微波技術在化學藥物合成中的應用

張蘭芳

【摘 要】近年來，隨著科學技術水平的不斷提升，微波技術作為一種新型技術，能夠直接對化學反應物進行輻射，實現化學反應速度的提升，加快了研發效率，同時具有綠色環保、科學快捷的優勢，使得其在藥物合成領域，呈現出較為廣泛的應用。本文從微波化學與應用領域、微波輔助有機合成、微波技術在化學藥物合成中的應用三方面進行了闡述分析，希望能夠促進微波技術在化學藥物合成領域的應用，提升化學藥物合成的水平。

【關鍵詞】微波技術;化學藥物合成;應用

中圖分類號： TQ460.6文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）30-0217-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.111

Application of Microwave Technology in Chemical Drug Synthesis

ZHANG Lan-fang

（Wuxi health vocational and technical school， Wuxi Jiangsu 214000， China）

【Abstract】In recent years， with the development of science and technology， Microwave technology as a new technology， It can radiate chemical reactants directly，Achieving the improvement of chemical reaction speed and accelerating the efficiency of R&D，At the same time， it has the advantages of green environmental protection， scientific and fast，It has been widely used in the field of drug synthesis。In this paper， microwave chemistry and its applications are reviewed、Microwave-assisted organic synthesis、The application of microwave technology in the synthesis of chemical drugs is described and analyzed in three aspects，It is hoped that the application of microwave technology in the field of chemical drug synthesis will be promoted，Improve the level of chemical drug synthesis.

【Key words】Microwave technology; Chemical drug synthesis; Application

0 引言

微波是由電場與磁場共同作用的結果，對于低能電磁輻射，包括無線電、微波以及TV[1]。微波則指的是頻率在300MHz到300GHz之間，同時波長在1mm到1m之間的電磁波，在具體的應用中，為了防止與國防應用與通訊產生干擾，工業上所使用的微波主要包括四個頻段，即433.92MHz、915MHz、2375MHz以及2450MHz等等。微波與X射線和y射線存在一定的區別，對于非離子化的微波來說，能夠推動原子在分子中產生運動，但是其所進行的運動，并不會產生化學反應[2]。對于微波來說，具有穿透、反射以及吸收等特效，使得其在各行業中的應用更加廣泛，與此同時，其所體現出來的特殊微波效應、熱效應以及非熱微波效應三大效應，能夠在食品加工、污水處理以及化學合成等方面發揮功效。

1 微波化學與應用領域

1992年10月，標志著微波化學正式出現的第一屆世界微波化學大會，在荷蘭的布魯克倫召開，由此開始，微波化學成了人們研究的重要領域，同時在會上也進行了諸多研究成果的展示，比如微波加熱的溫度控制、微波化學的基礎理論研究、微波場中的催化反應以及微波環境中的溫度測試等等。就目前制藥業的發展來看，如何提升產品的研發效率，實現產品產業化，為患者提供高質量藥品的同時，降低生產成本，已經成了諸多企業關注的焦點[3]。對于中成藥來說，關鍵指標包括多方面，即能耗、提取率以及有效成本含量，而在發揮出微波輔助技術的優勢之后，能夠實現相關指標的顯著提升。在受控條件下開展的微博輔助加熱有機合成法，已經成了藥物研發以及藥物化學中的重要技術，能夠實現反應時間的大幅縮短，從幾天縮短到幾分鐘，甚至是幾秒鐘，同時快速地進行反應參數的測定，實現目標化學反應的優化[4]。微波合成法的應用，將反應時間從幾個小時甚至幾天，大大縮短到了幾分鐘，同時能夠對副反應進行跟蹤優化，為產率與純度的提升提供了可靠的保障，這就使得其在學術界以及工業界的應用十分廣泛，為新化學實體的高效合成提供了便利的條件。

2 微波輔助有機合成

2.1 微波化學

微波化學作為一種交叉學科，是建立在微波理論與化學兩大學科的基礎之上，在將微波的優勢發揮出來之后，對化學反應進行推動，在實現化學反應速度加快的基礎上，對化學反應的產物進行改變。對于這一理論來說，是建立在微波理論的基礎之上，通過借助微波的優勢，對介質進行加熱處理，從而實現化學鍵的變化，對相應的活化能進行改變，達到加速化學反應速度的目的，或者是通過產生新的化學反應，推動新產物的產生。在這一理論的研究中，其應用范圍已經得到了很大的提升，包括有機、無機等等領域，都獲得了完美的應用[5]。

2.2 微波的三大效應

2.2.1 熱效應

化學反應速度的提升，需要依靠單純的熱/動力學，通過在微波場內進行極性物質的照射，能夠迅速地提升反應溫度，為各項化學反應的進行提供便利的條件，縮短化學反應的時間。

2.2.2 特殊微波效應

對于微波化學所體現出來的特殊微波效應來說，從根本上來看，同樣是一種熱效應，在微波的作用下，溶劑會受到多方面因素的影響，從而造成溶劑沸騰的整體溫度的變化，這些影響因素多種多樣，包括電場分布、物料流動等等，而在溶劑當中加入沸石，或者是對溶劑進行攪拌之后，能夠使得溶劑所呈現出來的過熱現象消除。在進行微波加熱的時候，整個液體內部都會存在能量縫補，但是對于器壁的表面來說，受熱情況比較有限，這就使得其溫度要在液體溫度以下。而對于傳統的加熱實驗來說，一些對于溫度敏感的物質，如果在熱熔器中停留較長時間，則會出現分解的局面，而在消除反應器表面高溫之后，其自身的催化劑壽命會產生變化，進而導致微波加熱反應產生相應的變化，使得其相較于傳統加熱方式來說，體現出來更多的優勢[6]。除此之外，在進行微波介質加熱的過程中，能夠實現整體加熱，通過借助微波獨有的特點，對反應化合物進行迅速而均勻的加熱。

2.2.3 非熱微波效應

對于大多數的非熱效應來說，都是來源于電場與反應介質中特殊分子之間的相互作用，但是目前對于電場存在引起的偶極分子定效效應，使得阿倫尼烏斯方程的指前因子A或者活化能產生變化這一觀點還存在著一定的質疑。與此同時，在極性反應中同樣存在一些類似的效應，這是因為在極性反應中，基態到過渡態轉化中，極性會大大增加，同時在活化能降低的情況下，實現了反應效應的增強。而從目前大多數研究成果來看，微波加熱的能效相對較小，這就使得其無法激發分子進入到高能級中，同時微波加熱化學反應的實驗以及檢測手段還存在許多的不足之處，因此在進行動力學數據測定的過程中，無法像傳統加熱反應中保持精確度[7]。

3 微波技術在化學藥物合成中的應用

目前，在新藥研發先導化合物的優化以及藥物化學發展方面，還存在著一定的瓶頸。因此，這就需要將微波技術應用于化學藥物合成中，更好地提升藥物合成的水平。在目前的藥物化學新藥研發中，受控條件下的微波輔助加熱法已經成了一項比較廣泛的應用技術，能夠顯著的縮短反應時間，將一旦長達幾小時甚至數天的時間，縮短到幾分鐘，從而快速地獲取相應的反應參數，為目標化學反應的優化提供可靠的保障[8]。在藥物化學中，所需要解決的主要問題主要集中在基礎生物學以及臨床，因此大部分的制藥公司已經將微波合成作為了化學項目中的重要方式，為藥物合成研究做出了巨大的貢獻。

4 結語

微波所體現出的吸收、反射以及穿透等散發特效，使得其在各行業中的應用更加廣泛，與此同時，其所體現出來的特殊微波效應、熱效應以及非熱微波效應三大效應，能夠在食品加工、污水處理以及化學合成等方面發揮功效。在化學原料藥的生產與研發當中，發展瓶頸在于如何實現反應條件的優化，從而達到一個合適的純度與產率，得到最終的產物。但是在這一過程中，需要經過多個長時間的加熱步驟，使得其對于反應條件的優化會耗費大量的時間。所以，通過分析微波技術在化學藥物合成中的應用，能夠推動有機化學研究水平的提升，更好地促進化學藥物合成研究的技術水平。

【參考文獻】

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