手性药物质量控制研究技术指导原则(2)

2019-03-02 23:01

反应中间体也应结合反应机理,对可能产生的立体异构体杂质进行有效的分离、控制。这样就能与终产品的质量控制相结合,达到全面控制产品光学纯度的目的。

由于手性中心的引入方式不同,在工艺中控制光学纯度的方式也各有不同,所以下面将根据手性中心的引入方式分别进行阐述:

(一)直接从起始原料或试剂中引入

在此情况下,终产品中的手性中心是从光学纯的起始原料或试剂中引入的,在后续的制备过程中,不再涉及手性中心的构型改变,或涉及到的构型改变是可控的。因此,终产品的光学纯度主要取决于以下两个方面:起始原料或试剂的光学纯度;后续反应过程是否会影响到已有的手性中心,从而产生构型变化的可能性及程度。所以在进行工艺研究时,首先要采用立体专属性的分析方法严格控制起始原料或试剂的光学纯度,制定合理可行的手性杂质的限度。其次要根据后续反应的机理,充分分析后续反应是否会影响已有手性中心的构型,如可能会产生影响时,应研究与优化工艺条件,尽量避免或减少构型变化的产生。

由于在后续反应中存在构型变化的可能性,所以,在制备工艺中仅控制起始原料或试剂的光学纯度是不充分的,尤其是当终产品中存在多个手性中心,且难以对终产品中的所有立体异构体杂质进行有效控制时,就需要结合工艺中的过程控制来综合控制终产品的光学纯度。这就要求在进行工艺研究时,对引入手性中心后的每步反应的中间体中的立体异构体杂质进行检测,分析与监测构型变化的可能性。如没有发生构型变化,则只需根据工艺优化与验证的结果,在制备工艺中严格控制工艺操作参数即可;如可能会发生部分构型变化,则除了需严格控制工艺操作参数外,还需采用可靠的指标对中间体的光学

纯度进行控制,即对该步反应中间体中的立体异构体杂质进行严格的控制。

总之,在此种情况下,除了需对手性中心引入的源头——起始原料或试剂进行光学纯度控制外,还需根据终产品质控的难度分别采用上述不同的过程控制方式,以切实控制终产品的光学纯度。

(二)不对称合成

此种情况是指采用立体选择性或专属性的反应(包括酶催化反应)在分子中引入所需构型的手性中心,所以终产品的光学纯度直接取决于该步反应的立体选择性。为保证所采用方法的立体选择性,首先应尽可能查阅相关的文献资料,充分了解所用不对称合成反应的反应机理、反应条件、立体选择性等,以选取合适的反应;其次,在工艺研究中应对该步不对称反应的工艺操作参数进行筛选优化,并对产物的立体异构体进行严格的监测,确定该步反应的工艺条件与反应产物的光学纯度控制指标。引入手性中心后,进行后续反应时仍可能产生构型变化,故同样需要根据终产品质控的难度分别采用不同的过程控制方式,来综合控制终产品的光学纯度。此外,不对称合成中有可能使用一些毒性较大的催化剂,在后处理过程中应注意控制其残留。在质量研究中对这些催化剂的检测方法进行研究与验证,并在质量标准中对其残留量进行控制。

两个以上(含两个)立体异构体组成的不等量混合物的合成主要是通过不完全的立体选择性反应得到的,此时在进行制备工艺研究时,其主要任务是确定合适的工艺参数,保证能稳定地获得组成固定并符合要求的混合物。

(三)消旋体的拆分

此种方式是指采用手性拆分试剂与外消旋的中间体或终产品反应生成非对映异构体,分离纯化得到所需的非对映异构体,再去掉手性拆分试剂,从而得到所需构型的手性化合物。在此工艺中影响终产品的光学纯度的因素有:手性拆分试剂的光学纯度、分离纯化是否完全、拆分及后续反应的构型变化。针对以上影响因素,要控制终产品的光学纯度,可采取以下措施:首先应采用光学纯度尽可能高的拆分试剂;其次,应尽量纯化与拆分试剂反应所得的非对映异构体,因为这是控制成品光学纯度的重要步骤。在这两个措施中,均应采用合适的方法严格控制试剂与产品的光学纯度。

除此之外,随着手性拆分技术的进步,也可以采用制备型的手性色谱技术来直接分离对映异构体,从而得到所需的目标化合物。

总之,在手性药物制备工艺研究中,如果能充分考虑从工艺中对产品的光学纯度进行有效的全程控制,就能从源头上控制产品的质量。尤其是当终产品的质量标准难以全面有效地控制其光学纯度时,就更应该重视制备工艺研究中的过程控制。

四、结构确证

由于手性药物具有立体结构,并且在非手性条件下,对映体一般具有相同的熔点、溶解度、色谱保留行为、红外光谱(Infrared Sp

ectroscopy,IR)、核磁共振谱(Nuclear Magnetic Resonance,

NMR),因此手性药物结构确证具有一定的特殊性,在进行结构确证时,除应符合结构确证的一般原则外,还应特别注意对其构型进行研究与确证。

(一)手性药物结构确证的基本原则

手性药物结构确证的总体原则:应注意确证手性药物分子的绝对构型,对各手性中心的绝对构型是R还是S(或其它的绝对构型表示方式)均应确证清楚。对于单一的立体异构体,只需确证该分子中各手性中心的绝对构型;而对于立体异构体的混合物,则需要对各立体异构体的绝对构型及立体异构体间的比例进行确证。

构型的确证方法大体分为两类:直接法与间接法。直接法是指只需通过某一单一的方法即可确证手性药物的构型,例如,单晶X射线衍射法(Single-crystal X-ray Diffraction,SXRD);间接法是指仅靠对待测物进行分析,尚难以确证其构型,而需综合其它数据,如与其同系物的相关分析数据相结合才能确定待测物的构型。例如,比旋度、手性色谱、核磁共振以及旋光光谱(Optical Rotatory

Dispersion,ORD)、圆二色谱(Circular Dichroism,CD)等分

析方法都属于间接法。化学相关法也属于间接法。

除下面介绍的仪器分析方法外,也可采用化学相关法确证手性药物的构型。在手性药物的制备过程中构型的变化是已知的情况下,根据起始原料的构型、化学合成方法的立体选择性以及各中间体的立体结构也可间接获得最终产品(药物)的构型信息。该方法在仪器分析方法成熟以前使用较多。

在确证手性药物的结构时,可采用常规方法确证药物的结构式;然后再根据手性中心的数量、起始原料的构型、化学合成方法的立体选择性、文献数据、对照品等相关信息,有针对性地选用比旋度测定、手性高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)或气相色谱法(Gas Chromatography,GC)、化学相关法、SXRD、CD、ORD以及奥氏核效应(Nuclear Overhauser Effect,N

OE)差谱等方法对其绝对构型进行确证。因为比旋度测定相对比较简

便,且与分子的构型有一定的相关性,所以一般情况下比旋度是必需的检测项目之一。

此外,在绝对构型的确证中,为保证结果的准确性,除采用一种方法外,需考虑采用另一种方法加以确认。

(二)手性药物构型确证的主要方法

下面对手性药物构型确证的主要方法分别进行简要介绍。 1.X射线衍射法(X-ray Diffraction,XRD)

由于单晶X射线衍射法可以独立确定分子的绝对构型,所以在其他相关信息比较缺乏的情况下,如要确证手性药物的绝对构型,建议采用单晶X射线衍射法。

单晶X射线衍射法是通过单色X光源,常用CuKα(1.54178?)与MoKα(0.71073?)对具有一定几何尺寸大小(0.01-1.00 mm)的药物单晶体样品(由多个晶胞组成)进行X射线衍射实验,记录衍射数据并经相位计算即可获得药物分子立体结构的相关定量信息,如药物分子的相对或绝对构型以及药物晶体中存在的结晶水/溶剂含量与位臵等一系列信息。

通常可采用四圆衍射仪(低功率光源)、CCD衍射仪(低功率光源)或IP面探测仪(高功率光源)进行手性药物分子构型的测定。

单晶X射线衍射法测定分子绝对构型包括直接与间接两种方法: 直接法:其测定原理是应用不同化学元素对X射线的反常散射(色散)效应。若待测药物样品仅含有C、H、N、O元素时,应使用CuKα辐射,衍射实验的θ角度不低于57o;若待测样品中含有原子序数大于10的元素时,可以应用MoKα辐射,衍射实验的θ角不低于25o。

间接法:利用分子结构中部分已知构型的基团确定分子构型。衍射实验采用CuKα或MoKα辐射均可。


手性药物质量控制研究技术指导原则(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:高中信息技术VB专项题(学考)

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: