ВВЕДЕНИЕ

ЛЕКЦИИ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

«ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

для студентов факультета промышленной технологии лекарств

Направление подготовки - 240100.62 «Химическая технология»

Профиль подготовки «Химическая технология биологически активных веществ, химико-фармацевтических препаратов и косметических средств»

Квалификация (степень) выпускника - БАКАЛАВР

Объем дисциплины (час)

Санкт-Петербург

Лекции по дисциплине«Общая химическая технология»составлены на основании рабочей программы по дисциплине «Общая химическая технология», обсуждены и одобрены на заседании кафедры химической технологии лекарственных веществ и витаминов.

Составитель лекций:

профессор кафедры ХТЛВ доктор фармацевтических наук профессор Иозеп А.А.

Рецензенты:

Профессор тонкого органического и микробиологического синтеза Санкт-Петербургского государственного технологического института доктор химических наук С.М.Рамш

Профессор Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров, доктор химических наук Ю.Г.Тришин

Профессор технологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий доктор техни­ческих наук В.С. Колодязная

Фармацевтическая промышленность является одной из самых прибыльных и быстро развивающихся отраслей, с рентабельностью продаж на уровне 17 %. Общий объем мирового фармацевтического рынка в 2006 году оценивался в 640 млрд долл., в 2009 г – 808, а в 2014 г, по прогнозу IMS Health, он будет составлять более 1000 млрд долл. Даже в условиях экономического кризиса фармацевтическое производство в меньшей степени подвержено риску спада, чем другие. По данным экспертных организаций, объем мирового фармацевтического рынка с каждым годом растет примерно на 5-7% в год. Несмотря на мировой финансовый кризис, в 2009 г. объем мирового фармрынка вырос на 7%.

Более 70% выпускаемых субстанций получаются путем хими­ческого синтеза, поэтому имеется большая группа фирм, занимающихся лишь производством и поставкой промежуточных продуктов тонкого органического синтеза для получения активных лекарственных субстанций. В 1998 г. таких промежуточных соединений предлагалось уже около 10000.

В химической технологии лекарственных веществ достигнуты большие успехи. Появились новые препараты, новые методы синтеза химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков, открыты новые закономерности между их строением и биологической активностью, раз­работаны методы анализа, позволяющие следить за ходом синтеза лекар­ственного вещества и управлять им таким образом, чтобы получить нуж­ный продукт с высоким выходом и необходимого качества.

Однако поиск новых препаратов не становится от этого менее широким или менее упорным. Во всех промышленно развитых странах ассигнования на научно-исследовательские работы растут как в абсолютном денежном выражении, так и в процентах к прибылям.

Фармацевтическая промышленность – одна из наиболее наукоёмких отраслей. Создание новых лекарственных средств требует больших затрат на научные исследования. На разработку каждого нового препарата необходимо в среднем до 400-500 млн. долл.. Срок проведения всех исследовательских работ, промышленного их внедрения и последующих клинических проверок составляет 10–15 лет. По ведущим химико-фармацевтическим фирмам численность людей, занятых в научных исследованиях составляет более 10% от общего числа работников фирмы. Значительно выросла также и стоимость исследо­ваний.

Поэтому научный и производственный потенциал крупных фирм очень велик. Например, в 2009 г 20 крупнейших фармацевтических и биотехнологических компаний группы BigPharma, (к ним относятся компании с объемом продаж свыше 3 млрд долл. и затратами на НИОКР свыше 500 млн долл.) имели объем продаж 497,5 млрд долл. (60% от мировых продаж медикаментов) и затраты на НИОКР 70,8 млрд долл.

В США и Японии, которые являются мировыми лидерами в области разработки и производства новых лекарственных средств, на организацию и проведе­ние НИР в этой области тратится ежегодно около 3% валового национального продукта.

Среди трудностей поиска новых лекарственных препаратов можно вы­делить следующие: а) для лечения многих заболевании найдены настолько высокоэффективные препараты, что синтезировать вещества, обладающие заметным преимуществом, очень трудно; б) подавляющее число современных лекарственных веществ и все витамины представ­ляют собой сложные органические вещества, поэтому они являются продуктами сложных многостадийных синтезов; в) поскольку четкая зависимость между строением и биологической актив­ностью вещества еще не сформулирована, для создания нового лекарственного препарата необходимо провести синтез и изучение многих (иногда нескольких тысяч) веществ с предполагаемой биологической активностью. Осложняют выпуск нового препарата и высокие требования по токсично­сти, тератогенности, стабильности при хранении, патентной чистоте, отсутствию микробной загрязненности и т. д.

Общий прогресс науки и техники открывает новые пути воздействия при лечении болезней. В частности, успехи диагностики открыли путь к созданию препаратов для профилактики и лечения заболеваний на самых ранних стадиях. С другой стороны, это потребовало создания новых диагностических средств (рентгеноконтрастные вещества и т. п.). Увеличение контингента лиц пожилого и престарелого возраста привело к необходи­мости поиска специальных, так называемых, щадящих средств лекарствен­ной терапии. Снижение детской смертности приводит к появлению зна­чительного числа детей с врожденными дефектами, которые требуют по­стоянной поддерживающей терапии и соответствующих лекарственных средств. В результате прогресса медицинских наук появилась потребность в лекарствах для лечения заболеваний, которые ранее считались не поддающимися химиотерапии (злокачественные новообразования, нервно-пси­хические заболевании и др.). Успехи науки привели также к необходимости создания специальных биологически активных препаратов — для человека в космосе, для работы в условиях радиации, для решения про­блемы пересадки органов и т. д.

Длительное применение лекарственных веществ вызывает появление устойчивых к их действию форм болезнетворных бактерий. Это требует создания новых лекарств с новым механизмом действия.

Постоянная миграция населения, развитие транспортных средств создали условия для чрезвычайно быстрого распространения инфекци­онных заболеваний по всему миру.

Постоянные стрессовые ситуации, загрязнение окружающей среды, другие факторы риска, неконтролируемое употребление лекарств (самолечение) также создают условия для возникновения психических, сердечно­сосудистых, раковых и ряда других заболеваний.

Кроме того, следует иметь в виду, что промышленность выпускает ле­карственные средства не только для удовлетворения потребностей здраво­охранения, но также и для сельского хозяйства (ветеринарные средства и кормовые добавки), и для пищевой промышленности (пищевые добавки, корригенты запаха и вкуса, подсластители и т. п.).

Некоторые особенности имеет и витаминная отрасль, ее продукция необходима для профилактики и лечения заболеваний. Витаминная про­дукция широко используется в сельском хозяйстве и пищевой промыш­ленности, в биотехнологии для питания продуцентов, в качестве исходно­го сырья для синтеза лекарственных веществ с новыми свойствами.

Таким образом, работа в области создания новых и улучшения техноло­гий имеющихся синтетических лекарственных средств проводится и бу­дет проводиться в очень широком масштабе, а для осуществления такой работы необходима целая армия специалистов, в совершенстве владеющих основными методами синтеза лекарственных соединений.

Быстрое обновление номенклатуры лекарственных средств, сравнительно небольшой объём и высокий материальный индекс производства дела­ют совершенно необходимым для каждого работника химико-фармацев­тической промышленности знание химических и физических свойств перерабатываемых веществ и физико-химические особенностей процес­са, так как только при этом условии возможно постоянное совершенство­вание существующих и освоение новых производств.

В части знания химических и физических свойств перерабатываемых веществ для химика-технолога наибольшее значение имеет понимание связи реакционной способности и строения перерабатываемых веществ, что позволяет ему предвидеть возможные направления реакции, а также решать вопрос о замене одного вида сырья другим.

Знание физико-химических особенностей процесса позволяют выбрать оптимальные условия его проведения, обеспечивающие максимальный выход и наилучшее качество готового продукта. В этой части особое значение имеет знание механизма, по которому осуществляется химическое превращение, и законов изменения скорости реакции, что в конечном итоге определяет степень превращения сырья в целевой продукт.

Химико-фармацевтическая промышленность в последние годы советской власти была мощным структурным элементом промышленности страны. Начиная с 1990 г. производство фармацевтических субстанций сократилось более чем на 95 %. Разрушена научная и экспериментальная база отрасли, утерян кадровый состав научных и инженерно-технических работников в области тонкого органического синтеза фармацевтических субстанций, витаминов и биотехнологии антибиотиков.

В последние годы в России начали осознавать, что отсутствие отечественной химфармпромышленности угрожает национальной безопасности. Это привело к появлению ряда постановлений, направленных на возрождение Российской промышленности по производству лекарственных субстанций, а в июле 2009 г. правительство приняло «Стратегию развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года». В документе отмечается, что ключевым элементом для реализации планируемых проектов является наличие подготовленных кадров и соответствующей научно-исследовательской инфраструктуры. На сегодня, по экспертным оценкам, имеется не более 10 % кадрового ресурса необходимой квалификации, в связи с чем, встает первоочередная задача подготовки и переподготовки кадров для запуска «инновационного цикла» в фармотрасли РФ.

Представляемое вашему вниманию учебное пособие предназначено для подготовки высококвалифицированных специалистов для предприятий по выпуску синтетических лекарственных субстанций и витаминов.