原料药中杂质和控制及案例分析

S
N R2
COOH
O
S
R1 HN
O HN
OH
R2
COOH
O
H2 S
R1 HN C
HN R2
COOH
2. 氢化噻嗪环的双键异构（Δ-异构）
R1CONH O
B:
H SH
N R2
COOH
R1CONH O
S
N R2
COOH
3. 6、7位氢的反向异构
R1CONH
H
H S
N
O
R2
COOH
R1CONH O
H S
基于QbD理念的杂质控制策略
JPBA，2008, 46(3):431-441
药物杂质的可能来源
阿奇霉素的合成途经
阿奇霉素中可能存在的杂质：37种
1.原料：红霉素 A、红霉素 B、红霉素 C、红霉素D、红霉素 E、红霉素 F、
阿奇霉素B、阿奇霉素C、阿奇霉素E、阿奇霉素F
2.中间体：红霉素A肟（Z）、6，9-亚胺醚、氮红霉素A、红霉素A肟（E）、
加替沙星及10个已知杂质的结构式
0.140%
0.120%
0.100%
0.080%
0.060%
0.040% 0.020% 0.000%
2 1 12
加替沙星注射剂杂质谱分析
3
8
U1 U1 3
5 4
6
7
4
5
6
7
8
加替沙星注射剂杂质谱分析
U2 9 10 U2 9 10
原料的杂质谱分析
主要杂质是杂质3和杂质8
1. 杂质B、杂质E可以源于头孢噻肟的降解
杂质谱分析
头孢噻肟有关物质分子结构
头孢噻肟钠的合成工艺
2. 杂质E可以源于起始原料
3. 杂质E可以源于合成中的 任一中间过程
由于起始物头孢菌素C 含有DAO-CC、DACC和CC-LT等杂质， 在半合成步骤中发生 相同的反应，分别生 成DAO-ACA、DAACA和ACA-LT，进 而生成DAO-CTAX、 DA-CTAX和CTAXLT等杂质。
杂质谱分析
头孢噻肟有关物质典型色谱图（235nm）
杂质谱分析
头孢噻肟有关物质
• 杂质B含量最大，杂质C含量最低 • 合成副产物：杂质A、杂质E和杂质G • 降解杂质：杂质F 0.8%
0.4%
0.0%
生产工艺中产生的杂质
阐述清楚
– 产品中可能存在那些杂质 – 杂质的来源 – 生产工艺中通过何种手段去除或控制这
洛伐他定和辛伐他定有关物质HPLC分析方法的优化
新优化出的方法比USP的分离度更好，比EP分离出的杂质峰更 多，比ChP所用的分离时间更短，并达到了更好的分离效果
药品质控RP-HPLC方法
上市后（仿制）药品
– 分析方法的有效性 – 分析方法的最优化 – 分析方法的耐用性
新药研发
– 如何确定分离对象
O
S
N CH 2OH
COOH
O
S
R1 HN
N
O
CH 2
O O
当3位碳上的取代基为乙酰氧甲基时，易脱去乙酰基，形成 脱乙酰基降解物。在加热、酸性等条件下，可进一步进行分 子内部环和，此时生成的主要降解产物为内酯。
6. 双键顺反式异构（E-异构）
头孢曲松、头孢噻肟、头孢它啶、头孢地尼等有甲氧亚 氨键的头孢菌素均会产生E-异构体，多数在光照的情况 易发生此类反应。
COOH
O
R
O
N
NH 6 S
NH 2
O
6H
NH
NH 2
O
N6
HO N
具有苯苷氨酸侧链的-内酰胺抗生素可以降解为2-羟 基-3-苯基吡嗪衍生物，这种化合物具有荧光特性，头 孢克洛、氯碳头孢均会产生这种降解产物。
5. 发生在R3取代基的反应
O R1 HN
O
S
N CH2OCOCH 3
COOH
O R1 HN
杂质的分类
有机杂质
– 反应起始物、副产物、中间体、降解产物、试 剂、配位体、催化剂等
无机杂质
– 试剂、配位体、催化剂、重金属、无机盐及过 滤介质、活性炭等
残留溶剂
– 常用的有69种
基本术语
Qualification(界定)：是获得和评价与研发新药相关的 杂质的数据的过程，这些数据用于建立新药的安全阈 值（水平），单个的或一些已确定的杂质的含量在这 个阈值下可以确保药品的生物安全性。
7. 酯的水解 8. 聚合反应 9. 其它反应
基于降解反应的杂质分析
发生在头孢菌素R3取代基的降解反应
O R1 HN
O
S
N CH2OCOCH 3
COOH
O R1 HN
O
S
N CH 2OH
COOH
O
S
R1 HN
N
O
CH 2
O O
当3位碳上的取代基为乙酰氧甲基时，易脱去乙酰基，形成 脱乙酰基降解物。在加热、酸性等条件下，可进一步进 行分子内部环和，此时生成的主要降解产物为内酯。
N-去甲基-N-苯磺酰基阿奇霉素
log P(8.3) 1.28 1.35 2.2 2.24 2.38 2.79 2.8 2.8 3.16 3.54 4.98
9 10
U2
9
10
杂质2、杂质4是与光照稳定性密切相关的杂质
如何合理的对原料药中的杂质 进行报告和控制？
依据合成/降解反应机理，鉴别可能杂质！ 全过程跟踪杂质在合成工艺中的变化！
杂质控制方法
直接测定
– 色谱法 »HPLC »TLC »HPCE »GC
间接测定
»溶液的颜色检查
杂质分析方法的选择
方法互补原则
CH3
CO2Na
O
OO
N H
N
O
CH3
N H2N
S
N O
S HH
以头孢菌素C为起始物，先经化学或酶催化反应生成7-氨 基头孢烯酸（7-ACA），然后进行酰化反应生成头孢噻 肟酸（CTAX），最后生成头孢噻肟钠（CTAX-Na）。
头孢菌素的各种可能的降解反应类型
1. -内酰胺环的降解
O R1 HN
O
杂质谱控制与杂质控制的区别？
头孢泊肟酯有关物质分析的HPLC色谱图 1=头孢泊肟，2=去甲氧基头孢泊肟酯异构体A，3=头孢泊肟酯异构体A， 4=去甲氧基头孢泊肟酯异构体B+△3异构体，5=头孢泊肟酯异构体B+反式头孢 泊肟酯A，6=反式头孢泊肟酯B，7=N-甲酰基头孢泊肟酯异构体A，8=NACCPOD-PRX异构体A，9=N-甲酰基头孢泊肟酯异构体B，10=N-乙酰基头孢泊肟 酯异构体B，11=头孢泊肟酯开环二聚体A，12=头孢泊肟酯开环二聚体B
些杂质的产生 – 实际产品中这些的杂质水平及变化
加替沙星注射液杂质谱分析
加替沙星及其十种杂质对照品的色谱图 色谱柱:SHISEIDO CAPCELL PAK C18 色谱条件：以三乙胺磷酸溶液 [三乙胺溶液（1→100），用磷酸调节pH值 至4.3±0.05]-乙腈（87：13）为流动相，检测波长为325nm，柱温为 30℃，流速为每分钟1ml。
4.降解产物：去克拉克定糖阿奇霉素A、去克拉克定糖氮红霉素、红霉素8，
9-脱水-6，9-半缩酮、红霉素6，9：9，12-螺缩酮
模拟色谱图 实际色谱图
杂质名称 去克拉克定糖阿奇霉素A
红霉素A内酰胺 阿奇霉素C
3’-N，N-去二甲基氨基-酮基阿奇霉素A 红霉素C肟（E）
3’-去（二甲氨基）-3’,4’-去氢阿奇霉素 红霉素A肟（Z） 红霉素A肟（E） 丙基阿奇霉素 阿奇霉素E
N R2
COOH
R1CONH
H S
N
O-
R2 COOH
R1CONH
H
H S
N
O
R2
COOH
4. 7位碳相连的侧链反应
O R1 HC C HN
NH 2 O
S
N R2
COOH
R1
H N
O
ON H
分子结构中7位碳侧链上有α-氨基的头孢菌素，如头孢氨苄、 头孢羟氨苄、头孢拉定、头孢来星、头孢克罗等药物，还 可发生分子内亲核反应，生成哌嗪二酮衍生物的降解物
杂质谱控制的整体解决方案
原料药杂质控制的相关法规
Q3A： 新原料药中的杂质 Q3B： 新药制剂中的杂质 Q3C： 残留溶剂
➢化学药品杂质研究的技术指导原则
对新原料药中的杂质如何进行阐述？
化学方面
– 分类与鉴定 – 报告 – 杂质的控制（检查项目、限度） – 分析方法
安全性方面
– 对安全性研究及临床研究中存在的潜在杂质（ 在当时的实验样品中不存在或含量极低的杂质 ）的安全性评估
Reporting threshold 或 Reporting level (报告阈值或报 告水平）：新药注册时杂质应被报告的限度。
Identified threshold (鉴别阈值）：新药注册时杂质应 被鉴别的限度。
Qualificated threshold (界定阈值）：新药注册时杂质 应被界定的限度。
借助于加速实验，将MEKC分离出的杂质 峰数目与HPLC分离出的含量大于MEKC LOD的杂质峰数目进行比较，当两者基本 相对时，可以认为HPLC方法具有较满意 的分离能力。
药物分析杂志，待发表
HPLC与HPTLC分析庆大霉素的比较
HPTLC中的9号和10号斑点在 HPLC中被检出了吗？
庆大霉素供试品HPTLC色谱图 及对应的UV扫描图谱
采用HPCE/HPTLC方法 验证RP-HPLC方法的有效性
如何验证？
HPCE分析-内酰胺抗生素杂质谱 最佳分离模式的选择