藥物中氧化偶氮類雜質的研究進展

＊蘇欽璐

（桂林南藥股份有限公司 廣西 541004）

藥物中的氧化偶氮類雜質是近年來備受關注的藥物雜質問題，該類物質具有較高的毒性，多屬于基因毒性雜質，在ICHM7指南中更把高致癌性的烷基氧化偶氮類雜質歸為關注隊列雜質，在藥物中需要控制非常低的含量水平。

這類雜質可能由原輔料、生產過程或儲存等環節帶入或產生，會對藥物的質量和安全性產生不利影響。首先回顧國內外研究情況，了解氧化偶氮類雜質的來源、形成機理及其對藥物質量的潛在影響。然后，介紹一些控制措施，包括原料選擇、工藝優化、儲存條件及質量監測等方面。通過對這些措施的綜合分析，可以更有針對性地制定藥物中氧化偶氮類雜質的控制措施，確保藥物質量，降低藥物風險。

1.氧化偶氮類雜質簡介

（1）氧化偶氮類雜質結構。據文獻[1]報道，氧化偶氮化合物是亞硝胺結構異構體，而近年來亞硝胺雜質越來越多的在藥物中被發現，其中在EMA和FDA的指南中列出了詳細的控制要求氧化偶氮化合物從肼類、偶氮類化合物轉化而來，按照其結構形式基本上可以歸納為兩種類型：

偶氮酸鹽型。偶氮酸鹽是含有一個或多個偶氮鍵（N=N結構）的有機化合物。它們通常由兩個芳基胺或烷基胺基團連接而成，通過偶氮鍵將它們連接在一起。

（2）氧化偶氮類雜質的毒性機理。文獻[2]報道，烷基氧化偶氮類化合物、芳基氧化偶氮類化合物的毒性機理存在不同路徑，其中烷基氧化偶氮類化合物與亞硝基二烷基胺（亞硝胺）是異構體，在理論上能夠產生相同的物質，比如在細胞中被酶激活為烷基重氮化合物，然后使DNA或其他大分子烷基化，可能具有類似致癌和誘變的作用。在CPDB數據庫中把烷基氧化偶氮類化合物歸類為COC（關注隊列）的強致癌物。

芳基氧化偶氮類化合物通常在體內被轉化為芳基偶氮化合物，進一步分解為芳基胺，從而產生致突變或致癌性，它們的效力通常不如烷基氧化偶氮類化合物的效力高，其產生毒性的過程如下：

①通過腸道厭氧菌代謝，在還原偶氮鍵和裂解產生芳基胺，芳基胺被代謝氧化為活性親電物質，共價結合DNA。②含有游離芳基胺的結構，可以代謝氧化而不需要偶氮還原。③通過將偶氮鍵直接氧化成高活性的親電性重氮鹽而被激活產生毒性[3]。

在藥物合成路線中，經常出現芳基偶氮化合物，在DEREK預測模型中，芳基偶氮結構為致突變性的警示結構，未顯示出類似烷基氧化偶氮類化合物的致癌性機制（相似代謝活化通路，形成碳陽離子等）[4]。

（3）國內外的監管情況。國際上，世界衛生組織（WHO）及其成員國通過國際藥品認證組織（PharmaceuticalInspectionCo-operationScheme，PIC/S）等機構合作，制定了相關標準和指導文件，以確保藥品的質量、安全性和有效性。對于氧化偶氮類雜質，國際藥典（如歐洲藥典、美國藥典）等，這些藥典機構在其相關的藥品質量標準中通常會提及氧化偶氮類雜質的限量標準和檢測方法。

在我國，根據中國藥典和相關法規，國家藥監局對藥品中的氧化偶氮類雜質有明確的要求和限制。例如，在《藥品注冊管理辦法》中對藥品可能存在的有害雜質進行了規范和要求。

2.氧化偶氮類雜質的研究

（1）氧化偶氮類雜質產生途徑。文獻報道，氧化偶氮類化合物產生的途徑有以下方式：①亞硝基化合物和羥胺衍生物失水縮合可以得到氧化偶氮類化合物。②用亞砷酸鈉或其他還原劑還原硝基苯，會生成中間產物苯基羥胺和亞硝基苯。它們相互作用，也會得到氧化偶氮苯。③還可通過偶氮苯的三氧化鉻氧化，苯胺的過氧化氫氧化，以及β-苯基羥胺的高錳酸鉀等途徑生成氧化偶氮類化合物。

氧化偶氮類化合物的N=N-O部分是1,3-偶極體，可以發生環加成反應。芳基氧化偶氮類化合物在強酸作用下，氧原子發生重排，得到對羥基偶氮化合物[5]。

總之，氧化偶氮類雜質的來源主要涉及兩個方面。第一，工藝過程中的控制不足。氧化偶氮類雜質通常是在有機合成過程中生成肼、偶氮基等中間體時進一步氧化后產生，或者存在某些副反應轉化導致。第二，儲存條件不當。根據氧化偶氮類化合物轉化的條件，相應結構的產品或雜質在儲存過程中與氧氣或其他氧化劑接觸而產生反應的，因此氧化偶氮類雜質可能在藥品或原輔料的儲存過程中產生?；蛘咭驗橐恍╇s質本身相對不穩定，在適宜的環境條件下會發生分解或轉化生成氧化偶氮類雜質。

（2）原料藥中的氧化偶氮類雜質。氧化偶氮類雜質通常由偶氮類化合物轉化而來，從而可推斷在偶氮類化合物制備過程中，特別是存在氧化的條件下，可能會產生氧化偶氮類物質，比如肼屈嗪、達卡巴嗪、偶氮吡啶等制備過程可能存在氧化偶氮類雜質的風險。

文獻報道的偶氮苯類化合物的合成方法主要有重氮偶合法、硝基還原法、芳基肼氧化法及芳胺氧化法等。其中，芳胺氧化法因其原料來源廣泛易得、反應操作簡單、反應條件溫和而被采用[6]?？傊?，原料藥中氧化偶氮類雜質的情況與生產和儲存環節密切相關。①原料藥中的氧化偶氮類雜質來自原料中存在的雜質。這些雜質來自原料供應商的污染或者是在原料制備等過程中引入。②原料藥在儲存過程中受到不適宜的條件影響，從而促使氧化偶氮類雜質的形成。

（3）制劑中的氧化偶氮類雜質。制劑中的氧化偶氮類雜質除了特定結構的原料藥生產過程產生之外，主要來源是使用到的偶氮基團著色劑，在與其他含有氧化劑的輔料進行制劑生產過程或儲存時，會產生氧化偶氮類雜質。

偶氮化合物在制藥工業中最重要的用途是藥物著色，提高藥物的識別性，常用于藥品生產的偶氮物有檸檬黃、胭脂紅等。許多偶氮物具有致癌和誘變活性，并可引起過敏反應。同時，在特定條件下進一步轉化為氧化偶氮類化合物。

總之，制劑中的氧化偶氮類雜質情況與制劑的生產和儲存環節有關。

①在制劑的生產過程中，存在可能產生氧化偶氮類雜質的環節。這是由于原料藥中的氧化偶氮類雜質未完全被去除或轉化，也可能是由制劑中其他成分發生反應而產生的。

②制劑在儲存過程中受到不適宜的條件影響，從而促使氧化偶氮類雜質的形成。

3.氧化偶氮類雜質的控制

為對藥物中存在的氧化偶氮類雜質進行控制，可從工藝路線、原料、環境和檢測等方面采取措施。

（1）工藝路線控制。從工藝路線的角度來講，以下是一些常見的控制策略：

優化反應條件。通過調整反應條件，合理選擇反應參數，降低副反應的發生，以最大程度地減少氧化偶氮類雜質的生成。

有效的中間體控制。中間體是氧化偶氮類雜質形成的一個潛在來源，應及時去除或轉化中間體中存在的氧化偶氮類雜質。

適當的反應溫度和時間。工藝中，控制反應溫度和時間也是控制氧化偶氮類雜質的關鍵因素之一。過長的反應時間和不適宜的溫度會導致更多的副反應和雜質生成。因此，要合理控制反應溫度和時間。

（2）原料控制。從原料的角度來講，以下是一些常見的控制策略。

優選高純度原料，選擇高純度的原料可以避免雜質在工藝過程中的轉化和殘留，減少氧化偶氮類雜質的含量。

嚴格控制原料的儲存條件，原料在儲存過程中暴露于不適宜的環境條件（如光照、高溫、潮濕等）促使氧化偶氮類雜質的形成。

進行原料檢測和分析，對原料進行全面的檢測和分析是控制氧化偶氮類雜質的重要手段。通過對原料的物理性質、化學組成、雜質含量等進行評估和監測，及時發現問題，并采取相應措施。

（3）環境控制。從環境角度來講，要嚴格控制溫濕度條件，適宜的溫濕度條件有助于降低或避免氧化偶氮類雜質的生成。避免光照暴露，某些氧化偶氮類雜質在光照下發生反應，導致其生成和積累。因此，避免陽光直接照射和其他強光源的暴露，采取適當的光照屏蔽措施[7]。

（4）分析檢測。分析氧化偶氮類雜質的方法多種多樣，以下是一些常用的分析手段和方法：

液相色譜法（HPLC）。高效液相色譜法是最常用的分析方法之一，可以實現對氧化偶氮類雜質的定量分析。

質譜法（MS）。質譜法結合色譜技術可以用于氧化偶氮類雜質的鑒定和定量分析。質譜法可以提供更高的靈敏度和準確性。

核磁共振波譜法（NMR）。核磁共振波譜法可以用于氧化偶氮類雜質的結構鑒定。

4.案例分析

在2018年，一家制藥公司開展了一項關于氧化偶氮類雜質的質量控制項目。該公司的某種藥品在市場上銷售后，被發現存在氧化偶氮類雜質超標的問題。

該公司進行了全面地分析，確定氧化偶氮類雜質的來源和生成機理。通過深入研究藥品的配方、工藝流程和儲存條件等因素，找出可能導致氧化偶氮類雜質形成的環節，發現是其供貨商的原料存在問題。

針對發現的問題，該制藥公司重新評估和篩選原料供應商，選擇高純度的原料，以減少氧化偶氮類雜質的含量。該公司對藥品的制造過程進行全面的審查和改進。通過調整反應溫度、時間和添加劑的使用方式等操作參數，控制氧化偶氮類雜質的生成。這樣做的原因是：第一，降低氧化偶氮類雜質的含量。高純度原料和嚴格的篩選過程有助于減少這類雜質的含量，從而提高藥品的質量和安全性。第二，提高藥品的純度。藥品的純度是一個非常重要的指標，直接關系到藥物的療效和穩定性。通過重新評估和篩選原料供應商，并選擇高純度的原料，制藥公司可以增加藥品的純度，提高藥物的質量和效果。第三，優化制造過程。制藥過程中的一些工藝步驟會存在問題，比如不恰當的混合、反應條件不合適等，這些問題會導致藥品的質量下降。全面審查和改進制造過程可以幫助發現并解決這些問題，確保藥品制造過程的穩定性和一致性。

5.結論

氧化偶氮類雜質是藥物中多見的雜質，其生成與原料、制造過程和儲存條件等因素密切相關。近年來，對氧化偶氮類雜質的監管越來越嚴格，研究也逐漸深入，進一步揭示了其來源和形成機理?？刂蒲趸嫉愲s質的關鍵在于原料、工藝路線和條件、儲存條件、檢測等方面。①原料選擇要求高純度，并確保供應商具備良好的質量管理體系。②工藝優化包括調整反應溫度、時間、pH值和添加劑使用方式等，以減少雜質的形成。③儲存條件控制要避免光照直射、控制適宜的溫濕度，并防止與有害物質接觸。④強化質量控制和監測，建立完善的檢測方法和流程，確保氧化偶氮類雜質含量符合標準。

6.研究展望

發展新型檢測方法，針對氧化偶氮類雜質的檢測，除常規的色譜、質譜等分析方法外，可以考慮開發更靈敏和準確的檢測技術，如納米級別的傳感器或光學探針，以提高檢測的靈敏度和準確性。

作為藥物化學設計的一部分，按照QBD的思路，通過預測做出的分子性質，測量物理和體外性質，預測藥代動力學和藥效學數據，以評估開發的化合物。通過在目標化合物上的效力和毒理學的預測，以進行良好的藥物化學設計，增加藥物開發成功的可能性[8]。