張小軍(揚子江藥業(yè)集團江蘇海慈生物藥業(yè)有限公司)
綠色化學能夠將化學反應效率全面提升,能夠最大程度的將反應物轉化為可再次利用的產(chǎn)物,該技術有著環(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。筆者分析有關數(shù)據(jù)得出結論,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。
自綠色化學技術發(fā)展以來,被化工企業(yè)所青睞,不僅被廣泛應用,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)境平衡的有害物質的技術,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、生物技術完美結合,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?;磻ǜ担朔磻2],三氯化鋁作為被廣泛應用的催化劑,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介質;手性合成、環(huán)境友好“潔凈”及原子經(jīng)濟性。具體報告如下。
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,技術人員通過拆分其外混合物從而得到相應產(chǎn)品,從綠色化學角度分析可以得知,這種技術的應用會在一定程度上影響環(huán)境質量。所以,相關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,它是實現(xiàn)催化劑的高效和優(yōu)選催化反應實用性方案和工業(yè)化方案的基礎與前提。提供醫(yī)藥需要的關鍵中間體和環(huán)境友好的合成方法都是通過不對稱的催化反應。目前,其應用主要分為兩大類: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)成功應用了不對稱的催化氫化合成了L-多巴,并應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。
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”反應介質,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)藥領域更是廣泛使用。第二,離子液為介質反應。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,水為介質反應。水的有機反應操作安全簡單,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。具有高效率性、高選擇性的優(yōu)點。
綜上所述,近年來綠色化學已經(jīng)逐步成為制藥領域的先進性研發(fā)技術與生產(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,合成藥物應發(fā)展的更為快速,在具體操作過程中,技術人員必須全面掌握合成技藝,強調合成藥物的實用性,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的發(fā)展做出貢獻。
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