氢化可的松的制备-氢化可的松的合成工艺技术

不同合成路线的比较氢化可的松体内由脊椎动物的肾上腺皮质产生，内源性氢化可的松生物合成途径是由胆固醇(Choletenol)经17α-羟基黄体酮在酶催化下生物转化而成。人们最初只能通过繁杂的提取方法从肾上腺皮质组织中得到很少量的氢化可的松。在阐明其结构后，逐步发展出一些新的生产途径，这些途径的特点是化学合成步骤与微生物转化相结合。氢化可的松的合成始见于1950年，Wendler等用化学合成法合成氢化可的松。全合成需要30多步化学反应，工艺工程复杂，总收率太低，无工业化生产价值。目前国内外制备氢化可的松都采用半合成方法。即从天然产物中获取含有上述甾体基本骨架的化合物为原料，再经化学方法进行结构改造而得。选择经济的天然来源产物作为甾体药物合成原料始终是国际制药工业的一个重大研究课题甾体药物半合成的起始原料都是甾醇的衍生物。如从薯芋科植物得到薯芋皂素，从剑麻中得到剑麻皂素，从龙舌竺中得到番麻皂素，从油脂废气物中获得豆甾醇和β－谷甾醇，从羊毛脂中得到胆固醇。这些都可以作为合成甾体药物半合成原料。薯芋皂素剑麻皂素番麻皂素豆甾醇β-谷甾醇薯芋皂素立体构型与氢化可的松一致，A环带有羟基，B环带有双键，易于转化为△4-3-酮的活性结构。合成工艺已相当成熟。我国薯芋皂素资源丰富，产量仅次于墨西哥。薯芋皂素是半合成工艺方法的主要起始原料，60%的甾体药物的生产原料是薯芋皂素，国内制药企业仍以薯芋皂素为半合成起始原料。剑麻皂素和番麻皂素等资源在我国也很丰富，但尚未充分利用。近年来,由于薯芋皂素资源迅速减少，以及C－17边链微生物氧化降解成功，国外以豆甾醇、β-谷甾醇作原料的比例已上升。孕甾双烯醇酮醋酸酯氢化可的松薯芋皂素与氢化可的松的化学结构，可知需除去薯芋皂素中的E环(四氢呋喃环)、F环(四氢吡喃环)，而薯芋皂素经开环裂解去掉E,F环后，即能获得理想的关键中间体—孕甾双烯醇酮醋酸酯从孕甾双烯醇酮醋酸酯到氢化可的松的化学结构，除将C-3羟基转化为酮基，使C-5,6双键位移至C-4,5位外，需引入3个特定的羟基即11,17,21-位羟基。这些基团的转化和引入，有的较易进行，如:C-3的羟基经氧化可直接得到酮基，且发生氧化反应的同时还伴有△5双键的转位。C-21位上含有羰基α-活泼氢，可经卤代后再转化为羟基;利用键的存在，可经环氧化反应转化为C-17羟基，并且利用甾环的立体效应使C-17羟基恰好成为α-构型。∵在C-11位周围没有活性官能团的影响，欲应用纯化学方法在C-11引入β-构型羟基异常困难。一般应用微生物氧化法进行转化。微生物对甾体的羟基化作用是转化反应中最普遍也是最重要的氧化反应。利用各种微生物可以在甾核的不同位置上进行羟基化反应。薯芋皂素孕甾双烯醇酮醋酸酯环氧物中间体16α,17α-环氧黄体酮1、

经可的松乙酸酯(17α,21-二羟基孕甾-4-烯-3,11,20-三酮-21-乙酸酯)的合成路线

许多霉菌，特别是根霉和曲霉普遍具有11-a羟基化能力而且转化率较高。例如黑根霉菌、蓝色梨头霉等;黑根霉菌可专一性地在16α,17α-环氧黄体酮的C-11位引入α-羟基，因其构型恰恰相反，故还需将其氧化为酮，得到可的松乙酸酯(17α,21-二羟基孕甾-4-烯-3,11,20-三酮-21-乙酸酯)后，缩氨脲保护C-11,C-20上酮基;再用硼氢化钾对其进行不对称还原，将C-11位酮基还原为β-羟基;脱去C-11,C-20位上保护基和水解C-21的乙酰基，可得氢化可的松。可的松乙酸酯的合成以薯芋皂素为原料经以下反应制备得到。由黑根霉菌先在16α,17α-环氧黄体酮的C-11位上引入α-羟基，再用铬酐乙酸把C-11位α-羟基氧化为酮基，然后溴代、开环，经氢气/兰尼镍(RanevNi)消除溴原子，碘代置换，得可的松乙酸酯。16α,17α-环氧黄体酮(9-10)α-羟基氧化为酮基黑根霉菌9步:α-羟基开环加氢消除溴原子碘代置换可的松乙酸酯β-羟基氢化可的松可的松乙酸酯硼氢化钾水解C-21的乙酰基不对称还原缩氨脲2、

经化合物S(17α，21-二羟基孕甾-4-烯-

3，20-二酮-21-乙酸酯)的合成路线

1952年，Peterson首先发现11β-羟基化，即通过弗氏链霉菌(Streptomycesfredial)将化合物S(17α，21-二羟基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS,9-12)C11上引入β-羟基，一步发酵转化为氢化可的松，这是制药工业上非常有价值的合成路线。1955年通过改变菌种，使用布氏小克银汉霉(Cunninghamellablkesllaua)将转化率提高到65%;后来又用新月弯孢霉(Carvularialunata)作为菌种，转化率可达到80%～90%。我国生产氢化可的松也采用这样的转化方法，工艺非常成熟，生产菌种为蓝色梨头霉(AbsadiaOrchaidis)，转化率为70%左右。由16α,17α-环氧黄体酮经溴化开环、氢解除溴，碘代置换，得到化合物S溴化开环氢解除溴化合物S碘代置换环氧黄体酮5步:化合物S(17α，21-二羟基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS,9-12)C11上引入β-羟基，一步发酵转化为氢化可的松化合物S蓝色梨头霉氢化可的松目前我国主要采用经化合物S并用蓝色梨头霉氧化合成氢化可的松的工艺路线，该路线合成工艺成熟，除微生物氧化一步收率稍低外，其各个步骤收率达到国际先进水平。这些年来也有其他方法见诸报道，例如，以化合物S为基质，由新月弯孢霉转化，在C-11引入β-羟基，得到氢化可的松，但是还有14α-位羟基副产物产生。如采用17-乙酰氧基化合物S，因立体效应可使14α-位羟基副产物不能产生，该法氢化可的松的收率达70%。工艺过程及流程图19生产工艺原理及其过程以薯芋皂素为起始原料，经孕甾双烯醇酮醋酸酯、16α,17α-环氧黄体酮、化合物S(17α，21-二羟基孕甾-4-烯-3，20-二酮-21-乙酸酯，ReichsteinS)等中间体制取氢化可的松的生产工艺路线如下:1.Δ5,16-孕甾二烯-3β－醇－20-酮－3-醋酸酯的制备

⑴工艺原理

氧化开环，水解，消除等过程①加压消除开环20薯芋皂素酸碱的协同催化下螺环缩酮的形式相连形成双键醋酸酯(Ⅰ)乙酰阳离子控制水份反式双竖键21原工艺使用吡啶或甲基吡啶盐酸盐与醋酐作用，在常压下开环，经改革为加压下用醋酐-冰醋酸开环，加压能提高反应温度，有利于消除反应的进行。乙酰阳离子作为Lewis酸与吡喃环(F环)上的氧结合。为此必须控制反应中原辅材料中的水份。22②氧化开环

氧化开环指△20双键被氧化断链打开E环，氧化剂是铬酐(实际是铬酐在稀醋酸溶液中形成的铬酸)。双键的氧化一般不停留在二醇化合物阶段，而是继续氧化断链为酮，即E环开裂。铬酰阳离子铬酐双酮化合物23

(3)水解-1，4消除

在酸性质子的作用下，C-20酮发生烯醇化，当其回复为酮时，则发生1,4消除。生成双烯醇酮醋酸酯和4-甲基-5-羟基戊酸酯(Ⅸ)。双烯醇酮醋酸酯烯醇化1,4消除4-甲基-5-羟基戊酸酯(Ⅸ)双酮化合物酸性质子的作用下烯醇回复为酮时24

由上述反应原理，薯芋皂素经裂解消除开环、氧化开环和1,4消除反应，除去了E环和F环，得到了双烯醇酮乙酸酯。⑵工艺过程1)醋酸酯(Ⅰ)合成:将薯芋皂素,醋酐、HAC投反应罐内，后抽真空排除空气。当加热至125℃时，开压缩空气使罐内P=3.9x105～4.9×105Pa(4～5kg/cm2),

T=195～200℃。关压力阀，反应50min反应毕，冷却2)双酮化合物(Ⅱ)合成:加入HAC，用冰盐水冷至＜5℃，投入预先配制的氧化剂(由铬酸、乙酸钠和水组成)，反应罐内急剧升温，在60～70℃下保温反应20min，加热到90～95℃，常压蒸馏回收乙酸，再改减压继续回收乙酸到一定体积，冷却后，加水稀释。253)精制:用环己烷提取，分出水层;有机萃取液减压浓缩至近干，加适量乙醇，再减压蒸馏带尽环己烷，再加乙醇重结晶，甩滤，用乙醇洗涤，干操，得双烯醇酮乙酸酯精品，熔点165℃以上，收率55%～57%。2627⑶反应条件及影响因素氧化是放热反应，反应物料需冷却到＜5℃;投入氧化剂后罐内T可上升到90～100℃，如继续升温会出现溢料;∴应注意:①反应罐夹层须有冰盐水冷却;②反应开始时必须开启安全阀(通天排气阀);③当反应温度超100℃时，须立即停止搅拌;④氧化罐最高装料量不得超过其容量的60%。2829216α,17α-环氧黄体酮的制备

⑴工艺原理

双烯醇酮乙酸酯经环氧化反应和沃氏氧化反应后，得16α,17α-环氧黄体酮

(简称环氧黄体酮或氧桥黄体酮)。

在乙醇母液中，含有少量的乙酸皂素和双烯醇酮乙酸酯，可用“皂化-萃取法”回收套用。将氢氧化钠加入到双烯醇酮乙酸酯的乙醇母液中，使4-甲基-5-羟基戊酸酯皂化成为钠盐;该皂化物易溶于甲醇，而母液中的双烯醇酮乙酸酯)、皂素等易溶于环己烷，这样分离出的双烯醇酮乙酸酯和皂素套用于下一批投料，可提高收率约8%。30双烯醇酮乙酸酯环氧物中间体(1)环氧化反应C-3位上的横键酯基也被水解为醇31(2)Oppenauer氧化反应该反应将C-3羟基氧化为酮。在环氧物中间体分子结构中，C-3羟基为仲醇:Openauer反应能选择性的氧化为酮而不影响分子结构中其他易被氧化的部分。氧化剂为环己酮，催化剂为异丙醇铝。环己酮氧化剂催化剂异丙醇铝32⑵工艺过程

1)环氧化反应将双烯醇酮醋酸酯和甲醇抽入反应罐内，通氮气。在搅拌下滴加20%氢氧化钠液，T≤30℃，加毕，降温到22±2℃，逐渐加入过氧化氢，控制T≤30℃以下，加毕，保温反应8h，抽样测定双氧水含量在0.5%以下，环氧物中间体熔点在184℃以上,即为反应终点。静置，析出，得熔点184℃～190℃。332)Oppenauer氧化反应:用焦亚硫酸中和反应液到pH7～8,加热至沸，减压回收甲醇，用甲苯萃取，热水洗涤甲苯萃取液至中性，甲苯层用常压蒸馏带水，直到馏出液澄清为止;加入环己酮，再蒸馏带水到馏出液澄清。加入预先配制好的异丙醇铝，再加热回流1.5h，冷却到100℃以下，加入氢氧化钠液，通入蒸汽进行水蒸汽蒸馏带出甲苯，趁热滤出粗品，用热水洗涤滤饼到洗液呈中性。干燥滤饼。用乙醇精制，甩滤，滤饼经颗粒机过筛、粉碎、干燥，得环氧黄体酮，熔点207～210℃，收率75%。343536⑶反应条件及影响因素(1)过氧化氢系强氧化剂，极易放出氧引起爆炸;∴反应必须始终在足够的氮气下进行,避免接触空气。另一方面，应严格控制反应温度不能超过30℃，否则会导致过氧化氢分解和过氧化钠的形成，引起爆炸，但温度低于22℃会使反应时间延长。(2)环氧化反应终点是以测定反应液中过氧化氢的含量和环氧物的熔点为依据。若过氧化氢含量大于0.5%,而环氧物的熔点低于184℃时，则可适当提高反应温度(但不超过30℃)继续反应，直至达到上述两项终点测定指标。若环氧物熔点偏低，而过氧化氢含量也低于0.5%时，则应适当补加过氧化氢继续反应。37(3)环氧化反应是在碱性介质中进行的，应控制碱浓度的大小。当pH＜8时，则环氧化反应进行不完全。又有报道:在环氧化反应的同时，有16α-甲氧基副产物产生，且随PH值的增大，这一副产物增多。另外反应液中的金属离子，尤其是有铁离子，会使过氧化氢分解，并使甲醇氧化成甲酸，从而使pH值下降;∴必须注意除去金属离子。而这些金属离子大都来自工业品级的氢氧化钠。所以在配制氢氧化钠液时。当呈现红色时(表明金属离子含量大)，应加入少量硅酸钠使其成为硅酸盐沉淀而除去。38(4)Oppenauer氧化为可逆反应，可增加环己酮的配料比使反应向正方向移动;一般为理论量的3～4倍。(5)Oppenauer氧化反应应在无水条件下操作，否则异丙醇铝遇水分解。异丙醇铝遇碱也导致分解。∴本反应操作时，设备和原辅材都应无水。环氧化合物的甲苯萃取液必须用水洗涤到中性，并彻底蒸出水。(6)反应结束后应破坏异丙醇铝和除去铝盐。现使用氢氧化钠液使生成的铝盐形成水溶性的偏铝酸钠(NaA1(OH)4)，便于分离除去。393、17α-羟基黄体酮的制备⑴工艺原理由环氧黄体酮经上溴、开环和氢解除溴等反应，制得l7α-羟基黄体酮。①

上溴开环反应16α,17α-环氧黄体酮在酸性条件下极不稳定、很易开环生成反式双直立键的邻位溴化醇。邻位溴化醇40

②催化氢化反应(脱溴反应)本反应属于卤代烷的脱卤反应，即氢解反应，催化剂选用兰尼镍(Rariey镍)，首先氢气在金属催化剂表面吸附后形成活泼的原子态氢，可使C-16位上的C-Br键断裂，生成C-H键和溴化氢，从而达到脱除溴原子的目的。41⑵工艺过程上溴开环反应:将含量56%的氢溴酸预冷到15℃，加入环氧黄体酮,T不超过24-26℃，加毕，反应1.5h，将反应物倾入水中，静置，过滤，再用水洗涤到中性和无溴离子，得16β-溴-17α-羟基黄体酮。催化氢化反应:使其溶于乙醇中，加入HAC及W2型兰尼镍(Raney镍)，封闭反应罐，尽量排出罐内空气。然后在1.96x104Pa(0.2Kg/cm2)的压力下通入氢气，于34-36℃滴加乙酸铵-吡啶溶液，继续反应直到除尽溴。停止通氢气，加热到65-58℃保温15min，过滤，滤液减压浓缩回收乙醇,冷却，加水稀释。析出沉淀，过滤，用水洗涤滤饼至中性，干燥得17α-羟基黄体酮。

熔点184℃,收率95%。42434445⑶反应条件及影响因素①上溴反应中，对氢溴酸中游离溴的含量应加以限制，一般应＜0.5%，否则在环氧黄体酮的△4(5)的双键发生加成反应。②催化剂Raney镍活性极为重要，实际生产中一般采用中等活性的W2型活性镍。原因:催化剂活性太弱反应不能顺利进行，活性太强又会影响其他易于还原的基团。Raney镍表面干燥后，遇空气中的氧即迅速反应，引起燃烧，应注意安全，通常将Raney镍浸没在水中备用。③脱溴反应中生成的HBr对催化剂Raney镍具有毒化作用会阻碍反应进行。应加入适量乙酸铵，一方面可中和HBr，另一方面可与乙酸形成缓冲对体系，达到调节反应液的pH值的目的，以维持反应体系相对稳定。464、

△4孕甾烯-17α,21-二醇-3,20-二酮的制备

⑴工艺原理④为防止△4(5)的碳-碳双键和C3羰基的还原，在实际操作中常加入少量吡啶。在适宜的条件下,△4(5)双键的π电子被活性镍的表面吸附，可发生加氢反应。而吡啶分子中氮原子上具有未共享电子对，比△4(5)碳-碳双键的π电子更易于被活性镍吸附，这样就起到了保护△4(5)的碳-碳双键的作用。⑤脱溴反应是一个气-固-液三相反应。须加强搅拌效果，反应设备也必须密闭良好，以有利反应进行。4717α-羟基黄体酮经C-21位上碘代和置换二步反应引入乙酰氧基制得△4孕甾烯-17α,21-二醇-3,20-二酮乙酸酯(化合物S)。17α-羟基黄体酮17α-羟基-21-碘代黄体酮亲电取代亲核取代乙酰氧负离子4849将碘溶于其余2/3量氯化钙-甲醇液中，慢慢滴入反应罐，保待T=0±2℃，滴毕，继续保温搅拌1.5h。加入预冷至－10℃的氯化铵溶液，静置，分出氯仿层，减压回收氯仿到结晶析出，加入甲醇，搅拌均匀，减压浓缩至干，即为17α-羟基-21-碘代黄体酮。酯化反应:加入DMF（N,N-二甲基甲酰胺）总量的3/4，使其溶解降温到10℃左右加入新配制好的乙酸钾溶液(将碳酸钾溶于余下的1/4DMF中，搅拌下加入乙酸和乙酸酐，升温到90℃反应0.5h,再冷却备用)。逐步升温反应到90℃,再保温反应0.5h，冷却到-10℃，过滤，用水洗涤，干燥得化合物S，熔点226℃，收率95%。50515253⑶反应条件及影响因素①碘代反应的催化剂是氢氧化钙，∵氢氧化钙会呈粘稠状，不易过滤造成后处理麻烦，生产上使用氧化钙，氧化钙与原料中所含的微量水及反应中不断生成的水作用形成氢氧化钙，足以供碘代反应催化之用。为使氢氧化钙生成适当，应控制水分含量。②必须除去过量的氢氧化钙，否则过滤困难会造成产品流失。有效措施:加入氯化按溶液使之与氢氧化钙生成可溶性钙盐而除去。反应中生成的碘化钙也能因与氯化铵作用而除去。54③碘化物遇热易分解，在置换反应中反应温度宜逐步升高;一般在1h内升至20℃，然后1h升至30℃，再于5h内升至50℃，于5h内逐步升温到90℃④碘化物与无水碳酸钾在DMF中反应制备化合物S的工艺已应用多年优点:收率稳定，产物易精制。但DMF价格较贵，单耗高，且应严格控制水分。据报道应用相转移催化方法以TEBA为催化剂，丙酮为溶剂，进行置换反应，化合物s的收率可提高5%，且质量也符合生产要求。555氢化可的松的制备⑴工艺原理氢化可的松最后步骤:微生物氧化、提取、分离和精制。反应是利用蓝色梨头霉的11β-羟化能力，对化合物S进行微生物氧化，在C-11位引入β-羟基得到。反应中，蓝色梨头霉能产生11β-羟化酶，但氧化专属性不高，同时也产生11α-羟化酶、7α-羟化酶和6β-羟化酶。生成氢化可的松:11β–羟基化合物的同时，还生成表氢可的松，即11α-羟基化合物,以及少量其他位置的羟基化合物。∴在蓝色梨头霉氧化完毕后，还须分离提纯，将C-11羟基化合物萃取到乙酸丁酯中。然后用甲醇-二氯乙烷作为溶剂，分离a-体和β-体。56⑵工艺过程将蓝色梨头霉菌接种到土豆斜面培养基上，28℃下培养4～5天，孢子成熟后，用无菌生理盐水制成孢子悬浮液供制备种子用。种子培养基成分有葡萄糖、玉米浆和硫酸铵，PH值为5.7～6.3。将孢子悬浮液以一定比例接入种子罐，28℃下培养28～32h。待培养液的PH值达到4.2～4.4,菌体浓度达35%以上，镜检无杂菌且菌丝粗状时即可转入发酵罐。蓝色梨头霉菌投入发酵体积的0.15%的中间体化合物乙醇溶液，调节好通氧量，氧化8~14h，再投入0.15%中间体化合物乙醇溶液，氧化40h。取样做比色试验，检查反应终点，到达终点后，滤出菌丝，发酵液用醋酸丁酯多次提取，合并提取液，减压浓缩至适量，冷却至0—10℃，过滤，干燥，得氢化可的松粗品。将粗品加入16~18倍8%甲醇－二氯乙烷溶液中，加热回流使其全溶解，趁热过滤，滤液冷至0-5℃，过滤，干燥，得氢化可的松，收率44%。5758596061菌种培养与接种技术细菌实验室

进行细菌学实验的场所，标本的接种、培养、分离、鉴定、药敏等工作在此完成。细菌室要防止外界污染，还要避免细菌播散。配备紫外灯、消毒剂等。注意定期消毒。对无菌物品和标本应明显分开放于指定位置，同时要对用过的物品及时进行灭菌处理。保证细菌室的温度。是细菌实验室内用于无菌操作的小室，要求更严格。完全封闭，应有缓冲区。用前要用紫外灯消毒30min,定期用甲醛熏蒸消毒。仅限于分装培养基及传染性强的细菌接种。要保证本室的无菌状态。保证本室的温度。无菌实验室可用超净工作台代替。无菌实验室常用玻璃器材的准备培养基的成分和作用培养基的种类培养基的制备培养基培养基的成分和作用培养基：是指人工配制的适合细菌生长繁殖的综合营养基质。营养物质：蛋白胨(氮源)、肉浸液（氮源和碳源）、牛肉膏、糖醇类、血液、鸡蛋和动物血清、生长因子、无机盐类(2)水(3)凝固剂：琼脂、明胶(4)抑制剂：非生长必需，而是选择、鉴定及判断结果的需要(5)指示剂：便于观察细菌培养基的种类（按用途分类）基础培养基：培养营养要求不高的细菌，如普通平板营养培养基：能满足营养需求较高细菌的生长，如血平板鉴别培养基：含有某些特定的底物，用于鉴别细菌，如克氏双糖培养基

（KIA）选择培养基：具有选择性抑制作用，用于选择性的培养目的菌，如SS

平板增菌培养基：促进目的菌的生长，适用于含菌量较少的标本，如葡萄糖

肉汤。厌氧培养基：用于培养厌氧菌培养基的种类（按物理性状分类）液体培养基：不含凝固剂，用于增菌和接种纯种细菌。半固体培养基：含0.3％～0.5％琼脂，用于观察细菌的动力。固体培养基：含2％～2.5％琼脂，多用于细菌的分离培养。培养基的制备玻璃器皿的消毒灭菌制备的程序调配溶化矫正pH

过滤澄清分装灭菌鉴定保存细菌接种的基本程序灭菌接种环沾取标本接种灭菌接种环杀灭接种环沾染的细菌，以免污染标本杀灭接种环沾染的细菌，以免污染环境细菌接种法平板划线接种法：

★目的：使混合的细菌呈单个分散生长，形成单个菌落，以便获得纯菌。

★方法：分区划线法：适用于含菌量较多的标本连续划线法：适用于含菌量较少的标本液体培养基接种法穿刺接种法:用于观察细菌动力斜面接种法倾注培养法:用于细菌计数分区划线法第一区划线灭菌接种环第二区划线灭菌接种环第三区划线灭菌接种环连续划线法细菌培养法一般培养（需氧培养）：★培养温度：35℃（采用恒温培养箱）★培养时间：18～24h二氧化碳培养法：烛缸法、二氧化碳培养箱厌氧培养法：厌氧培养箱、厌氧袋、厌氧罐、疱肉培养法、硫乙醇酸盐法等细菌在固体培养基中的生长现象菌落★定义：指单个细菌在平板培养基上生长繁殖，形成单一肉眼可见的细菌集团。★菌落特征：大小、形状、边缘、颜色、表面、透明度、湿润度、黏度、溶血性★菌落类型：光滑型（S）、粗糙型（R）、黏液型（M）菌苔：指多个菌落融合在一起形成的细菌堆积物。菌落菌落与菌苔蓝色犁头霉菌的培养发酵工艺过程蓝色梨头霉菌接种到土豆斜面培养基上，28℃下培养4～5天，孢子成熟后，用无菌生理盐水制成孢子悬浮液供制备种子用。种子培养基成分有葡萄糖、玉米浆和硫酸铵，PH值为5.7～6.3。将孢子悬浮液以一定比例接入种子罐，28℃下培养28～32h。待培养液的PH值达到4.2～4.4,菌体浓度达35%以上，镜检无杂菌且菌丝粗状时即可转入发酵罐。工艺流程图微生物氧化工艺技术氢化可的松中的微生物氧化反应物料平衡计算物料平衡率=实际值/理论值*100%理论值：为按照所用的原料(包装材料)量在生产中无任何损失或差错的情

况下得出的最大数量。实际值：为生产过程实际产出量。包括：本工序产出量、收集的废品量、生产中取得样品量(检品)、丢弃的

不合格物料(如捕尘系统、真空系统、管道系统中收集的废弃物)等。一物料平衡率计算公式原料投入数量原料投入数量产出数量薯蓣皂素A溴化氢M双烯醇酮醋酸酯a醋酸B醋酸铵N16α－17α－环氧黄体酮b酸酐C吡啶O苯酚c重铬酸钠DRaney镍P17α-羟基黄体酮d环乙烷E碘Q氢溴酸e乙醇F氯化钙R醋酸化合物Sf甲醇G氯仿S碘化钾h氢氧化钠HDMFT醋酸I过氧化钠I碳酸钾U氢化可的松j甲苯J硫酸铵V

k环乙酮K二氯乙烷W

l异丙醇铝L脱色炭X

m二原料投入与产出总投入=A+B+C+D+E+F+G+H+I+J+K+L+M+N+O+P+Q+R+S+T总产出=a+b+c+d+e+f+g+h+i+j+k+l+m收率=总产出/总投入三收率氢化可的松的三废处理91氢化可的松生产工艺中，主要的污染物是含铬废水。含铬废水对环境和人体均产生危害。对于制药企业排放的无机物废水，铬含量是重要的监测项目。因此，必须对含铬废水进行严格治理。在含铬废水中，一般以Cr3+和Cr6+的形式出现。一般认为Cr3+是生物所必需的微量元素，有激活胰岛素、增加葡萄糖的利用等作用。Cr3+不易被消化道吸收，在皮肤表层与蛋白质结合形成稳定络合物，∴不易引起皮炎和铬疮(铬溃疡)。Cr3+在动物体内的肝、肾、脾和血中不易蓄积，而在肺部存量较多，故对肺有一定的伤害。Cr3+对抗凝血活素也有抑制作用。实验证明，Cr6+为致癌、致畸和致突变的物质，Cr3+的毒性仅为Cr6+的1%。92Cr6+主要对人体产生以下危害:刺激皮肤，引起过敏反应;损害呼吸系统及内脏器官;多数研究者倾向于铬化合物可导致呼吸系统肿瘤，主要是支气管癌。铬化合物对农作物、微生物也有很大的毒害作用，并能够降低生化过程的需氧量。例如，当Cr6+的浓度大于1mg/L时，生化需氧量将减少20%，从而阻碍氮的硝化作用使土壤板结，破坏生物机体的新陈代谢作用。随着制药工业的发展，废水的排放量逐年增加，其中由于含铬废水的排放，使周围环境的地面水中含铬量不断增高，造成环境污染，危害人类健康。我国颁布的《环境保护法》和《水污染防治法》中明确规定，排放的含铬废水中，

Cr6+的最大允许浓度为0.5mg/L。93

应该指出，Cr6+为一种比较特别的金属离子，其氧化价高，离子半径小，在水中以H2CrO4、HCrO4-、CrO42-

和Cr2O72-等多种形式存在，因此，含铬废水的处理方法是对铬的多种离子形式而言的。目前，我国利用多种化学与物理方法治理含铬废水，这些方法包括化学还原法、活性炭吸附法、反渗透法和离子交换法等，以下分别简要介绍。⑴化学还原法

化学还原法处理含铬废水的原理是将Cr6+还原为低毒性的Cr3+，然后再生成氢氧化铬(Cr(0H)3)沉淀，最后分离沉淀。把硫酸亚铁(FeSO4)加到酸性含铬废水中，Fe2+把Cr2O72-

或HCrO4-还原为Cr3+，然后加入氢氧化钠溶液，调节废水溶液的PH至7～8，加热至80℃左右，并通入适量空气，则发生下列反应:95

如适当控制Cr6+与硫酸亚铁的比例，可生成难溶于水的、组成类似于Fe3O4且其中部分Fe2+被Cr3+代替的化合物。该氧化物具有一定磁性，借助磁铁或电磁铁，能够使这样的含铬氧化铁沉淀从废水中分离除去。处理后的废水含铬量能符合国家废水排放标准。96⑵活性炭吸附法

对于含有机物的含铬废水，可采用活性炭吸附的方法除去金属Cr6+。其吸附机理可能是有机物充当连接金属离子和炭的共吸附物。该方法对含有重金属离子的水的处理数据见表9-3。表9-3采用活性炭吸附法除去扭金属97⑶反渗透法处理反渗透原理:是用一张半透膜将淡水和某种溶液隔开。半透膜只让水分子通过，而不让溶质通过。∵淡水中水分子的化学位比溶液中水分子的化学位高，∴淡水中的水