近年來，樣品制備中已經開始應用微波技術，而在化合物的合成中也日益顯示出微波技術的優點，本文介紹了制藥領域適度反應條件下進行微波合成的方法。
20多年來，微波合成技術業已廣泛應用于化學合成實驗室中，起初對于這一技術僅有科學上的興趣，而隨著微波儀器的不斷向前發展，才逐漸地受到特別是在制藥工業方面化學家的關注。隨著這一技術接受程度的日益增加，方法開發和大規模合成成為應用的中心。因研發過程中同一工藝用得越多，整個流程就越受益，若能在公斤級實驗室引入微波合成技術，更具有著重要的意義。至于如何將微波化學用于制藥企業，則可以通過瑞士的Biosunth AG 實例加以說明。
技術革新深及微量
通過檢驗微波輻射對相應化學反應的效率以及比例放大已有方法進行的可能性若干先行試驗之后， Biosunth AG于2005年底購置了安東帕公司的Synthos 3000 型設備，這種微波設備被用于F&E部門。借助于裝備有16位轉子并各帶100 ml容器的大配件，每次可以加工大約1L的反應混合液。根據這一容量，安東帕公司的Synthos 3000就可能與經典的公斤級實驗室相提并論，從而加工直至30L的物質。產品經理Alexander Bayer 博士稱：“從這一規模出發，我們甚至可以逐步擴展至400L的生產。”雖然這樣大的規模目前尚不可行，但是中長期的研究可以以此作為微波應用的奮斗目標。
借助Synthos 3000進入新境界
開頭進行的有效的測試反應是已知的雜環體系，旨在熟悉這一新技術的應用，結果表明該技術具有進一步發展的巨大潛能。微波系統的中心應用領域就是為委托性合成進行工藝開發，并確保其能夠符合“良好作業規范（GMP）”的要求。為了獲得GMP程序的批準，必須確保能對每一過程無一遺漏地反向追查以保證重現性，特別是重要反應參數如溫度和壓力均需采用精準的傳感器進行測量并予以圖示。 安東帕公司為此提供了安全的技術前提，能夠應用Synthos 3000完成任務。在經過API（活性藥用成分，表示藥品中的有效成分）合成成功預試之后，已能夠于2006年3月為一特殊用戶進行生產。通過微波輻射，該過程的反應時間從24h明顯縮短至2h。就像其他諸如此類的加速反應，其優點在于密封容器內微波可以明顯超過溶劑沸點來發揮效力。在當前的反應中，壓力高達40 bar，所以影響購置這種裝置決策的中心問題就是能否控制如此的高壓。Synthos 3000裝置的安全系統可以讓Biosunth 公司的化學家們對此完全放心。
應用微波技術的另一原因在于能夠改善所得產品的純度。經典合成中，會經常出現一些難以分離的污染物質，而在微波合成過程中，這些主要的污染物質可以減少到四分之一，常用的多級純化在此可以簡化為單純的一步，由此總的污染物質可以確定在痕量范圍（＜0.1%）。
正是由于節省時間和成本效應對于工業考量具有核心價值，這也對購置微波反應器裝置起到決定性作用。Bayer 博士稱：“這種GMP過程根據需要每年要多次和成塊地進行”。為此連續3周每天4次地采用全部裝有16個容器的轉子進行合成，每個容器運行時至少加工600 ml以上的反應混合物，連續不斷工作4天，周五對全部產品進行提純，最終得到1.5 kg純化產品。Bayer 博士說：“我們優化了這一過程。誠然，每天要對反應容器進行64次的灌充、擰緊、倒空和清洗，是件很費力的事，但這是產品質量的要求，無論如何，它的效率總比經典的實驗要高很多。”
需要更大一點的容器
對于微波反應器而言，較大的容器是一種要求，這正是工業界一再提出的，但是做起來卻并非易事。安東帕公司和其他微波行業的同行們一樣都在致力于解決這一問題，正值試驗這種系統之時，需要像Biosunth AG這樣可靠的合作伙伴協力共事。
從一開始，Biosunth和安東帕公司之間的合作就具有密切的信息交換和相互的支持。通過格拉茨專家們的直接指導以及在應用方面的支持，儀器的開發和服務進行得極為順利。從技術和化學層面上進行直接的意見交流，對于快速深入的發展以及新的開發項目來說是不可或缺的。
Bayer 博士自信地表示：“采用Synthos 3000的工作之所以如此富有成效，是因為人們可將此儀器使用到極限，在任何情況下都不會感覺處于臨界狀態，因為儀器的每一步都是安全的。假如一旦出現某個問題，就會立即得到格拉茨后勤服務的支持，所以停機現象出現極少”。憑借這種經驗，可以期待今后的項目能夠達到相應的質量標準。微波支持的合成方法，還能讓中等規模的制藥企業在其重要的生產過程中顯著提高效率。有關化學家還為在進一步提高勞動效率和擴展應用領域挖掘潛力，期望總合成過程得到簡化和有效運行的初衷，業已得到充分地實現。就Biosunth AG而言，對這一新技術的投資也得到顯而易見的回報。
