原料药化学工艺
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药物合成路线—化学制药工艺学2API是用于制造药物制剂的活性成分,通常是原料药。
其一般通过化学合成、半合成以及微生物发酵或天然产物分离获得,经过一个或多个化学单元反应及其操作制成的。
原料药的合成路线研究是药物研究和生产的重要组成部分,处于药物研发的基础,是药品质量形成的重要环节。
1 药物合成的方法人们习惯上将化学合成药物的合成按起始原料的不同分为全合成和半合成两类:以结构简单的化工产品为起始原料,经一系列化学反应和物理处理过程制备的方法称为全合成(total synthesis),如阿托伐他丁、喹诺酮类药物等。
全合成药物在化学药物中占比很大。
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备的方法称为半合成(semi synthesis),如半合成β-内酰胺类抗生素、半合成紫杉醇。
2 权宜路线与优化路线一般情况下,一种药物的合成往往有多种合成途径。
所谓权宜路线是指小量制备,较短的时间内可以得到合成的产品的路线。
该路线主要用于新药开发前期先导化合物的筛选阶段。
所谓优化路线是指具有明确工业化价值的路线,是工艺路线研究的重点。
该路线主要用于药物正式上市投入生产阶段。
优化路线特征:产品质量可靠、经济有效、过程安全、环境友好。
3 药物合成路线设计的目的(1) 创制新药制药行业需要先进的合成化学能力用于药物发现和开发,化学合成是新药物分子发现的核心技能之一。
因为新分子通常不会自己构成——相反,新分子是通过假设、设计和合成的复杂过程日积月累产生的最终产品。
即使我们已经大步迈进计算机仿真测试,但我们还是需要生成单分子,并且测试这些分子在生物系统中的作用——无论是在培养皿中还是在患者体内。
创新性合成方法能够以最具成本效率的方式获得具有生物活性和结构复杂性的分子,为药物发现带来变革。
举一个早期的例子,β-内酰胺类抗生素的合成因卡宾 N-H 插入化学的使用发生了变革(参考文献Science, DOI: 10.1126/ science.aat0805)。
原料药即药品中发挥药理作用的活性成分。
原料药与辅料共同组成临床应用的药物制剂。
我国对原料药实行注册审批制度,规定原料药应当与制剂一起经过临床前研究和临床研究,证实其安全有效后方可生产上市。
我国是化学原料药和药用中间体的生产大国,但是与医药工业发达的国家相比,无论是在生产工艺水平还是在研究开发理念方面,都存在着一定的差距。
2005年,国家食品药品监督管理局组织相关人员,制定并发布了《化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则》,希望籍此建立起原料药研究和注册申报的一般原则和技术要求,并推动我国原料药生产工艺水平和研发理念逐步与发达国家接轨。
目前该指导原则已起到了较好的推动作用,但是在原料药的研究和评价中仍然有一些认识需要进一步澄清,比如研究者对于申报资料中应该提交哪些研究信息,以及为什么要提交的问题仍然存在疑惑。
本文结合原料药注册申报中发现的一些问题展开讨论。
根据指导原则内容划分,本文主要对概述、制备工艺研究一般过程、制备工艺研究的一般内容等三个部分进行分析解读。
01、概述概述部分就本指导原则起草的目的和意义、适用范围等方面进行介绍。
本指导原则代表了药品注册评价机构目前对化学原料药制备工艺研究的一些认识,但并非硬性要求;由于具体制备工艺研究的复杂性,指导原则不可能涵盖研究过程中可能遇到的所用问题,但它提供了制备工艺研究过程中应当遵循的一般原则,并为研究者和评价者提供了一个互相了解的平台。
所以本指导原则的目的是通过对化学原料药制备工艺研究一般规律的阐述,使药品研发者和评价者在这一问题上尽可能地达成共识,从而有效地提高药品研发和药品注册的效率。
02、原料药制备研究的一般过程原料药制备研究的一般过程分为六个阶段:①确定目标化合物。
②设计合成路线。
③制备目标化合物。
④结构确证。
⑤工艺优化。
⑥中试放大研究和工业化生产。
以上几个阶段基本反映了化学原料药制备研究的大致过程。
但是应当看到,这些阶段并不是按序进行、一贯而下的,而是往往要经过多次的反复和调整甚至推倒重来的过程才能达到目的。
原料药化学工艺药物制剂生产的重要前提之一是原料药,它在是医药产业链各环节中扮演着制药工业原料加工制造的重要角色。
但多数为外包生产,所谓药品外包工艺服务是指制药公司委托其它医药机构进行原料外包工艺研发与生产。
其生产工艺包括化学合成、发酵、植(动)物提取等。
当前外包已经成为全球医药中间体和原料市场的重要购销模式,而且中国已经成为世界上原料药最大的供应市场,国外制剂厂商所需要的原料药及中间体大多是在我国采购的。
其大多数制剂产品的药品外包工艺,原料药生产工艺要复杂得多,流程长,管线多,操作杂,而且原料药多数不稳定,如环境参数的温度、湿度、光照等要求高,相关的原材料也多为易燃易爆。
和制剂产品工艺不一样的是,原料药生产工艺过程大部分是化学和物理的交叉融合处理,如产品的溶解脱色、萃取吸附等。
因为原料药的生产注重工艺的参数和环境参数控制,如光照、温度、压力等。
按照来源原料药常见的分类有化合成原料药、动植物提取原料药和生产发酵与细胞培养所得原料药;按产品的微生物水平和目标剂型,原料药分为无菌原料药和非无菌原料药。
常规原料药生产工艺如下:1、化学合成原料药生产工艺在化学原料生产工艺中各种原料在一定条件下通过化学反应得到一定药效的产品,再经过结晶、干燥等工序使其达到药品的各类指标,化学药物开发服务,从处方前研究,药物分析、药物稳定性研究、制剂研发。
CMC服务在内的一站式服务。
原料药生产的主要方式是化学合成药物,其化学结构一般是起始物料与其他化合物通过一定步骤的化学反应得到的目标产物,例如缩合、取代、酰化、氧化还原;然后再经过一步或几步的精制,例如脱色、重结晶等,最终的原料药产品。
中间体和粗品的生产多数是在无洁净级别的区域进行,而最后成品的精烘包工序在洁净区进行。
化学合成原料药车间的设计效果对原料药厂家的生产至关重要。
车间布置是工艺设计中的重要部分,合理的工艺布置才能实现工艺流程及设备的先进,才能为车间生产、操作、设备安装检修以及为安全卫生、环保创造良好的环境。
浅谈药品研发各阶段的原料药工艺开发药物研发过程中,原料药始终处于先头部队的位置,其进展往往直接影响后续的制剂开发、临床前及临床研究,以及最终的商业化,应受到足够重视。
药物研发有很大的不确定性,是高风险高回报并存的行业。
企业为了降低药物研发的风险,一般尽可能投资具有明确成药性的分子,且为能早日完成药品上市,希望诸多研发工作能提前做好准备,为后期研发节省时间,降低不确定性。
同时为了减少投入,药企总希望能减少研发投入,以降低成本。
因此,基于产品各阶段的特点,为了实现对各阶段投入的精准把握,企业往往会制定出迥异的定制化研发策略。
企业所制定的研发策略往往迥异。
而研发投入的程度也会随着研发阶段的进展而变化。
原料药的工艺研发是一个不断探索和完善的过程,将伴随药物研发对的整个生命周期。
随着各研发阶段策略及投入程度的变化,原料药工艺研发的阶段性把握也显得越来越重要。
本文浅谈药品研发各阶段的原料药工艺开发,借此抛砖引玉,望更多人探讨和关注。
临床前的原料药工艺开发临床前的原料药工艺开发,主要目的是快速的制备百克级的原料药,以便快速的开展毒理研究,收集安全数据,药物代谢及生物活性数据。
这一阶段是首次取得相对较大量的产品,对于产品的质量属性要求是没有明确的概念,通常选择接受较宽松的质量标准。
同样对于工艺的要求也是比较低的,比如1、2 类溶剂的使用,重金属残留,柱层析纯化等。
为大家提供一个产品质量控制比较实用的研发技巧:在同样纯度要求的前提下,毒理批的产品要尽可能包含工艺和关键原料中的多个杂质,可以通过掺杂质的方式实现。
毒理批的另外一个重要但容易被忽略的工作就是收集信息,如产品属性、产品质量控制及工艺中的突出问题,其实这可为下一阶段的研究做准备。
临床I期阶段的原料药工艺开发通过对毒理研究数据的分析,科研工作者对原料药的理化性质及其重要杂质有了初步的了解,这时将会建立初步的原料药质量标准。
临床I期是原料药首次在健康人群中使用,一般会招募20-100健康自愿者,用于确定用药的安全剂量。
原料药生产的四种工艺
原料药生产的四种工艺包括:
1. 合成工艺:利用化学反应合成原料药。
这种工艺通常需要合成路线设计、催化剂选择、反应条件控制等。
2. 半合成工艺:利用天然产物或已存在的化合物作为起始物质,通过化学转化制备原料药。
这种工艺通常需要选择适当的反应条件和酶类催化。
3. 生物工艺:利用微生物、植物或动物细胞等生物体合成原料药。
这种工艺通常需要选择合适的生物体、培养条件和发酵过程控制。
4. 提取工艺:从天然植物、动物或微生物中提取原料药。
这种工艺通常需要选择合适的提取方法和提取工艺参数控制。
关于化学原料药制备的生产工艺探究摘要:近几年来,我国的制药业得到了快速的发展,制药业的设备越来越先进,制药技术也越来越有突破性的进展。
为了在激烈的市场竞争中立于不败之地,制药企业必须通过不断地引入新的技术和开发新的药物。
化学原料药对于提高药效具有积极的意义,同时其研究结果也为新药的研发提供了重要的依据。
因此,如果要配制新的药物和试剂,必须在开发的早期进行大量的化学原料药的投入,才能保证开发的顺利进行。
基于此,本文对化学原料药制备的生产工艺进行探讨。
关键词:化学原料药;制备;生产工艺引言伴随着我国制药业的发展,有关企业在制药业的技术和设备上都有了很大的进步。
随着医药科技的不断发展,制药企业也逐步引入了新技术,并以新技术为基础研制出了新的药物。
化学原料药不仅可以有效地提高药物的药效,而且可以为新药的研制提供参考资料。
所以,新药物、新试剂的开发离不开大量的化学原料药。
在当前的医学体系中,中药与西药相结合的新型药物的研发,正逐步成为一种主流趋势。
但是,虽然我国已经是一个化学原料药的生产大国,但是与国外先进的制药业技术相比,还存在着一些问题。
因此,为了推动企业的发展,制药企业的有关科研人员,必须不断地改进自己的化学原料药制造技术。
只有在生产工艺上进行持续的研究,才能有效地推动我国医药工业的发展,并逐步跻身于国际前列。
1化学原料药制备工艺的选择化学原料药具有复杂工艺和较高操作水平的制备过程,化学原料药的生产过程中,只要有细微的疏忽,就会给药物生产埋下不安全的隐患,甚至会导致重大的药物生产事故,给从事药物生产的人员带来很大的危险。
所以,在制备化学原料药时,选用合适的制备方法,对制备整体制备药物具有十分重要的意义。
一般情况下,制药过程有两种,一种是药物的化学分析,另一种是药物的分离纯化。
在实际的配制操作中,应针对药物配制的特定要求,选用适当的配制工艺。
在化学原料药的配制中,研究人员必须先关注药物的化学反应,再辅以相应的配制方法[1]。
化学原料药生产工艺变更研究及案例分析随着科学技术的进步,经济的发展和市场需求的变化,化学原料药的生产工艺也需要进行不断的变更和研究。
本文将从研究方法和案例分析两个方面介绍化学原料药生产工艺变更的研究及其重要性。
一、研究方法1.实验室研究:通过实验室的小规模试验,探索新工艺的可行性和优劣势。
这类研究可以降低风险、提高效能和寻找新原料,为后续的中试研究提供基础数据。
2.中试研究:基于实验室研究的结果,将工艺扩大到中试规模进行验证。
中试过程中需要注意工艺的安全性、稳定性和成本效益,并做好数据的记录和分析,为后续的工业化研究提供依据。
3.工业化研究:在中试研究的基础上,将工艺进一步扩大到工业化规模。
这需要综合考虑工艺的安全性、稳定性、成本、质量和环保等因素,以确保工艺的可行性和可持续发展。
二、案例分析1.变更反应路径:以化学原料药A为例,传统的生产工艺使用反应路径1,但该工艺存在原料成本高、废液排放难以处理等问题。
通过实验室研究,发现使用反应路径2可以降低成本和废液排放,提高产率。
然后进行中试研究,验证反应路径2的可行性和稳定性。
最后,将工艺放大到工业化规模,实现工艺变更并取得了良好的经济和环境效益。
2.变更催化剂:化学原料药B的传统生产工艺使用昂贵且不环保的催化剂C。
通过实验室研究,发现催化剂D具有相似的催化性能,但成本更低、环保性更好。
在中试研究和工业化研究中,验证了催化剂D的可行性和稳定性,并成功地实现了工艺变更。
该变更不仅降低了成本,还减少了对环境的污染。
3.变更反应条件:化学原料药C的传统生产工艺需要高压和高温条件下反应,但这种工艺存在安全隐患和能源浪费。
通过实验室研究,发现在低温、低压条件下也能够实现该反应,且反应效率更高。
在中试研究和工业化研究中,验证了低温、低压条件下反应的可行性和稳定性,并成功地实现了工艺变更。
这不仅提高了安全性,还减少了能源消耗和碳排放。
总之,化学原料药生产工艺变更的研究对于降低成本、提高产能、改善产品质量和实现可持续发展具有重要意义。
化学原料药的合成工艺分析摘要:化学原料药是通过合成和生物分离提纯所形成的一类药物,合成药的产品质量安全性对于患者来讲是极其重要的,它是治疗患者疾病的保障。
但是在实际工作中,有关人员对化学原料药制作生产环节的重视度不够,相关控制工作也做的不足,因而难以保证化学合成药的产品质量。
所以,在生产化学原料药的过程当中,一定要强化原料药的研究和有关生产制造的全过程,同时还要重视原料药合成中的重要操作环节,做好相应的流程分析和控制工作,从而确保产品质量的提升。
化学原料药探究的关键部分就是合成工艺,所以本文主要针对化学原料药的合成要点和合成设计加以分析,并提出了合成工艺的相应优化策略,旨在促进化学合成药产品质量的提升。
关键词:化学原料药;研究分析;合成工艺现阶段,随着科学技术的不断发展,化学原料药的有关生产制造工艺也在不断增加,因而对其产品的研究制造速度也逐渐加快。
在当下,多数企业在化学原料药制作当中,不管是大量的还是少量的产品制作,其自主功能相对丰富,在一定程度上满足了市场的需求。
但同时,由于化学原料药品种逐渐增多,不同的产品合成工艺上存在一定的差异性,所以把设计工作做好是保证原料药产品质量的前提,而且需要提前做好市场调研,记录好市场的需求量,同时与有关的产品制造标准相结合,进而实现合成工艺的相关优化目标,提升化学合成药的产品质量。
一、化学原料药的合成要点针对化学原料药的合成工艺而言,需要先做好目标化合物有关文献资料方面的调查工作,然后通过文献资料的调查结果来开展合成路线设计。
在进行目标化合物有关文献资料的查阅整理工作时,一定要注意强化原料药科学合理性、稳定性和可行性等有关探究点。
在进行化学合成药相关工艺路线的初步规划过程中,需要注意对目标化合物关于国内国外的调研成果和知识产权等方面数据资料的实时掌握度,进而对合成工艺成效进行评估分析,找到有效的数据参考资料来促进化学合成药的生产。
在制定好化学原料药合成工艺有关具体路线之后,还必须注意对合成过程加以反复探究,同时需要做好关于产品工艺有关稳固性的分析工作。
原料药化学工艺
药物制剂生产的重要前提之一是原料药,它在是医药产业链各环节中扮演着制药工业原料加工制造的重要角色。
但多数为外包生产,所谓药品外包工艺服务是指制药公司委托其它医药机构进行原料外包工艺研发与生产。
其生产工艺包括化学合成、发酵、植(动)物提取等。
当前外包已经成为全球医药中间体和原料市场的重要购销模式,而且中国已经成为世界上原料药最大的供应市场,国外制剂厂商所需要的原料药及中间体大多是在我国采购的。
其大多数制剂产品的药品外包工艺,原料药生产工艺要复杂得多,流程长,管线多,操作杂,而且原料药多数不稳定,如环境参数的温度、湿度、光照等要求高,相关的原材料也多为易燃易爆。
和制剂产品工艺不一样的是,原料药生产工艺过程大部分是化学和物理的交叉融合处理,如产品的溶解脱色、萃取吸附等。
因为原料药的生产注重工艺的参数和环境参数控制,如光照、温度、压力等。
按照来源原料药常见的分类有化合成原料药、动植物提取原料药和生产发酵与细胞培养所得原料药;按产品的微生物水平和目标剂型,原料药分为无菌原料药和非无菌原料药。
常规原料药生产工艺如下:
1、化学合成原料药生产工艺
在化学原料生产工艺中各种原料在一定条件下通过化学反应得到一定药效的产品,再经过结晶、干燥等工序使其达到药品的各类指标,化学药物开发服务,从处方前研究,药物分析、药物稳定性研究、制剂研发。
CMC服务在内的一站式服务。
原料药生产的主要方式是化学合成药物,其化学结构一般是起始物料与其他化合物通过一定步骤的化学反应得到的目标产物,例如缩合、取代、酰化、氧化还原;然后再经过一步或几步的精制,例如脱色、重结晶等,最终的原料药产品。
中间体和粗品的生产多数是在无洁净级别的区域进行,而最后成品的精烘包工序在洁净区进行。
化学合成原料药车间的设计效果对原料药厂家的生产至关重要。
车间布置是工艺设计中的重要部分,合理的工艺布置才能实现工艺流程及设备的先进,才能为车间生产、操作、设备安装检修以及为安全卫生、环保创造良好的环境。
2、发酵类原料药生产工艺
生产工艺发酵,尤其是抗生素类原料药,例如青霉素类、头孢类等,通常是通过化学合成结合的半合成和发酵得到的。
首先通过生物发酵得到目标化合物的主要结构,例如青霉素特定的3-内酰胺结构,然后再进行结构修饰,得到最终的目标化合物;最后经过精制重结晶,得到最终的原料药产品。
发酵过程一般需要经过培养基的制备、消罐处理、接种、发酵、破壁、过滤、沉淀、离心、干燥等过程。
3、无菌原料药生产工艺
与无菌制剂相同,无菌原料药也分为最终灭菌的无菌原料药和非最终灭菌的无菌原料药,但由于原料药大多对高温高热、高湿高压、辐射等敏感,采用最终灭菌的无菌原料药很少。
目前非最终灭菌的无菌原料药通常是将产品最后一步的精制或成盐与除菌工艺相结合,采用预过滤加两级0.22 um 的除菌过滤实现最终产品无菌的。
经过除菌过滤后的料液通常釆用结晶、冻干或喷雾干燥的方式得到最终的无菌原料药产品。
传统的无菌原料药生产中,粗品的溶解、脱色是在C级洁净区进行,除菌过滤、结品、离心/过滤、干燥、分装是在B 级背景下的局部A 级环境中进行的。
目前,无菌原料药越来越多地
采用密闭式生产,尤其是三合一、隔离器与粉碎、分装设备集成的隔离粉碎分装系统的运用,大大降低了产品被微生物或热原污染的可能性。
因此,也可以在C级背景下进行密闭式的无菌原料药生产,仅在局部有暴露风险的地方设置层流保护或隔离环境。
相对于非无菌原料药,无菌原料药的生产不但需要注重产品杂质、理化特性等化学质量指标的要求,还需要从工艺设计开始就注重产品的无菌保证。
因此无菌原料药的生产对环境和设备的要求更高
4、动植物提取类原料药生产工艺
自然界是天然的化合物宝库,动物或植物通过自身新陈代谢,产生了许多目前无法合成却对治疗疾病有重大意义的化合物,因此动植物提取是获取目标化合物的重要方式,也是生产原料药的主要方式之一。
例如治疗疟疾的青蒿素和从动物内脏中提取的用于治疗心血管疾病的肝素等。
近年来,通过从动植物组织中提取得到生产原料药的高级中间体,再通过一定的化学合成和结构优化,最终得到目标化合物,这样不仅能大幅度提高其疗效,还能进一步减少其毒副作用。
例如抗癌药物喜树碱通过进一步的结构修饰,得到选择性更好、毒副作用更小的盐酸伊立替康、拓扑替康等药物。
不少医药研发公司提供的药品外包工艺服务,为在预定的工艺参数范围内运行的工艺能持续有效地生产出符合预定的规格标准和质量的药品提供了保障。
在进行原料药工艺研发与生产时,还要主要药品生产质量管理。
药品生产质量管理规范以生产为基础,有生产才有质量。
药品的质量是生产出来的,而不是检验出来的,生产管理药依照GMP进行。
以上资料根据网络改编。