随着工业化进程持续推动着人类社会不断进步,在时代飞奔中,一众问题也暴露而出——大量的化学物质被排放到环境中,给人类赖以生存的空气、水源和土壤均带来十分严重的污染。
制药领域内,绿色制药理念已然提出,在环保监管态势趋严形势下,绿色生产转型已是大势所趋,连续流动化学则是助力绿色化学的重要新技术之一。
连续流动化学的东风何时到来?
何为连续流动化学?
连续流动化学并不是近期才提出的概念,早在20世纪90年代就已被科学家们提出,经过几十年的研究,连续流动化学已发展成为一项颠覆性的创新技术。
从技术本身来看,连续流动化学是一种化工过程强化技术,应用微通道反应、固定床、连续搅拌釜等微反应器实现连续生产,是工信部、生态环境部、国家卫健委、国家药监局等四部委重点推荐的绿色制药技术,也是保证原料药供应链安全的关键技术。
随着ICH指导原则《Q13 :原料药和制剂的连续制造》的颁布,提出了原料药工艺开发要点和控制策略,连续流动化学将是原料药行业接下来发展中的关键之一。依托连续流动化学,有望开启精细化工品生产的高效、安全、环保和智能化的新时代。
从应用方面来看,连续流动化学在原料药中的应用具有差异化的优势。
提高生产效率和产品质量:相比传统的批次生产方式,连续流动化学技术具有更高的反应速度和更短的反应时间,可以大幅缩短生产周期,同时降低生产过程中的杂质含量,提高产品的纯度和稳定性。
降低生产成本和环境污染:相比传统的批次生产方式,连续流动化学可以有效降低溶剂使用量,减少能源消耗和废弃物排放,降低生产成本和环境污染,此外更可以实现自动化控制,减少人工操作,降低生产成本和人为误差。
适用于复杂原料药合成:相比传统的批次生产方式面对结构复杂、合成步骤多的原料药时会存在收率低、能耗高、环境污染严重等问题,连续流动化学可以通过优化反应条件、强化反应过程等方式,实现复杂原料药的高效合成。
基于连续流动化学的优势,其身影逐渐在药物合成领域(不仅包含原料药)显现。
依洛尼塞:传统合成方法使用氢、氨和二氟一氯甲烷等气体成分,存在较大的安全风险和空气污染;在引入连续流动化学技术后,可以将依洛尼塞的合成时间从23小时缩短至23分钟,转换率接近99%,产出率从37%提升至86%,实现大幅度降低生产过程中的安全风险并极大提升药物质量。
环丙沙星:连续流动化学技术极大地缩短了环丙沙星的合成总停留时间,新技术的加持下可以仅停留9分钟,总产率高达60%。
伊马替尼:伊马替尼是一款复杂药物,在连续流动化学技术的帮助下,伊马替尼合成多级别连续流动全过程总停留时间为34分钟,总产值率达56%。
因此,从多方位来看,连续流动化学不仅能够实现绿色制药的理念,也是传统间歇模式生产的“上位替代”。
小结
连续流动化学是当代化学十大先进技术之一,也是助力绿色化学的重要新技术之一。但目前,行业内原料药生产模式仍是基于传统的间歇模式生产,连续流动化学推广进度缓慢、仍不能占据主流地位,原因为何?
6月26日(周三)19:30,药智大讲堂第225期直播,特邀北京海步医药科技有限公司合成总监、连续流动化学技术平台负责人叶柏军,带来《连续流动化学在原料药合成中的应用 - ICH Q13连续制造的启示与思考》直播讲座,深度剖析连续流动化学技术。
责任编辑:木棉
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