淺談化學(xué)合成藥物的綠色化與發(fā)展趨勢

[摘要]綠色化學(xué)通過使用自然能源，避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，避免排放有害物質(zhì)，并考慮節(jié)能、節(jié)省資源、減少廢棄物排放量，從根本上消除或減少環(huán)境污染。本文探討了化學(xué)合成藥物的綠色化與發(fā)展趨勢。

[關(guān)鍵詞]化學(xué)合成藥物；綠色合成；發(fā)展趨勢

一、化學(xué)合成藥物的綠色化

綠色有機合成是指采用無毒、無害的原料、催化劑和溶劑，選擇具有高選擇性、高轉(zhuǎn)化率，不生產(chǎn)或少生產(chǎn)副產(chǎn)品的對環(huán)境友好的反應(yīng)進行合成，其目的是通過新的合成反應(yīng)和方法，開發(fā)污染最低、能源消耗最少的先進合成方法，從根本上消除或減少環(huán)境污染。近年來，實現(xiàn)綠色合成的幾種可行的途徑如下：（1）使用環(huán)境友好催化劑，提高原子利用率。有機合成中，減少廢物的關(guān)鍵是提高原子利用率，所以在選擇合成途徑時，除了考慮理論產(chǎn)率外，還應(yīng)考慮和比較不同途徑的原子利用率。如二聯(lián)苯的合成，常規(guī)方法是以pdc12為催化劑，以含苯基的有機汞化合物為原料在吡啶中進行，但操作過程較為復(fù)雜，原子利用率低。若以具有高反應(yīng)活性的GaP納米晶為催化劑，就可以直接以苯為原料，一步合成得到二聯(lián)苯。（2）使用環(huán)境友好介質(zhì)，改善合成條件。傳統(tǒng)的有機合成中，有機溶劑是最常用的反應(yīng)介質(zhì)，但是有機溶劑的毒性和難以回收，又使之成為對環(huán)境有害的因素。（3）采用潔凈的有機電合成。電化學(xué)過程是潔凈技術(shù)的重要組成。由于電解一般無需使用危險或者有毒試劑，且通常在常溫、常壓下進行，所以在綠色合成中獨具魅力。例如，實現(xiàn)自由基環(huán)化反應(yīng)，常規(guī)的方法是使用過量的三丁基錫烷，過程中存在的問題是原子利用率低、使用和產(chǎn)生著有毒的錫試劑。利用天然、無毒、手性的維生素Ｂ12為催化劑，進行催化反應(yīng)，可在溫和、中性條件下完成。（4）運用高效的多步合成技術(shù)。在藥物的合成中，往往涉及分離中間體的多步驟反應(yīng)。為實現(xiàn)綠色合成，研究發(fā)展的串聯(lián)反應(yīng)是非常有效的。串聯(lián)反應(yīng)包括有一瓶多步串聯(lián)和一瓶多組分串聯(lián)。前者是仿照生物體內(nèi)的多步鏈鎖式反應(yīng)，使反應(yīng)在同一反應(yīng)器內(nèi)從原料到產(chǎn)物的多個步驟連續(xù)進行，無需分離出中間體，又不產(chǎn)生相應(yīng)的廢棄物。后者是涉及至少3種不同原料的反應(yīng)于同一反應(yīng)器中進行，而每步反應(yīng)都是下步反應(yīng)所必需的，而且原料分子的主體部分都融進到最終產(chǎn)物中，是一類高效的合成方法。

二、化學(xué)合成藥物發(fā)展趨勢

（1） 從藥用植物中發(fā)現(xiàn)新的先導(dǎo)化合物并進行結(jié)構(gòu)修飾、發(fā)明新藥，是21世紀(jì)合成新藥研究的重要部分。尤其是由于細(xì)胞及分子水平的活性篩選方法的常規(guī)化和分離技術(shù)的精巧化，有可能從植物中發(fā)現(xiàn)極微量的新的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型。同時，通過現(xiàn)代的篩選模型重新發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)已經(jīng)篩選過的植物化學(xué)成分的新用途，也為合成新藥研究提供了更多的成功機會。（2）從天然來源發(fā)現(xiàn)新結(jié)構(gòu)類型抗生素已經(jīng)很困難，微生物對抗生素的耐藥性的增加，不合理的使用抗生素，使得一種抗生素的使用壽命愈來愈短。這種情況促使半合成及全合成抗生素在21世紀(jì)會得到特別發(fā)展。（3）組合化學(xué)技術(shù)應(yīng)用到獲得新化合物分子上，是仿生學(xué)的一種發(fā)展。它將一些基本小分子裝配成不同的組合，從而建立起具有大量化合物的化學(xué)分子庫，再結(jié)合高通量篩選來尋找到一些具有活性的先導(dǎo)化合物。（4）有機化合物仍然是21世紀(jì)合成藥物最重要的來源。化學(xué)合成藥物仍然是最有效、最常用、最大量及最重要的治療藥物。當(dāng)今世界大制藥公司新藥研究的主題仍是化學(xué)合成藥物。（5）20世紀(jì)六七十年代，儀器分析（光譜、色譜）學(xué)科的逐漸形成，加快了化學(xué)合成藥物開發(fā)的速度。進入21世紀(jì)，一批帶有高級計算機儀器的發(fā)明，分離、分析手段的不斷提高，特別是分析方法進一步的微量化等將使化學(xué)合成藥物的質(zhì)量更加提高，開發(fā)速度也會進一步加快。（6）藥理學(xué)進一步分枝化為分子藥理學(xué)、生化藥理學(xué)、免疫藥理學(xué)、受體藥理學(xué)等，使化學(xué)合成藥物的有效藥理表現(xiàn)更加具有特異性。21世紀(jì)，化學(xué)合成藥物會緊密地推動藥理學(xué)科的發(fā)展，藥理學(xué)的進展又會促進化學(xué)合成藥物向更加具有專一性的方向發(fā)展，使其不但具有更好的藥效，毒副作用也會更加減少。（7）利用計算機進行合理藥物設(shè)計的新藥研究和開發(fā)，展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。21世紀(jì)，酶、受體、蛋白的三維空間結(jié)構(gòu)會一個一個地被闡明的，這給利用已闡明這些“生物靶點”進行合理藥物設(shè)計，從而開發(fā)出新的化學(xué)合成藥物奠定了堅實的基礎(chǔ)。（8）防治心腦血管疾病、癌癥、病毒及艾滋病、老年性疾病、免疫及遺傳性等重要疾病的合成藥物是21世紀(jì)重點需要開發(fā)的新藥。（9）分子生物學(xué)技術(shù)的突飛猛進、人類基因組學(xué)的研究成就，將對臨床用藥產(chǎn)生重大影響，不但會有助于發(fā)現(xiàn)一類新型微量內(nèi)源性物質(zhì)，如活性蛋白、細(xì)胞因子等藥物，也為化學(xué)合成藥物研究特別是提供新的作用靶點奠定了重要的基礎(chǔ)。

綜上，藥物的綠色合成作為新的科學(xué)前沿已逐步形成，但真正發(fā)展還需對常規(guī)的有機合成進行不斷的改革和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]劉學(xué)，史俊，綠色合成的研究與進展[J]．遼寧化工．2006（1）

[2]伍光輝，汪友明．綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展[J]．池州師專學(xué)報．2003（5）