化学制药工艺路线的设计和选择

《化学制药工艺学》第一次作业一、名词解释1、工艺路线:一个化学合成药物往往可通过多种不同的合成途径制备,通常将具有工业生产价值的合成途径称为该药物的工艺路线。

2、邻位效应:指苯环内相邻取代基之间的相互作用,使基团的活性和分子的物理化学性能发生显著变化的一种效应.3、全合成:以化学结构简单的化工产品为起始原料,经过一系列化学反应和物理处理过程制得化学合成药物，这种途径被称为全合成。

4、半合成：由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得化学合成药物的途径。

5、临时基团:为定位、活化等目的，先引入一个基团，在达到目的后再通过化学反应将这个基团予以除去，该基团为临时基团。

6、类型合成法：指利用常见的典型有机化学反应与合成方法进行合成路线设计的方法.7、分子对称合成法：由两个相同的分子经化学合成反应,或在同一步反应中将分子相同的部分同时构建起来，制得具有分子对称性的化合物，称为分子对称合成法。

8、文献归纳合成法：即模拟类推法，指从初步的设想开始,通过文献调研，改进他人尚不完善的概念和方法来进行药物工艺路线设计。

二、问答题1、你认为新工艺的研究着眼点应从哪几个方面考虑？答:（1）工艺路线的简便性,（2）生产成本因素，（3）操作简便性和劳动安全的考虑,（4）环境保护的考虑，（5）设备利用率的考虑等。

2、化学制药工艺学研究的主要内容是什么？答：一方面,为创新药物积极研究和开发易于组织生产、成本低廉、操作安全和环境友好的生产工艺；另一方面,要为已投产的药物不断改进工艺,特别是产量大、应用面广的品种。

研究和开发更先进的新技术路线和生产工艺。

3、你能设计几种方法合成二苯甲醇?哪种路线好？答：（1）(2)（3）（4）反应(1）发生格氏反应,条件比较苛刻。

反应(3）一步引入3个氯原子,反应温度较高,反应时间较长，有未反应的氯气逸出，不易吸收完全,存在环境污染和设备腐蚀等问题。

反应（4）金属钠参与反应,成本比较高。

填空题第二章药物合成工艺路线的设计和选择填空题(1)对于有明显结构特点及功能基特点的化合物，一般可采用（类型反应法）进行设计。

(2)对于有明显结构对称性特点的化合物，一般可采用（分子对称法）进行设计。

(3)对于具有较为复杂的基本骨架结构和多功能系的药物，可根据基本骨架的组合方式和构成方法、功能基引入和转化等情况，采用（逐步综合法）进行工艺路线设计。

(4)对于化合物中具有明显结合点的药物可采取（倒推法）进行工艺路线设计。

(5) 在对化学结构复杂的药物合成工艺进行设计时，当文献资料无现成的设计方法，或有但不适合用语工业生产，多般采用（模拟类推法）法。

(6)对药物的结构剖析的目的是：（首先是分清主环与基本结构、功能基与侧链，以及它们的结合情况，以便选择结合的部位；其次考虑主环的形成方法、基本碳架的组合方式、功能基与侧链的形成方式与引入顺序。

若系手征性药物，还需同时考虑基本立体构型所要求的问题）。

3. 在制定化学制药工艺实验研究方案时，还必须对反应类型作必要的考察，阐明所组成的化学反应类型到底是“平顶型”还是“尖顶型”反应。

4．从收率的角度看，应该把收率低的单元反应放在前头，收率高的反应步骤放在后边。

亦即其合成时的连接部位。

9．应用类型反应法进行药物或中间体的工艺设计时，如果功能基的形成与转化的单元反应排列方法出现两种或两种以上不同安排时，不仅需要从理论上_推测合理的排列顺序_，而且还要从实践上_ 着眼于原辅材料、设备条件_等进行实验研究，经过实验设计及选优方法遴选，反复比较来选定。

10. 在应用模拟类推法设计药物工艺路线时，还必须和_ 已有方法_ 对比，并注意对比__化学结构__和___化学活性_的差异。

11. 对于_简单分子或已知结构, _衍生物的合成设计，常可通过查阅有关文献专著、综述或化学文献，找到若干可供__模拟__的方法。

12. 选择工艺路线，首先应考虑每一合成路线所用的各种原辅材料的来源、规格和供应情13. 由对硝基苯酚为原料制备扑热息痛时可应用_“一勺烩”或“一锅煮”_工艺。

?药物合成工艺路线的评价与选择技术?单元教材从理论上讲，一个化学合成药物往往可有多种合成途径，它们各有特点。

通常将具有工业生产价值的合成途径称为该药物的工艺路线。

至于哪条路线更适合当地的情况，进而可以开发成为工业生产上的工艺路线，那么必须通过深入细致地综合比拟和论证，以选择出最为合理的合成路线，并制订出具体的实验室工艺研究方案。

在化学制药工业生产中，必须把药物工艺路线的工业化、最优化和降低生产本钱放在首位，通过工艺路线的设计和选择，以确定一条经济、有效的生产工艺路线。

药物生产工艺路线是药物生产技术的根底和依据。

它的技术先进性和经济合理性，是衡量生产技术水平上下的尺度。

特别是对分子结构复杂，化学合成步骤较多的药物，它的工艺路线设计和选择尤其重要。

必须探索工艺路线的理论和策略，寻找化学合成药物的最正确途径，使它适合于工业生产；同时，还必须认真地考虑经济问题。

合成一种药物，由于采用的原料不同，其合成途径与工艺操作方法、“三废〞治理等亦随之而异；最后所得产品质量、收率和本钱也有所不同，甚至差异悬殊。

下面就药物工艺路线的评价和选择进行探讨。

一、药物合成路线评价的根本原那么1 化学合成途径简易，即原辅材料转化为药物的路线要简短；2 需用的原辅材料少且易得，并有足够数量的供给；3 中间体容易以较纯形式别离出来，质量符合标准要求，最好是多步反响连续操作；4 制备条件易于控制，如平安、无毒；5 设备条件要求不苛刻，如不需耐压容器；6“三废〞少且易于治理；7 操作简便，经别离、纯化易到达药用标准；8 收率最正确、本钱最低、经济效益最好。

二、原辅材料的供给原辅材料是药物生产的物质根底之一，没有稳定的原辅材料供给就不能组织正常的生产。

因此，选择工艺路线，首先应考虑每一合成路线所用的各种原辅材料的、易燃、易爆等。

合成中对原辅材料或试剂的根本要求是利用率高、价廉易得。

所谓利用率，包括化学结构中骨架和功能基的利用程度，它取决于原辅材料的化学结构、性质以及所进行的反响。

第一章绪论1、制药工艺学是研究药物工业生产过程的共性规律及其应用，包括制备原理，工艺路线和质量控制。

2、制药工艺学的研究可分为：包括小试研究、中试放大研究和工业化生产工艺研究，分别在实验室、中试车间和生产车间进行。

3、按照药物生产过程，制药工艺过程分为：✓化学制药工艺：全合成工艺（total synthesis）和半合成工艺（semi synthesis）✓生物技术制药工艺✓中药制药工艺✓制剂工艺4、化学全合成工艺——化学合成药物一般由结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得。

5、化学半合成工艺——由已知具有一定基本结构的天然产物经化学改造和物理处理过程制得。

第二章化学制药工艺路线的设计和选择1、药物生产工艺路线的设计和选择的一般程序：1）必须先对类似的化合物进行国内外文献资料的调查和研究工作。

2）优选一条或若干条技术先进，操作条件切实可行，设备条件容易解决，原辅材料有可靠来源的技术路线。

3）写出文献总结和生产研究方案（包括多条技术路线的对比试验）药物合成工艺路线设计属于有机合成化学中的一个分支，从使用的原料来分，有机合成可分为全合成和半合成两类。

●半合成（semi synthesis）：由具有一定基本结构的天然产物经化学结构改造和物理处理过程制得复杂化合物的过程。

●全合成（total synthesis）：以化学结构简单的化工产品为起始原料，经过一系列化学反应和物理处理过程制得复杂化合物的过程。

2、逆合成分析方法逆合成的过程是对目标分子进行切断，寻找合成子及其合成等价物的过程。

切断：目标化合物结构剖析的一种处理方法，想象在目标分子中有价键被打断，形成碎片，进而推出合成所需要的原料。

切断的方式有均裂和异裂两种，即切成自由基形式或电正性、电负性形式，后者更为常用。

切断的部位极为重要，原则是“能合的地方才能切”，合是目的，切是手段，与200余种常用的有机反应相对应。

合成子：已切断的分子的各个组成单元，包括电正性、电负性和自由基形式。

制药工程工艺设计第二章工艺流程设计工艺流程设计是制药工程中非常关键的一个环节，它直接影响到最终的产品质量和生产效率。

本章将重点介绍工艺流程设计的内容和步骤。

一、工艺流程设计的基本概念工艺流程设计是指在制药工程中，根据生产要求和产品特性，确定合理的生产流程和操作步骤。

它包括原料准备、反应操作、分离纯化、干燥成型等环节，要考虑到每个环节的条件要求、工艺参数和设备选型等因素。

二、工艺流程设计的步骤1.确定产品要求：在进行工艺流程设计之前，首先需要明确产品的要求，包括产品的纯度、含量、稳定性等指标。

根据产品的特性，合理选择工艺流程，保证最终产品能够满足要求。

2.原料准备：根据工艺流程，确定所需的原料种类和数量，并进行准备工作。

原料的质量和纯度对最终产品的影响非常大，因此需要对原料进行严格的检测和筛选。

3.反应操作：根据产品的特性和反应原理，确定反应的条件和操作步骤。

包括反应温度、反应时间、反应压力、搅拌速度等参数的选择和控制。

4.分离纯化：根据反应后的混合物的性质和组成，选择合适的分离技术和设备，进行分离纯化操作。

常用的分离技术包括蒸馏、萃取、结晶、过滤等。

5.干燥成型：分离纯化后得到的产物往往需要进行干燥和成型操作。

根据产物的特性，确定适当的干燥方法和设备，确保产物的质量和稳定性。

三、工艺流程设计的要点1.设计合理的工艺流程：工艺流程应当简洁合理，能够充分发挥原料的作用，同时避免不必要的反应和分离操作。

工艺流程应当具备良好的适应性，能够应对不同情况和需求。

2.控制关键工艺参数：工艺流程中的关键工艺参数对产品质量和产能有直接影响。

因此，需要根据产品的特性和工艺要求，合理选择和控制关键工艺参数。

3.优化设备选型：工艺流程设计的同时，还要考虑设备选型和设备布局。

根据生产规模和工艺要求，选择合适的设备，并合理布局，确保生产过程的顺利进行。

4.考虑安全环保因素：在工艺流程设计中，还需要考虑生产过程中的安全和环保问题。

制药⼯艺学-元英进-课后答案第⼀章论绪第⼆章1-1：分析制药⼯艺在整个制药链中的地位与作⽤。

答：制药⼯艺学的⼯程性和实⽤性较强，加之药品种类繁多，⽣产⼯艺流程多样，过程复杂。

即使进⾏通⽤药物的⽣产，也必须避开已有专利保护，要有⾃主知识产权的⼯艺。

制药⼯艺作为把药物产品化的⼀种技术过程是现代医药⾏业的关键技术领域，在新药的产业化⽅⾯具有不可代替的作⽤；制药⼯艺学是研究药的⽣产过程的共性规律及其应⽤的⼀门学科，包括制配原理，⼯艺路线和质量控制，制药⼯艺是药物产业化的桥梁与瓶颈，对⼯艺的研究是加速产业化的⼀个重要⽅⾯。

1-2．提取制药、化学制药、⽣物技术制药的⼯艺特点是什么，应⽤的⼚品范围是什么？答：提取制药⼯艺的特点：以化⼯分离提取单元操作组合为主，直接从天然原料中⽤分离纯化等技术制配药物；应⽤的产品范围包括：氨基酸、维⽣素、酶、⾎液制品、激素糖类、脂类、⽣物碱。

化学制药⼯艺的特点:⽣产分⼦量较⼩的化学合成药物为主，连续多步化学合成反应，随即分离纯化过程；应⽤产品范围包括；全合成药物氯霉素，半合成药物多烯紫杉醇，头孢菌素C等。

⽣物技术制药⼯艺特点：⽣产⽣物技术制药、包括分⼦量较⼤的蛋⽩质、核酸等药物。

化学难以合成的或⾼成本的⼩分⼦量药物。

⽣物合成反应（反应器，⼀步）⽣成产物，随后⽣物分离纯化过程；应⽤的产品范围包括：重组蛋⽩质、单元隆抗体、多肽蛋⽩质、基因药物、核苷酸、多肽、抗⽣素等。

1-3化学制药产品⼀定申报化学制药吗？⽣物技术制药产品⼀定申报⽣物制药吗？为什么？举例说明。

答：化学制药产品和⽣物制药产品均不⼀定申报化学药物和⽣物制药制品：有些药物的⽣产⼯艺是由化学只要和⽣物技术制药相互链接有机组成的。

如两步法⽣产维⽣素C，⾸先是化学合成⼯艺，之后是发酵⼯艺，最后是化学合成⼯艺；有些药物经过化学合成⼯艺，最后是⽣物发酵⼯艺，如氢化可的松。

1-4从重磅炸弹药物出发，分析未来制药⼯艺的趋势。

答：重磅炸弹药物是指年销售收⼊达到⼀定标注，对医药产业具有特殊贡献的⼀类药物。

化学制药工艺路线设计是药物研发过程中至关重要的一环，它直接影响到药物的成本、质量和产量。

在化学制药工艺路线设计中，常用的方法有多种，包括实验室研究、计算机辅助设计、启发式设计和经验导向设计。

下面我将结合这四种方法，深入探讨化学制药工艺路线设计的常用方法。

一、实验室研究实验室研究是化学制药工艺路线设计中最传统、也是最直观的方法之一。

通过实验室研究，可以对原料、中间体和产物进行逐一研究和分析，了解它们之间的化学反应过程，并找出最优化的反应条件。

这种方法的优势在于可以直接观察和控制反应过程，但缺点是耗时耗力，且往往只能探索局部结构和反应条件，对于整个工艺路线的设计并不够全面。

二、计算机辅助设计随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计在化学制药工艺路线设计中扮演越来越重要的角色。

通过建立反应动力学模型和虚拟反应过程，计算机辅助设计可以快速、高效地筛选出最优化的工艺条件和路线。

这种方法的优势在于可以减少试验次数、节约成本、提高效率，但在模型建立和参数选择上仍然存在一定的局限性。

三、启发式设计启发式设计是一种基于经验和直觉的工艺路线设计方法，它通常是在实验室研究和计算机辅助设计的基础上进行的。

通过启发式设计，可以根据过去的经验和知识，快速地确定工艺路线的方向和可能的反应条件，缩短工艺开发周期。

然而，启发式设计的局限性在于依赖于设计人员的经验和判断，对新颖的药物化合物缺乏足够的指导作用。

四、经验导向设计经验导向设计是一种基于已有成功案例和经验的工艺路线设计方法。

通过对类似结构化合物或反应类型的经验总结和归纳，经验导向设计可以快速找到可能的合成路线和反应条件，降低药物研发的风险。

然而，经验导向设计仍然需要进行实验验证，在某些特殊情况下可能会受到局限。

化学制药工艺路线设计的常用方法包括实验室研究、计算机辅助设计、启发式设计和经验导向设计。

每种方法都有其优缺点和适用范围，对于不同的药物研发项目，需要根据具体情况和需求来选择合适的方法。