Лабораторный регламент.

На основании исходных данных лабораторной прописи для составления лабораторного регламента проводятся исследования по окончательному выбору схемы синтеза лекарственного вещества. При этом подбираются также методы анализа, позволяющие по ходу процесса исследовать химические превращения и устанавливать структуры побочных и промежуточных продуктов на всех стадиях синтеза. Предпочтение отдается универсальным методам анализа, обеспечивающим наибольшую информативность: ЯМР, хромато-масс-спектрометрия, ИК- и УФ-спектроскопия, тонкослойная хроматография, ВЭЖХ, полярография и др. Такой подход обусловлен тем, что на данном этапе разработки регламента рассматриваются различные варианты сырья и полупродуктов, оптимизируются (в масштабах лабораторного регламента) технологические параметры (температура, продолжительность реакции, рН и т.п.), определяется максимальное число контрольных точек, исследуется влияние природы и количества примесей на последующие процессы и определяется требуемая степень очистки полупродуктов, а иногда и исходного сырья.

Разработка аналитического контроля для лабораторного регламента методологически сочетается с исследованиями технологических процессов, реализуемых на лабораторном оборудовании. Определение технологических параметров процессов синтеза в этом случае осуществляется также с помощью лабораторных приборов, имеющих широкий диапазон измерений. Поскольку на заключительном этапе разработки лабораторного регламента формируются основы технологических стадий производства, методики постадийного контроля разрабатываются с учетом перехода к опытно-промышленному регламенту.

Опытно-промышленный регламент.

Параметры технологических процессов, записанные в лабораторном регламенте, проверяются на пилотной установке. При этом с применением методик анализа, заложенных в лабораторный регламент, уточняется состав реакционных смесей, требующий контроля, устанавливаются более узкие диапазоны измеряемых концентраций, определяются окончательные контрольные точки и периодичность анализов. На основе полученных результатов предварительно разработанные методики адаптируются к условиям опытно-промышленного производства. При отработке технологии в этом масштабе используется в основном оборудование и контрольно-измерительные приборы промышленного исполнения (рН-датчики, расходомеры, термометры, термисторы и т.д.).

Необходимым переходом от лабораторного регламента к опытно-промышленному является определение условий управления и стабилизации технологических процессов по величинам отклонений результатов анализа от нормативных значений. На практике технологу достаточно знать величину отклонения содержания ключевого компонента или какого-либо параметра процесса от норматива без излишней информации о полном составе реакционной смеси.

Для аналитического контроля на опытно-промышленном этапе производства целесообразно использовать простые, но надежные и производительные экспрессные методики анализа. Такие методики могут быть разработаны на основе неселективных методов (полярография, рефрактометрия, кондуктометрия, редокс- и потенциометрия и т.п.), и они могут быть с успехом использованы для автоматического контроля и управления непрерывными и периодическими процессами. Очевидно, что исходные данные для создания экспрессных методик могут быть получены с помощью лабораторных методик, позволяющих находить зависимости состава реакционных смесей от физико-химических характеристик.

При выборе подходящего метода для аналитического контроля синтеза лекарственных веществ часто возникает проблема, присущая практике количественного определения многих целевых продуктов. Она связана с тем, что многие известные методики, особенно количественные, удовлетворяющие a priori основным требованиям, предъявляемым к аналитическому контролю, разработаны с использованием индивидуальных веществ без учета влияния примесей, всегда присутствующих в реакционных массах в широком интервале концентраций. Поэтому экспрессные и достаточно точные методы титриметрического анализа, прямые фотометрические методы далеко не всегда удается применить для определения содержания целевого продукта в реакционных массах и технических продуктах, а также в отходах производства. Исключением могут быть случаи, когда а) удается найти специфическую реакцию (например, цветную или ферментативную) на целевой продукт; б) можно подобрать реагенты, маскирующие или исключающие влияние сопутствующих веществ, мешающих прямому определению целевого продукта; в) удается найти отличительное свойство определяемого продукта или такой параметр процесса, который не зависит от химического состава анализируемой пробы (чаще всего это физический или физико-химический параметр, например редокс-потенциал). Приведем пример из химико-фармацевтической практики. Для лабораторного и опытно-промышленного регламентов производства противосклеротического препарата гемфиброзил разработана методика непрерывного аналитического контроля на стадии диазотирования 2, 5-диметиланилина по скачку редокспотенциала, сигнализирующему об окончании реакции. Внедрение этой методики позволило сократить в 2, 5 раза продолжительность реакции и практически исключить затраты мочевины для нейтрализации избытка нитрита натрия перед гидролизом 2, 5-диметилфенилгидразония хлорида до целевого 2, 5-диметилфенола.

Отметим, что редоксметрический контроль внедрен в производство продуктов, получаемых через стадию диазотирования анилина. При правильном проведении этого процесса выход продукта близок к теоретическому. К сожалению, заметным ограничением в использовании такого автоматического аналитического контроля является наличие в реальных реакционных массах смолообразных продуктов, налипающих на электроды, что препятствует передаче сигнала на вторичный прибор. По этой причине не удаётся обеспечить непрерывный контроль реакций диазотирования о-анизидина в производстве гваякола.

Заслуживает внимания кондуктометрический метод автоматического контроля в химико-фармацевтических производствах на стадиях приготовления растворов электролитов заданной концентрации, процессов разделения водно-органических слоев при экстракции и т.п.

Опубликовано большое количество статей и обзоров, посвященных применению проточно-инжекционного анализа. Выпускаются целые комплексы и линии для анализа лекарственных препаратов по проточноинжекционной схеме в производственных условиях. В основном – это установки, снабженные фотометрическими, электрохимическими и хемилюминесцентными детекторами. Например, парацетамол (N-ацетил-п-аминофенол) количественно определяют в двухканальной проточно-инжекционной системе со спектрофотометрическим детектированием, производительность аналитической системы 26 проб в час.

Достоинства проточно-инжекционного анализа очевидны: высокая производительность, автоматизация стадий пробоподготовки и измерения аналитического сигнала; легко осуществляемый переход от одного типа анализа к другому, возможность эффективного использования для контроля качества очистки жидких отходов производства, широкое применение в клиническом и фармацевтическом анализе.

Требованиям информативности, экспрессности и достоверности к постадийному аналитическому контролю более других отвечают методы анализа с предварительным разделением, прежде всего это различные варианты хроматографии. В настоящее время они чаще других включаются в технологические регламенты, фармакопейные статьи и другую нормативную документацию.

Из хроматографических методов наиболее доступным, получившим наибольшее распространение в контроле лекарственных средств является тонкослойная хроматография. Метод не требует сложного аппаратурного оформления, какой-либо специальной подготовки персонала, относительно дешевый. Тонкослойная хроматография доступна и эффективна в тех случаях, когда возможности применения других хроматографических методов ограничиваются свойствами анализируемых объектов, например, термолабильностью или малой летучестью соединений, присутствием большого количества мешающих анализу смол, солей, пигментов и т.п. Метод предпочтителен для контроля за ходом процессов, протекающих в агрессивных средах, например, реакции нитрования в производстве левомицетина, некоторых нитрофурановых препаратов.

Широкое использование тонкослойной хроматографии обеспечено промышленным выпуском стандартных пластинок с закрепленным слоем сорбента (силикагель, оксид алюминия, целлюлоза и т.п.).

Большая часть методик предписывает визуальную полуколичественную оценку путем сравнения пятен веществ с пятнами стандартов-свидетелей по их размеру и интенсивности окраски, поглощения или флуоресценции пятен в УФ свете. Гибридные методы, в частности хроматоспектрофотометрия и особенно хроматоденситометрия, позволяют проводить количественный анализ в производстве многих лекарственных препаратов.

Кроме функции аналитического слежения за ходом технологического процесса метод тонкослойной хроматографии выполняет и другие аналитические задачи, а именно он широко применяется для контроля полупродуктов, количественного определения примесей в технических продуктах и готовой продукции, а также для анализа состава маточников, кубовых остатков и других отходов в химико-фармацевтических производствах.