Odkryj bardziej zrównoważone alternatywy w krajobrazie syntezy i API.
W ostatnich latach nastąpił znaczny wzrost wysiłków na rzecz poszukiwania bardziej ekologicznych, bardziej zrównoważonych rozpuszczalników w produkcji farmaceutycznej. Głównymi czynnikami napędzającymi to zainteresowanie są regulacje prawne mające na celu zwiększenie zrównoważonego rozwoju przemysłu oraz konieczność zmniejszenia globalnego śladu węglowego. Wiele z tych celów jest zgodnych z Celami Zrównoważonego Rozwoju Narodów Zjednoczonych (SDGs). Jednak rozpuszczalniki są tylko jednym ze składników cyklu życia produktu. Należy również wziąć pod uwagę energię, wodę, czas produkcji i usuwanie rozpuszczalnika.
Synteza aktywnych składników farmaceutycznych (API) wymaga szeregu złożonych reakcji chemicznych i dużych ilości rozpuszczalników. Duże firmy farmaceutyczne mogą produkować od 3000 do 6000 ton metrycznych odpadów niebezpiecznych rocznie, przy czym rozpuszczalniki odpowiadają za większość tych odpadów pod względem objętościowym. Kilka firm opracowało metody recyklingu i odzysku rozpuszczalników. Co by się jednak stało, gdyby na pierwszym etapie syntezy zastosowano bardziej zielone rozpuszczalniki? Co by było, gdyby proces rozpoczął się od rozpuszczalnika, który ma lepszą biodegradowalność, mniejszą lotność i mniejszą toksyczność, jednocześnie zapewniając ten sam, jeśli nie lepszy, plon?
Spostrzeżenia branżowe: dialog na temat zrównoważonej produkcji API
Aby zagłębić się w wyzwania i możliwości w zakresie zrównoważonej produkcji API, rozmawialiśmy z dr Hashim Javaidem, Międzynarodowym Dyrektorem Technicznym ds. Syntezy IMCD oraz dr Cristiną Martí, dyrektorem ds. sprzedaży i strategii API w IMCD Group.
HJ : Eksperci branżowi zgadzają się, że produkcja API może stać się znacznie bardziej ekologiczna, gdyby kwestie środowiskowe były zintegrowane od samego początku procesu, niż skupienie się na odzyskiwaniu rozpuszczalników w późniejszym okresie gry. Wybór rozpuszczalników jest często kluczowym czynnikiem. Pojawiające się rozpuszczalniki neoteryczne, które są bardziej przyjazne dla środowiska w porównaniu z powszechnie stosowanymi dipolarnymi rozpuszczalnikami aprotycznymi, takimi jak DMF, DMac i NMP, stały się coraz bardziej interesujące dla naukowców.
CM : Wielu pomysłodawców i coraz więcej firm generycznych ma zielony, zrównoważony program. Niektórzy osiągnęli już znaczące przełomy, chociaż większość jest wciąż na wczesnym etapie. Na przykład firma Pfizer opracowała zieloną drogę syntezy pregabaliny, zmniejszając zużycie prawie 38 milionów litrów alkoholowych rozpuszczalników organicznych i prawie 2000 metrycznych ton surowców rocznie. Podobnie GSK ogłosił nową reakcję na paroksetynę, prowadzącą do procesu, który jest nie tylko bardziej ekologiczny, ale także bardziej opłacalny, z prawie dwukrotnie większą wydajnością w porównaniu z metodami konwencjonalnymi. Dodatkowo, gdy chlorowodorek sertraliny (znany również jako Zoloft) został zsyntetyzowany bardziej ekologiczną drogą, usunięcie soli metali i zastosowanie katalizatora Pd/C zaowocowało bardziej selektywnym i przyjaznym dla środowiska procesem.
IMCD Greener Solutions
HJ : Zrównoważone API zaczynają się od zrównoważonych reakcji. W ramach seminarium IMCD na rzecz zielonych rozpuszczalników oferujemy alternatywy dla niektórych potencjalnie toksycznych lub szkodliwych dla środowiska rozpuszczalników powszechnie stosowanych w syntezie chemicznej. Na przykład, jako zamienniki DMac, DMF lub NMP, można rozważyć pojawiające się neoteryczne dipolarne rozpuszczalniki aprotyczne, takie jak GVL i NBP, lub bardziej ugruntowany DMSO, który zyskuje obecnie nowe zainteresowanie jako zrównoważona alternatywa, szczególnie dla syntezy peptydów w fazie stałej.
Podobnie, zamiast THF, rośnie zainteresowanie CPME, MethF i MTHP, które mają potencjał aby korzystnie wpływać na chemię litowania. Tutaj reakcje mogą być prowadzone w temperaturze -20oC w porównaniu z tradycyjnym -70oC w THF przy niewielkiej utracie wydajności, zmniejszając w ten sposób zużycie energii i marnowanie rozpuszczalników.
Pierwszy krok w kierunku zielonej produkcji API może być tak prosty, jak zmniejszenie liczby reakcji i izolacji wymaganych do wytworzenia danej cząsteczki. Mniej kroków oznacza mniej rozpuszczalnika do odzyskania i utylizacji. Drugim krokiem może być zastąpienie lotnych szkodliwych rozpuszczalników i niebezpiecznych odczynników tymi, które są lepsze dla środowiska. Uznaje się, że uczynienie procesu bardziej ekologicznym rzadko wystarcza, aby przekonać producenta do zmiany ustalonego procesu produkcyjnego. Czas, wydatki i dokumenty regulacyjne potrzebne do zmiany ustalonego procesu produkcyjnego mogą być zniechęcające. Jednak wprowadzenie bardziej ekologicznych rozwiązań do procesu produkcyjnego API od samego początku może napędzać rozwój bardziej zrównoważonych interfejsów API przyszłości.
Referencje:
Zastąpienie mniej preferowanych dipolarnych rozpuszczalników aprotycznych i eterycznych w syntetycznej chemii organicznej bardziej zrównoważonymi alternatywami
Jordan, Callum GJ Hall, Lee R. Thorp i Helen F. Sneddon
Recenzje chemiczne 20 22 122 (6), 6749-6794
DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00672