2型糖尿病灵长类动物模型研发平台建设

林建兴

-/生物与新医药

目前,糖尿病及其并发症药物研发已成为全球研发的热点,为了解决2型糖尿病(T2DM)创新药物在临床前发病机理及药物筛选研发中的问题,诸多研究人员通过多种方式已建立了一系列的糖尿病动物模型,在某种程度上,呈现了糖尿病的表型(如高血糖症),但在这些非灵长类动物模型和人类之间的基因启动子和相关的表型之间存在着显著的差异。而非人灵长类动物(NHP)在基因、生理、生化指标和解剖学等方面都比其他动物更接近人类。T2DM灵长类动物模型与人类疾病有相似的生理与病理特征。T2DM灵长类动物模型还能减少人类与动物模型在糖尿病基因启动子和相关表型上的差异,灵长类动物比啮齿类动物有较长的生命周期,能够充分观察和研究动物的糖代谢、脂代谢、蛋白质代谢的异常和胰腺、肝脏等组织的病理学改变,以及由高脂血症、糖尿病引发的各种并发症。目前,T2DM非人灵长类动物模型已被认为是研究糖尿病发生、发病机制、风险因子及T2DM并发症最理想动物模型。此外,由于它还能为创新糖尿病药物的发现提供十分重要的临床前信息,现已应用于创新治疗方法及药效评价研究。因此,建立完善的T2DM灵长类动物模型研究平台对于未来糖尿病发病机制及药物开发研究都至关重要。 技术的创造性与先进性:本项目创造性地采用灌胃技术将半流质膳食给喂动物获得动物模型并已申请3项发明专利,技术具有一定的先进性,已获得符合人类病理、生理特点的、不同发病进程的中老年T2DM食蟹猴模型1只,中老年前驱T2DM模型9只,21只不同高脂血症类型的食蟹猴模型21只,动物脉粥样硬化动物食蟹猴模型2只,动脉粥样硬化前期动物1只;首次获得不同发病程度的干性AMD食蟹猴模型7只,获得脉络膜凹陷(FCE)食蟹猴模型1只,为相关疾病研究提供了理想的灵长类动物模型来源。 适用范围:2型糖尿病模型、相关疾病发病机理及相关创新药物开发研究,适用范围和安全性项目技术较成熟。

三乙基硅烷生产工艺研究及应用

石艳彩

-/生物与新医药

采用以溴乙烷、氯硅烷为起始原料,经过格氏、缩合反应进行三乙基硅烷的合成,通过集浓、精馏、回收得到产品。本项目生产过程中以高沸点溶剂三甲苯部分替代易燃易爆的乙醚或四氢呋喃溶剂进行反应,反应产物纯化即得所述三乙基硅烷。该方法克服了传统工艺温度要求苛刻、溶剂回收率低等缺点,使精制操作更为简便、安全,溶剂回收率达85%以上。其主要技术性能指标如下:一、任务来源本项目属于自选项目。二、应用领域三乙基硅烷主要用于有机硅合成及作为治疗禽流感药物奥司他韦(商品名达菲)的中间体,随着应用范围的扩大,该产品属于技术密集、附加值高、具有功能性和最终使用性的精细化工产品。全球甲型H1N1高致病性禽流感疫情的发展,使中国政府和企业都加紧了抗禽流感药物的储备和生产,三乙基硅烷作为其原料之一也有相当大的前景和空间。三、技术原理1.选用溴乙烷在无水、无氧以及无二氧化碳条件下与金属镁发生格林雅反应形成乙基溴化镁,然后再与三氯硅烷反应的工艺生成三乙基硅烷。反应完的缩合反应液经水解、分层、粗蒸馏、精馏得到产品。2.国内外大多工艺用醚类溶剂乙醚或四氢呋喃作为格氏反应溶剂,不利于工业化安全生产。我公司选用高沸点芳香溶剂三甲苯做溶剂,格氏引发时用少量乙醚络合,格氏、缩合反应溶剂都为三甲苯。三甲苯为高沸点溶剂,比产品沸点高,容易分离,且价格低廉。四、性能指标目前国内尚未有该产品统一的标准,我公司制定了该产品的企业标准(Q/XYCH004-2011),具体指标如下:产品名称质量标准指标名称企业标准三乙基硅烷外观无色透明液体,无可见机械杂质鉴定GC:样品出峰时间与对照品一致含量≥99.0%五、与国内外同类技术比较国内关于三乙基硅烷产品已有相关报道,GB795185描述了用三乙基氟硅烷在钠存在下氢化制备三乙基硅烷的合成方法,该方法反应温度达300℃,收率90%,但该方法反应温度高,三乙基氟硅烷价格高,不适合工业化生产。GB781533公开了三乙基氟硅烷与二乙基铝氯硅烷反应制备三乙基硅烷的方法,但该方法得到的是三乙基硅烷和二乙基氟硅烷的混合物,三乙基硅烷只占总重量的25.6%,提纯麻烦,且三乙基硅烷收率低。本项目的目的在于提供一种三乙基硅烷的制备方法,克服现有方法反应条件苛刻、成本高或需要提纯、收率低的缺陷,便于工业化生产。我公司选用溴乙烷格氏缩合反应法制备三乙基硅烷。传统的格氏缩合反应法常用乙醚、四氢呋喃等低沸点醚类溶剂作反应溶剂,溶剂挥发度高,对环境污染较为明显。通过本项目的技术改造,使用三甲苯和少量乙醚的混合溶剂,改变了反应溶剂类型和反应温度,优化了产品提纯方法。通过对工艺的改进,产品质量达到国内领先水平,在降低环境压力的同时也大大降低了生产成本。六、成果的创造性、先进性本项目经过反复试验和验证,对三乙基硅烷的传统生产工艺进行了优化改进,其创新性及先进性主要体现在反应溶剂类型的改变和产品提纯方法两个方面:1、反应溶剂由低沸点醚类溶剂改为高沸点烃类溶剂传统的格氏缩合溶剂乙醚、四氢呋喃等醚类溶剂沸点低,使反应只能在30~60℃进行,且外界温度高于30℃时,溶剂挥发量大,不易回收,存在一定的安全隐患。烃类溶剂可使反应温度提高,如三甲苯,可使反应温度提高至50~80℃,且使反应可在外界温度高于30℃时进行,溶剂回收率高,生产安全性大大提高。但高沸点烃类溶剂溶剂需克服反应生成物会因不溶于溶剂覆盖在金属镁表面上而格氏反应终止的难题。本项目利用三甲苯作格氏缩合反应溶剂,格氏反应时引入少量乙醚作络合剂,提高格氏试剂在溶剂中的溶解性,使反应顺利进行。2、产品提纯方法三乙基硅烷生产过程中格氏缩合后得到的产物为三乙基硅烷、三甲苯(沸点165~166℃)、少量低沸的混合物,对三乙基硅烷的提纯本项目采用先集浓再精馏的方法。先减压蒸馏集浓得到含量在60%以上的正沸,然后对正沸进行精馏,含量97%以上的产物,得到含量99.0%以上的产品。高沸主要为溶剂,精馏得到含量99%以上的回收三甲苯进行重利用。先集浓再精馏的提纯方法使产品的质量和收率大大提高,也使溶剂的回收率大大提高。七、作用意义本项目是采用溴乙烷经过格氏、缩合反应,通过精制、离心、干燥对三乙基硅烷进行合成的生产新工艺,它在反应路线的选用上,反应溶剂的更新上,精馏工艺的方法创新上,产品质量的提高上有新的突破。三乙基硅烷产品质量的提高和稳定性的增加将直接影响抗禽流感药物奥司他韦的质量。同时,合成工艺和生产条件的优化,对减轻环境压力、降低生产成本有很大的作用,在一定程度上也影响到成药奥司他韦的成本价格。

一种木质素催化降解为烷基取代酚类化合物的方法

龚毓铭

-/生物与新医药

随着社会和经济的不断发展,对能源的需求日渐增加,而化石能源作为一种不可再生能源则日渐枯竭,开发可再生能源以部分替代化石能源成为人们越来越关注的课题。造纸工业排放大量腥臭、有毒的黑液,其主要成分是半纤维素和微生物无法代谢的木质素,据估计,我国造纸工业每年排放的木质素高达4000万吨。目前处理造纸黑液的主要方法是浓缩后与发电厂的煤粉混合烧掉,我国目前仍有95%以上的木质素和半纤维素随未经处理的造纸黑液排放,成为我国内陆水体的最大污染源之一。因此,对造纸黑液中木质素的研究开发和综合利用成为一项具有重要社会效益和经济效益的工作。木质素是由多个苯丙烷结构单元(主要是愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构)组成的一种复杂酚类聚合物,各结构单元之间的联接主要是以C-O-C键和C-C键的方式,其中C-O-C键超过2/3,C-O-C键又分为β-O-4型、α-O-4型、4-O-5型等,而β-O-4型的连接方式是最普遍的联接方式,占到50%,对这样的酚类聚合物进行相应的热处理(降解、液化等),使其结构中的C-O键尤其是β-O-4键选择性断裂,则会产生碳原子数分布在6-10之间的单酚类化合物,而酚类化合物可以进一步转化为醇类和烃类,这对于蔗渣木质素的大规模利用是一条非常有前景的途径。木质素催化转化过程是解聚和缩聚同时进行的反应,提高木质素高转化率及酚类物质高选择性的关键是控制缩聚反应的进行,项目拟通过调节木质素催化转化的反应参数(包括溶剂体系的选择,催化剂的选择,反应温度的选择,等),以求获得一种高效的催化体系,实现温和条件下木质素高选择性的转化为酚类物质的新工艺。本项目通过将木质素、催化剂和醇类溶剂混合后,升温至250-450℃,在10-14MPa压力下,木质素降解为烷基取代酚类化合物,所采用的催化剂是(5%Mo)-Al2O3-ZrO2。通过本项目的实施,实现了在最优条件即反应温度350℃,反应时间45min,反应溶剂是异丙醇的情况下,木质素最大转化率达到78.9%,烷基取代酚收率31.9%。通过本项目的实施,可提供一种可再生能源部分代替石化能源的途径,同时,对于建立资源节约型、环境友好型社会也会有着重大的意义。

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