權宜路線（expedient route）和優化路線（optimal route）。
優化路線研究的主要對象包括即將上市的新藥，化合物專利即將到期的藥物和產量大、應用廣泛的藥物。
優化路線必須具備質量可靠、經濟有效、過程安全、環境友好等特征。
藥物合成工藝路線的研究內容涵蓋合成工藝路線的設計和合成工藝路線的選擇兩方面。
壹、逆合成分析法
（壹）逆合成分析法的基本概念與主要方法
逆合成分析法（retrosynthetic analysis），又稱切斷法（the disconnection approach）和追溯求源法，是有機合成路線設計的最基本、最常用的方法。
逆合成分析法的突出特征是逆向邏輯思維，從復雜的目標分子推導出簡單的起始原料的思維過程，與化學合成的實際過程剛好相反，因此被稱為“逆”合成，或“反”合成。
當代有機合成化學大師、哈佛大學E. J. Corey教授於上世紀60年代正式提出了逆合成分析法。Corey提出了切斷（disconnection）、合成子（synthon）和合成等價物（synthetic equivalent）等概念。
逆合成分析的過程可以簡單地概括為：以目標分子的結構剖析為基礎，將切斷、確定合成子、尋找合成等價物三個步驟反復進行，直到找出合適的起始原料。
（二）逆合成分析法的關鍵環節與常用策略
在使用逆合成分析法進行藥物合成工藝路線設計的過程中，切斷位點的選擇是決定合成路線優劣的關鍵環節。
切斷位點選擇要以化學反應為依據，即“能合才能分”。在藥物合成路線設計的實際工作中，通常選擇分子骨架中方便構建的碳-雜鍵或碳-碳鍵作為切斷位點。
掌握的化學反應方面的知識越全面，合成路線的設計思路就越開闊。
在設計藥物合成工藝路線時，通常希望路線盡量簡捷，以最少的反應步驟完成藥物分子的構建。但需要特別註意的是，追求路線的簡捷不能以犧牲藥物的質量為代價，必須在確保藥物的純度等關鍵指標的前提下，去考慮合成路線的長短、工藝過程的難易等因素。
在路線設計的過程中，要求設計者對反應（特別是關鍵反應）的選擇性有充分了解，盡量使用高選擇性反應，減少副產物的生成。必要時，需采用保護基策略，提升反應的選擇性，以獲取高質量的產物。
雜環是構成有機化合物的重要結構單元。在已知的有機化合物中，雜環化合物約占65%。
雜環是藥物中極為常見的結構片段，在腫瘤、感染、心血管疾病、糖尿病等重大疾病的治療藥物中屢見不鮮。
在利用逆合成分析方法設計含雜環藥物合成路線的過程中，壹種方式是將雜環作為獨立的結構片段引入到分子中；另壹種方式是將雜環作為切斷對象，選擇雜環中的特定價鍵為切斷位點，通過構建雜環來完成目標分子的合成。
（三）利用分子對稱性進行逆合成分析方法與策略
在設計這些目標分子的合成路線時，可巧妙利用其分子對稱性，選擇合適的位點進行切斷，使兩個（或幾個）合成子對應於同壹個合成等價物，或使壹個（或幾個）合成子對應於具有分子對稱性的合成等價物，從而大幅度簡化逆合成分析過程，設計出簡捷、高效的合成路線。這種合成路線設計方法被稱為分子對稱法，它是逆合成分析法的壹種特例。
（四）逆合成分析法在半合成路線設計中的應用
在現有的化學合成藥物中，采用全合成方法制備的占大多數，但使用半合成方法制備的藥物並不少見，尤其是抗感染藥物、抗腫瘤藥物和激素類藥物。
在利用半合成設計思路進行逆合成分析時，需要頭尾兼顧，使逆合成過程最終指向來源廣泛、價格低廉、質量可靠的天然產物原料。這些天然產物多為微生物代謝物，亦可來自植物或動物。
（五）逆合成分析法在手性藥物合成路線設計中應用
在利用逆合成分析法設計手性藥物合成路線的過程中，除了考慮分子骨架構建和官能團轉化外，還必須考慮手性中心的形成！
在手性藥物的合成中，壹種途徑是先合成外消旋體、再拆分獲得單壹異構體，另壹種途徑是直接合成單壹異構體。
使用外消旋體拆分途徑，合成路線的設計過程與常規方法相同，但要求所使用的拆分方法必須高效、可靠。
直接合成單壹異構體的途徑主要包括兩類技術方法：手性源合成技術和不對稱合成技術。
手性源（chirality pool）合成技術是指以廉價易得的天然或合成的手性化合物為原料通過化學修飾方法轉化為手性產物。
與手性原料相比較，產物手性中心的構型既可能保持，也可能發生翻轉或轉移。
在設計手性藥物合成路線時，壹定要對完成手性中心構建後的各步化學反應以及分離、純化過程加以細致的考慮，保證手性中心的構型不被破壞，最終獲得較高純度的手性產物。
二、模擬類推法
（壹）模擬類推法的基本概念與主要方法
在藥物合成工藝路線設計過程中，除了使用以邏輯思維為基礎的逆合成分析法外，還可應用以類比思維為核心的模擬類推法。
藥物合成工藝路線設計中模擬類推法由“模擬”和“類推”兩個階段構成。
在“模擬”階段，首先，要準確、細致地剖析藥物分子（目標化合物）的結構，發現其關鍵性的結構特征；其次，要綜合運用多種文獻檢索手段，獲得結構特征與目標化合物高度近似的多種類似物及其化學信息；再次，要對多種類似物的多條合成路線進行比對分析和歸納整理，逐步形成對文獻報道的類似物合成路線設計思路的廣泛認識和深刻理解。
在“類推”階段，首先，從多條類似物合成路線中，挑選出有望適用於目標化合物合成的工藝路線；其次，進壹步分析目標物與其各種類似物的結構特征，確認前者與後者結構之間的差別；最後，以精選的類似物合成路線為參考，充分考慮藥物分子自身的實際情況，設計出藥物分子的合成路線。
對於作用靶點完全相同、化學結構高度類似的***性顯著的系列藥物，采用模擬類推法進行合成工藝路線設計的成功概率往往較高。模擬類推方法不但可用於系列藥物分子骨架的構建，而且可擴展到系列手性藥物手性中心的構建。
（二）模擬類推法的適用範圍與註意事項
藥物合成工藝路線設計中的模擬類推法作為以類比思維為核心的推理模式，有其固有的局限性。
某些化學結構看似十分相近的藥物分子，其合成路線並不相近，有時甚至相差甚遠。
在利用模擬類推法進行藥物合成工藝路線設計時，壹定做到“具體問題，具體分析”。在充分認識多個藥物分子之間的結構***性的同時，需深入考察每個藥物分子本身的結構特性。
如果藥物分子間的結構***性占據主導地位，有機會直接采用模擬類推法設計合成工藝路線，即可大膽采用；如果某個藥物分子的個性因素起到關鍵作用，無法進行直接、全面的模擬類推，則可進行間接、局部的模擬類推，在巧妙地借鑒他人的成功經驗基礎上，獨立思考，另辟蹊徑，創立自己的新穎方法。
壹、工藝路線的評價標準
具有良好工業化前景的優化合成工藝路線必須具備質量可靠、經濟有效、過程安全、環境友好等基本特征。
從技術的角度分析，優化合成工藝路線的主要特點可概括如下：匯聚式合成策略、反應步驟最少化、原料來源穩定、化學技術可行、生產設備可靠、後處理過程簡單化、環境影響最小化。以上特征，是評價化學制藥工藝路線的主要技術指標。
在此需要特別指出的是：最終路線的確定受到經濟因素的顯著制約。在考察上述技術指標的基礎上，必須對工藝路線的綜合成本做出比較準確的估算，挑選出高產出、低消耗的路線作為應用於工業生產的實用工藝路線。
與直線式合成法相比，匯聚式合成法具有壹定的優勢：
（1）中間體總量減少，需要的起始原料和試劑少，成本降低；
（2）所需要的反應容器較小，增加了設備使用的靈活性；
（3）降低了中間體的合成成本，在生產過程中壹旦出現差錯，損失相對較小。
2．反應步驟最少化
在其它因素相差不大的前提下，反應步驟較少的合成路線往往呈現總收率較高、周期較短、成本較低等優點，合成路線的簡捷性是評價工藝路線的最為簡單、最為直觀的指標。
以盡量少的步驟完成目標物制備是合成路線設計的重要追求，簡捷、高效的合成路線通常是精心設計的結果。
在壹步反應中實現兩種（甚至多種）化學轉化是減少反應步驟的常見思路之壹。
可以精心設計壹些反應的順序，使第壹步生成的中間體引發後續的轉化，產生串聯反應（tandem reaction）或多米諾反應（domino reaction），大幅度地減少反應步驟，縮短合成路線。
串聯反應是指將兩個或多個屬於不同類型的反應串聯進行，在壹瓶內完成。
多米諾反應是指串連反應中壹個反應的發生可啟動另壹個反應，使多步反應連續進行。
3. 原料來源穩定
在評價合成路線時，應了解每壹條合成路線所用的各種原輔材料的來源、規格和供應情況，同時要考慮到原輔材料的貯存和運輸等問題。
有些原輔材料壹時得不到供應，則需要考慮自行生產。
對於準備選用的合成路線，需列出各種原輔材料的名稱、規格、單價，算出單耗（生產1kg產品所需各種原料的數量），進而算出所需各種原輔材料的成本和原輔材料的總成本，以便比較。
4. 化學技術可行
化學技術可行性是評價合成工藝路線重要指標。
優化的工藝路線各步反應都應穩定可靠，發生意外事件的幾率極低，產品的收率和質量均有良好的重現性。各步驟的反應條件比較溫和，易於達到、易於控制，盡量避免高溫、高壓或超低溫等極端條件。
平頂型反應（plateau-type reaction）：優化條件範圍較寬的反應，即使某個工藝參數稍稍偏離最佳條件，收率和質量也不會受到太大的影響；
尖頂型反應（point-type reaction）：如果工藝參數稍有變化就會導致收率、質量明顯下降，則屬於。
5. 生產設備可靠
在工業化合成路線選擇的過程中，必須考慮設備的因素，生產設備可靠性是評價合成工藝路線的重要指標。
實用的工藝路線應盡量使用常規設備，最大限度地避免使用特殊種類、特殊材質、特殊型號的設備。
6. 後處理過程簡單化
分離、純化等後處理過程是工藝路線的重要組成部分，在工業化生產過程中，約占50%的人工時間和75%的設備支持。
在整個工藝過程中，減少後處理的次數或簡化後處理的過程能有效地減少物料的損失、降低汙染物的排放、節省工時、節約設備投資、降低操作者勞動強度並減少了他們暴露在可能具有毒性的化學物質中的時間。
壓縮後處理過程的常用方法是反應結束後產物不經分離、純化，直接進行下壹步反應，將幾個反應連續操作，實現多步反應的“壹鍋操作”（one-pot operation）。
使用“壹勺燴”方法的前提條件是上壹步所使用的溶劑和試劑以及產生的副產物對下壹步反應的影響不大，不至於導致產物和關鍵中間體純度的下降。
如果“壹勺燴”方法使用得當，不僅可以簡化操作，還有望大幅度地提升整個反應路線的總收率。
7. 環境影響最小化
環境保護是我國的基本國策，是實現經濟、社會可持續發展的根本保證。
傳統的化學制藥工業產生大量的廢棄物，雖經無害化處理，但仍對環境產生不良影響。
解決化學制藥工業汙染問題的關鍵，是采用綠色工藝，使其對環境的影響趨於最小化，從源頭上減少甚至避免汙染物的產生。
評價合成工藝路線的“綠色度”（greenness），需要從整個路線的原子經濟性、各步反應的效率和所用試劑的安全性等方面來考慮。
原子經濟性（atom economy）是綠色化學的核心概念之壹，它被定義為出現在最終產物中的原子質量和參與反應的所有起始物的原子質量的比值。
原子經濟性好的反應應該使盡量多的原料分子中的原子出現在產物分子中，其比值應趨近於100%。
二、工藝路線的選擇
（壹）工藝路線選擇的基本思路與主要方法
首先，要以上節討論的評價路線的主要技術指標為準繩，對每條路線的優勢和不足做出客觀、準確的評價；
隨後，要對各路線的優劣、利弊進行反復的比較和權衡，挑選出具有明確工業化前景的備選工藝路線；
再經過系統、嚴格的研究、論證，最後確定最優路線，用於中試或工業化生產。
工藝路線的選擇必須以技術分析為基礎，以市場分析為導向，將技術分析和市場分析緊密結合起來，以求獲得綜合成本最低的優化工藝路線。
只有這樣，才能使企業以較少的資源投入換取較多的利潤回報，帶來可觀的經濟效益；同時，為社會提供質優、價廉的醫藥產品，從而產生良好的社會效益。
（二）工藝路線選擇中的專利問題
專利（patent）是受法律規範保護的發明創造，壹項發明創造向國家審批機關提出專利申請，經依法審查合格後向專利申請人授予的在規定的時間內對該項發明創造享有的專有權。
專利權是壹種專有權，這種權利具有獨占的排他性。非專利權人要想使用他人的專利技術，必須依法征得專利權人的同意或許可。
壹個國家依照其專利法授予的專利權，僅在該國法律的管轄範圍內有效。專利權的法律保護具有時間性，專利權僅在特定的時間範圍內有效。
目前執行的《專利法》為2008年12月27日頒布的第三次修訂版。
我國專利法將專利分為三種，即發明、實用新型和外觀設計。
發明是指對產品、方法或者其改進所提出的新的技術方案，主要體現在新穎性、創造性和實用性。
在化學制藥工藝研究過程中，如果發現了明顯不同於他人專利所描述的工藝路線或工藝方法，具備新穎性、創造性和實用性等特征，可以考慮申報新工藝發明專利，保護自己的發明創造，形成自主知識產權，力爭產生經濟效益。
在某些情況下，為了規避他人專利的保護範圍，企業可能被迫去開發新的工藝路線。
開發最優工藝需要多年的時間和大量的資金投入，為了避免幫助競爭對手，幾乎所有的企業皆不願透露最優工藝相關的任何細節。