医药中间体生产过程中污水怎么利用-医药中间体生产过程
药品生产需要大量的特殊化学品,这些化学品原来大多由医药行业自行生产,但随着社会分工的深入与生产技术的进步,医药行业将一些医药中间体转交化工企业生产。医药中间体属精细化工产品,生产医药中间体目前已成为国际化工界的一大产业。目前,中国医药行业每年约需化工配套原料和中间体2000多种,需求量达250万吨以上。
由于出口医药中间体不像出口药品那样会受到进口国的种种限制,以及世界医药中间体生产向发展中国家转移,目前中国医药生产所需的化工原料和中间体基本能够配套,只有少部分需要进口。而且由于中国资源丰富,原料价格较低,有许多医药中间体还实现了大量出口。
纵观整个行业,中国医药中间体行业有六大特点:一是企业大多为私营企业,经营灵活,投资规模不大,基本在数百万到一两千万元之间;二是企业地域分布比较集中,主要以浙江台州和江苏金坛为中心;三是随着国家对环保日益重视,企业建设环保处理设施的压力正在加大;四是产品更新速度快,一般入市3-5年后利润率便大幅度下降,迫使企业必须不断开发新产品或改进工艺,才能获得较高的利润;五是由于医药中间体生产利润高于一般化工产品,生产过程又基本相同,有越来越多的小型化工企业加入到生产医药中间体的行列,导致业内无序竞争日益激烈;六是与原料药相比,生产中间体利润率偏低,而原料药与医药中间体生产过程又相似,因此部分企业不仅生产中间体,还利用自身优势开始生产原料药。专家指出,医药中间体生产向原料药方向发展是必然趋势。但由于原料药用途单一,受制药企业影响很大,国内常发生企业开发出产品后却没有用户的现象。因此,生产企业应当与制药企业建立长期稳定的供货关系,才能保证产品销售畅通。
1.典型医药中间体市场
1.1.苯乙酸需求继续增大
我国β-内酰胺类抗生素经过近50年的发展已经形成了完整的生产体系。目前几乎所有的β-内酰胺类抗生素(除专利期内的品种外)我国都能生产,而且成本很低,青霉素产量居世界前位,大量出口供应国际市场;头孢类抗生素基本能够自给自足,还能争取一部分出口。
目前,与β-内酰胺类抗生素配套的中间体我国全部能够自己生产,除了半合成抗生素的母核7-ACA和7-ADCA需要部分进口外,所有的侧链中间体均可生产,而且大量出口。
以β-内酰胺类抗生素的主要配套中间体苯乙酸为例,我国现有苯乙酸生产厂家近30家,总年产能力约2万吨。但多数企业规模偏小,最大的年产2000吨,其他大多年产数百吨。2003年国内苯乙酸总需求量约1.4万吨,消费结构中青霉素G占85%,其他医药占4%,香料占7%,农药及其他领域占4%。随着国内香料、医药、农药等行业的发展,苯乙酸需求量将进一步增加。2005年我国医药工业消耗苯乙酸1.4万吨,农药行业约消费500吨,香料行业约消费2000吨。再加上其他领域的消费量,2005年国内苯乙酸总消费量达1.8万吨。
1.2.含氟吡啶类中间体成热点
目前,我国已开发并已投入批量生产的喹诺酮类抗菌药主要有诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星、依诺沙星、洛美沙星、氟罗沙星等。其中诺氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星生产量最大,约占国内氟喹诺酮类抗菌药总产量的98%。
喹诺酮类一般由含氟苯环合成含氟喹啉类化合物后与哌嗪(或甲基哌嗪)缩合而得。我国是世界含氟药物和中间体产量最大的国家之一,有80%以上的含氟中间体供应出口。从整体上看,我国氟苯类中间体发展较早,目前生产能力普遍过剩;三氟甲苯类中间体发展较晚,近年来发展速度较快;而对于杂环芳香族化合物特别是含氟吡啶类,我国目前只有个别研究单位和生产厂家拥有含氟吡啶类中间体的合成技术,因此,含氟吡啶类中间体将成为今后几年国内含氟中间体研发的主要方向之一。
1.3.对氨基酚缺口较大
我国已成为世界上最大的解热镇痛药生产国,阿司匹林、扑热息痛、安乃近等品种的产量均超万吨,非那西丁、氨基比林、安替比林等品种的产量超过1000吨。目前我国解热镇痛药的产量增长很快,预计今后还将以8%左右的速度增长。为解热镇痛药配套生产的中间体产量大,生产企业多。随着解热镇痛药的增长,其中间体也获得了长足的发展。
国内扑热息痛消费量快速增加,出口也呈迅猛增长势头。对氨基酚是合成扑热息痛的重要中间体,近年来也增长迅速。目前,我国对氨基酚年产量约为3.2万吨,2005年国内扑热息痛产量达到5万吨以上,医药工业消耗对氨基酚4.5万吨,再加上在其他领域的应用,2005年对氨基酚总需求量约为5万吨,市场缺口较大,开发利用前景广阔。
2.我国医药中间体面临的形势
近年来,美国和欧洲的许多大制药公司从节省生产成本与环保要求的层面考虑,将其医药中间体的生产逐渐向发展中国家转移,或者多从发展中国家进口质量可靠的医药中间体。这都给我国的医药中间体生产企业带来了极好的商机。由于多年累积的技术优势和未来医药市场的巨大需求,我国医药中间体行业蕴蓄着巨大的发展潜力。但值得注意的是,随着国家对环保日益重视,环保成本对中间体生产行业来说将是一道不容忽视的难题。
2.1.选择优势品种
我国的医药中间体产品链上,中、上游基础原料药的中间体产品由于应用领域较广泛,占据了整个链条的优势地位,因此得到了较快速的发展,也在市场上备受瞩目。
然而,我国医药中间体产品出口也遭到了来自其他国家的压力,特别是印度。印度在医药产业上飞速崛起,如今与我国形成了竞争与共生的关系。事实证明,在我国医药中间体主要的出口地区欧盟、北美、中东、东南亚等,来自印度的冲击不容小视。
由此,我国医药中间体行业必须调整出口策略。选择有竞争力的中间体品种或将是一个有效的突破口。具体品种来看,磺胺类、四环素类、安乃近等商品是我国较早走出去的品种。随着时间推移,我国的医药中间体发展迅速,从目前部分品种占全球的主要产销份额可见我们的优势。如VC、青霉素、对乙酰胺基酚、扑热息痛、柠檬酸等占了全球60%以上的份额,阿莫西林、头孢曲松、布洛芬、阿司匹林等均为在全球具有影响力的产品种类。在产品分类上,抗感染药、维生素、解热镇痛药、氨基酸等是我国出口型原料药系列,占全部原料药出口总量的90%以上,相应的中间体国内需求量也较大。
相关的医药中间体生产企业应该注意的是:随着形势的推移,医药中间体的研究和生产也要有所调整。疾病谱的变化将造就医药市场新的领域,相应的医药中间体也会发生变化,因此带来了新的机遇。据预测,2010年发病率最高的疾病有精神疾病、绝经期疾病、勃起功能障碍、肥胖症、心脑血管疾病、癌症、慢性鼻窦炎、偏头痛、糖尿病、老年性疾病、致命性感染等,这必将迎来相关药物中间体需求的增加。
2.2.出口结构要升级
尽管我国医药中间体产业面临走强的趋势,但也要看到,在药品产业的金字塔形价值排布来看,医药中间体利润处于塔底,甚至低于大宗原料药。而事实上,我国医药中间体行业自身也存在如产品附加值低、缺少自主知识产权产品、出口渠道建立不畅、信息支持不足、信息资源利用不充分等等方面的“短板”,再加上水电煤运和化工原材料的涨价、环保成本的提高以及部分医药商品出口退税率下调等外因,其国际市场优势竞争力渐渐受到威胁。
国内医药中间体生产企业对国际市场的把握缺乏经验,对贸易国(区域)医药市场、政策、贸易规则亦缺乏系统研究,以致中间体出口的综合质量并不高。因此,专家提出,必须改变国内中间体的出口结构,产业自身建设及生产软件建设亟待加强,努力打造一批具有cGMP、FDA、E/DMF、COS等认证的企业和产品。
2.3.加速形成核心竞争力
即使对于利润相对较好的企业,如何形成核心竞争力,树立自有品牌,增强技术消化能力和创新能力,也应是考虑之中的问题。从长远来看,国内医药中间体行业必须朝着这个方向发展,加速形成核心竞争力。
目前,国内多数企业已经对“大路货”失去了兴趣,皆认为即使行情出现好转,其盈利水平也不会太高,所以,各种所谓的特色原料药才会大受追捧,企业不惜重金投入全力转产。然而,值得反思的是,特色原料药的需求比较有限,一旦市场供应量激增,价格波动极大,中间体生产企业所承担的经营风险将是巨大的。因此,企业要做的,不是追逐短期利益的盲目跟风,而是寻找到维持企业利润“长青”的核心竞争力。
然而,尽管国内中间体生产和出口的主力军是大型国有企业,民营、三资企业近年来也得到快速成长,但整体来看,中间体生产企业大部分为中小企业,实力有限,行业竞争激烈但处于无序状态。
目前一些国外的医药中间体生产企业已经在积极实施进军中国的发展计划,尽管产品定位不同,但这对国内大大小小的医药中间体企业来说压力又更添一重
医药中间体生产对工人的危害
健康元是一家生产头孢类抗生素原料的公司。这次事件出问题的环节在于生产7-ACA这种化学物质时候,他们使用了掺有地沟油等劣质油的豆油。
7-ACA被称为抗生素药物生产的关键物质——“中间体”。中间体是生产抗生素过程中所需要的一种化学品,随着社会分工的深入与生产技术的进步,医药行业将一些医药中间体转交化工企业生产。按销售额计,以头孢菌素和青霉素为主的抗生素约占世界抗生素市场的70%,而健康元生产的7-ACA占据国内25%的市场。
要生产头孢类抗生素,需要先获得头孢菌素。而任何头孢菌素品种均为半合成产品,需要一个中间体,也就是7-ACA来帮助合成。这样看来7-ACA其实是原料的原料。若无原料则所有头孢菌素生产必将成为“无米之炊”。7-ACA在现有监管分类中属化工原料而非药品、原料药或药用辅料。
简单来说从头孢菌素获得7ACA的工艺有两种,一种是化学法,这个方法要用大量有毒试剂,污染极其厉害;一种是酶法,试剂安全,用量少,非常环保。但酶法中关键的物质酶,被国外企业垄断。健康元是国内第一个掌握用酶法生产7-ACA的企业,也就是说健康元使用的生产方法是“酶法”,是一种较为先进的生产工艺。
7-ACA是一种化工产品,化工产品存在有毒物质是正常的,但其中的有毒有害物质是否能准确地获知,这是个问题。也就是说,通过酶法、化学法获得的7-ACA虽然也会产生有毒有害物质的残留,但对这些物质的来源和成分是可获知的。
健康元董事长朱保国认为,地沟油只是作为培养中间体的养料使用,并使用比喻称“庄稼用大粪浇灌出来的,你能说粮食是有毒的吗?”他认为:“用食品废料作为化工原料7-ACA的发酵原料在理论上是无害的,而且国外这种做法十分普遍。”从理论层面来说,这样的解释是有一定道理的,但实际层面还值得进一步商榷。
首先,地沟油生产7-ACA与大粪种菜无法相提并论,就象大粪种出的菜是安全的,但是工业废水种出的菜就不能吃,是有毒的。虽然,现有技术手段无法检测到地沟油中的有毒杂质、致癌物、重金属残留等,但确实具有很大的不确定性,这些微量有毒物质能否被带到下游工艺中,还未可知。
其次,与国内的制药工艺相比,国外的技术和工艺更为严谨和先进。如果制药企业拥有成熟的工艺流程,可以把原料使用环节残留的杂质排除去。否则,有可能会混杂到成品药物中,哪怕是极微量。打个比方,国外生产的青霉素基本不过敏,但国产的就容易会过敏,虽然国产青霉素纯度已很高,但仍然残余极其微量的过敏原,而有时这些微量过敏原会带来过敏反应。在制药业发达的西方国家,如英国、美国,注射用青霉素和口服青霉素在临床使用中都不作皮试。这些国家的制药工艺和技术要求高,生产时高分子杂质含量的实际控制已经达到免皮试水平。
结语:其实很简单的一点就是,要保证成品药的质量,要从原料开始,甚至要从化工原料开始,到成品药生产每一个环节都严格把关,最终药物的品质可能越佳。中国的制药相关的企业都能以最高标准要求自己,把关好生产的每一个环节,不能因为没有明确的监管就可以放松质量。
医药中间体行业的发展趋势
制药车间最常见的呼吸危害是:普通原料粉尘、药物性粉尘、有害气体、有毒蒸气。制药过程中接触粉尘的工序有:反应釜装料,中途取样,粉碎,筛分等;制 药过程中接触毒气/有毒蒸气的工序有:反应釜装料,取样,从过滤器或离心分离机中卸载物料,往干燥器中装料,分装物料等。在对有限空间如槽罐、反应釜进行清洁时,还有可能面对缺氧环境。
此外,还可能面临某些生物学意义上的危害,比如从动物脏器中提取生化药可能会接触到病菌;酶粉尘沾到皮肤上,会造成皮肤损害;接触胰岛素可引起血糖降低等等。
药品生产过程中,作业人员接触有毒化学物质的机会主要是设备和管道密闭不严、锈蚀渗漏,上道工序来料、检验分析取样以及出料、废弃物料排出、清理离心 甩干机以及设备检修时设备及管道中残存的有毒化学物质,尤其是在离心过滤敞口甩干高温物料或边甩干边人工投加液态化学品以及敞口接收时,均有大量的有害气 体或蒸气逸出,同时会有液态化学品飞溅的可能。操作工人接触液态、蒸气态有毒物质的时间相对较长,如果通风排风系统不好,就可能造成工作场所空气中有害物 质浓度增高甚至超过国家卫生标准,工人长期接触会受到职业病危害因素的影响,也加大了职业病危害事故的风险。
某些制药设备运行时会产生巨大的机器噪声,比如一些电动机、水泵、离心机、粉碎机、制冷机、通风机、锅炉等,有的噪声甚至超过100dB;噪声危害严 重的区域通常是药片切割室、包装室等。作业人员长期接触这些超标噪声,如不对听力系统进行防护,危害会是多方面的,除了听觉系统受损外,还可能导致高血 压、头痛、失眠、记忆力下降,神经衰弱等症状。
制药工业也会接触很多眼部危害,最常见的眼部危害有:粉尘、化学液体、微生物、高温、冲击物等,制药车间眼部危害最容易发生在:反应釜附近和溶剂储藏区。
在制药车间中,操作人员通常都需要穿着连体式防护服,这一方面是由于制药车间对洁净度有一定要求,防止人员污染药品;另一方面也要对操作人员皮肤进行防护,防止药物活性粉尘粘附在皮肤上,防止液态化学品物料飞溅到皮肤上,通过皮肤或皮肤上的创口被吸收,对人员产生危害。最常见的液体化学品飞溅发生在设备清洗、维护、检修时,或物料离心甩干时,或投加液态化学品物料时。
市场上新型药物产量有限,造成医药中间体新产品开发的难度越来越大,传统产品的竞争也越来越激烈,医药中间体行业利润迅速下降。为此建议:①向上下游延伸产业链向上延伸将自己使用的主要原料转为自行生产,如生产氨噻肟酸的主要原料乙酰乙酸乙酯、生产2-氨甲基呋喃乙酸的乙酰呋喃(或呋喃、糠醛)、生产三嗪环的甲基肼等。这样可以进一步降低成本,同时对于一些特殊原料,可以起到避免关键原料垄断的作用。向下延伸即将医药中间体直接合成原料药,可以进一步提高产品的附加值,同时将产品直接销售给制药公司。但向下游延伸投资较大,同时对生产技术要求较高,还要与原料药的使用厂家保持良好的关系。②形成自己的特色产品如河北金通公司的三嗪环,山东金城的氨噻肟酸,石家庄柏奇的呋喃铵盐,浙江横店的四氮唑乙酸,抚顺美强的AE-活性酯等特色品牌产品,业内影响力较大。③改进技术,节约成本医药中间体工艺路线长,反应步骤多,溶剂使用量大,技术改进潜力较大。例如可使用价值较低的原料代替价值较高的原料,如在氨噻肟酸生产中使用液氯代替液溴、在三嗪环生产中使用硫氰酸铵代替硫氰酸钾(钠)等;使用单一溶剂代替反应过程中的不同溶剂,对酯类产品水解生成的醇进行回收等。
国内医药中间体行业现已进入成熟期,早期几名技术工人就可以建工盈利的年代已经过去了,也不会出现类似氨噻肟酸一个基本中间体供应十几种药物生产的局面。随着医药行业的发展,会不断出现对医药中间体的新的需求,如氨曲南类中间体需求量逐渐增大。但这些新产品还未形成较大的市场需求,当前国内需求量比较大的医药中间体品种还是以氨噻肟酸、去甲氨噻肟酸及其衍生物等传统系列产品为主。新上项目的企业应慎重考虑,在拥有足够的资金和技术力量及与制药企业保持着良好关系的前提下,合理把握介入时机;此外,应对国内外同行及上下游的动态有很好的了解,未雨绸缪,占领市场先机。
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