缩合试剂产业发展工作指南

缩合试剂产业发展工作指南加大企业组织结构调整力度，推进企业跨行业、跨领域兼并重组，支持医药和化工、医疗器械和装备、中药材和中成药、原料药和制剂、生产和流通企业强强联合，形成上下游一体化的企业集团，真正解决小、散、乱问题。推动基本药物生产向优势企业集中，提升生产集约化水平，保障产品质量和稳定供应。以行业龙头企业为主，联合产品和技术相近的创新型企业、科研院所等单位，采取资金注入、技术入股等合作形式，组建产业联盟或联合体。发挥骨干企业资金、技术等优势，加强生产要素有效整合和业务流程再造，强化新产品研发、市场营销和品牌建设；发挥中小企业贴近市场、机制灵活等特点，发展技术精、质量高的医药中间体、辅料、包材等配套产品，形成大中小企业分工协作、互利共赢的产业组织结构。一、 多肽合成试剂行业发展概况（一）酰胺键及其应用酰胺键广泛存在于自然界与人工合成的化合物中，其不但是自然界中最重要的化学键之一，也是有机合成化学中最基本的化学键之一。酰胺键亦是多肽药物、众多小分子化学药物的基本结构，是维持药物分子骨架、保持药物活性必不可少的基础单元。据统计，约有四分之一的药物和三分之二的候选药物含有酰胺键，同时酰胺键的形成反应是药物合成过程中应用最为广泛的有机化学反应。（二）酰胺键合成的传统方法酰胺键（-CO-NH-）是一分子羧酸中的羧基（-COOH）与另一分子中的氨基（-NH2）经过脱水缩合反应而形成的化学键。合成酰胺键最理想的方法是羧酸和胺直接缩合，同时产生唯一的副产物水。然而，这种理想的方法并不可行，因为这样进行时会得到羧酸质子迁移至胺上，形成稳定的羧酸根铵盐；而且只有在高温或微波照射等较强反应条件下，才有可能发生缩合反应形成酰胺键，并且新形成的酰胺键极易受到水解反应的影响，重新形成羧酸铵根盐。但高温或微波照射等较强反应条件往往不适合于有机合成、药物制备，因为高温以及微波照射条件有可能会破坏氨基官能团的分子结构，使其失去原本的功能，因此，该种方法在有机合成、药物制备领域早已不被使用。理论上，可以利用化学合成方法通过活化氨基与羧基反应生成酰胺键或者通过活化羧基与氨基进行反应形成酰胺键。但由于氨基太活泼，更容易与活化后的羧基进行反应，因此保护氨基、活化羧基形成酰胺键是应用最为广泛的方法之一，该方法的基本原理为将羧基上的-OH转化成良好的离去基团，然后再和胺作用形成酰胺键，离去基团可以是酰卤化物、酰基叠氮物、活性脂、酸酐等。1、酰胺键合成酰卤法将羧酸转化成相应的酰卤，再与胺反应是酰胺键合成最古老的方法之一。该方法反应速率很快，即使对那些位阻较大的底物，也能获得比较好的反应效果。但本方法会产生氯化氢，容易破坏底物中对酸敏感的基团，且由于酰氯十分活泼甚至活性过强，容易发生很多副反应，易消旋，因此，这种合成酰胺键的方法目前很少被应用。2、酰胺键合成酰基叠氮法用羧酸衍生的酰基叠氮物与胺反应形成酰胺键应用较早，该方法最大的优点是生成的产物消旋化程度较小且对水及其他亲核试剂较为稳定，且能在液相法中用于大片段的合成，十分温和。但酰基叠氮反应活性低，对于位阻大且亲核性低的胺并不适用，且酰基叠氮中间体不稳定、产生的叠氮酸有毒、制备步骤繁琐，也因为这些缺点，酰基叠氮物形成酰胺键被其他方式替代，应用越来越少。3、酰胺键合成活性酯法活性酯法形成酰胺键是最常用的方法之一，该方法的优点在于能分离纯化得到结晶的纯品，而且比较稳定，能够放置保存，当其与胺发生反应的时候又可以保证足够的活性，可选择性的和胺结合，产生较少的副反应。但传统的活性酯法需要预先制备活性酯，且需要大批量生产，存在价格高、速率低等缺点。当前广泛使用的缩合剂如碳二亚胺型缩合剂、磷正离子型缩合剂、脲正离子型缩合剂等都是通过生成活性酯来形成酰胺键，相比传统的活性酯法需要预先制备或购买活性酯，再胺解得到酰胺键，使用缩合剂后，缩合剂可以在反应中直接生成活性酯，可以大批量制作酰胺键，副产物更少，同时产率和反应速率均到了大幅度提升。4、酰胺键合成酸酐法酸酐法包括混合酸酐法和对称酸酐法，该方法通过将羧基制备成高活性对称/混合酸酐，酸酐制备好后，直接和胺进行缩合反应生成肽。酸酐法的优点是方法简单、反应速度快、比较容易得到高纯度的肽。但由于混合酸酐的活性很高，极不稳定，因此对反应条件要求较高，需要在低温、无水条件下进行，且生成产物易消旋化。且当混合酸酐同氨基组分反应时，除去所需要的正常产物外，还可能有第二酰化产物的生成。二、 深化审评审批改革建立更加科学、高效的药品医疗器械审评审批体系。加强审评队伍建设，招聘有国际审评审批经验的专家学者。加大购买审评服务力度，加强技术审评协作能力建设，提高审评审批能力和效率。公开受理、审批相关信息，增加审评审批透明度。严格控制市场供大于求、低水平重复、生产工艺落后产品的审批，加快临床急需的创新药物、医疗器械产品审评，引导申请人有序研发、科学申报。加快制定新型诊疗技术的临床应用技术规范。对经确定为创新医疗器械的基因检测产品等，按照创新医疗器械审批程序优先审查，加快创新医疗服务项目进入医疗体系，促进新技术进入临床使用。加快药品上市许可持有人制度试点，推动药品研发与生产的专业化分工，加快科研成果转化。鼓励开展药品委托研发、生产，逐步放宽药品文号转移限制，引导优势企业兼并重组，减少同质化竞争和审评资源浪费。三、 深化对外合作，拓展国际发展空间（一）优化产品出口结构加快开发国际新兴医药市场，调整产品出口结构。发挥化学原料药国际竞争优势，推动维生素、青霉素、红霉素、头孢菌素等优势品种深加工产品出口，大力实施制剂国际化战略，加快首仿药、重组蛋白药物、抗体药物、疫苗等制剂产品出口，提高原料药、制剂组合出口能力，培育中国医药知名品牌。建立并完善境外销售和服务体系，推动PETCT、X射线机、心电图机、B超等医疗器械出口，逐步提高出口附加值。加强中医药对外文化交流，提高国际社会认知度，增强中药国际标准制定话语权，推动天然药物、中成药等产品出口。（二）推动国际注册认证引进和培养熟悉境外法律法规和市场环境的国际医药注册人才，提高国际注册能力。系统开展国际市场产品注册，推动已获得专利保护的国产原研药国际临床研究和注册，加快品牌仿制药物国际注册认证。积极开展与医疗器械相关的计量国际比对。按照国际标准，完善工艺路线、质量检测和分析方法，健全环境、职业健康和安全（EHS）管理体系，建立并实施原料和辅料备案管理制度。加快药品生产质量管理规范（GMP）等生产质量体系国际认证，推动企业建设符合国际质量规范的生产线，提高国际化生产经营管理水平，加快检测认证国际化进程。鼓励企业申请国外专利，形成有效的海外专利布局。（三）加快国际合作步伐贯彻落实，着眼全球配置资源，加快走出去步伐。采用多种合作形式，推动医药优势企业开展境外并购和股权投资、创业投资，建立海外研发中心、生产基地、销售网络和服务体系，获取新产品、关键技术、生产许可和销售渠道，加快融入国际市场，创建一批具有国际影响力的知名品牌。鼓励企业积极参与国际公共卫生领域合作，不断拓展和巩固国际市场。完善投资环境，加强配套体系建设，加大引进来力度，鼓励海关特殊监管区域内的企业承接生物医药外包业务。推动跨国公司在华建设高水平的医药研发中心、生产中心、采购中心，加快产业合作由加工制造环节向研发设计、市场营销、品牌培育等高附加值环节延伸，提高国际合作水平。四、 多肽合成试剂在酰胺键合成中发挥至关重要作用得益于1955年首个碳二亚胺型缩合试剂DCC的出现和应用，合成酰胺键不再需要预先制备活性中间体，使用DCC可在反应中直接生成活性中间体，再和胺作用从而形成酰胺键。综上，因缩合试剂介导的酰胺键形成方法不需预先制备酰卤、酸酐和活化酯等羧酸活化中间体，不仅简化了合成步骤，而且可以有效避免高活性中间体分离纯化以及存放过程中产生的一些副反应，具有反应方便、绿色环保、产物纯度高等优点。（一）多肽合成试剂的发展历史从1955年首个碳二亚胺型缩合试剂DCC的出现和应用，多肽合成试剂的发展实现了三次重大突破。第一次突破是HOBt等添加剂的发现，该类添加剂较大程度减少了消旋，提升了反应速率。同时，此类添加剂的出现也让各离子型缩合试剂有了突飞猛进的发展。但HOBt对于有空间阻位的氨基酸合成效果并不理想，因此基于HOAt的卤代离子型缩合试剂的发现是多肽合成试剂发展历程中的第二次飞跃。然而，虽然卤代离子型缩合试剂适合有空间阻位的氨基酸合成，但进行片段缩合时，产物伴有较大程度的消旋，并且对于羧基组份为叔丁氧羰基保护的氨基酸的缩合反应产物的收率较低。此外，基于HOAt的缩合试剂价格相对昂贵，因此，衍生自Oxyma缩合试剂的发现是多肽合成试剂发展历程中的另一项里程碑，其绿色环保、不会存在爆炸风险、副产物毒性小、有较好的溶解性和稳定性、原料廉价易得且有不错的产率和抑制消旋的能力，被美国化学学会（ACS）绿色化学研究所制药圆桌会议（GCIPR）评为更绿色的缩合试剂。1、第一代多肽合成试剂以DCC、DIC、EDC为代表的碳二亚胺型缩合试剂是发展最早、最常用的缩合试剂，具有反应条件温和、产率高、选择性好、价格便宜的优点。2、第二代多肽合成试剂碳二亚胺型缩合试剂单独使用缩合效率不高，容易产生严重的消旋，直到手性消旋抑制试剂（添加剂）的出现，才提高了产率、抑制了消旋，拓展了碳二亚胺型缩合试剂的应用范围。第一个出现的手性消旋抑制试剂（添加剂）是HOBt，HOBt不仅有效抑制了消旋、提升了反应速率、拓展了碳二亚胺型缩合试剂的应用范围，更重要的是，由于HOBt的发现，使曾经失败的离子型缩合试剂得以发展。最早出现的离子型缩合试剂是CloP，由于其性能较差、产物消旋较大，或操作较复杂而未被广泛使用，但HOBt的出现扭转了这一局面，基于HOBt对CloP改造，得到的第一个广泛应用的磷正离子缩合剂BOP，BOP具有使用简便、显著提高缩合反应速率等特点，快速被广泛用于酰胺键合成中。后来发展的可以改善BOP副产物具致癌毒性的弱点的PyBOP以及脲正离子缩合剂HBTU，由于成本低、性能优异，得到了广泛的应用。3、第三代多肽合成试剂基于HOBt的缩合试剂对空间阻位大的氨基酸合成产物的收率低并伴有较大程度的消旋，直到基于HOAt的离子型缩合试剂和卤代离子型缩合试剂的出现，才改善了这一状况。以HOBt和HOAt衍生出来的鎓盐类缩合剂（以磷正离子型缩合试剂和脲正离子型缩合剂为代表），无论在反应活性，还是在产物的收率和纯度方面性能都优于其他类型缩合剂。4、第四代多肽合成试剂虽然HOBt、HOAt有良好的反应效果，但HOBt、HOAt及其衍生物存在爆炸风险，且部分衍生物的副产物具有致癌性和呼吸毒性。而基于Oxyma发展出的磷正离子缩合试剂PyOxP、PyOxB及脲正离子型缩合试剂TOMBU、COMBU、COMU可通过一锅法成功合成，具有合成快速、方便简单、有较好的稳定性和溶解性，抑制消旋效果较好等特点。综上，第一代为碳二亚胺型缩合试剂，第二代至第四代分别为基于HOBt、HOAt和Oxyma生产的离子型缩合试剂。HOBt、HOAt和Oxyma等添加剂的出现，不仅优化了第一代缩合试剂产品的性能，而且带动了磷正离子型和脲正离子型缩合试剂的发展。缩合试剂发展至今已成功开发了第四代产品，新一代缩合试剂通常在产物消旋程度、反应收率、后处理简便性、操作安全性等方面表现更佳。在多肽合成试剂的发展过程中涌现了一批代表性企业，当前大多数国内企业仍然以最早的碳二亚胺型缩合试剂的生产为主，国外企业中，每家的发展侧重点不同，拥有四代多肽合成试剂产品并聚焦于鎓盐类缩合试剂和新型多肽合成试剂开发的专业型多肽合成试剂企业屈指可数。（二）多肽合成试剂的主流产品缩合试剂根据其分子结构可以分为碳二亚胺型、磷正离子型、脲正离子型和其他类的缩合剂。其中以碳二亚胺型、磷正离子型以及脲正离子型缩合试剂影响较大、应用较为广泛。碳二亚胺型是发展最早、最常用的缩合试剂，脲正离子和磷正离子型缩合试剂性能最佳，无论是反应活性，还是产物的收率和光学纯度方面都优于其他类型的缩合剂。1、碳二亚胺型缩合试剂以DCC为代表的碳二亚胺型缩合试剂在1955年被开发后，一直在多肽合成中发挥着重要作用，它是酯化、酰胺化等反应常用的一种脱水剂，反应条件温和，合成收率通常较高。但应用DCC进行缩合反应时，由于生成的N，N-二环己基脲（DCU）在溶液DMF中溶解度很小，使得洗涤困难，为此化学家们在DCC结构上进行了一些改进，发展了生成水溶性反应副产物的碳二亚胺型缩合试剂，如DIC、EDCHCl等。碳二亚胺型缩合试剂由于价格相对便宜，因而特别适用于多肽的大规模制备。而由于碳二亚胺型缩合试剂的活性很高，若单独使用，会导致产物的消旋化程度较大，为此需要加入HOBt、HOAt等手性消旋抑制试剂抑制产物的消旋，DCC-HOBt复合缩合试剂已经成为目前应用广泛的缩合方法之一。2、磷正离子型缩合试剂1975年Castro设计并合成基于HOBt的磷正离子型缩合试剂BOP，BOP不仅使用简便，而且能显著提高缩合反应速率，但BOP在多肽合成中生成的副产物六甲基磷酰胺具致癌毒性，为此后来又发展出了副产物毒性低、反应活性相对更高的缩合试剂PyBOP，并已实现商品化。基于HOBt的磷正离子型缩合试剂在含普通氨基酸的多肽合成中表现出优异的性能，但在有空间位阻的多肽合成中结果却不令人满意，产物的收率低并伴有较大程度的消旋。而后来发展起来的基于HOAt的磷正离子和卤代磷正离子型缩合试剂满足了这一要求，例如AOP、PyAOP、BrOP、PyClOP、PyBrOP等，不足的是这些基于HOAt的试剂价格昂贵不适于多肽的大规模制备。3、脲正离子型缩合试剂自1978年Dourtoglou成功地将基于HOBt的脲正离子型HBTU用于多肽合成中以来，脲正离子型缩合试剂得到了迅速的发展，并开发出了一系列基于HOBt、HOAt、HOOBT等的脲正离子型缩合试剂。脲正离子型缩合试剂在多肽合成中均表现出较好的性能，具有反应速度快，产物消旋小、收率高等诸多优点，特别是基于HOAt的脲正离子型缩合试剂可有效地促进有空间位阻的酰胺键的形成。但脲正离子型缩合试剂在多肽合成中，易与氨基组分反应生成相应的胍衍生物，这一副反应会在一定程度上影响环肽合成及片段缩合的产品纯度。4、其他类型的缩合试剂一些其他类型的缩合试剂在多肽合成中也有一定程度的应用，其中有代表性的产品主要有：BOP-Cl、FDP、FDPP、EEDQ等。其中BOP-Cl可以高效地促进有空间位阻的酰胺键的形成，且产物消旋较小，但BOP-Cl会与游离的氨基酸反应，特别是当氨基酸组份是伯胺时，不能通过一锅法制备多肽。FDP和FDPP都是五氟苯酚衍生物的试剂，在多肽合成中具有产物收率高，后处理简单的优点，但不适于有空间位阻多肽的合成，FDPP特别适用于环肽的合成。EEDQ是一经典的缩合试剂，它主要是通过形成混合酸酐中间体促进多肽的合成，不足的是产物的消旋较大。五、 分子砌块行业竞争格局分子砌块行业是一个全球竞争的行业，行业市场化程度较高。行业内既有来自于北美、欧洲等发达国家或地区的企业，又有来自于中国、韩国等新兴国家的企业。北美、欧洲等发达国家或地区的药物分子砌块企业的发展时间较长、成熟程度较高；我国等新兴国家的药物分子砌块企业的发展时间较短、发展程度较低。但随着我国创新能力的提高，我国药物分子砌块企业的生产技术取得了长足进步，能够合成的药物分子砌块种类越来越齐全，药物分子砌块合成技术与北美、欧洲企业相比的差距已越来越小。全球分子砌块供应商大致分为产品类型丰富的综合型供应商和专注特定分子砌块的特色供应商。前者致力于为全球医药产业构建一个品类多样、结构新颖的药物分子砌块库，如Sigma-Aldrich、Combi-Blocks和Enamine为全球分子砌块行业的龙头企业，市场占有率10%以上。Fluorochem和AstaTechInc等企业为第二梯队企业，市场占有率1%-10%；药石科技拥有8万余个分子砌块库，成为国内分子砌块行业的龙头企业。六、 强化财政金融支持创新财政资金支持方式，利用奖励引导、资本金注入、应用示范补助等方式，支持应用示范和公共服务平台建设等具有较强公共服务性质的项目；运用和引导产业投资、风险投资等基金，支持创新产品研发、产业化建设等方面具有营利性、竞争性的项目，扶持具有创新发展能力的骨干企业和产业联盟，整合产业链上下游资源。探索医疗器械生产企业与金融租赁公司、融资租赁公司合作，为各类所有制医疗机构提供分期付款采购大型医疗设备的服务。研究制定国内短缺、有待突破的原料药重点产品目录，对目录中化学结构清晰、符合税则归类规则、满足监管要求的原料药，研究实施较低的暂定税率，健全研制、使用单位在医药产品创新、增值服务和示范应用等环节的激励机制。支持符合条件的创新型医药生产企业上市融资、发行债券、并购、重组。七、 加强技术创新，提高核心竞争能力（一）促进创新能力提升加大科技体制改革力度，完善政产学研用的医药协同创新体系。加强原研药、首仿药、中药、新型制剂、高端医疗器械等创新能力建设，优化科技资源配置，打造布局合理、科学高效的科技创新基地。运用数据库、计算机筛选、互联网等信息技术，建设医药产品技术研发、产业化、安全评价、临床评价等公共服务平台。积极发展众创空间，大力推进大众创新创业，培育一批拥有特色技术、高端人才的创新型中小企业，推动研发外包企业向全过程创新转变，提高医药新产品研制能力。（二）推动重大药物产业化继续推进新药创制，加快开发手性合成、酶催化、结晶控制等化学药制备技术，推动大规模细胞培养及纯化、抗体偶联、无血清无蛋白培养基培养等生物技术研发及工程化，提升长效、缓控释、靶向等新型制剂技术水平。以临床用药需求为导向，在肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病、神经退行性疾病、精神性疾病、高发性免疫疾病、重大传染性疾病、罕见病等领域，重点开发具有靶向性、高选择性、新作用机理的治疗药物，重点仿制市场潜力大、临床急需的国外专利到期药品。加快新型抗体、蛋白及多肽等生物药研发和产业化。完善疫苗供应体系，积极创制手足口病疫苗、新型脊髓灰质炎疫苗、宫颈癌疫苗等急需品种及新型佐剂。针对儿童用药需求，开发符合儿童生理特征的新品种、剂型和规格。开展临床必需、用量小、市场供应短缺的基本药物定点生产，加强其生产能力建设和常态化储备，满足群众基本用药需求。（三）加快医疗器械转型升级重点开发数字化探测器、超导磁体、高热容量X射线管等关键部件，手术精准定位与导航、数据采集处理和分析、生物三维（3D）打印等技术。研制核医学影像设备PETCT及PETMRI、超导磁共振成像系统（MRI）、多排螺旋CT、彩色超声诊断、图像引导放射治疗、质子/重离子肿瘤治疗、医用机器人、健康监测、远程医疗等高性能诊疗设备。推动全自动生化分析仪、化学发光免疫分析仪、高通量基因测序仪、五分类血细胞分析仪等体外诊断设备和配套试剂产业化。发展心脏瓣膜、心脏起搏器、全降解血管支架、人工关节和脊柱、人工耳蜗等高端植介入产品，以及康复辅助器具中高端产品。积极探索基于中医学理论的医疗器械研发。（四）推进中医药现代化开展中药、民族药及其临床应用技术标准研究，加强中药材种植（养殖）培育技术标准制定，建立中药道地药材标准体系，加强对中医药领域的地理标志产品保护。开展中药材良种繁育和现代种植（养殖）、生产技术推广，在适宜地区建设规范化种植（养殖）、规模化加工一体化基地。加快建立中药材资源动态监测体系，开展野生中药材资源利用的生态环境影响评估。加强中药材、中药生产、流通及使用追溯体系建设，提高中药产品质量和安全水平。开发现代中药提取纯化技术，研发符合中药特点的粘膜给药等制剂技术，推广质量控制、自动化和在线监测等技术在中药生产中的应用。在中医药优势治疗领域，推动经典名方二次开发及应用，研制一批疗效确切、安全性高、有效成分明确、作用机理清晰的中药产品。加强民族医药理论研究，推动藏药、维药、蒙药、傣药等民族药系统开发，提高民族医药医疗机构制剂水平，创制具有资源特色和疗效优势的新品种。八、 基本原则（一）坚持市场主导、引导强化企业市场主体地位，使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥作用。配合相关医改政策落实，完善产业政策和监管体系，规范市场秩序，注重产业升级与推广应用相互促进，营造公平竞争环境。（二）坚持创新驱动、开放合作完善创新环境，推动政产学研用深度融合，加强医药技术创新能力建设，促进技术、产品和商业模式创新。加快医药产品管理、质量、标准、注册体系与国际接轨，充分利用国际资源要素，加强产业全球布局和国际合作。（三）坚持产业集聚、绿色发展推动化学原料药向环境承载能力强、生产配套条件好的园区集聚。引导中药、民族药企业种植（养殖）、加工一体化。推行企业循环式生产、产业循环式组合、园区循环式改造，促进医药产业绿色改造升级和绿色安全发展。（四）坚持提升质量、保障供给强化企业质量主体责任，完善质量标准和检测体系，确保产品安全有效。加强基本药物生产、供给能力建设，健全医药流通信息网络，建立市场短缺药品和创新药品审评审批及市场准入快速通道，提高供应保障能力。九、 培育新兴业态，推动产业智能发展（一）建设智能示范工厂推进医药生产过程智能化，开展智能工厂和数字化车间建设示范。加快人机智能交互、工业机器人等技术装备在医药生产过程中的应用，推动制造工艺仿真优化、状态信息实时反馈和自适应控制。应用大数据、云计算、互联网、增材制造等技术，构建医药产品消费需求动态感知、众包设计、个性化定制等新型生产模式。加快医疗器械产品数字化、智能化，重点开发可穿戴、便携式等移动医疗和辅助器具产品，推动生物三维（3D）打印技术、数据芯片等新技术在植介入产品中的应用。推进医药生产装备智能化升级，加快工控系统、智能感知元器件等核心技术装备研发和产业化，支撑医药产业智能工厂建设。（二）开展智能医疗服务发挥优质医疗资源的引领作用，鼓励社会力量参与，整合线上线下资源，规范医疗物联网和健康医疗应用程序（APP）管理。积极开展互联网在线健康咨询、预约诊疗、候诊提醒、划价缴费、诊疗报告查询等便捷服务。加强区域医疗卫生服务资源整合，鼓励医疗服务机构建立医疗保健信息服务平台，积极开展互联网医疗保健信息服务。引导医疗机构运用信息化、智能化技术装备，面向基层、偏远和欠发达地区，开展远程病理诊断、影像诊断、专家会诊、监护指导、手术指导等远程医疗服务。