化学制药工艺学ChemicalPharmaceuticalTechnology

化学制药工业的特点



品种多，更新快； 生产工艺复杂，原辅料多，而产量小； 质量要求严格； 间歇式生产方式为主； 原辅材料和中间体易燃、易爆、有毒性； “三废” 多，且成份复杂，危害环境。
Section 1 CPT 的研究对象和内容 一、 二、 三、 四、 什么是化学制药工艺学 化学制药工艺学研究的内容 化学合成药物的生产特点 本课程学习应掌握的内容

4、制定产品的生产工艺规程

在车间试生产若干批号，稳定后；

制定出该产品的 生产工艺规程。
三、合成药物的生产特点
1. 2. 3. 4. 5. 品种多、更新快； 生产工艺复杂； 需要的原辅材料多； 产量一般不大，基本采用间歇生产方式； 产品质量要求严格。
为保证药品安全性和有效性，世界卫生组织提出一 个原则性实施方案：《药品生产和质量管理规范》

二、我国化学制药工业现状、发展
和前景



（一）我国医药工业的发展进程与成就回顾 2000年医药工业总产值为2332亿元，医药商业销售 总额完成1509亿元。 我国能生产化学原料药达1500余种24大类，总产量 达43万吨，化学原料药产量仅次于美国占世界第二 位。 医药制剂生产发展迅速，规格品种繁多，能生产 34 个剂型4000余个品种。
新药研究和开发的主要内容－2
4）应用生物技术开发新的生化药品；
5 ）现有药物的药剂学开发（新辅料、新剂型、 新的给药系统和复方制剂）；
6）新技术路线和新工艺的开发。
新药：医药市场的支撑点
近年开发成功的可获得巨额利润的新药。 Eg: 抢仿药物的研制。 新药：未在本国上市的药物 包括：新化学实体, 新剂型, 新组方, 新用 途, 新化学实体（new chemical entities， NCEs）, 具有特定生物活性的新化合物
新药研究与开发的特点



专利保护严密： 由于新药研究高投入、高风险、高利润的特点， 决定了在这一领域中必须实行严密的专利保护。 对创新药物、药物生产工艺、新剂型、新配方 等创新内容给予一定时期的专利保护，以保证新药 的研发者得到合理的回报，调动其进行新药研究 的积极性。 创新药物的保护期自专利申请之日起，15年左 右，个别的药物可适当延长。
单元反应的分类-3



根据反应机理分类： 单分子反应（一级反应）：只有一个分子参与反应。 公式：-dc/dt=kc如：热分解反应、异构化反应和 分子重排反应 双分子反应（二级反应）：两分子碰撞时相互作用 发生的反应。公式：-dc/dt=kCACB如：加成反应、 取代反应和消除反应 零级反应：反应速度与反应物浓度无关，而仅受其 它因素影响的反应。公式：-dc/dt=k。如：光化学 反应、表面催化反应、电解反应
二、化学制药工业在化学 工业中的地位
1、化学制药工业发展速度越来越快
在化学工业的发展历史中，适应医药治疗的需 要，品种更新速度加快，但研究开发的费用也成 倍增长。 受专利保护的新药越来越多。
2、占有的地位
化学制药工业发展速度不仅高于整个工业和 化学工业的速度，已成为发达国家的大产业，是 最具有经济活力的产业之一。
2、实验室工艺研究
考察 单元反应； 操作方法； 工艺技术条件； 设备要求； 劳动保护； 安全生产及“三废”防治； 分析 数据的分析、优化和整理， 完成各项工作指标； 总结 最后形成——实验室工作报告。
单元反应的分类-1
基元反应：反应物分子在碰撞中一步直接转 化为生成物分子的反应。 非基元反应：反应物分子经过若干步，即若 干个基元反应才能转化为生成物的反应。

主 要 内 容
第1章 绪论 第2章 药物合成工艺路线的设计与选择 第3章 化学合成药物的工艺研究 第4章 手性药物制备技术 第5章 中试放大与生产工艺规程 第6章 化学制药与环境保护 第7-9章 典型药物的制药工艺

第一章
绪
论
化学制药工业 化学工业
第一节 化学制药工艺学 的研究对象和内容 第二节 化学制药工业的 特点和在化学工业中的 地位 第三节 国内外化学制药 工业的发展和现状
研究方法 相关理论 药学 化学 化工
主 要 参 考 资 料
Text Book and Reference
教材推荐

《化学制药工艺学》（ 第三版） 2003，北京 ：中国医药科技出版社 赵临襄 主编。
学习方法
课堂笔记； 理论联系实际； 参与实验室研究； 多参考一些合成杂志； 报告：合成问题调查报告。 如：中国医药工业杂志，等。
Safe，
Economic， Convenient,
Advanced.
SECA
概念回忆和解释
药物：对疾病具有预防、治疗、缓解和诊断 作用或用以调节机体生理机能的化学物质。 是一种关系到人类健康的特殊商品。 合成药物：以结构简单的化合物或具有一定 基本结构的天然产物为原料，经过一系列化 学反应制得的药物。 制药工业：以药物研究与开发为基础、以药 物生产和销售为核心的制造业，包括原料药 和制剂的生产。
第三节 国内外化学制药工业的 发展和现状
一、国外化学制药工业发展的特征和趋向； 二、我国化学制药工业发展和前景。
一、国外化学制药工业发展的 特征和趋向
当今世界制药工业的发展动向可以概括为： 高技术、高要求、高速度、高集中，其中主 要特征是--高技术。 1、新药研究开发竞争激烈； 2、巨型企业增多； 3、重视科技信息，开展预测及新药评价工作。


主反应：一反应物系统同时进行几种不同的 化学反应，生产上所需要的反应 。
单元反应的分类-2
简单反应：由一个基元反应组成的化学反应。 复杂反应：由两个以上基元反应组成的化学 反应。

可逆反应: A B; 平行反应:（竞争性反应） A B; A C;
连续反应: A→ B → C .
新药研究开发竞争激烈

1）新药层出不越大，管理部门对药 品的疗效和安全性的要求越来越高，研究开 发的投资和风险性加大； 3）制药工业作为一个高技术行业，需要高知 识含量。研究人员的的学历越来越高。

数据背景调查
巨型企业增多
巨型企业增多
化学制药工艺学 ChemicalPharmaceu ticalTechnology
Pharmaceutical Technology
Pharmaceutical

Technology
制药工艺学是研究、设计和选择最安全、最 经济、最简便和先进的药物工业生产途径和 方法的一门学科。 制药工艺学 Feature： Best
世界医药产业发展的显著标志



大企业： 国际化：全球基地 畅销产品：重磅炸弹 市场特点：发展不平衡
What about “China Made ”
1）国外制药工业企业的发展更多的依靠发明 创造和专利保护； 2）为研究开发出新品种或先进的生产工艺， 信息成为制药工业企业的中心环节； 3）同时还要不断的加强企业的技术管理和新 药评价，确保药品生产的规范化发展。
四、本课程学习应掌握的内容
1. 了解制药工业的现状和化学制药工业的 特点； 2. 熟悉化学合成药物工艺路线的设计、选 择、及评价方法； 3. 掌握中试放大的研究方法和研究内容； 了解生产工艺规程的内容和作用； 4. 了解手性药物的发展动向，掌握手性药 物的制备技术；
本课程学习应掌握的内容-2
5. 了解化学制药与环境保护的关系，熟悉药 厂“三废”防治的常规方法，以及清洁生产 在制药工业中应用； 6. 了解化学合成药物的生产特点、工艺研究 技术、反应条件及影响因素的考察，生产工 艺规程的内容和作用，把理论知识和实践经 验结合起来，培养分析和解决医药生产中实 际问题的能力。
化学制药工业的发展历史
三十年代 磺胺药物问世 四十年代 抗菌素出现 五十年代 激素类药物应用 六十年代 半合成抗菌素发展起来 七十年代 新有机合成试剂、新技术、新 反应的应用，促进了复杂的天然药物的合成， 使合成药物的品种和产量迅速增长。 近年来 医药工业发展更快，高效、特 效、速效、低毒药物品种不断增长。

制药工艺学涵盖的范畴
制药工艺学
化学制药 工艺学
生物化学 制药工艺学
中药化学 制药工艺学
制剂 工艺学
知识背景
化学药物 versus 生物药物
化学制药工艺学

学科定义： CPT 是 研究化学合成药物的合成路线、工艺原理、 工业生产过程，制定生产工艺规程，实现生产过 程最优化的一门科学。
研究对象：化学合成药物
成功几率小
每筛选1.5万个化合物—1个可供上市的NCE 每年批准上市的新药平均为35个 年销售额在5亿美元以上的“重磅炸弹”仅为4% 每35万个化合物中有1个能赚大钱的新药
新药研究与开发的特点

高利润： 高投入导致高产出，高风险带来高回报 制药行业的利润率非常高 世界大制药企业的利润率平均达22％ 研究开发型的制药企业的利润率高达40% 一般行业的企业利润率在10％以下

新药研究与开发的步骤


六个阶段
作用靶点的确认——先导化合物的发现和优 化——临床前药效与药理学研究——临床研究—— 生产注册和商业化 先导化合物：即原型物，是通过各种途径或方法得 到的具有某种生物活性的化学结构。它具有确定的 药理活性，因存在的某些缺欠，无法直接药用，但 却作为线索物质为进一步的优化提供了前提。

新药研究与开发的特点


高投入：经费与时间
经费：3~5亿美元/新药 时间：10~15年左右（研究—上市） 美国制药公司2000年研究开发费用为264亿美元 占销售额的20% 计算机软件业：<10% 汽车工业：<5% 原因：高要求（活性高、毒性低）


高风险：研究难度大

CPT 的相关学科
生物 技术 精细 化工 制药化工 过程设备 有机 化学

Chemical Pharmaceutical Technology (CPT)
物理 化学 药物 化学 分析 化学


CPT

药物合 成反应
渗透学科： 绿色化学； 无溶剂合成； 微波化学； 其它化工学科； 医学与生物学。
操作方法：反应物的浓度和配料比
增加反应的浓度； 可逆反应：增加反应物； 不可逆反应：可根据经济效益进行增减； 主副反应：增加主反应的用量，抑制副反应； 可减少反应物用量，控制反应的进行(副反 应 )。

3、中试放大确定生产工艺的工业 化生产线
中试放大是确定生产工艺的重要环节； 工业化考察实验室工作报告、优化； 生产车间的设计、施工安装， “三废处理” 中间体质量控制； 制定产品质量要求和工艺操作规程；
一、什么是化学制药工艺学
化学制药工艺学

研究化学合成药物的合成路线、工艺原理、工业 生产过程，制定生产工艺规程，实现生产过程最 优化的一门科学。
化学制药工艺学
设计新药工艺
改进合成工艺
•SECA
化学制药工艺学的任务
药物开发和生产过程中，设计和研究经济、安全、 高效的化学合成工艺路线； 研究工艺原理和工业生产过程，制订生产工艺规程， 实现化学制药生产过程最优化； 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； 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。
Section 2 化学制药工业的特 点和在化学工业中的地位
一、化学制药工业的特点
1、化学制药工业是以新药研究与开发 为基础的工业，发展速度快于其它工业。
2、化学制药工业是高投入、高产出、高利 润，专利保护周密，竞争激烈的工业。
新药研究与开发的历程
新药研究和开发的主要内容－1
1）创制新颖的化学结构类型的新化学本体 （NCEs）（突破性新药开发研究）； 2）模仿性新药创制，即在不侵犯别人的专利 权的情况下对成功的突破性新药进行较大的 化学结构修饰，获得新化学本体； 3）对已知药物的化学结构进行修饰（延伸性 研究开发）；
二、化学制药工艺学研究的内容
1 、制定出药物及其工艺路线 ( 包括仿制药物和创 新药物) 研究方案； 2、开展实验室工艺研究； 3、中试放大确定生产工艺的工业化生产线； 4、制定出该产品的生产工艺规程。
内容
研究方案
实验室研究
中试放大
生产工艺规程
1、制定出药物及其工艺路线研究方案
依据—— 遴选药物周密的调查研究 写出——调查报告， 并进行信息搜集工作， 创造性的设计 及选择出工艺路线。