CDE 0703讲课稿(北京)之二原料药生产工艺研究资料撰写的基本要求

原料药生产工艺研究

资料撰写的基本要求

----申报资料8

申报资料的格式和内容

一.药品名称、结构式、分子式、分子量、化学名二.制备路线及详细依据三.详细化学反应式、反应条件及工艺流程图四.详细制备工艺五.精制方法及其方法依据六.三废处理方法七.试验所用原料及其试剂规格八.参考文献重点:

二.制备路线及详细依据

说明研究的背景，合成路线的依据及反应原理。如有几种不同的合成路线，应分别写出化学反应式，包括反应条件和收率。详细说明所采用的路线的理由，并说明所采用的工艺与文献方法的区别，若有改进应给予说明。

工艺路线的选择重点关注：可行性（原材料是否易得，反应条件是否能工业化）可控性（反应条件是否温和、易控）稳定性（中间体质量是否可控、终产品质量和收率是否稳定先进性（所采用路线与文献路线比较的先进性）合理性（成本及原料、试剂、溶剂的价格和毒性等）

四.详细制备工艺

重点监控:----起始原料----关键中间体----工艺条件1.起始原料的选择原则:

①质量稳定、可控，应有来源、标准和供货商的检验报告，必要时应根据合成工艺的要求建立内控标准。②对特殊的专用中间体，更是强调要提供相关的工艺路线和内控质量标准。③对起始原料在制备过程中可能引入的杂质应有一定的了解，特别是对由起始原料引入的杂质、异构体，应进行相关的研究并提供质量控制方法；对具有手性中心的起始原料，应制订作为杂质的对映体异构体或非对映异构体的限度。美国FDA关于原料药制备工艺指导原则中对“原料”的要求

①是原料药的重要结构组件；②有商业来源；③其名称、化学结构、理化性质和杂质情况在化学文献中均有明确描述：④其获取方法是众所周知的（主要指从动植物提取的起始原料及半合成抗生素）。美国FDA关于原料药制备工艺指导原则

起始原料的控制程序：应将起始原料列表，提供可接受的包括鉴别、定量及纯度在内的质量标准。分析方法应简单叙述。当杂质可能带入原料药时，应提供其纯度的控制（如用色谱法对杂质定性或定量）。

实例1.采用不稳定,易降解的

起始原料

青霉素类抗生素起始原料:6-APA

头孢类抗生素起始原料:7-ACA6APA“开环”过程

7ACA“开环”过程

在青霉素类抗生素、头孢类抗生素合成工艺中要使用6-APA、7ACA作起始原料时，首先要掌握这类β-内酰胺抗生素降解物的规律，对它们可能引入的杂质，即：开环物进行相关的研究工作，并制订质量控制的方法。实例2.采用特殊的专用中间体

专用中间体----外购的化工产品

如:在巴洛沙星的合成中，采用化工产品5，6-二氟-1-甲基-4-氧代-4H-[1,3]噻嗪并[3，2-a]喹啉-3-羧酸乙酯作为起始原料。

西洛他唑可由外购的化工产品6-羟基-3，4-二氢-2（1H）喹诺酮和N-环己基-5-（4-氯丁基）四唑经简单的缩合反应而制备。

FDA要求：要用这样的化合物进行原料药的合成，必须以药品主卷（DMF）的形式，提供其质量控制数据、杂质种类及含量等信息。

关注：

外购中间体的合成路线（包括反应试剂、溶剂、温度、纯化方法等）和原工艺中该中间体的合成路线是否一致。

直接关系到工艺变更前后中间体的质量（如杂质的种类/个数、杂质的含量、残留有机溶剂的种类等）是否一致，而这些因素都可能直接影响到终产品的质量，也会关系到质量研究中项目设置及方法学研究验证等工作的合理性。

第一.如果外购中间体的合成路线与原工艺路线一致:a)首先予以明确，外购中间体合成路线与原工艺路线的一致性；b)说明该中间体的生产单位。

第二.如果外购中间体合成路线与原中间体工艺路线不一致，需要进行全面的研究验证工作:

a)说明现中间体的详细工艺路线和制备方法;b)对变更前后终产品应进行质量对比研究。如果研究发现所购中间体和原合成中间体在杂质种类、含量等方面有差异，对原质量研究中的分析方法需重新验证，如有关物质检查方法的适用性问题；C)如果外购中间体工艺使用了新的有毒溶剂，还应提供此类溶剂残留情况的研究资料。

D)对杂质方面的差异可能对药品稳定性产生的影响进行认真分析，并提供相应的研究资料。

第三.应根据外购中间体的工艺制订完善的质量标准，在进货时进行检验。在生产中应固定所购中间体的供货来源（即供货单位），以保证质量的一致性。在签定供货合同时，应规定供货方在变更工艺时需及时告知，以便修订中间体的质量标准。实例3:手性药物手性药物的特殊点:在研究与制备过程中需要随时关注与控制其光学纯度.手性中心引入的三种方式:

第一.直接从起始原料中带入

应提供控制起始原料光学纯度的方法及质量标准第二.通过不对称合成第三.消旋体的拆分

应注意手性拆分试剂的光学纯度的控制例1:顺苯磺阿曲库铵

顺苯磺阿曲库铵分子中含有4个手性中心,其中2个为手性碳,2个为手性氮。有16个异构体(因结构对称,实际能产生10个异构体)。

R-四氢罂粟碱的光学纯度足够高，则后续反应最终只能产生3

种苯磺酸阿曲库铵的异构体，即:

1R,1‘R,2R,2’R-异构体（顺苯磺阿曲库铵）；

1R,1‘R,2S,2’S-异构体1R,1‘R,2R,2’S-异构体

终产品的光学纯度主要取决于以下两个方面：----起始原料光学纯度；----后续反应过程是否会影响到已有的手性中心，从而产生外消旋化的可能性及程度。

a）在进行工艺研究时，首先要采用立体专属性的分析方法严格控制起始原料光学纯度，制定合理可行的手性杂质的限度。因此对R-四氢罂粟碱光学纯度的控制对终产品的质控非常重要，应对S-异构体进行严格控制，否则会产生其他的立体异构体杂质。

b）要根据后续反应的机理，充分分析后续反应是否会影响已有手性中心的构型，如可能会产生影响时，应研究与优化工艺条件，尽量避免或减少外消旋化的可能性。c）因终产品中存在多个手性中心，且难以对终产品中的所有立体异构体杂质进行有效控制时，就需要结合工艺中的过程控制来综合控制终产品的光学纯度，对引入手性中心后的每步反应的中间体[主要是:(1R,1’R)-2,2’-(3,11-二氧代-4,10-二氧杂-1,13-亚十三基)-双[12,3,4-四氢-6,7-二甲氧基-1-(3,4-二甲氧基)苄基异喹啉]中的立体异构体杂质进行检测，分析与监测外消旋化的可能性。例2.他汀类药物

他汀类药物结构:分析其构效关系:

A部分:β,δ－二羟基戊酸是发挥抑制活性的必需基团。

B部分:为一个憎水性的刚性平面结构，若其邻位引入不同的憎水性基团，可通过立体调节使化合物与酶产生最大结合，是产生最佳活性的必需基团。

C部分:连接A和B部分的最佳长度为两个碳原子的长度，以乙烯基或乙基为最佳。

他汀类药物在进行合成工艺研究中应密切关注药物结构的以下特点：（1）β,δ－二羟基戊酸结构中两个手性中心的结构。（2）憎水性的刚性平面结构及引入的其他基团。（3）连接主环与β,δ－二羟基戊酸结构的基团。

如手性中心是有起始原料引入的,则应制订该原料的质控标准。

特别关注:β,δ－二羟基戊酸结构中两个羟基位于两个手性碳上，两个羟基处于顺式且β－羟基为R构型是活性所必需的。若构型发生改变,则活性急剧降低。

2.对关键中间体要进行控制

强调：可控性FDA对于主要中间体的归纳

枢纽中间体：可由不同方法合成的中间体;

关键中间体：通常是分子中重要部分第一次形成的中间体。如：具有立体异构的分子第一次引入手性原子的中间体;

最终中间体：原料药合成最终反应的前一步;化学药物原料药制备研究的技术指导原则

已知结构的关键中间体（指已有文献报道的，对终产品的质量或安全性有影响的物质）----理化常数研究（熔点、沸点、比旋度、溶解度等）；----质量控制（性状、异构体、有关物质、含量等）；----结构研究（如因产品结构确证的需要，应对其结构进行确证，并与有关文献进行对比）；

新结构的中间体

（指尚无文献报道的中间体）

----结构研究（包括红外、紫外、核磁共振、质谱等）

----理化常数研究（熔点、沸点、比旋度、溶解度等）；

----质量控制（性状、异构体、有关物质、含量等）；

已知结构的一般中间体

----理化常数研究（熔点、沸点、比旋度、溶解度等）；----质量控制（采用TLC、HPLC、GC等方法，对其在反应过程中进行定量或定性控制）；----结构研究（如因产品结构确证的需要，应对其结构进行确证，并与有关文献进行对比）；评价的重点:关键中间体的质量一般中间体的定性控制方法新结构中间体的结构确证实例：恩曲他滨

系逆转录酶抑制剂，于2003年7月经FDA批准在美国上市.适应症：与其他抗逆转录酶药物联合用于治疗HIV感染患者。

2-R-羟甲基-5-S-（5´-氟胞嘧啶-1´-）-1，3-氧硫杂环戊烷

结构中具有两个手性中心合成工艺：已进行的研究工作：部分中间体用熔点质控，拆分后的光学活性中间体则采用比旋度和熔点进行质控，TLC监测反应进程。本品具有光学异构体，因此在第二步反应开始即对各中间体的比旋度进行了测定，并建立了HPLC分析方法。

申报资料中存在的问题：

a）第二步反应通过直接重结晶分离出顺式和反式异构体，仅采用熔点和TLC法作为质控指标，二异构体熔点相同，上述方法尚无法控制该步反应的异构体；b）缩合反应生成中间体3的过程中，涉及到手性中心，仅采用熔点进行了质控，不能控制该步中间体的质量。

3.对工艺条件要进行监控

①工艺操作步骤的描述应详细；②工艺条件,如：反应装置、温度、压力、时间、溶剂、pH值、光照等的控制应严格；③反应终点（提示原料转化为目的生成物的程度、杂质的生成情况等）的判断应明确；

实例1.温度的影响

固态状态下头孢类产品聚合速度与温度的关系:品名温度(℃)聚合物峰高值(nm)头孢曲松43728240头孢噻肟4372432头孢哌酮43727288

阿德福韦酯:在合成工艺中,以腺嘌呤为起始原料,经缩合、酯化、脱乙基化得阿德福韦,再与新戊酸氯甲酯生成阿德福韦酯(双酯)。须控制温度60℃,以避免杂质(单酯)产生。实例2.光照的影响

头孢噻肟钠水溶液:用254nm光照射45分钟,能降解50%,照射4小时,能降解95%。产物主要是反式异构体,其抗菌活性仅为顺式构型的1/40—1/100。头孢曲松钠粉末：置2000LX日光灯下照射10天后,反式异构体量从0.56%增加到1.10%。实例3.pH的影响

氨曲南:在pH5～7的溶液中最稳定。在pH2～5的溶液中有异构化反应发生。实例4.水分的影响

盐酸丙帕他莫为对乙酰氨基酚与二乙胺基乙酸形成的酯类药物，结构中含有不稳定的酚酯结构，遇水易分解破坏。由于受苯环共轭效应的影响，酚酯的水解较普通酯类更为迅速。本品合成和精制过程中应注意无水操作，否则会造成终产品中的杂质(对乙酰氨基酚)的量超标。

生化药物工艺研究中应注意的问题

生化药物是从生物体分离、纯化所得的用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质。生化药物有两个基本特点：其一，它来自生物体；其二，它是生物体中的基本生化成分。

生化药物的生化基本物质主要包括氨基酸、肽、蛋白质、酶及辅酶、多糖、脂质、核酸及其降解产物。这些成分均具有生物活性或生理功能。

生化药物的制备方法

六个阶段：（1）原料的选择和预处理；（2）组织及细胞的破碎