Entdecken Sie nachhaltigere Alternativen in der Synthese- und API-Landschaft.
In den letzten Jahren haben die Bemühungen zur Erforschung umweltfreundlicherer, nachhaltigerer Lösungsmittel in der pharmazeutischen Herstellung erheblich zugenommen. Zu den wichtigsten Faktoren, die dieses Interesse beflügeln, gehören gesetzliche Vorschriften zur Erhöhung der industriellen Nachhaltigkeit und die Notwendigkeit, den globalen CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Viele dieser Ziele entsprechen den Zielen der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung (SDGs). Lösungsmittel sind jedoch nur eine Komponente des Lebenszyklus eines Produkts. Energie, Wasser, Produktionszeit und Entsorgung des Lösungsmittels müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Die Synthese pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs) erfordert eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen und große Mengen an Lösungsmitteln. Große Pharmaunternehmen können jeweils zwischen 3.000 und 6.000 Tonnen gefährlicher Abfälle pro Jahr produzieren, wobei der größte Teil dieses Abfalls volumenmäßig auf Lösungsmittel entfällt. Mehrere Unternehmen haben Methoden für das Recycling und die Rückgewinnung von Lösungsmitteln entwickelt. Was würde jedoch passieren, wenn beim allerersten Syntheseschritt umweltfreundlichere Lösungsmittel verwendet würden? Was wäre, wenn der Prozess mit einem Lösungsmittel beginnen würde, das eine bessere biologische Abbaubarkeit, eine geringere Flüchtigkeit und eine geringere Toxizität aufweist und gleichzeitig die gleiche, wenn nicht sogar bessere Ausbeute bietet?
Einblicke in die Branche: Ein Dialog über nachhaltige API-Herstellung
Um mehr über die Herausforderungen und Chancen einer nachhaltigen API-Herstellung zu erfahren, sprachen wir mit Dr. Hashim Javaid, IMCD International Technical Manager for Synthesis, und Dr. Cristina Martí, Director of API Sales and Strategy bei IMCD Group.
HJ : Branchenexperten sind sich einig, dass die API-Herstellung deutlich umweltfreundlicher werden könnte, wenn Umweltaspekte von Anfang an berücksichtigt würden, anstatt sich später im Spiel auf die Lösungsmittelrückgewinnung zu konzentrieren. Die Auswahl des Lösungsmittels ist oft ein wichtiger Gesichtspunkt. Neue neoterische Lösungsmittel, die im Vergleich zu häufig verwendeten dipolaren aprotischen Lösungsmitteln wie DMF, DMAc und NMP umweltfreundlicher sind, sind für Forscher zunehmend von Interesse.
CM : Viele Originalhersteller und immer mehr Generikahersteller verfolgen eine grüne, nachhaltige Agenda. Einige haben bereits bemerkenswerte Durchbrüche erzielt, obwohl sich die meisten noch in einem frühen Stadium befinden. So hat Pfizer beispielsweise eine grüne Methode für die Synthese von Pregabalin entwickelt, wodurch der Verbrauch von fast 38 Millionen Litern alkoholischer organischer Lösungsmittel und fast 2.000 Tonnen an Rohstoffen auf jährlicher Basis reduziert wird. In ähnlicher Weise hat GSK eine neue Reaktion für Paroxetin angekündigt, die zu einem Verfahren führt, das nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch kostengünstiger ist und im Vergleich zu herkömmlichen Methoden eine fast doppelt so hohe Ausbeute bietet. Als Sertralinhydrochlorid (auch bekannt als Zoloft) auf einem umweltfreundlicheren Weg synthetisiert wurde, führten außerdem die Entfernung von Metallsalzen und die Verwendung eines Pd/C-Katalysators zu einem selektiveren und umweltfreundlicheren Prozess.
IMCD Greener Solutions
HJ : Nachhaltige APIs beginnen mit nachhaltigen Reaktionen. Im Rahmen des Greener Solvents-Seminars von IMCD bieten wir Alternativen zu einigen der potenziell toxischen oder umweltschädlichen Lösungsmittel an, die heute in der chemischen Synthese häufig verwendet werden. Als Ersatz für DMAc, DMF oder NMP könnten beispielsweise neue neoterische dipolare aprotische Lösungsmittel wie GVL und NBP in Betracht gezogen werden, oder das etabliertere DMSO, das jetzt als nachhaltige Alternative, insbesondere für die Festphasen-Peptidsynthese, zunehmend an Interesse gewinnt.
Ebenso wächst das Interesse an CPME, MetHF und MTHP, die das Potenzial haben, anstelle von THF um die Lithiumierungschemie positiv zu beeinflussen. Hier können Reaktionen bei -20 °C statt bei herkömmlichen -70 °C in THF mit geringem Ausbeuteverlust durchgeführt werden, wodurch der Energieverbrauch und die Lösungsmittelverschwendung reduziert werden.
Der erste Schritt zur umweltfreundlichen API-Herstellung könnte so einfach sein wie die Reduzierung der Anzahl der Reaktionen und Isolationen, die zur Herstellung eines bestimmten Moleküls erforderlich sind. Weniger Schritte bedeuten, dass weniger Lösungsmittel zurückgewonnen und entsorgt werden müssen. Der zweite Schritt könnte darin bestehen, flüchtige schädliche Lösungsmittel und gefährliche Reagenzien durch umweltfreundlichere zu ersetzen. Es ist allgemein bekannt, dass es selten ausreicht, einen Prozess umweltfreundlicher zu gestalten, um einen Hersteller davon zu überzeugen, einen etablierten Produktionsprozess zu ändern. Die Zeit, die Kosten und die Einreichung behördlicher Unterlagen, die für die Änderung eines etablierten Herstellungsprozesses erforderlich sind, können entmutigend sein. Die Einführung umweltfreundlicherer Lösungen in den API-Herstellungsprozess von Anfang an kann jedoch die Entwicklung der nachhaltigeren APIs der Zukunft vorantreiben.
Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf, um ein Gespräch darüber zu beginnen, wie wir Ihnen helfen können, Innovationen in der nachhaltigen pharmazeutischen Herstellung voranzutreiben.
Referenzen:
Ersatz weniger bevorzugter dipolarer aprotischer und ätherischer Lösungsmittel in der synthetischen organischen Chemie durch nachhaltigere Alternativen
Andrew Jordan, Callum G.J. Hall, Lee R. Thorp und Helen F. Sneddon
Chemical Reviews 20 22 122 (6), 6749-6794
DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00672