浅谈化学制药中生物催化技术

浅谈化学制药中生物催化技术

吴杨全

正大天晴药业集团股份有限公司 江苏连云港 222000

摘要：我国目前对于化学制药的许可范围在不断的扩大，许可的扩大为化学制药行业带来了更多发展方向，有着客观的发展前途。生物催化技术对于化学制药行业来说是一个新兴的制药技术，目前正在逐渐形成完整的工业化生产体系，生物催化技术可以有效降低化学制药过程中产生的污染，使得化学制药工业提升了可持续发展性。本文将探讨生物催化技术在化学制药过程中的应用，希望通过此文让更多人了解到目前国内生物催化技术使用情况，让该新兴技术得到进一步优化。

关键字：化学制药；生物催化技术

高新科技技术的应用是推动我国乃至世界经济发展的主要动力之一，生物催化技术作为化学制药行业中的新兴的制药技术，被认定为是应用于工业发展中“最具希望”的技术，因为生物催化技术可以推动现代化药物工业生产走向可持续发展的道路。生物学和医药学看上去不太相关的2个领域，被生物催化技术联系到一起，该技术是高度现代化的产物，理论应用效果极为高效，但在投入到化学制药生产实际时，仍需进一步改进优化，争取靠近生物催化技术的理论应用效果，从而有效优化当前我国化学制药程序。

一、化学制药生产及生物催化技术概述

（一）化学制药生产现状

我国化学制药行业的发展并不是一帆风顺的，在几年前，全国化学原料制药行业的总体资产总是起伏不定，无论是对比化学原料制药行业的年收入还是经营利润不尽人意。传统的化学制药工业技术会对化学原料制药工厂外围环境造成一定影响，污染大的问题一直在影响化学原料制药行业商业经营的核心竞争力，化学原料制药工厂不得不将一部分资金投入到环境治理或者废弃物管理中，这样就使得化学原料制药行业整体生产成本在无形中提高了。随着可持续发展战略的提出，化学原料制药行业使用的传统药物生产方式更是举步维艰，无法达到化学原料制药工厂最初的经济预想目标。

（二）化学制药行业未来发展趋势

随着世界科技的进步，生物催化这个新兴技术逐渐展露其环保节能的优势，化学原料制药行业也看到了工业生产与环境保护的平衡点。生物催化技术可以最大限度的利用酶，使得化学制药中酶的需求量降低，进而在确保酶使用最大化的同时保障了环境的可持续发展。这项先进的酶利用技术已经被部分西方发达国家化学原料制药行业采纳、应用，我国也应该加大对生物催化技术的使用，在借鉴他国化学原料制药生产中运用生物催化技术的经验，创新建立符合本国国情的生物催化技术应用体系。可以说，这种实现化学药物生产过程中经济环保的技术，将会取代传统化学原料制药手段，成为现代化化学原料制药行业首选生产方式。

（三）生物催化技术的特点

在生物催化技术的催化链中，酶的特征处于一个特异点，它只能催化特征底物，进而为化学制药开拓出更多选择途径，在一定程度上保障化学药物产品在手性化合物等精细化制药生产特性。生物催化技术的应用可以提高合成手性活性药物成分效率，反应速度也非常快，化学原料制药行业采用的传统生产手段物往往要保持反应物分子通电并长期处于激发态，但生物催化技术的应用可以有效降低反应物分子活化能力，进而使分子快速通电激发，迅速反应。与无机催化剂相比，使用了生物催化技术的生物酶有显著地降低反应活化能力，在横向对比试验中，使用了生物催化技术的生物酶比无机催化剂的催化效率比为1000：1。

（四）生物催化技术的未来发展趋势

化学原料制药行业进入了生物催化技术应用的高速发展期，相信随着时间的推移，我国的生物催化技术会日益完善，生物催化技术的生物酶可以得到更为广泛、更为高效的应用，使化学原料制药行业生产可持续化发展。生物酶催化技术将不可避免地成为化学制药工程的主要技术之一，因此，各化学原料制药工厂的研究人员要把握住生物酶科技，不断将生物催化技术应用到本工厂的实际生产经营中，解决问题，使生物催化技术在化学制药环节切实可行。

二、生物催化技术在化学制药中的应用

（一）西他列汀游离碱

美国以及德国率先找到生产西他列汀游离碱的方式，在西他列汀游离碱生产过程中，少不了生物催化技术的应用。观察西他列汀游离碱的分子结构，我们不难发现西他列汀与R构型选择性转氨酶在分子结构性上有着一定相似之处，生物催化技术的应用也就是利用了它们之间的相似性，在制作生产西他列汀游离碱的时候，生物酶选择与生产西他列汀分子相似的R构型选择性转氨酶，而R构型选择性转氨酶中又含有一些活性酶，通过美国及德国一些化学原料制药公司的研究，最终改良R构型选择性转氨酶，实现了催化剂加氢。

（二）微生物生产烟酰胺

利用上述原理，微生物生产烟酰胺技术也从中而来，一方面我们观察烟酰胺的主要构成，由辅酶1以及辅酶2构成，因此可以有效将烟酸与烟酰胺结合，维生素B3在这种结合中形成。除此之外，利用生物催化技术以可以将烟酸转化为动物烟酰胺，对于动物来说，每一种动物都缺少不了烟酸或者烟酰胺，它们对于皮肤病的防治发挥着突出作用，烟酸在生物催化技术应用下可以转换为动物烟酰胺，增加了一个治疗皮肤病的用药生产技术。合理利用微生物生产烟酰胺不像传统烟酰胺生产技术对环境有着极大的影响，相反，生物催化技术催化烟酰胺操作更为简单，对反应环境的需求也相对较低，进而在一定程度上确保了烟酰胺的生产。

（三）阿伐他汀

这种外表呈白色针状结晶或粉尘有着极高的调节血脂、改善胰岛素抵抗的药用价值，其中，阿伐他汀对于降低TG的效果很强。目前生产阿伐他汀需要用到6 –氰基- 3跟5-叔丁基乙酸酯，这些材料都是需要运用到生物催化技术制备的，拥有6 –氰基- 3跟5-叔丁基乙酸酯生产技术的企业需要有生物酶开发这一现行条件，通过应用生物酶，提高催化活性，也同时提高了阿伐他汀生产过程中化学反应的选择性和稳定性。阿伐他汀制药主要化学反应有2种，生物酶催化作用可以更具还原反应物体积进行比例调试，进而控制阿伐他汀生产过程中的化学反应，提高阿伐他汀生产质量。

结语:

长期以来，中国化学原料制药行业的生产经营模式是建立在破坏工厂外围环境为前提的，化学原料制药反应物往往含量过高、合成要求也高，但是最终的药物产成率却偏低，在这种“两高一低”的不自然发展状态下，化学原料制药行业在往年间的总体资产总是起伏不定，化学原料制药工厂不得不将一部分资金投入到环境治理或者废弃物管理中，无形中提高了化学原料制药行业整体生产成本。随着生物催化技术的应用，生物学和医药学看上去不太相关的2个领域，被生物催化技术联系到一起，为中国化学原料制药行业的发展带来了转机。

综上所述，这种实现化学药物生产过程中经济环保的技术将有效优化当前我国化学制药程序，帮助化学原料制药工厂达到最初的经济预想目标。。

参考文献：

[1] 唐家宁. 生物催化技术在化学制药中的应用[J]. 中国科技纵横, 2019, (2):197-198.doi:

[2] 来钰雪. 生物催化技术在化学制药中的应用[J]. 中国化工贸易, 2019, 11(2):118.doi:

[3] 陆先军,赵萌. 化学制药中的生物催化技术应用探讨[J]. 饮食保健, 2018, 5(27):273-274.doi: