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ASSOCIADO EM FOCO

O Insumo Farmacêutico Ativo pela Síntese Orgânica no desenvolvimento de processos industriais (15/09/2022)

*Júlio César Ferreira Barcellos, pesquisador da Nortec Química 

A Síntese Orgânica é uma área multidisciplinar dentro da Química que tem o foco na construção planejada e orientada numa estrutura molecular definida de compostos orgânicos. Nos últimos anos, com o avanço tecnológico e de conhecimento sobre o comportamento de substâncias, esta área se tornou um dos ramos mais importantes da Química Orgânica.

Estudos dentro das Ciências Farmacêuticas, Química Medicinal e na Química de Produtos Naturais, uma substância orgânica possui estrutura molecular, alvos e potenciais terapêuticos avaliados. Expressando-se um bom agente e com os respectivos mecanismos de ação compreendidos, a substância deverá ser aprovisionada num quantitativo aceitável para os estudos pré-clínicos e clínicos dentro das fases de desenvolvimento de um novo fármaco; entretanto, este composto ainda não é considerado um insumo para a disponibilização comercial. 

Neste contexto, a substância deverá ter um primeiro planejamento para obtenção. No caso de um produto natural, dependendo da demanda de estudos, ficaria inviável a extração e purificação da determinada substância em fontes naturais. Desta forma, especialistas em métodos de transformação de substâncias (orgânicas) por reações químicas que inserem ou retiram fragmentos moleculares, realizam um racional metodológico, o qual executa-se a síntese do composto em questão numa rota de obtenção desde uma substância de complexidade molecular baixa, numa síntese total, ou a partir de um composto previamente sintetizado ou disponível na natureza, numa semi-síntese. Nesta fase, o foco está somente na obtenção do produto, não havendo uma preocupação com disponibilidade de mercado de reagentes, materiais de partida, eficiência de energia na purificação e disposição final do composto baseando-se, em muitas ocasiões, no método de tentativa e erro na execução das estratégias adotadas.

Embora a meta seja somente alcançar a confecção do produto, vários estudos na grande área da Química são efetuados pelo especialista em conjunto com equipes especializadas com o objetivo de aprimorar o conhecimento sobre a determinada substância. Estudos esses conduzidos na área de Físico-Química experimental e Química Teórica por modelagem molecular; Química Analítica para a maneira ótima de detecção do composto em matrizes; Bioquímica, Química Medicinal e Ciências Farmacêuticas, no tocante sobre aprimoramentos na atividade biológica, desenvolvendo novas substâncias-protótipo baseadas na primeira com modificações moleculares que a tornam mais simples e/ou mais eficazes no papel biológico que desempenham.

Assim que mapeados os mecanismos de ação biológica tanto do (novo) composto quanto a reação do organismo ao recebê-lo (metabolismo) frente à enfermidade a ser tratada, juntamente com os estudos pré-clínicos, clínicos e a revisão das informações pelo respectivo órgão regulatório, a substância será denominada um fármaco, também conhecido como um Insumo Farmacêutico Ativo, o IFA. 

Este composto então irá a novos estudos para avaliar sua disponibilização ao consumo bem como sua forma de manipulação, o tipo de excipiente utilizado, além de, qual dosagem será administrada na formulação; todos esses aspectos sob os auspícios de normas regulamentadoras das Boas Práticas de Fabricação, BPF. 

Novamente haverá a necessidade de se encontrar uma forma de obtenção do então IFA, desta vez, de modo a consegui-lo em larga escala para sua disponibilização ao mercado consumidor; as formas de síntese em momento anterior muitas vezes não remetem a realidade do local onde será produzida a substância, sendo que se for executado da mesma forma que primeiramente produzida, o processo de produção da mesma pode se tornar oneroso ou sem controle de uma variável crucial na reação química mediante à disposição dos equipamentos em uma unidade para sua produção no setor industrial. 

Nisto posto, o especialista de Síntese Orgânica aliado aos profissionais da Química Industrial, Processos Químicos, Engenharia Química e outros ramos da Engenharia focam em como adaptar toda a metodologia de obtenção anterior numa maneira exequível, reprodutível, de fácil acesso e totalmente conforme às normas regulatórias do setor industrial de produção do IFA.

Além dos desafios iniciais de desenvolvimento de metodologia para síntese de um protótipo com potencial farmacológico, este ponto também apresenta um grande desafio ao especialista de síntese orgânica, uma vez que o aumento de escala numa reação química propicia a ocorrência de fenômenos não observados anteriormente na síntese de bancada para o IFA, como o surgimento de produtos laterais, outros tipos de impurezas, mudanças na organização físico-espacial do cristal (polimorfismo), mudanças no comportamento físico-químico da mistura reacional, entre outros. 

Neste momento, os métodos de purificação empregados em pequena escala deverão ser trocados por operações unitárias que exibam eficiência na adequação dos requisitos de disposição do IFA para ser comercializado (pureza, tamanho de partícula, etc.). Isto, sem impactar na viabilidade, gastos energéticos e, por fim, financeiros investidos do processo em desenvolvimento. Toda essa situação deve ser entendida à luz dos conhecimentos de como fragmentos vieram a ser repostos ou retirados do arcabouço molecular que o IFA possui em sua rota de síntese em desenvolvimento.

Desta forma, um novo ciclo de desenvolvimento metodológico do tipo tentativa e erro são deferidos, aliados à constante revisão e estudos de novas informações tanto da substância quanto das operações a serem empregadas na Literatura. O tempo dispendido, o conhecimento adquirido e a energia concentrada na confecção de uma metodologia bem-sucedida na produção de lotes piloto e posteriormente lotes "multi-quilo" em unidade industrial caracterizam o Desenvolvimento de Processo de obtenção do IFA, e resulta no desenvolvimento de uma Tecnologia Industrial para a produção do mesmo.

Além deste foco, especialistas em síntese orgânica atuam também em ocasiões envolvendo questões regulatórias de outros tipos de produtos farmacêuticos, Projetos de Engenharia Química, Desenvolvimento e síntese de padrões de outros tipos de produtos associados, patentes e propriedade intelectual como forma de consultoria e apoio a essas áreas. 

Dado o exposto, nota-se que a área de Síntese Orgânica tem sua participação na concepção de um IFA ao mercado consumidor, sendo influente desde os estudos pré-clínicos, desenvolvimento de novos protótipos com base em produtos naturais ou no arcabouço molecular de fármacos já existentes até no desenvolvimento da tecnologia a ser aplicada na obtenção do Insumo Farmacêutico em larga escala numa unidade Industrial.

 

*Julio Cesar Ferrreira Barcellos é Tecnólogo de Processos Químicos; IFRJ – Unidade Maracanã e Mestre e Doutor em Química de Produtos Naturais – Ênfase em Síntese Orgânica; IPPN – UFRJ.

 

Sobre a Nortec Química    

A Nortec Química é a maior fabricante de Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs) da América Latina, investindo em Tecnologia, Pesquisa e Desenvolvimento e Inovação em seus processos. A Companhia 

Divulgação Nortec