化学制药工艺学第一章绪论共40页
化学制药工艺学PPT
市场特点：发展不平衡
少数国家 少数跨国制药公司控制世界医药市场的 大部分份额 占世界人口20%的经济发达国家享有 世界医药产品消费总额的80% 医药市场的支撑点：近年开发成功的 可获得巨额 利润的新药
个剂型4000余个品种。
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医药品出口势头良好，将近一半的化学原料药供应 出口，2000年化学原料药出口额为22.5亿美元，我 国已成为国际上化学原料药的主要出口国。
截止1998年底我国自主创制的新药有65种，其中化 学药27种，中药21种，生化、生物技术产品15种、 诊断试剂2种，其中青蒿素是国际公认的NCE。
4
（二） 新药的研究与开发
新药：未在本国上市的药物
包括：新化学实体 新剂型 新组方 新用途
新化学实体（new chemical entities，NCEs） 具有特定生物活性的新化合物
新药研究与开发的步骤：六个个阶段
作用靶点的确认——先导化合物的发现和优化—— 临床前药效与药理学研究——临床研究——生产注 册和商业化
7
品种更新迅速：
创新药物研究并不是平稳地发展，而是具有明显
的群集现象，即一个重要技术突破（发现新的作
用靶点或发现新结构类型的药物）及其市场成功
性示范作用（如重磅炸弹），迅速促进了技术扩
散和模仿，而广泛的技术扩散与模仿造就了成群
的、相互关联的技术进步成果。 某一个类型新药的出现，给疾病的治疗带来新的 手段，同时，也将使某些原有类型的药物失去应 用价值，被淘汰出市场，带来品种的更新换代。 在同一类型的药物中，后出现的新品种往往具有 一定的优点，使先上市的老品种的市场份额下 降，两者激烈竞争。
《化学制药工艺学》课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述(中英文)“化学制药工艺学”是培养从事化学药物研制、生产及工艺设计专门人才的主干课程。
通过本课程的学习可使学生树立科学的药物生产观点，并掌握有关化学制药生产中的单元操作和工艺路线设计、选择和改革，以及中试放大、质量控制和“三废”防治与处理等方面的知识；同时本课程的讲授和学习将为培养能胜任药物研究领域的教学、科研和生产专门人才打下基础。
Chemical pharmaceutical technology is a main course for cultivating professionals engaged in chemical drug development, production and process design. Through the study of this course, students can establish a scientific viewpoint of drug production, and master the knowledge of unit operation, process route design, selection and reform, as well as pilot scale, quality control and "three wastes" prevention and treatment in chemical pharmaceutical production. At the same time, the teaching and learning of this course will lay a foundation for the cultivation of competent teaching, scientific research and production professionals in the field of pharmaceutical research.2. 设计思路“化学制药工艺学”由总论和个论两部分组成，共11个知识模块，50个知识点。
第一章 制药工艺学绪论(Introduction)
和人类生活休戚相关的，长盛不衰，长期 高速发展的工业。
以新药研究与开发为基础的工业。 利润比较高，专利保护周密，竞争激烈的
工业新药研究开发竞争加剧。
制药行业
化学制药工业、 中药工业、 生物制药工业、 医疗器械工业、 制药机械工业、 医用材料及医疗用品制造工业、 其他工业。
紫杉醇的水溶性（0.03 mg/ml）很差，难以制 成合适的制剂
AcO
O
OH CH3
H3C
O
C6H5 O
CH3 CH3
O
Ph N
O
H
OH
OH O OAc COPh
中药八角--莽草酸--达菲
中国种植的中药八角被发现是世界上对 抗禽流感的唯一良方。 八角又名大茴香， 是木兰科期莽草属树的果实，形若星状， 因而得名。八角果实内含莽草酸成分， 莽草酸是制造世界上唯一能抑制禽流感 药物达菲的原料。
世界医药产业发展趋势
2002年全球药品
药品市场
4000 — 4060亿元
销售额年均增长
7%
2010年
6800 — 7200亿元
今后 5 年 中国平均年复合增长率达到 12.4 %
全球平均年复合增长率达到 8 %
21世纪 药业三大新兴市场
天然药品、生物药品、非处方药三分天下
全世界药品销售额
临床应用剂型，规定有适应证、用法和用量的特殊商 品。常用的药品包括中药、化学药品及生物制品，例 如中成药、抗生素、生化药品、避孕药、保健药品、 放射性药品、血清疫苗、血液制剂和诊断药品等。
新药
未曾在中国境内上市销售的药品 我国未生产过的药品 已生产的药品改变给药途径，改变适应
制药工艺学第一章
制药工艺学的任务是研究药物制造过程中的基本原理、方法和技术，优化生产 工艺，提高药物质量，降低生产成本，为药物研发、生产和应用提供科学依据。
制药工艺学发展历史及现状
发展历史
制药工艺学起源于古代医药实践，随着化学、生物学、工程 学等学科的发展，逐渐形成了独立的学科体系。现代制药工 艺学经历了从经验到科学、从手工到自动化的发展历程。
制药工艺学第一章
目录
• 绪论 • 药物合成路线设计与优化 • 化学反应原理及其在制药工艺中应用 • 原料药生产工艺流程及质量控制 • 制剂生产工艺流程及质量控制 • 现代制药工艺发展趋势与挑战
01 绪论
制药工艺学定义与任务
制药工艺学定义
制药工艺学是研究药物制造过程及其相关技术的科学，涉及药物原料的提取、 合成、纯化、制剂、质量控制等方面。
原料药的定义与分类
原料药是指用于生产各类制剂的原料药物，包 括化学合成原料药、天然药物原料药等。
生产工艺流程简介
原料药的生产通常包括原料准备、化学反应、 分离纯化、干燥、包装等步骤。
工艺流程中的关键操作单元
包括反应釜、分离设备、干燥设备、包装设备等。
原料药生产关键质量控制点识别与监控
关键质量控制点的定义
可行性原则
合成路线应符合化学反应原理和实验 条件，确保反应的可行性和可重复性。
选择性原则
针对目标化合物的结构和性质，选择 合适的反应类型和条件，提高目标产 物的选择性和纯度。
经济性原则
考虑原料、试剂、溶剂等的成本和来 源，选择经济合理的合成路线。
药物合成路线优化方法与技术
反应条件优化
通过调整反应温度、压力、时间、浓度等条 件，提高反应速率和产率。
化学工艺学PPT教学课件-第一章 绪论
存在问题
3）环保 总体上，化工“三废”治理率较低，污染仍然十
分严重。
4）机制转换速度慢
化工行业进行股份制改造的企业只占企业总数的 30%。机制转换速度慢。多数化工企业人员多，负担重， 缺乏活力，生产效率低，没有建立起对市场快速反应 的运行机制，竞争能力差。
与丙烯共聚
乙丙橡胶
电缆、电线材料
酯化 丁酯
发展方向
• 高新技术，缩短开发周期
最充分、最彻底地利用原料 • 大力发展绿色化工 • 化工过程要高效、节能和智能化 • 实施废弃物再生利用工程
1.4 原料资源及产品
矿物原料
金属矿、非金属矿 化石燃料矿
生物资源
动、植物体
非自然资源 “废料” “垃圾”
1.4 原料资源及产品
无机化工产品 有机化工产品 高分子化工产品 精细化工产品 生物化工产品
1.2 化学工业的发展、作用和地位 有机化学工业
1） 石油炼制工业：汽油、煤油、柴油、润滑油； 2） 石油化学工业：有机原料（有机酸、酯、醚、酮、醛等）
合成塑料及树脂、合成纤维、合成橡胶； 3) 煤炭化学工业：煤气、焦炭及煤化学产品； 4） 有机精细化工：染料、农药、医药、涂料、颜料、香料、
试剂、表面活性剂、化学助剂、感光材料、催化剂等； 5） 食品工业：饮料、生物化学制品； 6） 油脂工业：油脂、肥皂、硬化油。
基本情况
一批大型有机原料和精细化工装置也达到或接近国 际先进水平。全行业特大型、大型企业540多家。
建立起了门类比较完整的科研开发和工程设计队伍 化学工业共有独立的科研院所245家，从事研究的 科技人员达5万多人，建立了一批部级和国家级工程 中心。 主要化工产品产量表
产品名称
主要化工产品产量表 单位：万吨
化学制药工艺学ChemicalPharmaceuticalTechnology
化学制药工业的特点
品种多，更新快； 生产工艺复杂，原辅料多，而产量小； 质量要求严格； 间歇式生产方式为主； 原辅材料和中间体易燃、易爆、有毒性； “三废” 多，且成份复杂，危害环境。
Section 1 CPT 的研究对象和内容 一、 二、 三、 四、 什么是化学制药工艺学 化学制药工艺学研究的内容 化学合成药物的生产特点 本课程学习应掌握的内容
4、制定产品的生产工艺规程
在车间试生产若干批号，稳定后；
制定出该产品的 生产工艺规程。
三、合成药物的生产特点
1. 2. 3. 4. 5. 品种多、更新快； 生产工艺复杂； 需要的原辅材料多； 产量一般不大，基本采用间歇生产方式； 产品质量要求严格。
为保证药品安全性和有效性，世界卫生组织提出一 个原则性实施方案：《药品生产和质量管理规范》
二、我国化学制药工业现状、发展
和前景
（一）我国医药工业的发展进程与成就回顾 2000年医药工业总产值为2332亿元，医药商业销售 总额完成1509亿元。 我国能生产化学原料药达1500余种24大类，总产量 达43万吨，化学原料药产量仅次于美国占世界第二 位。 医药制剂生产发展迅速，规格品种繁多，能生产 34 个剂型4000余个品种。
新药研究和开发的主要内容－2
4）应用生物技术开发新的生化药品；
5 ）现有药物的药剂学开发（新辅料、新剂型、 新的给药系统和复方制剂）；
6）新技术路线和新工艺的开发。
新药：医药市场的支撑点
近年开发成功的可获得巨额利润的新药。 Eg: 抢仿药物的研制。 新药：未在本国上市的药物 包括：新化学实体, 新剂型, 新组方, 新用 途, 新化学实体（new chemical entities， NCEs）, 具有特定生物活性的新化合物
制药工艺学
制药工艺学第一章绪论制药工艺学是研究药的工业生产过程的共性规律及其应用的一门学科，摆阔制备原理、工艺路线和质量控制。
制药工艺的研究可分为小试、中试及工业化生产三个步骤，分别在实验室、中试车间和生产车间进行。
1小试研究在实验室规模的条件下，研究化学或生物合成反应步骤及其规律、工艺参数与原料，并估算成本。
对于工艺路线研究，可选择的策略有天然原料的直接分离提取、全化学合成、半合成、微生物发酵、动植物细胞培养，甚至是动植物的养殖与种植，很大程度上基于经济可行性的考虑。
工艺研究还包括各反应步骤相关的分离纯化技术及其单元组合对收率的影响。
同时，研究建立成品、半成品、中间品、中间品、原料的检验分析与质量控制方法。
最终设计出合理的工艺路线，确定出收率稳定、质量可靠的操作条件，为中试放大的研究提供技术资料。
2中试研究在中试车间的条件下，进行工艺试验与工业化生产的考查和优化。
研究放大方法及其影响因素，确定最佳操作条件。
进行物料衡算、能量衡算，对工艺进行经济性评价。
取得工业生产所需的资料和数据，为工程设计和工业化生产奠定基础。
3工业化生产工艺研究基于中试研究的结果，制定出生产工艺规程，在生产车间进行试生产。
对工艺进行验证，在各项指标达到预期要求后进行正式生产。
按照制造技术可分化学合成药物、生物合成药物、和中药三大类。
把制药工艺过程分为4类：化学制药工艺、生物技术制药工艺、中药制药工艺和制剂工艺。
第二章一种化学药物可通过若干种不同的途径获得，通常将具有工业生产价值的合成途径称为该药物的生产工艺路线。
化学药物的设计方法与有机合成设计方法有许多类似之处，诸如类型反应法、分子对称法、追溯求源法和模拟类推法等。
类型反应法是指利用常见的典型的有机化学反应与合成方法进行合成工艺路线设计的方法。
【抗真菌药物克霉唑的拆分】具有分子对称性的药物往往可由两个相同的分子片段经化学合成反应制得，或在同一步反应中将分子的相同部分同时构建起来，这就是分子对称法。
化学制药工艺学
单元反应的分类-3
• 根据反应机理分类： • 单分子反应（一级反应）：只有一个分子参与反应。公式：-
dc/dt=kc如：热分解反应、异构化反应和分子重排反应 • 双分子反应（二级反应）：两分子碰撞时相互作用发生的反应。
公式：-dc/dt=kCACB如：加成反应、取代反应和消除反应 • 零级反应：反应速度与反应物浓度无关，而仅受其它因素影响的
• 中试放大是确定生产工艺的重要环节； • 工业化考察实验室工作报告、优化； • 生产车间的设计、施工安装， • “三废处理” • 中间体质量控制； • 制定产品质量要求和工艺操作规程；
4、制定产品的生产工艺规程
• 在车间试生产若干批号，稳定后； • 制定出该产品的 生产工艺规程。
三、合成药物的生产特点
写出——调查报告， 并进行信息搜集工作，
创造性的设计 及选择出工艺路线。
2、实验室工艺研究
考察
单元反应；
操作方法；
工艺技术条件；
设备要求；
劳动保护；
安全生产及“三废”防治；
分析 数据的分析、优化和整理，
完成各项工作指标；
总结 最后形成——实验室工作报告。
单元反应的分类-1
• 基元反应：反应物分子在碰撞中一步直接转化为生成物分子的反 应。
二、化学制药工艺学研究的内容
1、制定出药物及其工艺路线(包括仿制药物和创新 药物) 研究方案；
2、开展实验室工艺研究； 3、中试放大确定生产工艺的工业化生产线； 4、制定出该产品的生产工艺规程。
内容
研究方案
实验室研究
中试放大
生产工艺规 程
1、制定出药物及其工艺路线研究方案
依据—— 遴选药物周密的调查研究
CPT 的相关学科
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主要问题
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主要问题
②我国尚无国际型的制药公司 ③新药创制体系有待进一步加强 ④年人均药品消费很低
⑤制剂品种单调，生产技术比较落后
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我国制药行业的基本特征
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前景
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制药工业
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化学制药工业
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化学制药工业的特点
① 品种多，更新快； ② 生产工艺复杂，原辅料多，而产量小； ③ 质量要求严格； ④ 间歇式生产方式为主； ⑤ 原辅材料和中间体易燃、易爆、有毒性； ⑥ “三废” 多，且成份复杂，危害环境。
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新药研究与开发特点
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新药研究与开发特点
难度大
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新药研究与开发特点
高风险
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新药研究与开发特点
高回报
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6、了解手性药物的发展动向，掌握手性药物的制备
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各论部分的基本要求
对每一个具体的药物，要讨论和学习：
1、国内外合成路线的比较与选择 2、工艺原理和影响因素 3、原料、中间体、质量控制和三废治理
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中国制药行业结构（按销售）
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主要问题
①医药生产企业存在“一小、二多、三低”现 象
“一小”:大多数生产企业规模小（90%是小 厂）
“二多”:企业数量多，产品重复多。企业 3613家；低水平重复研究、重复生产、重复建 设，828家生产诺氟沙星
“三低”:大部分企业科技含量低、管理水平低， 生产能力利用率低。
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新药研究与开发特点
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新药研究与开发特点
2、新药创制
要求高
难度大
风险大
回报丰厚
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新药研究与开发特点
高要求
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新药研究与开发特点
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化学制药工艺学——是研究药物合成路线工艺 原理、工业生产过程及实现其最优化的一般途 径和方法的一门学科
研究对象：药物合成路线
最终目标：化学药品的生产
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本课程的基本内容
通论——基本理论和基础知识 各论——对典型药物的合成工艺进行研究
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高技术
高要求
高速度
高集中
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新药研究与开发内容
1、原创性新药研究开发，创制新颖的化学 结构的新化学实体（NCEs）
2、模仿性()
制药工业：
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新药研究与开发内容
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第一章 绪论
第一节 世界制药工业的发展现状 第二节 中国制药工业的发展现状 第三节 化学制药工艺学及其研究内容
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制药工业门类及比例
化学合成药物 （synthetic drug）
生物合成药物 （biosynthetic drug）
化学合成药物 （synthetic drug）
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2009年全球药品销售排名前三
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制药企业发展趋势
兼并、企业巨型化，垄断性增强
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制药企业发展趋势
国际化
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制药企业发展趋势
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通论部分的基本要求
1、了解制药工业的现状和化学制药工业的特点。
2、熟悉化学合成药物工艺路线的设计的方法及其选择 评价
3、熟悉掌握化学合成药物工艺研究技术，反应条件与 影响因素
4、掌握中试放大的研究方法和研究内容，了解生产工 艺流程的内容和作用
5、制药与环境保护的关系，掌握“三废”处理的常规 方法
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约占 65%
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世界制药业的Hale Waihona Puke 展现状药品 药物 制药工业：
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制药工业发展动向
为什么制药工业常胜不衰蓬勃发展？ 以新药研究与开发为基础，产品更新非常快
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环境保护在化学制药行业的重要意义
化学制药工业中的清洁技术
1、原料的绿色化 2、化学反应绿色化（原子经济性） 3、催化剂或溶剂的绿色化 4、研究新合成方法和新工艺路线
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化学制药工艺学及其研究内容
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专业化
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世界医药工业的现状及特点 我国医药工业的现状
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现状：基础差，发展快，但水平仍很低
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