(整理)环氧乙烷在化学制药工业中的应用

环氧乙烷在化学制药工业中的应用
摘要：环氧乙烷能够衍生出乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺等多种精细化工产品，环氧乙烷的环氧结构易开环发生化学反应，进而可以合成重要的医药及农药中间体，借助环氧乙烷衍生出的表面活性剂，促进机体对药物的吸收和利用，环氧乙烷因其独特的烷化作用，对细菌的代谢细胞产生不可逆损害，使得环氧乙烷在灭菌、消毒方面有着广泛的应用。

在制药工业中，环氧乙烷及其衍生物、缩聚物有着重要的应用，如可以作为软膏、洗剂和栓剂的基质。

随着环氧乙烷下游产品的不断开发和应用，环氧乙烷在化学制药工业将展现更重要的作用。

关键词环氧乙烷，药物中间体，表面活性剂，灭菌
前言
环氧乙烷又称氧化乙烯; 英文名称epoxy ethane 又称ethylene oxide; 简称EO; 被人类认识不到200年。

1925 年, 美国联合碳化物公司( UCC) 建造了世界上第一套氯乙醇法环氧乙烷生产装置。

1938 年, 美国UCC 根据法国催化剂公司Lefort的研究成果, 建成了世界上第一套乙烯空气氧化法生产环氧乙烷的装置。

20 世纪70 年代中期, 乙烯直接氧化法成为唯一的工业环氧乙烷生产技术。

目前, 世界环氧乙烷生产技术主要由Shell、SD、UCC 三家公司垄断。

环氧乙烷主要用来制作化工产品, 20 世纪80 年代环氧乙烷开始用作灭菌消毒剂。

环氧乙烷在医药、农药等方面具有广泛的用途,开发利用前景广阔。

1 环氧乙烷简介
，属于杂环类化合物，环氧乙烷（EO）为一种最简单的环醚，化学式是O
H
C
2
4
是重要的石化产品。

环氧乙烷在低温下为无色透明液体，在常温下为无色带有醚刺激性气味的气体，气体的蒸汽压高，30℃时可达141kPa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷熏蒸消毒时穿透力较强。

2 由环氧乙烷合成的重要的药物中间体
环氧乙烷是重要的化工原料，以环氧乙烷为原料可合成重要的药物中间体，使得环氧乙烷在医药、农药行业有着广泛的应用。

2.1 N-苄基-N-甲基乙醇胺
通过N-苄基-N-甲基胺与环氧乙烷反应合成的N-苄基-N-甲基乙醇胺，是重要医药中间体，可以合成抗哮喘和抗过敏药，抗高血压药尼卡地平及一些新型治疗心血管疾病药物；此外还可以合成农药除草剂、植物杀菌剂和金属防腐剂等。

2.2 赤式-2-（2，4-二氟苯基）-3-甲基-2-[（1H-1，2，4-三唑-1-基）甲基]环氧乙烷
以间二氟苯或(苏式)-乳酸乙酯为起始原料，经一定步骤与环氧乙烷反应，最终合成的赤式-2-（2，4-二氟苯基）-3-甲基-2-[（1H-1，2，4-三唑-1-基）甲基]环氧乙烷是众多三唑丁醇类抗真菌药的关键中间体。

三唑类抗真菌药抗菌谱广、疗效高、副作用小，适用于全身真菌感染的治疗，在临床起着越来越重要的作用。

2.3 4’-苄氧基-3’-硝基苯乙酮
以环氧乙烷为原料与其他化学原料在一定的条件下合成的4’-苄氧基-3’-硝基苯乙酮，是合成福莫特罗的中间体。

福莫特罗是由日本山之内公司新开发上市新型、长效的β2-肾上腺素受体激动剂平喘药物，主要用于支气管哮喘、夜间哮喘、运动性哮喘慢性阻塞性肺气肿病及儿童非哮喘性呼吸道疾病，作用强而持久。

2.4 1-苯基-1-环戊基环氧乙烷
由于环氧乙烷类化合物分子内环氧具有高度的活泼性，已被广泛应用于化学制剂、药物中间体、涂料等化工产品的制造方面。

1-苯基-1-环戊基环氧乙烷是合成抗胆碱药的关键中间体，它分子中含有一个手性碳原子，对生物活性影响很大。

由1-苯基-1-环戊基环氧乙烷转化成的1-苯基-1-环戊基羟基乙酸，是胃长宁的中间体。

胃长宁是节后抗胆碱药。

作用似阿托品。

其特点是抑制胃酸分泌作用较强，而胃肠道解痉作用较弱。

主要用于治疗胃酸分泌过多。

2.5 聚环氧乙烷
聚氧化乙烯（PEO）又称聚环氧乙烷是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。

它有很多优异的性能：毒性低、水中溶解性很好、免疫性和抗原性极低等。

药物可以用PEO修饰、也可以装载于具有PEO外层的纳米胶囊中，其结果都可以提高循环系统中药物的半衰期，得到极好的药代动力学性能和体内分布。

具有支化结构的第二代PEO主要应用于蛋白质药物的修饰，其对小分子药物的修饰还研究甚少。

将PEO的水溶液涂敷于药丸的外层，制成可控缓释药物，已在医药工业
中广泛应用，可控制药丸成分在体内的扩散速度，提高药丸的效率。

2.6 环氧乙烷的缩合物
丙炔醇类衍生物基本是丙炔醇与环氧乙烷或环氧丙烷等环氧化合物的缩合物如PAP(丙氧基丙炔醇),PME(乙氧基丙炔醇)等。

在医药行业中,丙炔醇是合成磷霉素钠、磷霉素钙、磺胺嘧啶的重要中间体,也用于生产丙烯醇、丙烯醛、维生素A 等医药产品。

在农药行业中,用于合成克螨特农药。

2.7 其他
氯化胆碱，全称是氯化三甲基羟乙基铵，20世纪50年代广泛应用于医药行业及饲料添加剂；环氧乙烷与硫异氰酸盐反应可制得环硫乙烷，环硫乙烷是许多硫醇类产品的起始原料，硫醇可作为医药和农药中间体、照相药剂原料等；环氧乙烷水合生成乙二醇，进而转化成的乙醇胺，在制药工业上，可用做药品哌嗪的原料或添加剂。

3 表面活性剂在制药工业中的应用
环氧乙烷是一种重要的基本有机化工原料和合成中间体，由于它的环氧环容易在加成反应中开环，表现出较强的活泼型。

伯醇在合适的催化剂存在下与环氧乙烷反应产生非离子表面活性剂，因表面活性剂在制药工业中的广泛应用，突显出环氧乙烷作为前提原料在化学制药工业的重要应用。

3.1 表面活性剂的增溶作用对药物的应用
在药剂学中常遇到一些难溶于水的药物要配成水溶液的问题，,增加难溶物溶解度是一个重要的问题。

在体系中加入表面活性剂,使难溶药物溶解在胶束内增加溶解度即达到增溶的作用。

非离子表面活性剂较阴离子表面活性剂温和,刺激性小,故内服制剂和注射剂所用的增溶剂大多属于非离子型表面活性剂,外用制剂所用的增溶剂以阴离子型表面活性剂为主。

3.2 表面活性剂的乳化作用对药物的应用
利用表面活性剂作为乳化剂，制成乳液，在制药工业中的主要应用是制备乳剂。

乳剂是乳浊液型药剂，包括注射乳剂、外用乳剂和口服乳剂等。

表面活性剂由于具有分散、乳化、增溶、润湿和起泡等一系列优异的性质，使其成为一种重要的药物添加剂。

表面活性剂除了其增溶、乳化等性质在制药工业中
有应用外，其他如分散、润湿等性质在制药工业中同样有重要的应用。

此外，表面活性剂在药物的合成药物的分析中也有重要的应用。

4 环氧乙烷在灭菌方面的应用
在制药工业中，可以作为软膏、洗剂和栓剂的基质。

环氧乙烷是广谱、高效的气体杀菌消毒剂。

对消毒物品的穿透力强，可达到物品深部，可以杀灭数病原微生物，包括细菌繁殖体、芽孢、病毒和真菌。

在医学消毒和工业灭菌上用途广泛。

环氧乙烷灭菌设备诞生有半个世纪。

我国用环氧乙烷灭菌是在20 世纪末, 一些城市大医院购买了美国生产的环氧乙烷消毒设备。

到21 世纪初我国已经发展了自己的环氧乙烷灭菌消毒设备生产基地。

4.1 环氧乙烷的杀菌机理
环氧乙烷的杀菌机理是烷化作用, 对细菌的代谢细胞产生不可逆损害。

环氧乙烷与菌体蛋白质中的氨基( - NH2 ) 、羟基( - OH) 、羧基( - COOH) 和巯基( - SH) 相结合成羟乙基, 通过蛋白质分子的烷基化作用, 造成蛋白质失去反应基因,阻碍蛋白质的新陈代谢,抑制氧化酶和脱氢酶的活性, 使细菌酶的代谢功能受到障碍而导致菌体死亡。

可杀灭细菌繁殖体、芽胞、病毒、结核杆菌和真菌孢子等各种微生物。

因为环氧乙烷灭菌是负压、低温、熏蒸式消毒, 所以灭菌过程不会对物体产生破坏。

4.2 环氧乙烷在化学制药工业中的灭菌应用
药品不仅在生产过程中会遭到微生物的污染,在检验过程中也会被污染,因此必须采取一定的措施使生产和实验室设施的微生物污染处于受控状态或者完全被消。

环氧乙烷是常用的气体灭菌剂。

环氧乙烷灭菌法是利用环氧乙烷气体进行杀菌的方法。

它是一种传统的灭菌方法，环氧乙烷具有非常强的渗透和扩散能力，可应用于工衣灭菌、不耐加热灭菌的药品、医用器具、设施、设备等的灭菌，还可用于不与气体发生化学反应的不稳定的酶制剂、抗生素和其他药物的灭菌。

环氧乙烷灭菌系统，主要有下列四项互相制约的重要因素影响灭菌效果：1、温度；
2、湿度；
3、气体浓度；
4、灭菌时间。

但是环氧乙烷灭菌容易造成残留，灭菌后需要采取措施去除残留，并且时间较长，因此仅仅在一些不易采用其他灭菌方式的情况下使用。

结论
环氧乙烷是一种非常重要的精细化工原料，能够衍生出乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺等多种精细化工产品，并且可以作为软膏、洗剂和栓剂的基质，使得环氧乙烷在化学制药工业有着广泛的应用。

来自中国化学制药协会的信息显示，2009年我国已超过西班牙成为全第七大药品市场，预计2013年，中国将成为仅次于美国和日本的全球第三大药品市场。

来自中国日用化工协会的信息显示，今年我国化妆品市场容量预计可达800亿元左右软膏。

随着环氧乙烷下游产品的开发与应用，环氧乙烷在化学制药工业及其他工业中的应用前景将更加开阔。

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Title The Application of Epoxy Ethane in The Chemical
Pharmaceutical Industry
Abstract:Epoxy ethane can be derived from ethylene glycol,nonionic surfactant,ethanolamine and other refined chemical products, epoxy ethane epoxy structure easy open-loop occur chemical reaction, which can synthesize the important pharmaceutical intermediates, with the help of epoxy ethane derived of surfactant,promoting the body of drug absorption and utilization,epoxy ethane has its unique alkylation,making bacterial metabolism cells producing irreversible damage,which makes epoxy ethane having a wide range of application in sterilization and disinfection.In the pharmaceutical industry, epoxy ethane and its derivatives, polycondensate has important applications,and can be used as ointment, lotion and suppository matrix.With the continuous development and application of epoxy ethane downstream products,epoxy ethane will play the important role in the pharmaceutical industry.
Key words epoxy ethane，pharmaceutical intermediates，surfactant，sterilization。