【趋势】连续流微反应技术助推药物合成提速全球原料药市场规模将达2900亿美元|化学|原料药|反应器|微反应|连续流

根据MarketsandMarket的数据，除2020年受新冠肺炎疫情影响有所下滑外，近年来，全球原料药市场总体呈稳定增长态势，具体表现为：市场规模从2015年的1308亿美元上升至2019年的1750亿美元，年均复合增长率达7.5%，2020年有所下滑，但2021年重回增长态势。同时，专利到期的药品及仿制药品种数量增加，拉动原料药产量增长，预计到2026年全球原料药市场规模将达到2900亿美元，年均复合增长率超过10%。

大宗原

料药市场受疫情影响，

价格上涨

2016年以来，受环保政策趋严和供给侧结构性改革影响，大宗原料药市场价格总体呈上涨态势，2018年和2019年冲高回落，2020年受新冠肺炎疫情影响又有所上涨，在疫情影响尚未完全消退的当下，大宗原料药价格尚处于高位。

目前，大宗原料药以维生素类、抗生素类、解热镇痛类、激素类原料药为主，此类产品市场需求稳定，供给端产能集中，价格和利润主要由供求关系决定。由于我国大宗原料药产能较为充裕，当前市场变化通常是由供给端变化导致，如环保压力、限产等因素。

特色原料药成长属性明显，保持较快增速

受多方面因素的影响，心血管类、抗肿瘤类、中枢神经类、胃肠消化道类等特色原料药市场规模持续扩大。

首先，带量采购压低药品价格，对提升相关品种的市场渗透率作用明显，用量的提升带动了上游原料药需求的增长；

其次，日益加剧的老龄化趋势带动慢性病用药市场规模扩大，对应的特色原料药需求也存在持续增长空间；

最后，专利悬崖提升仿制药占比，仿制药迎来大幅替代空间。

专利原料药受下游驱动，实现稳定增长

专利原料药主要用于创新药的生产。Evaluate Pharma数据显示，2020年，全球处方药市场规模达9010亿美元，预计未来5年该市场规模复合增长率达6.4%。

其中，仿制药市场规模约740亿美元，占比8.2%，预计未来5年复合增长率为5.0%；创新药占比超过90%，预计未来5年复合增长率为7.9%，具有更高的成长空间。

受创新药市场份额增长的拉动，专利原料药市场规模持续稳定加大。另外，全球产业分工细化推动跨国药企转变全产业链布局模式，将部分研发和生产环节外包，也推动专利原料药加速发展。

连续流微反应技术在药物合成中的应用

基于微反应器的连续流微反应技术在化学制药行业还是相对较新的概念，相比于传统釜式合成方式，该反应技术具有传质传热效率高、本质安全、过程重复性好、产品质量稳定、连续自动化操作和时空效率高等诸多优势，其用于化学药物合成中的研究越来越多。

相对于化学制药工业仍主要采用传统釜式生产方式，连续流微反应技术优势明显：

传统釜式生产方式存在装料、卸料等辅助操作时间长、工人劳动强度大、不易自主控制、传质传热慢，易造成温度、浓度不均匀，进而导致时空收率低（过程设计的反应时间比动力学要求的时间长得多）和批次之间产品质量稳定性差等缺点，尤其处理高温、高压、强放热反应和易燃、易爆、有毒、有害原料或中间体时，传统釜式反应过程存在难以精确控制、安全隐患大等问题。由于原子经济性和过程实用性等要求，工艺路线替代方法往往成本高昂且路线更长，因此开发安全高效和精确可控的新反应技术非常紧迫和意义重大。

微反应流动化学应用方案为解决上述问题创造了新的机会，为化学制药新技术的开发提供了高效的平台，成为了最近几年兴起的连续流微反应技术的重要组成部分。微反应器是重要的化工过程强化设备，设备尺寸小，物料扩散距离短，质量和热量可实现快速传递和精准控制，反应转化速率、选择性得到显著提高，反应体积微型化提高过程集成度，持液量小使过程本质安全。因其优异性能，微反应器在化学药物合成领域受到越来越多的关注。

相比于其他精细化学品的合成，化学制药工业的特点有：

①药物分子复杂，合成路线长，总收率较低；

②生产工艺复杂，需用原辅料繁多，而产量一般不大；

③产品质量要求严格；

④“三废”（废渣、废气和废水）多，且成分复杂。

因此化学制药工业亟需发展新的连续流微反应技术来实现过程强化，提高反应选择性和收率，降低物耗能耗和最小化“三废”排放，实现本质安全、高效节能和绿色无污染的可持续发展。

与常规反应器相比，微尺度空间内的流动、混合和传递过程具有特殊性，深入认识其流动、混合和传递现象是实现微反应器优化设计、高效操控和反应过程开发的基础。

因此，自从微反应器出现以来，国内外许多科学家对其内部的流动形态（包括单相、不互溶液液两相、气液两相和气液液]等多相体系）、混合机理和传热传质特性规律等进行了系统研究，发展了相应的理论和数学模型进行定量描述，为微反应器系统的开发和应用奠定了良好的工程学基础。

相较于传统的釜式反应过程，连续流微反应技术优势可总结如下：

①反应设备尺寸小，物料混合快、传质传热效率高，易实现过程强化；

②停留时间分布窄、系统响应迅速、过程重复性好，产品质量稳定；

③参数控制精确（包括浓度分布、温度分布和压力分布等），易于实现自动化控制；

④几乎无放大效应，可快速放大；

⑤在线物料量少，适于非常规反应条件（如高温高压），过程本质安全；

⑥连续化操作，时空效率高，节省人力资源

流动化学设备的研发创新点在于具有较高的模块化特性，可根据反应情况进行模块化组装，订制工作流程。通过在线快速分析与检测达到可实时分析反应数据及稳定性监控。连续流微反应技术在化学药物合成与工艺优化中的研究和开发应用优势非常明显，是未来制药设备发展的重要方向。

欧世盛（北京）科技有限公司始创于2015年1月，是国家高新技术企业，旨在为全球用户提供微反应流动化学综合解决方案。总部位于北京，在北京、上海、沈阳、杭州、广州、南京、武汉、成都、福州等地区设有共享实验室平台，在清华大学、哈工大深圳校区、沈阳药科大学、中科院苏州药物研究所和福州大学等院校设立流动化学应用开发实验室，为不同行业用户提供多种解决方案和定制化服务。

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参考文献：