렘데시비르 중간체의 연속 흐름 합성: 극저온 공정 및 고위험 원료 취급을 제거하여 수율을 40% 향상시킵니다.

렘데시비르는 길리어드 사이언스(Gilead Sciences, Inc.)에서 개발한 뉴클레오타이드 유사체 전구약물로, 바이러스 RNA 합성을 방해하여 바이러스 복제를 억제합니다. 코로나19 팬데믹 기간 동안 수요가 급증하면서 기존 배치 공정의 안전성, 생산 효율 및 확장성 측면에서의 한계가 점차 드러났습니다. 렘데시비르 제조 공정에는 독성이 매우 강한 시안화물(예: 시안화나트륨)과 강한 발열 반응이 포함되어 있어 운영상 위험이 높습니다. 주요 단계는 -78℃의 극저온에서 수행해야 하므로 막대한 에너지 소비와 복잡한 장비가 필요합니다. 일부 인화물 중간체는 열과 습기에 민감하여 단계별 공정 중 분해되기 쉽습니다. 공정 규모 확대 후에는 열 및 물질 전달 효율이 크게 변하여 수율, 순도 및 배치 간 일관성 관리가 더욱 어려워집니다.

시아노화 반응: 저온 배치 공급 → 온라인 연속 반응

II. 연속 흐름 공정의 종합적인 이점

• 수확량 및 생산 효율 향상

• 기존의 배치 공정은 일반적으로 완료하는 데 며칠이 걸리고 전체 수율은 약 50%에 불과하지만, 연속 흐름 공정은 생산 시간을 몇 시간으로 단축하고 전체 수율을 90% 이상으로 높입니다.
• 안전 보장

시스템 설계에서 비롯된 안전성: 고위험 시약은 항상 액체 부피가 적은 밀폐 시스템 내에 보관되어 재고 수준을 최소화합니다("즉시 재고 관리" 개념). 격렬한 발열 반응은 즉시 제거되어 열 폭주 위험을 없애줍니다.

• 안정적인 제품 품질
• 온도와 반응 시간을 정밀하게 제어하면 불순물 프로파일이 더욱 안정되어 후속 정제 및 품질 관리가 용이해지고 의약품 규제 요건을 더욱 잘 충족할 수 있습니다.
  
• 유연한 용량 확장

모듈형 연속 흐름 설비는 구축 주기가 짧고, 병렬 반응 장치를 추가하는 것만으로 용량을 간단히 늘릴 수 있어 시장 수요 변화에 신속하게 대응할 수 있습니다.

• 친환경 생산
• 높은 선택성은 부산물 생성을 줄이는 동시에 용매 소비량을 감소시켜 친환경 화학의 원칙을 준수합니다.

렘데시비르 사례 연구는 연속 흐름 화학의 가치가 "중간 생성물 분리를 동반한 단계별 배치 공정"에서 "연속적인 변환 및 온라인 통합"으로 합성 방식을 전환하는 데 있음을 보여줍니다. 독성이 강하거나 폭발성이 있는 시약, 강한 발열 반응, 또는 불안정한 중간 생성물을 다룰 때, 본질적인 안전성, 정밀한 온도 제어, 안정적인 규모 확장, 자동화된 작동을 포함한 연속 흐름 공정 및 마이크로채널 반응기의 장점이 더욱 두드러집니다.