化学制药工艺路线的设计和选择要点.ppt

2）合成步骤和总收率 理想的药物合成工艺路线应具备合成步骤少，操作简便，设备要求低，各步收率较高等特点。 “直线方式”和“汇聚方式” 直线方式 汇聚方式 总收率比较: “直线方式”的总收率: 总收率为(0.90)9 x 100% = 38.74% 仅有5步连续反应，总收率为(0.90)5 x 100% = 59.05% “汇聚方式”的总收率: 格列美脲的合成 ：除β-苯乙基异氰酸酯（2-107）和反式-4-甲基环己胺（2-108）的制备与参加反应具有“汇聚方式”的特征外，基本属于“直线方式”装配，9步反应的总收率为13.3% 3）原辅材料供应 选择工艺路线，首先应了解每一条合成路线所用的各种原辅材料的来源、规格和供应情况，其基本要求是利用率高、价廉易得； 必须对不同合成路线所需的原料和试剂作全面地了解，包括理化性质、相类似反应的收率、操作难易以及市场来源和价格等。 4）原辅材料更换和合成步骤改变 对于相同的合成路线或同一个化学反应，若能因地制宜地更改原辅材料或改变合成步骤，虽然得到的产物是相同的，但收率、劳动生产率和经济效果会有很大的差别。更换原辅材料和改变合成步骤常常是选择工艺路线的重要工作之一，也是制药企业同品种间相互竞争的重要内容。不仅是为了获得高收率和提高竞争力，而且有利于将排出废物减少到最低限度，消除污染，保护环境。 5）反应次序的合理安排 在多步农药合成反应中，合理安排反应次序可以降低成本、缩短生产周期，其基本原则为： ①产率低的反应尽量安排在前面。如果将产率低的安排在后面，则前面产率高的反应产物作为后一步的原料将会有更大的损失，合成成本将提高。 ②先难后易。难度大的反应排在前面进行，可以提高合成效果。 ③原料价格高的反应尽量安排在后面。价格高的原料使用的越晚，将使合成总成本越低。 四、化学合成药物的工艺研究 在药物合成工艺路线的设计和选择之后，接下来要进行工艺条件研究。 一个药物的合成工艺路线通常可由若干个合成工序组成，每个合成工序包含若干个化学单元反应，每个单元反应又包括反应和后处理两部分，后处理是产物的分离、精制的物理处理过程，只有经过适当而有效的后处理才能得到符合质量标准的药物。 在合成工艺上多倾向于在同一反应器中，连续地加入原辅材料，以进行一个以上的化学单元反应，成为一个合成工序；即多个化学单元反应合并成一个合成工序的生产工艺，习称为“一勺烩”工艺。 化学反应的内因和外因 主要是指反应物和反应试剂分子中原子的结合状态、键的性质、立体结构、官能团的活性，各种原子和官能团之间的相互影响及物化性质等，是设计和选择药物合成工艺路线的理论依据。 1、化学反应的内因 2、化学反应的外因 即反应条件，也就是各种化学反应的一些共同点：配料比、反应物的浓度与纯度、加料次序、反应时间、反应温度与压力、溶剂、催化剂、pH值、设备条件，以及反应终点控制、产物分离与精制、产物质量监控等等。在各种化学反应中，反应条件变化很多，千差万别，但又相辅相成或相互制约。有机反应大多比较缓慢，且副反应很多，因此，反应速率和生成物的分离、纯化等常常成为化学合成药物工艺研究中的难题。 反应条件和影响因素: （1）配料比：参与反应的各物料之间物质量的比例称为配料比（也称投料比）。通常物料量以摩尔为单位，则称为物料的摩尔比。 （2）溶剂：溶剂主要作为化学反应的介质，反应溶剂性质和用量直接影响反应物的浓度、溶剂化作用、加料次序、反应温度和反应压力等。 （3）温度和压力：化学反应需要光和热的传输和转换，在化学合成药物工艺研究中要注意考察反应温度和压力的变化，选择合适的搅拌器和搅拌速度。 （4）催化剂：现代化学工业中，80%以上的反应涉及催化过程。化学合成药物的工艺路线中也常见催化反应，如酸碱催化，金属催化，相转移催化，生物酶催化等，来加速化学反应、缩短生产周期、提高产品的纯度和收率。 （5）反应时间及其监控：反应物在一定条件下通过化学反应转变成产物，与化学反应时间有关。有效地控制反应终点，力图以高收率获得高纯度的产物。 （6）后处理：由于药物合成反应常伴随着副反应，因此反应完成后，需要从副产物和未反应的原辅材料及溶剂中分离出主产物；分离方法基本上与实验室所用的方法类似，如蒸馏、过滤、萃取、干燥等技术等。 （7）产品的纯化和检验：为了保证产品质量，所有中间体都必须有一定的质量标准，最终产品必须符合国家规定的药品标准。化学原料药生产的最后工序（精制，干燥和包装）必须在符合《药品生产质量管理规范》（GMP）规定的条件下进行。 第二章 药物合成工艺路线的设计和选择 一、概述 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。 工艺研究的首要任