Sustainable, Short and One-Pot synthesis of a Mirabegron Advanced Intermediate free from Genotoxic compounds and Toxic Reagents

चिकित्सा की दुनिया में, एक रासायनिक विचार से लेकर रोगी द्वारा सुरक्षित रूप से ली जा सकने वाली गोली तक की यात्रा कठोर सुरक्षा जांचों से होकर गुजरती है। दवा निर्माताओं के लिए सबसे महत्वपूर्ण चिंताओं में से एक जेनोटॉक्सिक अशुद्धियों (genotoxic impurities) की उपस्थिति है। ये रसायनों के सूक्ष्म अंश हैं जिनमें शरीर के निर्देश मैनुअल, यानी डीएनए को अत्यंत निम्न स्तर पर भी नुकसान पहुँचाने की क्षमता होती है। यदि ऐसा नुकसान होता है, तो यह आनुवंशिक उत्परिवर्तन या कैंसर का कारण बन सकता है। इस जोखिम के कारण, आधुनिक दवा उत्पादन इन खतरनाक मध्यवर्ती तत्वों (intermediates) को बाद में केवल छानने की कोशिश करने के बजाय, उन्हें पूरी तरह से समाप्त करने का प्रयास करता है। एक अन्य प्रमुख लक्ष्य स्वयं विनिर्माण प्रक्रिया को अधिक सुरक्षित और स्वच्छ बनाना है, जिससे जहरीले सॉल्वैंट्स या विस्फोटक स्थितियों से बचा जा सके जो श्रमिकों और पर्यावरण के लिए जोखिम पैदा करती हैं। जब किसी नई दवा का विकास किया जाता है, तो वैज्ञानिकों को इसके जटिल अणुओं को कुशलतापूर्वक बनाने का तरीका खोजना होता है, जिसमें कम चरणों और कम कचरे का उपयोग हो, जबकि यह सुनिश्चित हो कि अंतिम उत्पाद मानव उपयोग के लिए शुद्ध और सुरक्षित है।

मिराबेग्रोन (Mirabegron) एक ऐसी दवा है जिसका उपयोग व्यापक रूप से अतिसक्रिय मूत्राशय (overactive bladder) के उपचार के लिए किया जाता है, जो एक ऐसी स्थिति है जिसके कारण बार-बार और अचानक पेशाब करने की आवश्यकता महसूस होती है, जिससे दैनिक जीवन काफी बाधित होता है। हालांकि यह दवा प्रभावी है, लेकिन इसके मुख्य निर्माण खंडों (building blocks) को बनाने के पारंपरिक तरीकों को लंबे समय से कठिनाइयों का सामना करना पड़ रहा है। पिछले दृष्टिकोणों में कई अलग-अलग चरणों की आवश्यकता होती थी, जिनमें से प्रत्येक में मध्यवर्ती रसायनों को अलग करने की प्रक्रिया शामिल थी। इनमें से कुछ मध्यवर्ती तत्व जेनोटॉक्सिक होने के संदिग्ध थे, जिसका अर्थ है कि उन्हें संभालने वाले श्रमिकों को स्वास्थ्य जोखिमों का सामना करना पड़ता था। इसके अलावा, इन पुरानी विधियों में खतरनाक अभिकर्मकों (reagents), महंगे सॉल्वैंट्स और उच्च-दबाव वाली हाइड्रोजन गैस का उपयोग किया जाता था, जिससे यह प्रक्रिया महंगी, धीमी और पर्यावरणीय रूप से कष्टकारी हो जाती थी। उद्योग को इस आवश्यक औषधि को बनाने के एक बेहतर तरीके की आवश्यकता थी, जो छोटा हो, सुरक्षित हो और उन खतरनाक उप-उत्पादों से मुक्त हो जो पहले के डिजाइनों में बड़ी समस्या थे।

मेगाफाइन फार्मा (Megafine Pharma) और भारत के संदीप यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं की एक टीम ने मिराबेग्रोन के लिए एक प्रमुख मध्यवर्ती पदार्थ बनाने की एक नई, सुव्यवस्थित विधि विकसित की है। उनका दृष्टिकोण, जिसका वर्णन हाल ही में एक अध्ययन में किया गया है, तीन अलग-अलग रासायनिक प्रतिक्रियाओं को एक ही पात्र में संयोजित करता है, जिसे 'वन-पॉट सिंथेसिस' (one-pot synthesis) नामक तकनीक कहा जाता है। प्रत्येक चरण के बाद मध्यवर्ती रसायनों को अलग करने और सुखाने के बजाय, टीम प्रतिक्रिया मिश्रण को निरंतर गतिशील रखती है, और शुरुआती सामग्री को अंतिम उत्पाद में बदलने के लिए सीधे पात्र में नए घटक जोड़ती रहती है। यह रणनीति जेनोटॉक्सिक मध्यवर्ती तत्वों को अलग करने और संभालने की आवश्यकता को समाप्त करती है, जो पिछली विधियों में एक बड़ी सुरक्षा चिंता थी। ऐसा करके, शोधकर्ताओं ने इस प्रक्रिया के सबसे खतरनाक हिस्सों को कारखाने के फर्श से हटा दिया है, जिससे श्रमिकों और पर्यावरण के लिए जोखिम काफी कम हो गया है।

नई प्रक्रिया एक सामान्य शुरुआती सामग्री से शुरू होती है और उसे एक सहज अनुक्रम के माध्यम से वांछित मध्यवर्ती में परिवर्तित करती है। सबसे पहले, शुरुआती सामग्री को अगले चरण के लिए तैयार करने हेतु एक अम्ल (acid) के साथ उपचारित किया जाता है। फिर, उसे मिश्रण से निकाले बिना, टीम अणु के मूल ढांचे को बनाने के लिए एक अमीन यौगिक और एक अपचायक (reducing agent) मिलाती है। अंत में, वे रूपांतरण को पूरा करने के लिए एक सल्फाइड यौगिक पेश करते हैं। इस पूरे अनुक्रम के दौरान, प्रतिक्रिया की सावधानीपूर्वक निगरानी की जाती है ताकि कोई हानिकारक अशुद्धि न बने। शोधकर्ताओं ने पाया कि आयोडीन और विशिष्ट सॉल्वैंट्स जैसे पुराने तरीकों में उपयोग किए जाने वाले कुछ जहरीले रसायनों से बचकर, जो विस्फोटक पेरोक्साइड बना सकते हैं, वे उन अवांछित उप-उत्पादों के निर्माण को रोक सकते हैं जिन्हें अन्यथा कठिन और महंगी शुद्धिकरण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती।

इस नई विधि के परिणाम सुरक्षा और दक्षता दोनों के मामले में प्रभावशाली हैं। टीम ने बताया कि यह प्रक्रिया मध्यवर्ती रसायन को 99 प्रतिशत से अधिक की शुद्धता के साथ प्राप्त करती है, जो फार्मास्युटिकल मानकों के लिए उत्कृष्ट है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि अंतिम उत्पाद उन जेनोटॉक्सिक अशुद्धियों से पूरी तरह मुक्त है जो पिछली विनिर्माण मार्गों में मौजूद थीं। यह पूरी प्रक्रिया पूरा होने में काफी कम समय लेती है, जिससे बैच चक्र तीन सप्ताह से घटकर मात्र आठ दिन रह गया है। यह बहुत कम सॉल्वैंट्स का उपयोग करती है और उच्च-दबाव वाले उपकरणों के उपयोग से बचती है, जिससे संचालन सरल और सुरक्षित हो जाता है। इन चरणों को एक निरंतर प्रवाह में एकीकृत करके, शोधकर्ताओं ने एक ऐसा विनिर्माण मार्ग बनाया है जो न केवल हरा-भरा और सस्ता है, बल्कि बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अधिक विश्वसनीय भी है।

यह कार्य दवा निर्माण में 'ग्रीन केमिस्ट्री' के सिद्धांतों के व्यावहारिक अनुप्रयोग की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। यह प्रदर्शित करता है कि खतरनाक अभिकर्मकों पर निर्भर हुए बिना या जहरीला कचरा उत्पन्न किए बिना जटिल औषधियों का उत्पादन करना संभव है। नई विधि एक टिकाऊ विकल्प प्रदान करती है जो उच्च गुणवत्ता बनाए रखते हुए दवा बनाने में लगने वाले समय और संसाधनों को भारी रूप से कम करती है। जो रोगी अपनी स्थिति को प्रबंधित करने के लिए मिराबेग्रोन पर निर्भर हैं, उनके लिए यह प्रगति इसका अर्थ है कि दवा को अधिक कुशलता से और सुरक्षित रूप से बनाया जा सकता है। उद्योग के लिए, यह एक स्पष्ट ब्लूप्रिंट प्रदान करता है कि कैसे भविष्य की विनिर्माण प्रक्रियाओं को डिजाइन किया जाए जो अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता से समझौता किए बिना मानव स्वास्थ्य और पर्यावरणीय प्रबंधन को प्राथमिकता देती हों।