化学药物结构确证研究的技术要求与案例分析--王玉成.ppt

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化学药物结构确证研究的技术要求化学药物结构确证研究的技术要求与案例分析与案例分析nn王玉成王玉成n中国医学科学院中国医学科学院医药生物技术研究所医药生物技术研究所目录o（一一）结构确证研究的一般原则和要求结构确证研究的一般原则和要求o（二二）对不同类别药品结构确证的要求对不同类别药品结构确证的要求o（三三）对特殊化学结构药品结构确证的要求对特殊化学结构药品结构确证的要求o（四四）各项波谱和测试的技术要求各项波谱和测试的技术要求（案例案例）1.结构确证研究的主要对象结构确证研究的主要对象2.结构确证研究的基本方法结构确证研究的基本方法3.结构确证研究的主要内容结构确证研究的主要内容4.结构确证研究的一般要求结构确证研究的一般要求（一一）结构确证研究的一般原则结构确证研究的一般原则和要求和要求1.结构确证研究的主要对象结构确证研究的主要对象经化学全合成或半合成、微生物发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酵以及从动、植物中提取的原料药,包括包括新药、进口药和已有国家标准的药品新药、进口药和已有国家标准的药品.n按来源：

按来源：

化学合成、半合成、天然产物中提取、发酵等化学合成、半合成、天然产物中提取、发酵等;n按组分：

按组分：

单一组分、多组分混合物单一组分、多组分混合物;n按分子量：

按分子量：

小分子化合物、大分子化合物小分子化合物、大分子化合物;n按结构特点：

按结构特点：

成成盐盐化化合合物物和和非非成成盐盐化化合合物物、手手性性化化合合物物和和非非手手性性化化合合物物、含含结结晶水晶水/溶剂和不含结晶水溶剂和不含结晶水/溶剂等溶剂等;2.2.结构确证研究的基本方法结构确证研究的基本方法化学方法：

理化分析、元素分析、化学关联等化学方法：

理化分析、元素分析、化学关联等物理方法：

波谱方法、衍射技术物理方法：

波谱方法、衍射技术a.a.射频波、微波与物质的相互作用：

核磁共振、电子顺磁共振等射频波、微波与物质的相互作用：

核磁共振、电子顺磁共振等（ESP（ESP根根据据谱谱图图中中吸吸收收峰峰的的位位置置、谱谱线线的的积积分分强强度度、谱谱线线的的宽宽度度及及超超精精细细结结构构等等信信息息可可以以鉴鉴定定自自由由基基和和过过滤滤金金属属离离子子等等顺顺磁磁粒粒子子的的结构状态，检测它们的浓度（可检测到结构状态，检测它们的浓度（可检测到10-14摩摩/升）。

升）。

）b.b.红红外外、可可见见、紫紫外外光光与与物物质质的的相相互互作作用用：

红红外外光光谱谱、紫紫外外光光谱谱、拉拉曼曼光光谱谱等等c.Xc.X射线与物质的相互作用：

射线与物质的相互作用：

XX射线衍射等射线衍射等d.d.电子与物质的相互作用：

质谱、电镜等电子与物质的相互作用：

质谱、电镜等e.e.其他：

热分析、原子吸收、原子发射等其他：

热分析、原子吸收、原子发射等3.3.结构确证研究的主要内容结构确证研究的主要内容骨架（平面）结构：

骨架（平面）结构：

分子中各原子之间的连接顺序和方式分子中各原子之间的连接顺序和方式;构型：

构型：

分子中各原子之间的空间相对位置分子中各原子之间的空间相对位置;结晶水结晶水/结晶溶剂：

结晶溶剂：

与水、有机溶剂通过氢键等结合与水、有机溶剂通过氢键等结合;晶型：

晶型：

分子（或原子）在晶体中的排列方式分子（或原子）在晶体中的排列方式;骨架（平面）结构骨架（平面）结构例：

氟吗西尼例：

氟吗西尼骨架（平面）结构的研究方法骨架（平面）结构的研究方法:

a.a.单晶单晶XX射线衍射射线衍射;b.b.常常规规方方法法，如如元元素素分分析析（或或高高分分辨辨质质谱谱）、UVUV、IRIR、NMRNMR（包包括括二二维维谱谱）、MSMS等组合等组合;应应根根据据化化合合物物骨骨架架结结构构的的特特点点及及其其复复杂杂程程度度、有有无无对对照照品品及及参参考考文文献献，合合理理选选用用测试项目。

测试项目。

构构型：

型：

几何构型几何构型:

双键、环状化合物，常用顺反（双键、环状化合物，常用顺反（cistrans）或）或ZE表示表示例：

西尼地平例：

西尼地平（）-3-（2-甲氧基乙基）甲氧基乙基）-5-3-苯基苯基-2（E）-丙烯基丙烯基-2,6-二甲基二甲基-4-（3-硝基苯基）硝基苯基）-1,4-二氢二氢-3,5-吡吡啶二甲酸酯啶二甲酸酯例：

拉米夫定例：

拉米夫定（2R-（2R-顺式顺式）-4-）-4-氨基氨基-1-（2-1-（2-羟甲基羟甲基-1-1，3-3-氧硫杂环戊氧硫杂环戊-5-5-基基）-1H-）-1H-嘧啶嘧啶-2-2-酮酮几何构型的研究几何构型的研究：

理化性质差别明显理化性质差别明显a.理化常数，例如熔点等理化常数，例如熔点等;b.氢谱、碳谱氢谱、碳谱;c.红外光谱、紫外光谱等红外光谱、紫外光谱等;光学异构：

由于分子的不对称性引起，光学异构：

由于分子的不对称性引起，常用常用D-L或或R-S表示。

表示。

例：

例：

那格列奈那格列奈（）（）N-N-（反（反-4-4-异丙基环基甲酰基）异丙基环基甲酰基）-D-D-苯苯丙氨酸丙氨酸例：

前列腺素例：

前列腺素E1E1（1R1R，2R2R，3R3R）-3-3-羟基羟基-2-2-（EE）-（3S3S）-3-3-羟基羟基-1-1-辛烯基辛烯基-5-5-氧代环戊烷庚酸氧代环戊烷庚酸光学异构的研究：

光学异构的研究：

a.比旋度测定比旋度测定b.手性柱色谱（手性柱色谱（HPLC、GC）c.核磁共振（核磁共振（NMR）d.单晶单晶X射线衍射（射线衍射（SXRD）e.旋光光谱（旋光光谱（ORD）（1.决定化合物之绝对立体构造。

决定化合物之绝对立体构造。

2.决定蛋白质决定蛋白质2级与级与3级构造。

级构造。

）f.圆二色谱（圆二色谱（CD）g.其他方法其他方法对照品法对照品法根据对照品的构型推定根据对照品的构型推定化学关联法化学关联法利用合成工艺分析利用合成工艺分析例如，例如，左旋西替利嗪的构型确证：

左旋西替利嗪的构型确证：

手手性性柱柱色色谱谱定定位位（与与对对照照品品对对比比）、比比旋旋度度数数据据、光学纯度分析光学纯度分析晶型的研究晶型的研究:

晶型晶型是化合物一个重要特性;对于多晶型药物,因晶格结构不同,某些理化性质（如熔点、溶解度、稳定性）可能不同;而且在不同条件下,同一化合物的各晶型之间可能会发生相互转化。

对于难溶性固体口服制剂,其原料药晶型可能影响药物的溶解度、稳定性、药代动力学性质进而可能影响药效。

所以对于已有文献报道的多晶型化合物应明确其晶型,晶型的一致性;对于创新药也应注意积累相关研究资料观察有无多晶型现象。

晶型的研究晶型的研究:

a.a.粉末粉末X-X-射线衍射法射线衍射法b.b.红外光谱法、拉曼光谱法红外光谱法、拉曼光谱法c.c.熔点法熔点法d.d.热分析热分析e.e.光学显微镜法光学显微镜法无对照品和文献报道：

无对照品和文献报道：

考考察察不不同同结结晶晶条条件件下下（溶溶剂剂、温温度度、结结晶晶速速率率等等）制制备备样样品品的的熔熔点点、红红外光谱、粉末外光谱、粉末XX射线衍射等射线衍射等;有对照品有对照品:

对对比比自自制制药药物物与与已已上上市市药药物物的的熔熔点点、红红外外光光谱谱图图、粉粉末末XX射射线线衍衍射射图谱等图谱等;有文献报道有文献报道:

对文献资料进行分析，选取能够准确反映产品晶型的测试项目对文献资料进行分析，选取能够准确反映产品晶型的测试项目;结晶水结晶水/结晶溶剂的研究结晶溶剂的研究:

药物分子通过氢键等和水、有机溶剂结合形成水合物/溶剂化物,含有不同数量结晶水/结晶溶剂的化合物可能具有不同的物理性质,进而可能影响药物的生物利用度,因此对于原料药应明确其所含的结晶水/溶剂的情况。

结晶水结晶水/结晶溶剂的研究结晶溶剂的研究:

a.a.元素分析元素分析b.b.热分析热分析c.c.干燥失重、水分检查干燥失重、水分检查d.d.单晶单晶X-X-射线衍射射线衍射创新药：

创新药：

在在干干燥燥失失重重、水水分分测测定定研研究究的的基基础础上上，通通过过热热分分析析、元元素素分分析等确证样品分子中结晶水析等确证样品分子中结晶水/结晶溶剂的数量结晶溶剂的数量;已上市的药品：

已上市的药品：

采采取取合合适适的的分分析析方方法法对对样样品品进进行行分分析析，以以确确证证其其结结晶晶水水/结结晶溶剂的情况与已上市产品一致晶溶剂的情况与已上市产品一致;小结：

在审评过程中专家评价的关注点一般包括:

结构确证方案设计的合理性,是否对化合物所有要素进行了考虑;研究内容设置的全面性,所有的结构特征是否已被确证;分析方法选择的正确性,所用方法能否针对性地解决结构问题。

研发者在进行结构确证研究时,测试项目的选择要依据化合物结构特点、需要解决的结构问题、各种方法所能解决的结构问题等综合考虑。

对测试样品和对照样品的要求：

对测试样品和对照样品的要求：

测试样品测试样品:

a.精制方法精制方法测试样品要采用和原料药制备工艺中相同的精制方法、工艺条件进行精制；对于进行晶型分析、结晶水/结晶溶剂分析时尤其需要注意，因为不同的精制方法和工艺条件可能产生不同的晶型、结晶水/溶剂。

b.纯度要求纯度要求大于99.0%，杂质含量应小于0.5%；对于手性药物，应增加对对映体、非对映体纯度要求，一般不低于99.5%。

n注意点：

n仿制药物：

相关物质大于或等于0.1%，要进行结构确证（注意响应因子）n创新药物：

除了与仿制药物一样之外，尽可能多的罗列所有可能杂质，要与中间体关联，特别注意手性问题！

对照品对照品:

a.合法来源证明合法来源证明购得的标准品购得的标准品（已有国家标准的药品已有国家标准的药品）市售原料药市售原料药市售制剂中提取得到的原料药市售制剂中提取得到的原料药从正规试剂公司购得的试剂等从正规试剂公司购得的试剂等（有的申报资料中，未选择上市原料药或其他合法对照品，而是采用自己单位精制的产品，这种“自身”对照的数据和图谱对于结构确证没有任何帮助。

）b.精制方法：

精制方法：

对于用于晶型、结晶水等信息确证的对照品，不应采用处理后原料药或制剂中提取物作为对照品，因为原料药和制剂在不同溶媒处理后，会对样品真实的晶型和结晶水产生影响，造成误判。

c.纯度检查：

纯度检查：

对照品的纯度检查：

申报资料中应提供对照品的纯度检查结果。

一般来说，对照品纯度应不低于精制品纯度，以保证对照品对药物结构确证的支持力度。

4.结构确证研究的一般要求结构确证研究的一般要求对图谱、数据的要求对图谱、数据的要求附附图图应应为为原原图图的的复复印印件件或或照照片片;图图谱谱及及图图谱谱上上的的标标记记、数数据据应应清清晰晰，并并有有完完整整的的检检测测日日期期、各各项项参参数数、测测试试条条件件、仪仪器器型号及样品编号等记录。

型号及样品编号等记录。

各各项项检检测测数数据据应应按按规规定定列列表表说说明明，注注明明其其顺顺序序。

有有对对照照品品的的应应将将测测试试品品和和对对照照品品同同一一波波谱谱的的数数据据在在一一个个表表中中对对比比列列出出。

如如有有可可作作参参照照的的文文献献数数据据，也也可可列列在在同同一一表中。

质谱应附离子裂解图。

表中。

质谱应附离子裂解图。

（二二）对不同类别药品结构确证的要求对不同类别药品结构确证的要求n未知结构的化合物：

推论结构n已知结构的化合物：

验证结构未在国内外上市销售的原料药未在国内外上市销售的原料药按按全全新新化化学学单单体体要要求求：

推推论论结结构构a.完成必要的各项测试完成必要的各项测试;b.应提供充分的试验图谱和数应提供充分的试验图谱和数据据;c.按新化合物要求进行图谱解按新化合物要求进行图谱解析和综合解析析和综合解析;如有参考文献资料，可提供如有参考文献资料，可提供作参考。

作参考。

已在国外上市销售但尚未在国内已在国外上市销售但尚未在国内销售的原料药或已有国家标准的原料销售的原料药或已有国家标准的原料药药按已知化学结构的药物：

验证结构按已知化学结构的药物：

验证结构可以使用对照品可以使用对照品可以参考文献可以参考文献a.有合格对照品的化合物：

有合格对照品的化合物：