甾类激素药物的生产
甾体激素行业市场及产业现状分析
甾体激素行业市场及关键中间体产业现状分析各位领导、同事：大家下午好！今天我想就之前了解过的甾体激素类药物的市场及关键中间体产业现状并结合上个月参加的甾体激素原料及中间体产业与市场论坛了解的信息向大家做个汇报和交流。
对于甾体类药物，我们之前调研过其中间体雄烯二酮、植物甾醇和氨基葡萄糖等，但是就我个人而言，对于这个领域相对比较陌生。
通过参加此次行业论坛，使我对这个行业的现状有了相对比较深刻的认识。
我想在此抛砖引玉，和大家一起交流学习一下。
一、什么是甾体类药物甾体激素药物在防治疾病方面发挥着重要的作用。
包括医药、兽药和农药，国外已经上市的甾体和激素类药物共有400多种，我国临床常用品种近百种包括剂型和成盐药物。
甾体激素药物是仅次于抗生素的第二大类药物，广泛用于治疗风湿性关节炎、支气管哮喘、皮肤病；也可用于避孕安胎、减轻女性更年期症状、减肥等。
目前，我国已经把甾体激素药物新资源开发作为医药行业近期发展的方向和重点之一。
而且激素类原料药和中间体的出口已成为我国原料药走向世界的重要品种。
然而我国在甾体药物研究、生产和临床研究方面与世界先进国家相比还有一定的差距，一方面是甾体药物合成步骤多、反应复杂、收率低、分离纯化困难；另一方面，甾体药物使用的上游原料由植物资源提取向微生物转化是革命性的。
利用生物转化和化学合成相结合的方法，替代高污染、高成本的植物原料，具有显著的经济效益和社会效益。
我国已加工的甾体激素产业链产品有：皂素、双烯、澳氏氧化物、雄烯二酮、雄烯二醇、去氢表雄酮、表雄酮、单酯脱溴等。
甾体激素原料药以资源为起始的产业链延伸，受到环保、资源利用和政策门槛的影响，使市场对原料需求不断增加，原料和关键中间体价格多变起伏。
特别是国家加强了环保在经济发展中的重要作用，对传统的黄姜皂素产业提出了严峻的挑战。
例如我国湖北的十堰市处于南水北调的核心水源区，一度被称为“黄姜之乡”，各县将黄姜作为支柱产业发展，种植面积曾高达60万亩，姜农近100万人。
生物制药工艺学甾体激素类药物的生产工艺流程讲义
第三章甾体激素药物第二节甾体激素类药物的生产工艺流程了解甾体激素类药物的生产的一般工艺流程；掌握甾体激素类药物的原料的来源及工艺。
教学基本内容：§ 1 甾体激素类药物的生产的一般工艺流程甾体激素类药物的微生物催化法生产一般包括菌种培养、孢子/菌悬液制备、种子培养、发酵培养、投加底物催化、分离提取等过程。
甾体生物转化工艺一般可分为两个阶段：（1 ）菌体生产和产酶阶段：将菌种接入斜面孢子培养基上，在一定温度下培养3-5 天，然后将成熟孢子接入摇瓶和种子罐沉没培养。
种子培养好后转入发酵罐，在适当培养基和培养条件（温度、搅拌、通风量、pH ）下进行培养。
细菌的生长阶段一般为12-24 小时，真菌为24-72 小时。
在这个阶段重要的是创造各2 甾体生物转化方法种良好条件使微生物尽快的生长和繁殖，在尽可能短的时间内繁殖大量的菌体并产酶。
（2）甾体转化阶段：将被转化的物质直接加入到培养液中进行生物转化，这一阶段需要控制好适合转化反应的各种条件，如pH 、温度、搅拌和较大的通气量等，必要时还可以加入酶激活剂和抑制剂。
（1 ）一步发酵转化法（边发酵边转化），是我国目前甾体医药工业普遍采用的微生物转化法。
（2）静息细胞、干细胞或孢子悬浮液法；（3）多菌种协同转化法；（4）固定化细胞或固定化酶（5）双水相系统转化法（6）有机相介质转化法§3 甾体药物原料的生产3.1薯蓣皂苷的提取：我国是甾体激素原料药生产和出口大国。
早期合成甾体激素的起始原料大多是来自动物的胆固醇、胆酸等，由于这些原料的来源少，含量低，合成路线长，成本高，不能满足生产的需要。
相当一段时期甾体药物主要采用以皂素为原料的半合成生产工艺生产。
薯蓣皂素则从黄姜中提取，造成大量耕地的占用。
据统计，我国2008 年黄姜种植达面积4000 万亩。
从黄姜中需要经酸水解、有机溶剂萃取等多步骤提取皂素，再经多个化学反应，制成双烯醇酮醋酸酯或表雄甾酮，二者作为合成各种甾体药物的中间体原料。
甾体激素类药物的分析
炔雌醇
橙红
炔雌醚
橙红
泼尼松
橙
泼尼松龙
深红
荧光
无 黄绿 黄绿
无 无
加水稀释
褪色并澄清 絮状↓玫红
↓红色
黄→蓝绿 絮状↓灰
与四氮唑的呈色反应 1 C17 – α – 醇酮基还原性
A. 呈色反应
肾上腺皮质 激素药物
四氮唑盐 OHˉ
呈色
原理：肾上腺皮质激素类药物的C17-α -醇酮基具有还原性，在碱性条件下可 将四氮唑还原为有色的甲臜，常用的四氮唑盐有两种:氯化三苯四氮唑和二聚 体蓝四氮唑。两种试剂均无色，它们在碱性条件下与α -醇酮基发生氧化还原 反应，a-醇酮基在该反应中失去2个电子，其C21位上醇被氧化为醛。TTC和 BT的结构及还原产物如P279。
1.雄性激素母核有19个碳原子,蛋白同化激素 C10位上一般无角甲基, 母核有18个碳原子。
2. A环△4-3-酮基:UV、与羰基试剂反应
3.C17位上有β-羟基,或由它们形成的酯
雌激素
具有促进女性身体发育、促使皮下脂肪富集、体内 钠和水的深留以及骨中钙的沉积等活性。
雌二醇
炔雌醇
1. 母核有18个碳原子,C10无角甲基
注意事项：醋酸甲地孕酮分子结构中具有C6位双键，其最大吸收波长在 287nm,而C6位无双键的有关杂质的最大吸收波长在240nm。
(四)游离磷酸盐检 查磷 钼酸比色法
原理：磷酸盐在酸性条件下与钼酸铵[(NH4)3MoO4] 反应，生成磷钼 酸铵（钼蓝）[(NH4)3PO4▪12MoO3],再经1-氨基-2萘酚-4-磺酸溶液 还原成磷钥酸蓝(钥蓝)后，在波长740mn处有最大吸收，通过比较供试 品溶液和对照品溶液的吸光度值大小来控制药物中游离磷酸盐的量。反 应原理如P285。
最新药物分析教案——第十一章甾体激素类药物的分析
最新药物分析教案——第⼗⼀章甾体激素类药物的分析第⼗⼀章甾体激素类药物的分析⼀、定义和分类定义：甾体激素类药物是指具有甾体结构的激素类药物，主要包括肾上腺⽪质激素和性激素。
分类：甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾甾⼆、结构特征甾体激素类药物的母体结构为环戊烷多氢菲，共有A、B、C、D四个环。
10、13位有甲基，为雄甾烷，雄激素母体13位有甲基，为同化激素母体10、13位有甲基，17位有⼄基（⼆个碳原⼦），为孕甾烷，孕激素母体A环位苯环，13位有甲基，为雌甾烷，雌激素母体1、糖⽪质激素结构特征甾甾甾甾甾1、2位引⼊双键，如泼尼松，氢化泼尼松，氟轻松，地塞⽶松等；9位引⼊氟：如氟轻松，地塞⽶松，倍他⽶松等；11位引⼊羟基或羰基：如泼尼松→氢化泼尼松，可的松→氢化可的松；16位引⼊甲基或羟基：如引⼊甲基,地塞⽶松，倍他⽶松；引⼊羟基，曲安萘德；这些结构改变，引出⼀⼤类糖⽪质激素类药物。
结构特征：○1A环3位羰基，4，5位双键，形成共轭体系，Δ4－3－酮；○2C环11位上有扬原⼦，羰基或羟基（β－⽤实线表⽰）；○3D环17位上有α－羟基（⽤虚线表⽰）；○4D环17位上有α－醇酮基（O=C-CH2OH），醇有时成酯形式存在，以醋酸酯较常见。
○56，9位可以有氟原⼦。
总之，可供分析⽤的主要基团有：Δ4－3－酮，17－α－醇酮基，有机氟，酯类结构。
2、雄激素和蛋⽩同化激素结构特征：○1A环，Δ4－3－酮○217位β-OH○3雄激素：10，13位有甲基，同化激素：10位⽆甲基3、雌激素和孕激素雌激素结构特征：○1A环为苯环○23位为酚羟基○317位β－OH或有⼄炔基○410⽆甲基孕激素结构特征：○1A环，Δ4－3－酮○217位有羟基（黄体酮除外）○317位甲基酮17－CO-CH3○410位有些有甲基，有些⽆甲基。
甾类激素药物的生产
生物技术控制途径
① 通过底物-甾体结构的修饰； ② 在微生物降解过程中加酶抑制剂； ③ 通过诱变技术获得生化阻断突变菌株。
甾体激素 的生产工艺过程
甾体的微生物转化和一般的氨基酸、抗生 素的生产不同 发酵的产物不是目的产物，而只是利用微 生物的酶对甾体底物的某一部位进行特定 的化学反应来获得一定的产物。
微生物转化避免和减少了强酸、强碱或化 学有毒物质，改善了生产环境。 目前一般采用化学合成和微生物转化两种 方法相结合的生产工艺。
微生物转化反应原理
微生物对甾体所转化部位：几乎每个位置 都能进行转化。 甾体激素药物合成比较重要的转化反应：
一、氧化反应 二、还原反应 三、水解反应等
一、羟化反应
四、甾核及边链的选择性降解机理
具有生理活性甾体类药物的基本母核目前 都是从高等动植物中获得 首先必须有选择性地对其边链进行降解。 化学法选择性差，产率低。目前，多采用 微生物转化法。
甾体药物的天然资源
薯蓣皂苷元（约占60%） 豆甾醇（约占15%） 胆甾醇 β-谷甾醇
甾核边链的选择性降解的应用
（乙）
甾体微生物转化的两个阶段
第一阶段：微生物生长阶段
第二阶段：底物转化阶段来自第一阶段：微生物生长阶段
它是将菌种接入斜面培养基或小米培养基 培养3～5d→将成熟的菌种细胞或孢子接入 摇瓶或种子罐，给予合适的温度、溶氧浓 度、pH值等条件培养，使其充分繁殖与生 长。培养时间的长短随菌种和环境而异， 细菌的生长期12～24h，真菌为24～72h。
36.甾体激素的合成与甾体反应的研究
36.甾体激素的合成与甾体反应的研究
类别等级1982年国家自然科学二等奖
完成单位中国科学院上海有机化学研究所
完成人黄鸣龙、周维善、黄维垣、蔡祖恽、吴照华、陈毓群、陶正娥、徐锦文、陈兆容、王志勤
成果介绍
1959年黄鸣龙先生带领周维善、王志勤等人，以薯芋皂素为原料，开创了七步反应合成甾体激素药物可的松的捷径，比国外文献报导的十四步反应简化了一半，并且协助工业部门很快投入生产。
同时被他们研究并已推上工业生产的还有激素药物16α-甲基地塞米松、抗盐代谢的螺旋内酯甾和抗异体组织排斥的药物6α-甲基-△’-可的唑21-丁二酸酯钠盐等。
为了适应计划生育的需要，黄鸣龙先生于1964年开始领导科技人员开展计划生育药物的研究，不到一年时间就合成了甾体女用1号口服避孕药炔诺酮和我国首创的口服避孕药甲地孕酮，它加上课题组研制的配伍成份乙炔雌二醇是我国广为应用的2号口服避孕药。
在七十年代，完成了抗早孕药物D-18-甲基炔诺酮和D-18-甲基二烯炔诺酮用酵母还原的不对称全合成，并促成其工业化生产。
黄鸣龙教授在研制甾体药物的过程中重视开展合成方法和反应机理的研究，发现了合成16α-甲基地塞米松甾体药物的新方法，系统研究了甾体化合物的1，6消除反应和△7,9的双键重排反应，把黄鸣龙改良的Kisher-Wolff还原法应用到甾体激素的合成，采用微生物催化方法简化合成路线。
这些研究成果促进了甾体化学理论和应用的发展。
甾体激素药物详解演示文稿
HO O CH3 OH
CH3
O 11 -脱氧 可的松
HO 11 CH3
HO O CH3 OH
O 氢化 可的松
CH3
CH
O
3
HO 去 氢表雄 酮
CH3
CH3O
O 雄甾 二酮
CH3 O
HO 雌 酚酮
CH3
C
H
O
3
H
O H
5α -去氢睾 丸酮
CH3
CH3 OH
O 睾丸酮
CH3OH
HO 雌二醇
第二节 雌激素及抗雌激素 （Estrogens and Antiestrogens）
1.45nm H3C
H
O
CH3
反式己烯雌酚
H
O
1.45nm
H O
雌二醇
H CH3 O
顺式己烯雌酚没有雌激素的活性（相应的距离 为0.72nm）
反式己烯雌酚（Diethylstilbestrol）
• 药效特点：活性比雌二醇 强。口服有效，药理除与 雌二醇相同外，有时作为 事后应急避孕药。
CH3
OH HO
蛋白同化激素的主要副作用
• 雄性活性是蛋白同化激素的主要副作用
– 雄性活性的结构专一性很强 – 对睾酮的结构稍加变动，可使雄性活性降低及蛋
白同化活性增加 • 如19去甲基 • A环取代 • A环姘环等修饰 – 未能得到无雄性活性的药物
苯丙酸诺龙（Nandrolone Phenylproplonate）
雌激素促进和维持女性生殖器官和副性征的 发育，主要治疗更年期综合症、卵巢功能不全、 闭经、晚期乳腺癌、放射病及骨质疏松症。
本节主要内容： 一、甾体雌激素 二、非甾体雌激素 三、抗雌激素和选择性雌激素受体调节剂
第八章甾体激素类药物
O 炔孕酮
OH C CH
炔诺酮
OH C CH
O 异炔诺酮
O 炔诺孕酮
化学工业出版社
第八章 甾体激素药物类药物
第二节 甾体激素类药物
四、孕激素 （三）孕激素拮抗剂
也称为抗孕激素，拮抗孕激素与受体的作用，可干扰受 精卵的着床和妊娠过程，达到抗早孕的目的。这是终止早孕 的重要药物。
(CH 3)2N
O H CCCH 3 (CH 3)2N
化学工业出版社
第八章 甾体激素药物类药物
第二节 甾体激素类药物
二、雌激素和抗雌激素类药物 （一）雌激素类药物 1. 甾体雌激素 代表药——炔雌醇
OH C CH
（1）结构：*C17
HO
（2）性质：Ar-OH
RC≡C+AgNO3——RC≡C-Ag （3）作用：口服活性＞雌二醇10倍
与孕激素合用，抑制排卵，可避孕
第八章 甾体激素药物类药物
第二节 甾体激素类药物
三、雄激素、蛋白同化激素与抗雄激素类药物
（二）蛋白同化激素 1.蛋白同化激素：能促进蛋白质合成代谢，减少蛋白质分解代 谢，并促使肌肉发达，体重增加。
2.雄激素结构专属性强：C19去甲基,A环取代或并合,蛋白同化 作用增强。如下:
OCOCH2CH2C6H5
第二节 甾体激素类药物
二、雌激素和抗雌激素类药物 （一）雌激素类药物 1. 甾体雌激素
（3）结构修饰：炔化和醚化（可以口服）
OH C CH
OH C CH
HO
炔 雌 醇
O 炔 雌 醚
化学工业出版社
第八章 甾体激素药物类药物
第二节 甾体激素类药物
二、雌激素和抗雌激素类药物 （一）雌激素类药物 1. 甾体雌激素 （4）性质：Ar-OH；酸性 遇Fe3+络合显色 （5）作用：女性特征等，更年期障碍及月经失调等
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CH3 C O HO
Rhizopus Nigricans ATCC 62276
O
O
新月弯孢霉（Curvularoa lunata）能将 Reichstein S化合物（简称化合物S， Compound S）一步转化成氢化可的松
CH2OH C O
CH2OH HO
新月弯孢霉
C O OH
O
化合物S
工业上通过生物技术来控制微生物选择性地 降解甾体边链以获得甾类药物的前体物。
生物技术控制途径
① 通过底物-甾体结构的修饰； ② 在微生物降解过程中加酶抑制剂； ③ 通过诱变技术获得生化阻断突变菌株。
甾体激素 的生产工艺过程
甾体的微生物转化和一般的氨基酸、抗生 素的生产不同 发酵的产物不是目的产物，而只是利用微 生物的酶对甾体底物的某一部位进行特定 的化学反应来获得一定的产物。
发酵：将玉米浆、酵母膏、硫酸铵、葡萄 糖及水投入发酵罐中搅拌，用氢氧化钠溶 液调整物料pH值到5.7～6.3，加入0.03%豆 油，灭菌温度120℃，通入无菌空气，降温 至27～28℃，接入犁头霉孢子悬浮液，维 持罐压0.6kg/cm2，控制排气量，通气搅拌 发酵28～32小时。用氢氧化钠溶液调pH值 到5.5～6.0
甾体上羟化对化学合成而言是非常困难的， 除了C17位上通过化学方法能导入羟基外， 其它位置很难导入。
通过微生物羟化酶能非常专一地选择某个 碳位置上将某空间位置上的氢取代氧化成 原来空间构型的羟基。
如孕酮的转化中，利用黑根霉在温度不超 过320C时成功地实现了C11α羟基化反应。
CH3 C O
适宜的发酵条件主要包括
（1）搅拌 搅拌可增加传质和传热，可以增加培 养基的氧气供给，使氧气均匀分散而提高转化率。 （2）通气 可直接增加氧气的供给。有研究表明， 溶解氧量对诱导酶产生非常重要。 （3）前体半连续的加入 可以降低由于一次大量 加入所引起的毒性，也可减少由于发泡所引起前 体的损失。
投入底物氧化：发酵液体积0.15%的莱氏化合物S， 氧化48小时后，取样作比色试验检查反应终点。 提取：到达终点后滤除菌丝，滤液用树脂吸附， 然后用乙醇洗脱，洗脱液经减压浓缩至适量，冷 却到0～10℃，过滤、干燥得到粗品，熔点195℃， 收率46%左右 或用醋酸丁酯多次提取，合并提取液，减压浓缩 之适量，冷至0～10℃，过滤、干燥得粗品，熔点 为195℃，收率为46%左右
生产过程
微生物生长和甾体的转化完全可以分开：
一般先进行菌的培养，在菌生长过程中累 积甾体转化所需要的酶
然后利用这些酶来改造分子的某一部位。
一、甾体的微生物转化生产流程
培养基 培养菌 液 离心 氧化甾体
（甲）
菌种
甾体基质
菌体
培养基
甾体基质 甾体的溶液（有机 溶剂） 或悬浮液（缓冲） 液）
氧化甾 体
3、混合培养进行反应是将具有1，2脱氢能力 和11β-羟化能力的微生物并用进行转化反 应。
（如果两种微生物单独培养，则必须将各过 程中的抽提产物转送到下面的工序，人力 物力消耗较大。如采用混合培养法，则可 省略抽提操作。）
影响转化的一般因素
生物转化的关键： 选择专属性高的微生物 控制适宜的发酵条件
精制：用有机溶剂重结晶法进行精制 用16倍左右的甲醇或乙醇重结晶，即可以 得到精制的氢化可的松，熔点212℃以上
存在的问题
生物转化反应的转化率较低，投料浓度亦 低，氧化的专属性不够理想，是氢化可的 松生产中存在的问题，有待于进一步研究。 国外在氢化可的松的生产中，用新月弯孢 霉在玉米浆培养基中将化合物S直接转化成 氢化可的松，11β-OH转化率可以达到65～ 75%，大大高于用犁头霉菌的转化率50%。
3、天然提取
微生物转化工艺的特点
① 可减少化学合成步骤，简化生产流程， 缩短生产路线。 如由黄体酮生产炔诺酮，利用微生物转 化，可以减少6步工序。
② 能提高产物的收率和产品质量，降低成本。 不同的菌种都会影响到产品的收率和成本， 菌种越优良，反应越向有利的方向进行。 采用生物转化，减少了生产步骤，从而也 降低了过程损失。 如19-羟基-4-雄烯-3，17-二酮转化为雌酮 采用化学法合成需要3步才能完成，产品得 率只有15%~20%， 采用微生物转化法，得率可达到80%以上。
（乙）
甾体微生物转化的两个阶段
第一阶段：微生物生长阶段
第二阶段：底物转化阶段
第一阶段：微生物生长阶段
它是将菌种接入斜面培养基或小米培养基 培养3～5d→将成熟的菌种细胞或孢子接入 摇瓶或种子罐，给予合适的温度、溶氧浓 度、pH值等条件培养，使其充分繁殖与生 长。培养时间的长短随菌种和环境而异， 细菌的生长期12～24h，真菌为24～72h。
由于生物氧化所用的菌种梨头酶菌的专属性不够 理想，成品中除氢化可的松（简称β体）外，还 生产11α-羟基化合物及表氢可的松（简称α体）， 以及少量其它位置的羟基化合物和未转化的化合 物S 所以在霉菌氧化反应后，用醋酸丁酯提取到它的 粗品中，就有以上各种副产物，必须分离提纯。
分离原理：采用混合溶剂法进行分离，利用它们在 甲醇-氯乙烷混和溶剂中溶解度的不同（α体溶解 度较大，β体较小）而达到分离目的。 分离方法：粗品中主要为β体，并混有部分α体， 必须要分离精制，可以将粗品加入16～18倍含8% 甲醇的二氯乙烷溶液中，加热回流使全溶，趁热 过滤，滤液冷却至0～50C，冷冻、结晶、过滤、 干燥得氢化可的松
四、甾核及边链的选择性降解机理
具有生理活性甾体类药物的基本母核目前 都是从高等动植物中获得 首先必须有选择性地对其边链进行降解。 化学法选择性差，产率低。目前，多采用 微生物转化法。
甾体药物的天然资源
薯蓣皂苷元（约占60%） 豆甾醇（约占15%） 胆甾醇 β-谷甾醇
甾核边链的选择性降解的应用
氢化可的松的制备
氢化可的松（Hydrocortisone）又称为皮 质醇，化学名称为11β，17α，21-三羟基 孕甾-4-烯-1，20-二酮。其结构式为
CH2OH CO HO OH
O
氢化可的松的性状
为白色或几乎白色的结晶性粉末，无臭， 初无味，随后有持续的苦味，遇光逐渐变 质，略溶于乙醇或丙酮，微溶于氯仿，在 乙醚中几乎不溶，不溶于水。熔点为212～ 222℃比旋光度为+162～1690（1%乙醇）。
微生物转化 生产甾体药物的工艺
一般采用二级培养 工艺流程如下：
孢子制备
滤液 过滤 滤饼 溶媒萃取
投入底物 种子制备 发酵
菌种
结晶
二、甾体微生物转化方式
1、由生长菌体培养物进行的反应是在培养菌体的适 当时间（中期或后期），添加基质，一边继续培 养，一边进行反应。
2、由静态菌体悬液进行的反应是在适当的培养基中， 使菌体充分生长发育后，用过滤或离心法进行分 离，将收集到的菌体悬浮在水或适当的缓冲液中， 再将甾类化合物加入进去，使其反应。
四、产物的分析与分离方法
产物的分析与分离均需要用适当的与水不 混溶的溶剂将甾体从培养基中提取出来， 最常用的如：氯仿、二氯乙烷、醋酸乙酯 和甲基异丁基酮等。
溶剂的用量需根据产物在培养基和溶剂中 的分配系数而定，提取时要防止乳化。产 物的提取液经适当的浓缩，用柱层析或直 接用分步结晶的办法可以得到产物。
O
氢化可的松
二、环氧化反应
用微生物转化法在甾体母核上引入环氧基 团的反应与微生物羟基化有关。 能产生11β-羟基化的新月弯孢霉或布氏小 克汉银霉都可将17α，21-二羟基-4，9 （11）-孕甾二烯-3，20-二酮转化成9β， 11β环氧化合物。
三、脱氢反应
当抗炎甾体激素等药物的母核C1，C2位置导 入双键后，其抗炎作用会成倍增加。 醋酸可的松C1，C2位上导入双键成醋酸脱氢 可的松后抗炎作用增强3～4倍。
2、工艺过程
种子培养：将梨头霉菌接种到土豆斜面培 养基，28℃培养7～9d，成熟孢子用无菌 生理盐水制成孢子悬液后。 种子培养的条件：培养基为葡萄糖、玉米 浆、硫酸铵等配制，pH为5.8～6.3，接入 孢子悬液后，在通气搅拌下28℃培养 28~32h。待培养液菌浓度达到35%以上， 无杂菌污染，即可转入发酵罐。
（4）培养基组成 ①氮源规格影响不太大，水解蛋白比蛋白 胨好；②糖类和脂肪对11β羟化有影响； ③有些酶反应需要金属离子，例如缺锌不 能进行6β-羟化，而有些金属离子使酶失 活。
（5）温度：微生物的培养都有适宜的温度， 若温度太低，微生物生长不良，不能产生 足够的酶；若温度过高，又会因酶蛋白变 性而使转化反应受阻。
1、反应原理
生物氧化与水解
这一步反应是利用梨头霉菌，引入11β-羟 基。在产物中，除了氢化可的松（简称β 体）（Ⅱ）外，还产生11α-羟基化合物即 表氢可的松（又称为α体）（Ⅲ）、少量 的其它位置的羟基化合物和未转化的化合 物S（Ⅰ）。所以在产品的分离纯化时，以 上各种物质必须分离出去。
工艺流程图
氢化可的松的工业生产
甾体药物的合成基本上是用半合成方法合成的， 仅有及少数用全合成制备（如甲基炔诺酮），
原因是全合成的工艺路线过长（如可的松需三十 余步反应），反应特殊，工艺过程过于繁杂；总 收率低，无工业生产的价值。
目前国内外大都采用半合成的工艺 路线，即从天然药物中取得含有甾 体基本骨架的化合物为原料通过化 学合成来制取甾体药物。 氢化可的松采用半合成法生产。 七步合成制得醋酸化合物S，然后经 生物转化制得氢化可的松。