制药工程导论课件

制药工程导论制药工程导论1

第二讲化学制药技术与工程

2化学药物与化学制药技术概述化学药物合成及工艺基本原理药物的生产及工艺优化化学制药设备及车间工艺设计我国医药工业“十二五”发展规划本讲思考题现代制药工业生产的基本构成123456化学药物与化学制药技术概述现代制药工业生产的基本构成132.1

化学药物与化学制药技术概述药物的定义药物的分类化学药物的定义及特点化学制药技术的研究范围化学制药技术的研究过程与内容2.1化学药物与化学制药技术概述药物的定义化学药物的定义4

药物（Drug）药物（Drug）：药物是人类用来预防、治疗、诊断疾病、或为了调节人体功能，提高生活质量，保持身体健康的特殊化学品。无论是天然药物（植物药、抗生素、生化药物）、合成药物和基因工程药物，就其化学本质而言都是一些元素组成的化学品。 药物（Drug）无论是天然药物（植物药、抗生素、生化药物）52.

化学合成药物

药物的分类及比例1.

中药和天然药物

中药材、中药饮品、中成药

65%以上化学原料药及其制剂

3.

生物制品抗生素、生化药品、放射性药品、血清疫苗、血液制品2.化学合成药物 药物的分类6目前对H7N9禽流感可能有效的药物中药和天然药物：板蓝根冲剂等中药汤剂生物药物：2013年5月1日，美国生物公司Greffex宣布，在全球首先成功研发H7N9禽流感疫苗。第二天，美国另一家生物公司ProteinSciences也对外宣布了H7N9疫苗研发成功的消息。目前对H7N9禽流感可能有效的药物中药和天然药物：板蓝根冲剂7化学合成药物：一是罗氏公司的“达菲”（奥司他韦，Oseltamivir）；二是葛兰素史克公司的“乐感清”

“依乐韦”吸入粉雾剂（扎那米韦，ZANAMIVIR）；三是美国BioCryst制药公司的帕拉米韦（Paramivir）。化学合成药物：一是罗氏公司的“达菲”（奥司他韦，Oselta8化学药物的定义及特点化学药物：通过化学合成的手段来获得的药物药效成分。是人工合成得到的、自然界不存在的。化学药物的定义及特点化学药物：通过化学合成的手段来获得的药物9两组容易混淆的概念

化学药物≠西药

天然产物药物≠中药前者是按生产制备技术来划分后者是按各自的医药学理论来划分两组容易混淆的概念 化学药物≠西药10化学药物的起源、发展和内涵起源晚于天然产物的应用发现阶段：19世纪末至20世纪30年代局限于对已知物质的研究，发现可能的药用价值。如从有机染料中发现磺胺类的抗菌药。发展阶段设计阶段化学药物的起源、发展和内涵起源晚于天然产物的应用发现阶段：111发展阶段20世纪30~60年代青霉素的临床取得成功，合成药物大量涌现。Domagk将百浪多息（Prontosil）用于治疗细菌感染，开创了现代化学治疗的纪元。合成了甾体药物、半合成抗生素、神经系统药物、肿瘤治疗药物等发展阶段20世纪30~60年代青霉素的临床取得成功，合成药物12设计阶段20世纪60年代~旧的药物研发模式的困境（大部分疾病能够得到缓解或治愈，疑难重症的药物治疗水平较低。)“反应停”(Thalidomide)事件的影响。各种相关技术的发展，以及人们对人体认识的深入和药物靶点结构的阐明，均要求科学地进行设计—合理药物设计设计阶段20世纪60年代~旧的药物研发模式的困境（大部分疾病13药物发展各阶段的关系药物发现药物合成药物设计发现阶段发展阶段设计阶段药物发展各阶段的关系药物发现药物合成药物设计发现阶段发展阶段14制药工程导论课件15现代化学制药的技术特征化工过程与设备化工原理药物化学

工程学有机化学化学制药其它相关学科现代化学制药的技术特征化工过程与设备化工原理药物化学 工程学16化学制药技术的研究范围研究、设计和选用最安全、最经济和最简捷的化学合成药物工业生产途径的一门学科；也是研究、选用适宜的中间体和确定优质、高产的合成路线、工艺原理和工业生产过程，实现制药生产过程最优化化学制药工程师将化学制药技术研究的成果工程化。路线---过程优化---工程化化学制药技术的研究范围研究、设计和选用最安全、最经济和最简捷17药物生产工艺研究的过程

Phase

1目标物的结构剖析Phase

2

目标 物的 合成 路线Phase

3

合成路

线的工

业化生

产工艺Phase

4制药的设备及车间路线---过程优化---工程化药物生产工艺研究的过程 Phase1Phase2Phas18化学制药技术的研究过程与内容布洛芬系非甾体类抗炎药，有解热

、镇痛及抗炎作用。用于减轻和消除扭伤、劳损、腰部疼痛、肩周炎、滑囊炎、肌腱及腱鞘炎、痛经、牙痛和术后疼痛、类风湿性关节炎、骨关节炎以及其它非类风湿性关节疾病所致疼痛和炎症。化学制药技术的研究过程与内容布洛芬系非甾体类抗炎药，有解热19商品名：芬必得通用名：布洛芬（Ibuprofen)化学名：异丁苯丙酸辅料包括为：糖、淀粉、硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮。OHOIbuprofen商品名：芬必得通用名：布洛芬（Ibuprofen)辅料包括为20具体的药物生产工艺研究过程

Phase

1实验室工艺

研究

（小试）

Phase

2中试放大研究

（中试）

Phase

3工业生产工艺

研究最大的区别：

投料量的大小和反应装置的不同。具体的药物生产工艺研究过程 Phase1 Phase21投料量不同反应装备和过程不同投料量不同反应装备和过程不同22

布洛芬生产的内容及步骤1.

确定布洛芬的合成的路线（包括选取起始的原

料和反应的条件）2.

合成的工艺问题

（小试—中试—工业化研究）

如何获得布洛芬的最佳生产工艺条件？3.

设备及车间的问题

怎样实现布洛芬的生产？

路线---过程优化---工程化 布洛芬生产的内容及步骤2.合成的工艺问题23布洛芬的合成路线文献报道的有几大类27条之多，参照理想路线标准逐一进行比较和评价，实际有工业应用前景的仅剩有限的几条。布洛芬的合成路线文献报道的有几大类27条之多，参照理想路线标24原子利用率

40.1%原子利用率

77.4%“绿色合成”实际工业化生产的两条路线原子利用率原子利用率实际工业化生产的两条路线252.2化学药物合成及工艺基本原理合成路线设计的重要性著名有机合成家，1965年诺贝尔化学奖获得者R．B．woodward(1956)说：“有机合成工作中有兴奋，有冒险，也有挑战，其中还可能有伟大的艺术”，作为有机合成的“艺术性”，就在于装配复杂分子的简练性、正确性和巧妙性。2.2化学药物合成及工艺基本原理合成路线设计的重要性著名26合成路线设计的基本要求1.对各类、各种基本有机反应的熟悉与掌握；2.逻辑思维能力，对各步反应的选择和排列能运用自如；3.在前二者基础上，上升到“艺术”高度。合成路线设计的基本要求1.对各类、各种基本有机反应的熟悉与掌27药物合成路线设计的基本方法追溯求源法(retrosyntheticanalysis，逆合成分析法)—E.J.Corey（1990年诺贝尔化学奖获得者）1964年创立从药物分子的化学结构出发，将其化学合成过程一步一步地逆向推导进行追溯寻源的方法，也称倒推法。首先从药物合成的最后一个结合点考虑它的前体物质是什么，用什么反应得到。如此继续追溯求源直到最后是可能的化工原料、中间体和其它易得的天然化合物为止。药物合成路线设计的基本方法追溯求源法(retrosynthe28Ibuprofen的合成——倒推法Ibuprofen的合成——倒推法29Ibuprofen的倒推法合成路线Ibuprofen的倒推法合成路线30分子对称法

具有分子对称性的化合物往往可通过两个相同的分子经化学合成反应制得。类型反应法

根据药物分子结构特点，选择典型有机反应，进行合成。分子对称法31药物合成路线的评价原则①反应步骤尽可能少；②每一步产率尽可能高；③反应条件尽可能温和；④中间及最终产物易分离纯化；⑤起始原料尽可能价廉易得、反应时间短药物合成路线的评价原则①反应步骤尽可能少；32通常要得到1个合格的药物，需要从数万至数十万个先导化合物（leadcompound）中完成海选，研究和相关试验耗费时间在10年或更长，花费在10亿美元左右。通常要得到1个合格的药物，需要从数万至数十万个先导化合物（33制药工程导论课件34制药工程导论课件35计算机辅助药物设计计算机辅助药物设计36制药工程导论课件37制药工程导论课件38制药工程导论课件39工艺技术路线的评价和选择1、先进性原则2、适应性原则3、安全可靠性原则4、法规适应性原则工艺技术路线的评价和选择1、先进性原则40化学制药分离工艺基本原理机械分离—非均相体系过滤、沉降传质分离—均相体系—有质量传递，分为

输送分离（速度分离）超滤、反渗透、电泳等

扩散分离（平衡分离）蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附、离子交换等。化学制药分离工艺基本原理机械分离—非均相体系过滤、沉降传质分412.3药物的生产及工艺优化2.3.1

概述2.3.2

制药工艺的小试研究2.3.3

制药工艺的中试研究2.3药物的生产及工艺优化2.3.1概述2.3.2制42药物生产工艺研究的过程

Phase

1实验室工艺

研究

（小试）

Phase

2中试放大研究

（中试）

Phase

3工业生产

工艺

研究药物生产工艺研究的过程 Phase1 Phase243影响制药工艺水平的因素1、反应物的浓度与配料比2、溶剂3、催化剂4、能量的供给5、反应时间及反应终点的控制6、后处理和分离（原料转化最大化，使副产物尽量少）7、产品的纯化和检验影响制药工艺水平的因素1、反应物的浓度与配料比44研究反应条件的实验方法单因素平行试验优选法多因素正交设计优选法均匀设计优选法单纯形优化法研究反应条件的实验方法单因素平行试验优选法45

2.3.2制药工艺的小试研究内容1.实验室研究阶段，尽快获得先导化合物及其衍生物；2.小量试制阶段提出基本适合中试生产的合成路线①研究确定一条最佳合成工艺路线②用工业级原料代替化学试剂③原料和溶剂的回收套用④安全生产和环境卫生 2.3.2制药工艺的小试研究内容及其衍生物；2.小量试制462.3.3制药工艺的中试研究中试放大的作用中试放大的研究内容中试放大的方法中试放大的要求2.3.3制药工艺的中试研究中试放大的作用47药物合成工艺路线的确定药物合成工艺的研究工业化生产工业化

生产

药物合成工艺的研究药物合成工艺

路线的确定？能否进行?还需哪些改进？中试放大药物工艺路线须具有工业生产价值药物合成工艺路线的确定药物合成工艺的研究工业化生产工业化 药48中试放大的研究内容1.生产工艺路线的复审2.设备材质与型式的选择3.搅拌器形式与搅拌速度的考查4.反应条件的进一步研究5.工艺流程与操作方法的确定6.原辅材料和中间体的质量控制中试放大的研究内容1.生产工艺路线的复审49中试放大的方法：经验放大法

凭借经验通过逐级放大来摸索反应器的特征。相似放大法

依据相似特征数相等的原则，一般适用于物理过程如搅拌及传热装置的放大数学模拟放大法

建立数学模型，描述反应器的特征以放大。中试放大的方法：经验放大法50中试放大的要求符合GMP（GoodManufacturingPractice）规范美国规定，在新药申请时需提供原料药中试生产的资料，详细规定了各种必备的资料，需严格执行。中试放大的要求符合GMP（GoodManufacturin51制药工程导论课件522.4化学制药设备及车间工艺设计2.4.1

概述2.4.2

设备材料及防腐（自学内容）2.4.3

制药反应设备2.4.4

车间工艺设计2.4化学制药设备及车间工艺设计2.4.1概述53原料预处理化学反应产品分离及后处理产品一般合成原料药的生产过程

中心环节

对产品的收率和质量有决

定性的影响。

原料预处理化学反应产品分离及后处理产品一般合成原料药的生产过54

化学制药工艺与反应设备、车间工艺的关系化学药品合成工艺反应设备 化学制药工艺与化学药品合成工艺反应设备55

反应器基本理论反应器的基本型式搅拌器的基本理论、分类、各自的优缺点

间歇搅拌釜式反应器制药工业中应用最多的反应器，其结构、特点、应用及相关问题2.4.3制药反应设备反应器基本理论搅拌器的基本理论、分类、各自56不同规模的化学反应装置不同规模的化学反应装置57实验室的化学反应——基本不考虑传递的影响工业规模的化学反应——传递过程成为主要矛盾工业化学反应过程——具有一定反应特性的物料在具有一定传递特性的设备中进行化学变化的过程，反应好坏、收率高低取决于：（1）反应本身的特性（2）

反应设备的特性，即传递过程特性（一反）

（三传）工业反应过程（宏观反应过程）——化学反应与物理变化过程的综合，涉及流体动量传递、传热、传质实验室的化学反应——基本不考虑传递的影响（1）反应本身的特性58（a）釜式反应器；（b）管式反应器；（c）板式塔；（d）填料塔；（e）鼓泡塔；（f）喷雾塔；（g）固定床反应器；（h）流化床反应器；实质是按传递过程的特征分类，相同结构反应器内物料具有相同流动、混和、传质、传热等特征。反应器的不同结构型式（a）釜式反应器；（b）管式反应器；（c）板式塔；（d）填料59反应器的不同结构型式反应器的不同结构型式601.分批(或称间歇)式操作一次性加入反应物料，在一定条件下，经过一定的反应时间，达到所要求的转化率时，取出全部物料的生产过程。通常采用釜式反应器，且反应过程中既无物料加入，又无物料输出，因此可视为恒容过程。由于药品的生产规模一般较小，且品种多，生产工艺复杂，而间歇反应器具有装置简单、操作方便、适应性强等优点，因此在制药工业有着广泛的应用。1.分批(或称间歇)式操作一次性加入反应物料，在一定条件下，61

向反应器中连续加入反应物料和取出产物的生产过程。属定态过程，反应器内参数不随时间而改变，工艺参数在设备的任何一点不随时间而改变，产品质量稳定，易于自动控制。适于大规模生产。2.连续式操作 向反应器中连续加入反应物料和取出产适于大规模生产。2.连续62反应器内流体流动类型理想流动非理想流动全混流返混程度最大中间流部分返混平推流逆向混合或返混程度为零实际反应器与理想反应器反应器内流体流动类型理想流动非理想流动全混流返混程度最大中间63平推流反应器全混流反应器连续流动反应器完全没有返混返混极大(a)

理想流动反应器－操作方式间歇反应器

(b)(c)平推流反应器全混流反应器连续流动反应器完全没有返混返混极大(64三种最基本的反应器型式间歇操作搅拌釜连续操作搅拌釜连续操作管式反应器三种最基本的反应器型式间歇操作搅拌釜连续操作搅拌釜连续操作管65特点：全部物料反应时间相同；物系参数（温度、浓度或组成等）随τ而定；生产周期性进行；主要用于液相反应、液固相反应或气液鼓泡反应。优点：易于控制操作条件，便于清洗，适应性强缺点：生产量小间歇操作搅拌釜(BSTR)特点：全部物料反应时间相同；物系参数（温度、浓度或组成等）随66连续操作搅拌釜特点：搅拌充分，任一瞬间釜内各点的T

、C一致，出口物料T

、C状态与器内相同。

物料连续进入、流出。达到稳态时，釜内反应物T

、C不随τ而变，

CA、CA0、

T只有一个值优点：生产量大缺点：达到相同x，所需的VR

较大。连续操作搅拌釜特点：搅拌充分，任一瞬间釜内各点的T、C一致67连续操作管式反应器特点：反应物料连续加入、流出；反应物沿流动方向前进，τ是L

的函数

；物系参数（T

C

P）随空间而变

稳态时，器内任一空间处物系参数不随τ而变优点：生产量大连续操作管式反应器特点：反应物料连续加入、流反应物沿流动方向68间歇搅拌釜式反应器概述釜式反应器的基本结构釜式反应器的搅拌器搅拌釜式反应器的传热间歇搅拌釜式反应器概述釜式反应器的基本结构釜69间歇操作釜式反应器缺点：设备生产效率低生产量小生产辅助时间较长优点：结构简单，加工方便传质效率高，温度分布均匀，便于控制和改变工艺条件操作灵活，便于更换品种，小批量生产间歇操作釜式反应器缺点：设备生产效率低生产量小生产辅助时间较70釜式反应器的结构釜式反应器的结构主要包括1.釜体2.搅拌装置3.轴封4.换热装置四大部分组成。釜式反应器的结构釜式反应器的结构主要包括1.釜体2.搅拌装置711.釜式反应器的釜体结构釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。1.釜式反应器的釜体结构釜式反应器的壳体结构包括筒体、底、盖72制药工程导论课件732.釜式反应器的搅拌装置釜式反应器的的搅拌装置主要由搅拌轴和搅拌电机组成2.釜式反应器的搅拌装置釜式反应器的的搅拌装置主要由搅拌轴74

常用搅拌器的型式、结构和特点在化学制药工业中常用的搅拌装置是机械搅拌装置，

典型的机械搅拌装置包括1、搅拌器：包括旋转的轴和装在轴上的叶轮；2、辅助部件和附件：包括密封装置、减速箱、搅拌

电机、支架、挡板和导流筒等。

搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。 常用搅拌器的型式、结构和特点 搅拌器是实现搅拌操作的主要751.螺旋浆式（推进式）搅拌器1.螺旋浆式（推进式）搅拌器762.涡轮式搅拌器2.涡轮式搅拌器773.浆式搅拌器3.浆式搅拌器784.框式和锚式搅拌器4.框式和锚式搅拌器795.螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器螺带式搅拌器，常用扁钢按螺旋形绕成，直径较大5.螺带式搅拌器和螺杆式搅拌器螺带式搅拌器，80常用搅拌器的型式、结构和特点

推进式搅拌器

涡轮式搅拌器浆式搅拌器锚式和框式搅拌器

螺带式搅拌器

小直径高转速搅拌器

适用于低粘度液体大直径低转速搅拌器

适用于高粘度液体常用搅拌器的型式、结构和特点 推进式搅拌器 小直径高转速搅拌81釜式反应器的换热装置釜式反应器的换热装置82积，而传热面积由工艺要求确定。夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高出50－100mm左右，以保证传热。

夹套式夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。夹套上有传热介质的进出口

夹套的高度取决于传热面积，而传热面积由工艺要求确定。夹套高度一般应高于料液的高度，83蛇管式当工艺需要的传热面积大，单靠夹套传热不能满足要求时，

或者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，

可采用蛇管、插入套管、插入D形管等传热。蛇管式当工艺需要的传热面积大，单靠夹套传热不能满足 或者是反842.4.4车间工艺设计2.4.4车间工艺设计852.4.4车间工艺设计工艺流程设计物料衡算及能量衡算车间布置和管路设计非工艺设计基础生活间的设计环境保护设计的先后次序2.4.4车间工艺设计工艺流程设计设86abcde

工艺流程设计工艺流程框图设备流程图物料流程图带控制点的流程图带控制点的施工流程图逐步细化a 工艺流程设计逐87①、工艺流程框图工艺流程框图主要内容:物料由原料转变为成品的全部过程。原料及中间体流向采用化学反应和单元过程的名称①、工艺流程框图工艺流程框图主要内容:物料由原料转变为成品的88

②、设备工艺流程图

以一定几何图形表示的设备示意图

设备之间的竖向关系全部原料，中间体及三废名称及流向

必要的文字注释 ②、设备工艺流程图89制药工程导论课件90左中右副产物+三废原料及中间产物工艺过程、主产物

③、物料流程图工艺流程图完成之后进行的定量设计

框图—表示过程名称，流程号及物料组成和数量，

分三纵行：左中右副产物+三废原料及中间产物工艺过程、主产物 ③、物料91制药工程导论课件92物料流程图+工艺设备设计+自控设计组成

——物料流程、设备一览表，图例，图

签，图框。④、带控制点工艺流程图物料流程图+工艺设备设计+自控设计组成④、带控制点工艺流程图93制药工程导论课件94物料衡算及能量衡算物料衡算——计算进入与离开某一过程或反应器的各种物料的数量、组分以及组分的含量即产品的质量、原辅材料的消耗量、副产物量、

“三废”排放量，水、电、汽消耗量等。物料衡算是化工计算中最基本，也是最重要的内容之一。它也是能量衡算的基础。物料衡算及能量衡算物料衡算——计算进入与离开某95车间布置和管路设计一、

车间布置的重要性和任务

1、重要性——车间工艺设计的重要环节之一

2、任务:

a、确定车间的火灾管理类别、级别及卫生标

准。

b、确定车间建筑物和露天场所的主要尺寸，

对生产、辅助及行政生活区域位置作出安排。

c、确定全部工艺设备的固定位置。车间布置和管路设计一、车间布置的重要性和任务96车间组成：1.

生产部分2.

辅助生产部分3.

行政－生活部分车间组成：1.生产部分2.辅助生产部分3.97制药工程导论课件98GMP与“精烘包”工序设计GMP与“精烘包”工序设计99必须以预防为主，在生产过程中建立质量保证体系，实行全面质量管理硬件——厂房、设备、环境软件—先进可靠的生产工艺，严格

的生产管理制度及质量控制

GMP制度对药厂设计的指导意义中心思想——任何药品质量的形成是设计和生产出来的，而非检验出来的。必须以预防为主，在生产过程中建立质量保证体系，实行全面质量管100“精烘包”——原料药生产最后工序，影响成品质量的关键步骤精——精制（粗品溶解、脱色、过滤、重结晶、过滤或浓缩液无菌过滤）烘——干燥、粉碎、筛分或喷雾干燥；包——包装与普通的工序相比有特殊的要求。精烘包工序设计“精烘包”——原料药生产最后工序，影响成品质量的精——精制（101管道设计管道设计102

原则：

1、满足工艺、安装检修的需要

2、安全、整齐、美观

3、在满足1、2的前体下，投资最省，经常性费用支出最小。管道布置的一般原则 原则：管道布置的一般原则103化学制药的安全防护与环保防火防爆安全

卫生化学制药的安全防护与环保防火防爆104

生产的火灾危险性分类——按照生产过程中，使用或产生的物质的危险性分类（甲乙丙丁戊五类）

以上不同性质的生产，应按火灾危险性较大的部分分类。对甲乙类厂房，必须采用相应的防火防爆措施。防火 生产的火灾危险性分类——按照生产过程中，使用或产生的物质的105建筑设计防火规范GB50016-2006建筑设计防火规范GB50016-2006106厂房的防爆（一）、采用框架防爆结构（二）、设置泄压面积（三）、合理布置（四）、设备安全出口（五）、杜绝火源厂房的防爆（一）、采用框架防爆结构107压力容器的安全装置(1)安全阀(2)爆破片（平板型、正拱型和反拱型）(3)易熔合金塞(4)压力表压力容器的安全装置(1)安全阀(3)易熔合金塞108环境保护

防治污染的主要措施1.

首先，从源头入手，采用绿色生产工艺；2.

其次，对排放的污染物综合利用；3.

最后，对污染物进行无害化处理。环境保护 防治污染的主要措施1092.5医药工业“十二五”发展规划2.5医药工业“十二五”发展规划110“十一五”期间，我国医药工业快速发展，在保护和增进人民健康、应对自然灾害和公共卫生事件、促进经济社会发展等方面发挥了重要作用。为更好地满足人民群众日益增长的健康需要，落实深化医药卫生体制改革任务，加快结构调整和转型升级，促进医药工业由大变强，根据《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》、《中共中央国务院关于深化医药卫生体制改革的意见》、《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》和《工业转型升级规划（2011—2015年）》，编制本规划。规划期为2011～2015年。“十一五”期间，我国医药工业快速发展，在保护和增进人民健康、111一、“十一五”发展回顾（一）规模效益快速增长。 2010年，医药工业完成总产值12427亿元，比2005年增加8005亿元，年均增长23%，比“十五”提高3.8个百分点。完成工业增加值4688亿元，年均增长15.4%，快于GDP增速和全国工业平均增速。实现利润总额1407亿元，年均增长31.9%，比“十五”提高12.1个百分点，效益增长快于产值增长。一、“十一五”发展回顾（一）规模效益快速增长。112（二）技术创新成果显著。

国家通过“重大新药创制”等专项，投入近200亿元，带动了大量社会资金投入医药创新领域，通过产学研联盟等方式新建了以企业为主导的五十多个国家级技术中心，技术创新能力不断加强。盐酸安妥沙星、重组幽门螺旋杆菌疫苗等创新药物获得批准，重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白等单抗药物实现产业化，复方丹参滴丸进入美国三期临床试验，超声诊断、监护仪等产品竞争力显著增强，大规模细胞培养、生物催化等技术应用取得突破，阿莫西林、维生素E等一批大品种生产技术水平提高，新产品、新技术开发成效明显。（二）技术创新成果显著。113（三）企业实力进一步增强。

在市场增长、技术进步、投资加大、兼并重组等力量的推动下，涌现出一批综合实力较强的大型企业集团。销售收入超过100亿元的工业企业由2005年的1家增加到2010年的10家，超过50亿元的企业由2005年的3家达到2010年的17家。扬子江药业、哈药集团、石药集团、北京同仁堂、广药集团、山东威高等大型企业集团规模不断壮大，江苏恒瑞、浙江海正、天士力、神威药业、深圳迈瑞等一批创新型企业快速发展，特别是中国医药集团、上海医药集团、华润医药集团等骨干企业集团通过并购重组迅速扩大规模，实现了产业链整合，提升了市场竞争力。医药大企业成为国家基本药物供应的主力军，有效保障了基本药物供应。（三）企业实力进一步增强。114（四）区域发展特色突出。

东部沿海地区发挥资金、技术、人才和信息优势，加强产业基地和工业园区建设，促进集聚发展，大力发展生物医药和高端医疗设备，“长三角”、“珠三角”和“环渤海”三大医药工业集聚区的优势地位更加突出，辐射能力不断增强。2010年，山东、江苏、广东、浙江、上海、北京的医药工业总产值总和占全行业的50%以上；销售收入前100位工业企业中，约三分之二集中在三大区域。中西部地区依托资源优势，积极承接产业转移，大力发展特色医药经济，吉林、江西、四川、贵州等省中药总产值进入全国前5位。（四）区域发展特色突出。115（五）对外开放水平稳步提升。

医药出口持续快速增长，2010年，出口总额达到397亿美元，“十一五”年均增长23.5%。我国作为世界最大化学原料药出口国的地位得到进一步巩固，抗生素、维生素、解热镇痛药物等传统优势品种市场份额进一步扩大，他汀类、普利类、沙坦类等特色原料药已成为新的出口优势产品，具有国际市场主导权的品种日益增多。监护仪、超声诊断设备、一次性医疗用品等医疗器械出口额稳步增长。制剂面向发达国家出口取得突破，“十一五”期间通过欧美质量体系认证的制剂企业从4个增加到24个。境外投资开始起步，一批国内企业在境外投资设立了研发中心或生产基地。利用外资质量进一步提高，“十一五”期间大型跨国医药公司在华新增投资约200亿元，其中研发投资近70亿元，有十余家企业在我国设立了全球或区域研发中心。（五）对外开放水平稳步提升。116（六）应急保障能力不断提高。

中央与地方两级医药储备得到加强，增加了实物储备的品种和数量，新增了特种药品和疫苗的生产能力储备，在应对突发事件和保障重大活动安全等方面发挥了重要作用。在应对甲型H1N1流感疫情的过程中，提前完成了2600万人份抗病毒药物和1.55亿剂疫苗的应急研发、改造扩能、生产和储备调运任务，满足了疫情防控需要。在应对汶川、玉树地震灾害中，调运了200多个品规的总值近3亿元的医药产品，为抗震救灾作出了积极贡献。在北京奥运会、国庆60周年、上海世博会和广州亚运会期间，建立了中央与地方两级储备联动机制，有效保障了重大活动的顺利举办。（六）应急保障能力不断提高。117二、“十二五”面临的形势（一）国际方面 今后5年，预计全球药品销售将保持3%～6%的增速，到2015年达到约11000亿美元。美欧日等发达国家市场仍居全球药品消费主导地位，但市场增速将放缓至1%～4%。以巴西、俄罗斯和印度为代表的十几个新兴医药市场受经济快速发展、居民收入增加、医保体系健全等因素驱动，预计将以14%～17%的速度增长，成为拉动全球药品消费增长的主要力量。1．全球医药市场继续保持增长二、“十二五”面临的形势（一）国际方面 今后5年，预计全球药1182．生物技术药物进入大规模产业化阶段

随着化学新药创制难度增大，生物技术药物逐步成为创新药物的重要来源。全球已有100多个生物技术药物上市销售，另有400多个品种可能完成临床研究投放市场。生物技术药物销售收入已连续多年保持了15%以上的增速，是全部药品销售收入增速的两倍以上。2010年世界前20位畅销药中有7个生物技术药物，预计到2020年，生物技术药物占全部药品销售收入的比重将超过三分之一。2．生物技术药物进入大规模产业化阶段119/assignment.pdf/a1203．通用名药面临重大发展机遇

今后5年，全球将有130多个专利药物陆续专利到期，总销售额在1000亿美元以上，其中一些品种的临床应用短期内很难有新品种替代，这将为通用名药释放很大的市场空间。发达国家为减轻财政负担，控制医药费用支出，纷纷出台政策鼓励通用名药的开发和使用，控制高价专利药的使用，将极大地促进通用名药销售的增长。注：通用名药（Genericdrugs）是指已过专利保护期的原创药的仿制药。3．通用名药面临重大发展机遇1214．产业整合呈现新趋势

合同研发和合同生产发展迅速，包括我国在内的一些临床资源丰富、研发和制造业基础好、综合成本低的发展中国家正在成为全球合同研发和合同生产的重要基地。并购重组活跃，大规模的并购交易不断涌现，专利药公司通过并购和联盟等方式大力发展通用名药成为新趋势。新兴医药市场愈发得到重视，跨国医药企业不断加大投入，加强生产基地和研发中心建设，积极推动新药全球同步研发和上市。4．产业整合呈现新趋势122/scorecard/ma/http://www.currentpartnering.c123（二）国内方面

1．医药需求快速增长

由于人口增长，老龄化进程加快，医保体系不断健全，居民支付能力增强，人民群众日益提升的健康需求逐步得到释放，我国已成为全球药品消费增速最快的地区之一，有望在2020年以前成为仅次于美国的全球第二大药品市场。（二）国内方面1242．医药卫生体制改革不断深化

深化医药卫生体制改革要求逐步建立覆盖城乡居民的公共卫生服务体系、医疗服务体系、医疗保障体系和药品供应保障体系，形成四位一体的基本医疗卫生制度，为群众提供安全、有效、方便、价廉的医疗卫生服务，这将进一步扩大消费需求和提高用药水平，为我国医药工业发展带来机遇。2．医药卫生体制改革不断深化1253．生物医药成为战略性新兴产业的发展重点

国务院《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》将培育发展战略性新兴产业作为当前推进产业结构升级和加快经济发展方式转变的重大举措，生物医药被列为重点发展领域之一。国家通过实施重大产业创新发展工程、重大应用示范工程、加大财税金融政策扶持等方式推动战略性新兴产业的快速发展，将为医药工业实现产业升级提供强有力的支持。3．生物医药成为战略性新兴产业的发展重点1264．资本市场快速发展

随着我国资本市场改革和发展，创业板股票市场开设，风险投资、私募股权投资规模不断扩大，医药成为受益最大的行业之一。越来越多的医药企业通过资本市场募集资金，为技术创新、开拓市场、兼并重组和中小企业发展创造了条件。同时，风险投资分散了新药开发的风险，有力支持了医药技术创新活动。4．资本市场快速发展1275．药品质量安全要求提高

“国家药品标准提高行动计划”有序推进，新版《中国药典》药品安全性检测标准明显提高，药品注册申报程序进一步规范，不良反应监测和药品再评价工作得到加强，新版《药品生产质量管理规范》（GMP）正式实施，药品电子监管体系逐步建立，均对药品生产质量提出了更高的要求，有利于提高药品质量安全水平，促进行业有序竞争和优胜劣汰。5．药品质量安全要求提高128制药工程导论课件1296．环境和资源约束更趋强化

制药工业水污染物排放新标准全面实施，化学原料药生产面临更大的环保压力；能源成本上升，节能要求提高，水资源短缺，水价上涨，中药材供不应求，资源约束加剧，对医药工业转变发展方式形成了“倒逼机制”。6．环境和资源约束更趋强化130三、发展目标1．产业规模平稳较快增长。工业总产值年均增长20%，工业增加值年均增长16%。2．确保基本药物供应。基本药物生产规模不断扩大，集约化水平明显提高，有效满足临床需求。基本药物生产向优势企业集中，主要品种销售前20位企业占80%以上市场份额。三、发展目标131 3．技术创新能力增强。建立健全以企业为主体的技术创新体系，重点骨干企业研发投入达到销售收入的5%以上，创新能力明显提高。获得新药证书的原创药物达到30个以上，开发30个以上通用名药物新品种，完成200个以上医药大品种的改造升级，开发50个以上掌握核心技术的医疗器械品种。 4．质量安全上水平。全国药品生产100%符合新版GMP要求，药品质量管理水平显著提高。加快国际认证步伐，200个以上化学原料药品种通过美国FDA检查或获得欧盟COS证书，80家以上制剂企业通过欧美日等发达国家或WHO的GMP认证。

注：COS,CertificateofSuitability,欧洲药典适用性认证 3．技术创新能力增强。建立健全以企业为主体的技术创新体系，132 5．产业集中度提高。到2015年，销售收入超过500亿元的企业达到5个以上，超过100亿元的企业达到100个以上，前100位企业的销售收入占全行业的50%以上。 6．国际竞争力提升。医药出口额年均增长20%以上。改善出口结构，有国际竞争优势的品种显著增多，制剂出口比重达到10%以上，200个以上通用名药物制剂在欧美日等发达国家注册和销售。“走出去”迈出实质步伐，50家以上企业在境外建立研发中心或生产基地。 7．节能减排取得成效。单位工业增加值能耗较“十一五”末降低21%，单位工业增加值用水量降低30%，清洁生产水平明显提升。 5．产业集中度提高。到2015年，销售收入超过500亿元的133四、主要任务（一）增强新药创制能力

提升生物医药产业水平，持续推动创新药物研发。坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合，在恶性肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病、感染性疾病等重大疾病领域，呼吸系统、消化系统等多发性疾病领域，罕见病和儿童用药领域，加快推进创新药物开发和产业化，着力提高创新药物的科技内涵和质量水平。支持企业在国外开展创新药物临床研究和注册。实现一批临床用量大的专利到期药物的开发生产，填补国内空白。八大领域四、主要任务 提升生物医药产业水平，持续推动创新药物研发。坚134 加强医药创新体系建设。进一步发挥企业在技术创新体系中的主体作用，支持骨干企业技术中心建设，提高企业承担国家科技项目的比重，增强新药创制和科研成果转化能力。引导和扶持创新活跃、技术特色鲜明的中小企业发展，培育成为医药创新的重要力量。继续推动企业和科研院所合作，构建高水平的综合性创新药物研发平台和单元技术研究平台。完善医药创新支撑服务体系，加强药物安全评价、新药临床评价、新药研发公共资源平台建设。 鼓励发展合同研发服务。推动相关企业在药物设计、新药筛选、安全评价、临床试验及工艺研究等方面开展与国际标准接轨的研发外包服务，创新医药研发模式，提升专业化和国际化水平。 加强医药创新体系建设。进一步发挥企业在技术创新体系中的主体135（二）提升药品质量安全水平

全面实施新版GMP。推动企业完善质量管理体系，健全管理机构，规范生产文件管理，提高生产环境标准，建立和落实质量风险管理、供应商审计、持续稳定性考察等质量管理制度，完善药品安全溯源体系。强化企业质量主体责任，树立质量诚信意识，认真实施质量受权人制度，加强员工培训，提高员工素质，实现全员、全过程、全方位参与质量管理，严格执行GMP，显著提升我国药品质量管理整体水平。鼓励有条件的企业开展发达国家或WHO的GMP认证，带动我国药品质量管理与国际接轨。（二）提升药品质量安全水平136 不断提高质量标准。健全以《中国药典》为核心的国家药品标准体系，继续推进药品标准提高行动计划，重点提高基本药物、中药、民族药、高风险品种、药用辅料和包装材料的质量标准。加强医疗器械标准体系建设，实施国家医疗器械标准提高行动计划，重点提高基础性和通用性标准，以及高风险产品、自主知识产权产品和量大面广产品的标准。强化标准科学性、合理性及可操作性研究，提高标准的权威性和严肃性。 不断提高质量标准。健全以《中国药典》为核心的国家药品标准体137（三）提高基本药物生产供应保障能力

完善基本药物生产供应保障模式。对用量大、生产厂家多的品种，促进生产能力向优势企业集中，提高规模化和集约化水平。对用量小、企业生产不经济的品种，研究采用定点生产方式集中生产，保障供应。对用量不确定、企业不常生产的品种，加快建立常态化基本药物储备。完善招标采购、药品价格等政策，调动企业生产基本药物的积极性。

提高基本药物生产技术水平。支持基本药物生产企业不断改进生产工艺，推广应用新技术和新装备，加快实施新版GMP改造，稳步提高产品质量，有效降低生产成本。（三）提高基本药物生产供应保障能力138（四）加强企业技术改造（五）调整优化组织结构（六）优化产业区域布局（七）加快国际化步伐（四）加强企业技术改造139（八）推进医药工业绿色发展 提高清洁生产和污染治理水平。以发酵类大宗原料药污染防治为重点，鼓励企业开发应用生物转化、高产低耗菌种、高效提取纯化等清洁生产技术，加快高毒害、高污染原材料的替代，从源头控制污染。开发生产过程副产物循环利用和发酵菌渣无害化处理及综合利用技术，提高废水、废气、废渣等污染物治理水平。 大力推进节能节水。实施能量系统优化工程，推动节能技术和设备的应用，对空压机、制冷机等高能耗设备进行节能改造，提高能源利用效率，降低综合能耗。加快节水技术和设备的推广，提高水循环利用率，降低水耗。严格执行制药工业节能节水标准，淘汰能耗高、运行效率低的落后工艺设备。

（九）提高医药工业信息化水平（八）推进医药工业绿色发展140五、重点领域（一）生物技术药物（二）化学药新品种（三）现代中药（四）先进医疗器械（五）新型药用辅料、包装材料及制药设备

在严重危害人民群众生命健康的重大疾病和多发性疾病领域，加强具有自主知识产权的化学新药开发。抓住一批临床用量大的产品专利到期的机遇，加快通用名药新产品开发。加强新工艺、新装备的开发与应用，提高制剂生产水平，培育新的具有国际竞争优势的特色原料药品种。五、重点领域（一）生物技术药物141一、产品

抗感染药物：重点开发抗病毒（如肝炎、流感、艾滋病等）、抗多药耐药菌、抗深部和多重真菌、抗耐药结核杆菌、抗其他微生物（如衣原体、支原体、疟疾、寄生虫等）的新型抗感染药物。

抗肿瘤药物：重点开发治疗肺癌、肝癌、乳腺癌、胃癌、结肠癌等我国高发性肿瘤疾病的毒副作用小、临床疗效高的靶向、高选择性抗肿瘤药及辅助用药。一、产品142

心脑血管疾病药物：重点开发防治高血压、脑卒中、心力衰竭、心肌梗死、肺动脉高压、高血脂和血栓形成等疾病的作用机制新颖、长效速效、用药便捷的新型单、复方药物。

内分泌及代谢疾病药物：重点开发治疗糖尿病、骨质疏松及其他营养代谢综合症的作用机制新颖、长效高效、用药便捷的新型单、复方药物。精神神经疾病药物：重点针对抑郁、焦虑、失眠、精神分裂等精神性疾病，阿尔茨海默氏病、帕金森氏病等神经退行性疾病，慢性神经性疼痛等，开发解除症状的速效药物和缓解病情的长效药物。 心脑血管疾病药物：重点开发防治高血压、脑卒中、心力衰竭、心143

免疫系统疾病药物：重点开发治疗类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、银屑病、痛风、免疫低下等高发性疾病以及移植排异反应的新型免疫调节剂。

此外，针对我国存在用药空白、短缺或产品落后的其它高发多发性疾病，严重危害生命健康的罕见病，技术落后的儿童用药，开展相应的新产品研发及生产。 免疫系统疾病药物：重点开发治疗类风湿性关节炎、系统性红斑狼144二、技术1.原料药

微生物大规模发酵及分离纯化技术：利用系统生物学和基因工程技术改良优选工业生产菌种；应用代谢流分析及全局调控方法开发发酵过程优化放大技术；针对不同产品特点，开发符合规模化生产要求的分离纯化新技术。二、技术145

手性合成和拆分技术：针对手性合成反应中催化剂类型和成本限制、产物光学纯度、催化剂中毒等技术瓶颈，开展催化剂、催化工艺等关键技术的研究和产业化应用；针对手性拆分中的效率、成本、环保等问题，开展新型拆分剂、新型拆分方法的研究和产业化应用。

生物催化合成技术：针对化学合成中高污染、高成本、高能耗和低收率环节，开展生物催化技术的研究和产业化应用，积极开展合成生物技术研究。

晶型制备技术：针对有晶型控制要求的药物，开展结晶技术及晶型在线控制技术的研究和产业化应用。 手性合成和拆分技术：针对手性合成反应中催化剂类型和成本限制1462.制剂

缓释、控释、长效制剂技术：针对心血管疾病、糖尿病、神经精神类疾病等慢性病的治疗需求，开展口服缓控制剂、长效制剂、相关辅料、过程控制研究，推动相关释药技术的产业化应用。

速释制剂技术：针对心肌梗死、哮喘、癫痫等疾病迅速缓解病情的治疗需求，开展喷雾剂、吸入剂、速崩剂等药物速释技术研究和产业化应用。2.制剂147

靶向释药技术：针对肿瘤等病灶明确的疾病，开展靶向释药技术和相关辅料、过程控制等方面研究，推动相关释药技术的产业化应用。

透皮和粘膜给药制剂技术：结合临床需求，开展透皮贴剂、凝胶剂和喷雾剂等透皮释药技术的开发应用；围绕速释、局部治疗、多肽给药等临床需求，开展口腔、鼻腔、直肠等粘膜给药技术的开发应用。 靶向释药技术：针对肿瘤等病灶明确的疾病，开展靶向释药技术和148

工业和信息化部统筹负责本规划的组织实施。建立跨部门分工协作、共同推进的工作机制，加强对规划实施的统一领导和精心组织，制定规划实施细则，确保各项任务和措施落到实处。建立规划实施动态评估机制，做好行业运行监测，及时做好发展形势的分析和信息发布，引导产业健康发展。

各地工业和信息化主管部门要按照职责分工，抓紧制定与本规划相衔接的实施方案，落实地方配套政策。相关行业协会要积极参与相关工作，协同推进本规划的贯彻落实。七、规划组织实施 工业和信息化部统筹负责本规划的组织实施。建立跨部门分工协作149本讲思考题有人说：“化学药物已经过时了，现在是天然药物和生物药物的时代。因此，没必要学习化学制药的相关知识。”你是否同意这种观点？说明理由。通过实地参观学习，了解华润赛科相关产品生产工艺和设备。本讲思考题有人说：“化学药物已经过时了，现在是天然药物和生物150制药工程导论制药工程导论151

第二讲化学制药技术与工程

152化学药物与化学制药技术概述化学药物合成及工艺基本原理药物的生产及工艺优化化学制药设备及车间工艺设计我国医药工业“十二五”发展规划本讲思考题现代制药工业生产的基本构成123456化学药物与化学制药技术概述现代制药工业生产的基本构成11532.1

化学药物与化学制药技术概述药物的定义药物的分类化学药物的定义及特点化学制药技术的研究范围化学制药技术的研究过程与内容2.1化学药物与化学制药技术概述药物的定义化学药物的定义154

药物（Drug）药物（Drug）：药物是人类用来预防、治疗、诊断疾病、或为了调节人体功能，提高生活质量，保持身体健康的特殊化学品。无论是天然药物（植物药、抗生素、生化药物）、合成药物和基因工程药物，就其化学本质而言都是一些元素组成的化学品。 药物（Drug）无论是天然药物（植物药、抗生素、生化药物）1552.

化学合成药物

药物的分类及比例1.

中药和天然药物

中药材、中药饮品、中成药

65%以上化学原料药及其制剂

3.

生物制品抗生素、生化药品、放射性药品、血清疫苗、血液制品2.化学合成药物 药物的分类156目前对H7N9禽流感可能有效的药物中药和天然药物：板蓝根冲剂等中药汤剂生物药物：2013年5月1日，美国生物公司Greffex宣布，在全球首先成功研发H7N9禽流感疫苗。第二天，美国另一家生物公司ProteinSciences也对外宣布了H7N9疫苗研发成功的消息。目前对H7N9禽流感可能有效的药物中药和天然药物：板蓝根冲剂157化学合成药物：一是罗氏公司的“达菲”（奥司他韦，Oseltamivir）；二是葛兰素史克公司的“乐感清”

“依乐韦”吸入粉雾剂（扎那米韦，ZANAMIVIR）；三是美国BioCryst制药公司的帕拉米韦（Paramivir）。化学合成药物：一是罗氏公司的“达菲”（奥司他韦，Oselta158化学药物的定义及特点化学药物：通过化学合成的手段来获得的药物药效成分。是人工合成得到的、自然界不存在的。化学药物的定义及特点化学药物：通过化学合成的手段来获得的药物159两组容易混淆的概念

化学药物≠西药

天然产物药物≠中药前者是按生产制备技术来划分后者是按各自的医药学理论来划分两组容易混淆的概念 化学药物≠西药160化学药物的起源、发展和内涵起源晚于天然产物的应用发现阶段：19世纪末至20世纪30年代局限于对已知物质的研究，发现可能的药用价值。如从有机染料中发现磺胺类的抗菌药。发展阶段设计阶段化学药物的起源、发展和内涵起源晚于天然产物的应用发现阶段：1161发展阶段20世纪30~60年代青霉素的临床取得成功，合成药物大量涌现。Domagk将百浪多息（Prontosil）用于治疗细菌感染，开创了现代化学治疗的纪元。合成了甾体药物、半合成抗生素、神经系统药物、肿瘤治疗药物等发展阶段20世纪30~60年代青霉素的临床取得成功，合成药物162设计阶段20世纪60年代~旧的药物研发模式的困境（大部分疾病能够得到缓解或治愈，疑难重症的药物治疗水平较低。)“反应停”(Thalidomide)事件的影响。各种相关技术的发展，以及人们对人体认识的深入和药物靶点结构的阐明，均要求科学地进行设计—合理药物设计设计阶段20世纪60年代~旧的药物研发模式的困境（大部分疾病163药物发展各阶段的关系药物发现药物合成药物设计发现阶段发展阶段设计阶段药物发展各阶段的关系药物发现药物合成药物设计发现阶段发展阶段164制药工程导论课件165现代化学制药的技术特征化工过程与设备化工原理药物化学

工程学有机化学化学制药其它相关学科现代化学制药的技术特征化工过程与设备化工原理药物化学 工程学166化学制药技术的研究范围研究、设计和选用最安全、最经济和最简捷的化学合成药物工业生产途径的一门学科；也是研究、选用适宜的中间体和确定优质、高产的合成路线、工艺原理和工业生产过程，实现制药生产过程最优化化学制药工程师将化学制药技术研究的成果工程化。路线---过程优化---工程化化学制药技术的研究范围研究、设计和选用最安全、最经济和最简捷167药物生产工艺研究的过程

Phase

1目标物的结构剖析Phase

2

目标 物的 合成 路线Phase

3

合成路

线的工

业化生

产工艺Phase

4制药的设备及车间路线---过程优化---工程化药物生产工艺研究的过程 Phase1Phase2Phas168化学制药技术的研究过程与内容布洛芬系非甾体类抗炎药，有解热

、镇痛及抗炎作用。用于减轻和消除扭伤、劳损、腰部疼痛、肩周炎、滑囊炎、肌腱及腱鞘炎、痛经、牙痛和术后疼痛、类风湿性关节炎、骨关节炎以及其它非类风湿性关节疾病所致疼痛和炎症。化学制药技术的研究过程与内容布洛芬系非甾体类抗炎药，有解热169商品名：芬必得通用名：布洛芬（Ibuprofen)化学名：异丁苯丙酸辅料包括为：糖、淀粉、硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮。OHOIbuprofen商品名：芬必得通用名：布洛芬（Ibuprofen)辅料包括为170具体的药物生产工艺研究过程

Phase

1实验室工艺

研究

（小试）

Phase

2中试放大研究

（中试）

Phase

3工业生产工艺

研究最大的区别：

投料量的大小和反应装置的不同。具体的药物生产工艺研究过程 Phase1 Phase171投料量不同反应装备和过程不同投料量不同反应装备和过程不同172

布洛芬生产的内容及步骤1.

确定布洛芬的合成的路线（包括选取起始的原

料和反应的条件）2.

合成的工艺问题

（小试—中试—工业化研究）

如何获得布洛芬的最佳生产工艺条件？3.

设备及车间的问题

怎样实现布洛芬的生产？

路线---过程优化---工程化 布洛芬生产的内容及步骤2.合成的工艺问题173布洛芬的合成路线文献报道的有几大类27条之多，参照理想路线标准逐一进行比较和评价，实际有工业应用前景的仅剩有限的几条。布洛芬的合成路线文献报道的有几大类27条之多，参照理想路线标174原子利用率

40.1%原子利用率

77.4%“绿色合成”实际工业化生产的两条路线原子利用率原子利用率实际工业化生产的两条路线1752.2化学药物合成及工艺基本原理合成路线设计的重要性著名有机合成家，1965年诺贝尔化学奖获得者R．B．woodward(1956)说：“有机合成工作中有兴奋，有冒险，也有挑战，其中还可能有伟大的艺术”，作为有机合成的“艺术性”，就在于装配复杂分子的简练性、正确性和巧妙性。2.2化学药物合成及工艺基本原理合成路线设计的重要性著名176合成路线设计的基本要求1.对各类、各种基本有机反应的熟悉与掌握；2.逻辑思维能力，对各步反应的选择和排列能运用自如；3.在前二者基础上，上升到“艺术”高度。合成路线设计的基本要求1.对各类、各种基本有机反应的熟悉与掌177药物合成路线设计的基本方法追溯求源法(retrosyntheticanalysis，逆合成分析法)—E.J.Corey（1990年诺贝尔化学奖获得者）1964年创立从药物分子的化学结构出发，将其化学合成过程一步一步地逆向推导进行追溯寻源的方法，也称倒推法。首先从药物合成的最后一个结合点考虑它的前体物质是什么，用什么反应得到。如此继续追溯求源直到最后是可能的化工原料、中间体和其它易得的天然化合物为止。药物合成路线设计的基本方法追溯求源法(retrosynthe178Ibuprofen的合成——倒推法Ibuprofen的合成——倒推法179Ibuprofen的倒推法合成路线Ibuprofen的倒推法合成路线180分子对称法

具有分子对称性的化合物往往可通过两个相同的分子经化学合成反应制得。类型反应法

根据药物分子结构特点，选择典型有机反应，进行合成。分子对称法181药物合成路线的评价原则①反应步骤尽可能少；②每一步产率尽可能高；③反应条件尽可能温和；④中间及最终产物易分离纯化；⑤起始原料尽可能价廉易得、反应时间短药物合成路线的评价原则①反应步骤尽可能少；182通常要得到1个合格的药物，需要从数万至数十万个先导化合物（leadcompound）中完成海选，研究和相关试验耗费时间在10年或更长，花费在10亿美元左右。通常要得到1个合格的药物，需要从数万至数十万个先导化合物（183制药工程导论课件184制药工程导论课件185计算机辅助药物设计计算机辅助药物设计186制药工程导论课件187制药工程导论课件188制药工程导论课件189工艺技术路线的评价和选择1、先进性原则2、适应性原则3、安全可靠性原则4、法规适应性原则工艺技术路线的评价和选择1、先进性原则190化学制药分离工艺基本原理机械分离—非均相体系过滤、沉降传质分离—均相体系—有质量传递，分为

输送分离（速度分离）超滤、反渗透、电泳等

扩散分离（平衡分离）蒸馏、吸收、萃取、结晶、吸附、离子交换等。化学制药分离工艺基本原理机械分离—非均相体系过滤、沉降传质分1912.3药物的生产及工艺优化2.3.1

概述2.3.2

制药工艺的小试研究2.3.3

制药工艺的中试研究2.3药物的生产及工艺优化2.3.1概述2.3.2制192药物生产工艺研究的过程

Phase

1实验室工艺

研究

（小试）

Phase

2中试放大研究

（中试）

Phase

3工业生产

工艺

研究药物生产工艺研究的过程 Phase1 Phase2193影响制药工艺水平的因素1、反应物的浓度与配料比2、溶剂3、催化剂4、能量的供给5、反应时间及反应终点的控制6、后处理和分离（原料转化最大化，使副产物尽量少）7、产品的纯化和检验影响制药工艺水平的因素1、反应物的浓度与配料比194研究反应条件的实验方法单因素平行试验优选法多因素正交设计优选法均匀设计优选法单纯形优化法研究反应条件的实验方法单因素平行试验优选法195

2.3.2制药工艺的小试研究内容1.实验室研究阶段，尽快获得先导化合物及其衍生物；2.小量试制阶段提出基本适合中试生产的合成路线①研究确定一条最佳合成工艺路线②用工业级原料代替化学试剂③原料和溶剂的回收套用④安全生产和环境卫生 2.3.2制药工艺的小试研究内容及其衍生物；2.小量试制1962.3.3制药工艺的中试研究中试放大的作用中试放大的研究内容中试放大的方法中试放大的要求2.3.3制药工艺的中试研究中试放大的作用197药物合成工艺路线的确定药物合成工艺的研究工业化生产工业化

生产

药物合成工艺的研究药物合成工艺

路线的确定？能否进行?还需哪些改进？中试放大药物工艺路线须具有工业生产价值药物合成工艺路线的确定药物合成工艺的研究工业化生产工业化 药198中试放大的研究内容1.生产工艺路线的复审2.设备材质与型式的选择3.搅拌器形式与搅拌速度的考查4.反应条件的进一步研究5.工艺流程与操作方法的确定6.原辅材料和中间体的质量控制中试放大的研究内容1.生产工艺路线的复审199中试放大的方法：经验放大法

凭借经验通过逐级放大来摸索反应器的特征。相似放大法

依据相似特征数相等的原则，一般适用于物理过程如搅拌及传热装置的放大数学模拟放大法

建立数学模型，描述反应器的特征以放大。中试放大的方法：经验放大法200中试放大的要求符合GMP（GoodManufacturingPractice）规范美国规定，在新药申请时需提供原料药中试生产的资料，详细规定了各种必备的资料，需严格执行。中试放大的要求符合GMP（GoodManufacturin201制药工程导论课件2022.4化学制药设备及车间工艺设计2.4.1

概述2.4.2

设备材料及防腐（自学内容）2.4.3

制药反应设备2.4.4

车间工艺设计2.4化学制药设备及车间工艺设计2.4.1概述203原料预处理化学反应产品分离及后处理产品一般合成原料药的生产过程

中心环节

对产品的收率和质量有决

定性的影响。

原料预处理化学反应产品分离及后处理产品一般合成原料药的生产过204

化学制药工艺与反应设备、车间工艺的关系化学药品合成工艺反应设备 化学制药工艺与化学药品合成工艺反应设备205

反应器基本理论反应器的基本型式搅拌器的基本理论、分类、各自的优缺点

间歇搅拌釜式反应器制药工业中应用最多的反应器，其结构、特点、应用及相关问题2.4.3制药反应设备反应器基本理论搅拌器的基本理论、分类、各自206不同规模的化学反应装置不同规模的化学反应装置207实验室的化学反应——基本不考虑传递的影响工业规模的化学反应——传递过程成为主要矛盾工业化学反应过程——具有一定反应特性的物料在具有一定传递特性的设备中进行化学变化的过程，反应好坏、收率高低取决于：（1）反应本身的特性（2）

反应设备的特性，即传递过程特性（一反）

（三传）工业反应过程（宏观反应过程）——化学反应与物理变化过程的综合，涉及流体动量传递、传热、传质实验室的化学反应——基本不考虑传递的影响（1）反应本身的特性208（a）釜式反应器；（b）管式反应器；（c）板式塔；（d）填料塔；（e）鼓泡塔；（f）喷雾塔；（g）固定床反应器；（h）流化床反应器；实质是按传递过程的特征分类，相同结构反应器内物料具有相同流动、混和、传质、传热等特征。反应器的不同结构型式（a）釜式反应器；（b）管式反应器；（c）板式塔；（d）填料209反应器的不同结构型式反应器的不同结构型式2101.分批(或称间歇)式操作一次性加入反应物料，在一定条件下，经过一定的反应时间，达到所要求的转化率时，取出全部物料的生产过程。通常采用釜式反应器，且反应过程中既无物料加入，又无物料输出，因此可视为恒容过程。由于药品的生产规模一般较小，且品种多，生产工艺复杂，而间歇反应器具有装置简单、操作方便、适应性强等优点，因此在制药工业有着广泛的应用。1.分批(或称间歇)式操作一次性加入反应物料，在一定条件下，211

向反应器中连续加入反应物料和取出产物的生产过程。属定态过程，反应器内参数不随时间而改变，工艺参数在设备的任何一点不随时间而改变，产品质量稳定，易于自动控制。适于大规模生产。2.连续式操作 向反应器中连续加入反应物料和取出产适于大规模生产。2.连续212反应器内流体流动类型理想流动非理想流动全混流返混程度最大中间流部分返混平推流逆向混合或返混程度为零实际反应器与理想反应器反应器内流体流动类型理想流动非理想流动全混流返混程度最大中间213平推流反应器全混流反应器连续流动反应器完全没有返混返混极大(a)

理想流动反应器－操作方式间歇反应器

(b)(c)平推流反应器全混流反应器连续流动反应器完全没有返混返混极大(214三种最基本的反应器型式间歇操作搅拌釜连续操作搅拌釜连续操作管式反应器三种最基本的反应器型式间歇操作搅拌釜连续操作搅拌釜连续操作管215特点：全部物料反应时间相同；物系参数（温度、浓度或组成等）随τ而定；生产周期性进行；主要用于液相反应、液固相反应或气液鼓泡反应。优点：易于控制操作条件，便于清洗，适应性强缺点：