1、2023-1-141绿色化学 6.6.绿色有机合成百色学院化学与生命科学系百色学院化学与生命科学系主讲：欧阳辉祥主讲：欧阳辉祥2023-1-142Contents原子的经济性1绿色原料2溶剂的革命3绿色催化剂4优新合成路线5组合化学62023-1-1436.1 原子的经济性6.1.1原子经济性的概念 原子经济性的概念是原子经济性的概念是1991年美国著名有机化年美国著名有机化学家学家Trost提出的，他以原子利用率衡量反应的原提出的，他以原子利用率衡量反应的原子经济性：子经济性：原子利用率原子利用率=（预期产物的分子量反应物质（预期产物的分子量反应物质 的原子量总和）的原子量总和）100%原子
2、利用率越高，反应产生的废弃物越少，原子利用率越高，反应产生的废弃物越少，对环境造成的污染也越少。对环境造成的污染也越少。2023-1-144 A+B=C+D 主产物 副产物反应产生的副产物反应产生的副产物D往往是废物，因此可成为往往是废物，因此可成为环境的污染源。环境的污染源。绿色有机合成应该是原子经济性的，即原绿色有机合成应该是原子经济性的，即原料的原子料的原子100%转化成产物，不产生废弃物。转化成产物，不产生废弃物。如如Diels-Alder反应就是一个原子经济性的反应反应就是一个原子经济性的反应:原子利用率原子利用率=82(28+54)100%=100%2023-1-145在在Witt
3、ing 反应反应中中 原子利用率原子利用率=14356100%=3.93%2023-1-1466.2 绿色原料6.2.1 用碳酸二甲酯代替硫酸二甲酯硫酸二甲酯(CH3)2SO4，是一种常用的甲基化试剂，但有剧毒且具有致癌性。目前，在甲基化反应中，可用非毒性的碳酸二甲酯代替硫酸二甲酯。2023-1-1476.2.2 用CO、CO2代替光气 光气(学名：二氯化碳酰,有干草味)是一种剧毒的气体，曾在军事上用作化学武器。但它是合成碳酸二甲酯、异氰酸酯、氨基甲酸酯等重要工业原料的试剂。2023-1-1486.2.2.1 碳酸二甲酯的合成 2023-1-1496.2.2.2 氨基甲酸酯的合成氨基甲酸酯是毒
4、性较低的农药，也是重要氨基甲酸酯是毒性较低的农药，也是重要的中间体，传统工艺以胺和光气合成。的中间体，传统工艺以胺和光气合成。Riley,McGhee等用等用CO2和胺反应直接生成和胺反应直接生成异氰酸酯和氨基甲酸酯。异氰酸酯和氨基甲酸酯。2023-1-14106.2.3 用安全的原料代替氢氰酸 v氢氰酸（氢氰酸（HCN）沸点为沸点为25.7，在室温下是液，在室温下是液体或气体，剧毒，空气中最高容许浓度为体或气体，剧毒，空气中最高容许浓度为0.3毫毫克克/立方米立方米,当浓度达到当浓度达到300毫克毫克/立方米时立方米时,可使可使人立即死亡。人立即死亡。v以氢氰酸为原料的以氢氰酸为原料的合成中
5、合成中,有机玻璃有机玻璃的单体的单体-甲基甲基丙烯酸甲酯和晴纶的单体丙烯酸甲酯和晴纶的单体-丙烯晴传统的合成方法丙烯晴传统的合成方法要以氢氰酸为原料。要以氢氰酸为原料。v反应以氢氰酸为原料，经三个步骤得甲基丙烯酸反应以氢氰酸为原料，经三个步骤得甲基丙烯酸甲酯，第二步反应的副产物也是氢氰酸，因此是甲酯，第二步反应的副产物也是氢氰酸，因此是环境不友好的。环境不友好的。2023-1-1411美国壳牌公司用丙炔美国壳牌公司用丙炔-钯催化甲氧碳基化合钯催化甲氧碳基化合成甲基丙烯酸甲酯。新合成路线避免使用氢氰成甲基丙烯酸甲酯。新合成路线避免使用氢氰酸和浓硫酸，且原子利用率达到酸和浓硫酸，且原子利用率达到1
6、00%，是，是环境友好的。环境友好的。2023-1-14126.2.4 CO2为原料合成甲醇、乙醇v不少化学家致力于不少化学家致力于CO2的利用，探索以的利用，探索以CO2为为原料催化合成甲醇、乙醇的方法：原料催化合成甲醇、乙醇的方法：vCO2加氢时，上述三个反应同时进行。但在相加氢时，上述三个反应同时进行。但在相同条件下，同条件下，以钌和镍为催化剂，生成较高产率以钌和镍为催化剂，生成较高产率的甲烷；的甲烷；而以铂和钯为催化剂，生成较高产率而以铂和钯为催化剂，生成较高产率的甲醇的甲醇。2023-1-14136.2.5 以生物质为原料的有机合成 今天，今天，95%以上的有机化学品来自石油，但是，
7、地以上的有机化学品来自石油，但是，地球上的煤和石油是有限的和不可再生的。因此，如何利用球上的煤和石油是有限的和不可再生的。因此，如何利用生物质为原料生产人类需要的化学品就成为绿色有机合成生物质为原料生产人类需要的化学品就成为绿色有机合成的战略任务。的战略任务。很久以前，人类就懂得用淀粉发酵制酒，这是最古老很久以前，人类就懂得用淀粉发酵制酒，这是最古老的以生物质为原料的合成。地球上最多的生物质是木质纤的以生物质为原料的合成。地球上最多的生物质是木质纤维素，如农作物的稻杆、麦杆、高粱杆、玉米杆等，单中维素，如农作物的稻杆、麦杆、高粱杆、玉米杆等，单中国每年就有国每年就有15亿吨，其中除少量用于造纸
8、外，大部分都亿吨，其中除少量用于造纸外，大部分都烧掉，既污染环境又造成浪费。烧掉，既污染环境又造成浪费。2023-1-1414 如果能把它们转化成化学品，可制取如果能把它们转化成化学品，可制取23亿吨乙醇、亿吨乙醇、8000万吨糠醛和万吨糠醛和3亿吨木质素，创造数百亿元的价值，亿吨木质素，创造数百亿元的价值，既保护环境又造福社会。既保护环境又造福社会。v 1999年，美国的年，美国的Biofine公司获得美国总统绿色化学挑公司获得美国总统绿色化学挑战奖之小企业奖。他们的获奖项目是把废纤维转化成乙酰战奖之小企业奖。他们的获奖项目是把废纤维转化成乙酰丙酸。丙酸。反应的原料可以是造纸废物、城市固体垃
9、圾、不可循反应的原料可以是造纸废物、城市固体垃圾、不可循环使用的废纸、废木材和农业残留物，用稀硫酸在环使用的废纸、废木材和农业残留物，用稀硫酸在200220处理处理15分钟，产率可达分钟，产率可达70%90%，同时可得，同时可得有价值的副产品甲酸和糠醛。有价值的副产品甲酸和糠醛。视频-3石油的替代品生物质能源.flv视频-4生物质能发电.flv2023-1-14156.3溶剂的革命 有机溶剂由于挥发性大、毒性大有机溶剂由于挥发性大、毒性大而成为有机合成工业的主要污染源，而成为有机合成工业的主要污染源，环境友好的有机合成应该尽量不用或环境友好的有机合成应该尽量不用或少用有机溶剂。少用有机溶剂。美
10、国总统绿色化学挑战奖的奖项美国总统绿色化学挑战奖的奖项之一就是改进溶剂和反应条件奖。之一就是改进溶剂和反应条件奖。2023-1-14166.3.1 超临界CO2作溶剂 超临界流体是指处于超临界温度及压力下的超临界流体是指处于超临界温度及压力下的流体，它介于气态和液态之间，密度接近于液体流体，它介于气态和液态之间，密度接近于液体而粘度与扩散系数接近于气体，因而在萃取、分而粘度与扩散系数接近于气体，因而在萃取、分离、重结晶及合成反应中表现出特有的优越性。离、重结晶及合成反应中表现出特有的优越性。超临界超临界CO2尤以临界温度及压力适中、无腐蚀不尤以临界温度及压力适中、无腐蚀不燃烧、廉价无毒而得到广
11、泛应用。燃烧、廉价无毒而得到广泛应用。2023-1-1417表表6.3.1 超临界萃取的应用超临界萃取的应用应用范围应用范围 应用类别应用类别 医药工业医药工业 中草药有效成分的提取、分离，中草药有效成分的提取、分离，药品原料的浓缩、精制药品原料的浓缩、精制 食品工业食品工业 啤酒花、动植物油、咖啡因、啤酒花、动植物油、咖啡因、植物色素的提取植物色素的提取 化妆品、化妆品、香料工业香料工业 天然香料、合成香料的分离和天然香料、合成香料的分离和精制，化妆品原料的萃取精制，化妆品原料的萃取 2023-1-14186.3.1.1超临界CO2 2在有机物萃取中的应用 超临界超临界COCO2 2萃取与传
12、统萃取工艺比较，萃取与传统萃取工艺比较，具有萃取时间短、萃取费用少、萃取更彻具有萃取时间短、萃取费用少、萃取更彻底、可进行热敏感样品及痕量组分萃取等底、可进行热敏感样品及痕量组分萃取等优点，特别适合于不稳定天然产物和生物优点，特别适合于不稳定天然产物和生物活性物质的提取、分离，生产出近于完美活性物质的提取、分离，生产出近于完美的绿色产品。的绿色产品。2023-1-14196.3.1.2 超临界CO2用作有机合成的溶剂 非对称烯烃加氢时得到一对旋光对映异构体，而合成非对称烯烃加氢时得到一对旋光对映异构体，而合成的目标只是其中一个。临床上，旋光性药物往往一种对映的目标只是其中一个。临床上，旋光性药
13、物往往一种对映体有效，另一种无效甚至有毒。所以，合成出消旋的药物体有效，另一种无效甚至有毒。所以，合成出消旋的药物不但原子利用率低，而且由于对映体的物理、化学性质非不但原子利用率低，而且由于对映体的物理、化学性质非常接近，其分离、提纯非常困难。由此，旋光选择性在制常接近，其分离、提纯非常困难。由此，旋光选择性在制药工业中显得特别重要。药工业中显得特别重要。Burk小组以超临界小组以超临界CO2 作溶剂，提高不对称氢化的作溶剂，提高不对称氢化的选择性。选择性。对映体过量百分数 2023-1-1420表表6.3.2 以超临界以超临界CO2 作介质的聚合反应作介质的聚合反应 反应方式反应方式 反应体
14、系反应体系 相对分子质量相对分子质量 溶液聚合溶液聚合 均聚均聚 FOA共聚共聚 FOA+MMA FOA+St 2.7105 分散聚合分散聚合 共聚共聚 MMA 2.7105 沉淀聚合沉淀聚合 自由基型丙烯酸自由基型丙烯酸离子型异丁烯离子型异丁烯 1.5105 乳液聚合乳液聚合 丙烯酰胺丙烯酰胺 7.1106 2023-1-14216.3.2 以水作溶剂 有机化合物多数极性较低，水溶性很小，有机化合物多数极性较低，水溶性很小，所以，多数有机合成反应都在有机溶剂中进所以，多数有机合成反应都在有机溶剂中进行。然而，行。然而，水是最廉价、无毒、环境友好的水是最廉价、无毒、环境友好的。因此，水相反应成
15、为绿色有机合成的一个热点，因此，水相反应成为绿色有机合成的一个热点，而且研究结果表明，用水作溶剂在某些反应中，而且研究结果表明，用水作溶剂在某些反应中，比有机相中反应可得到更高的产率或立体选择比有机相中反应可得到更高的产率或立体选择性。性。2023-1-1422 2000年，年，T.A.Bryson报道以甲酸钠为报道以甲酸钠为还原剂，在还原剂，在250350，约，约1300 Psi，以水为溶剂，不需要其他共溶剂或催化剂，以水为溶剂，不需要其他共溶剂或催化剂，可把醛和一些酮还原成醇。可把醛和一些酮还原成醇。2023-1-1423 又如醛在酮存在下，用四丁基铵氰硼化氢在又如醛在酮存在下，用四丁基铵
16、氰硼化氢在酸性酸性HMPA或或NaBH(SBu)3中，可极好地还原，中，可极好地还原，但副产物对环境有害。但副产物对环境有害。而以水为溶剂，用而以水为溶剂，用3摩尔量的甲酸钠还原醛和摩尔量的甲酸钠还原醛和酮酮,反应结束后，只需把有机物与水分离，蒸馏反应结束后，只需把有机物与水分离，蒸馏可得产物。可得产物。2023-1-14246.3.3 固相合成 水相反应避免了有机溶剂对环境的污染，但水相反应避免了有机溶剂对环境的污染，但在工业生产中，废水若处理不当仍会产生环境问在工业生产中，废水若处理不当仍会产生环境问题。题。固相反应则是在无溶剂的条件下反应，能在固相反应则是在无溶剂的条件下反应，能在源头上
17、阻止污染物。目前研究成功的固相反应，源头上阻止污染物。目前研究成功的固相反应，显示了节省能源、无爆燃性等优点，且产率高、显示了节省能源、无爆燃性等优点，且产率高、工艺过程简单，某些反应还具有立体选择性。工艺过程简单，某些反应还具有立体选择性。固相反应包括固相反应包括杂环脱氢、烯烃环氧化臭氧化、杂环脱氢、烯烃环氧化臭氧化、醇氧化、硫醚氧化、酚氧化等；固相还原包括醌、醇氧化、硫醚氧化、酚氧化等；固相还原包括醌、酯、醛和环氧丙烷还原成醇，烯炔还原成烷，硝酯、醛和环氧丙烷还原成醇，烯炔还原成烷，硝基、叠氮化合物还原成胺等都相当成功。基、叠氮化合物还原成胺等都相当成功。2023-1-1425-萘酚在萘酚
18、在FeCl3的作用下，偶联成的作用下，偶联成2，2-二羟基二羟基-1，1-联萘。联萘。偶联反应v 反应在液相进行，收率低又伴随副产物醌的生成；反应在液相进行，收率低又伴随副产物醌的生成；v 但采用固相反应，以但采用固相反应，以FeCl36H2O为氧化剂，在为氧化剂，在50反应反应2小时，再经稀小时，再经稀HCl洗涤，便可得到产物，产率为洗涤，便可得到产物，产率为95%。2023-1-1426 长期以来，由于思想的束缚，人们长期以来，由于思想的束缚，人们一直认为固体间的化学反应必须在溶剂一直认为固体间的化学反应必须在溶剂相中进行，直到环境的恶化给地球带来相中进行，直到环境的恶化给地球带来的灾难到
19、了如此严重的地步，才反过来的灾难到了如此严重的地步，才反过来寻求环境友好的合成方法。寻求环境友好的合成方法。今天，固相合成方法便成为有机合今天，固相合成方法便成为有机合成的一个焦点，在组合化学中，为筛选成的一个焦点，在组合化学中，为筛选高效的医药、农药、催化剂等作出巨大高效的医药、农药、催化剂等作出巨大的贡献。的贡献。2023-1-14276.4 绿色催化剂 近年来，一些价廉易得、无污染、无近年来，一些价廉易得、无污染、无腐蚀性的固体支持剂如腐蚀性的固体支持剂如沸石、分子筛、硅沸石、分子筛、硅胶、石墨、树脂胶、石墨、树脂等广泛用作有机合成的催等广泛用作有机合成的催化剂，化剂，电催化、酶催化电催
20、化、酶催化等也在有机合成中等也在有机合成中发挥越来越大的作用。发挥越来越大的作用。2023-1-1428 分子筛是一种多功能的催化剂，它可作为分子筛是一种多功能的催化剂，它可作为酸性催化剂，对反应原料和产物也有筛分作用。酸性催化剂，对反应原料和产物也有筛分作用。最初的分子筛是天然沸石，即最初的分子筛是天然沸石，即SiSi和和AlAl组成的晶组成的晶体化合物；目前，分子筛还可以是杂原子分子体化合物；目前，分子筛还可以是杂原子分子筛，可以由筛，可以由P,B,TiP,B,Ti等和等和SiSi或或AlAl组成，已广泛用组成，已广泛用于石油化工和精细化工生产中。于石油化工和精细化工生产中。分子筛催化剂2
21、023-1-1429 钛硅分子筛催化剂以及化学修饰的钛硅分子筛催化剂以及化学修饰的无机介孔材料，由于具有良好的热稳定无机介孔材料，由于具有良好的热稳定性而成为新研究热点。性而成为新研究热点。如环氧丙烷的生产，传统工艺为：如环氧丙烷的生产，传统工艺为：反应不仅以有毒的氯气为原料，而且还伴反应不仅以有毒的氯气为原料，而且还伴生大量的氯化钙废水。生大量的氯化钙废水。钛硅分子筛催化剂2023-1-1430以钛硅分子筛为催化剂，丙烯与以钛硅分子筛为催化剂，丙烯与H2O2可经可经一步反应生成环氧丙烷一步反应生成环氧丙烷 由于生成的副产物是水，因此不会污染环境。由于生成的副产物是水，因此不会污染环境。202
22、3-1-1431 在医药工业生产中，合成旋光在医药工业生产中，合成旋光纯的产品是化学家们苦苦追求的目纯的产品是化学家们苦苦追求的目标。手性催化剂的作用是使反应朝标。手性催化剂的作用是使反应朝目标产物转化，直接合成旋光纯的目标产物转化，直接合成旋光纯的化合物，或目标产物占绝对优势。化合物，或目标产物占绝对优势。手性催化2023-1-1432Monsate公司合成手性耐普生达公司合成手性耐普生达v 第一步为电催化氧化，第一步为电催化氧化，v 第二步为酸催化脱水，第二步为酸催化脱水，v 第三步手性催化得第三步手性催化得98.5%旋光纯度的旋光纯度的S-耐普生达。耐普生达。2023-1-14336.5
23、.1 更新合成路线1999年，美国总统绿色化学挑年，美国总统绿色化学挑战奖把战奖把“更新合成路线奖更新合成路线奖”授予授予Lilly研究实验室，奖励他们设计出研究实验室，奖励他们设计出更有效的、更少废弃物的合成方法制更有效的、更少废弃物的合成方法制备抗痉挛药备抗痉挛药LY300164。6.5 优新合成路线2023-1-1434LY300164新旧合成路线对比新旧合成路线对比v旧合成路线旧合成路线:需要使用大量有机溶剂、产生含铬污染物，需要使用大量有机溶剂、产生含铬污染物，并经过一个效率低的还原过程。并经过一个效率低的还原过程。v新合成路线新合成路线:（每生产（每生产100公斤计算）公斤计算）可
24、避免可避免3.4万升有机溶剂的使用；万升有机溶剂的使用；可避免可避免300公斤含铬污染物的产生；公斤含铬污染物的产生；使原来的使原来的6个中间体减少为个中间体减少为3个；个；减少工作人员对有害化学品的接触，降低成本；减少工作人员对有害化学品的接触，降低成本；产率从产率从16%提高到提高到55%。2023-1-14356.2 绿色工艺的设计绿色工艺的设计v三废的处理过程不应产生新的污染，这样才能实三废的处理过程不应产生新的污染，这样才能实现减少或消除污染。更有实际意义的是绿色工艺现减少或消除污染。更有实际意义的是绿色工艺的设计。化学工作者正是在探索污染物的防治、的设计。化学工作者正是在探索污染物
25、的防治、转化、处理及综合利用的途径，积极改革旧工艺，转化、处理及综合利用的途径，积极改革旧工艺，探寻无污染或低排放的探寻无污染或低排放的“绿色绿色”新工艺中发挥着新工艺中发挥着重要作用。例如有机化学家在有机合成工业中，重要作用。例如有机化学家在有机合成工业中，提出对合成途径原子利用率和提出对合成途径原子利用率和E因子的分析和因子的分析和估价，以此综合考虑对原料的选取、能量的耗损、估价，以此综合考虑对原料的选取、能量的耗损、以及废料的环境商值以及废料的环境商值EQ等，探索新的合成工艺等，探索新的合成工艺。2023-1-1436vE因子定义为每生产因子定义为每生产1kg期望产品的同时产生期望产品的
26、同时产生的废物的量，即的废物的量，即E-因子因子=废料质量废料质量/产品质量产品质量。表表5-3列出了不同生产部门生产中环境所能接受列出了不同生产部门生产中环境所能接受的的E-因子的大小。因子的大小。2023-1-1437v从表中可看到，精细化工（如染料）和制药工业从表中可看到，精细化工（如染料）和制药工业的的E因子较大，主要废料是在纯化产品的反应因子较大，主要废料是在纯化产品的反应过程中产生的无机盐。一般步骤多废料就多。因过程中产生的无机盐。一般步骤多废料就多。因此，减少合成步骤、无机盐的形成，即开发无盐此，减少合成步骤、无机盐的形成，即开发无盐生产工艺，可减少废料向环境的排放。生产工艺，可
27、减少废料向环境的排放。2023-1-1438v环境商值环境商值EQ是综合考虑废物的排放量和废物在环是综合考虑废物的排放量和废物在环境中的毒性行为，用以评价各种合成方法相对于境中的毒性行为，用以评价各种合成方法相对于环境的好坏。环境的好坏。环境商环境商EQ=EQ 式中式中E即为即为E因子，因子，Q为根据废物在环境中的行为给出的对环境为根据废物在环境中的行为给出的对环境不友好度不友好度 例如，无害的例如，无害的NaCl和和(NH4)2SO4若若Q定为定为1，则有害重金属离子的盐类基于其毒性大小，则有害重金属离子的盐类基于其毒性大小，其其Q为为1001000。环境商值愈大，废物对环。环境商值愈大，废
28、物对环境的污染愈严重，因此境的污染愈严重，因此EQ值的大小是化学工程师值的大小是化学工程师衡量或选择合理生产工艺的重要因素。衡量或选择合理生产工艺的重要因素。2023-1-1439v要降低要降低EQ值，意味着要减少生产工艺过程值，意味着要减少生产工艺过程中废物的排放量，就是要提高合成工艺中的中废物的排放量，就是要提高合成工艺中的原子利用率。原子利用率定义为：原子利用率。原子利用率定义为：v为此，要选择合适的途径，提高原子利用率。为此，要选择合适的途径，提高原子利用率。除理论产率外，还需考虑和比较不同途径的原除理论产率外，还需考虑和比较不同途径的原子利用率，这是有关生产过程对环境产生的潜子利用率
29、，这是有关生产过程对环境产生的潜在影响的又一评价标准。在影响的又一评价标准。2023-1-1440 环氧乙烷（环氧乙烷（C2H4O）生产中，）生产中，经典工艺和新工艺（一步催化反应）经典工艺和新工艺（一步催化反应）不同原子利用率的比较。不同原子利用率的比较。总反应原子利用率=44/173=25%经典工艺经典工艺2023-1-1441现代石油化学工艺现代石油化学工艺原子利用率原子利用率=100%2023-1-1442v 组合化学组合化学(Combinatorial Chemistry)是近是近10年年发展起来的新兴化学前沿。发展起来的新兴化学前沿。v 1988年年Furk等首先提出组合化的概念，
30、等首先提出组合化的概念，v 1991年在一次专门会议上才正式使用这一名词。年在一次专门会议上才正式使用这一名词。v 1994年，美国化学文摘（年，美国化学文摘（CA）设立组合化学主题。）设立组合化学主题。v 1995年专业性期刊年专业性期刊“Molecular Diversity(分子分子多样性多样性)”应运而生，应运而生，v 1996年其影响因子高达年其影响因子高达6.000(同年同年,J.Am.Chem.Soc.为为5.948,J.Org.Chem.为为3.722)。6.6 组合化学2023-1-1443v目前，美国及欧洲一些国家相继成立组合化目前，美国及欧洲一些国家相继成立组合化学公司，
31、专门进行定向靶标的组合化合物库学公司，专门进行定向靶标的组合化合物库的合成，已取得一定的成果。的合成，已取得一定的成果。v据据1998年不完全统计，与组合化学有关的年不完全统计，与组合化学有关的专利发明已有专利发明已有174项；项；v1997年市场总营业额为年市场总营业额为2.76亿美元。亿美元。2023-1-1444 组合化学是一门将化学合成、组合理论、组合化学是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术。计算机辅助设计及机器人结合为一体的技术。它根据组合原理在短时间内将不同构建模块以它根据组合原理在短时间内将不同构建模块以共价键系统地、反复地进行连接，从而产生大共价键
32、系统地、反复地进行连接，从而产生大批的分子多样性群体，形成化合物库批的分子多样性群体，形成化合物库(Compound Library)；然后，运用组合原；然后，运用组合原理，以巧妙的手段对化合物库进行筛选、优化，理，以巧妙的手段对化合物库进行筛选、优化，得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。6.6.1 组合化学的定义2023-1-1445v 6.6.2 组合化学的特点组合化学与传统合成有显著的不同。传统合成方组合化学与传统合成有显著的不同。传统合成方法每次只合成一个化合物；组合合成用一个构建模块法每次只合成一个化合物；组合合成用一个构建模块的的n个单元
33、与另一个构建模块的个单元与另一个构建模块的n个单元同时进行一步个单元同时进行一步反应，得到反应，得到nn个化合物；若进行个化合物；若进行m步反应，则得到步反应，则得到（nn）m个化合物。有人作过统计，一个化学家用个化合物。有人作过统计，一个化学家用组合化学方法在组合化学方法在26周的工作量，十个化学家用传统周的工作量，十个化学家用传统合成方法要花费一年的时间才能完成。所以，组合化合成方法要花费一年的时间才能完成。所以，组合化学大幅度提高了新化合物的合成和筛选效率，减少了学大幅度提高了新化合物的合成和筛选效率，减少了时间和资金的消耗，成为时间和资金的消耗，成为20世纪末化学研究的一个热世纪末化学
34、研究的一个热点。点。2023-1-1446 组合化学合成包括组合化学合成包括化合物库的制备化合物库的制备、库成分的检库成分的检测测及及目标化合物的筛选目标化合物的筛选三个步骤。化合物库的制备包三个步骤。化合物库的制备包括固相合成和液相合成两种技术，一般模块的制备以括固相合成和液相合成两种技术，一般模块的制备以液相合成为主，而库的建立以固相合成为主。液相合成为主，而库的建立以固相合成为主。固相技术固相技术 液相技术液相技术 优优点点 纯化简单，过滤即达纯化目的，纯化简单，过滤即达纯化目的，反应物可过量，反应完全；合成反应物可过量，反应完全；合成方法可实现多设计；操作过程易方法可实现多设计；操作过程易实现自动化实现自动化 反应条件成熟，不需调整；反应条件成熟，不需调整；无多余步骤；适用范围宽无多余步骤；适用范围宽 缺缺点点 发展不完善；反应中，连接和切发展不完善；反应中，连接和切链是多余步骤；载体与链接的范链是多余步骤；载体与链接的范围有限围有限 反应物不能过量；反应可能反应物不能过量；反应可能不完全；纯化困难；不易实不完全；纯化困难；不易实现自动化现自动化 6.6.3 组合化学合成技术2023-1-
