張小軍(揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)江蘇海慈生物藥業(yè)有限公司)
綠色化學(xué)能夠?qū)⒒瘜W(xué)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(hù)及促使生態(tài)環(huán)境更加健康等特點(diǎn)。綠色化學(xué)又被稱(chēng)為清潔化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)和環(huán)境無(wú)害化學(xué),隨著近年來(lái)我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的逐步發(fā)展與革新,再加之我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升,化工物品在為人類(lèi)帶來(lái)方便的同時(shí)也嚴(yán)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(hù)過(guò)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(lèi)開(kāi)展環(huán)保工作的重要阻礙,因此,化工生產(chǎn)綠色化學(xué)的概念營(yíng)運(yùn)而生,綠色化學(xué)的研究,不僅可以提高生產(chǎn)化工物品時(shí)的能源利用率,除此之外,該項(xiàng)技術(shù)也是人類(lèi)保護(hù)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。
自綠色化學(xué)技術(shù)發(fā)展以來(lái),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(mén)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(diǎn)表現(xiàn)為以下四點(diǎn):第一,它所選用的綠色化工原料不會(huì)對(duì)人類(lèi)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(lái)生產(chǎn)異氰酸酯,異氰酸酯對(duì)人類(lèi)的危害極大。而綠色化學(xué)技術(shù)使用CO合成異氰酸酯原料,直接通過(guò)胺羰基化完成合成,如今工業(yè)化已實(shí)現(xiàn)。第二,新型催化劑使化學(xué)、生物技術(shù)完美結(jié)合,使綠色合成工藝的開(kāi)發(fā)成為可能,使化學(xué)合成可以在水溶液中進(jìn)行或可以在溫和的環(huán)境條件下進(jìn)行。譬如,傳統(tǒng)的Friedel-Crafts?;磻?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(qiáng)、容易水解。但是一頓酰化產(chǎn)物的產(chǎn)生,就會(huì)產(chǎn)生三頓酸性廢棄物,使用無(wú)毒的催化劑EPZG來(lái)取代腐蝕性強(qiáng)、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(lái)的10%,對(duì)人類(lèi)環(huán)境的危害只達(dá)到原來(lái)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(xué)產(chǎn)品,被稱(chēng)為安全化學(xué)產(chǎn)品??傮w來(lái)講,綠色化學(xué)的概念及原理包括三個(gè)反應(yīng)介質(zhì);手性合成、環(huán)境友好“潔凈”及原子經(jīng)濟(jì)性。具體報(bào)告如下。
手性化合物能夠通過(guò)手性方式和受體互相作用,兩種對(duì)映體能夠通過(guò)不同方式作用并參與結(jié)果,最終導(dǎo)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(duì)此類(lèi)化合物合成的過(guò)程中,技術(shù)人員通過(guò)拆分其外混合物從而得到相應(yīng)產(chǎn)品,從綠色化學(xué)角度分析可以得知,這種技術(shù)的應(yīng)用會(huì)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(jī)化學(xué)研究的重要問(wèn)題,手性合成就是不對(duì)稱(chēng)的催化合成技術(shù),它是實(shí)現(xiàn)催化劑的高效和優(yōu)選催化反應(yīng)實(shí)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(guò)不對(duì)稱(chēng)的催化反應(yīng)。目前,其應(yīng)用主要分為兩大類(lèi):酮的不對(duì)稱(chēng)還原、不對(duì)稱(chēng)的催化氫化(又分酶催化拆分異構(gòu)體和不對(duì)稱(chēng)的催化氧化)。譬如,諾爾斯(美國(guó)科學(xué)家)在1968年開(kāi)創(chuàng)了不對(duì)稱(chēng)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(guò)度金屬將手性分子進(jìn)行氫化,并以此來(lái)獲取對(duì)映體。上世紀(jì)七十年代美國(guó)某企業(yè)成功應(yīng)用了不對(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)催化氫化也是第一個(gè)用于工業(yè)生產(chǎn)中,早在1980年,Sh a r p l e s s化學(xué)教授成功利用烯丙醇氧化和手性欽酸醋等完成不對(duì)稱(chēng)環(huán)氧化過(guò)程,由此促使了全球工業(yè)化的發(fā)展,填補(bǔ)了工業(yè)與實(shí)驗(yàn)的有機(jī)化合成空白,并最終促使其高速發(fā)展。通過(guò)該方法研制出來(lái)的化學(xué)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(lèi)藥物具有較高的臨床療效,據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,此類(lèi)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(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(lèi)藥物的身影必將越來(lái)越多的出現(xiàn)在各種病癥的臨床治療中。
目前,有機(jī)溶劑在藥物生產(chǎn)及合成中被大量使用,這些有機(jī)溶劑具有毒性、易燃、易爆和易揮發(fā)的特點(diǎn)。綠色化學(xué)遵循可持續(xù)發(fā)展觀,化工生產(chǎn)朝無(wú)污染、無(wú)毒發(fā)展。譬如環(huán)境友好“潔凈”反應(yīng)介質(zhì),主要有四點(diǎn):第一,近臨界及超臨界流體。目前研究熱點(diǎn)較多的是超臨界流體,CO2它環(huán)保、無(wú)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(jī)溶解性很好,具有無(wú)味、易分離、易回收、不燃和可循環(huán)利用的優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)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(jī)反應(yīng)操作安全簡(jiǎn)單,且沒(méi)有有機(jī)溶劑的易爆、易燃等缺點(diǎn)。第四,無(wú)溶劑的有機(jī)反應(yīng)。具有高效率性、高選擇性的優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述,近年來(lái)綠色化學(xué)已經(jīng)逐步成為制藥領(lǐng)域的先進(jìn)性研發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)工藝,可以想見(jiàn)短期內(nèi)綠色合成方法必將大放異彩,為人類(lèi)更好的生存帶來(lái)福音。當(dāng)前開(kāi)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(guò)程中,技術(shù)人員必須全面掌握合成技藝,強(qiáng)調(diào)合成藥物的實(shí)用性,重視環(huán)境保護(hù)并降低資源浪費(fèi)率,從簡(jiǎn)易原料為基礎(chǔ)不斷淬煉化學(xué)分子,使合成技藝達(dá)到最理想的程度,為今后綠色化學(xué)制藥技術(shù)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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