El desarrollo de nuevos productos farmacéuticos por medio de la síntesis orgánica en el siglo pasado ha contribuido positivamente en el cuidado de la salud de las personas, originando una dramática reducción en el número de hospitalizaciones, sufrimiento y muertes. Sin embargo, estos logros fallan si el ambiente es adversamente impactado. Con el desarrollo de la química verde los químicos farmacéuticos han concentrado sus objetivos y creatividad hacia la minimización del impacto ambiental de su trabajo.
La fabricación de productos químicos genera cantidades importantes de residuos y poluentes, tales como solventes contaminados, reactivos en exceso y poluentes del aire. La industria farmacéutica contribuye significativamente a estos factores. Entre los diferentes sectores de la industria química, la farmacéutica es la que genera mayor cantidad de desechos y productos secundarios.
Sin embargo la problemática involucra no solamente a los procesos sintéticos sino además a la metodología analítica empleada.
En la plataforma del curso, en el campus virtual, se han colocado dos artículos relacionados con la incursión de la química verde en la industria farmacéutica. Uno de los artículos discute la importancia del uso de métricas para los procesos industriales en este sector y propone un modelo nuevo con algunas ventajas importantes. El segundo artículo, propone el desarrollo de una metodología verde para el análisis rutinario de fármacos.
Luego de revisar ambos artículos y considerando los temas trabajados en clase les invitamos a hacer un comentario crítico de estos trabajos que esperamos generen un debate interesante y aportador.
La química verde en la industria farmacéutica
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El primer artículo introduce tres nuevas métricas eficiencia óptima (OE), porcentaje renovable (RP) y porcentaje de residuos (WP) con la finalidad de evaluar, comparar y monitorear eficientemente nuevas tecnologías verdes, estas nuevas métricas involucran también las métricas ya conocidas como AE (economía atómica), RME (eficiencia de masa de reacción), MI (intensidad de masa) y productividad de masa.
Puesto que para una evaluación inicial se consideraba rendimiento, selectividad y conversión pero ello no es suficiente para evaluar cuan verde es una metodología es por ello la necesidad de crear nuevos parámetros y a su vez asegurar que se cumple los doce principios de la química verde.
Lo más resaltante de este toolkit es un trabajo bastante complejo pues han abarcado diversos aspectos como rendimientos, solventes, seguridad y salud, catalizadores, uso eficiente de energía, elementos críticos (desde un punto de vista de sostenibilidad), condiciones de proceso, toxicidad, medioambiente, si es económicamente viable desde un punto de vista industrial, aplicaciones, time, residuos, pero es sencillo debido a que es fácil de aplicar y entender.
Pienso que mas que nada la complejidad esta en la clasisficacion que hacen de la informacion que se tiene con la finalidad de señalar si es de caracter verde o que puede ser mejorada o que simplemente es dañina al medio ambiente y debe ser cambiada.
Exactamente es impresionante el trabajo de este equipo pues han analizado cuidadosamente diversos puntos como los ya mencionados (rendimiento,solvente, seguridad, etc ) para poder integrar estos parametros con todas las metricas ya existentes para que sean evaluados en conjunto asi crear esta herramienta, que pienso ademas de que es muy util y sensillo de usar por todos, no solo a escala de laboratorio si no tambien a nivel industrial por que creo yo que de eso se trata desarrollar un metodo que va a ser aplicado luego ya sea para posteriores investigaciones o en la industria asi asegurarnos de que en cada etapa “sea verde”.
El enfoque holístico de la métrica para la industria farmacéutica tiene como finalidad unificar la forma de monitorear, comparar, medir y evaluar las credenciales verdes , y de esa manera los investigadores manejen criterios muy similares, para las distintas investigaciones que realicen, mi opinión es que se quiere hacer más simple la forma de enfoque.
Con respecto al segundo artículo sobre el desarrollo de nuevas metodologías para el análisis de fármacos el objetivo de ellos fue la reducción del uso de solventes como el uso de solventes benignos para el medioambiente y para los analistas pues es parte de un trabajo rutinario los cuales están dentro de las prioridades de la química analítica verde, han realizado estos cambios teniendo encuentra las figuras de mérito como la precisión, la robustez, las sensibilidad, selectividad y representatividad.
Es verdad se mantienen las figuras de mérito pero no menciona una relación o comparación con los métodos tradicionales, para poder decir que es un método analítico verde.
La lectura del primer paper me pareció muy interesante, pues la creación las “metrics toolkit” contribuye a la comunidad investigadora y a las industrias farmacéuticas a generar nuevas técnicas mas ecológicas y sostenibles en la síntesis de productos químicos y de productos farmacéuticos, reemplazando asi metodologías antiguas no amigables con el medio ambiente.
Este consorcio de investigadores académicos crearon las “metrics toolkit” que permiten monitorear, medir, comparar y evaluar nuevas metodologías verdes, en base a las métricas ya existentes, las “metrics toolkit” fueron diseñadas de modo que sean sencillos y prácticos en términos de facilidad de uso, los indicadores adoptados fueron elegidos por ser simple, pero no simplista, es así que el kit de herramientas métricas lo dividieron desde un nivel de descubrimiento de nuevas síntesis verdes hasta su aplicación a gran escala(comercialización) en: Bench scale toolkits que abarca el cero y el primer pase aquí se hace una evaluación de las diferentes métricas (como la el rendimiento economía del átomo, los solventes a usarse, la salud y la seguridad, el uso de catalizadores, la disponibilidad, la selectividad y la disponibilidad ) y Industrial toolkit que comprende el segundo y tercer pase donde se evalúa además las métricas de los pases cero y uno: la energía, los catalizadores, la renovabilidad, los residuos así como los costos. El kit de herramientas no indica si los nuevos procesos químicos son verdes o no,por lo que podría complementarse con el uso de la métrica de la estrella verde que es de carácter holístico, que incluye la evaluación de los 12 principios de la química verde en paralelo permitiendo tener una visión del carácter verde global de una reacción de modo que las nuevas metodologías de síntesis verde tengan un carácter mas verde.
Sin embargo aún surgen preguntas en cuanto a la recuperación del disolvente y de los catalizadores asi como su reutilización y el destino de los residuos y sub-productos producidos en cada etapa de la síntesis. Considero que es muy importante tomar en cuenta lo antes mencionado, pues solo así podremos saber de cuan verde es un proceso, además del correcto y equilibrado uso de las métricas.
Pienso que si nos dice si la metodologia es verde o no basado en las alertas: VERDE, AMBAR y ROJO para los 10 parametros clave que estudian como son: Seguridad y salud, residuos, eficiencia, energia, solventes, etc.
Del segundo articulo:
Si bien se han desarrollado metodologías para el análisis de OLM en EMEDDS y tabletas comerciales; por ejemplo como el método electroforético capilar de zona y varios métodos cromatográficos, en los cuales se usa disolventes orgánicos acuosos y mixtos para dicho análisis; sin embargo la mayoría de estos disolventes son compuestos orgánicos volátiles y representan una amenaza para el medio ambiente en los que se hace uso de solventes tóxicos, dañinos para la salud y el medio ambiente. Esta investigación propone un método de RP-HPLC verde para el análisis rápido de olmesartán medoxomilo (OLM) de drogas a granel, con un sistema de auto-microemulsionamiento en la administración de fármacos (SMEDDS) y en las tabletas que son comercializadas. En este método se usa una fase móvil benigna con el medio ambiente: acetato:etanol (50%:50%) a comparación de los otros métodos tradicionales .Este método es simple, selectivo, rápido, exacto, preciso, reproducible, robusto, sensible y provee un rendimiento optimo.
En esta investigación se cumplen los parámetros importantes de la química analítica verde, pues utilizaron procedimientos analíticos que generan residuos menos peligrosos, inofensivos para el medio ambiente, modificaron un método antiguo e incorporando reactivos menos peligrosos.
Ademas despues de haber leido el articulo de metricas podemos certificar realmente que la fase movil acetato-etanol es verde para el nedio ambiente.
Respecto al articulo referente al uso de una nueva y mas rapida manera de analizar farmacos en la indusria farmaceutica podemos mencionar que el aporte de esta investigacion es bastante bueno debido a que se enfoco en el uso de productos quimicos menos dañinos al medio ambiente y adicionalmente de caracter renovable. Este trabajo de investigacion cumple primeramente con el principio de prevencion, uso de compuestos de baja toxicidad, eficiencia energetica y proporciona una quimica segura para la prevencion de accidentes.
Siendo una investigacion con propuestas verdes tambien nos brinda un analisis cuantitativo de todo el analisis realizado donde nos muestran el uso de las metricas de valudacion como son la presicion, repetibildad, reproducibilidad, robustez entre otras que hace el trabajo mucho mas confiable.
Continuando con el comentario respecto al trabajo del analisis de medicamentos usando una metodologia de caracter verde se puede tambien mencionar que muchas de las metodologias que se usan en el campo de la farmaceutica y que usan compuestos contaminantes, inflamable, toxicos y cancerigenos son acreditados por la EPA y la FDA que son instituciones reguladoras inernacionales, lo que nos lleva a pensar que la quimica tiene mucho aun por trabajar con la finalidad de desarrollar metodologias mas inocuas al medio ambiente y reemplazar las existentes.
Finalmente respecto al articulo del analisis de farmacos se puede observar que con respecto a la validacion de la metodologia a mi parecer no cuenta con la sufieciente cantidad de data para realizar el analisis estadistico (quimiometrico) de: robustez, repetibilidad, reproducibilidad, presicion, exactitud, etc. Se observa que trabaja con 3 a 6 resultados para el analisis de los parametros mencionados y para obtener resultados mucho mas confiables con conclusiones mas certeras se necesita un universo de data mayor (minimo 10 valores por parametro y un mayor numero de analisis intraday y inter-day.
Respecto al articulo “HACIA UN ENFOQUE HOLISTICO DE LAS METRICAS PARA EL SIGLO 21 EN LA INDUSTRIA FARMACEUTICA” podemos mencionar que hay un gran interes de la comunidad academica quimica en trabajar en una re-ingenieria en la sintesis de nuevos productos y/o metodologias especialmente enfocados al campo farmaceutico.
El proyecto de poder crear alternativas sustentables para la mayor cantidad de transformaciones sinteticas cruciales utilizando una amplia gama de metodos sinteticos y cataliticos , biocatalisis y tecnicas biosinteticas y determinando que estas nuevas metodologias desarrolladas son superiores a las “clasicas” en cuanto a inocuidad con el medio ambiente hace que este proyecto sea un aporte valioso al cambio que comienza a tener el area quimica.
El punto de partida de este trabajo es el dominio y la puesta en practica de los principios de la quimica verde tales como la EA (Economia de Atomos), RME (Eficiencia de rxn de masa), etc. que son tomados en cuenta para determinar cuan verde es mi sintesis.
Pero lo resaltante de este trabajo es que pretende ser de facil uso para todos los que se encuentren interesados en desarrollar tecnicas verdes y hacer que este tipo de trabajo sea inherente en lo sucesivo. Adi ionalmete a ello esta el empeño en servir de biblioteca para el uso de las nuevas generaciones quienes ya deben trabajar pensando en el cuidado al mecioambiente.
Finalmente el uso de alertas de cuan verde es mi proceso lo determinan usando tres colores: VERDE (metodologia verde), AMBAR (metodologia con cierto comportamiento dañino al medioambiente) y ROJO (no buena para el medioambiente).
En la primera lectura sobre el análisis rápido del Olmersantan se ve que al usar una fase móvil más benigna con el medio ambiente como son el acetato de etilo y el etanol productos que se obtienen directamente de la naturaleza y que se encuentran disponibles en grandes cantidades es un resultado del trabajo de la química verde, al realizar las corridas se obtienen buenos resultados al comparar con los productos comerciales y en corto tiempo haciendo de este análisis un análisis de rutina, con lo que se consigue un menor tiempo en el gasto de energía que se invierte y también menos tiempo de exposición de sustancias residuales en el análisis.
en la segunda lectura sobre la caja de herramientas en los parámetros de análisis de la química verde se analiza la intención de uniformizar o generalizar todos los parámetros teniendo como base los 12 parámetros de la química verde, se ha analizado además la eficiencia óptima, el porcentaje renovable y el porcentaje de residuos a través de ciertos pasos que van del Cero al paso 3, en los que se incluyen parámetros nuevos como el ciclo de vida de los residuos mostrando la permanencia de los residuos en el medio ambiente y sus efectos en el tiempo, asimismo relacionan la eficiencia de la masa de reacción (RME) y la economía de átomos (AE) interpretándose como Eficiencia óptima, se pone como objetivo la educación y la concientización en los nuevos analistas en una concepción de química verde, más benigna con el medio ambiente, con uso de reactivos menos agresivos, mayor eficiencia en la masa de reacción para así obtener menos productos residuales, mayor economía de átomos.
En el artículo: HACIAUN ENFOQUE HOLÍSTICO DE LA MÉTRICA PARA LA INDUSTRIA FARMACEÚTICA
Nos dice que un conjunto unificado de herramientas métricas ha sido desarrollado para evaluar la sostenibilidad de las reacciones, que abarca una amplia gama de criterios para la medición de lo verde que es una reacción.
Así también menciona, tres nuevas métricas propuestas, la eficiencia óptima (OE), porcentaje de renovables (RP) y porcentaje de residuos (WP). Además el kit de herramientas permite, además, la evaluación comparativa de las reacciones.
El nuevo enfoque surgió gracias a la falta de consenso en las investigaciones, pues no se logra identificar claramente si estas cumplen con los principios de la Química verde o no los cumplen, viendo esta necesidad se origina el proyecto CHEM 21, el cual tiene como objetivo: la creación de una métrica unificada “Métrica Toolkit”, que ha sido adoptado por el consorcio para que puedan monitorear, medir, comparar y evaluar nuevas metodologías en términos de sus “credenciales verdes”.
Particularmente me parece una buena iniciativa ya que por los artículos revisados se puede observar que el uso de la métrica es aún una debilidad por los diferentes investigadores en Química verde, ya que muchos publican una metodología como verde sin embargo no mencionan el uso de ninguna herramienta que sustente dicha afirmación.
En el artículo: APLICACIÓN DE LA QUÍMICA VERDE PARA EL ANÁLISIS RAPIDO DE DROGAS: Adición de Salud para la Industria Farmacéutica.
Como se mencionó en los primeros párrafos, no existe consenso para el uso de la métrica en química verde y de esa forma poder determinar si un método es verde o no lo es, por esa razón el seleccionar cuidadosamente las métricas nos permitirá evaluar con mayor precisión un determinado método analítico desarrollado.
Para el caso de desarrollo de métodos analíticos, una métrica sugerida sería el Factor E(factor ambiental), ya que a nivel industrial estimula a que se produzca una disminución de residuos, así como que los solventes utilizados no generen daño a la salud y al medio ambiente.
El artículo no menciona el uso de ninguna métrica que nos pueda dar indicios de su carácter verde y tampoco muestra las ventajas de este nuevo método frente a los ya existentes para el análisis de Olmesartan Medoxomil, lo único que manifiesta son las pruebas rutinarias que se realizan para realizar la validación de un método analítico y claro el método cumplió satisfactoriamente cada parámetro de la validación, pero el cumplir dichos parámetros no lo convierten en un método verde, es solo un método analítico.