微波辅助有机合成-应用于药物开发.PDF

微波辅助有机合成－应用于药物开发 Michael J. Collins ，刘威志译 摘要： 多年来，药物开发的瓶颈一直是在合成这个步骤上，其原因在于用以驱使合 成反应的方式一直是传统的热力加热。而必威体育精装版技术的开发让微波成为加热反应更 有效的方法。那些本需要几小时，甚至几天才能完成的合成反应现在只需几分钟， 因而让有机化学家们有更多的时间用以分析和优化他们的反应，使他们更有创造 性。微波合成包括很多有优点，例如反应速率的提升，产率的提高和 “更干净” 的化学。由CEM 所开发的新型微波环形单膜腔把所有传统合成设备的优点以及微 波瞬间加热的能力结合于一个简洁但具有强大作用的仪器上。Abbott 实验室（芝 加哥、伊利诺斯）使用此仪器执行了针对药物开发的合成反应。化学家们发现环 形单膜腔辅助有机合成的好处是在传统方法和从前的微波方法上的大量改良。 使用传统热传导加热法使得药物 试图在电场中定位所引起的运动造成 合成在药物开发过程中是一个缓慢而 能量的转移。离子传导是第二种能量 费劲的步骤，但是最近新一代的微波 转移的方法。当在被加热的物质中有 合成仪器为化学家们提供了足以在几 自由的离子存在时，电场所引起的离 分钟内, 取代了传统上的几小时甚至 子活动造成快速的加热。当物质的温 几天, 完成反应的有力工具。此外，化 度升高，能量的转移就更有效率。微 学家们也发现它们能提升产率，减少 波的能量转移比分子的松弛来得要 副反应，和降低完成反应所需要的溶 快，形成不平衡的能量转换和影响系 剂。 统动力学的瞬间高温。 微波是一种处于电磁谱末端的电 大部分早期的微波合成是在多模 磁能。虽然微波包含着一个电场和一 系统中所做的。这些系统有较大的腔 个磁场，但是只有电场将能量转移用 体并且被成功的应用于含有多种样品 以加热一个物质。与平常化学键的能 的合成反应，甚至体积大于 1 升的反 量（80 －120kcal/mol ）比起来，微波 应。然而药物开发特有的小型独立样 光子的能量相当小（0.03 kcal/mol ）， 品合成反应在多模系统中存在着许多 所以不会直接对分子结构产生影响。 问题，因为多模仪器腔体的设计本身 因此吸收了微波所引起的效果仅限于 就有着冷点与热点的问题存在，造成 分子活动上。 对小型独立样品加热的困难。 微波通过两种作用将能量传递至 在过去十年中，有着统一能量分配 一个物质上。在偶极旋转中，极性分 和能更有效的应用于小型样品的单模 子会试图与微波的电场对齐。而分子 腔微波仪器在市面上问世。这些新型 腔体更适合於药物开发方面的工作， Discover 系统包含了所有传统方法的 因为高能量密度使得能量被更有效的 优点以及微波合成高效率、高产率的 聚焦。然而，假若在一单模腔中，样 特点，此外它不但能应用于液相合成 品的大小或极性有所变动，便能大规 反应，而且还能应用于固相合成和无 模的影响微波与样品的配合。由于这 溶剂合成。 个原因，单模腔体系统通常需要某种 手动的调谐装置。