微波合成-拉曼光谱联用技术 | 应用于药物开发

微波合成

拉曼光谱

   微波化学是什么？    

频段为2450MHz的电磁波与溶剂分子产生穿透、反射以及吸收，产生了特殊微波效应、热效应以及非热微波效应，可以对化学合成发挥巨大作用。

    拉曼光谱是什么？    

当入射激光照射物质时，存在着极少数的光子与物质分子发生非弹性碰撞，反射出的光线频率就会发生变化，这种光散射现象就是拉曼散射。

反射光线与入射光线的频率差被称为拉曼位移（cm-1）。拉曼位移与分子结构有一一对应的关系，因此物质的拉曼光谱能够表示物质分子的指纹特征。

在化学药物合成中，溶剂和反应物、生成物一般都有很强的拉曼散射效应。因此，可以利用拉曼光谱检测各组分含量，还可以检测生成物的晶型，判断反应终点等。

微波合成-拉曼光谱联用技术 

微波合成的典型应用领域就是为委托性合成进行工艺开发，并确保其能够符合GMP的要求。为了能够获得GMP程序的批准，必须确保能对每一过程无一遗漏地反向追查以保证重现性。

在以往安东帕微波合成技术中，我们采用精准的传感器来测量重要反应参数如温度和压力，并以图示来确保反应的高重复性。

而如今，安东帕将微波合成技术带向新征程，迈向化学信息精准监测阶段。借助拉曼光谱这一有利的分子指纹信息，用于实时监测化学变化，其光谱响应时间快，测量精准，并且能够监测反应体系真实状态下的化学数据。因此，微波合成-拉曼光谱联用技术对于药物化学合成具有重要意义。

  应用案例：Biginelli环缩合反应   

该反应可用于构建功能化嘧啶支架，它是多组分反应中很具代表性的实例。在反应过程中，乙酰乙酸乙酯、芳香醛、脲被连接，生成二氢嘧啶酮（DHPM），体系溶剂为乙腈。

微波合成-拉曼联用系统的耦合方式

将Cora 5001 Fiber拉曼光谱仪和Monowave 400 R微波合成系统耦合。安东帕使用了特殊的非金属拉曼探头，可以防止传统探头对于微波合成的干扰。入射激光会聚焦在玻璃反应管内用于收集反应腔中的样品的拉曼信号。

1.微波合成参数如下：

不同反应时间下的拉曼光谱：箭头指示的是不断上升的产物DHPM的特征峰

反应终点时的拉曼光谱

特征峰1650cm-1强度的增加表明了产物DHPM的生成。而在1150cm-1~ 1230cm-1光谱区域的信号强度下降与苯甲醛的消耗有关。

4.化学反应监测数据的生成

数据1：反应过程中的几个拉曼特征峰的强度变化

数据2：反应工艺参数的详细视图

使用微波合成-拉曼联用技术将会最终得到2组重要的监测数据。“数据1”为特征拉曼峰信号强度与时间的变化曲线，再结合“数据2”可以得到化学合成的进展。

反应刚开始时，由于还没有达到所需的最低反应温度，所以代表产物DHPM的特征峰1650cm-1的强度只是缓慢增加；在300s时，体系中的动能达到阈值，反应开始明显加快；400s后，产物的特征峰变化曲线开始出现平台；随后进入到长达600s的保持时间；直到1000s时，DHPM的转化全部完成。