药物合成中绿色化学的应用

张小军（扬子江药业集团江苏海慈生物药业有限公司）

一、绿色化学的概念与特点

1.概念

绿色化学能够将化学反应效率全面提升，能够最大程度的将反应物转化为可再次利用的产物，该技术有着环境保护及促使生态环境更加健康等特点。绿色化学又被称为清洁化学、环境友好化学和环境无害化学，随着近年来我国化工产业的逐步发展与革新，再加之我国经济发展速度的不断提升，化工物品在为人类带来方便的同时也严重影响了环境的生态化。笔者分析有关数据得出结论，现阶段化工物品已经成为生态环境保护过程中的重要制约因素，它是世界上最大的环境污染物，是人类开展环保工作的重要阻碍，因此，化工生产绿色化学的概念营运而生，绿色化学的研究，不仅可以提高生产化工物品时的能源利用率，除此之外，该项技术也是人类保护生态环境，促使环境朝着健康方向发展的重要手段之一。

2.特点

自绿色化学技术发展以来，被化工企业所青睐，不仅被广泛应用，还得到快速发展，它是一门能降低危害人们身体健康及生态环境平衡的有害物质的技术，其主要特点表现为以下四点：第一，它所选用的绿色化工原料不会对人类身体健康和生态环境造成危害。譬如，传统生产方法中使用较高性的毒光气来生产异氰酸酯，异氰酸酯对人类的危害极大。而绿色化学技术使用CO合成异氰酸酯原料，直接通过胺羰基化完成合成，如今工业化已实现。第二，新型催化剂使化学、生物技术完美结合，使绿色合成工艺的开发成为可能，使化学合成可以在水溶液中进行或可以在温和的环境条件下进行。譬如，传统的Friedel-Crafts酰化反应（傅－克反应）[2]，三氯化铝作为被广泛应用的催化剂，是由于它本身的特性，腐蚀性强、容易水解。但是一顿酰化产物的产生，就会产生三顿酸性废弃物，使用无毒的催化剂EPZG来取代腐蚀性强、易水解的三氯化铝，与三氯化铝催化剂用量相比，催化剂量为原来的10%，对人类环境的危害只达到原来的25%。第三，不仅大大降低环境污染危害，还大大提高原材料的利用率。第四，生产低残留、低毒的绿色化学产品，被称为安全化学产品。总体来讲，绿色化学的概念及原理包括三个反应介质；手性合成、环境友好“洁净”及原子经济性。具体报告如下。

二、药物合成中绿色化学的应用分析

1.手性合成分析

手性化合物能够通过手性方式和受体互相作用，两种对映体能够通过不同方式作用并参与结果，最终导致效果的多样化现象产生，现阶段制备药物通常采取合成加工的手段，在对此类化合物合成的过程中，技术人员通过拆分其外混合物从而得到相应产品，从绿色化学角度分析可以得知，这种技术的应用会在一定程度上影响环境质量。所以，相关人员将手性合成作为有机化学研究的重要问题，手性合成就是不对称的催化合成技术，它是实现催化剂的高效和优选催化反应实用性方案和工业化方案的基础与前提。提供医药需要的关键中间体和环境友好的合成方法都是通过不对称的催化反应。目前，其应用主要分为两大类：酮的不对称还原、不对称的催化氢化（又分酶催化拆分异构体和不对称的催化氧化）。譬如，诺尔斯（美国科学家）在1968年开创了不对称催化合成手性分子的先河，最先发现手性分子，并且利用过度金属将手性分子进行氢化，并以此来获取对映体。上世纪七十年代美国某企业成功应用了不对称的催化氢化合成了L-多巴，并应用于临床治疗帕金森综合症。而不对称催化氢化也是第一个用于工业生产中，早在1980年，Sh a r p l e s s化学教授成功利用烯丙醇氧化和手性钦酸醋等完成不对称环氧化过程，由此促使了全球工业化的发展，填补了工业与实验的有机化合成空白，并最终促使其高速发展。通过该方法研制出来的化学产品已经被广泛应用于血脑血管药物、抗癌药物、抗生素及激素等药物的生产与研发中，此类药物具有较高的临床疗效，据统计分析，此类药物临床诊断疗效是传统药物的10倍以上，由此可知手性药物的重要性，笔者认为，随着手性药物研制力度的加大和手性化学技术的不断完善，此类药物的身影必将越来越多的出现在各种病症的临床治疗中。

2.环境友好的“洁净”分析

目前，有机溶剂在药物生产及合成中被大量使用，这些有机溶剂具有毒性、易燃、易爆和易挥发的特点。绿色化学遵循可持续发展观，化工生产朝无污染、无毒发展。譬如环境友好“洁净”反应介质，主要有四点：第一，近临界及超临界流体。目前研究热点较多的是超临界流体，CO2它环保、无毒使用安全便捷，在医药领域更是广泛使用。第二，离子液为介质反应。离子液的有机溶解性很好，具有无味、易分离、易回收、不燃和可循环利用的优点。但是当前发展还不成熟，有待提高。第三，水为介质反应。水的有机反应操作安全简单，且没有有机溶剂的易爆、易燃等缺点。第四，无溶剂的有机反应。具有高效率性、高选择性的优点。

总结

综上所述，近年来绿色化学已经逐步成为制药领域的先进性研发技术与生产工艺，可以想见短期内绿色合成方法必将大放异彩，为人类更好的生存带来福音。当前开发绿色合成药物的比重较小，合成药物应发展的更为快速，在具体操作过程中，技术人员必须全面掌握合成技艺，强调合成药物的实用性，重视环境保护并降低资源浪费率，从简易原料为基础不断淬炼化学分子，使合成技艺达到最理想的程度，为今后绿色化学制药技术的发展做出贡献。

[1]张炜.绿色化学简介[J].贵阳学院学报(自然科学版)，2010,1(4)：31-35.

[2]李勤.绿色化学技术及其在环境保护中的应用[J].有色矿冶，2011(05)：123-130.

[3]林国强，陈耀全，陈新滋，等.手性合成-不对称反应及其应用技术[M].北京：科学出版社，2012.