药物合成后处理分析及应用
2020-02-22刘自兵
刘自兵
(浙江海正药业股份有限公司,浙江 台州 318000)
1 药物合成后处理的概念和重要性
1.1 药物合成后处理的概念
药物合成后处理是指在药物合成以后,根据合成药物的物理、化学性质的不同,采取科学、有效的方法来进行处理提炼,将药物在反应后的混合物或粗产品中提取出来[1]。需要进行药品合成后处理的主要原因,就是药物合成反应过程中可能产生多种不同的产物或者存在一些其他副反应,生成一些影响药品纯度和性能的杂质,而这些产品的物理或化学特性各不相同,可以通过在萃取、干燥等多种处理手段中选择科学、合适的手段进行处理,将需要的物品从多种副产物中取出来,达到提纯的目的。最常用的药物合成后处理方法是在淬灭处理以后的混合物中加入酸碱溶剂或者水,再加入乙醚、乙醇等作为溶剂对药物进行萃取,然后用饱和氯化钠将剩余的水进行脱水处理,再经过沉淀、过滤后获得粗品。
1.2 药物合成后处理的重要性
这个过程中萃取、过滤等过程都会对药品的质量产生影响,且药物合成处理过程与合成反应相比,往往需要更长的时间、更多的容器和设备工艺步骤来完成,进行后处理工作的人员工作时间和劳动量要大于合成反应工段人员。因此必须要重视合成后处理过程,通过技术手段的提升,方法方式的合理选择操作来达到提升医药产品质量及回收率。与此同时,还可以通过回收过程分离出其他物质作为副产品外卖,提升生产过程价值,提升企业的经济效益。但是后处理过程不佳,就可能造成产品回收不彻底、质量受影响,同时增加“废水、废气、废物”等三废的数量,造成经济损失,造成浪费的同时给环境带来一定的压力[2]。
2 药物合成后处理过程中需要的专业知识
2.1 掌握反应过程中相关物质的溶解性
后处理过程中会用到萃取、过滤等多种技术方法来达到去除杂质、分离产品的作用。例如,利用不同物质的溶解度的不同来区分提纯物质。所以不同化合物的溶解度是相关人员必须掌握的基础知识。但是实际应用过程中使用的溶质是多样的,最常见的溶解质是水、醇类、乙醚等,因此相关人员要掌握的最基本溶解度知识就是水溶性。根据药物反应后混合物中不同物质的水溶性或者其他溶解性的不同,选用合适的溶剂来达到分离物质的目的。
2.2 掌握相关物质的物理特性
要掌握反应后混合物里面物质的密度和熔沸点。因为后处理过程中的萃取、洗涤、蒸馏等过程跟物质的密度、熔沸点等有很大的关系。用饱和溶液对不同密度、不融合的物质进行洗涤时,密度相对低的物质可能会处于洗涤时的上层,便于分离。而蒸馏过程中因为物质的熔沸点不同,给混合物不同温度的热量,混合物中对应熔沸点的产品会转变成液体或者气体与混合物中的其他物质分离开来,利用蒸馏等方式将其分离出来。与此同时,掌握熔沸点、密度不仅是后处理环节中步骤选择的依据,还是后处理工作中仪器选用的依据,了解物质的不同密度和熔沸点,可以帮助相关人员提前准备好相应的操作设备设施,使后处理过程准备工作更充分,后处理工作开展得更顺利。
2.3 掌握相关物质的酸碱性
反应产生的混合物中经常会存在一些含有酸碱性基团的物质,这些酸碱性基团在离子和游离状态时,这些物质的溶解性会出现很大的不同。因为酸与碱性化合物、碱与酸性化合物结合都能生成盐。而盐又具有很强的水溶性,与原物质相比水溶性大大增加。同时成盐以后,在有机溶剂中的溶解度低。因此掌握这些特性,可以在后期处理中利用这些特性,选择合适的方法进行处理。例如常见的碱性基团氨基,氨基遇酸能形成铵盐,可以利用这一性质进行分离。
3 药物合成后处理的常用方法
后处理过程就是利用药物合成后混合物中物质的不同特性来进行物质提纯分离的。常见的后处理操作方法包括萃取、蒸馏、干燥、重结晶、过滤、升华等。其中过滤又分为常压过滤和减压过滤,蒸馏又分为常压蒸馏、减压蒸馏等。要想达到提纯目的,必须掌握相应的技巧和要点,做到准确规范选择和操作。
3.1 萃取法
萃取法就是将某种化合物转移到另一种溶剂中,这期间是利用了各种物质间溶解度差异。因为不同的物质在不同的溶剂里面的溶解度不同,混合物中有的可能在水中溶解度大,有的可能在乙醚中溶解度大,同时有两种溶剂时,相应的物质会选择融入溶解度更大的溶剂中,从而实现化合物从一种溶剂向另一种溶剂的转移,进而达到分离提纯的目的。萃取法是一种常见的操作方法,通常在药物合成反应以后便可以使用,且使用过程中往往不能一次完成,可能需要进行数次萃取过程才能达到目的。
3.2 蒸馏法
蒸馏法也是一种常用的后处理方法。蒸馏的原理就是利用不同化合物之间的沸点差异。因为反应液中多种混合物具有不同的沸点,因此可以将反应液放置到特定的容器中,给容器进行加热,加热到不同的温度,对应沸点的物质会出现蒸发现象,变成气体后伴随着蒸馏管路流出,最后在管路中冷凝成为液体,再回收至回收容器中,实现易挥发化合物和不易挥发物的分离。但是使用这种方法对于沸点差异较小的物质效果不是很明显,因此适宜用到沸点相差较大的混合物分离过程中。同时蒸馏过程中涉及加热过程,必须做好容器选择,在进行加热时做好充分的考虑,避免不必要的事故发生。且涉及物质冷凝和回收过程,各项工艺步骤的连接要做好,防止出现漏洒或者管道过短不易冷凝的问题或者管道过长不易回收的问题。
3.3 结晶法
结晶就是溶质以晶体状态在溶液中析出的过程,析出的晶体就是要回收提纯的物质。结晶法的具体操作包括降温法、盐析法及蒸发法等。其中降温法就是利用溶质在不同温度时的溶解度的差异性。一般而言,温度高时溶质的溶解度较高,可以将溶质放置到溶剂中,使其达到饱和。待饱和溶液泠却后,由于温度降低,物质溶解度降低,就会在饱和溶液中以结晶的形式析出。结晶法使用的关键是掌握对结晶效果的影响因素,并了解这些因素的变化对结晶效果的影响,再根据需要对这些因素参数进行调节,以获得最佳的结晶处理效果。一般而言,结晶法运用过程中,不同的搅拌速率、蒸发速度、冷却速度以及溶剂添加速度都会影响药物合成后的结晶处理效果。所以在应用结晶法时,要控制好溶剂及其添加速度、蒸发速度、搅拌速度、冷却速度等因素,提升结晶处理效果。
3.4 过滤法
过滤法的使用原理也是不同物质的溶解性不同,就是将反应后的混合物加入到某一种溶剂中,利用不同物质溶解度的不同,将不溶于该溶剂的固态物质分离出来。这种方法操作较为简单、方便,但是在具体执行过程中一定要注意操作方法和分离物品的处理。因为需要提纯的物质可能是不溶于溶剂的固态物质,也可能是溶于该溶剂的溶液。同时对于获得的固态物质或者溶液都属于粗品,并不是完全纯净的,需要经过进一步的洗涤、滤干等过程,降低物质中残留的杂质,提升产品纯度。
3.5 干燥法
干燥法是利用热能去除固体物料中的湿分的一种后处理操作方法。这个原理跟蒸馏相似,利用加热等方式供给反应后的混合物料热能,使物料中的水分气化,并利用惰性气体将生成的蒸汽带走,保证药品质量。常见的干燥方法有冷冻干燥和真空干燥两种,具体方法的选择还需要根据不同的化合物组成来选择。冷冻干燥法较常应用于热敏度化合物后处理过程中。
4 结语
药物合成后处理效果将直接影响药物的质量及企业的经济效益,对企业而言具有重要意义。因此作为企业必须认识到药物合成后处理的重要性,及进行后处理需要掌握的基本知识和方法,及时组织对相关人员进行培训,提升相关人员的专业知识和操作技能,提升药物质量。