工艺放大最不喜欢unexpected:案例分享

文摘   科学   2024-09-07 08:02   天津  

药物工艺生产中,最怕unexpected…

案例一

硫污染导致Suzuki反应钯催化剂中毒

第一次GMP生产

  • 化合物2先和甲醇钠作用得到甲氧基取代氯的中间体

  • 和苯硼酸发生Suzuki反应得到化合物1。

  • 成功的完成了6kg化合物1的制备。


第二次GMP生产

  • 相同工艺条件下,甲氧基取代氯的中间体4没有转化,Suzuki反应没有进行,只有部分水解酯基的副产物化合物3。


原因调研

  • 起始原料2的供应商未变,但是批次改变

  • 人为操作导致催化剂损失或者暴露于空气失活

  • 其他物料因素

原因确认

  • 经过调查和工艺研究,排除了人为操作和催化剂失活。

  • 采用第一次GMP生产的物料,进行了物料的系统研究,确认新批次起始原料2出现了问题。

  • 检验数据没有发现新批次起始原料2的质量问题,包括元素分析的硫元素。

初期解决方案

  • 重新处理纯化起始原料2后,顺利完成Suzuki反应。


催化剂中毒调研

  • 根据供应商提供的信息,起始原料2的合成工艺中用到了氯化亚砜,推测工艺过程中有硫产生,机理如下:


  • 采用化合物6和化合物5分别进行氯化亚砜条件下的酯化反应,均检验出硫残留。


最终解决方案

制备起始原料2和化合物4的过程,不使用氯化亚砜,彻底避免硫残留风险。

  • 化合物8经单质溴作用得到化合物5;

  • 三氯氧磷作用下羟基氯代,羧基成酰氯,得到化合物9;

  • 甲醇处理得到化合物2;

  • 甲醇钠继续处理得到化合物4。



案例二

日本武田某候选药物,化合物11是合成API的最后一个中间体。


硫残留问题

  • 化合物11中不可思议地检出了硫残留,推测是关环过程中,产生的硫化氢被空气氧化,产生了硫。

初期解决方案

  • 采用氮气吹扫,降低硫化氢浓度,同时减少空气残留,虽然降低了氧化几率,减少硫残留量,但是不能避免。

增加纯化步骤的最终解决方案

  • 为降低最后一步API的风险,采用打浆纯化去除。

  • 甲苯和乙酸乙酯/正庚烷体系去除硫效果最好,损失也不大。

  • 甲苯条件,物料容易挂在反应釜壁上,放大风险高。

  • 放大采用乙酸乙酯/正庚烷体系。


参考文献
Org. Process Res. Dev. 2018, 22, 111−116
Org. Process Res. Dev. 2014, 18, 122−134
备注:文中图片均来源于文献

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