制药业的绿色化学:创新者的可持续牧场

Jonathan Agbenyega, Ph.D., Business Development Manager

随着海平面上升和气候变化对全球社区造成影响,工业国家正寻求管理产出和确定生产过程的方法,以减少对环境的影响。 其中一种方法自 20 世纪 90 年代以来就发展势头强劲,这就是绿色化学,一个专注于“发明、设计和应用化学产品和工艺以减少或消除有害物质的使用和产生”的科学领域。

1998 年,Paul Anastas 和 John Warner 合著了一本书,列出了构成绿色化学基础的 12 项原则,包括一系列减少化工生产对环境和人类造成影响的方法。 然而,在一些行业,人们认为采用绿色化学实践会影响盈利能力,极不合理。

借助绿色化学在制药业掀起波澜

ACS 绿色化学研究所称,“尽管绿色化学和工程方面的研究取得了不错的进展,但主流化学企业还没有完全接受这项技术。 如今,98% 以上的有机化学品仍然来自石油。”随着绿色化学运动对政策、商务活动和消费者认知的持续影响,企业必须找到新的途径,在保持盈利的同时实现“绿色生产”。 在制药行业尤其如此。

ACS 绿色化学研究所成立了 ACS GCI 制药圆桌会议,旨在“鼓励创新,同时促进医药行业绿色化学与绿色工程的融合”。制药圆桌会议的成员包括阿斯利康、拜耳公司、礼来制药厂、葛兰素史克、默克公司、 诺华公司、辉瑞制药和武田制药

这么多知名制药公司的参与令人鼓舞,因为制药行业历来拒绝改变经证实有效的生产和研究方法。 尽管采用绿色化学原理可能被视为制药行业的额外障碍,因为该行业已经面临监管问题、知识产权要求和快速失败要求的挑战,但制药公司开始意识到绿色化学能够提高效率、节约成本。

在医药研发中应用绿色化学的原子经济原理(即合成方法的设计应最大限度地将生产过程中使用的所有材料结合到最终产品中)可以减少副产品的产生,从而降低储存和处置成本。溶剂也能显著地影响成本,因为在标准的批化学操作中,溶剂通常占到质量的 50%-80%,引起了大部分的能源消耗引发了最大的过程安全问题。

例如,默克公司开发了一种更绿色的方法来生产用于治疗 COVID-19 的抗病毒药物 molnupiravir。 益处有减少溶剂浪费,将产量提高 1.6 倍,并将步流程减少到步。 2022 年,美国环境保护署因这一合成方法向其授予了绿色反应条件奖

Amgen 开发了 LUMAKRAS™(一种治疗某些非小细胞肺癌的新药)的绿色合成。 益处有减少产生大量溶剂废物的净化步骤,每年节省 317 万英镑,并提高产量。 2022 年,美国环境保护署因这一合成方法向其授予了绿色反应条件奖

在绿色化学领域保持领先

每家制药公司的核心都是履行提供突破性药物的承诺,改善全球人民的生活。 为了可持续、环保地实现这一目标,制药公司需要获得该领域的最新研究成果。 他们必须超越传统的合成工艺进行创新。

从 20 世纪 90 年代末开始,随着 Anastas 和 Warner 的开创性著作的出版,在药物制剂的设计和合成中使用绿色化学技术的相关研究显著增加。 如今,科学文献中有关这一领域的期刊文章超过 210 万篇。

与许多新兴领域一样,科学文献中术语的不一致对那些希望利用最新研究成果的人来说是一个挑战。 制药公司需要信息解决方案,使研究人员能够在优化合成时轻松找到更环保的化学:反应、试剂、溶剂和催化剂,从而实现可持续发展。

在 CAS,我们的科研人员在管理全球最大的化学见解集时加入了与绿色化学相关信息的索引。 这种知识索引可让医药研究人员快速追踪所需绿色化学信息,包括来自无与伦比的 CAS 内容合集™ 的 45000 多种“绿色”化学反应。

CAS 还提供了最新绿色化学趋势的布局图,这些趋势可能会影响制造业的其他方面,包括包装开发。 更多信息请参阅 CAS 洞察报告,探索“生物基聚合物:传统塑料的环保替代品”。

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