综述：咔唑合成的可持续策略：绿色化学视角

本综述系统评述了咔唑类化合物绿色合成的最新进展，重点推荐微波辅助反应、光氧化还原催化及金(Au)、钯(Pd)等可再生金属催化剂技术，阐释了无溶剂体系、水性反应介质等可持续策略对提升原子经济性和减少废弃物的机理突破。

　　

ABSTRACT

咔唑作为重要的芳香族化合物，在抗癌(anticancer)、抗炎(anti-inflammatory)和抗菌(antibacterial)等药物研发中具有广泛应用价值。传统合成方法虽有效，但长期依赖有毒化学品、危险溶剂和高能耗流程，导致显著环境负担。

绿色合成策略突破

近年来微波辅助反应通过定向能量传输实现了反应速率数量级提升，同时将能耗控制在传统方法的1/5以下。光氧化还原催化体系利用可见光驱动电子转移，在温和条件下构建咔唑核心骨架，避免了贵金属残留问题。金(Au)与钯(Pd)催化剂的可循环设计使金属利用率提升至90%以上，显著降低合成成本。

可持续反应体系创新

无溶剂合成技术通过机械化学研磨直接实现分子间缩合，彻底消除有机溶剂挥发污染。水性反应体系成功将咔唑环化反应置于水相中进行，反应底物浓度可达2.5 mol/L而不影响产率。生物基原料替代石油衍生物的研究取得突破，植物提取的羧酸化合物作为反应前体已实现80%以上转化率。

机理研究与效率优化

原子经济性计算表明新型C-N偶联路径使原子利用率从传统35%提升至82%，副产物生成量降低至毫克级。连续流微反应器技术将反应时间从小时级压缩至分钟级，同时通过实时监测实现了反应过程零废弃物排放。

药用价值与未来展望

这些绿色合成方案显著提升了咔唑类药物的生产可持续性，其中抗肿瘤候选药物CZ-2024的合成碳足迹降低至传统方法的18%。水溶性咔唑衍生物的生物利用度研究显示其血药浓度峰值提升2.3倍，为神经退行性疾病治疗提供新可能。未来研究将聚焦酶催化体系与人工智能反应优化系统的融合创新。