藥物合成中綠色化學的應(yīng)用

張小軍（揚子江藥業(yè)集團江蘇海慈生物藥業(yè)有限公司）

一、綠色化學的概念與特點

1.概念

綠色化學能夠?qū)⒒瘜W反應(yīng)效率全面提升，能夠最大程度的將反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為可再次利用的產(chǎn)物，該技術(shù)有著環(huán)境保護及促使生態(tài)環(huán)境更加健康等特點。綠色化學又被稱為清潔化學、環(huán)境友好化學和環(huán)境無害化學，隨著近年來我國化工產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展與革新，再加之我國經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷提升，化工物品在為人類帶來方便的同時也嚴重影響了環(huán)境的生態(tài)化。筆者分析有關(guān)數(shù)據(jù)得出結(jié)論，現(xiàn)階段化工物品已經(jīng)成為生態(tài)環(huán)境保護過程中的重要制約因素，它是世界上最大的環(huán)境污染物，是人類開展環(huán)保工作的重要阻礙，因此，化工生產(chǎn)綠色化學的概念營運而生，綠色化學的研究，不僅可以提高生產(chǎn)化工物品時的能源利用率，除此之外，該項技術(shù)也是人類保護生態(tài)環(huán)境，促使環(huán)境朝著健康方向發(fā)展的重要手段之一。

2.特點

自綠色化學技術(shù)發(fā)展以來，被化工企業(yè)所青睞，不僅被廣泛應(yīng)用，還得到快速發(fā)展，它是一門能降低危害人們身體健康及生態(tài)環(huán)境平衡的有害物質(zhì)的技術(shù)，其主要特點表現(xiàn)為以下四點：第一，它所選用的綠色化工原料不會對人類身體健康和生態(tài)環(huán)境造成危害。譬如，傳統(tǒng)生產(chǎn)方法中使用較高性的毒光氣來生產(chǎn)異氰酸酯，異氰酸酯對人類的危害極大。而綠色化學技術(shù)使用CO合成異氰酸酯原料，直接通過胺羰基化完成合成，如今工業(yè)化已實現(xiàn)。第二，新型催化劑使化學、生物技術(shù)完美結(jié)合，使綠色合成工藝的開發(fā)成為可能，使化學合成可以在水溶液中進行或可以在溫和的環(huán)境條件下進行。譬如，傳統(tǒng)的Friedel-Crafts酰化反應(yīng)（傅－克反應(yīng)）[2]，三氯化鋁作為被廣泛應(yīng)用的催化劑，是由于它本身的特性，腐蝕性強、容易水解。但是一頓?；a(chǎn)物的產(chǎn)生，就會產(chǎn)生三頓酸性廢棄物，使用無毒的催化劑EPZG來取代腐蝕性強、易水解的三氯化鋁，與三氯化鋁催化劑用量相比，催化劑量為原來的10%，對人類環(huán)境的危害只達到原來的25%。第三，不僅大大降低環(huán)境污染危害，還大大提高原材料的利用率。第四，生產(chǎn)低殘留、低毒的綠色化學產(chǎn)品，被稱為安全化學產(chǎn)品?？傮w來講，綠色化學的概念及原理包括三個反應(yīng)介質(zhì)；手性合成、環(huán)境友好“潔凈”及原子經(jīng)濟性。具體報告如下。

二、藥物合成中綠色化學的應(yīng)用分析

1.手性合成分析

手性化合物能夠通過手性方式和受體互相作用，兩種對映體能夠通過不同方式作用并參與結(jié)果，最終導致效果的多樣化現(xiàn)象產(chǎn)生，現(xiàn)階段制備藥物通常采取合成加工的手段，在對此類化合物合成的過程中，技術(shù)人員通過拆分其外混合物從而得到相應(yīng)產(chǎn)品，從綠色化學角度分析可以得知，這種技術(shù)的應(yīng)用會在一定程度上影響環(huán)境質(zhì)量。所以，相關(guān)人員將手性合成作為有機化學研究的重要問題，手性合成就是不對稱的催化合成技術(shù)，它是實現(xiàn)催化劑的高效和優(yōu)選催化反應(yīng)實用性方案和工業(yè)化方案的基礎(chǔ)與前提。提供醫(yī)藥需要的關(guān)鍵中間體和環(huán)境友好的合成方法都是通過不對稱的催化反應(yīng)。目前，其應(yīng)用主要分為兩大類：酮的不對稱還原、不對稱的催化氫化（又分酶催化拆分異構(gòu)體和不對稱的催化氧化）。譬如，諾爾斯（美國科學家）在1968年開創(chuàng)了不對稱催化合成手性分子的先河，最先發(fā)現(xiàn)手性分子，并且利用過度金屬將手性分子進行氫化，并以此來獲取對映體。上世紀七十年代美國某企業(yè)成功應(yīng)用了不對稱的催化氫化合成了L-多巴，并應(yīng)用于臨床治療帕金森綜合癥。而不對稱催化氫化也是第一個用于工業(yè)生產(chǎn)中，早在1980年，Sh a r p l e s s化學教授成功利用烯丙醇氧化和手性欽酸醋等完成不對稱環(huán)氧化過程，由此促使了全球工業(yè)化的發(fā)展，填補了工業(yè)與實驗的有機化合成空白，并最終促使其高速發(fā)展。通過該方法研制出來的化學產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于血腦血管藥物、抗癌藥物、抗生素及激素等藥物的生產(chǎn)與研發(fā)中，此類藥物具有較高的臨床療效，據(jù)統(tǒng)計分析，此類藥物臨床診斷療效是傳統(tǒng)藥物的10倍以上，由此可知手性藥物的重要性，筆者認為，隨著手性藥物研制力度的加大和手性化學技術(shù)的不斷完善，此類藥物的身影必將越來越多的出現(xiàn)在各種病癥的臨床治療中。

2.環(huán)境友好的“潔凈”分析

目前，有機溶劑在藥物生產(chǎn)及合成中被大量使用，這些有機溶劑具有毒性、易燃、易爆和易揮發(fā)的特點。綠色化學遵循可持續(xù)發(fā)展觀，化工生產(chǎn)朝無污染、無毒發(fā)展。譬如環(huán)境友好“潔凈”反應(yīng)介質(zhì)，主要有四點：第一，近臨界及超臨界流體。目前研究熱點較多的是超臨界流體，CO2它環(huán)保、無毒使用安全便捷，在醫(yī)藥領(lǐng)域更是廣泛使用。第二，離子液為介質(zhì)反應(yīng)。離子液的有機溶解性很好，具有無味、易分離、易回收、不燃和可循環(huán)利用的優(yōu)點。但是當前發(fā)展還不成熟，有待提高。第三，水為介質(zhì)反應(yīng)。水的有機反應(yīng)操作安全簡單，且沒有有機溶劑的易爆、易燃等缺點。第四，無溶劑的有機反應(yīng)。具有高效率性、高選擇性的優(yōu)點。

總結(jié)

綜上所述，近年來綠色化學已經(jīng)逐步成為制藥領(lǐng)域的先進性研發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)工藝，可以想見短期內(nèi)綠色合成方法必將大放異彩，為人類更好的生存帶來福音。當前開發(fā)綠色合成藥物的比重較小，合成藥物應(yīng)發(fā)展的更為快速，在具體操作過程中，技術(shù)人員必須全面掌握合成技藝，強調(diào)合成藥物的實用性，重視環(huán)境保護并降低資源浪費率，從簡易原料為基礎(chǔ)不斷淬煉化學分子，使合成技藝達到最理想的程度，為今后綠色化學制藥技術(shù)的發(fā)展做出貢獻。

[1]張煒.綠色化學簡介[J].貴陽學院學報(自然科學版)，2010,1(4)：31-35.

[2]李勤.綠色化學技術(shù)及其在環(huán)境保護中的應(yīng)用[J].有色礦冶，2011(05)：123-130.

[3]林國強，陳耀全，陳新滋，等.手性合成-不對稱反應(yīng)及其應(yīng)用技術(shù)[M].北京：科學出版社，2012.