深夜十一点,凯瑞生物制药研发中心的三号实验室依旧灯火通明。林夏盯着核磁共振谱图上那道顽固的杂峰,指尖在键盘上飞快敲击,试图通过模拟计算找出杂质的分子结构。通风橱里,三颈烧瓶中的反应液还在缓慢回流,淡蓝色的冷凝管折射着冷白的灯光,如同她此刻紧绷的神经——距离新型抗菌药物“KR-037”的临床前研究节点只剩十四天,而关键中间体的手性纯度始终卡在92%,达不到临床申报要求的99.5%以上。
“还在跟那堆杂峰死磕?”实验室门被轻轻推开,工艺部主管陆明端着两杯热咖啡走进来,白色大褂袖口沾着些许淡黄色的反应残渣。他将咖啡放在林夏手边,目光落在屏幕上的谱图,“ chiral HPLC(手性高效液相色谱)的结果出来了?还是那两个杂质?”
林夏揉了揉酸胀的太阳穴,接过咖啡抿了一口:“嗯,一个是构型异构体,另一个应该是反应过程中产生的二聚体。试过三种手性催化剂,构型选择性都不够,而且温度稍微升高,二聚体的含量就会飙升。”她点开实验记录本,屏幕上密密麻麻的反应条件和数据刺痛了眼睛,“要是这周还解决不了,临床前申报就得延期,之前动物实验的窗口期就错过了。”
陆明皱着眉摩挲下巴:“我看了你之前的工艺路线,用的是传统的不对称氢化反应?或许可以试试连续流反应技术,反应体积小、传质传热快,能精准控制反应温度,可能会减少二聚体的生成。”他顿了顿,补充道,“不过连续流设备我们只有一套,现在还在给抗肿瘤项目组用,得跟他们协调使用时间。”
林夏眼睛一亮。连续流反应在精细化工领域的应用越来越广,尤其适合对反应条件敏感的不对称合成反应。她立刻调出连续流反应的相关文献:“我之前也关注过这个技术,但担心设备调试会耽误时间。现在看来,只能冒险试试了。”她快速写下初步的工艺调整方案,“需要重新计算物料配比和流速,还要跟分析部对接,实时监测反应进程。”
“设备我来协调,明天一早给你答复。”陆明看了眼手表,“现在快十二点了,你先做一组小试,把催化剂用量和反应温度的范围再缩小一点,我去跟抗肿瘤项目组沟通设备使用时间。”
陆明离开后,实验室里只剩下磁力搅拌器的轻微嗡鸣和电脑主机的运转声。林夏穿上防护手套,从试剂柜里取出 chiral 配体和金属催化剂,按照新的比例精确称量。天平显示屏上的数字跳动着,每一位小数都关乎反应的成败。她将混合好的催化剂缓慢加入反应瓶,然后小心翼翼地通入氢气,看着反应液从淡黄色逐渐变为无色透明。
凌晨三点,第一组小试的样品送到了分析部。林夏趴在办公桌上小憩,手机屏幕突然亮起,是分析部同事发来的检测结果:构型异构体含量降至3.2%,二聚体含量1.1%,手性纯度提升至95.7%。虽然离目标还有差距,但这已经是目前最好的结果。她立刻回复消息:“麻烦再做一组不同流速的对比实验,我现在调整物料配比。”
然而,麻烦接踵而至。第二天上午,陆明带来了坏消息:“抗肿瘤项目组的反应进入关键阶段,连续流设备至少还要占用三天。他们负责人说,除非我们能证明新工艺的成功率超过80%,否则不可能提前让出来。”
林夏的心沉了下去。三天时间足以让项目错过申报窗口期,可连续流工艺的成功率谁也无法保证。她坐在实验台前,盯着三颈烧瓶中平静的反应液,突然想到:或许可以在现有工艺基础上,加入一种选择性抑制剂,抑制二聚体的生成。她快速查阅文献,发现一种名为“TEMPO”的氮氧自由基可以有效抑制自由基引发的二聚反应,而且不会影响不对称氢化的选择性。
“死马当活马医了。”林夏咬了咬牙,立刻从试剂柜里找出 TEMPO 试剂。她重新设计了实验方案,将 TEMPO 按照不同比例加入反应体系,同时严格控制反应温度在-5℃到0℃之间。
接下来的两天两夜,林夏几乎没有离开实验室。她蜷缩在休息区的折叠床上,每隔两小时就起来取样检测一次。眼睛布满血丝,声音也变得沙哑,但屏幕上手性纯度的数字在一点点攀升:96.3%、97.1%、98.5%……
第三天傍晚,当最后一组样品的检测结果出来时,林夏几乎要跳起来——手性纯度99.6%,构型异构体含量0.3%,二聚体含量0.1%,完全符合临床申报要求!她颤抖着手指将数据发给陆明和项目负责人,然后瘫坐在椅子上,疲惫却难掩激动。
然而,喜悦还没持续多久,新的问题又出现了。生产部在放大生产时发现,加入 TEMPO 后,反应体系的黏度明显增加,导致物料输送困难,而且 TEMPO 的价格昂贵,大规模生产会大幅增加生产成本。
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