绿色化学与多肽工业

“绿色化学”究竟是什么?

最初由保罗.T.阿纳斯塔斯和约翰ž华纳在1998年创立,他们当时出版了12项基本原则来指导绿色化学的实践。详情如下:

  1. 预防:防止污染优于“先污染、后治理”。
  2. 原子经济性:合成方法应尽量做到最大限度地将过程中使用的所有材料嵌入到最终产物中。这意味着由此产生的废弃物将更少。
  3. 无害(或少害)的化学合成:合成方法应注意避免使用或产生会对人类和/或环境造成毒性的物质。
  4. 设计更安全的化学品:化学产品的设计应在尽可能无毒的同时达到预期的功效。
  5. 采用更安全的溶剂和助剂:不论何处应尽可能地避免使用辅助性物质,如果一定要用,也应尽量使用无毒物质。
  6. 能效设计:将能源需求降到最低,并任何时候都应尽可能在常温常压下实施工艺。
  7. 使用可再生原料:任何时候只要可行,可再生给料或原材料总是比不可再生给料或原材料更可取。
  8. 减少衍生物:应尽量减少或避免使用导致不必要衍生物生成的方式,如保护基的使用。这些步骤需要额外的试剂,并可能产生多余的废弃物。
  9. 催化剂:催化试剂少量用于重复反应优于使用(会在反应中消耗的)化学计量试剂。
  10. 降解设计:将化学产品设计成不污染环境的;并且当它们的功能完成后,会降解为无害产品。
  11. 污染预防实时分析:需要进一步发展分析技术,对污染物进行实时、现场监控,以防有害物质的形成。
  12. 可预防事故的天然安全化学:应尽可能地选择好工艺流程中的物质和这些物质的形态,将爆炸、火灾和气体泄漏等风险降到最低。

美国化学会(ACS)-圆桌会议小组最近发表了一篇优秀的综述论文,该小组由几家大型制药公司的主要代表组成,其中的许多概念被他们直接采纳用于肽制造。

正如您可以想象的那样,在肽制造领域,很多的这些问题有时实现起来很难。也许,首先最容易解决的问题之一是废料的产生。在昂博,我们已经启动并验证了废物处理和溶剂回收,用于处理工厂产生的N,N-二甲基甲酰胺、乙腈(MeCN)和甲基叔丁基醚(MTBE)。这有助于改善我们的环境影响,同时也帮助我们降低商品成本。此外,我们已采取措施将氯化溶剂如二氯甲烷(DCM)等的使用降到最低。

通过完全使用Fmoc-tBu策略或Z-Bzl,我们正在使用比原Boc-Bzl策略更加安全的替代品,原Boc-Bzl策略则使用更多的卤化溶剂、三氟乙酸甚至是剧毒并有害的氢氟酸(HF)。

参考文献:

保罗.T.阿纳斯塔斯,约翰ž华纳.《绿色化学:理论与实践》牛津大学出版社,纽约,1998.

Isidro-Llobet,A.et al.The Journal of Organic Chemistry, 2019, 84, 4615-4628, 网址:https://pubs.acs. org/doi/10.1021/acs.joc.8b03001