影响固体原料药结晶效率因素的研究论文_周兆彬,赵学强

影响固体原料药结晶效率因素的研究论文_周兆彬,赵学强

华北制药集团爱诺有限公司 河北石家庄 050000

摘要:固体药物的结晶效果不仅对药物的使用效果影响重大,同时也会影响到药物的生产成本,因此研究影响固体药物结晶效率的因素就显得迫在眉睫,本文介绍了影响固体原料药结晶效率的一些主要因素,希望能够与大家一同分享。

关键词:固体药物;晶型;结晶效率;影响因素

医药行业在民生事业中扮演着重要角色,为人民的人身健康做出了重大贡献,但依托我国的实际国情——发展中国家,在某些方面也是存在不尽如人意的情况,例如结晶污染。因此,研究影响固体原料药结晶效率的因素迫在眉睫,解决结晶中存在的问题,提高结晶效率,控制药品使用效果,符合华药集团的企业宗旨——人类健康至上,质量永远第一,符合社会主义现代化建设的理念。

一、原料药结晶中存在的主要问题

结晶,是溶质在特定条件下从溶剂中析出的过程,不同药物析晶条件不同,因此存在多种结晶方法:如蒸发结晶、降温结晶等,本文重点介绍降温结晶。目前我国原料药结晶方面存在的普遍问题主要有:晶体纯度较低,析晶率(收率)较低,结晶周期长,自动化水平较低等,这些问题又会衍生出生产效率低,能耗高,成本高等一系列新问题,严重制约着我国原料药行业的发展。因此,解决原料药在结晶中存在的问题,提高结晶效率,是突破我国原料药行业瓶颈的关键所在。

二、影响结晶效率的主要因素

想要提高原料药的结晶效率,首先的知道影响结晶效率的主要因素,笔者结合查阅的相关文献和自身的工作经验,将影响结晶效率的主要因素归纳有一下几点:溶剂类型、温度控制、结晶设备。

2.1溶剂类型

溶质在不同溶剂中的溶解性不同,例如100ml的常温水能溶解204g蔗糖,但阿维菌素却几乎不溶于水,但可以很好的溶解于乙醇中。在降温结晶中,在不同温度下,溶解度差别越大,溶质越容易析出,结晶收率也就越高。

2.2温度控制

结晶是一种动态的平衡过程,也就是说,溶解和析晶是同时存在的,只是在不同温度下,溶解速度和析晶速度存在差异。在结晶过程中,当溶解速度等于析晶速度,即达到动态平衡,宏观上表现为此温度下的结晶结束。

2.3结晶设备

影响结晶的因素,除了与溶质、溶剂本身的性质有关,结晶设备同样对其影响重大。具体来说就是设备材质、搅拌方式和搅拌速度对结晶的影响。不同也溶剂对设备材质的要求不溶,有些可以用不锈钢设备,有些腐蚀不锈钢设备,但可以使用搪瓷设备;有些需要快速搅拌,形成晶型较小的晶体,有些需要慢速搅拌,使晶核成长为较大的晶体;搅拌方式有锚式搅拌、桨式搅拌、气体搅拌等,同样需要结合溶质的性质去选择。

三、提高原料药结晶效率的主要措施

华北制药集团作为新中国医药行业的“长子”,为祖国的医药行业做出了巨大贡献,作为华药集团的子公司——爱诺有限公司,主要生产原料药阿维菌素、伊维菌素和乙酰氨基阿维菌素,在如何提高结晶效率方面也是做了很多工作,也相应取得了重大成果。

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3.1优选溶剂

溶剂的选择是完成结晶、重结晶过程的首要考虑因素。如果溶质在一种溶剂中的溶解度曲线斜率较小,甚至趋近于零,那研究这种溶剂对结晶效率的影响就没有太大意义啦,因此,首先要选择溶解度曲线斜率较大的溶剂,在不同温度下,溶解度有明显差别,而且这种差别越大越有研究意义。

3.2重在温度

溶剂选择后,那么控制结晶降温的重要性就尤显突出,温度控制主要体现在两点:①结晶终点温度的选择,即将结晶液降温至几度结束结晶,这个温度点的选择需要综合考虑溶解度曲线和条件实现的难以程度,一般选在溶解度斜率变化较大的点作为结晶终点;②析晶温度段的精细控制,在重结晶的精制过程中,开始析晶时的温度控制是非常重要的一个环节,在这一温度段中,溶质的析晶速度略大于溶解速度,开始析出晶体,最早析出的晶体被称为晶核,后续的析晶可以理解为晶核的成长。在这一温度段中,将晶核在溶解——析出的一个动态平衡中,是去除杂质的一个重要过程,如果这个过程太快,很容易导致杂质被重新包裹在晶体内部,严重影响晶体质量,失去了重结晶的意义,因此在晶核形成的这一温度段中建议采用梯度降温或缓慢降温。

3.3合理选择结晶设备

在结晶设备材质的选择中,相关人员应充分考虑结晶液的酸碱性、腐蚀性以及粘稠度等因素,这是提高结晶效率的有效措施。在搅拌器和电机的选择中,则需要考虑晶体的易碎程度和结晶液的流动需求,如果晶体容易出现碎裂、残晶,就需要降低电机的搅拌速度,或者可以选择变频电机调整不同阶段的搅拌速度。

3.4合理添加晶种

结晶过程可大致分为三个步骤:形成过饱和液;出现晶核;晶核成长。其中过饱和液的形成是析出晶核的前提条件,而自然晶核的形成是当过饱和液突破某个平衡点时,突然出现,并且是一个急剧形成的过程,某些原料药在这个过程中是不容易控制的,因此会出现晶体形状不均匀,从而影响到产品质量,这就需要进行人为的控制,当结晶液达到过饱和状态时,将经过筛选的优质晶种人为的加入过饱和液中,引导晶体的形成与成长,得到大小均一,形状均匀的晶种,提高结晶效率,提高药品质量。

四、结束语

综上所述,从事固体原料药研究和生产的医药人员,应在明确原料药的性质基础上,发现结晶过程中存在的问题,并积极开展寻找问题的原因、解决问题的重要措施的相关活动,形成PDCA的良性循环模式,为提过我国原料药行业的发展发挥积极作用。

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论文作者:周兆彬,赵学强

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/11

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