行业故事

自然的生活。有了绿色化学，你可以选择生命

今天，生命科学迫切需要迫切，提供有效且价格合理的药物。此外，该行业需要一种可持续的商业方法，因为大多数“大片”药物正在失去专利保护，并回报研发支出正在萎缩。制药公司平均投资12至15年，并促使推出新药的25亿美元。

大型制药公司已经探索了几种解决挑战的方案——内部重组、用流动化学取代批处理、并购、外包研发和生产，以及收购实验候选药物。另一个被广泛探索的选项是开源药物发现，虽然在经济上可行，但涉及到已发现分子的知识产权等问题。另一方面，绿色化学在精益制造方面提供了持久的价值;但它并没有被广泛采用

绿色化学:背景

制药工业在临床前和商业过程中合成和纯化活性药物成分(api)时会产生大量的废物。荷兰代尔夫特理工大学生物催化和有机化学荣誉教授罗杰·谢尔登(Roger Sheldon)开发了“e因素”(每生产一千克产品所产生的废物数量)，这是一种评估化学过程对环境影响的指标。在工业化学制造中，他发现e因子在制药行业中是最高的，从25到100。在该尺度的另一端，炼油行业的e因子小于0.1。

绿色实践在整个医药价值链中传递价值。由于化学是制药的生命线，绿色化学提供了一种可持续的商业方法。美国环境保护署(EPA)将绿色或可持续化学定义为“减少或消除有害物质的使用或产生的化学产品和过程的设计。”在生命科学领域，绿色化学保护环境和公众健康与安全的利益，促进药物的研究、发现、开发和制造。

更安全的化学物质，迫切需要

2005年诺贝尔化学奖颁发给Yves Chauvin，Robert H. Grubbs，Richard R. Schrock提供了一种绿色化学的推动力。科学家在复分解中的突破贡献简化了碳化合物的合成，为更有效的药品和药品制造提供了碳化合物的合成。

绿色化学的原理可以整合在药物发现的形成阶段。它确保产品的可持续性，同时应对公共健康和环境风险。制药公司和供应商需要在药品生产中实施、监控和测量可持续化学，无论是在批量生产还是连续生产中。法规应该强制要求公司避免使用有毒物质，探索溶剂的重复使用，用可降解和节能的替代品取代有害溶剂/试剂。

领先的大学正在提高生命科学工作者——化学家、生物学家、化学工程师和药物研究人员对环境的认识。哈佛大学的可持续发展计划采用了绿色化学。它建议识别危险化学物质，并在校园消除它们的使用。“在我们的研究和我们的职业生涯中，我们必须努力对我们raybet二维码创造的化合物进行毒理学上的理解，并承担决定它们的生态命运的责任，”哈佛大学FAS研究生科学主任艾伦·阿洛伊斯说。根据波士顿马萨诸塞大学绿色化学中心主任张伟教授的说法，“绿色化学不是一个独立的领域，而是一种哲学，它将是化学不可分割的一部分。”

清洁溶剂是必须的

废水和化学计量氧化剂和还原剂，如KMnO4、MnO2、LiAlH4和Zn，是制药过程中废物的主要来源。化学计量氧化剂可以用催化剂代替，以提高工艺效率。生物催化和多相催化生产工艺保证了较高的转化率和收率。此外，他们通过“精益”制造实现可持续发展——优化资源消耗，减少废物产生，减少温室气体排放，提高产品质量。

有机合成中使用的溶剂在使反应均匀和使分子间的相互作用更有效方面起着关键作用。然而，几种溶剂对环境的影响是引起关注的原因。离子液体是一种替代方法，但是离子液体的制备是繁琐的。此外，离子键对环境的安全性还没有定论。

印度化学技术研究所进行了广泛的研究，以识别液体聚合物和低熔点聚合物，以取代危险溶剂，如苯(致癌物)和氯化溶剂(消耗臭氧层的剂)。该研究所已经确定了用于工业应用的环保溶剂，包括超临界二氧化碳和聚乙二醇(PEG)。PEG分子量较低(2000或更低)，是pd催化C-C键形成的有效反应介质。PEG有机转化具有快速、高产的特点。它优于传统溶剂和离子液体介质，容易与缺电子和富电子的烯烃发生反应，具有较高的区选择性和立体选择性。

绿色运动

绿色化学帮助大型制药公司提高工艺效率。强生公司的制药部门Janssen预期绿色实践的有形价值。杨森可持续发展主管菲利普·达林(Philip Dahlin)在2014年6月英国《金融时报》健康报告中表示，该技术可以减少67%的原材料需求，75%的水消耗，87%的有害废物产生。辉瑞是绿色制药的先锋。辉瑞溶剂指南帮助研究人员和化学家根据不同的可持续性标准为药物化学选择溶剂。该公司的绿色化学和生物技术项目指导绿色化合物组合的创建，以及在生产过程中采用绿色实践。

辉瑞公司，默克＆Co.和Bristol-Myers Squibb已被确认为实施环保型药物开发和制造流程的年度美国EPA总统绿色化学奖。GlaxoSmithkline使用Eco-Design Toolkit进行可持续运营。该工具包有五个模块来帮助化学家，研究人员和工艺工程师采用绿色化学，选择可持续溶剂和试剂，并更好地了解有害物质。

美国化学学会绿色化学研究所(ACS GCI)制药圆桌会议旨在促进涉及原料药和医药产品研发和制造的公司之间的绿色化学和工程。参与成员包括行业领袖，如礼来，阿斯利康，默克，F. Hoffmann- La Roche Ltd.，强生，Dr. Reddy 's Laboratories和辉瑞。

软件的可持续性

跨学科合作是生命科学过程和产品创新的先决条件。科学家、产品专家、过程工程师和可持续发展官员需要对整个企业的研究计划、采购和生产过程以及包装进行了解。

软件工具将绿色化学与制药应用集成在一起，同时使利益相关者(包括供应商、合同制造商和研究机构)之间能够实时共享信息。IT系统通过消除错误和多余的研究/过程来提高研究机构的生产力，并使药物发现的成本合理化。

辉瑞全球研发中心的研究人员使用Infosys在Microsoft . net Framework 3.0和Windows Presentation Foundation上开发的web解决方案来存储和分享知识。该应用程序允许研究人员以3d图像和图表的形式展示研究成果，并搜索包含数百万条具体细节记录的数据库，如实验结果或化合物的化学名称。

带有可视化工具的交互式仪表板有助于识别尚未进行充分研究的领域。协作工具和统一存储库使在不同治疗领域工作的生物学家、化学家和发现科学家能够实时建立假设，分析结果，在早期排除无效的候选药物，并发现不同时间跨度的不同实验之间的隐藏联系。多学科的研究方法极大地改善了研究结果，并促进了现有药物的再利用。一个重要的例子是使用消炎药阿司匹林来治疗心脏病。

分子建模和在硅筛选加速药物发现。持续监测环境温度和压力，提高化学反应的能源效率。值得注意的是，过程监控最大限度地减少了副产品的形成。制药公司应该使用工具来评估其生态系统的环境、健康和安全足迹。

可持续生命科学需要的不仅仅是具有环境意识的制药工程师和技术人员。我们需要在整个供应链上鼓励绿色化学，并在分子水平上实践可持续性。