關(guān)于藥物合成中運(yùn)用綠色化學(xué)的研究

●王曉錦

關(guān)于藥物合成中運(yùn)用綠色化學(xué)的研究

●王曉錦

主要對(duì)環(huán)境保護(hù)的“潔凈性”、手性合成、原子經(jīng)濟(jì)性等綠色化學(xué)在藥物合成中的應(yīng)用進(jìn)行分析。只有加強(qiáng)藥物合成中運(yùn)用綠色化學(xué)的研究，加強(qiáng)將科學(xué)技術(shù)的雙刃性展示出來，才能讓未來的醫(yī)藥工作者得以具備高水平的專業(yè)文化知識(shí)以及科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)，確保醫(yī)藥教學(xué)的開展價(jià)值得以更好的體現(xiàn)。

藥物合成；運(yùn)用；綠色化學(xué)

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，藥物不僅僅有著眾多的品種類型，也有著極為迅猛的更新?lián)Q代的速度。在進(jìn)行藥物合成的時(shí)候，一方面藥物的合成反應(yīng)是復(fù)雜且多樣，同時(shí)，合成本身所需的原材料具有一定的危險(xiǎn)性；另一方面，這些原材料的合成效率可能只有100:1，這也就導(dǎo)致合成污染的產(chǎn)生，即廢氣、廢液以及廢物。我國自改革開放以來，一步步地在優(yōu)化對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的開展模式。就合成藥物來說，其雖然能夠帶來巨額的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，但是隨之產(chǎn)生的污染問題，也需要正確認(rèn)識(shí)，以此來杜絕污染的產(chǎn)生。針對(duì)于這樣的需求存在，“綠色合成”（greensynthesis）所得到的關(guān)注度在不斷的上升，它也可稱為“對(duì)環(huán)境友好的合成”（environmentally benign sy nthesis）。

1 綠色化學(xué)在藥物合成中的應(yīng)用分析

1.1 對(duì)環(huán)境保護(hù)的“潔凈性”認(rèn)識(shí)

在藥物合成行業(yè)，藥物的生產(chǎn)與合成離不開對(duì)有機(jī)溶劑的大量使用。因?yàn)橛袡C(jī)溶劑自身的特點(diǎn)存在，即易燃易爆易揮發(fā)以及帶有的毒性，為此綠色計(jì)劃性需要針對(duì)于這樣的現(xiàn)狀來進(jìn)行調(diào)整，確保化工生產(chǎn)的污染性能夠被最小化，同時(shí)，也讓無毒發(fā)展模式得以被落到實(shí)處。其具體的研究?jī)?nèi)容包括了：首先，近臨界及超臨界流體中，超臨界流體是目前的研究熱點(diǎn)，因?yàn)槠錈o毒、安全，使得其得以在醫(yī)藥合成行業(yè)有著極為廣泛的運(yùn)用。其次，對(duì)離子液的介質(zhì)反應(yīng)分析，因?yàn)殡x子液具有著良好的溶解性，且容易被回收利用，因此有著一定的運(yùn)用價(jià)值，但是其目前尚處于初步發(fā)展階段，還需一定時(shí)間的研究與運(yùn)用。再者，水所帶有的介質(zhì)反應(yīng)分析，由于水本身的安全性較高，運(yùn)用其進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)的操作更為簡(jiǎn)單、安全。最后，是不使用溶劑來進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)，其合成效率較高，且可供選擇材料更多，促使酶得以進(jìn)行不對(duì)稱的催化還原。

例如，Baker's酵母被上海有機(jī)化學(xué)研究所用于了羰基不對(duì)稱還原反應(yīng)中，這是對(duì)避孕藥D-18-甲基炔諾酮的合成關(guān)鍵；Zygasaccharomycesrouxii催化的甲基芐基酮可以被還原合成LY-300164，其是 Elilily 公司的研究項(xiàng)目，其目前已經(jīng)進(jìn)入到了臨床實(shí)驗(yàn)的階段。它作為能夠有效治療神經(jīng)系統(tǒng)退化的疾病，其是可用于口服的一種苯并二氮雜。在化學(xué)反應(yīng)中，酵母菌的催化使得酮體得以被立體選擇性還原，繼而得到純凈度更高的手性醇。

1.2 對(duì)手性合成的認(rèn)識(shí)

在目前的有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域中，一些相關(guān)學(xué)者將手性合成做作為了研究的重點(diǎn)。其不是不對(duì)稱的催化合成，而是通過催化劑來更為高效地對(duì)工業(yè)合成方案優(yōu)化設(shè)計(jì)，促使其得以選擇更為環(huán)保的方式，而不是單純地依賴于不對(duì)稱催化反應(yīng)?，F(xiàn)如今，其應(yīng)用的類型主要包括了兩個(gè)大類，即：對(duì)酮的不對(duì)稱還原以及對(duì)催化氫化的不對(duì)稱反應(yīng)。其中，化學(xué)教授Sharpless 便運(yùn)用烯丙醇氧化與手性欽酸醋來完成了不對(duì)稱環(huán)氧化。運(yùn)用這一合成方法所研發(fā)出來原料主要是被運(yùn)用到了抗癌藥物以及抗生素藥物的研制中去，其臨床療效是值得肯定的。由此可知手性藥物的重要性，筆者認(rèn)為，隨著手性藥物研制力度的加大和手性化學(xué)技術(shù)的不斷完善，此類藥物必將越來越多的出現(xiàn)在各種病癥的臨床治療中。

1.3 對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性的分析運(yùn)用

綠色化學(xué)中有著對(duì)原子經(jīng)濟(jì)性的著重研究。在傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)合成中，其可能會(huì)因?yàn)楹鲆暳水a(chǎn)品的生產(chǎn)廢料而一味地追求反應(yīng)效率，繼而使得原子經(jīng)濟(jì)性被廣泛地研究與運(yùn)用。其中，如布洛芬（消炎鎮(zhèn)痛藥）在進(jìn)行早期合成的時(shí)候，就是利用異丁基苯來作為原料。這個(gè)合成過程分為了6個(gè)步驟，其不僅僅有著繁雜的化學(xué)反應(yīng)過程，其本身的原子利用率也處于60%以下，這也就導(dǎo)致合成工作的生產(chǎn)成本較高且?guī)淼沫h(huán)境污染較為嚴(yán)重。后來，美國 Hoeehst-Celanese 公司與Boots公司聯(lián)合開發(fā)實(shí)現(xiàn)了通過l（-4-異丁基苯基）乙醇（IBPE）的碳化反應(yīng)合成布洛芬的工業(yè)化生產(chǎn)（稱作BHc法），僅有3步催化反應(yīng)，且原子的有效利用率接近80%，若回收副產(chǎn)物乙酸則其轉(zhuǎn)化率高達(dá)99%，布洛芬的選擇性為96%。不過，現(xiàn)階段特別是適合于工業(yè)生產(chǎn)的高“原子經(jīng)濟(jì)性”反應(yīng)比較少，還有待努力研究開發(fā)。

2 結(jié)束語

總的來說，大量的實(shí)踐研究表明，將綠色合成的概念與方法融入到現(xiàn)代藥學(xué)中是十分必要的。其不僅僅會(huì)加深對(duì)現(xiàn)代醫(yī)藥合成技術(shù)的了解水平，也能讓研究者生得以有機(jī)會(huì)成為綠色合成技術(shù)的研究者，繼而帶動(dòng)綠色合成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

（作者單位：新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院）

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