荣获诺贝尔化学奖的领先技术应用于工业领域
高效碳连接的定制生产
朗根费尔德/上海,2010年11月2日– 钯催化交叉偶联反应已经成为当代有机合成化学的重要基石。利用该项技术,人们可以经济地制造出多种活性药物组分、自然物质和其它具有复杂结构的有机分子。今年的诺贝尔化学奖授予了美国科学家Richard F. Heck、日本科学家根岸英一和铃木章,以表彰他们在这一领域中所做的贡献。然而,这些反应早已活跃于实验室之外。对位于朗根费尔德的全球定制式合成专家Saltigo公司而言,催化交叉偶联反应是其已有技术组合中的一项重要内容。
多年以来,Heck和铃木类的交叉偶联反应一直是Saltigo的“标准保留曲目”。Saltigo制药业务部化学工艺经理Björn Schlummer博士解释说:“Heck反应及其它交叉偶联反应在过去几年内得到了很快的发展,得益于这些新型催化系统,我们可以使用一些易获取、低廉的芳基氯化物或苯酚衍生物作为共反应物,并使反应在相对温和的条件下进行。”
芳基重氮盐与不饱和羰基化合物的Heck偶联反应也已证明取得了巨大的成功。它是茚满酮多级合成等反应的一个关键步骤。该反应的显著优势在于无需任何含氯起始产品,仅需易获取的廉价的重氮盐,而重氮盐可以由硝芳基烃通过两步制得。它们的操作安全性是Saltigo在“具挑战性的试剂与反应”方面的核心竞争优势之一。
现在,Saltigo 每年都会收到不少关于催化交叉偶联反应的客户咨询,而且数量呈明显上升趋势。Schlummer博士说:“在这些反应能够满足我们关于选择性以及工业化生产的期望之前,往往还需要进行大量的优化工作。”首先,催化过程要求原料和助剂(包括溶剂)都具有很高的纯度。其次,由于它们对氧非常敏感,许多催化系统——或是用于它们的配体——需要特殊的处理方法。对于工业化生产,这可不是一个小问题。“而且现在普遍的做法是在保护气体下进行工作或在手套箱中制造催化剂。” Schlummer博士补充说。最后,同样不容忽视的是,偶联反应的工艺工程方面也存在重要挑战,需保证非均相反应系统的均匀混合。
交叉偶联反应成功实现工业应用的一个先决条件就是要优化催化系统,尤其是其中的配体。这样就可以抑制,例如,相似共反应物之间不良的偶联反应,即所谓的同类偶联反应,以使交叉偶联反应优先发生。在均相催化工艺方面,Saltigo具有多年的经验。Saltigo通过深入研究发现,用于Buchwald-Hartwig碳-氮偶联反应的亚磷酸配体也适用于铃木反应中的碳碳键。
Saltigo自身生产许多用于这些铃木反应的硼酸,这些硼酸产品都是源于朗盛已成功开发数十年的芳香族化合物。因此,这种有效的后向一体化赋予这种合成反应高度的灵活性和良好的经济效益。
即便过渡金属催化反应步骤能够成功实现,工业合成也必须遵从更多的后续要求,尤其是在生产活性药物组分(APIs)的时候。例如,国内和国际上的药物安全法令都要求中间产品和活性组分最多只能含有百万分之几的钯。因此,在产品的加工和纯化过程中将钯分离出来的措施并不是单单为了回收这种贵金属。对于还原反应产物的许多方法,Saltigo的专家在选择最优化的工艺的同时也考虑CGMP的要求。除了利用活性炭吸收钯之外,还可以使用朗盛化学离子交换树脂业务部生产的高选择性的离子交换树脂来对钯进行吸收。
Schlummer说:“钯催化偶联反应的一个巨大优势是当这些反应用于工业生产时,规模扩大相对而言不会成为问题。”当某个合成项目的产量需要持续提高时,这项优势便显得尤其重要。在活性药物组分的开发、临床试验及市场营销等方面经常会出现提高产量的需求。
Saltigo规划任何合成项目时,不仅会考察现代的催化过程,也会参考传统合成路线,Saltigo在这两个方面都富有经验。“因此,我们确信能够最终为客户提供最优的合成方案——一种有效、安全、可靠并具有经济效益的方案。荣获本年度诺贝尔奖的钯催化交叉偶联反应技术持续丰富了我们过去几十年的技术系统,”Schlummer总结道。
Saltigo是全球定制合成领域的领先供应商,隶属于特殊化学品集团朗盛公司的高品质中间体板块,2009年该板块销售额达11.04亿欧元。Saltigo总部位于朗根费尔德,在勒沃库森和多尔马根均建有生产基地,全球员工总数约为1400人。朗盛公司在美国华盛顿州雷德蒙市运营管理着一家Saltigo工厂。
关于朗盛
朗盛是全球领先的特殊化学品供应商,2009年销售总额为50.6亿欧元,在全球拥有约14,300名员工,分布在23个国家的43个生产基地。朗盛的核心业务包括开发、生产并销售塑料、橡胶、化学中间体产品和特殊化学品。
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