浅谈化学合成药物的绿色化与发展趋势

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[摘要]绿色化学通过使用自然能源，避免给环境造成负担，避免排放有害物质，并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量，从根本上消除或减少环境污染。本文探讨了化学合成药物的绿色化与发展趋势。

[关键词]化学合成药物；绿色合成；发展趋势

一、化学合成药物的绿色化

绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂，选择具有高选择性、高转化率，不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成，其目的是通过新的合成反应和方法，开发污染最低、能源消耗最少的先进合成方法，从根本上消除或减少环境污染。近年来，实现绿色合成的几种可行的途径如下：（1）使用环境友好催化剂，提高原子利用率。有机合成中，减少废物的关键是提高原子利用率，所以在选择合成途径时，除了考虑理论产率外，还应考虑和比较不同途径的原子利用率。如二联苯的合成，常规方法是以pdc12为催化剂，以含苯基的有机汞化合物为原料在吡啶中进行，但操作过程较为复杂，原子利用率低。若以具有高反应活性的GaP纳米晶为催化剂，就可以直接以苯为原料，一步合成得到二联苯。（2）使用环境友好介质，改善合成条件。传统的有机合成中，有机溶剂是最常用的反应介质，但是有机溶剂的毒性和难以回收，又使之成为对环境有害的因素。（3）采用洁净的有机电合成。电化学过程是洁净技术的重要组成。由于电解一般无需使用危险或者有毒试剂，且通常在常温、常压下进行，所以在绿色合成中独具魅力。例如，实现自由基环化反应，常规的方法是使用过量的三丁基锡烷，过程中存在的问题是原子利用率低、使用和产生着有毒的锡试剂。利用天然、无毒、手性的维生素Ｂ12为催化剂，进行催化反应，可在温和、中性条件下完成。（4）运用高效的多步合成技术。在药物的合成中，往往涉及分离中间体的多步骤反应。为实现绿色合成，研究发展的串联反应是非常有效的。串联反应包括有一瓶多步串联和一瓶多组分串联。前者是仿照生物体内的多步链锁式反应，使反应在同一反应器内从原料到产物的多个步骤连续进行，无需分离出中间体，又不产生相应的废弃物。后者是涉及至少3种不同原料的反应于同一反应器中进行，而每步反应都是下步反应所必需的，而且原料分子的主体部分都融进到最终产物中，是一类高效的合成方法。

二、化学合成药物发展趋势

（1） 从药用植物中发现新的先导化合物并进行结构修饰、发明新药，是21世纪合成新药研究的重要部分。尤其是由于细胞及分子水平的活性筛选方法的常规化和分离技术的精巧化，有可能从植物中发现极微量的新的化学结构类型。同时，通过现代的筛选模型重新发现20世纪已经筛选过的植物化学成分的新用途，也为合成新药研究提供了更多的成功机会。（2）从天然来源发现新结构类型抗生素已经很困难，微生物对抗生素的耐药性的增加，不合理的使用抗生素，使得一种抗生素的使用寿命愈来愈短。这种情况促使半合成及全合成抗生素在21世纪会得到特别发展。（3）组合化学技术应用到获得新化合物分子上，是仿生学的一种发展。它将一些基本小分子装配成不同的组合，从而建立起具有大量化合物的化学分子库，再结合高通量筛选来寻找到一些具有活性的先导化合物。（4）有机化合物仍然是21世纪合成药物最重要的来源。化学合成药物仍然是最有效、最常用、最大量及最重要的治疗药物。当今世界大制药公司新药研究的主题仍是化学合成药物。（5）20世纪六七十年代，仪器分析（光谱、色谱）学科的逐渐形成，加快了化学合成药物开发的速度。进入21世纪，一批带有高级计算机仪器的发明，分离、分析手段的不断提高，特别是分析方法进一步的微量化等将使化学合成药物的质量更加提高，开发速度也会进一步加快。（6）药理学进一步分枝化为分子药理学、生化药理学、免疫药理学、受体药理学等，使化学合成药物的有效药理表现更加具有特异性。21世纪，化学合成药物会紧密地推动药理学科的发展，药理学的进展又会促进化学合成药物向更加具有专一性的方向发展，使其不但具有更好的药效，毒副作用也会更加减少。（7）利用计算机进行合理药物设计的新药研究和开发，展现出良好的发展前景。21世纪，酶、受体、蛋白的三维空间结构会一个一个地被阐明的，这给利用已阐明这些“生物靶点”进行合理药物设计，从而开发出新的化学合成药物奠定了坚实的基础。（8）防治心脑血管疾病、癌症、病毒及艾滋病、老年性疾病、免疫及遗传性等重要疾病的合成药物是21世纪重点需要开发的新药。（9）分子生物学技术的突飞猛进、人类基因组学的研究成就，将对临床用药产生重大影响，不但会有助于发现一类新型微量内源性物质，如活性蛋白、细胞因子等药物，也为化学合成药物研究特别是提供新的作用靶点奠定了重要的基础。

综上，药物的绿色合成作为新的科学前沿已逐步形成，但真正发展还需对常规的有机合成进行不断的改革和创新。

参考文献

[1]刘学，史俊，绿色合成的研究与进展[J]．辽宁化工．2006（1）

[2]伍光辉，汪友明．绿色化学与可持续发展[J]．池州师专学报．2003（5）