量耕地的占用。
据统计,我国2008 年黄姜种植达面积4000 万亩。
从黄姜中需要经酸水解、有机溶剂萃取等多步骤提取皂素,再经多个化学反应,制成双烯醇酮醋酸酯或表雄甾酮,二者作为合成各种甾体药物的中间体原料。
最新药物分析教案——第⼗⼀章甾体激素类药物的分析第⼗⼀章甾体激素类药物的分析⼀、定义和分类定义:甾体激素类药物是指具有甾体结构的激素类药物,主要包括肾上腺⽪质激素和性激素。
分类:甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾⼆、结构特征甾体激素类药物的母体结构为环戊烷多氢菲,共有A、B、C、D四个环。
10、13位有甲基,为雄甾烷,雄激素母体13位有甲基,为同化激素母体10、13位有甲基,17位有⼄基(⼆个碳原⼦),为孕甾烷,孕激素母体A环位苯环,13位有甲基,为雌甾烷,雌激素母体1、糖⽪质激素结构特征甾甾甾甾甾1、2位引⼊双键,如泼尼松,氢化泼尼松,氟轻松,地塞⽶松等;9位引⼊氟:如氟轻松,地塞⽶松,倍他⽶松等;11位引⼊羟基或羰基:如泼尼松→氢化泼尼松,可的松→氢化可的松;16位引⼊甲基或羟基:如引⼊甲基,地塞⽶松,倍他⽶松;引⼊羟基,曲安萘德;这些结构改变,引出⼀⼤类糖⽪质激素类药物。
结构特征:○1A环3位羰基,4,5位双键,形成共轭体系,Δ4-3-酮;○2C环11位上有扬原⼦,羰基或羟基(β-⽤实线表⽰);○3D环17位上有α-羟基(⽤虚线表⽰);○4D环17位上有α-醇酮基(O=C-CH2OH),醇有时成酯形式存在,以醋酸酯较常见。
○56,9位可以有氟原⼦。
总之,可供分析⽤的主要基团有:Δ4-3-酮,17-α-醇酮基,有机氟,酯类结构。
2、雄激素和蛋⽩同化激素结构特征:○1A环,Δ4-3-酮○217位β-OH○3雄激素:10,13位有甲基,同化激素:10位⽆甲基3、雌激素和孕激素雌激素结构特征:○1A环为苯环○23位为酚羟基○317位β-OH或有⼄炔基○410⽆甲基孕激素结构特征:○1A环,Δ4-3-酮○217位有羟基(黄体酮除外)○317位甲基酮17-CO-CH3○410位有些有甲基,有些⽆甲基。
36.甾体激素的合成与甾体反应的研究
类别等级1982年国家自然科学二等奖
完成单位中国科学院上海有机化学研究所
完成人黄鸣龙、周维善、黄维垣、蔡祖恽、吴照华、陈毓群、陶正娥、徐锦文、陈兆容、王志勤
成果介绍
1959年黄鸣龙先生带领周维善、王志勤等人,以薯芋皂素为原料,开创了七步反应合成甾体激素药物可的松的捷径,比国外文献报导的十四步反应简化了一半,并且协助工业部门很快投入生产。
同时被他们研究并已推上工业生产的还有激素药物16α-甲基地塞米松、抗盐代谢的螺旋内酯甾和抗异体组织排斥的药物6α-甲基-△’-可的唑21-丁二酸酯钠盐等。
为了适应计划生育的需要,黄鸣龙先生于1964年开始领导科技人员开展计划生育药物的研究,不到一年时间就合成了甾体女用1号口服避孕药炔诺酮和我国首创的口服避孕药甲地孕酮,它加上课题组研制的配伍成份乙炔雌二醇是我国广为应用的2号口服避孕药。
在七十年代,完成了抗早孕药物D-18-甲基炔诺酮和D-18-甲基二烯炔诺酮用酵母还原的不对称全合成,并促成其工业化生产。
黄鸣龙教授在研制甾体药物的过程中重视开展合成方法和反应机理的研究,发现了合成16α-甲基地塞米松甾体药物的新方法,系统研究了甾体化合物的1,6消除反应和△7,9的双键重排反应,把黄鸣龙改良的Kisher-Wolff还原法应用到甾体激素的合成,采用微生物催化方法简化合成路线。
这些研究成果促进了甾体化学理论和应用的发展。
甾类激素药物王泊杨王彧王振辉1甾类激素药物定义甾体激素类药物(steroid hormone drugs)是指分子结构中含有甾体结构的激素类药物,是临床上一类重要的药物,主要包括肾上腺皮质激素和性激素两大类。
皮质激素类药物用于临床的有醋酸可的松(cortisone acetate)、氢化可的松(hydrocortisone)、醋酸地塞米松(oexamethasone acetate)、醋酸氟轻松(fluocinonide)等。
性激素分为雄性激素和蛋白同化激素、雌激素及孕激素等,例如甲睾酮(methytestosterone)、苯丙酸诺龙(norandrostenolone)、快雌醇(ethinylestradiol)、黄体酮(progesterone)等药物。
中国药典收载的本类药物及其各种制剂共有97个品种。
2甾类激素药物结构特点及分析天然和人工合成品的甾体激素,均具有环戊烷骈多氢菲母核。
结构特点:A环,多为脂环,且C4/C5间有双键,并与C3酮基共轭,称为α,β-不饱和酮,标记为Δ4-3-酮;少数为苯环;C3,可能有酮基或羟基;C10、C13,多数为角甲基,少数C10无角甲基;C11,可能有酮基或羟基;C17,可能有羟基、酮基、甲酮基、α-醇酮基、甲基、乙炔基等;人工合成的甾体激素,有些在C6或C9上引入卤素,C16上引入甲基、羟基,以及具有C1/C2双键等;有些取代基是α型(用虚线表示),有些是β型(用实线表示)。
许多甾体激素分子中存在Δ4-3-酮基(C=C-C=O)和苯环(C=C-C=C)共扼系统,因而在紫外光区有特征吸收,240nm附近有最大吸收,有苯环的在280nm附近有最大吸收。
3甾类激素药物的生产(1)目前各类具有生理活性甾类激素药物的基本都是从动物和高等植物中的甾体化合物进行降解,去除侧链而获得的。
因动物来源的原料来源少、含量低、成本高,不能满足生产的需要。
所以以植物资源来进行生产是制备甾类激素药物主要方式。
第十章甾体激素类药物的分析研究报告概述甾体激素类药物(Steroidal Hormones)是一类重要的生物活性化合物,具有广泛的生理和药理作用。
本研究报告旨在对甾体激素类药物进行深入的分析研究,探讨其结构、合成、药理作用和临床应用等方面的内容。
一、甾体激素类药物的结构特征甾体激素类药物的结构特征主要表现为4环核心结构,包括三个六元环和一个五元环。
其中,三个六元环的环碳骨架为六面内凹状,并且有一个共同的核心碳原子。
五元环与相邻的六元环相连。
此外,甾体激素类药物还常常含有各种取代基团,通过与核心结构的连接方式产生不同的分子结构。
二、甾体激素类药物的合成方法甾体激素类药物的合成方法多样。
其中一种常见的合成策略是从天然产物中提取,并通过改造手段进行半合成。
另一种方法是基于化学合成,通过有机合成反应逐步构建目标分子的核心结构,并进行后续的官能团转化。
此外,生物合成和仿生合成等技术也在甾体激素类药物的合成中得到应用。
三、甾体激素类药物的药理作用甾体激素类药物具有多种药理作用,包括抗炎、免疫调节、神经保护、代谢调节等。
不同的甾体激素类药物通过与相关的受体结合,参与到各种生理过程中,并发挥药理作用。
例如,糖皮质激素类药物可通过与胞浆受体结合,抑制炎症反应和免疫反应,从而达到抗炎和免疫调节作用。
四、甾体激素类药物的临床应用甾体激素类药物在临床上有广泛的应用。
糖皮质激素类药物常用于治疗炎症性疾病、自身免疫性疾病和过敏性疾病等。
雌激素类药物可用于激素替代治疗、避孕和乳腺癌治疗等。
雄激素类药物可用于男性雄激素缺乏症和某些雌激素依赖性乳腺癌的治疗等。
五、甾体激素类药物的分析方法为了准确鉴定甾体激素类药物,科学家们发展了各种分析方法。
常用的分析方法包括质谱分析、核磁共振分析、红外光谱分析和紫外可见分光光度法等。
这些方法能够确定甾体激素类药物的结构特征、纯度和含量等,为药物的研发和质量控制提供有力支持。
结论甾体激素类药物作为一类重要的生物活性化合物,具有广泛的药理作用和临床应用前景。
第三章甾体激素药物第二节甾体激素类药物的生产工艺流程了解甾体激素类药物的生产的一般工艺流程;掌握甾体激素类药物的原料的来源及工艺。
教学基本内容:§1 甾体激素类药物的生产的一般工艺流程甾体激素类药物的微生物催化法生产一般包括菌种培养、孢子/菌悬液制备、种子培养、发酵培养、投加底物催化、分离提取等过程。
甾体生物转化工艺一般可分为两个阶段:(1)菌体生产和产酶阶段:将菌种接入斜面孢子培养基上,在一定温度下培养3-5天,然后将成熟孢子接入摇瓶和种子罐沉没培养。
种子培养好后转入发酵罐,在适当培养基和培养条件(温度、搅拌、通风量、pH)下进行培养。
细菌的生长阶段一般为12-24小时,真菌为24-72小时。
在这个阶段重要的是创造各种良好条件使微生物尽快的生长和繁殖,在尽可能短的时间内繁殖大量的菌体并产酶。
(2)甾体转化阶段:将被转化的物质直接加入到培养液中进行生物转化,这一阶段需要控制好适合转化反应的各种条件,如pH、温度、搅拌和较大的通气量等,必要时还可以加入酶激活剂和抑制剂。
§2 甾体生物转化方法(1)一步发酵转化法(边发酵边转化),是我国目前甾体医药工业普遍采用的微生物转化法。
(2)静息细胞、干细胞或孢子悬浮液法;(3)多菌种协同转化法;(4)固定化细胞或固定化酶(5)双水相系统转化法(6)有机相介质转化法§3甾体药物原料的生产3.1 薯蓣皂苷的提取:我国是甾体激素原料药生产和出口大国。
早期合成甾体激素的起始原料大多是来自动物的胆固醇、胆酸等,由于这些原料的来源少,含量低,合成路线长,成本高,不能满足生产的需要。
相当一段时期甾体药物主要采用以皂素为原料的半合成生产工艺生产。
薯蓣皂素则从黄姜中提取,造成大量耕地的占用。
据统计,我国2008年黄姜种植达面积4000万亩。
从黄姜中需要经酸水解、有机溶剂萃取等多步骤提取皂素,再经多个化学反应,制成双烯醇酮醋酸酯或表雄甾酮,二者作为合成各种甾体药物的中间体原料。