工艺优化的基础是对反应机理的理解，在此基础上对各步反应做出充分、合理的杂质分析才能高效的完成工艺优化工作。杂质研究的一般流程分为四步：建立分析方法、杂质分析、杂质制备、杂质鉴定。
分析方法的建立
分析方法是对于工艺开发的全过程都是基础，尤其在杂质研究的过程中更是起到“眼睛”和“标尺”的作用，所以开发稳定、可靠、精确的分析方法就是关键中的关键。一般常用到的色谱法有TLC、HPLC、GC等等，其中使用频率最高的是HPLC，那么下面就以HPLC为例进行说明。主要分为以下几个方面：
为了能开发出准确的分析方法供杂质研究使用，工艺人员最好能提供反应液、粗品、结晶母液等杂质含量高、杂质数量多的样品作为供试品，杂质研究中最好使用二极管阵列检测器。
反应机理分析
结合文献、药典、专利等信息，对每一步反应的反应机理进行分析，推测可能的副反应和可能产生的杂质，初步推测反应的关键参数及在参数的变化下会引起的杂质变化。例如反应：
分析机理为：
这样很明显可以看出B在其中起到的是催化剂的作用，过程中会生成哪些杂质、需要研究哪些杂质就一目了然，接下来只是需要通过实验进行证实和确认需要进行主要研究的杂质。
关键参数对杂质的影响
之所以称之为关键参数，是因为这些参数超出范围的变化不仅会引起单独步骤杂质体系的改变，更重要的是会影响API杂质谱的变化，从而改变产品质量。一般来讲影响最大的因素有：温度、溶剂类型、物料配比、pH值等。
温度：温度对于副产物的生成在一般反应中是影响较大的。可以通过文献或者专利获得中间反应温度的数据，分别在设置低温和高温两个温度，每个温度之间最好有25度的温差范围，这样能更加全面的判断温度的变化对杂质谱带来的影响。
溶剂：一方面反应对溶剂极性的依赖性会对反应中杂质的变化带来影响；另一方面，溶剂本身就是杂质的一部分，因此尽量选择限度较宽的二、三类溶剂进行反应。一定避免选择向石油醚这样的混合溶剂，否则会给溶剂残留限度的制定带来很大的麻烦。
物料配比：同样也可以设计三个范围较宽的不同比例，结合加料方式来考察此参数对反应杂质变化的影响。
pH值：反应受体系酸碱性影响大，也应该考察在酸、中、碱性条件下的反应情况考察杂质
的变化。
杂质制备
在确定了杂质之后，就需要得到杂质对反应的杂质限度进行确定，因此杂质的制备就是必不可少的，杂质制备的方式如下：
1、利用与主反应相同的反应，通过不同起始物料制备所需杂质。此种杂质多为起始物料中杂质通过与主反应相同反应生成的杂质；
2、通过改变反应条件制备目标杂质。此种杂质多为参数超范围引起的副反应生成的杂质；
3、制备液相制备目标杂质。多可通过母液富集，之后再通过制备液相进行分离获得；
4、定向合成目标杂质。通过重新设计的合成路线制备目标杂质，此种杂质一般在体系中难以祛除，容易超限度，并且副反应生成量也较少；
5、当然不可以少了最直接获得杂质的途径，那就是购买。
杂质鉴定
初步的杂质确认可以按照递进法进行确认。首先研究起始物料中的杂质情况，这就需要起始物料供应商提供简要的合成路线及生产工艺；反应中间体要选择那些杂质个数多、含量较高的样品去检查，前文提到这些样品有反应液、粗品等；获得的中间体不要经过纯化，直接进行下面的反应，考察已有杂质的变化和新杂质的生成情况。通过LC-MS和GC-MS等手段对杂质进行初步的鉴定，在制备获得目标杂质后，通过核磁及质谱对其进行最终的结构鉴定。
药事纵横是一个开放，由自愿者组成的团体，现有成员14名，分别为Voyager88，雷诺岛，三分话，Herman，Mzwinsunny，文竹，duke，巉巉之石，蓝色枫叶，ISAL，海角边，冯姝婷，yhqqqqq，陈小牛，欢迎有志之士加入我们团队。投稿、加专业微信群【合成、制剂、分析、注册、BD、一致性评价】请加微信442015666，QQ群：22711855/22711679（限加一个）
