本文摘要：摘要：組合化學是近兩年新興的學科，引起了越來越多的關(guān)注。它的生產(chǎn)可以提高化合物合成和篩選的速度，因此已在農(nóng)藥合成領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于研究時間較晚，因此進行了許多探索，從一開始，它就取得了突破性的發(fā)展，并在促進社會和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮
摘要：組合化學是近兩年新興的學科，引起了越來越多的關(guān)注。它的生產(chǎn)可以提高化合物合成和篩選的速度，因此已在農(nóng)藥合成領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于研究時間較晚，因此進行了許多探索，從一開始，它就取得了突破性的發(fā)展，并在促進社會和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。本文簡要介紹了組合化學在農(nóng)藥合成中的應(yīng)用和前景。
關(guān)鍵詞：農(nóng)藥合成;組合化學應(yīng)用
引言
組合化學別名組合合成屬于僅在過去兩年才出現(xiàn)的一門新學科，并且通過多年的發(fā)展，它已經(jīng)從藥物合成的開始發(fā)展為有機小分子合成(包括農(nóng)藥合成)，無機材料合成和許多其他化學領(lǐng)域。過去，農(nóng)藥的合成主要采用傳統(tǒng)的合成方法，即以單一化合物為合成目標，即可獲得所需的產(chǎn)物。但是，這種方法的使用會消耗大量的時間和工人的體力，并且新產(chǎn)品的開發(fā)周期相當長。然而，組合化學的產(chǎn)生及其在農(nóng)藥合成領(lǐng)域中的應(yīng)用大大縮短了新型農(nóng)藥的開發(fā)周期，并控制了合成成本。因此，有必要進一步了解組合化學原理及其在農(nóng)藥合成中的應(yīng)用。
1組合化學原理
組合化學打破了傳統(tǒng)觀念的局限，它無需采用單一化合物即可完成合成工作，而是通過一系列結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能相似的結(jié)構(gòu)單元(A1-An)和另一個結(jié)構(gòu)單元(B1-Bn)完成反應(yīng)，并獲得所有合并的混合物。工作流程如下：①選擇結(jié)構(gòu)或反應(yīng)性能基本相同的組成模板;②選擇A1An和其他構(gòu)件;例如，選擇B1Bn以獲得所需的化合物組合并建立化合物庫。組合合成的最突出優(yōu)點是應(yīng)用少量反應(yīng)即可獲得大量化合物分子，并將化學合成和組合原理與計算機輔助設(shè)計相結(jié)合。這樣，可以在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量的分子多樣性基團，并且可以實現(xiàn)化合物文庫的構(gòu)建，利用可行的措施使庫的成分具有生物活性，以達到目標產(chǎn)品。
2農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)的修飾
在新農(nóng)藥的合成中，隨著新農(nóng)藥研究開發(fā)越來越困難，對原有農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)的改性已成為新農(nóng)藥研發(fā)的有效手段。目前，研發(fā)中最常用的方法仍然是化學修飾，但是，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，研究人員逐漸加深了對代謝途徑、酶分子結(jié)構(gòu)和催化反應(yīng)的研究，研究人員已開始將生物催化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥的一些分子結(jié)構(gòu)修飾，其收率較低。例如，對阿維菌素苯甲酸酯母體結(jié)構(gòu)的修飾是一種殺蟲效率高，效果穩(wěn)定，應(yīng)用前景廣闊的農(nóng)藥，主要原理是修飾阿維菌素的親本結(jié)構(gòu)。目前的甲萘威鹽生產(chǎn)通常使用化學方法合成，在合成過程中，阿維菌素的氧化反應(yīng)是阿維菌素合成的關(guān)鍵步驟。在阿維菌素中，5-OH的氧化反應(yīng)比4''-OH更具活性，因此在進行反應(yīng)時，必須先保護5-OH，直到-O后4''-OH氧化為4''-脫保護，整個生產(chǎn)過程非常復雜，保護反應(yīng)的要求及其嚴格性無疑會大大增加合成成本。通過生物催化技術(shù)修飾菌株的分子結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)功能基因的修飾和重組，并且可以將4-OH保護轉(zhuǎn)化為4''-OH，而無需進行5-OH保護處理。此外，減少了農(nóng)藥合成中的復雜反應(yīng)步驟，降低了農(nóng)藥合成的成本，并提高了農(nóng)藥合成的經(jīng)濟效益。
3組合化學在農(nóng)藥合成中的應(yīng)用
化學合成農(nóng)藥主要由化學工業(yè)人工合成和生產(chǎn)，其中一些主要使用天然產(chǎn)物中的活性物質(zhì)作為母體材料，并進行模擬合成或用作模板來修飾結(jié)構(gòu)并研究具有出色合成效果的類似化合物，即仿生合成農(nóng)藥�；瘜W合成農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)十分復雜，品種也多種多樣(通常使用約300多種)，市場需求量大，屬于現(xiàn)代農(nóng)藥生產(chǎn)的主體，這些品種中有一些具有很強的功效，并且由于這些產(chǎn)品的應(yīng)用原料是石油化工產(chǎn)品，因此資源很多，產(chǎn)量很大。化學合成農(nóng)藥的優(yōu)點和意義在于，人類可以利用有機合成來開發(fā)生產(chǎn)和生活所需的多種新型化合物，從而改變?nèi)祟惖纳睢?/p>
3.1固相合成
固相合成法利用化學反應(yīng)物的不溶性原理和固相載體相互結(jié)合而形成具有傳播功能的化學載體，該方法屬于形成化學多樣性的準確，快速和經(jīng)濟的合成策略，許多經(jīng)典的有機合成都是基于規(guī)則的。詳細說明如下。(1)選擇相應(yīng)的化學載體作為開發(fā)平臺，并結(jié)合載體完成不同反應(yīng)物的合成，當反應(yīng)物的合成達到一定的能量值時，將使用過濾和洗滌來完成載體的全面萃取和分離。(2)化合物的化學鍵斷裂并分解形成適合各種農(nóng)藥機理的化合物，固相合成方法用于分析固相基團和合成載體的作用，在以下條件下，通過加氫與丙烯酸之間的化學反應(yīng)原理獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)元素，創(chuàng)建農(nóng)藥合成的新應(yīng)用。
3.2液相合成
該合成方法主要在液相中進行，不需要使用額外的載體連接，并且比固相偶聯(lián)合成更容易實現(xiàn)，該方法可以減少與載體結(jié)合和解離的步驟，但是產(chǎn)物純化過程更加困難。由于有機小分子通常在液相中容易反應(yīng)，因此通常在廣泛的范圍內(nèi)使用。李斌等人在液相條件下使用異氰酸苯酯和胺的組合化學中的索引方法設(shè)計并合成了包含農(nóng)藥的化學合成庫，到目前為止，已經(jīng)選擇了含有異氰酸酯和胺基的樹脂來純化相關(guān)產(chǎn)品，然后使用HNMR和LCMS對每個子庫進行了預(yù)分析。我們能夠研究溶劑，堿和反應(yīng)時間對蔗糖合成效率的影響。相關(guān)分析表明，極性溶劑對反應(yīng)效果影響很大，乙內(nèi)酰脲具有抗驚厥，抗心律不齊和抗糖尿病的生物活性。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)除草活性物質(zhì)具有殺菌作用。
3.3活動篩選和結(jié)構(gòu)識別
各種化學品進行有機純化的目的是獲得具有特定功能的綜合化合物產(chǎn)品，并通過農(nóng)業(yè)獲得新的農(nóng)藥施用結(jié)果，在農(nóng)藥合成領(lǐng)域，目標產(chǎn)品的后續(xù)篩選和功能鑒定是一個非常重要的環(huán)節(jié)。為了獲得具有各種功能的綜合化合物，該化合物可以殺死昆蟲并防止水分流失，需要根據(jù)化合物中存在的農(nóng)藥分子的數(shù)量來確定化合物，通過全面的化學反應(yīng)以及對農(nóng)藥分子的統(tǒng)一篩選和功能鑒定來了解它。目前，計算機技術(shù)的應(yīng)用可以提供自動掃描功能，以篩選和鑒定化合物分子，從而通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)藥合成領(lǐng)域的簡單操作，促進農(nóng)藥合成領(lǐng)域的良性發(fā)展。
農(nóng)業(yè)論文投稿刊物：《南方農(nóng)機》(雙月刊)創(chuàng)刊于1970年，由江西省農(nóng)業(yè)機械研究所、江西省農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣站、江西省農(nóng)業(yè)機械學會主辦。本刊是國內(nèi)外公開發(fā)行，頗有南方特色的農(nóng)機化技術(shù)刊物，以全面推介南方適用農(nóng)業(yè)機械，大力普及實用農(nóng)機科技為宗旨，謁誠為廣大農(nóng)村機手、農(nóng)機生產(chǎn)和銷售企業(yè)、基層農(nóng)機工作者、農(nóng)機科技人員服務(wù)。
4組合化學在農(nóng)藥合成中的應(yīng)用未來發(fā)展反向
組合化學是一門新興學科，它結(jié)合并普及了化學合成，計算機技術(shù)和其他學術(shù)研究。因此，已經(jīng)創(chuàng)造了許多新技術(shù)，新概念和新設(shè)備，提高了科學研究和開發(fā)的效率，并將其成功應(yīng)用于新材料的開發(fā)，新藥物的合成，高效催化劑的生產(chǎn)等。組合化學適用于農(nóng)藥開發(fā)的所有方面，包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化，鉛化合物篩選，構(gòu)效關(guān)系討論，并具有相當?shù)纳虡I(yè)應(yīng)用價值，然而，組合化學在農(nóng)藥合成中的應(yīng)用起步較晚，因此在應(yīng)用過程中不可避免地會遇到許多障礙，需要不斷研究和解決問題。本文認為，在未來的研究中，合成化學將更適合于將合成技術(shù)應(yīng)用到新殺蟲劑的開發(fā)中，以及更廣泛的分子多樣性化合物庫的建立，生物學活性的檢測效率和水平�？茖W和標準的微篩分技術(shù)研究有助于改善滿足要求的多種化合物的化學供應(yīng)，全面純化文庫化合物的純化和結(jié)構(gòu)表征技術(shù)，實現(xiàn)對文庫化合物成分的科學檢測，防止篩分等領(lǐng)域的泄漏，發(fā)揮更大的價值和作用。
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作者：張興鵬
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