化学药物原料药制备和结构确证研究技.docx
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化学药物原料药制备和结构确证研究技
化学药物原料药制备和结构确证研究技
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化学药物原料药制备和结构确证研究的
技术指导原则
二○○四年十一月
一、化学药物原料药制备研究的技术指导原则1
（一）概述1
（二）原料药制备研究的一样过程2
（三）原料药制备研究的差不多内容3
1、工艺的选择3
2、起始原料和试剂的要求4
3、工艺数据的积存5
4、中间体的研究及质量操纵5
5、工艺的优化与中试7
6、杂质的分析8
7、“三废”的处理9
8、工艺的综合分析9
（四）名词讲明10
（五）参考文献10
（六）附件10
二、化学药物原料药结构确证研究的技术指导原则11
（一）概述11
（二）原料药结构确证研究的一样过程12
（三）原料药结构确研究的差不多内容12
1、研究方案的制订12
2、测试样品的要求16
3、结构确证研究的一样内容16
4、参考文献和结构确证用对比品对结构确证的意义与要求22
5、综合解析23
6、药物的名称、结构式及理化常数23
（四）名词讲明25
（五）参考文献25
三、著者25
化学药物原料药制备和结构确证研究的技术指导原则起草讲明26
一、化学药物原料药制备研究的技术指导原则
（一）概述
原料药的制备是药物研究和开发的基础，是药物研发的起始时期，其要紧目的是为药物研发过程中药理毒理、制剂、临床等研究提供合格的原料药，为质量研究提供信息，通过对工艺全过程的操纵保证生产工艺的稳固、可行，为上市药品的生产提供符合要求的原料药。
本指导原则旨在反映原料药制备研究的差不多规律，并遵循该规律进行原料药的研发，确定符合有关法规的、科学的差不多技术要求，为药物研发者在原料药制备研究中提供差不多的技术指导，同时使药物研发者对在药品评判过程中所需要关注的咨询题有一个清晰的认识。
本指导原则要紧内容为概述、研究的一样过程、研究的差不多内容、名词讲明、参考文献等。
概述就本指导原则起草的目的意义、适用范畴等方面进行介绍。
研究的一样过程为药物研发者提供原料药制备研究的通用规律，使药物研发者对药物研发过程有一个整体的认识。
研究的差不多内容要紧对工艺的选择、起始原料和试剂的要求、工艺数据的积存、中间体的要求、工艺的优化与中试、杂质的分析、“三废”的处理和工艺的综合分析等方面进行了阐述，其研究内容差不多上是按照原料药制备的研发过程进行设置的，从实验室时期到工业生产时期均提出了相应的要求，强调了对工艺过程操纵的重要性，目的是使药物研发者按照以上要求进行研究能够得到一个合理、可行的生产工艺；名词讲明对本指导原则中涉及的专有名词进行讲明，以免引起歧义；参考文献给出本指导原则所采纳的文献依据。
本指导原则是一个通用的原则，适用于经化学全合成或半合成以及从动、植物中提取的原料药的研制，包括新药、进口药和已有国家标准的药物。
经微生物发酵得到的药物也可参考本指导原则的有关要求。
需要讲明的是，在药物研发过程中，由于药物自身的特性，存在专门多专门情形，同时随着学科的进展，新技术和新方法持续显现，会遇到专门多目前难以预料的咨询题，因此本指导原则只是给予药物研发者在原料药制备研究中应关注的差不多咨询题，药物研发者亦可按照原料药研发的实际情形，采纳其他更有效的方法和手段，然而必须符合药物研发的规律，并提供科学合理的依据。
（二）原料药制备研究的一样过程
原料药制备研究是一个复杂的过程，存在专门多专门的情形，但均应遵循一样规律性的要求，即工艺可行、稳固，能够工业化生产，同时能制备出质量合格的原料药，因此原料药制备的研究必须要遵循共同的原则。
本部分的目的在于阐明原料药研发过程中共同的差不多规律，为药物研发者提供原料药制备研究的通用规则，使研发者不仅对原料药制备研究的全过程有一个整体的明白得，而且对其中每一时期的目的有清晰的认识，以便在药物研发中做到有的放矢、科学稳妥、高效快捷地开展研究并获得符合要求的原料药。
原料药制备研发过程一样包括以下六个时期：
1、确定目标化合物：
通过文献调研、药效学选择实验或其它有关基础研究工作，确定拟研发的目标化合物。
2、设计合成路线：
按照目标化合物的结构特性，参考国内外有关文献，综合分析，确定工艺可行、成本合理、收率相对较高的合成路线。
3、制备目标化合物：
通过化学反应、生物发酵或其他方法制备出质量符合要求的目标化合物，为产品进行结构确证、质量操纵等药学方面的研究以及药理毒理和临床研究提供合格的样品。
4、结构确证：
使用物理和化学方法，确证目标化合物的结构（参见《原料药结构确证研究的技术指导原则》）。
5、工艺优化：
综合考虑原材料获得的难易程度、工艺路线的反应条件、环保和安全、产品的纯化等对生产工艺进行优化。
6、中试研究和工业化生产：
通过对中试和工业化生产工艺的研究，确定稳固、可行的工艺，为药物进一步研发提供符合要求的原料药。
（三）原料药制备研究的差不多内容
1、工艺的选择
药物制备工艺选择的目的是通过对拟研发的目标化合物进行文献调研，了解和认识该化合物的国内外研究情形和知识产权状况，设计或选择合理的制备路线。
对所采纳的工艺进行初步的评估，也为药物的技术评判提供依据。
关于新的合成化学实体，按照其结构特点，综合考虑起始原料获得的难易程度、合成步骤的长短、收率的高低以及反应条件、反应的后处理、环保要求等因素，确定合理的合成路线；或者按照国内外对类似结构化合物的文献报道进行综合分析，确定适宜的合成方法。
关于通过微生物发酵或从动、植物中提取获得的原料药，经对原材料和工艺过程的可控性分析，综合考虑成本、环保要求等，确定一条产品质量可控、收率较高的工艺路线。
关于结构已知的药物，通过文献调研，对有关该药物制备的研究情形进行全面的了解；对所选择的路线从收率、成本、“三废”处理、起始原料是否易得、是否适合工业化生产等方面进行综合分析比较，选择合理的合成路线。
若为创新路线，应与文献报道路线进行比较。
2、起始原料和试剂的要求
在原料药制备工艺研究的过程中，起始原料和试剂的质量是原料药制备研究工作的基础，直截了当关系到终产品的质量和工艺的稳固，可为质量研究提供有关的杂质信息，也涉及到工业生产中的劳动爱护和安全生产咨询题。
因此，应对起始原料和试剂提出一定的要求。
2.1起始原料的选择原则：
起始原料应质量稳固、可控，应有来源、标准和供货商的检验报告，必要时应按照制备工艺的要求建立内控标准。
对由起始原料引入的杂质、异构体，必要时应进行有关的研究并提供质量操纵方法；对具有手性的起始原料，应制订作为杂质的对映异构体或非对映异构体的限度，同时应对该起始原料在制备过程中可能引入的杂质有一定的了解。
2.2试剂和溶剂的选择：
一样应选择毒性较低的试剂，幸免使用一类溶剂，操纵使用二类溶剂，同时应对所用试剂、溶剂的毒性进行讲明，以利于在生产过程中对其进行操纵，有利于劳动爱护。
有机溶剂选择的详细内容参见《化学药物有机溶剂残留量研究的技术指导原则》。
一样内控标准应重点考虑以下几个方面：
（1）对名称、化学结构、理化性质要有清晰的描述；
（2）要有具体的来源，包括生产厂家和简单的制备工艺；（3）提供证明其含量的数据，对所含杂质情形（包含有毒溶剂）进行定量或定性的描述；（4）如果需要采纳起始原料或试剂进行专门反应，对其质量应有专门的要求，如关于必须在干燥条件下进行的反应，需要对起始原料或试剂中的水分含量进行严格的要求和操纵；若起始原料为手性化合物，需要对对映异构体或非对映异构体的限度有一定的要求；（5）关于不符合内控标准的起始原料或试剂，应对其精制方法进行研究，以利于对工艺和终产品的质量进行操纵。
通常，在工艺稳固的条件下，所采纳的起始原料、试剂的质量也应相对稳固。
3、工艺数据的积存
在药物研发过程中，原料药的制备工艺研究是一个持续探究和完善的动态过程，药物研发者需要对制备工艺反复进行试验和优化，以获得可行、稳固、收率较高、成本合理并适合工业化生产的工艺。
在那个重复完善的过程中，积存充足的实验数据对判定工艺的可行性具有重要意义，同时也为质量研究提供有关信息。
因此，在药物研发过程中，研发者应主动主动收集有关的工艺研究数据，尽可能提供充分的原料药制备数据的报告，并对此进行科学的分析，作出合理的结论。
充分的数据报告也将有利于药品评判者对原料药制备工艺的评判。
需要讲明的是，数据的积存贯穿于药物研发的整个过程。
工艺数据报告应包括对工艺有重要阻碍的参数、投料量、产品收率及质量检验结果（包括外观、熔点、沸点、比旋度、晶型、结晶水、有关物质、异构体、含量等），并讲明样品的批号、生产日期、制备地点。
工艺数据报告一样分为临床研究和生产两个时期，可采纳表格的形式进行汇总，参考式样见附件。
4、中间体的研究及质量操纵
在原料药制备研究的过程中，中间体的研究和质量操纵是不可缺少的部分，对稳固原料药制备工艺具有重要意义，为原料药的质量研究提供重要信息，也能够为结构确证研究提供重要依据（参见《原料药结构确证研究的技术指导原则》）。
一样来讲，由于关键中间体对终产品的质量和安全性有一定的阻碍，因此对其质量进行操纵十分重要。
关于新结构中间体，由于没有文献报道，其结构研究关于认知该化合物的特性、判定工艺的可行性和对终产品的结构确证具有重要作用。
关于一样中间体的要求可相对简单，对其质量能够进行定量操纵。
有时，因终产品结构确证研究的需要，有必要对已知结构中间体的结构进行研究。
需要讲明的是，中间体的质量操纵应按照产品工艺路线的特点和终产品质控的需要合理选取质控项目。
4.1新结构的中间体
一样情形下应对其结构进行确证，并对理化常数、质量操纵（定性、定量）进行研究。
结构研究：
一样应进行红外、紫外、核磁共振（碳谱、氢谱，必要时进行二维有关谱）和质谱等研究，以确证该中间体的结构。
理化常数研究一样包括：
熔点、沸点、比旋度、溶解度等。
质量研究一样包括：
性状、异构体、有关物质、含量等。
4.2已知结构的关键中间体
一样情形下应对其理化常数、质量（定性、定量）进行研究，按照结构确证研究的需要，提供相应的结构研究资料。
理化常数测定一样应包括：
熔点、沸点、比旋度、溶解度等，并与文献报道的有关数据比较。
质量操纵一样包括：
性状、异构体、有关物质、含量等。
结构研究：
如果因终产品结构确证的需要，应对其结构进行确证，并应与有关的文献资料进行比较。
4.3已知结构的一样中间体
一样情形下应对其理化常数进行研究，并与文献资料进行比较，同时还应对其质量进行研究，并按照结构确证研究的需要，提供相应的结构研究资料。
理化常数测定一样包括：
熔点、沸点、比旋度、溶解度等。
质量研究一样包括：
采纳TLC、HPLC、GC等方法，对其在反应过程中进行定量或定性操纵。
结构研究：
如果由于终产品结构确证研究的需要，应对其结构进行确证，并应与有关的文献资料进行比较。
4.4中间体的再精制
关于不符合标准的中间体，应对其再精制的方法进行研究。
5、工艺的优化与中试
在原料药的工艺研究中，工艺的优化与中试是原料药制备从实验室时期过渡到工业化时期不可缺少的环节，是考察该工艺能否工业化的关键。
原料药制备工艺优化与中试的要紧任务是：
（1）考核实验室提供的工艺在工艺条件、设备、原材料等方面是否有专门的要求，是否适合工业化生产；
（2）确定所用起始原料、试剂及有机溶剂的规格或标准；（3）验证实验室工艺是否成熟合理，要紧经济指标是否接近生产要求；（4）进一步考核和完善工艺条件，对每一步反应和单元操作均应取得差不多稳固的数据；（5）按照中试研究资料制订或修订中间体和成品的分析方法、质量标准；（6）按照原材料、动力消耗和工时等进行初步的技术经济指标核算；（7）提出“三废”的处理方案；（8）提出整个合成路线的工艺流程，各个单元操作的工艺规程。
一样来讲，中试所采纳的原料、试剂的规格应与工业化生产时一致。
从动、植物中提取的有效单体和通过微生物发酵获得原料药的实验室研究和中试与合成药物有关单元操作要求差不多相似。
在工艺优化和放大过程中，中试规模的工艺在药物技术评判中具有专门重要的意义，是评判原料药制备工艺可行性、真实性的关键，是质量研究的基础。
药物研发者应专门重视原料药的中试研究，中试规模工艺的设备、流程应与工业化生产一致。
原料药的工艺优化是一个动态过程，随着工艺的持续优化，起始原料、试剂或溶剂的规格、反应条件等会发生改变，研发者应注意这些改变对产品质量（如晶型、杂质等）的阻碍。
因此，应对重要的变化，如起始原料、试剂的种类或规格、重要的反应条件、产品的精制方法等发生改变前后对产品质量的阻碍，以及可能引入新的杂质情形进行讲明，并对变化前后产品的质量进行比较。
6、杂质的分析
原料药制备过程中产生的杂质是原料药杂质的要紧来源，通过对工艺过程中产生的杂质进行详细的研究，药物研发者能够对工艺过程中产生的杂质有全面的认识，为终产品的质量研究提供信息。
那个地点所述的杂质不包括终产品的降解物。
制备过程中产生的杂质要紧有：
（1）起始原料引入的杂质
（2）副产物，如异构体
（3）副反应产生的杂质
（4）残留溶剂、试剂和中间体
（5）痕迹量的催化剂
（6）无机杂质
杂质的研究参见《化学药物杂质研究的技术指导原则》。
7、“三废”的处理
在原料药制备研究的过程中，“三废”的处理应符合国家对环境爱护的要求。
在工艺研究中需对可能产生的“三废”进行考虑，尽可能幸免使用有毒、严峻污染环境的溶剂或试剂，应结合生产工艺制订合理的“三废”处理方案。
8、工艺的综合分析
在原料药制备研究的过程中，工艺的综合分析是重要内容之一。
通过综合分析能够使药物研发者对整个工艺的利弊有明确的认识，同时也有利于药品的技术评判工作。
药物研发者在以上研究的基础上，经对实验室工艺、中试工艺和工业化生产工艺这三个时期的深入研究，应对整个工艺有较全面的认识，从而对原料药的制备工艺从工艺路线、反应条件、产品质量、经济效益、环境爱护和劳动爱护等方面进行综合评判。
（四）名词讲明
起始原料：
是构成原料药分子部分结构的化合物，能稳固、批量生产且质量可控。
中间体：
在原料药制备过程中产生的、通过进一步的化学反应才能生成原料药的化合物。
关键中间体：
对终产品的质量或安全性有阻碍的物质，其中也包括对产品质量、安全性有阻碍的试剂或起始原料。
已知结构中间体：
已有文献报道的中间体。
新结构中间体：
尚没有文献报道的中间体。
杂质：
是在原料药的制备过程中，由原料、试剂、溶剂或副反应引入的与终产品结构不同的任何成分。
（五）参考文献
1、ICH：
Q3aImpuritiesInNewDrugSubstances，1996.
2、FDA：
GuidanceforIndustryDrugSubstanceChemistry，Manufacturing，andControlsInformation，2004.
3、EMEA：
NoteForGuidanceOnChemistryofTheNewActiveSubstance，2003.
4、郑筱萸.《化学药品和治疗用生物制品研究指导原则（试行）》。
中国医药科技出版社，2002，第一版。
（六）附件
工艺数据报告参考格式：
生产日期：
生产地点：
包装：
项
目
批号
投料量
工艺参数
产品
重量
收率
质检
外观
熔点
沸点
晶型
有关物质
含量
结晶水（结晶溶剂）
其它
二、化学药物原料药结构确证研究的技术指导原则
（一）概述
原料药的结构确证研究是药物研发的基础，其要紧任务是确认所制备原料药的结构是否正确，是保证药学其它方面研究、药理毒理和临床研究能否顺利进行的决定性因素。
本指导原则是按照药品治理法规的有关要求，通过对原料药结构确证研究过程的分析，为药物结构确证研究提供差不多技术要求。
本指导原则要紧内容为概述、研究的一样过程、研究的差不多内容、名词讲明、参考文献等部分。
概述要紧对本指导原则起草的目的、背景、适用范畴等进行介绍。
研究的一样过程要紧阐述了药物结构确证研究的差不多规律，使药物研发者对此有整体的认识。
研究的差不多内容对结构确证方案的确定、样品的要求、药物的名称、结构式、理化常数、结构确证经常使用的方法或手段及其目的和意义、不同结构类型药物的不同要求、综合解析等方面进行了讲明。
名词讲明对本指导原则涉及的专有名词进行了讲明。
本指导原则是一个通用的原则，适用于经化学全合成或半合成、微生物发酵以及从动、植物中提取的原料药，包括新药、进口药和已有国家标准的药品。
本指导原则仅为差不多的技术要求，随着科学技术的进展，必定会显现新方法和新手段，因此，在药物结构确证研究中，不应机械地照搬指导原则的方法，应结合药物的结构特点，采纳有效的手段与方法，以达到对药物结构准确确证的目的。
（二）原料药结构确证研究的一样过程
随着科学的进展和药物研究的持续深入，药物的来源日趋广泛，其结构出现多样性，药物的结构确证方法也不尽相同，本部分内容是为药物研发者提供进行结构确证研究的通用原则，以便对药物结构确证研究的全过程有整体的认识，达到科学、有效地证明化合物结构的目的。
结构确证的一样过程：
按照化合物（药物）的结构特点制订科学、合理、可行的研究方案，制备符合结构确证研究要求的样品，进行有关的研究，对研究结果进行综合分析，确证测试品的结构。
该过程要紧包括化合物的命名，样品的制备，理化常数的研究，样品的测试及综合解析等。
常用的分析测试方法有紫外可见吸取光谱（简称：
紫外光谱）（Ultraviolet-visiblespectrophotometry，UV）、红外吸取光谱（简称“红外光谱”）（Infraredspectrophotometry，IR）、核磁共振谱（Nuclearmagneticresonance，NMR）、质谱（Massspectrum，MS）、比旋度（［α］D）、X-射线单晶衍射（简称：
单晶X-衍射）（X-raysinglecrystaldiffraction，XRSD）或/和X-射线粉末衍射（简称：
粉末X-衍射）（X-raypowderdiffraction，XRPD）、差示扫描量热法（Differentialscanningcalorimetry，DSC）、热重（Thermo－gravimetry，TG）等。
（三）原料药结构确证研究的差不多内容
1、研究方案的制订
药物结构千差万不，制备（获得）方法也各不相同，应按照药物的自身结构特点和制备（获得）方法制订出合理、可行的结构确证方案，才能有效地进行药物的结构研究。
结构确证的方案应按照药物自身的结构特点制订，以下对不同类型药物的测试方案作一简要概述。
1.1一样药物
采纳常规方法，如元素分析（必要时采纳高辨论质谱）、UV、IR、NMR、MS、热分析（差热或热重）、粉末X-衍射（XRPD）等即可确证药物的结构。
关于结构比较专门的药物，也可采纳制备衍生物的方法间接证明药物的结构。
关于存在顺反异构的药物，在一样结构确证的基础上，应增加顺反结构的研究。
1.2手性药物
除进行上述各项化学结构确证和比旋度测定外，还应采纳其它有效的方法进行研究。
1.2.1单一对映体
其绝对构型（或通过衍生物的构型）确证常用的方法为：
比旋度测定、手性柱色谱（Chiralhighperformanceliquidchromatography和Chiralgaschromatography，ChiralHPLC和ChiralGC）、核磁共振（NMR）、单晶X-衍射（XRSD）以及旋光色散（Opticalrotatorydispersion，ORD）、圆二色谱（Circulardichroism，CD）等。
其中单晶X-衍射为直截了当方法，可提供最直截了当的信息。
也可采纳间接的方法，如：
在讲明化合物（药物）在反应过程中构型没有变化的情形下，按照已知的起始原料构型、化学合成方法的立体选择性以及中间体的结构也可间接获得终产品（药物）的构型信息。
1.2.2药物分子中含有多个不对称因素应对其绝对构型、对映体纯度（非对映体纯度）进行有关的研究，并尽可能提供更多的构型确证信息。
1.2.3立体异构混合物需进行各立体异构体比例的确证研究。
关于已有实验证据或文献报道立体异构体在药效、药代动力学或毒理等方面有明显不同或有相互作用的药物，更有必要测定混合物中各组分的构型和比例。
1.2.4外消旋体或富集对映体可通过测定旋光度或采纳手性色谱（ChiralHPLC或ChiralGC）及核磁共振谱等方法阐明其对映体的比例。
1.3不含金属元素的有机盐类或复合物
按照结构确证的需要，可提供成盐前后的两套波谱和试验数据。
关于某些波谱测定有困难或不易讲明药物结构的盐或复合物，测定药物的酸根或碱基的波谱，并结合其它试验项目亦可对其结构确证提供有效的信息。
1.4金属盐类和络合物
在进行一样要求的各项测试基础上，考虑以适当手段反映药物中金属元素的种类、存在形式和含量的确证试验。
不适于或不能测试金属盐本身的项目，可考虑以成盐前的酸分子或配位体的相应测试结果进行佐证。
1.5半合成药物
分子中母核的结构为已知并在可提供明确证据证明原分子母核结构在半合成全过程中未发生改变的前提下，适当简化对母核部分结构的确证工作，仅对新引入的基团结构进行确证。
1.6多晶型药物
在进行一样要求的各项测试基础上，应以适当方法获得药物晶型数据。
药物晶型测定常用方法为粉末X-衍射（XRPD）、红外吸取光谱、熔点、热分析、光学显微镜等。
该类药物一样可分为以下几种情形：
1.6.1新化学实体的药物应进行药物在不同结晶条件下（溶剂、温度、结晶速度等）是否存在多种晶型的研究。
1.6.2已有文献报道存在多晶型的药物应明确药物晶型的类型和纯度。
关于混晶药物，应测试其晶型组成（种类、比例），并与文献数据比较。
关于因晶型阻碍药物的溶解性、稳固性、生物利用度和活性的药物，在无相应药理毒理等研究证明该晶型的安全和有效性时，应确证自制品与国外上市药品晶型的一致性。
1.7含有结晶水或结晶溶剂的药物
该类药物在进行一样分析时，热分析研究差不多提供了药物中的结晶水或结晶溶剂的信息，结合干燥失重、水分或单晶X-衍射（XRSD）等方法的测定结果，差不多上能够达到对药物中结晶水/溶剂以及吸附水/溶剂进行定性、定量的目的。
1.8合成多肽药物和多糖类药物
1.8.1合成多肽药物通过氨基酸分析、质谱测定、序列分析以及肽图测绘（含有20个以上的氨基酸残基药物）等实验可差不多获得合成多肽药物的结构信息。
药物结构中如有半胱氨酸，应明确其状态（氧化态或还原态），对含有多个半胱氨酸的多肽药物，应明确二硫键的正确连接位点。
如各步中间体均进行了质谱测定，可按照有关中间体的结构信息，估量出进行反应的氨基酸的种类。
质谱是多肽药物结构确证的重要手段，紫外、红外、核磁共振、多种流淌相HPLC、比旋度测定等方法亦可对肽的结构确证提供关心。
关于多肽药物，应对目标物的化学纯度和对映体或
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