綠色化學與制藥研發和生產的可持續性探討

龍明淵、王園園、楊國慶(浙江美諾華藥物化學有限公司 312369)

一、前言

所謂綠色化學，又簡稱環境友好型化學。綠色化學的概念首先是由上世紀九十年代的美國化學協會（ACS）提出，旨在防治一切由化學化工合成、生產引起的環境污染問題，倡導與環境友好的化學化工理念，并提出了相關具體原則標準，用來指導和衡量化學產品的開發路線、生產過程以及生產產品是否符合綠色化學理念。近年來，綠色化學與相關技術研究是國際科研研究的熱點,與制藥研發和生產的可持續性密切相關。

二、綠色化學與制藥概念描述

2.1 化學制藥

化學藥品的制造生產過程包括原料藥生產和藥物制劑生產兩部分。從藥品的生產歷史來講，現代化學藥品的生產是從天然物質中分離提取天然產物逐漸演變過來的，最早的化學制藥工業的形成，源自于歐洲。例如當時的青霉素、阿司匹林的發現和提取工作，所謂制藥，是以分離和提取為主要手段。現代制藥行業，多根據分子某一方面特性，例如結構特點或某些特殊官能團的藥用功能，從合成的角度，人工合成藥物。原料藥品品種多，合成方法眾多大體分為三類，即工業合成、實驗室合成、生物合成三種方法。根據原材料的不同，也可分為植物化學藥、化學合成藥、抗生素和生物藥。化學制藥注重兩個結果，即產品的藥效和副作用大小。

2.2 綠色化學

傳統化工工業對環境的污染已經十分嚴重，大量有害物質被排放，嚴重威脅人類安全。綠色化學觀念的提出，是為化學工業的發展提出一條可持續發展之路。綠色化學是一種清潔化學，最理性的目標是生產合成出的化合物或產品完全符合人們的預期目標，整個生產流程，不產生任何污染物。通過近幾十年的發展，綠色化學已經涉及生物化學、分析化學、有機合成與催化等，逐步實現污染物零排放。

三、制藥行業的綠色發展之路

3.1 現代制藥行業特點

現代化學制藥研發與生產的行業特點是產品種類多、產品更新快、工業化程度高、成分復雜、總產品生產率低、污染物排放量大等。例如，感冒藥的開發生產，根據市場調查統計，各類藥產品多達幾十種。

3.2 綠色化學制藥成功案例

3.2.1 BHC公司合成布洛芬

比較有名的案例是在美國一九九七年的 “總統綠色化學挑戰獎”上獲得更加綠色合成路線獎的德國BHC合資公司，該公司因為發明生產布洛芬消炎止痛藥的新工藝而獲此殊榮，新工藝采用了羥基化、加氫以及乙酰化的三步合成法，總體反應原子經濟效益高達百分之七十以上，廢物排放率減少近百分之四十，該工藝中沒有較難處理的副產物。布洛芬是具有抗炎、鎮痛作用的消炎藥，同時也是世界公共衛生組織公認的兒童首選抗炎藥。

3.2.2 NovaSterilis公司成功運用超臨界二氧化碳技術

NovaSterilis公司因為成功的將環境友好型超臨界二氧化碳技術用于高效醫學滅菌并且成功商業化獲得美國 “總統綠色化學挑戰獎”的小企業獎。傳統醫學滅菌技術不適用于動物組織器官，比如目前使用的γ放射線滅菌技術以及環氧乙烷都對人體具有高致癌性，超臨界二氧化碳技術對敏感的生物組織具有較好的相容性，適用范圍包括皮膚組織、疫苗和生物大分子等生物組織，該技術殺菌效果可以長時間滅菌，但尚達不到終極滅菌的目的。

3.3.3 輝瑞公司-左洛復

2005年，左洛復藥物為輝瑞公司帶來三十億美元的銷售額，占據抗抑郁藥市場的6%，該藥物作為抗抑郁藥，被鄧恩德報告中評定為E-因素值為8，是該行業的綠色典型案例。該藥物選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRI)，是美國處方量最大的抗抑郁品牌藥，該工藝有效解決每生產一千克的API則產生92千克的廢料的重要問題，成果驚人。

四、化學制藥綠色新技術

通俗來講，綠色制藥就是要將綠色化學的化工原理與技術成功的嫁接到制藥產業。目前的常見技術包括催化技術、超臨界流體技術、生物技術、有機電合成技術、組合化學法等。例談幾種技術方法的優勢。

4.1 生物技術

生物藥物合成技術是一項交叉技術，生物化工技術被認為是未來最具有發展潛力的產業之一。目前，生物技術在醫學領域應用廣泛，例如抗菌素、干擾素、激素的合成，人工胰島素的提取與合成等。生物化工制藥將生物工程里的基因工程、細胞工程技術與化學精細化工相結合，其中對酶化學的藥品開發、研究是比較熱門的領域。生物酶的開發應用具有安全環保的巨大優勢，在治療腸胃病方面效果顯著。

4.2 組合化學技術

組合化學技術被認為是藥物研發領域最重要的技術，與快速篩選法、基因工程并列為發現藥物先導化合物的三大核心技術。組合化學迅速發展應用，是一種極其高效且綠色環保的合成技術，該方法可以再見短時間內大量合成化合物，解決了藥物篩選中的問題，非常具有經濟效益和環保效益。

4.3 催化技術

催化劑是化學反映的重要媒介，具有提高化學反應活性、效率的物質。在石化行業，每出現一種新型高效的催化劑都會推進該產業的跨越式發展，在制藥合成領域亦是如此，只要涉及有機合成，必有催化劑的介入，而目前，世界范圍來講，催化劑產品種類雖然繁多，但依然不能夠滿足市場需求，可以預見的是，催化劑研究是非常具有前景的行業，既可以自成體系，又可以廣泛應用生化各學科的合成，因此對于制藥領域也具有十分重要影響。