药物中的杂质主要有两个来源:一是由生产过程中引入;二是在贮藏过程中受外界条件的影响,引起药物理化特性发生变化而产生。
(一)生产过程中引入的杂质
在合成药物的生产过程中,原料不纯或未反应完全、反应的中间体与反应副产物在精制时未能完全除去而引入杂质。例如碳酸酐酶抑制药双氯非那胺,在合成工艺中,可能因原料未反应完全而引入邻二氯苯,还可能因二氯磺酰氯氨解产生氯化铵,如果未洗净则引入氯化铵,其反应原理为:
药物在制成制剂的过程中,也能产生新的杂质。如肾上腺素在配制注射液时,常加入抗氧剂焦亚硫酸钠和稳定剂EDTA-2Na,在亚硫酸根的存在下,肾上腺素会生成无生理活性、无光学活性的肾上腺素磺酸。肾上腺素磺酸和D-异构体的含量,均随贮存期的延长而增高,其生理活性成分肾上腺素则相应降低。
在药物生产过程中,所用的试剂、溶剂、还原剂等可能会残留在产品中而成为杂质。如在华法林钠的制备中,最后一步需要在异丙醇中结晶,所以其原料药需要检查异丙醇;地塞米松磷酸钠在生产过程中使用大量甲醇和丙酮,有可能残留在成品中;胆影酸的生产工艺中用铁还原硝基而有可能引入铁盐。扑米酮和卡托普利在合成的最后一步用锌粉和盐酸进行还原而可能引入锌盐。
必须重视异构体和多晶型对药物有效性和安全性的影响,如在维生素K合成中往往会产生一些无生理活性的顺式异构体;肾上腺素为左旋体,其右旋体的升压作用仅为左旋体的1/12;盐酸普萘洛尔左旋异构体的β受体阻断作用比右旋体大60倍;无味氯霉素存在多晶型现象,其中B晶型易被酷酶水解而吸收,为有效晶型,而A晶型则不易被酷酶水解,活性很低。驱虫药甲苯达唑有A、 B、 C三种晶型,其中C晶型的驱虫率约为90 %,B晶型为40%~60%,A晶型的驱虫率小于20%。
另外,生产过程中,由于使用的金属器皿、装置以及其他不耐酸、碱的金属工具,都可能使产品中引入砷盐,以及铅、铁、铜等金属杂质。
(二)贮藏过程中引入的杂质
在温度、湿度、日光、空气等外界条件影响下,或因微生物的作用,引起药物发生水解、氧化、分解、异构化、晶型转变、聚合、潮解和发霉等变化,使药物中产生有关的杂质。不仅使药物的外观性状发生改变,更重要的是降低了药物的稳定性和质量,甚至失去疗效或对人体产生毒害。如利血平在贮存过程中,光照和有氧存在下均易氧化变质,光氧化产物无降压作用;吲哚美辛因分子结构中有酰胺键,遇碱或酸易水解,遇光也会逐渐分解;维生素C在贮存期间易变色,其颜色随着贮藏时间的延长而逐渐变深。
有的杂质即可以由生产引入,也会因贮存而引入,如抗甲状腺药卡比马唑,其合成过程为:
甲巯咪唑即是卡比马唑合成中环合的中间体,也是贮存过程中的分解产物。
(三)杂质的种类
药品中的杂质按照其来源可以分为一般杂质和特殊杂质。一般杂质是指在自然界中分布较广泛,在多种药物的生产和贮藏过程中容易引入的杂质,《中国药典》通则中规定了氯化物、硫酸盐、硫化物、硒、氟、氰化物、铁盐、重金属、砷盐、铵盐以及酸碱度、澄清度、溶液的颜色、干燥失重、水分、炽灼残渣、易炭化物和有机溶剂残留量等项目的检查方法;特殊杂质是指在特定药物的生产和贮藏过程中引入的杂质,这类杂质随药物的不同而不同,如乙酰水杨酸在生产和贮存过程中引入的水杨酸;甲硝唑中的2-甲基-5-硝基咪唑等。
(1)按照来源的不同还可将杂质分为工艺杂质(包括合成中未反应完全的反应物及试剂、中间体、副产物等)、降解产物、从反应物及试剂中混入的杂质等。
(2)按照其毒性分类,杂质又可分为毒性杂质和信号杂质,如重金属、砷盐为毒性杂质;信号杂质一般无毒,但其含量的多少可反映出药物的纯度情况,如果药物中信号杂质含量过多,提示该药的生产工艺或生产控制有问题,氯化物、硫酸盐属于信号杂质。
(3)按其理化性质一般分为3类:有机杂质、无机杂质及残留溶剂。无机杂质可能来源于生产过程,如使用的仪器、原料(如砷、铅等)、干燥试剂和过滤辅助器等,反应试剂、配位体、催化剂、重金属、其他残留的金属、无机盐、助滤剂、活性炭等,它们一般是已知的和确定的。由于许多无机杂质直接影响药品的稳定性,并可反映生产工艺本身的情况,了解药品中无机杂质的情况对评价药品生产工艺的状况有重要意义。
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