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未来可能的药神 – 有机化学和连续流技术的“神”结合

“我不是药神” 的播出,把中国的药企又推到了浪尖上。中国药企如何在仿制药领域尽快生产出优质低价的药品?有机化学遇到了连续流技术,掌握了这两项技术,未来做一下药神也未必没有可能。

Steven V. Ley是剑桥大学化学系主任,皇家化学会前任会长、“英国最重要的100位科学家之一”、世界连续流动化学界大牛之一。有了有机化学和连续流技术两项技能,Steven V. Ley驰骋在化学合成的沙场上,硕果累累。

Steven Ley 通过微通道连续流化学和一些纯化手段对格列卫-伊马替尼Gleevec(Imatinib mesylate)进行了全合成的示范。整个过程充分证明:全连续反应-分离纯化-在线检测的集成是完全可以实现的。

这将从根本上解决药物化学成分API生产的成本高和质量控制难的两大挑战。下面我们就来看看,格列卫中活性成分伊马替尼(Imatinib )是如何连续合成的?

Planned disconnection for Imatinib(1) 

对伊马替尼的剖析可以看出,该分子由三个反应构成:布赫瓦尔德-哈特维希交叉偶联反应,酰卤-胺缩合反应及亲核反应。

 

formation of amide 4 

第一步用酰卤和苯胺合成生成酰胺(化合物4)

flow formation of 6 

第二步是典型的亲核取代反应,苄氯与仲胺反应生成(化合物6)。

再通过布赫瓦尔德-哈特维希交叉偶联反应得到(化合物1),即伊马替尼(Imatinib )

 

Flow formation of 1 

在伊马替尼(Imatinib )全合成过程中用到了连续合成、连续分离、连续溶剂置换及在线检测等技术。

连续流动全合成是一个复杂的过程。不同合成步骤之间需要实现分离纯化的连续化,以及不同反应的溶剂自动切换及解决溶解性的问题。目前连续流技术发展迅猛,连续反应、连续分离、连续结晶及在线检测都已有完善的设备可以使用。

图片5.png 

康宁专注于微反应技术的创新,多年来和麻省理工学院,Zaiput科技公司以及Magritek Benchtop NMR等世界一流创新团队紧密合作,打造“微反应+微分离+在线控制:连续化学反应快速筛选平台”并取得成功。

该工艺平台自动化程度高,可对工艺条件进行快速筛选,反应结果瞬间可知。可在短时间内建立强大的化合物库,并可无缝放大,在实验室条件下提供批量产品供临床使用。

康宁一体化平台可以开发釜式反应不能完成的一系列困难反应,产生新的知识产权,在激烈的市场竞争中保持竞争优势。同时康宁可以提高3500吨年通量的工业化微反应器及Zaiput连续分离设备。

连续流反应器由于具有相当的稳定性,操作全自动化,自动记录等优点。具有很强的数据追溯性,非常便于品质管理,受到了FDA的青睐。FDA也推荐在药物合成中使用连续流反应器。使用连续流反应器不仅能应用于关键步骤,而且能在药物合成的全合成中得到应用。

 

制药设备的小型化、智能化,将完全颠覆未来药品研发和生产的模式。欧美、印度的制药巨头们正在进行着药品生产的大变革。强生、辉瑞、默沙东、吉利德、礼来、百时美施贵宝、葛兰素史克等都在本土建立连续流技术中心,加紧工业4.0的步伐 -智能化连续生产。

要想造福百姓,研发和生产优质和低廉的药品,选择连续流技术或许是一条正确的道路。参考文献:Chem. Commun. 2010, 46, 2450