刘潇潇说财经|绿色化学正在改变我们,专访合全药业傅小勇博士:未来已来( 二 )
“微积分”在规模化生产中的妙用
当我们从分子的视角观察一个化学反应 , 可以简单理解为是一个分子与另一个分子碰撞的过程 。 只有正确的分子间充分的接触 , 反应才可能进行得完全 。 设想一下 , 当溶剂中只有这两个底物分子 , 那么它们之间的碰撞就是有效的 。 当反应规模达到100个分子时 , 就会产生很多无效碰撞 。 随着规模越来越大 , 一个反应想进行得完全就越来越难 。
“对于新药的规模化生产而言 , ‘规模’本身就是一个巨大的挑战” 。 傅小勇博士说 。
传统的规模化生产都是批次反应 , 而现今“连续化生产(ContinuousManufacturing)”这种新型生产工艺正在迅速崛起 , 正在制药领域大显身手 , 撬动行业向高效和环保升级 。 合全药业2014年开始布局连续化生产技术领域 , 是中国少数掌握连续化生产技术的CDMO平台企业 。 
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▲近日 , 合全药业与礼来公司联合在美国化学会(ACS)刊物《有机工艺研发》杂志上发布了关于连续化工艺生产药物的学术文章 。
什么是连续化生产呢?我们可以联想一下“微积分”的概念 , 简单的理解连续化生产 , 就是将一个巨大的反应切割成一个个很小的反应 , 然后 , 将多步反应按时间排序 , 在一个密闭的连续化反应装置内持续进行 。 连续化生产以模块化的微反应器 , 来代替传统的大容量反应釜 。
连续化生产的反应器可以像乐高积木一样 , 自由、灵活的根据整个分子合成的工艺路线进行组装 。 摆脱了传统意义上 , 一个生产项目万事俱备 , “只等合适的反应釜”的窘境 。 对于与时间赛跑的新药开发而言 , 很多项目可以随时开展 , 节约了项目等待的时间 。
对于连续化生产的优势 , 傅小勇博士娓娓道来:“过去 , 如果一个路线中有不稳定中间体 , 或者放大后安全系数低 , 那么这个路线可能就放弃了 , 工艺开发时可能需要‘绕远’ , 通过更多步骤来完成替代反应 。 连续化生产的微反应器解决了这样的问题 。 ”
微反应器与批次生产所用的反应釜相比 , 体积要小上百倍甚至上千倍 , 反应参数更容易控制 , 能够承受更剧烈的反应条件 , 过程更安全 , 也更加绿色环保 。 如光化学和电化学等剧烈反应 , 以及一些如臭氧反应等涉及到高能量的反应 , 用连续化生产技术则变成了一个个小规模的 , 完全可控的微型反应 , 极大地减少了工艺安全风险 , 变不可能为可能 。 而且 , 连续化的工艺 , 单一反应的规模小、更容易在短时间内将一个反应进行得充分 , 使得不稳定的中间体可以及时转移到下一步骤 , 大大减少了副反应的发生 , 提高了生产的效率 , 避免了浪费的同时 , 就节约了成本 。
“我们一直通过技术的革新 , 尝试用更短的时间和更低的成本 , 为合作伙伴提供优质的原料药 。 这些分子也许正在进行临床 , 也许已经商业化 。 我们相信 , 通过我们的努力 , 不仅仅是我们的客户 , 最终患者也能够从这些颠覆性的技术变革中获益 。 ”傅小勇博士表示 。 
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▲目前 , 合全药业的连续化生产技术已经达到百公斤级到吨级的产能 。
技术驱动绿色化学的产业升级
绿色环保是经济发展的时代主旋律 , 医药行业也不例外 。 制药工艺也向着愈加清洁、绿色的方向发展 。 “实质性提升环保水平一定是背后有强大的技术驱动的 , 而驱动技术革新的是人类对于绿色环境和健康生活永恒的追求 。 ”
合全一直密切跟踪着学术领域最前沿的清洁、环保化学研究的进展 , 并通过合作努力将这些研究转化为产业可用的技术 。 从学术研究成果到真正应用于产业 , 中间有一个巨大的跨越 , 需要投入很多的研发精力 , 才能有所突破 。 “我们觉得 , 帮助医药行业探索更高效、更绿色的生产方式 , 这样的投入和探索都是非常有意义的 。 我们希望能够通过合全开放式平台的努力 , 为小分子CMO/CDMO的产业的升级尽一份力量 。 ”傅小勇博士说 。 合全药业一直是美国化学会绿色化学协会(ACSGreenChemistryInstitute)的成员 , 作为产业界的一个重要联盟参与者 , 合全一直在努力推动、践行和倡导制药行业绿色化学的产业升级 , 通过绿色化学能力和技术的开发 , 使得新药工艺生产的过程更加绿色、环保 。
如何评价一个生产工艺是否环保、绿色呢?工艺物质强度(ProcessMassIntensity , PMI)是一项非常重要的指标 。 PMI的计算方法就是所有原材料的投入量与有效产品产出量的比值 。
“我们从多年以前 , 就一直在公司内部倡导绿色化学 , 将PMI纳入了公司层面 , 对在合全平台上进行的新药开发项目进行PMI的监察和控制 , 将优化PMI的理念 , 从源头的工艺研发设计贯穿到生产的全过程 。 ”
研发层面 , 合全药业通过整体布局酶催化、金属催化、连续化生产等绿色化学的技术 , 从实质上实现PMI的持续优化 。 管理上 , 合全的三废有着严格、合规、专业的处理流程 , 同时 , 通过减少溶剂使用和溶剂回收套用等举措提升能源的使用效率 。
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