淺談化學制藥中的生物催化技術的應用

魏征 郭新榮

天津紅日藥業股份有限公司 天津 301700

隨著我國經濟的發展，推動著現代化的工業企業也是在急速的向前發展，而在工業領域生物催化技術也是得到了廣泛的應用。通過在化學制藥中應用這項技術，能夠有效的減少在藥品的生產過程中對環境的污染，進一步的促進工業領域向著更好的方向發展[1]。

1 化學制藥生產現狀及發展趨勢分析

最直觀的數據顯示了中國化學藥品生產的現狀，分析了2015年的整體經濟效益和總資產。據統計，2015年10月，全國化工原料制造業總資產達3917.91億元而今年1至10月的銷售收入總計3689.12億元。與此同時，該行業的利潤總額為2628.4億元。根據以上數據的統計分析，2015年中國化學藥品生產行業的發展效率相對較低，不僅收入不理想，而且化學制藥過程中的環境污染問題，包括環境管理的資金，化學藥品。該行業的成本相對較高。因此，中國的發展狀況并不理想。它不符合最初的期望[2]。因此，有必要不斷創新技術，以改善化學制藥工業，提高經濟效益。隨著時代的進步，我們可以通過新技術解決中國化學制藥行業的問題。其原因在于生物制藥可以最大限度地利用酶來確保酶的最大效果，而這種技術的應用并不以環境損害為前提。就現在而言，通過對這項技術的應用，可以說是對于我們國家化學制藥的發展有著很大的促進作用，為我們國家的這些進行化學制藥的企業帶來了一定的經濟利益。因為這項技術的先進性，導致在很多的國家在化學制藥生產過程中，都是加大了對這項技術的應用。生物催化技術的高化學選擇性可以在藥物合成中發揮重要作用，在化學藥物生產過程中實現經濟和環境保護的理念。可以說它是現代化學制藥工業發展的首選方法。

2 生物催化技術的特點

首先，它具有底物特異性。催化鏈中的酶的特征在于特異性，即酶只能催化特征底物。高選擇性是生物催化技術的一個重要特征，可以在一定程度上保證產品在手性化合物等精細化學品生產中的特異性，使生物催化技術可以合成手性活性藥物成分。充分發揮獨特的優勢[3]。其次，反應速度很快。為了引起化學反應，必須使反應物分子通電并處于激發態，并且催化劑可以有效地降低活化能以實現快速反應。與無機催化劑相比，生物酶具有更顯著的降低反應活化能的能力，因此具有更好的催化效率和更快的反應速率。許多實踐證明酶的催化效率是無機催化劑的1000倍以上。第三，反應條件溫和。酶通常在水，中性，常溫和其他環境中起作用。由于酶是從生物體中提取的，因此在溫和條件下它具有最高的活性，并且與無機催化劑相比不需要高溫和高壓環境。設備要求低。第四，酶具有固定特征，其能夠重復循環催化劑。通常，酶的固定是這樣一種技術，其中水溶性酶通過化學或物理手段固定在固體材料上，保持其獨特的催化活性，并且可以回收再循環。第五，生物催化劑可以在環境中完全降解[4]。一般而言，生物催化階段污染較少，甚至無污染且消耗較少的能量，并且是環境友好的合成方法。生物催化能在一定程度上提高了生產水平，降低了成本，提高了綜合效益，可以有效解決傳統制藥過程中無法消除的問題，有效促進制藥行業的可持續發展。

3 生物催化技術在合成制藥中的具體應用

3.1 西他列汀游離堿

西格列汀游離堿這種藥物最先是在美國以及德國的公司一起進行生產的，在進行這種藥物的生產過程中，生物的催化劑是酶。在分子的結構上，西他列汀和R構型選擇性轉氨酶，他們之間的分子結構有著一定的相似性。R構型選擇性轉氨酶里面含有著一些活性酶。通過美國的生產公司對這種酶的改良，最終實現了催化劑加氫。因為這個反應，有著一定的直接性，反應物相對簡單，操作方便，不需要高壓氫化步驟，因此制造商喜歡使用該反應。

3.2 阿伐他汀

阿托伐他汀，外觀為白色針狀結晶或粉末。藥理作用：調節血脂，改善胰島素抵抗。其中，降低TG的效果很強。該藥物的生產需要使用6-氰基-3和5-叔丁基乙酸酯。大多數這些材料是由美國公司使用生物催化技術制備的。在生產這些物質的過程中，美國公司需要使用優化技術來實現酶的開發。通過在生產中應用各種酶，它們不僅提高了活性，而且提高了化學反應的選擇性和穩定性。兩種主要的化學反應是：氰化和生物催化氯化[5]。前一反應通過優化酶和氯酮來催化反應。后一反應是用于新的生物催化氯化反應的第三優化酶，其條件較溫和。從這些化學反應可知，酶可以通過生物催化作用增加還原反應的體積比。通過這種方法，化學藥品的生產率得到了很大提高，產量也有所增加。

3.3 運用微生物法生產煙酰胺

煙酰胺主要由輔酶1和輔酶2組成。它可以有效地將煙酰胺與煙酸結合形成維生素B3。其中，煙酸可直接轉化為動物的煙酰胺。根據大量研究，如果動物缺乏煙酸或煙酰胺，則容易發生皮膚病和角化性角膜炎，并且煙酸具有非常重要的作用。現階段，對煙酰胺的需求量不斷增加，而我國煙酰胺的生產率相對較低，無法有效滿足市場發展需求。在20世紀80年代后期，廣泛使用微生物方法生產煙酰胺技術。實驗者可以使用丙烯酰基來生產產生腈水合酶的菌株，并使用該菌株進一步催化煙腈的水合以產生大量的煙酰胺。通過合理利用微生物生產煙酰胺，煙酰胺的純度相對較高，可以減少精細化學品對環境的影響。另外，微生物催化技術的操作相對簡單，反應環境不高[6-7]。研究人員可以結合實驗室的實際情況，合理應用生物催化劑技術，確保煙酰胺的生產。

4 生物催化技術今后發展趨勢

在化學制藥工程的現階段，生物催化技術得到越來越廣泛的應用，并且隨著技術的日益完善，生物酶將在實際生產過程中得到更廣泛的應用，在整體上化學制藥的過程。生物催化將應用于中間，生物催化技術將不可避免地成為制藥工程中最重要的技術。因此，在目前生物催化的實際應用中，相關研究人員應進一步完善，使生物催化技術更加完善，有效地解決了該技術在實際應用中的一些問題，使生物催化技術切實可行。它可以顯示更高的價值和意義，并發揮更理想的作用。此外，隨著生物催化技術的應用日益增加，對化學和醫藥相關人員的要求將不可避免地越來越高，因此相關人員需要更好地了解和掌握生物催化技術，在此基礎上更好地應用生物催化技術將使化學制藥工藝有待進一步加強和推動，以實現更好的發展[8]。

5 結語

長期以來，中國的制藥企業普遍存在污染嚴重，反應物含量高，合成要求高，轉化率低等問題。生物催化技術的開發和應用有效地解決了這些問題，因此生物催化技術在制藥過程中發揮著重要作用。重要角色。在這個階段，生物催化技術是全球關注和發展的關鍵技術之一。然而，生物催化技術在中國的研發和應用起步晚于西方國家。因此，在未來的發展過程中，有關部門和企業應該共同努力。共同推動生物催化技術的開發和應用，促進中國醫藥產業的健康持續發展。