CDE 0703講課稿(北京)之二原料藥生產(chǎn)工藝研究資料撰寫的基本要求課件

1、原料藥生產(chǎn)工藝研究資料撰寫的基本要求 -申報(bào)資料 8 申報(bào)資料的格式和內(nèi)容 一. 藥品名稱、結(jié)構(gòu)式、分子式、分子量、化學(xué)名 二. 制備路線及詳細(xì)依據(jù) 三. 詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)式、反應(yīng)條件及工藝流程圖 四. 詳細(xì)制備工藝 五. 精制方法及其方法依據(jù) 六. 三廢處理方法 七. 試驗(yàn)所用原料及其試劑規(guī)格 八. 參考文獻(xiàn)重點(diǎn): 二.制備路線及詳細(xì)依據(jù) 說(shuō)明研究的背景，合成路線的依據(jù)及反應(yīng)原理。 如有幾種不同的合成路線，應(yīng)分別寫出化學(xué)反應(yīng)式，包括反應(yīng)條件和收率。 詳細(xì)說(shuō)明所采用的路線的理由，并說(shuō)明所采用的工藝與文獻(xiàn)方法的區(qū)別，若有改進(jìn)應(yīng)給予說(shuō)明。 工藝路線的選擇重點(diǎn)關(guān)注：可行性（原材料是否易得，反應(yīng)條件是否能

2、工業(yè)化）可控性（反應(yīng)條件是否溫和、易控）穩(wěn)定性（中間體質(zhì)量是否可控、終產(chǎn)品質(zhì)量和收率是否穩(wěn)定先進(jìn)性（所采用路線與文獻(xiàn)路線比較的先進(jìn)性）合理性（成本及原料、試劑、溶劑的價(jià)格和毒性等） 四. 詳細(xì)制備工藝 重點(diǎn)監(jiān)控: - 起始原料 -關(guān)鍵中間體 - 工藝條件美國(guó)FDA關(guān)于原料藥制備工藝指導(dǎo)原則中對(duì)“原料”的要求 是原料藥的重要結(jié)構(gòu)組件； 有商業(yè)來(lái)源； 其名稱、化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和雜質(zhì)情況在化學(xué)文獻(xiàn)中均有明確描述： 其獲取方法是眾所周知的（主要指從動(dòng)植物提取的起始原料及半合成抗生素）。美國(guó)FDA關(guān)于原料藥制備工藝指導(dǎo)原則 起始原料的控制程序： 應(yīng)將起始原料列表，提供可接受的包括鑒別、定量及純度在內(nèi)的

3、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。分析方法應(yīng)簡(jiǎn)單敘述。 當(dāng)雜質(zhì)可能帶入原料藥時(shí)，應(yīng)提供其純度的控制（如用色譜法對(duì)雜質(zhì)定性或定量）。 6APA“開環(huán)”過(guò)程 7ACA “開環(huán)”過(guò)程 在青霉素類抗生素、頭孢類抗生素合成工藝中要使用6-APA、7ACA作起始原料時(shí)，首先要掌握這類-內(nèi)酰胺抗生素降解物的規(guī)律，對(duì)它們可能引入的雜質(zhì)，即：開環(huán)物進(jìn)行相關(guān)的研究工作，并制訂質(zhì)量控制的方法。 FDA要求： 要用這樣的化合物進(jìn)行原料藥的合成，必須以藥品主卷（DMF）的形式，提供其質(zhì)量控制數(shù)據(jù)、雜質(zhì)種類及含量等信息。 關(guān)注： 外購(gòu)中間體的合成路線（包括反應(yīng)試劑、溶劑、溫度、純化方法等）和原工藝中該中間體的合成路線是否一致。 直接關(guān)系到工藝變

4、更前后中間體的質(zhì)量（如雜質(zhì)的種類/個(gè)數(shù)、雜質(zhì)的含量、殘留有機(jī)溶劑的種類等）是否一致，而這些因素都可能直接影響到終產(chǎn)品的質(zhì)量，也會(huì)關(guān)系到質(zhì)量研究中項(xiàng)目設(shè)置及方法學(xué)研究驗(yàn)證等工作的合理性。 第二.如果外購(gòu)中間體合成路線與原中間體工藝路線不一致，需要進(jìn)行全面的研究驗(yàn)證工作: a) 說(shuō)明現(xiàn)中間體的詳細(xì)工藝路線和制備方法; b) 對(duì)變更前后終產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量對(duì)比研究。如果研究發(fā)現(xiàn)所購(gòu)中間體和原合成中間體在雜質(zhì)種類、含量等方面有差異，對(duì)原質(zhì)量研究中的分析方法需重新驗(yàn)證，如有關(guān)物質(zhì)檢查方法的適用性問(wèn)題； C) 如果外購(gòu)中間體工藝使用了新的有毒溶劑，還應(yīng)提供此類溶劑殘留情況的研究資料。 D) 對(duì)雜質(zhì)方面的差異可

5、能對(duì)藥品穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響進(jìn)行認(rèn)真分析，并提供相應(yīng)的研究資料。 第三.應(yīng)根據(jù)外購(gòu)中間體的工藝制訂完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)貨時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)。 在生產(chǎn)中應(yīng)固定所購(gòu)中間體的供貨來(lái)源（即供貨單位），以保證質(zhì)量的一致性 。在簽定供貨合同時(shí)，應(yīng)規(guī)定供貨方在變更工藝時(shí)需及時(shí)告知，以便修訂中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)例3: 手性藥物 手性藥物的特殊點(diǎn): 在研究與制備過(guò)程中需要隨時(shí)關(guān)注與控制其光學(xué)純度.手性中心引入的三種方式: 第一. 直接從起始原料中帶入 應(yīng)提供控制起始原料光學(xué)純度的方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 第二. 通過(guò)不對(duì)稱合成 第三. 消旋體的拆分 應(yīng)注意手性拆分試劑的光學(xué)純度的控制例1: 順苯磺阿曲庫(kù)銨 順苯磺阿曲庫(kù)銨分子中含有4

6、個(gè)手性中心,其中2個(gè)為手性碳, 2個(gè)為手性氮。有16個(gè)異構(gòu)體(因結(jié)構(gòu)對(duì)稱,實(shí)際能產(chǎn)生10個(gè)異構(gòu)體) 。 終產(chǎn)品的光學(xué)純度主要取決于以下兩個(gè)方面： - 起始原料光學(xué)純度； - 后續(xù)反應(yīng)過(guò)程是否會(huì)影響到已有的手性中心，從而產(chǎn)生外消旋化的可能性及程度。 a）在進(jìn)行工藝研究時(shí)，首先要采用立體專屬性的分析方法嚴(yán)格控制起始原料光學(xué)純度，制定合理可行的手性雜質(zhì)的限度。 因此對(duì)R-四氫罌粟堿光學(xué)純度的控制對(duì)終產(chǎn)品的質(zhì)控非常重要，應(yīng)對(duì)S-異構(gòu)體進(jìn)行嚴(yán)格控制，否則會(huì)產(chǎn)生其他的立體異構(gòu)體雜質(zhì)。 b）要根據(jù)后續(xù)反應(yīng)的機(jī)理，充分分析后續(xù)反應(yīng)是否會(huì)影響已有手性中心的構(gòu)型，如可能會(huì)產(chǎn)生影響時(shí)，應(yīng)研究與優(yōu)化工藝條件，盡量避免

7、或減少外消旋化的可能性。 c）因終產(chǎn)品中存在多個(gè)手性中心，且難以對(duì)終產(chǎn)品中的所有立體異構(gòu)體雜質(zhì)進(jìn)行有效控制時(shí)，就需要結(jié)合工藝中的過(guò)程控制來(lái)綜合控制終產(chǎn)品的光學(xué)純度，對(duì)引入手性中心后的每步反應(yīng)的中間體主要是:(1R,1R)-2,2-(3,11-二氧代-4,10-二氧雜-1,13-亞十三基)-雙12,3,4-四氫-6,7-二甲氧基-1-(3,4-二甲氧基)芐基異喹啉中的立體異構(gòu)體雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，分析與監(jiān)測(cè)外消旋化的可能性。例2. 他汀類藥物 他汀類藥物結(jié)構(gòu):分析其構(gòu)效關(guān)系: A 部分: ,二羥基戊酸是發(fā)揮抑制活性的必需基團(tuán)。 B 部分: 為一個(gè)憎水性的剛性平面結(jié)構(gòu)，若其鄰位引入不同的憎水性基團(tuán)，可通

8、過(guò)立體調(diào)節(jié)使化合物與酶產(chǎn)生最大結(jié)合，是產(chǎn)生最佳活性的必需基團(tuán)。 C 部分: 連接A 和B 部分的最佳長(zhǎng)度為兩個(gè)碳原子的長(zhǎng)度，以乙烯基或乙基為最佳。 他汀類藥物在進(jìn)行合成工藝研究中應(yīng)密切關(guān)注藥物結(jié)構(gòu)的以下特點(diǎn)： （1）,二羥基戊酸結(jié)構(gòu)中兩個(gè)手性中心的結(jié)構(gòu)。 （2）憎水性的剛性平面結(jié)構(gòu)及引入的其他基團(tuán)。 （3）連接主環(huán)與,二羥基戊酸結(jié)構(gòu)的基團(tuán)。 如手性中心是有起始原料引入的, 則應(yīng)制訂該原料的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)。 特別關(guān)注: ,二羥基戊酸結(jié)構(gòu)中兩個(gè)羥基位于兩個(gè)手性碳上，兩個(gè)羥基處于順式且羥基為R 構(gòu)型是活性所必需的。若構(gòu)型發(fā)生改變,則活性急劇降低。 2.對(duì)關(guān)鍵中間體要進(jìn)行控制 強(qiáng)調(diào)：可控性FDA對(duì)于主要中間

9、體的歸納 樞紐中間體：可由不同方法合成的中間體; 關(guān)鍵中間體：通常是分子中重要部分第一次形成的中間體。如：具有立體異構(gòu)的分子第一次引入手性原子的中間體; 最終中間體：原料藥合成最終反應(yīng)的前一步;化學(xué)藥物原料藥制備研究的技術(shù)指導(dǎo)原則 已知結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵中間體（指已有文獻(xiàn)報(bào)道的，對(duì)終產(chǎn)品的質(zhì)量或安全性有影響的物質(zhì)） -理化常數(shù)研究（熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比旋度、溶解度等）； -質(zhì)量控制（性狀、異構(gòu)體、有關(guān)物質(zhì)、含量等）； -結(jié)構(gòu)研究 （如因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確證的需要，應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確證，并與有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比）； 新結(jié)構(gòu)的中間體 （指尚無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道的中間體） -結(jié)構(gòu)研究（包括紅外、紫外、核磁共振、質(zhì)譜等） -理化常數(shù)研究（

10、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比旋度、溶解度等）； -質(zhì)量控制（性狀、異構(gòu)體、有關(guān)物質(zhì)、含量等）； 已知結(jié)構(gòu)的一般中間體 -理化常數(shù)研究（熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比旋度、溶解度等）； -質(zhì)量控制（采用TLC、HPLC、GC等方法，對(duì)其在反應(yīng)過(guò)程中進(jìn)行定量或定性控制）； -結(jié)構(gòu)研究 （如因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確證的需要，應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行確證，并與有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比）；評(píng)價(jià)的重點(diǎn):關(guān)鍵中間體的質(zhì)量一般中間體的定性控制方法新結(jié)構(gòu)中間體的結(jié)構(gòu)確證實(shí)例：恩曲他濱 系逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑，于2003年7月經(jīng)FDA批準(zhǔn)在美國(guó)上市. 適應(yīng)癥：與其他抗逆轉(zhuǎn)錄酶藥物聯(lián)合用于治療HIV感染患者。 2-R-羥甲基-5-S-（5-氟胞嘧啶-1-）-1，3-氧硫雜環(huán)戊烷

11、結(jié)構(gòu)中具有兩個(gè)手性中心合成工藝：已進(jìn)行的研究工作： 部分中間體用熔點(diǎn)質(zhì)控，拆分后的光學(xué)活性中間體則采用比旋度和熔點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)控，TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。 本品具有光學(xué)異構(gòu)體，因此在第二步反應(yīng)開始即對(duì)各中間體的比旋度進(jìn)行了測(cè)定，并建立了HPLC分析方法。 申報(bào)資料中存在的問(wèn)題： a）第二步反應(yīng)通過(guò)直接重結(jié)晶分離出順式和反式異構(gòu)體，僅采用熔點(diǎn)和TLC法作為質(zhì)控指標(biāo)，二異構(gòu)體熔點(diǎn)相同，上述方法尚無(wú)法控制該步反應(yīng)的異構(gòu)體； b）縮合反應(yīng)生成中間體3 的過(guò)程中，涉及到手性中心，僅采用熔點(diǎn)進(jìn)行了質(zhì)控，不能控制該步中間體的質(zhì)量。 3. 對(duì)工藝條件要進(jìn)行監(jiān)控 工藝操作步驟的描述應(yīng)詳細(xì)； 工藝條件, 如：反應(yīng)裝置、溫度

12、、壓 力、時(shí)間、溶劑、pH值、光照等的控制應(yīng)嚴(yán)格； 反應(yīng)終點(diǎn)（ 提示原料轉(zhuǎn)化為目的生成物的程度、雜質(zhì)的生成情況等）的判斷應(yīng)明確； 實(shí)例1. 溫度的影響 固態(tài)狀態(tài)下頭孢類產(chǎn)品聚合速度與溫度的關(guān)系: 品 名 溫 度()聚合物峰高值(nm)頭孢曲松 4 37 28 240頭孢噻肟 4 37 24 32頭孢哌酮 4 37 27 288 阿德福韋酯: 在合成工藝中,以腺嘌呤為起始原料,經(jīng)縮合、酯化、脫乙基化得阿德福韋,再與新戊酸氯甲酯生成阿德福韋酯(雙酯) 。 須控制溫度60,以避免雜質(zhì)(單酯)產(chǎn)生。實(shí)例2. 光照的影響 頭孢噻肟鈉水溶液: 用254 nm光照射45分鐘,能降解50%,照射4小時(shí),能降解

13、95% 。產(chǎn)物主要是反式異構(gòu)體,其抗菌活性僅為順式構(gòu)型的1/401/100。 頭孢曲松鈉粉末： 置2000LX日光燈下照射10天后,反式異構(gòu)體量從0.56%增加到1.10%。實(shí)例3. pH的影響 氨曲南: 在pH 57 的溶液中最穩(wěn)定。 在 pH 25的溶液中有異構(gòu)化反應(yīng)發(fā)生。實(shí)例4. 水分的影響 鹽酸丙帕他莫為對(duì)乙酰氨基酚與二乙胺基乙酸形成的酯類藥物，結(jié)構(gòu)中含有不穩(wěn)定的酚酯結(jié)構(gòu)，遇水易分解破壞。由于受苯環(huán)共軛效應(yīng)的影響，酚酯的水解較普通酯類更為迅速。 本品合成和精制過(guò)程中應(yīng)注意無(wú)水操作，否則會(huì)造成終產(chǎn)品中的雜質(zhì)(對(duì)乙酰氨基酚)的量超標(biāo)。 生化藥物工藝研究中應(yīng)注意的問(wèn)題 生化藥物是從生物體分離

14、、純化所得的用于預(yù)防、治療和診斷疾病的生化基本物質(zhì)。 生化藥物有兩個(gè)基本特點(diǎn)： 其一，它來(lái)自生物體； 其二，它是生物體中的基本生化成分。 生化藥物的生化基本物質(zhì)主要包括氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、酶及輔酶、多糖、脂質(zhì)、核酸及其降解產(chǎn)物。 這些成分均具有生物活性或生理功能。生化藥物的制備方法 六個(gè)階段： （1）原料的選擇和預(yù)處理； （2）組織及細(xì)胞的破碎； （3）從破碎的細(xì)胞中提取有效成分制成粗品； （4）采用多種生化技術(shù)從粗品中將目的物精制出來(lái)； （5）干燥及保存； （6）制劑。生化藥物的分離純化方法： （1）根據(jù)分子大小和形狀不同進(jìn)行分離，如凝膠過(guò)濾法、透析和超濾法、密度梯度離心法等； （2）根據(jù)分

15、子的帶電性質(zhì)進(jìn)行分離，如離子交換層析法、電泳法、等電聚焦法； （3）根據(jù)分子極性大小及溶解度不同進(jìn)行分離，如等電點(diǎn)沉淀法、鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、逆流分配法等； （4）根據(jù)配體特異性進(jìn)行分離，如親和層析法； （5）根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)不同進(jìn)行分離，如選擇性吸附和吸附層析法。 實(shí)例：低分子肝素類藥物 低分子肝素（low molecular weight heparin，簡(jiǎn)稱LMWH）是近十幾年發(fā)展起來(lái)的新一代肝素類抗血栓藥物。 由于低分子肝素為生化藥，其多糖鏈組成復(fù)雜，不能沿用一般化學(xué)藥的研究思路。 通常采用的原料藥為肝素，肝素分子量在3 00030 000D之間。 低分子肝素是分子量約為 5 00

16、0D（3 000-8 000D）的小分子。 對(duì)原料藥的要求： 平均分子量適宜； 抗Fa活性與抗a 活性之比適宜； 無(wú)殘留溶劑； 工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。 制備方法通常采用化學(xué)裂解法或生物降解法。 制備方法不同得到的產(chǎn)品生物功能不完全相同。須注意的幾個(gè)問(wèn)題： (1)嚴(yán)格地控制源頭（原材料），包括動(dòng)物的種屬、健康狀況、飼養(yǎng)環(huán)境（封閉飼養(yǎng)）、年齡、采集時(shí)間和采集方法等，并制訂原材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（2）研究合適的提取純化方法，注意動(dòng)物源性病毒的滅活工藝及驗(yàn)證。 因組織來(lái)源動(dòng)物的種類不同，其自然攜帶或者感染病毒的種類也會(huì)有所不同，再加上目前動(dòng)物來(lái)源的原材料可控性較差，故必須要對(duì)動(dòng)物源性病毒進(jìn)行滅活或去除，并對(duì)

17、滅活或去除工藝進(jìn)行驗(yàn)證。（3）研究原液（或半成品）中的主要成分、含量、主成分的比例，以及其它成分的控制方法等，制訂原液（或半成品）的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 。微生物來(lái)源的化學(xué)藥物工藝研究中應(yīng)注意的問(wèn)題 通過(guò)發(fā)酵獲得的化學(xué)藥物 的工藝特點(diǎn): -在發(fā)酵過(guò)程中，原本在化學(xué)合成中的一步或多步化學(xué)反應(yīng)在細(xì)菌體內(nèi)，通過(guò)菌體的初級(jí)或次級(jí)代謝完成。 工藝控制:菌種菌種鑒別 菌種選育發(fā)酵條件多級(jí)發(fā)酵培養(yǎng)提取工藝過(guò)程 菌種鑒別: -形態(tài)特征、 - 培養(yǎng)特征、 - 生理生化特征、 - 細(xì)胞壁化學(xué)成分 判斷生產(chǎn)菌株的種屬，明確菌株的各方面特征。 菌種選育: 應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明其誘變和篩選的手段; 誘變劑單因子（UV、UVLiCl、60Co

18、、HNO2、亞硝基胍）誘變處理; 應(yīng)說(shuō)明該菌株如何進(jìn)行標(biāo)記，并提供傳代5代以上的記錄以確保菌種在生產(chǎn)中不會(huì)發(fā)生回復(fù)突變。 實(shí)例: XX鏈霉菌菌種的選育 出發(fā)菌株 uv-315 (紅色) 100% 亞硝基胍 紫外+抗生素 誘變菌株69 169% 高溫 抗生素 分離子株519 分離子株11（檸檬黃） 444% 生產(chǎn)菌（紅色） 生產(chǎn)菌（檸檬黃） 435%發(fā)酵條件多級(jí)發(fā)酵培養(yǎng) - 斜面培養(yǎng)、 - 母瓶種子培養(yǎng)、 - 種子罐培養(yǎng)、 - 接種罐培養(yǎng)、 - 發(fā)酵罐培養(yǎng) 應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明每步的培養(yǎng)基組成、溫度、時(shí)間、質(zhì)控方法，接種量等工藝參數(shù)。并說(shuō)明發(fā)酵培養(yǎng)基的組成。并說(shuō)明最終發(fā)酵罐放罐控制參數(shù)。 實(shí)例2: XX霉

19、素 發(fā)酵工藝流程: 菌種（冷凍管）斜面母瓶種子一級(jí)種子罐培養(yǎng)二級(jí)種子罐培養(yǎng)發(fā)酵罐培養(yǎng) 主要控制點(diǎn): a. 菌種是于冷凍干燥管中放置低溫保藏。 b. 使用前將菌種在無(wú)菌室中打開，接種于高氏培養(yǎng)基（斜面），溫度28，培養(yǎng)8天。 c. 長(zhǎng)好的斜面種子接種于葡萄糖培養(yǎng)基（搖瓶），30培養(yǎng)2天，作為母瓶種子。 d. 母瓶種子接種于一級(jí)種子罐，培養(yǎng)基為葡萄糖酵母粉培養(yǎng)基，培養(yǎng)溫度32，培養(yǎng)時(shí)間為2天，作為一級(jí)種子。 e. 擴(kuò)大種子培養(yǎng)，一級(jí)種子轉(zhuǎn)種于二級(jí)種子罐。培養(yǎng)基與一級(jí)種子培養(yǎng)基相同，培養(yǎng)時(shí)間為2天，溫度為32，作為二級(jí)種子。 f. 二級(jí)種子接種于淀粉、酵母粉培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基，于發(fā)酵罐上32，培養(yǎng)4天

20、。 g. 一、二級(jí)種子以及三級(jí)發(fā)酵均采用攪拌，并通以大氣流 提取工藝過(guò)程: 應(yīng)說(shuō)明詳細(xì)的提取工藝過(guò)程，主要原料和其他化學(xué)試劑的來(lái)源、規(guī)格和初步的三廢處理方案等。 應(yīng)關(guān)注工藝過(guò)程除去發(fā)酵液中雜質(zhì)的能力以及可能對(duì)主藥質(zhì)量產(chǎn)生的影響。 實(shí)例3:XX霉素工藝流程圖: 發(fā)酵液 加草酸酸化至pH3 加HCl、丙酮 板框過(guò)濾 結(jié)晶 濾液 過(guò)濾 調(diào)pH6.5 60以下 上柱吸附 烘干 濾液在柱中滯留 時(shí)間20分鐘 飽和樹脂 包裝 去離子水漂洗至無(wú)色 洗脫 1N HCl 洗脫液濃縮 50左右，740mmHg 濃縮液 50000r/ml以上 除鹽 過(guò)濾 提取精制的中間體質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法中間體名稱控制項(xiàng)目檢測(cè)方法濾液 澄清透明，無(wú)任何沉淀pH6.87.0效價(jià)1