1化学制药工艺优化的必要性
研究化学制药工艺优化的必要性是一个不容忽视的议题,它关系到公众健康、行业进步以及国家医药产业的竞争力。(1)药品研发制药工艺优化直接关系到公众的生命安全和健康福祉。药品作为治疗疾病、保障健康的重要工具,其质量直接关系到患者的治疗效果和生命安全。如果药品研发制药工艺质量不过关,可能导致药品疗效不佳、不良反应频发,甚至危及患者生命,研究药品研发制药工艺质量发展,对于保障公众用药安全、维护社会稳定具有重要意义。(2)药品研发制药工艺优化是推动医药行业持续进步的关键。随着科技的不断发展,新的制药技术、新材料、新设备不断涌现,为药品研发制药提供了更多的可能性和选择。研究药品研发制药工艺质量发展,有助于推动医药行业的技术创新和产业升级,提高药品的研发效率和生产质量,降低生产成本,增强行业竞争力。(3)药品研发制药工艺优化也是提升国家医药产业国际竞争力的必然要求。在全球化的背景下,医药产业的竞争日益激烈。只有不断提升药品研发制药工艺质量,才能在国际市场上赢得更多的份额和声誉。研究药品研发制药工艺优化,有助于了解国际前沿技术和市场动态,为我国医药产业的国际化发展提供有力支撑。
2 化工制药工艺现状以及相关问题
2.1 配液工艺现状
配液作为化工制药前期工艺的重要环节,配液是否合理直接决定了药品功效,如果配液方法不当,甚至会造成安全事故。目前很多化工制药企业依然采取半自动化配液方式,由人工计量、机械制作药液。并且很多配液罐设计不合理,如搅拌速度不可控等,导致出液质量差。虽然我国目前药品配合技术在多年发展中已经十分成熟,但受到工艺特性的制约,配液远达不到大批量生产需求,具有配液流程长、药品容易受到人为因素影响等,甚至因配液时温度掌控不当导致药物药性发生一些变化。目前,国内许多制药公司为了保障药品药性以及减少外界因素影响,采用了新型配液工艺,在很大程度上解决了这些问题。
2.2 结晶工艺现状
目前,化工制药结晶工艺主要有4种。(1)过饱和溶液冷却结晶法。通过将过饱和溶液冷却、降温实现结晶,结晶期间无需投入去除溶剂,具有操作简单、能耗小等优势,但生产率相对较低,自动控制难度大。该方案适用于溶解度随温度降低而降低的情况;如果溶解度随温度升高而减少,则采用加温结晶法。(2)部分溶剂蒸发法。通过一系列的压力措施将一部分溶剂蒸发,如加压、常压、减压下加热蒸发等,保持溶液过饱和度处于一定标准,这样晶体会在溶液中逐渐生成。该方法主要适用于受温度变化影响较小或逆溶解的物系领域。例如,在霉菌素乙醇结晶中,通过真空装置将溶液浓缩至10倍,将溶液温度冷却至5℃,维持低温保持2h,从而获得制霉菌素结晶。(3)化学反应结晶。该方法通过加入一定比例的反应剂或调节pH值的方法生成新物质。随着新物质含量逐渐提升,一旦超出溶解度阈值就会析出结晶。如在青霉素的乙酸丁酯溶液中加入一定量的乙酸钾一乙醇溶液,两种溶液在化学反应中就会逐渐析出青霉素钾盐结晶。(4)盐析结晶。在溶液当中加入另一种物质,从而降低溶液溶解度形成过饱和溶液,并在此过程中形成结晶。可以使用另一种溶剂或使用能够溶入溶液的溶质。如制备盐酸林可霉素结晶,可在盐酸林可霉素溶液中加入一定量的丙酮,即可得到盐酸林可霉素结晶。再如丝裂霉素结晶中,可将甲醇加入丝裂霉素溶液中,即可得到丝裂霉素结晶。不同结晶方法的应用领域或制药品类不同,部分制药企业由于结晶工艺粗略、结晶器形式单一等问题,严重影响药品的微观形态,如晶体不完整、晶体粘结严重、粒度分布宽、结晶回收率低、结晶成本高等问题。药品结晶质量会直接影响药品的粒度、纯度、晶型,而结晶工艺决定了结晶质量。
3 化工制药工艺过程优化方法
3.1 配液工艺优化
新时期,国内外已经推出了多种先进的配液自动化设备,可有效提升化工制药的配液水平。引入先进的配液设备应重点关注新设备及其工艺参数与原有生产体系的匹配性,避免因新旧装置配合度不佳影响制药品质。如若采用新型配液设备改善工艺条件,则要先分析新型设备的配液原理,结合药品配液整体工艺进行分析,进而控制并优化配液比例、生产工艺等参数。可投入化工制药混合配液设备,该设备有支撑底座,且底座上配有电动推杆连接混合配液罐。配液罐上设有加热环,密封盖上有通断电控制器、恒温控制器、温感器等。加热环内壁上有自动化调控温度的加热棒设备,传感器可检测罐内温度情况,避免温度过高或过低,可根据配液需求进行加热和制冷。加热环上有两个在搅拌形式上,由PLC系统控制搅拌杆,搅拌杆根据系统设计标准控制搅拌速率,便于罐内混合液充分搅拌,避免搅拌速率过快或过慢,提高搅拌质量。
3.2 结晶工艺优化
(1)结晶溶剂选择;药品结晶的纯度、晶型等会直接受到溶剂影响,对于结晶药品来说,保证结晶纯度和晶型对保障药品生产质量尤为重要,这就需要合理选择结晶溶剂。在结晶中,不同的溶剂所产生的药物含量、晶型、杂质含量均有所差异,需要在丙酮、丙醇等多类溶剂中选择安全无毒、分离性强、晶体好、不利于杂质析出的溶剂。
(2)结晶体系介稳区宽度测定;结晶析出过程会产生一系列的化学、物理反应,溶液中加入溶质之后会形成新相,期间会有质量、热能传递。在条件固定的情况下,溶剂中加入某一种物质且在溶解中都有一个最大限度,即溶解度、饱和浓度。而想要生成晶核就要做到超溶解度,如果溶质浓度≤饱和浓度,则晶体无法自行析出。结晶通常需要经过3个阶段,首先是形成饱和溶液、其次是形成晶核、最后是晶体生长析出。如果想要让某一物质结晶并析出,则要掌握其溶解度以及超溶解度相关参数信息,从而有效控制结晶过程以及结晶量。超溶解度情况下会形成不稳定区,从而形成结晶;而稳定区内无法形成结晶。如果溶质浓度等于饱和浓度,是会形成自稳定性区,不能自行形成结晶,可通过加入一定量的晶种实现自行结晶。在相同系统中,溶解度曲线相对固定、超溶解度曲线不固定,其中,过饱和速率、有无晶种、晶种表面积、搅拌速率会直接影响该曲率变化。过饱和速率越快,则晶种表面积越大,此时超溶解曲线会逐渐朝向溶解曲线靠近。判断结晶是否过饱和主要根据介稳区宽度确定,因此必须有效测定介稳区宽度,保障结晶过程的有效控制。
(3)晶种制备;为了保证结晶均匀度、控制晶体生长、避免生成其他晶核,应将过饱和度控制在介稳区内,也就是溶剂不会自行生成晶核,通过向溶剂中加入一定量的晶种生成晶体,从而实现结晶控制。生成结晶期间,通过缓慢搅拌,让晶种均匀悬浮在溶液上,同时要注意二次成核情况。在具体操作中,通过加入一定量的晶种并缓慢冷却溶液,在降温速率可控的情况下,溶液始终处在介稳区范围内,通过控制冷却速率来控制晶体生长率,且不会发生成核现象。该方法结晶可保证晶体粒度、质量的可控性,所生成的晶体更加均匀。
4 结束语
综上所述,化工制药工艺的优化有助于提升药品生产质量和使用安全。目前,我国部分化工制药企业的药品生产工艺还存在技术落后、参数不匹配、工艺体系不健全等问题,这就需要化工制药企业提高重视程度,根据制药工艺现状和问题,加强工艺优化、设备更新等工作,完善化工制药工艺流程,确保各项工艺参数的匹配度,从而提高药品生产制作质量和水平,为保障人们用药健康奠定坚实的基础。
参考文献:
[1]董元霖,陈芃任.化学原料药生产基地废气治理改善探讨[J].流程工业,2023(12):36-40.
[2]王宏亮.金属参与的化学合成原料药元素杂质来源浅析[J].药物评价研究,2023,46(12):2689-2698.
[3]卢衍明.化学原料药生产过程中质量风险管理研究[J].化工设计通讯,2023,49(08):198-200.