Кіріспе

Химиялық өнеркәсіп үшін және химиялық өнеркәсіпте өндірілетін таза химиялық заттар. Химияда, қалыпты химиялық заттар – көп мақсатты зауыттарда бірнеше кезеңді химиялық немесе биотехнологиялық процестер арқылы шектеулі көлемде өндірілетін күрделі, бір түрлі таза химиялық заттар. Олар қатаң талаптарға сай сипаттамалармен сипатталады, химиялық өнеркәсіпте одан әрі өңдеу үшін қолданылады және 1 кг үшін 10 доллардан астамға сатылады (қалыпты химиялық заттар, тауарлар және арнайы өнімдердің салыстыруына қараңыз). Қалыпты химиялық заттар класы қосылған құн (құрылыс блоктары, дамыған аралық өнімдер немесе белсенді ингредиенттер) немесе бизнес операциясының түрі, атап айтқанда стандартты немесе эксклюзивті өнімдер негізінде бөлінеді. Қалыпты химиялық заттар шектеулі көлемде (жылына 1000 тоннадан кем) және салыстырмалы түрде жоғары бағамен (1 кг үшін 10 доллардан жоғары) қатаң талаптарға сай сипаттамалар бойынша, негізінен көп мақсатты химиялық зауыттардағы дәстүрлі органикалық синтез арқылы өндіріледі. Биотехнологиялық процестер үстемелі түрде дамып келеді. Қалыпты химиялық заттар арнайы химиялық заттардың, әсіресе фармацевтикалық, биофармацевтикалық және агрохимиялық заттардың бастапқы материалдары ретінде қолданылады. Өмір ғылымы саласы үшін арнайы өндіріс маңызды рөл атқарады; алайда, қалыпты химиялық заттардың жалпы өндіріс көлемінің айтарлық бөлігі ірі пайдаланушылармен өз күштерімен өндіріледі. Өнеркәсіп фрагменттелген және шағын жекеменшік компаниялардан бастап ірі, диверсификацияланған химиялық кәсіпорындардың бөлімшелеріне дейін жетеді. "Қалыпты химиялық заттар" термині "ауыр химиялық заттардан" айырмашылығы үшін қолданылады, олар үлкен көлемде өндіріледі және өңделеді және көбінесе шикі күйде болады. 1970 жылдардың соңынан бері қалыпты химиялық заттар химиялық өнеркәсіптің маңызды бөлігіне айналды. Олардың жалпы әлемдік өндіріс құны 85 миллиард долларды құрайды, бұл өнімнің негізгі тұтынушылары – өмір ғылымы саласының өз өндірісі мен оларды сату үшін өндіретін компаниялар арасында шамамен 60/40 арақатынасында бөлінеді. Соңғылары "ұсынысты итеру" стратегиясын қолданады, яғни стандартты өнімдер өз күштерімен әзірленеді және кеңінен ұсынылады, сондай-ақ "сұранысты тарту" стратегиясын қолданады, яғни клиент анықтаған өнімдер немесе қызметтер "бір клиент / бір жеткізуші" қағидасы бойынша эксклюзивті түрде ұсынылады. Өнімдер негізінен патенттелген өнімдердің құрылыс блоктары ретінде қолданылады. Басқа жоғары деңгейдегі химиялық компаниялардың жабдықтары дерлік бірдей. Зауыттар мен зертханалардың дизайны, орналасуы және жабдықтары бүкіл әлем бойынша біркелкі болды. Көптеген химиялық реакциялар бояу өнеркәсібінің дәуіріне дейін жетеді. Зертханалар мен зауыттардың жұмыс істеу тәсілін анықтайтын көптеген ережелер біркелкілікке үлес қосады.

Тарих

"Жай химия" термині 1908 жылдан бері қолданылып келеді. Химиялық өнеркәсіптің жекеленген сала ретінде қалыптасуы 1970-жылдардың соңына дейін созылды. Бұл кезде гистаминді H2 рецепторларының антагонисттері – Тагамет (циметидин) және Зантак (ранитидин гидрохлориді) үлкен жетістікке жетіп, оларды өндіруге қажетті жоғары сапалы органикалық химиялық заттарға зор сұраныс тудырды. Бастапқы фармацевтикалық компаниялар – Smith, Kline, & French және Glaxo өндірістік қуаттарының жеткіліксіздігіне байланысты, өндірістің бір бөлігін салыстырмалы түрде күрделі органикалық молекулаларды өндіру тәжірибесі бар химиялық компанияларға тапсырды. Швейцарияның Lonza компаниясы, бұрын-соңда дәрі-дәрмектерді әзірлеу кезінде метил ацетоацетатты жеткізген болатын, жақын арада одан да күрделі прекурсорлардың негізгі жеткізушісіне айналды. Алғашқы, қарапайым жеткізу шартына қол қойылған күн химиялық өнеркәсіптің басталуын белгілейтін тарихи оқиға ретінде мойындалады. Келесі жылдары бизнес дамыды және Lonza SKF компаниясымен стратегиялық серіктестікке кірген алғашқы химиялық компания атанды. Ұқсас жағдайда, Ұлыбританияның Fine Organics компаниясы Glaxo компаниясы Zantac ретінде сатқан екінші H2 рецепторларының антагонисті – ранитидиннің тиоэтил N' метил 2 нитро 1,1 этендиамин бөлігін жеткізді. Басқа фармацевтикалық және агрохимиялық компаниялар да осы үрдіске қосылып, жай химиялық заттарды сырттан сатып алуды бастады. Мысалы, Италияның F. I. S. компаниясы Швейцарияның Roche компаниясымен бірлесіп, либрий (хлордиазепоксид HCl) және валиум (диазепам) сияқты бензодиазепин класына жататын транквилизаторлардың прекурсорларын арнайы өндірді. Жаңа фармацевтикалық және агрохимиялық заттардың күрделілігі мен тиімділігінің артуы, арнайы емес, көп мақсатты өндіріс орындарының қажеттілігі және соңғы кезде биофармацевтикалық заттардың пайда болуы жай химиялық заттарға деген сұранысқа және химиялық өнеркәсіптің жекеленген сала ретінде дамуына зор әсер етті. Көп жылдар бойы, өмір ғылымдары индустриясы өздерінің дәрі-дәрмектері мен агрохимиялық заттарының белсенді ингредиенттерін өндіруді өзекті құзырет ретінде қарастырды. Сырттан тапсыру тек ерекше жағдайларда қолданылды, мысалы, өндірістік қуаттың жеткіліксіздігі, қауіпті химиялық процестерді қажет ету немесе жаңа өнімдер, олардың сәтті іске асырылу мүмкіндігі туралы нақтылық болмаған кезде.

Өнімдер

Молекулалық құрылымы тұрғысынан, алдымен төмен молекулалық салмақты (LMW) және жоғары молекулалық салмақты (HMW) өнімдерді ажыратады. LMW және HMW арасындағы қабылданған шек шамамен 700 молекулалық салмақ құрайды. LMW ұсақ химиялық заттар, сондай-ақ шағын молекулалар деп аталады, олар дәстүрлі химиялық синтез, микроорганизмдер (ферментация немесе биотрансформация) арқылы, немесе өсімдіктер мен жануарлардан алыну арқылы өндіріледі. Қазіргі заманғы өмір ғылымдары өнімдерін өндіруде мұнайхимиялық шикізаттан толық синтез басым. HMW өнімдері, яғни ірі молекулалар, негізінен биотехнологиялық процестер арқылы алынады. LMW ішінде N гетероциклді қосылыстар ең маңызды санатты құрайды, ал HMW ішінде пептидтер мен ақуыздар басты орын алады.

Кіші молекулалар

Ароматты қосылыстар өмірлік ғылым өнімдерінің құрылыс блоктары ретінде кеңінен қолданылып, біраз деңгейде тозығы жеткендіктен, қазіргі уақытта N гетероциклді құрылымдар басымдыққа ие. Олар хлорофилл, гемоглобин, биотин, фолий қышқылы, ниацин (ПП), пиридоксин (В6 витамині), рибофлавин (В2 витамині) және тиамин (В1 витамині) сияқты көптеген табиғи өнімдерде кездеседі. Синтетикалық өмірлік ғылым өнімдерінде N гетероциклді фрагменттер фармацевтикалық және агрохимиялық өнімдерде кеңінен қолданылады. Мысалы, β-лактамдар пенициллин және цефалоспорин антибиотиктерінің құрылымдық элементтері болып табылады, имидазолдар қазіргі заманғы гербицидтерде, мысалы, Арсенал (имазапир) және фармацевтикалық өнімдерде, мысалы, антиульцерант Тагамет (циметидин, жоғарыда қараңыз) және Nexium (омепразол), антимикотиктер Daktarin (миконазол), Fungarest (кетоконазол) және Travogen (изоконазол) құрамында болады. Тетразолдар мен тетразолидиндер гипертонияға қарсы препараттардың "сартан" класының маңызды бөліктері болып табылады, мысалы, Candesartan cilexetil (кандесартан), Avapro (ирбесартан), Cozaar (лосартан) және Diovan (валсартан). Көптеген фармацевтикалық және агрохимиялық заттар пиримидиндерге негізделген, мысалы, В1 витамині (тиамин), сульфаниламид антибиотиктері, мысалы, Мадрибон (сульфадиметоксим) және – жарты ғасырдан кейін – сульфонилмочевина гербицидтері, мысалы, Eagle (амидосульфурон) және Londax (бензулфурон метил). Бензодиазепин туындылары – Librium (хлордиазепоксид) және Valium (диазепам) сияқты орталық нерв жүйесіне әсер ететін жаңа дәрілердің негізгі құрылымдық элементтері болып табылады. Пиридин туындылары белгілі Diquat және Chlorpyrifos гербицидтерінде де, Imidacloprid сияқты қазіргі заманғы никотиноидты инсектицидтерде де кездеседі. Тіпті қазіргі заманғы пигменттер, мысалы, дифенилпиразоллопиразолдар, квинакридондар және инженерлік пластиктер, мысалы, полибензимидазолдар, полиимидтер және триазин шайырлары да N гетероциклді құрылымды көрсетеді.

Үлкен молекулалар

Үлкен молекулалар, сонымен қатар жоғары молекулалық салмақты (ЖМТ) молекулалар деп аталады, көбінесе кіші молекулалардың олигомерлері немесе полимерлері, немесе аминқышқылдарының тізбектері болып табылады. Осылайша, фармацевтикалық ғылымдар саласында пептидтер, ақуыздар және олигонуклеотидтер негізгі санаттарды құрайды. Пептидтер мен ақуыздар – карбоксамидтік байланыс арқылы біріктірілген аминқышқылдарының олигомерлері немесе поликонденсаттары. Екеуінің арасындағы шегара шамамен 50 аминқышқылынан тұрады. Олардың ерекше биологиялық функцияларына байланысты, жаңа дәрілерді табу және әзірлеудің маңызды және өсіп келе жатқан бөлігі осы биомолекулалар класына бағытталған. Олардың биологиялық функциялары олардың құрамындағы әртүрлі аминқышқылдарының нақты орналасуы немесе тізбегімен анықталады. Пептидтерді синтездеу үшін төрт түрлі химиялық заттар, әдетте пептид құрастыру блогы (ПҚБ) деп аталатын, маңызды: аминқышқылдары (= бастапқы материалдар), қорғалған аминқышқылдары, пептид фрагменттері және пептидтердің өзі. Осы процесте молекулалық салмақ шамамен 102-ден 104-ке дейін, ал бірлік бағасы шамамен 100 доллардан 105 долларға дейін өседі. Дегенмен, аминқышқылдарының жалпы өндірілімінің аз бөлігі ғана пептид синтезі үшін қолданылады. Шын мәнінде, L-глутамин қышқылы, D,L-метионин, L-аспартик қышқылы және L-фенилаланин көп мөлшерде тағамдық және мал азырату қоспалары ретінде қолданылады. Шамамен 50 пептидтік дәрі коммерциялық өнімге ие. Белгілі бір пептидті құрайтын аминқышқылдарының саны кең ауқымда өзгереді. Ең төменгі шегінде дипептидтер бар. Дипептид (L-аланил-L-пролин) құрамына кіретін ең маңызды дәрілер – «прил» тобына жататын жүрек-қан тамырлары ауруларына арналған дәрілер, мысалы, Алаприл (лизиноприл), Капторил (каптоприл), Новолак (имидаприл) және Ренитек (эналаприл). Сондай-ақ, жасанды тәттілендіргіш аспартам (N-L-α-аспартил-L-фенилаланин 1-метил эфирі) дипептид болып табылады. Жоғары шегіндегі антикоагулянт – хирудин, МС ≈ 7000, ол 65 аминқышқылынан тұрады. Фармацевтикалық қолданыстан басқа, пептидтер диагностика және вакциналар үшін де қолданылады. Химиялық жолмен синтезделген, таза пептидтердің жалпы өндіріс көлемі шамамен 1500 килограммды құрайды, ал сату көлемі белсенді фармацевтикалық ингредиент (API) деңгейінде 500 миллион долларға, ал дайын дәрі деңгейінде 10 миллиард долларға жуық. Пептидтік препараттарды өндірудің басым бөлігі, соның ішінде СПИД-ке қарсы бірінші буын препараттары, «навирлер», бірнеше мамандандырылған келісімшартты өндірушілерге тапсырылады, мысалы, Bachem (Швейцария), Chengu GT Biochem (Қытай), Chinese Peptide Company (Қытай), Lonza (Швейцария) және Polypeptide (Дания). Ақуыздар – пептидтік байланыстар арқылы байланысқан аминқышқылдарының тізбектерінен тұратын «өте жоғары молекулалық салмақты» (МС > 100 000) органикалық қосылыстар. Олар барлық тірі жасушалар мен вирустардың құрылымы мен функциясы үшін маңызды және биохимияда ең көп зерттелген молекулалардың бірі болып табылады. Оларды тек қана жетілдірілген биотехнологиялық процестермен, негізінен сүтқоректілер жасушаларының мәдениетінде жасауға болады. Моноклоналды антиденелер (mAb) адам жасаған ақуыздардың арасында басым. Олардың шамамен ондаған түрлері дәрілік заттар ретінде бекітілген. Қазіргі заманғы маңызды өнімдер – ЭПО (Бинокрит, НеоРекормон, эритропоэтин), Энбрел (этанерцепт), Ремикаде (инфликсимаб), Мабтера/Ритуксин (ритуксимаб) және Герцептин (трастузумаб). Пептидтер мен ақуыздарды дәрілік заттармен қолдануда пегиляция үлкен қадам болып табылады. Бұл әдіс инъекцияны ауызша қабылдаумен алмастырудың және дозаны, демек емдеу құнын төмендетудің екі есе артықшылығын ұсынады. Бұл саладағы алғашқы компания – Prolong Pharmaceuticals, ол PEGylated erythropoietin (PEG EPO) препаратты әзірледі. Олигонуклеотидтер – ірі молекулалардың үшінші санаты. Олар нуклеотидтердің олигомерлері, олар өз кезегінде бес көміртегілі қанттан (рибоза немесе дезоксирибоза), азотты негізден (пиримидин немесе пурин) және 1–3 фосфат тобынан тұрады. Нуклеотидтің ең танымал өкілі – АТФ (= аденозин трифосфаты) коэнзимі, МС 507.2. Олигонуклеотидтер табиғи немесе химиялық өзгертілген нуклеозидтердің қорғалған фосфорамидиттерінен химиялық жолмен синтезделеді. Олигонуклеотидтік тізбек құрастыруы «синтетикалық цикл» деп аталатын процедураны орындау арқылы 3'-ден 5'-ге дейін бағытта жүзеге асырылады. Бір синтетикалық циклдің аяқталуы өсу тізбегіне бір нуклеотидтік қалдық қосылуына әкеледі. Синтетикалық олигонуклеотидтердің ең үлкен ұзындығы 200 нуклеотидтік компоненттен аспайды. Қазіргі кездегі негізгі зерттеулерде, сондай-ақ дәрілік мақсаттарды тексеруде, дәрі табуда және терапиялық әзірлеуде, олигонуклеотидтердің қолданылуы гендік терапияда (антисенс препараттары), аурулардың алдын алуда және ауыл шаруашылығында перспективалы. Антидене-дәрі конъюгаттары (ADC) кіші және ірі молекулалардың комбинациясын құрайды. Кіші молекулалық бөліктері, төрт түрлі API-ге дейін, өте күшті цитотоксикалық дәрілер болып табылады. Олар моноколоналды антиденемен байланысқан, ірі молекула, өзінің терапиялық құндылығы аз немесе жоқ, бірақ мақсаттарына – қатерлі жасушаларға өте селективті. Алғашқы коммерциялық ADC – Isis компаниясының Fomivirsen және, соңғы кезде, Pfizer (бұрынғы Wyeth) компаниясының Mylotarg (gemtuzumab ozogamicin) болды. III фазадағы дамудағы ADC мысалдары – Abbott / Isis компанияларының Alicaforsen және Eli Lilly компаниясының Aprinocarsen.

Дәстүрлі химиялық синтез

Химиялық реакциялардың кең құралдар жиынтығы химиялық синтездің әр қадамы үшін қолжетімді. Реакциялар соңғы екі ғасыр ішінде академиялық мекемелерде зертханалық деңгейде әзірленді және кейіннен, мысалы, бояулар мен пигменттерді өндіру сияқты өнеркәсіптік деңгейге бейімделді. Органикалық синтез әдістерін ең толық сипаттайтын анықтамалық кітап – Молекулалық трансформациялар әдістері. Онда сипатталған 26 000 синтез әдісінің шамамен 10% қазіргі уақытта нәзік химия өндірісінде өнеркәсіптік деңгейде қолданылады. Аминациялау, конденсациялау, этерификациялау, Фридель-Крафтс, Гринард, галогендеу (әсіресе хлорлау), сутектеу және редукциялау (катализдік және химиялық) компаниялардың веб-сайттарында жиі аталады. Оптикалық белсенді цианогидрин, циклополимерлеу, иондық сұйықтықтар, нитрондар, олигонуклеотидтер, пептидтер (сұйық және қатты фаза), электрохимиялық реакциялар (мысалы, перфлюорлау) және стероид синтезі тек шектеулі компаниялармен қолданылады. Стереоспецификалық реакцияларды, әсіресе биотехнологияны қоспағанда, осы технологияларды меңгеру ерекше бәсекелестік артықшылықты білдірмейді. Көптеген реакцияларды стандартты көп мақсатты қондырғыларда жүргізуге болады. Өте әмбебап органометалл реакциялары (мысалы, литий-алюминий гидридімен, борон қышқылдарымен түрлендірулер) 100 °C төмен температураны қажет ете алады, бұл тек арнайы криогендік реакциялық қондырғыларда ғана қол жеткізіледі, сұйытылған азотты салқындатқыш ретінде пайдалану арқылы немесе төмен температуралық қондырғыны орнату арқылы. Катализаторларды бөлуге арналған сүзгілер, озон немесе фосген генераторлары сияқты реакцияға арналған басқа да жабдықтарды көптеген әртүрлі өлшемдерде сатып алуға болады. Арнайы жабдықты орнату жаңа молекуланың өнеркәсіптік деңгейдегі процесін әзірлеу жобасының маңызды бөлігі емес. 1990 жылдардың ортасынан бастап жеке энантиомерлі нәзік химиялық заттардың коммерциялық маңызы тұрақты түрде өсті. Олар қазіргі және дамытылып жатқан дәрілік заттардың жартысын құрайды. Осыған байланысты хиральды молекулаларды синтездеу қабілеті маңызды білікке айналды. Екі түрлі процесс қолданылады: энантиомерлерді физикалық бөлу және хиральді катализаторларды қолдана отырып стереоспецификалық синтез. Соңғыларының ішінде ферменттер және синтетикалық BINAP (2,2'-бис(дифенилфосфино)-1,1'-бинафтил) түрлері жиі қолданылады. Хиральді катализаторларды қолдана отырып жүзеге асырылатын үлкен көлемді (> 103 тонна/жыл) процестерге хош иіс заттары мен L-ментол және Syngenta компаниясының Dual (металахлор), сондай-ақ BASF компаниясының Outlook (диметенамид P) гербицидтерін өндіру кіреді. Асимметриялық технологияны қолданатын бастама дәрі-дәрмектердің мысалдары – AstraZeneca компаниясының Nexium (эзомепразол) және Merck & Co компаниясының Januvia (ситаглиптин). Хиральды қоспаларды физикалық бөлу және қажетті энантиомерді тазарту стандартты көп мақсатты жабдықтарда жүргізілетін классикалық фракциялық кристалдану (технологиясы төмен, бірақ әлі де кеңінен қолданылады) немесе стандартты бағана, симуляциялық жылжымалы төсек (SMB) немесе суперкритикалық сұйықтық (SCF) әдістері сияқты әртүрлі хроматографиялық бөлу арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Пептидтер үшін үш негізгі әдіс қолданылады: химиялық синтез, табиғи заттардан экстракция және биосинтез. Химиялық синтез 30-40 аминқышқылынан тұратын кіші пептидтер үшін қолданылады. «Сұйық фаза» және «қатты фаза» синтезін ажырату қажет. Соңғысында реагенттер реакторда немесе бағанада орналасқан шайырға қосылады. Синтез кезеңі алғашқы аминқышқылын шайырдың реактивті тобына қосудан басталады, содан кейін қалған аминқышқылдары бірінен соң бірі қосылады. Толық селективтілікті қамтамасыз ету үшін амин топтарын алдын ала қорғау қажет. Көптеген дамытылып жатқан пептидтер осы әдіспен синтезделеді, ол автоматтандыруға ыңғайлы. Жеке синтез кезеңдерінен алынған аралық өнімдерді тазарту мүмкін болмағандықтан, ірі пептид молекулаларын синтездеу үшін тиімді 100% селективтілік қажет. Тіпті 99% селективтілікпен реакция кезеңіне қарай декапептид үшін тазалық 75%-дан төмен болады (30 кезең). Сондықтан, пептидтердің өнеркәсіптік мөлшері үшін қатты фаза әдісін қолдану арқылы 10-15 аминқышқылынан аспайтын пептидтерді жасауға болады. Зертханалық мөлшерде 40-қа дейін жасауға болады. Үлкен пептидтерді дайындау үшін жеке фрагменттер алдымен өндіріледі, тазартылады, содан кейін сұйық фаза синтезі арқылы соңғы молекулаға біріктіріледі. Мысалы, Roche компаниясының ЖИТС-ке қарсы Fuzeon (энфувиртид) дәрісін өндіру үшін үш 10-12 аминқышқылынан тұратын фрагменттер алдымен қатты фаза синтезімен жасалады, содан кейін сұйық фаза синтезімен байланыстырылады. 35 аминқышқылынан тұратын толық пептидті дайындау үшін 130-дан астам жеке кезеңдер қажет. Микрореактор технологиясы (МРТ), «процестік интенсивтендірудің» бөлігі болып табылады, бірнеше университеттерде, сондай-ақ Bayer Technology Services (Германия), Clariant (Швейцария), Evonik Degussa (Германия), DSM (Нидерланды), Lonza (Швейцария) және Sigma Aldrich (АҚШ) сияқты жетекші нәзік химия компанияларында дамытылып жатқан салыстырмалы түрде жаңа құрал. Соңғы компания микрореакторларда көп килограммға дейін 50-ге жуық нәзік химиялық заттарды өндіреді. Технологиялық тұрғыдан алғанда, МРТ, яғни үздісіз ағынды реакторлар, 1857 жылы Лондонның бұрынғы Grand Junction Canal жағасында маувейн, алғашқы синтетикалық фиолетовый бояуын өндіру үшін фабриканы құрған Perkin & Sons компаниясы қолданған араластырылатын резервуар реакторынан бергі реактор дизайнындағы алғашқы маңызды жетістік болып табылады. Пәнін толық қамту үшін Micro Process Engineering қараңыз. Микрореакторларда жұмыс істеген реакциялардың мысалдары: ароматикалық тотығулар, диазометан түрлендірулері, Гринард, галогендеу, сутектеу, нитрлеу және Suzuki байланыстары. Салалық сарапшылардың пікірінше, барлық химиялық реакциялардың 70%-ын микрореакторларда жүргізуге болады, бірақ олардың экономикалық тұрғыдан негізделгені 10-15%-қа ғана жетеді. Стереоспецификалық реакцияларды, әсіресе биотехнологияны қоспағанда, осы технологияларды меңгеру ерекше бәсекелестік артықшылықты білдірмейді. Көптеген реакцияларды стандартты көп мақсатты қондырғыларда жүргізуге болады. Озон немесе фосген генераторлары сияқты реакцияға арналған жабдықтар оңай қолжетімді. Орнату жалпы жобаның маңызды бөлігі емес, жаңа молекуланың өнеркәсіптік деңгейдегі процесін әзірлеу кезінде. Сырттан тапсырысқа берілген фармацевтикалық нәзік химиялық заттарға жалпы сұраныс орташа деңгейде өсуі күтілуде (8-тарауды қараңыз), ал жоғарыда аталған нишалық технологиялар үшін күтілетін жылдық өсім көрсеткіштері әлдеқайда жоғары. Микрореакторлар мен SMB бөлу технологиясының жылдық өсім деңгейі 50-100%-ға жетеді деп күтілуде. Қолжетімді нарықтың жалпы көлемі ең жақсы жағдайда жылына бірнеше жүз тоннадан аспайды.

Өнеркәсіп

Химиялық әлемде нақты химия өнеркәсібі, тауарлық химия және оның жеткізушілері, сондай-ақ арнайы химия өнеркәсібі мен оның тұтынушылары арасында орналасады. Қызметтеріне қарай, нақты химия компанияларының екі түрі бар. Нақты химия компаниялары стандартты және эксклюзивті өнімдерді өнеркәсіптік масштабта өндіреді. Егер эксклюзивті өнімдер басым болса, олар нақты химия / тапсырыс бойынша өндіріс ұйымдары (CMO) деп аталады. Келісімшартты зерттеу ұйымдарының (CRO) негізгі активтері – олардың ғылыми-зерттеу зертханалары. CRAMS; Келісімшартты зерттеу және өндіріс ұйымдары – гибридтік ұйымдар болып табылады (4.2 бөлімді қараңыз).

Ғылыми-зерттеу және даму

Нақты химиялық зерттеулер мен әзірлемелердің (ҒЗӘ) негізгі бағыты зерттеулерге қарағанда дамытуға көбірек назар аударады. Басты міндеттері: 1) жаңа өнімдер немесе процестер үшін зертханалық процедураларды жобалау, қажет болған жағдайда қайта көшіру және бейімдеу, сондай-ақ жаңа өнімдер немесе процестерге арналған зертханалық процедураларды әзірлеу; 2) процестерді зертханадан пилоттық өндіріс арқылы өнеркәсіптік масштабқа көшіру (10 г үлгіден 1 тонналық партияға дейін масштабтау коэффициенті 100 000-ға жетеді); және 3) қолданыстағы процестерді оңтайландыру. Осы процестің барлық кезеңінде экономика, уақыт, қауіпсіздік, экология және тұрақтылық сияқты төрт маңызды шектеудің сақталуын қамтамасыз ету қажет. Нақты химия өнеркәсібіндегі ҒЗӘ шығындары тауарлық өнеркәсіптен жоғары. Олар сатудың шамамен 5–10% құрайды, ал тауарлық өнеркәсіпте – 2–5%. Бизнес тұрғысынан алғанда, өнімдік инновациялар жылдамдатылуы керек, өйткені нақты химиялық заттардың өмірлік циклы тауарларға қарағанда қысқа. Сондықтан, ескірген өнімдерді алмастыру қажеттігі туындайды. Техникалық тұрғыдан алғанда, өнімдердің жоғары күрделілігі және қатаң реттеу талаптары көбірек ресурстарды жұмсауға әкеледі. Жеке жобаларды және жобалар портфелін мағыналы бағалауға мүмкіндік беретін көптеген экономикалық және техникалық параметрлер ұсынылған. Мысалдар: тартымдылық, стратегиялық үйлесімділік, инновация, жалпы/таза дисконтталған құн, күтілетін пайда, ҒЗӘ шығындары, даму сатысы, сәттілік ықтималдығы, технологиялық үйлесімділік, компанияның басқа қызметтерімен потенциалды қақтығыстар және іске асыру мерзімі. Бұл параметрлердің көпшілігі жобаның алғашқы кезеңдерінде санмен анықтау қиын. Жобалар портфелінен тиімді пайдаланудың ең жақсы жолы – оны итеративті түрде әзірлеу және қолдану. Белгілі бір интервалмен, мысалы, әр 3 ай сайын жазбаларды салыстыру арқылы жобалардың бағытын визуализациялауға болады. Егер бір жоба бойынша теріс тенденция сақталса, ол бақылау тізіміне қосылуы керек.

Жобаларды басқару

Жаңа ғылыми жобалардың екі негізгі көзі бар, атап айтқанда, зерттеушілердің өзінен туындаған идеялар («ұсыныс итерімі») және клиенттерден келетін идеялар («сұраныс тартылысы»). Жаңа процестерге қатысты идеялар көбінесе зерттеушілерден, ал жаңа өнімдерге қатысты идеялар клиенттерден, әсіресе клиенттермен байланыс арқылы туындайды. Әсіресе, тапсырыс бойынша өндірісте «сұраныс тартылысы» өнеркәсіптік шындыққа айналады. «Жаңа өнім комитеті» жаңа зерттеулерді бағалау және ағымдағы зерттеулерді бақылау үшін арналған орган. Оның міндеті – барлық жаңа өнім идеяларын бағалау. Жаңа өнім идеясын зерттеуге қабылдау, жобаны белгілі бір интервалмен қайта бағалау және ең бастысы, мақсаттарға қол жеткізілмейтіні анық болған жағдайда жобаны тоқтату туралы шешім қабылдау оның құзырында. Типик жобада экономикалық және техникалық сәттің жалпы жауапкершілігі жобаның жақтаушысына жүктеледі. Оған техникалық сәттің жауапкершілігін жүктеген жоба менеджері көмектеседі. Тапсырыс бойынша өндірісте, жоба әдетте жаңа өнім комитетінің бизнес-даму бөлімінен келетін өнім идеясын қабылдауынан басталады, содан кейін зертханалық процесті дайындау және өндірістік масштабта демонстрациялық сынақтарды сәтті аяқтау, соңында көпжылдық келісімшартқа қол қою арқылы аяқталады. Клиенттен алынған ақпарат «технологиялық пакетке» енгізіледі. Оның негізгі құрамдас бөліктері: 1) реакция схемасы, 2) жобаның мақсаты және нәтижелері (өнім, саны, қажетті мерзімдер, техникалық сипаттамалар), 3) талдау әдістерінің тізімі, 4) процесті дамыту мүмкіндіктері (сатылап бағалау), 5) қажетті есептердің тізімі, 6) қауіпсіздік, денсаулық және қоршаған орта (ҚДҚ) мәселелері, 7) клиент ұсынатын материалдар және 8) қаптама және тасымалдау туралы ақпарат. Жобаның ұзақтығы көбінесе оның техникалық бөлігіне байланысты болады. Клиенттен алынған «технологиялық пакеттегі» ақпараттың сапасына және жобаның күрделілігіне, әсіресе орындалуы тиіс қадамдардың санына байланысты, ол 12 мен 24 ай аралығында болуы мүмкін. Зерттеулерге қатысқан мамандардың санына байланысты, жобаның жалпы бюджеті бірнеше миллион АҚШ долларын құрайды.

Нарықтар

Күрделі химиялық заттар арнайы химиялық заттарды өндіру үшін бастапқы материалдар ретінде қолданылады. Ал арнайы химиялық заттар тікелей дайындау арқылы немесе аралық заттардың химиялық/биохимиялық өзгерістерінен кейін белсенді заттарға айналады. Күрделі химиялық заттардың негізгі тұтынушылары – фармацевтика, агрохимия және тамақ пен мал азырақтау салаларын қамтитын өмір ғылымдары.

Нарықтың көлемі

Күрделі химиялық заттар химиялық заттардың ғаламдық көлемінің шамамен 4% құрайды. Осы ғаламдық көлем, 2,5 триллион долларға бағаланған, негізінен мұнай, газ және минералды шикізаттардан (~40%) және өнеркәсіп пен тұтынушылар арасындағы интерфейсте орналасқан әртүрлі арнайы химиялық заттардан (~55%) тұрады. Күрделі химиялық заттардың жаһандық өндіріс құны 85 миллиард долларға бағаланады, оның шамамен 2/3-і, яғни 55 миллиард доллары өндіріс орындарында (captively) шығарылады, ал 30 миллиард доллары – күрделі химиялық өнеркәсібінің жаһандық кірісін құрайды. Осы саладағы ең ірі қолданушы – фармацевтикалық өнеркәсіп, оның көрсеткіштері тиісінше 32 миллиард және 23 миллиард долларды құрайды. Статистикалық деректердің жетіспеуі және анықтаманың біршама беймаздығы сияқты бірқатар себептерге байланысты, күрделі химиялық заттар нарығының нақты көлемін анықтау мүмкін емес. + 5-кесте: Күрделі химиялық заттар нарығының негізгі қолданылу салалары бойынша жіктелуі Көлемі ($ млрд) жалпы Ішкі өндіріс Сыртқы сауда Өмір ғылымдары Фармацевтика 55 32 23 Агрохимия 15 11 4 Әртүрлі арнайы химиялық заттар 15 10 5 Күрделі химиялық өнеркәсібінің жалпы көлемі 85 53 32 5-кестеде шамамен 85 миллиард долларлық күрделі химиялық заттар нарығы маңыздылығына қарай негізгі қолданылу салаларына бөлінеді: фармацевтикаға, агрохимияға және өмір ғылымдарынан тыс арнайы химиялық заттарға. Бұдан бөлек, өндіріс орындарында (captive) шығарылатын өнімдер мен сыртқы сауда нарығы арасында айырма жасалады. Фармацевтикалық күрделі химиялық заттар (ФКХЗ) жалпы көлемнің үштен екі бөлігін құрайды. ФКХЗ-дің 55 миллиард долларлық құнының шамамен 23 миллиард доллары (~40%) сыртқы сауда арқылы сатылады, ал 32 миллиард доллары (~60%) – фармацевтикалық өнеркәсіптің өндіріс орындарында шығарылған өнімдерінің құны болып табылады. Өмір ғылымдары өнімдерінің ішінде агрохимиялық және, аздаған дәрежеде, ветеринариялық препараттарға арналған күрделі химиялық заттар маңызды орын алады. Фармацевтикалық және агрохимиялық өнімдерден басқа арнайы химиялық заттарда қолданылатын күрделі химиялық заттардың өндіріс құны 15 миллиард долларға бағаланады. Akzo Nobel, Dow, DuPont, Evonik, Chemtura және Mitsubishi сияқты жетекші арнайы химиялық компаниялар өндірістің барлық кезеңін қамтитындықтан (backward integrated), өндіріс орындарында шығарылатын өнімдердің үлесі 75% деп бағаланады, ал сыртқы сауда нарығында шамамен 5 миллиард доллар қалды.

Агрохимиялық заттар

Агрохимиялық компаниялар химиялық заттардың екінші ірі қолданушысы болып табылады. Көптеген өнімдердің «фармацевтикалық тарихы» бар. Соңғы 10-20 жылдағы қарқынды бірігулер мен сатып алулар (M&A) нәтижесінде, қазіргі таңдағы бұл индустрия фармацевтикалық индустриядан гөрі біріккен. 2010 жылы жалпы пестицид өндірісінің шамамен 95%-ын Швейцарияның Syngenta, Германияның Bayer Cropsciences, АҚШ-тың Monsanto, Германияның BASF Crop Protection және АҚШ-тың Dow Agrosciences компанияларынан құралған топ-10 компания құрады. 1990 жылдардан бері ғылыми-зерттеу жұмысының басым бөлігі гендік модификацияланған (ГМ) тұқымдарға бағытталған. Monsanto және DuPont компанияларының тұқымдық еншілес компаниясы Pioneer Hi Bred-та ГМ тұқымдық бизнесі жалпы сатудың 50%-дан астамын құрайды. 2000-2009 жылдар аралығында 100 жаңа төмен молекулалық салмақты (LMW) агрохимиялық өнімдерге жол берілді. Дегенмен, тек 8 өнім жылына 100 миллион доллардан астам сатуға қол жеткізді. Ауыл шаруашылығындағы генериктер фармацевтикалық өнімдерге қарағанда үлкен рөл атқарады. Олар әлемдік нарықтың шамамен 70%-ын құрайды. China National Chemical Corp, басқаша айтқанда ChemChina Group, әлемдегі ең ірі генериктерді жеткізуші болып табылады. Израильдің Mahkteshim Agan және Данияның Cheminova компаниялары екінші және үшінші орындарда тұр. Осы миллиардтаған долларлық компаниялардан басқа, жылына 50 миллион доллардан кем сатумен жүздеген шағын фирмалар бар, олар негізінен Үндістан мен Қытайда орналасқан. Белсенді ингредиенттің құны шамамен 33%-ды құрайды, яғни дәрілік заттарға қарағанда едәуір жоғары. Агрохимиялық өнімдердің тұтынуы мен бағасы егін өнімділігіне әсер ететін климаттық жағдайларға байланысты жылдан жылға айтарлықтай өзгереді, бұл жеткізушілерге де әсер етеді. Қазіргі заманғы агрохимиялық өнімдердің молекулалық құрылымы ескі өнімдерге қарағанда күрделірек, бірақ фармацевтикалық өнімдерге қарағанда қарапайым. Ең ірі 10 компанияның орташа молекулалық салмағы 330-ды құрайды, ал фармацевтикалық өнімдерде бұл көрсеткіш 477-ге жетеді. Фармацевтикалық химиялық синтезде қолданылатын реагенттермен салыстырғанда, қауіпті химиялық заттар, мысалы, натрий азиді, галогендер, метил сульфиді, фосген, фосфор хлоридтері жиі қолданылады. Агрохимиялық компаниялар кейде осы қадамдарды, арнайы жабдықты талап ететін кезеңдерді, сырттан тартуға (toll conversion) тапсырады. Пиретроидтарды қоспағанда, олар табиғи пиретрумдардың фототұрақты модификациялары, агрохимиялық өнімдердің белсенді ингредиенттері көбінесе хиральды емес. Гербицидтерге берілген мысал – әлемдегі ең көп сатылатын өнім, Monsanto компаниясының Roundup (глифосат) өнімі. Syngenta компаниясының циклогексадион типті мезотрионы және паракват дихлориді. Инсектицидтерде дәстүрлі органофосфаттар, мысалы малатион, және пиретроидтар, γ-цигалотрин сияқты, неоникотиноидтармен, мысалы Bayer компаниясының имидаклоприді және Syngenta компаниясының тиаметоксамымен, сондай-ақ пиразолдармен, мысалы BASF компаниясының фипронилімен алмастырылуда. Хлорантанилипрол – DuPont компаниясының марапатталған антранильді димидтер отбасының кең спектрлі инсектицидтерінің ең маңызды өкілі. Фунгицидтерде стробилурин, жаңа класс, жылдам өсіп, 10 миллиард долларлық әлемдік фунгицид нарығының 30%-ын иеленді. Syngenta компаниясының азоксистробині алғашқы өнім болды. Сондай-ақ BASF компаниясының F 500 сериясы, мысалы пираклостробин және крезоксим метил, Bayer CropScience және Monsanto осы класс өнімдерін әзірлеуде. Monsanto компаниясының Genuity және SmartStax сияқты комбинациялық пестицидтер көбірек қолданылуда.

Мақсатты өнімдер мен қызметтер

2010 жылы авторлық құқықтары сақталған дәрі-дәрмектердің әлемдік сатылымы 735 миллиард долларға бағаланған, бұл жалпы фармацевтикалық нарықтың шамамен 90% құрайды. Жалпы дәрі-дәрмектердің әлемдік сатылымы шамамен 100 миллиард долларды құрады, яғни жалпы фармацевтикалық нарықтың 10% астам бөлігін құрайды. Бір дозаның бағасы әлдеқайда төмен болғандықтан, олардың нарықтағы үлесі активті фармацевтикалық ингредиенттер (АФИ) көлемі бойынша шамамен 30% құрайды.

Өзгелерге арналған өндіріс

Химия өнеркәсібінің өнімдері мен қызметтері екі негізгі санатқа бөлінеді: 1) "Эксклюзивті", яғни, тапсырыс бойынша өндіріс (CM) және 2) "Стандартты" немесе "каталогтық" өнімдер. "Эксклюзивті" өнімдер көбінесе келісімшартты зерттеулер немесе тапсырыс бойынша өндіріс аясында ұсынылады және өмір ғылымдары компанияларымен бизнес жүргізуде басым; ал "Стандартты" өнімдер басқа мақсатты нарықтарда кең таралған. Көп қызмет талап ететін тапсырыс бойынша өндіріс (CM) химия өнеркәсібінің ең маңызды қызметі болып табылады. CM – аутсорсингке қарама-қарсы ұғым. Тапсырыс бойынша өндірісте, арнайы химиялық компания белсенді заттың немесе оның алдындағы заттың процесін әзірлеуді, пилоттық өндірісті және, соңында, өнеркәсіптік масштабтағы өндірісті бір немесе бірнеше химия компаниясына тапсырады. Өнімнің зияткерлік меншік құқығы, сондай-ақ, әдетте өндіріс процесі де тапсырыс берушіде қалады. Тапсырыс беруші мен жеткізуші арасындағы қатынас эксклюзивті жеткізу шартымен реттеледі. Ынтымақтастықтың бастапқы кезеңінде тапсырыс беруші "технологиялық жиынтық" ұсынады, ол ең қарапайым түрінде зертханалық синтездің сипаттамасы мен SHE ұсынымдарын қамтиды. Бұл жағдайда, шамамен бір миллион еселік (10 грамм → 10 тонна) көлемге дейін өндіріс масштабын арттыруды химия компаниясы жүзеге асырады.

Стандартты өнімдер

Эксклюзивті емес, "стандартты" немесе "каталогтық өнімдер" тапсырыс бойынша өндірістен кейін құрылымдық химиялық заттардың екінші ең маңызды сату арнасын құрайды. Жалпы қолданылатын дәрілік заттарға арналған АФИ (API) ең маңызды кіші санат болып табылады. Патент мерзімінің аяқталуына байланысты, соңғы он жылда 200 ең танымал дәрінің 60-тан астамы, жалпы сомасы 150 миллиард доллардан астам болатын сатылымдармен, қоғамдық меншікке көшті. Бұл, үкіметтік қолдаумен ұсынылатын стимулдармен бірге, жалпы қолданылатын дәрілік заттардың әлемдік сатылымының қарқынды өсуіне әкелуде. Қазіргі таңдағыда Азия компаниялары жалпы қолданылатын дәрілік заттарға арналған АФИ (API) бизнесінде үстемдік танытуда. Олардың төмен өндіріс құны, ірі ішкі нарықтары және батыс өндірушілерге қарағанда отандық және басқа да реттелмеген нарықтардағы өндіріс тәжірибесі сияқты көптеген артықшылықтары бар.

Өндіріс шығындары

Шикізат тұтыну және өңдеу құны – нақты бір химиялық заттың өндіріс құнын анықтайтын екі негізгі фактор. Алғашқысы материалдардың бірлік тұтыну мөлшерімен және оларды сатып алу бағасымен, екіншісі – берілген өндіріс участасындағы тәуліктік өнімділікпен (килограмм есебімен) анықталады. Өңдеу құнын нақты есептеу қиын міндет. Көп мақсатты өндіріс орындарында әртүрлі өнімділікке ие әртүрлі өнімдер партиялармен өндіріледі, бұл жабдықты әртүрлі деңгейде жүктеуге әкеледі. Сондықтан, нақты химиялық заттың өндіріс қуатын және жабдықтың пайдалануын анықтау қиын. Сонымен қатар, еңбек, капитал, коммуналдық төлемдер, техникалық қызмет көрсету, қалдықтарды жою және сапаны бақылау сияқты шығындарды нақты бөлу мүмкін емес. Тәжірибелі процестерді әзірлеуші немесе пилоттық қондырғының химигі (1) зертханалық синтез процедурасын және (2) процесті бұрын анықталған стандартты құны бар жеке операцияларға бөлу арқылы шамамен есептеуге болады. Бағалау үшін өндіріс участасының бөлігі бос тұруы мүмкін, себебі сұраныс жеткіліксіз немесе, мысалы, реактор белгілі бір процесс үшін қажет емес. Өндіріс шығындары әдетте өнімнің килограмына шаққанда есептеледі. Ішкі және сыртқы салыстыру мақсатында жоғарыда аталған көлем x уақыт / шығыс (VTO) көрсеткіші пайдалы көмекші құрал болып табылады. + 1-кесте: Химиялық компанияның шамамен шығын құрылымы Шығын элементтері Егжей-тегжейі Үлес Шикізат, еріткіштерді қоса алғанда 30% Өңдеу құны Өсімдікке тән коммуналдық қызметтер және энергия Электр қуаты, бу, тұздық ерітіндісі 4–5% Өсімдік жұмыскерлері Ауысымдық және күндізгі жұмыс 10–15% Капиталдық шығындар Амортизация және капиталға төленетін сыйақы 15% Өсімдік жоғары шығындары СҚБ, техникалық қызмет көрсету, қалдықтарды жою және т.б. 10% Зерттеу және әзірлеу, пилоттық қондырғыны қоса алғанда 8% Маркетинг және сату, жарнаманы қоса алғанда 5% Бас әкімшілік шығындар 15% 1-кестеде химиялық компанияның шамамен шығын құрылымы көрсетілген. Қазіргі уақытта аптасына 7 күн жұмыс істейтін, әрқайсысы күніне 8 сағат жұмыс істейтін төрт немесе бес ауысымдық командалар қалыпты жағдайға айналды. Өндіріс шығындары тұрғысынан бұл ең тиімді схема. Түнгі жұмыс үшін төленетін жоғары жалақы тұрақты шығындарды жақсырақ өтеу арқылы толықтырылады. Бюджеттеу процесінің бөлігі ретінде нақты химиялық заттың өндірісі үшін стандартты шығындар өткен тәжірибе негізінде анықталады. Содан кейін іс-шараның нақты нәтижелері стандартпен салыстырылады. Химиялық компанияның өндіріс шығындарын сенімді болжау қабілеті – бұл ерекше бәсекелестік артықшылығы.

Табыстылық

Химиялық өнеркәсіп дерлік 30 жылдық өмірінде бірнеше өрлеу мен құлдырау кезеңдерін бастан өткерді. Ең ірі өрлеу 1990 жылдардың соңында болды, осы кезде жоғары дозалы, көп көлемді ЖИТС-ке қарсы препараттар мен COX 2 ингибиторлары тапсырыс бойынша өндіріске үлкен серпін берді. 2000 жылы "негірленген көтеріліс" аяқталғаннан кейін, өнеркәсіп 2003 жылы бірінші құлдырауды бастан өткерді. Бұл, өндіріс қуаттарының кеңеюі, Азиялық бәсекелестердің пайда болуы және зиянды M&A белсенділігінің салдарынан болды, нәтижесінде миллиардтаған долларлық акционерлік құндылық жойылды. Соңғы, шағын өрлеу көптеген елдердің GlaxoSmithKline компаниясының Relenza (занамивир) және Roche компаниясының Tamiflu (озельтамивир фосфаты) препараттарын құс тұмауы эпидемиясына дайындық үшін жинақтауымен байланысты болды. Қызығы, 2009 жылғы төмендеудің басты себебі жалпы рецессия емес, өсудің баяулауы және, тіпті одан да маңыздысы, фармацевтикалық өнеркәсіптегі қорларды қайта қарау болды. Бұл тапсырыстарды кейінге жылдыруға немесе тоқтатуға әкелді. Бұл жағымсыз жағдай көптеген химиялық компаниялар жариялаған өте оптимистік өсу болжамына қарама-қарсы болды. Олар инвестициялық банктерден алынған, алдыңғы өрлеу кезеңінің болжамдарынан туындаған секторлық есептерге негізделген. Көп жағдайларда, бұл болжамдар күрт қате болды. Мыңжылдық басында "негірленген көтеріліс" аяқталғаннан кейін және 2009 жылы өнеркәсіптің шамамен жартысы сатудан түскен табыстың (ROS) 10% жоғары, ал 10%-дан кем және 5%-дан төмен деңгейде болды. Ең қиын жылдары, 2003 және 2009 жылдары, компаниялардың жартысына жуығы 5%-дан төмен ROS көрсеткішін көрсетті. 2000–2009 жылдар аралығындағы қарастырылып отырған кезеңде өкілдік компаниялардың орташа EBITDA/сату және EBIT/сату арақатынасы тиісінше 15% және 7½% болды, ал 2000–2009 жылдар аралығында бұл көрсеткіштер өрлеу кезеңінде 20% және 10–13%, ал құлдырау кезеңінде 10% және 5% құрады. Ең жоғары және ең төмен көрсеткіштер арасындағы 2 еселік айырмашылық өнеркәсіптің табыстылығының тұрақсыздығын көрсетеді. Жалпы алғанда, батыстың орташа химиялық фирмалары капитал құнынан төмен табыс алып отыр, яғни олар қайта инвестициялауға жарамды емес.

Болашақ

Бұл салада екі негізгі үрдіс әсер етеді. Жабдық тарапынан биотехнологияның маңызы жылдам артып келеді. Шағын молекулалы құрамы күрделі химиялық заттарды синтездеу кезінде биокатализаторлар мен микробиологиялық ферментацияны қолдану, дәстүрлі органикалық химияға қарағанда, тұрақты және экономикалық тиімді өндіріс мүмкіндігін береді. Ірі молекулаларды, мысалы, биофармацевтикалық препараттарды синтездеу үшін бұл әдіс таңдаулы болып табылады. Биофармацевтикалық препараттардың жылына 15% өсуі күтілуде, бұл шағын молекулалы дәрілерге қарағанда үш есе жоғары көрсеткіш. 2010 жылы ең көп қолданылатын он дәрінің бесеуі биофармацевтикалық препараттар болды (6-кестеге қараңыз), ал 2016 жылға қарай бұл көрсеткіш сегізге жетеді деп күтілуде (2-кестеге қараңыз). Сұраныс тарапынан, химиялық заттардың негізгі тұтынушысы – фармацевтикалық өнеркәсіп, сұраныстың өсуінің баяулауымен, көптеген табысты дәрілердің патент мерзімінің аяқталуымен және жаңа өнімдерді іске қосудың тоқтап қалуымен бетпе-бет келеді. Осы қиындықтарды еңсеру үшін жетекші компаниялар қайта құру бағдарламаларын іске асыруда. Бұл бағдарламалар өз қызметінде химиялық өндірісті азайтуды және өндіріс орындарын жабуды қамтиды. Аутсорсинг енді тек мүмкіндік туғанда ғана емес, стратегиялық тәсіл ретінде дамуда. Бұл шаралардың оң немесе теріс әсерлері басым болатынын болжау қиын. Ең нашар жағдайда, тіпті жақсы жабдықталған және заманауи технологияларды қолданатын орташа өлшемдегі, отбасылық меншіктегі химиялық компаниялар да жаңа ғылыми өнімдерді әзірлеудің соңғы кезеңінде ғана қолданылатын шағын көлемде химиялық заттар өндіруге мәжбүр болуы мүмкін. Ауыл шаруашылығында қолданылатын химиялық заттардағы белсенді ингредиенттер күрделене түсуде және тиімділігі артуда. Сондықтан, бұрынғыдай арнайы зауыттардың орнына, көп мақсатты зауыттар қажет. Сонымен қатар, аутсорсинг кеңінен таралды. Ғаламдану нәтижесінде химиялық өндіріс дамыған елдерден дамушы елдерге көшіп барады. Соңғылары "арзан еңбек күші / жоғары біліктілік" артықшылығынан ғана емес, сонымен қатар батыс медицинасына деген ішкі сұраныстың жылдам өсуінен де пайда көреді. Батыс өнеркәсібінің жетекшілерінің айтуынша, Азия өндірушілерінің бағалық артықшылығы сақталады. Фармацевтикалық нарықта жаңадан пайда болған елдер негізінен генериктерді қолданатындықтан, олардың үлесі бастапқы фармацевтикалық және агрохимиялық өнімдердің есебінен өсуде. Бұл биоэквиваленттерге, яғни биофармацевтикалық препараттардың генериктеріне де қатысты. Қиын бизнес ахуалдың салдарынан, 20-ғасырдың соңындағы "ақылға сыймас ынтақтану" кезеңінде құрылған көптеген батыс химиялық компаниялары немесе бөлімдері бұл саладан шығып кетті. Басқалары да солардың жолын басады немесе жеке капитал фирмаларына сатылады. Сақтану стратегияларына автомобиль өнеркәсібінде әзірленген ұсақ өндіріс принциптерін енгізу және құн тізбегінің басында келісімшартты зерттеулерді, ал соңында белсенді дәрілік препараттарды әзірлеуді қамтитын бизнес-модельді кеңейту кіреді. Алайда, соңғы стратегия салалық сарапшылардың бірауыздан қолдауына ие болмады. Тауарлық нарықтағы химиялық заттарға деген сұраныс күтілгендей өспесе де, жақсы басқарылатын компаниялар үшін химиялық заттар әлі де тартымды мүмкіндіктер ұсынады, олар негізгі факторларды дамытады, атап айтқанда, химиялық өндірісті негізгі бизнес ретінде жүргізу, негізінен биотехнология саласындағы технологияларды пайдалану және Азия нарығы ұсынатын мүмкіндіктерді пайдалану.