丙二醇中間體綠色催化體系革新

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來源：CPHI制藥在線

2025-05-22

丙二醇中間體作為藥物合成中不可或缺的化學載體，其生產過程的綠色化與高效化成為制藥工業(yè)升級的關鍵突破點。

丙二醇

丙二醇中間體作為藥物合成中不可或缺的化學載體，其生產過程的綠色化與高效化成為制藥工業(yè)升級的關鍵突破點。近年來，生物催化與連續(xù)流合成技術的深度融合，推動丙二醇中間體從傳統(tǒng)石化路線向可持續(xù)工藝轉型，為原料藥生產鏈的低碳化重構提供了技術范式。

在丙二醇中間體的生物合成領域，固定化細胞催化劑的開發(fā)顯著提升了反應效率。研究者通過改造大腸桿菌代謝途徑，將甘油轉化為1,3-丙二醇中間體的產率提升至每升82克，較傳統(tǒng)發(fā)酵工藝提高2.3倍。這一技術突破不僅降低了對石油基原料的依賴，還實現了丙二醇中間體生產過程中碳排放量減少65%，為生物基原料藥生產體系奠定了基礎。

微通道連續(xù)流技術的應用，解決了丙二醇中間體硝化反應的安全瓶頸。通過設計多層夾套式反應器，丙烯醛與硝酸的硝化反應時間從數小時縮短至90秒，反應溫度精準控制在±1℃范圍內。該工藝使丙二醇中間體的單程轉化率達到98%，副產物生成量降低至0.5%以下，徹底消除了傳統(tǒng)間歇式工藝的燃爆風險，為高活性藥物分子合成提供了安全可控的技術路徑。

丙二醇中間體的立體選擇性合成取得重要進展。采用手性離子液體催化劑體系，研究人員成功實現了2-甲基丙二醇中間體的對映體過量值（ee值）從78%提升至99.2%。這種催化體系通過氫鍵網絡精確調控反應過渡態(tài)，使丙二醇中間體的光學純度達到注射級原料藥標準，為手性藥物開發(fā)提供了高價值中間體解決方案。

在純化技術層面，丙二醇中間體的分子印跡分離技術展現獨特優(yōu)勢。針對其易與多元醇共沸的特性，設計的三維空腔吸附材料可選擇性捕獲目標分子，分離效率較傳統(tǒng)蒸餾法提升40%。工業(yè)化測試顯示，該技術使丙二醇中間體的純度穩(wěn)定在99.95%以上，溶劑消耗量減少70%，為大規(guī)模生產注射用丙二醇中間體建立了經濟可行的純化體系。

丙二醇中間體的技術創(chuàng)新正在重塑藥物合成生態(tài)。光催化氧化技術的引入，使丙二醇中間體制備維生素B12前體的能耗降低55%；機器學習輔助的催化劑篩選系統(tǒng)，將新型催化劑的開發(fā)周期從3年壓縮至6個月。未來，隨著碳中和目標的推進，丙二醇中間體的生物制造與智能化生產技術的融合，將在創(chuàng)新藥物研發(fā)與綠色制藥轉型中發(fā)揮戰(zhàn)略支點作用。