氫化可的松的制備-氫化可的松的合成工藝技術(shù)

不同合成路線的比較氫化可的松體內(nèi)由脊椎動(dòng)物的腎上腺皮質(zhì)產(chǎn)生，內(nèi)源性氫化可的松生物合成途徑是由膽固醇(Choletenol)經(jīng)17α-羥基黃體酮在酶催化下生物轉(zhuǎn)化而成。人們最初只能通過(guò)繁雜的提取方法從腎上腺皮質(zhì)組織中得到很少量的氫化可的松。在闡明其結(jié)構(gòu)后，逐步發(fā)展出一些新的生產(chǎn)途徑，這些途徑的特點(diǎn)是化學(xué)合成步驟與微生物轉(zhuǎn)化相結(jié)合。氫化可的松的合成始見(jiàn)于1950年，Wendler等用化學(xué)合成法合成氫化可的松。全合成需要30多步化學(xué)反應(yīng)，工藝工程復(fù)雜，總收率太低，無(wú)工業(yè)化生產(chǎn)價(jià)值。目前國(guó)內(nèi)外制備氫化可的松都采用半合成方法。即從天然產(chǎn)物中獲取含有上述甾體基本骨架的化合物為原料，再經(jīng)化學(xué)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造而得。選擇經(jīng)濟(jì)的天然來(lái)源產(chǎn)物作為甾體藥物合成原料始終是國(guó)際制藥工業(yè)的一個(gè)重大研究課題甾體藥物半合成的起始原料都是甾醇的衍生物。如從薯芋科植物得到薯芋皂素，從劍麻中得到劍麻皂素，從龍舌竺中得到番麻皂素，從油脂廢氣物中獲得豆甾醇和β－谷甾醇，從羊毛脂中得到膽固醇。這些都可以作為合成甾體藥物半合成原料。薯芋皂素劍麻皂素番麻皂素豆甾醇β-谷甾醇薯芋皂素立體構(gòu)型與氫化可的松一致，A環(huán)帶有羥基，B環(huán)帶有雙鍵，易于轉(zhuǎn)化為△4-3-酮的活性結(jié)構(gòu)。合成工藝已相當(dāng)成熟。我國(guó)薯芋皂素資源豐富，產(chǎn)量?jī)H次于墨西哥。薯芋皂素是半合成工藝方法的主要起始原料，60%的甾體藥物的生產(chǎn)原料是薯芋皂素，國(guó)內(nèi)制藥企業(yè)仍以薯芋皂素為半合成起始原料。劍麻皂素和番麻皂素等資源在我國(guó)也很豐富，但尚未充分利用。近年來(lái),由于薯芋皂素資源迅速減少，以及C－17邊鏈微生物氧化降解成功，國(guó)外以豆甾醇、β-谷甾醇作原料的比例已上升。孕甾雙烯醇酮醋酸酯氫化可的松薯芋皂素與氫化可的松的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可知需除去薯芋皂素中的E環(huán)(四氫呋喃環(huán))、F環(huán)(四氫吡喃環(huán))，而薯芋皂素經(jīng)開(kāi)環(huán)裂解去掉E,F環(huán)后，即能獲得理想的關(guān)鍵中間體—孕甾雙烯醇酮醋酸酯從孕甾雙烯醇酮醋酸酯到氫化可的松的化學(xué)結(jié)構(gòu)，除將C-3羥基轉(zhuǎn)化為酮基，使C-5,6雙鍵位移至C-4,5位外，需引入3個(gè)特定的羥基即11,17,21-位羥基。這些基團(tuán)的轉(zhuǎn)化和引入，有的較易進(jìn)行，如:C-3的羥基經(jīng)氧化可直接得到酮基，且發(fā)生氧化反應(yīng)的同時(shí)還伴有△5雙鍵的轉(zhuǎn)位。C-21位上含有羰基α-活潑氫，可經(jīng)鹵代后再轉(zhuǎn)化為羥基;利用鍵的存在，可經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C-17羥基，并且利用甾環(huán)的立體效應(yīng)使C-17羥基恰好成為α-構(gòu)型?！咴贑-11位周圍沒(méi)有活性官能團(tuán)的影響，欲應(yīng)用純化學(xué)方法在C-11引入β-構(gòu)型羥基異常困難。一般應(yīng)用微生物氧化法進(jìn)行轉(zhuǎn)化。微生物對(duì)甾體的羥基化作用是轉(zhuǎn)化反應(yīng)中最普遍也是最重要的氧化反應(yīng)。利用各種微生物可以在甾核的不同位置上進(jìn)行羥基化反應(yīng)。薯芋皂素孕甾雙烯醇酮醋酸酯環(huán)氧物中間體16α,17α-環(huán)氧黃體酮1、

經(jīng)可的松乙酸酯(17α,21-二羥基孕甾-4-烯-3,11,20-三酮-21-乙酸酯)的合成路線

許多霉菌，特別是根霉和曲霉普遍具有11-a羥基化能力而且轉(zhuǎn)化率較高。例如黑根霉菌、藍(lán)色梨頭霉等;黑根霉菌可專一性地在16α,17α-環(huán)氧黃體酮的C-11位引入α-羥基，因其構(gòu)型恰恰相反，故還需將其氧化為酮，得到可的松乙酸酯(17α,21-二羥基孕甾-4-烯-3,11,20-三酮-21-乙酸酯)后，縮氨脲保護(hù)C-11,C-20上酮基;再用硼氫化鉀對(duì)其進(jìn)行不對(duì)稱還原，將C-11位酮基還原為β-羥基;脫去C-11,C-20位上保護(hù)基和水解C-21的乙?；傻脷浠傻乃?。可的松乙酸酯的合成以薯芋皂素為原料經(jīng)以下反應(yīng)制備得到。由黑根霉菌先在16α,17α-環(huán)氧黃體酮的C-11位上引入α-羥基，再用鉻酐乙酸把C-11位α-羥基氧化為酮基，然后溴代、開(kāi)環(huán)，經(jīng)氫氣/蘭尼鎳(RanevNi)消除溴原子，碘代置換，得可的松乙酸酯。16α,17α-環(huán)氧黃體酮(9-10)α-羥基氧化為酮基黑根霉菌9步:α-羥基開(kāi)環(huán)加氫消除溴原子碘代置換可的松乙酸酯β-羥基氫化可的松可的松乙酸酯硼氫化鉀水解C-21的乙?；粚?duì)稱還原縮氨脲2、

經(jīng)化合物S(17α，21-二羥基孕甾-4-烯-

3，20-二酮-21-乙酸酯)的合成路線

1952年，Peterson首先發(fā)現(xiàn)11β-羥基化，即通過(guò)弗氏鏈霉菌(Streptomycesfredial)將化合物S(17α，21-二羥基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS,9-12)C11上引入β-羥基，一步發(fā)酵轉(zhuǎn)化為氫化可的松，這是制藥工業(yè)上非常有價(jià)值的合成路線。1955年通過(guò)改變菌種，使用布氏小克銀漢霉(Cunninghamellablkesllaua)將轉(zhuǎn)化率提高到65%;后來(lái)又用新月彎孢霉(Carvularialunata)作為菌種，轉(zhuǎn)化率可達(dá)到80%～90%。我國(guó)生產(chǎn)氫化可的松也采用這樣的轉(zhuǎn)化方法，工藝非常成熟，生產(chǎn)菌種為藍(lán)色梨頭霉(AbsadiaOrchaidis)，轉(zhuǎn)化率為70%左右。由16α,17α-環(huán)氧黃體酮經(jīng)溴化開(kāi)環(huán)、氫解除溴，碘代置換，得到化合物S溴化開(kāi)環(huán)氫解除溴化合物S碘代置換環(huán)氧黃體酮5步:化合物S(17α，21-二羥基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS,9-12)C11上引入β-羥基，一步發(fā)酵轉(zhuǎn)化為氫化可的松化合物S藍(lán)色梨頭霉氫化可的松目前我國(guó)主要采用經(jīng)化合物S并用藍(lán)色梨頭霉氧化合成氫化可的松的工藝路線，該路線合成工藝成熟，除微生物氧化一步收率稍低外，其各個(gè)步驟收率達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。這些年來(lái)也有其他方法見(jiàn)諸報(bào)道，例如，以化合物S為基質(zhì)，由新月彎孢霉轉(zhuǎn)化，在C-11引入β-羥基，得到氫化可的松，但是還有14α-位羥基副產(chǎn)物產(chǎn)生。如采用17-乙酰氧基化合物S，因立體效應(yīng)可使14α-位羥基副產(chǎn)物不能產(chǎn)生，該法氫化可的松的收率達(dá)70%。工藝過(guò)程及流程圖19生產(chǎn)工藝原理及其過(guò)程以薯芋皂素為起始原料，經(jīng)孕甾雙烯醇酮醋酸酯、16α,17α-環(huán)氧黃體酮、化合物S(17α，21-二羥基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS)等中間體制取氫化可的松的生產(chǎn)工藝路線如下:1.Δ5,16-孕甾二烯-3β－醇－20-酮－3-醋酸酯的制備

⑴工藝原理

氧化開(kāi)環(huán)，水解，消除等過(guò)程①加壓消除開(kāi)環(huán)20薯芋皂素酸堿的協(xié)同催化下螺環(huán)縮酮的形式相連形成雙鍵醋酸酯(Ⅰ)乙酰陽(yáng)離子控制水份反式雙豎鍵21原工藝使用吡啶或甲基吡啶鹽酸鹽與醋酐作用，在常壓下開(kāi)環(huán)，經(jīng)改革為加壓下用醋酐-冰醋酸開(kāi)環(huán)，加壓能提高反應(yīng)溫度，有利于消除反應(yīng)的進(jìn)行。乙酰陽(yáng)離子作為L(zhǎng)ewis酸與吡喃環(huán)(F環(huán))上的氧結(jié)合。為此必須控制反應(yīng)中原輔材料中的水份。22②氧化開(kāi)環(huán)

氧化開(kāi)環(huán)指△20雙鍵被氧化斷鏈打開(kāi)E環(huán)，氧化劑是鉻酐(實(shí)際是鉻酐在稀醋酸溶液中形成的鉻酸)。雙鍵的氧化一般不停留在二醇化合物階段，而是繼續(xù)氧化斷鏈為酮，即E環(huán)開(kāi)裂。鉻酰陽(yáng)離子鉻酐雙酮化合物23

(3)水解-1，4消除

在酸性質(zhì)子的作用下，C-20酮發(fā)生烯醇化，當(dāng)其回復(fù)為酮時(shí)，則發(fā)生1,4消除。生成雙烯醇酮醋酸酯和4-甲基-5-羥基戊酸酯(Ⅸ)。雙烯醇酮醋酸酯烯醇化1,4消除4-甲基-5-羥基戊酸酯(Ⅸ)雙酮化合物酸性質(zhì)子的作用下烯醇回復(fù)為酮時(shí)24

由上述反應(yīng)原理，薯芋皂素經(jīng)裂解消除開(kāi)環(huán)、氧化開(kāi)環(huán)和1,4消除反應(yīng)，除去了E環(huán)和F環(huán)，得到了雙烯醇酮乙酸酯。⑵工藝過(guò)程1)醋酸酯(Ⅰ)合成:將薯芋皂素,醋酐、HAC投反應(yīng)罐內(nèi)，后抽真空排除空氣。當(dāng)加熱至125℃時(shí)，開(kāi)壓縮空氣使罐內(nèi)P=3.9x105～4.9×105Pa(4～5kg/cm2),

T=195～200℃。關(guān)壓力閥，反應(yīng)50min反應(yīng)畢，冷卻2)雙酮化合物(Ⅱ)合成:加入HAC，用冰鹽水冷至＜5℃，投入預(yù)先配制的氧化劑(由鉻酸、乙酸鈉和水組成)，反應(yīng)罐內(nèi)急劇升溫，在60～70℃下保溫反應(yīng)20min，加熱到90～95℃，常壓蒸餾回收乙酸，再改減壓繼續(xù)回收乙酸到一定體積，冷卻后，加水稀釋。253)精制:用環(huán)己烷提取，分出水層;有機(jī)萃取液減壓濃縮至近干，加適量乙醇，再減壓蒸餾帶盡環(huán)己烷，再加乙醇重結(jié)晶，甩濾，用乙醇洗滌，干操，得雙烯醇酮乙酸酯精品，熔點(diǎn)165℃以上，收率55%～57%。2627⑶反應(yīng)條件及影響因素氧化是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物料需冷卻到＜5℃;投入氧化劑后罐內(nèi)T可上升到90～100℃，如繼續(xù)升溫會(huì)出現(xiàn)溢料;∴應(yīng)注意:①反應(yīng)罐夾層須有冰鹽水冷卻;②反應(yīng)開(kāi)始時(shí)必須開(kāi)啟安全閥(通天排氣閥);③當(dāng)反應(yīng)溫度超100℃時(shí)，須立即停止攪拌;④氧化罐最高裝料量不得超過(guò)其容量的60%。2829216α,17α-環(huán)氧黃體酮的制備

⑴工藝原理

雙烯醇酮乙酸酯經(jīng)環(huán)氧化反應(yīng)和沃氏氧化反應(yīng)后，得16α,17α-環(huán)氧黃體酮

(簡(jiǎn)稱環(huán)氧黃體酮或氧橋黃體酮)。

在乙醇母液中，含有少量的乙酸皂素和雙烯醇酮乙酸酯，可用“皂化-萃取法”回收套用。將氫氧化鈉加入到雙烯醇酮乙酸酯的乙醇母液中，使4-甲基-5-羥基戊酸酯皂化成為鈉鹽;該皂化物易溶于甲醇，而母液中的雙烯醇酮乙酸酯)、皂素等易溶于環(huán)己烷，這樣分離出的雙烯醇酮乙酸酯和皂素套用于下一批投料，可提高收率約8%。30雙烯醇酮乙酸酯環(huán)氧物中間體(1)環(huán)氧化反應(yīng)C-3位上的橫鍵酯基也被水解為醇31(2)Oppenauer氧化反應(yīng)該反應(yīng)將C-3羥基氧化為酮。在環(huán)氧物中間體分子結(jié)構(gòu)中，C-3羥基為仲醇:Openauer反應(yīng)能選擇性的氧化為酮而不影響分子結(jié)構(gòu)中其他易被氧化的部分。氧化劑為環(huán)己酮，催化劑為異丙醇鋁。環(huán)己酮氧化劑催化劑異丙醇鋁32⑵工藝過(guò)程

1)環(huán)氧化反應(yīng)將雙烯醇酮醋酸酯和甲醇抽入反應(yīng)罐內(nèi)，通氮?dú)狻Ｔ跀嚢柘碌渭?0%氫氧化鈉液，T≤30℃，加畢，降溫到22±2℃，逐漸加入過(guò)氧化氫，控制T≤30℃以下，加畢，保溫反應(yīng)8h，抽樣測(cè)定雙氧水含量在0.5%以下，環(huán)氧物中間體熔點(diǎn)在184℃以上,即為反應(yīng)終點(diǎn)。靜置，析出，得熔點(diǎn)184℃～190℃。332)Oppenauer氧化反應(yīng):用焦亞硫酸中和反應(yīng)液到pH7～8,加熱至沸，減壓回收甲醇，用甲苯萃取，熱水洗滌甲苯萃取液至中性，甲苯層用常壓蒸餾帶水，直到餾出液澄清為止;加入環(huán)己酮，再蒸餾帶水到餾出液澄清。加入預(yù)先配制好的異丙醇鋁，再加熱回流1.5h，冷卻到100℃以下，加入氫氧化鈉液，通入蒸汽進(jìn)行水蒸汽蒸餾帶出甲苯，趁熱濾出粗品，用熱水洗滌濾餅到洗液呈中性。干燥濾餅。用乙醇精制，甩濾，濾餅經(jīng)顆粒機(jī)過(guò)篩、粉碎、干燥，得環(huán)氧黃體酮，熔點(diǎn)207～210℃，收率75%。343536⑶反應(yīng)條件及影響因素(1)過(guò)氧化氫系強(qiáng)氧化劑，極易放出氧引起爆炸;∴反應(yīng)必須始終在足夠的氮?dú)庀逻M(jìn)行,避免接觸空氣。另一方面，應(yīng)嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度不能超過(guò)30℃，否則會(huì)導(dǎo)致過(guò)氧化氫分解和過(guò)氧化鈉的形成，引起爆炸，但溫度低于22℃會(huì)使反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。(2)環(huán)氧化反應(yīng)終點(diǎn)是以測(cè)定反應(yīng)液中過(guò)氧化氫的含量和環(huán)氧物的熔點(diǎn)為依據(jù)。若過(guò)氧化氫含量大于0.5%,而環(huán)氧物的熔點(diǎn)低于184℃時(shí)，則可適當(dāng)提高反應(yīng)溫度(但不超過(guò)30℃)繼續(xù)反應(yīng)，直至達(dá)到上述兩項(xiàng)終點(diǎn)測(cè)定指標(biāo)。若環(huán)氧物熔點(diǎn)偏低，而過(guò)氧化氫含量也低于0.5%時(shí)，則應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)加過(guò)氧化氫繼續(xù)反應(yīng)。37(3)環(huán)氧化反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行的，應(yīng)控制堿濃度的大小。當(dāng)pH＜8時(shí)，則環(huán)氧化反應(yīng)進(jìn)行不完全。又有報(bào)道:在環(huán)氧化反應(yīng)的同時(shí)，有16α-甲氧基副產(chǎn)物產(chǎn)生，且隨PH值的增大，這一副產(chǎn)物增多。另外反應(yīng)液中的金屬離子，尤其是有鐵離子，會(huì)使過(guò)氧化氫分解，并使甲醇氧化成甲酸，從而使pH值下降;∴必須注意除去金屬離子。而這些金屬離子大都來(lái)自工業(yè)品級(jí)的氫氧化鈉。所以在配制氫氧化鈉液時(shí)。當(dāng)呈現(xiàn)紅色時(shí)(表明金屬離子含量大)，應(yīng)加入少量硅酸鈉使其成為硅酸鹽沉淀而除去。38(4)Oppenauer氧化為可逆反應(yīng)，可增加環(huán)己酮的配料比使反應(yīng)向正方向移動(dòng);一般為理論量的3～4倍。(5)Oppenauer氧化反應(yīng)應(yīng)在無(wú)水條件下操作，否則異丙醇鋁遇水分解。異丙醇鋁遇堿也導(dǎo)致分解。∴本反應(yīng)操作時(shí)，設(shè)備和原輔材都應(yīng)無(wú)水。環(huán)氧化合物的甲苯萃取液必須用水洗滌到中性，并徹底蒸出水。(6)反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)破壞異丙醇鋁和除去鋁鹽。現(xiàn)使用氫氧化鈉液使生成的鋁鹽形成水溶性的偏鋁酸鈉(NaA1(OH)4)，便于分離除去。393、17α-羥基黃體酮的制備⑴工藝原理由環(huán)氧黃體酮經(jīng)上溴、開(kāi)環(huán)和氫解除溴等反應(yīng)，制得l7α-羥基黃體酮。①

上溴開(kāi)環(huán)反應(yīng)16α,17α-環(huán)氧黃體酮在酸性條件下極不穩(wěn)定、很易開(kāi)環(huán)生成反式雙直立鍵的鄰位溴化醇。鄰位溴化醇40

②催化氫化反應(yīng)(脫溴反應(yīng))本反應(yīng)屬于鹵代烷的脫鹵反應(yīng)，即氫解反應(yīng)，催化劑選用蘭尼鎳(Rariey鎳)，首先氫氣在金屬催化劑表面吸附后形成活潑的原子態(tài)氫，可使C-16位上的C-Br鍵斷裂，生成C-H鍵和溴化氫，從而達(dá)到脫除溴原子的目的。41⑵工藝過(guò)程上溴開(kāi)環(huán)反應(yīng):將含量56%的氫溴酸預(yù)冷到15℃，加入環(huán)氧黃體酮,T不超過(guò)24-26℃，加畢，反應(yīng)1.5h，將反應(yīng)物傾入水中，靜置，過(guò)濾，再用水洗滌到中性和無(wú)溴離子，得16β-溴-17α-羥基黃體酮。催化氫化反應(yīng):使其溶于乙醇中，加入HAC及W2型蘭尼鎳(Raney鎳)，封閉反應(yīng)罐，盡量排出罐內(nèi)空氣。然后在1.96x104Pa(0.2Kg/cm2)的壓力下通入氫氣，于34-36℃滴加乙酸銨-吡啶溶液，繼續(xù)反應(yīng)直到除盡溴。停止通氫氣，加熱到65-58℃保溫15min，過(guò)濾，濾液減壓濃縮回收乙醇,冷卻，加水稀釋。析出沉淀，過(guò)濾，用水洗滌濾餅至中性，干燥得17α-羥基黃體酮。

熔點(diǎn)184℃,收率95%。42434445⑶反應(yīng)條件及影響因素①上溴反應(yīng)中，對(duì)氫溴酸中游離溴的含量應(yīng)加以限制，一般應(yīng)＜0.5%，否則在環(huán)氧黃體酮的△4(5)的雙鍵發(fā)生加成反應(yīng)。②催化劑Raney鎳活性極為重要，實(shí)際生產(chǎn)中一般采用中等活性的W2型活性鎳。原因:催化劑活性太弱反應(yīng)不能順利進(jìn)行，活性太強(qiáng)又會(huì)影響其他易于還原的基團(tuán)。Raney鎳表面干燥后，遇空氣中的氧即迅速反應(yīng)，引起燃燒，應(yīng)注意安全，通常將Raney鎳浸沒(méi)在水中備用。③脫溴反應(yīng)中生成的HBr對(duì)催化劑Raney鎳具有毒化作用會(huì)阻礙反應(yīng)進(jìn)行。應(yīng)加入適量乙酸銨，一方面可中和HBr，另一方面可與乙酸形成緩沖對(duì)體系，達(dá)到調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值的目的，以維持反應(yīng)體系相對(duì)穩(wěn)定。464、

△4孕甾烯-17α,21-二醇-3,20-二酮的制備

⑴工藝原理④為防止△4(5)的碳-碳雙鍵和C3羰基的還原，在實(shí)際操作中常加入少量吡啶。在適宜的條件下,△4(5)雙鍵的π電子被活性鎳的表面吸附，可發(fā)生加氫反應(yīng)。而吡啶分子中氮原子上具有未共享電子對(duì)，比△4(5)碳-碳雙鍵的π電子更易于被活性鎳吸附，這樣就起到了保護(hù)△4(5)的碳-碳雙鍵的作用。⑤脫溴反應(yīng)是一個(gè)氣-固-液三相反應(yīng)。須加強(qiáng)攪拌效果，反應(yīng)設(shè)備也必須密閉良好，以有利反應(yīng)進(jìn)行。4717α-羥基黃體酮經(jīng)C-21位上碘代和置換二步反應(yīng)引入乙酰氧基制得△4孕甾烯-17α,21-二醇-3,20-二酮乙酸酯(化合物S)。17α-羥基黃體酮17α-羥基-21-碘代黃體酮親電取代親核取代乙酰氧負(fù)離子4849將碘溶于其余2/3量氯化鈣-甲醇液中，慢慢滴入反應(yīng)罐，保待T=0±2℃，滴畢，繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5h。加入預(yù)冷至－10℃的氯化銨溶液，靜置，分出氯仿層，減壓回收氯仿到結(jié)晶析出，加入甲醇，攪拌均勻，減壓濃縮至干，即為17α-羥基-21-碘代黃體酮。酯化反應(yīng):加入DMF（N,N-二甲基甲酰胺）總量的3/4，使其溶解降溫到10℃左右加入新配制好的乙酸鉀溶液(將碳酸鉀溶于余下的1/4DMF中，攪拌下加入乙酸和乙酸酐，升溫到90℃反應(yīng)0.5h,再冷卻備用)。逐步升溫反應(yīng)到90℃,再保溫反應(yīng)0.5h，冷卻到-10℃，過(guò)濾，用水洗滌，干燥得化合物S，熔點(diǎn)226℃，收率95%。50515253⑶反應(yīng)條件及影響因素①碘代反應(yīng)的催化劑是氫氧化鈣，∵氫氧化鈣會(huì)呈粘稠狀，不易過(guò)濾造成后處理麻煩，生產(chǎn)上使用氧化鈣，氧化鈣與原料中所含的微量水及反應(yīng)中不斷生成的水作用形成氫氧化鈣，足以供碘代反應(yīng)催化之用。為使氫氧化鈣生成適當(dāng)，應(yīng)控制水分含量。②必須除去過(guò)量的氫氧化鈣，否則過(guò)濾困難會(huì)造成產(chǎn)品流失。有效措施:加入氯化按溶液使之與氫氧化鈣生成可溶性鈣鹽而除去。反應(yīng)中生成的碘化鈣也能因與氯化銨作用而除去。54③碘化物遇熱易分解，在置換反應(yīng)中反應(yīng)溫度宜逐步升高;一般在1h內(nèi)升至20℃，然后1h升至30℃，再于5h內(nèi)升至50℃，于5h內(nèi)逐步升溫到90℃④碘化物與無(wú)水碳酸鉀在DMF中反應(yīng)制備化合物S的工藝已應(yīng)用多年優(yōu)點(diǎn):收率穩(wěn)定，產(chǎn)物易精制。但DMF價(jià)格較貴，單耗高，且應(yīng)嚴(yán)格控制水分。據(jù)報(bào)道應(yīng)用相轉(zhuǎn)移催化方法以TEBA為催化劑，丙酮為溶劑，進(jìn)行置換反應(yīng)，化合物s的收率可提高5%，且質(zhì)量也符合生產(chǎn)要求。555氫化可的松的制備⑴工藝原理氫化可的松最后步驟:微生物氧化、提取、分離和精制。反應(yīng)是利用藍(lán)色梨頭霉的11β-羥化能力，對(duì)化合物S進(jìn)行微生物氧化，在C-11位引入β-羥基得到。反應(yīng)中，藍(lán)色梨頭霉能產(chǎn)生11β-羥化酶，但氧化專屬性不高，同時(shí)也產(chǎn)生11α-羥化酶、7α-羥化酶和6β-羥化酶。生成氫化可的松:11β–羥基化合物的同時(shí)，還生成表氫可的松，即11α-羥基化合物,以及少量其他位置的羥基化合物。∴在藍(lán)色梨頭霉氧化完畢后，還須分離提純，將C-11羥基化合物萃取到乙酸丁酯中。然后用甲醇-二氯乙烷作為溶劑，分離a-體和β-體。56⑵工藝過(guò)程將藍(lán)色梨頭霉菌接種到土豆斜面培養(yǎng)基上，28℃下培養(yǎng)4～5天，孢子成熟后，用無(wú)菌生理鹽水制成孢子懸浮液供制備種子用。種子培養(yǎng)基成分有葡萄糖、玉米漿和硫酸銨，PH值為5.7～6.3。將孢子懸浮液以一定比例接入種子罐，28℃下培養(yǎng)28～32h。待培養(yǎng)液的PH值達(dá)到4.2～4.4,菌體濃度達(dá)35%以上，鏡檢無(wú)雜菌且菌絲粗狀時(shí)即可轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐。藍(lán)色梨頭霉菌投入發(fā)酵體積的0.15%的中間體化合物乙醇溶液，調(diào)節(jié)好通氧量，氧化8~14h，再投入0.15%中間體化合物乙醇溶液，氧化40h。取樣做比色試驗(yàn)，檢查反應(yīng)終點(diǎn)，到達(dá)終點(diǎn)后，濾出菌絲，發(fā)酵液用醋酸丁酯多次提取，合并提取液，減壓濃縮至適量，冷卻至0—10℃，過(guò)濾，干燥，得氫化可的松粗品。將粗品加入16~18倍8%甲醇－二氯乙烷溶液中，加熱回流使其全溶解，趁熱過(guò)濾，濾液冷至0-5℃，過(guò)濾，干燥，得氫化可的松，收率44%。5758596061菌種培養(yǎng)與接種技術(shù)細(xì)菌實(shí)驗(yàn)室

進(jìn)行細(xì)菌學(xué)實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，標(biāo)本的接種、培養(yǎng)、分離、鑒定、藥敏等工作在此完成。細(xì)菌室要防止外界污染，還要避免細(xì)菌播散。配備紫外燈、消毒劑等。注意定期消毒。對(duì)無(wú)菌物品和標(biāo)本應(yīng)明顯分開(kāi)放于指定位置，同時(shí)要對(duì)用過(guò)的物品及時(shí)進(jìn)行滅菌處理。保證細(xì)菌室的溫度。是細(xì)菌實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用于無(wú)菌操作的小室，要求更嚴(yán)格。完全封閉，應(yīng)有緩沖區(qū)。用前要用紫外燈消毒30min,定期用甲醛熏蒸消毒。僅限于分裝培養(yǎng)基及傳染性強(qiáng)的細(xì)菌接種。要保證本室的無(wú)菌狀態(tài)。保證本室的溫度。無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室可用超凈工作臺(tái)代替。無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室常用玻璃器材的準(zhǔn)備培養(yǎng)基的成分和作用培養(yǎng)基的種類培養(yǎng)基的制備培養(yǎng)基培養(yǎng)基的成分和作用培養(yǎng)基：是指人工配制的適合細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的綜合營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：蛋白胨(氮源)、肉浸液（氮源和碳源）、牛肉膏、糖醇類、血液、雞蛋和動(dòng)物血清、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽類(2)水(3)凝固劑：瓊脂、明膠(4)抑制劑：非生長(zhǎng)必需，而是選擇、鑒定及判斷結(jié)果的需要(5)指示劑：便于觀察細(xì)菌培養(yǎng)基的種類（按用途分類）基礎(chǔ)培養(yǎng)基：培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求不高的細(xì)菌，如普通平板營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基：能滿足營(yíng)養(yǎng)需求較高細(xì)菌的生長(zhǎng)，如血平板鑒別培養(yǎng)基：含有某些特定的底物，用于鑒別細(xì)菌，如克氏雙糖培養(yǎng)基

（KIA）選擇培養(yǎng)基：具有選擇性抑制作用，用于選擇性的培養(yǎng)目的菌，如SS

平板增菌培養(yǎng)基：促進(jìn)目的菌的生長(zhǎng)，適用于含菌量較少的標(biāo)本，如葡萄糖

肉湯。厭氧培養(yǎng)基：用于培養(yǎng)厭氧菌培養(yǎng)基的種類（按物理性狀分類）液體培養(yǎng)基：不含凝固劑，用于增菌和接種純種細(xì)菌。半固體培養(yǎng)基：含0.3％～0.5％瓊脂，用于觀察細(xì)菌的動(dòng)力。固體培養(yǎng)基：含2％～2.5％瓊脂，多用于細(xì)菌的分離培養(yǎng)。培養(yǎng)基的制備玻璃器皿的消毒滅菌制備的程序調(diào)配溶化矯正pH

過(guò)濾澄清分裝滅菌鑒定保存細(xì)菌接種的基本程序滅菌接種環(huán)沾取標(biāo)本接種滅菌接種環(huán)殺滅接種環(huán)沾染的細(xì)菌，以免污染標(biāo)本殺滅接種環(huán)沾染的細(xì)菌，以免污染環(huán)境細(xì)菌接種法平板劃線接種法：

★目的：使混合的細(xì)菌呈單個(gè)分散生長(zhǎng)，形成單個(gè)菌落，以便獲得純菌。

★方法：分區(qū)劃線法：適用于含菌量較多的標(biāo)本連續(xù)劃線法：適用于含菌量較少的標(biāo)本液體培養(yǎng)基接種法穿刺接種法:用于觀察細(xì)菌動(dòng)力斜面接種法傾注培養(yǎng)法:用于細(xì)菌計(jì)數(shù)分區(qū)劃線法第一區(qū)劃線滅菌接種環(huán)第二區(qū)劃線滅菌接種環(huán)第三區(qū)劃線滅菌接種環(huán)連續(xù)劃線法細(xì)菌培養(yǎng)法一般培養(yǎng)（需氧培養(yǎng)）：★培養(yǎng)溫度：35℃（采用恒溫培養(yǎng)箱）★培養(yǎng)時(shí)間：18～24h二氧化碳培養(yǎng)法：燭缸法、二氧化碳培養(yǎng)箱厭氧培養(yǎng)法：厭氧培養(yǎng)箱、厭氧袋、厭氧罐、皰肉培養(yǎng)法、硫乙醇酸鹽法等細(xì)菌在固體培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)現(xiàn)象菌落★定義：指單個(gè)細(xì)菌在平板培養(yǎng)基上生長(zhǎng)繁殖，形成單一肉眼可見(jiàn)的細(xì)菌集團(tuán)?！锞涮卣鳎捍笮?、形狀、邊緣、顏色、表面、透明度、濕潤(rùn)度、黏度、溶血性★菌落類型：光滑型（S）、粗糙型（R）、黏液型（M）菌苔：指多個(gè)菌落融合在一起形成的細(xì)菌堆積物。菌落菌落與菌苔藍(lán)色犁頭霉菌的培養(yǎng)發(fā)酵工藝過(guò)程藍(lán)色梨頭霉菌接種到土豆斜面培養(yǎng)基上，28℃下培養(yǎng)4～5天，孢子成熟后，用無(wú)菌生理鹽水制成孢子懸浮液供制備種子用。種子培養(yǎng)基成分有葡萄糖、玉米漿和硫酸銨，PH值為5.7～6.3。將孢子懸浮液以一定比例接入種子罐，28℃下培養(yǎng)28～32h。待培養(yǎng)液的PH值達(dá)到4.2～4.4,菌體濃度達(dá)35%以上，鏡檢無(wú)雜菌且菌絲粗狀時(shí)即可轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐。工藝流程圖微生物氧化工藝技術(shù)氫化可的松中的微生物氧化反應(yīng)物料平衡計(jì)算物料平衡率=實(shí)際值/理論值*100%理論值：為按照所用的原料(包裝材料)量在生產(chǎn)中無(wú)任何損失或差錯(cuò)的情

況下得出的最大數(shù)量。實(shí)際值：為生產(chǎn)過(guò)程實(shí)際產(chǎn)出量。包括：本工序產(chǎn)出量、收集的廢品量、生產(chǎn)中取得樣品量(檢品)、丟棄的

不合格物料(如捕塵系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、管道系統(tǒng)中收集的廢棄物)等。一物料平衡率計(jì)算公式原料投入數(shù)量原料投入數(shù)量產(chǎn)出數(shù)量薯蕷皂素A溴化氫M雙烯醇酮醋酸酯a醋酸B醋酸銨N16α－17α－環(huán)氧黃體酮b酸酐C吡啶O苯酚c重鉻酸鈉DRaney鎳P17α-羥基黃體酮d環(huán)乙烷E碘Q氫溴酸e乙醇F氯化鈣R醋酸化合物Sf甲醇G氯仿S碘化鉀h氫氧化鈉HDMFT醋酸I過(guò)氧化鈉I碳酸鉀U氫化可的松j甲苯J硫酸銨V

k環(huán)乙酮K二氯乙烷W

l異丙醇鋁L脫色炭X

m二原料投入與產(chǎn)出總投入=A+B+C+D+E+F+G+H+I+J+K+L+M+N+O+P+Q+R+S+T總產(chǎn)出=a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+l+m收率=總產(chǎn)出/總投入三收率氫化可的松的三廢處理91氫化可的松生產(chǎn)工藝中，主要的污染物是含鉻廢水。含鉻廢水對(duì)環(huán)境和人體均產(chǎn)生危害。對(duì)于制藥企業(yè)排放的無(wú)機(jī)物廢水，鉻含量是重要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。因此，必須對(duì)含鉻廢水進(jìn)行嚴(yán)格治理。在含鉻廢水中，一般以Cr3+和Cr6+的形式出現(xiàn)。一般認(rèn)為Cr3+是生物所必需的微量元素，有激活胰島素、增加葡萄糖的利用等作用。Cr3+不易被消化道吸收，在皮膚表層與蛋白質(zhì)結(jié)合形成穩(wěn)定絡(luò)合物，∴不易引起皮炎和鉻瘡(鉻潰瘍)。Cr3+在動(dòng)物體內(nèi)的肝、腎、脾和血中不易蓄積，而在肺部存量較多，故對(duì)肺有一定的傷害。Cr3+對(duì)抗凝血活素也有抑制作用。實(shí)驗(yàn)證明，Cr6+為致癌、致畸和致突變的物質(zhì)，Cr3+的毒性僅為Cr6+的1%。92Cr6+主要對(duì)人體產(chǎn)生以下危害:刺激皮膚，引起過(guò)敏反應(yīng);損害呼吸系統(tǒng)及內(nèi)臟器官;多數(shù)研究者傾向于鉻化合物可導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)腫瘤，主要是支氣管癌。鉻化合物對(duì)農(nóng)作物、微生物也有很大的毒害作用，并能夠降低生化過(guò)程的需氧量。例如，當(dāng)Cr6+的濃度大于1mg/L時(shí)，生化需氧量將減少20%，從而阻礙氮的硝化作用使土壤板結(jié)，破壞生物機(jī)體的新陳代謝作用。隨著制藥工業(yè)的發(fā)展，廢水的排放量逐年增加，其中由于含鉻廢水的排放，使周圍環(huán)境的地面水中含鉻量不斷增高，造成環(huán)境污染，危害人類健康。我國(guó)頒布的《環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》中明確規(guī)定，排放的含鉻廢水中，

Cr6+的最大允許濃度為0.5mg/L。93

應(yīng)該指出，Cr6+為一種比較特別的金屬離子，其氧化價(jià)高，離子半徑小，在水中以H2CrO4、HCrO4-、CrO42-

和Cr2O72-等多種形式存在，因此，含鉻廢水的處理方法是對(duì)鉻的多種離子形式而言的。目前，我國(guó)利用多種化學(xué)與物理方法治理含鉻廢水，這些方法包括化學(xué)還原法、活性炭吸附法、反滲透法和離子交換法等，以下分別簡(jiǎn)要介紹。⑴化學(xué)還原法

化學(xué)還原法處理含鉻廢水的原理是將Cr6+還原為低毒性的Cr3+，然后再生成氫氧化鉻(Cr(0H)3)沉淀，最后分離沉淀。把硫酸亞鐵(FeSO4)加到酸性含鉻廢水中，F(xiàn)e2+把Cr2O72-

或HCrO4-還原為Cr3+，然后加入氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)廢水溶液的PH至7～8，加熱至80℃左右，并通入適量空氣，則發(fā)生下列反應(yīng):95

如適當(dāng)控制Cr6+與硫酸亞鐵的比例，可生成難溶于水的、組成類似于Fe3O4且其中部分Fe2+被Cr3+代替的化合物。該氧化物具有一定磁性，借助磁鐵或電磁鐵，能夠使這樣的含鉻氧化鐵沉淀從廢水中分離除去。處理后的廢水含鉻量能符合國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。96⑵活性炭吸附法

對(duì)于含有機(jī)物的含鉻廢水，可采用活性炭吸附的方法除去金屬Cr6+。其吸附機(jī)理可能是有機(jī)物充當(dāng)連接金屬離子和炭的共吸附物。該方法對(duì)含有重金屬離子的水的處理數(shù)據(jù)見(jiàn)表9-3。表9-3采用活性炭吸附法除去扭金屬97⑶反滲透法處理反滲透原理:是用一張半透膜將淡水和某種溶液隔開(kāi)。半透膜只讓水分子通過(guò)，而不讓溶質(zhì)通過(guò)。∵淡水中水分子的化學(xué)位比溶液中水分子的化學(xué)位高，∴淡水中的水