提高研發(fā)效率是當前制藥業(yè)面臨的zui大挑故之一。在未來的10年里。制藥業(yè)內(nèi)大量的藥品權(quán)即將到期。為了保持競爭力，制藥公司需要不停地尋找策略以彌補銷售額的下降，保持強勁的增長勢頭以及保證股東的利益?；蚪M學和蛋白質(zhì)組學研究的影響正在引起藥物靶點在數(shù)zui土爆炸性的增長。目前的藥物治療主要基于僅僅大約500個生物靶標，而這個數(shù)目在十年后將會達到10000。為了發(fā)現(xiàn)更多的能夠針對所有靶點的潛在候選藥物，制藥公司對于應用在基因組學和蛋白質(zhì)組學研究、組合化學及生物活性篩選上的高通量生產(chǎn)技術(shù)作了較大的投資。盡管如此，先導化合物的優(yōu)化與藥物化學仍然是藥物研發(fā)過程中的瓶頸。研發(fā)具有所需生物活性的化合物仍是耗時而昂貴的。因此，更多的注意力正在轉(zhuǎn)向化學物質(zhì)的更加快速合成與篩選的技術(shù)上，以便發(fā)現(xiàn)功能化合物。

    組合化學與高通量合成領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展對于藥物化學的發(fā)展也相當有益。這一學科已經(jīng)成為促進化合物庫的設計、合成、純化和分析的方法與技術(shù)發(fā)展的革新機器。這些新的工具對制藥業(yè)中先導簽化合物的鑒定以及先導化合物的優(yōu)化兩方面都有著重大影響?，F(xiàn)在可以設計合成出龐大的化合物庫，用于提供針對新的治療靶點的有價值的先導化合物?；瘜W家一旦研究出一種合適的高速先導化合物合成法，就可以同時合成和純化成百上千的相似分子，用以發(fā)現(xiàn)新的先導化合物，并且（或者）以的速度獲得結(jié)構(gòu)與活性的關(guān)系。

    常規(guī)的平行/組合合成瓶頸在于如何優(yōu)化反應條件,從而以合適的產(chǎn)率和純度得到所需產(chǎn)物。由于很多反應序列需要至少一步或多步的長時間加熱步驟，這些反應條件的優(yōu)化通常耗時且困難。在受控條件下的微波輔助加熱法（微波合成）已經(jīng)成為藥物化學和藥物研發(fā)應用中的一門重要技術(shù)。一般情況下，它可以顯著地縮短反應時間，通?？梢詮臄?shù)天或數(shù)小時，縮短至幾分鐘甚至幾秒鐘，可以在幾個小時內(nèi)測定許多反應參數(shù)，從而優(yōu)化目標化學反應。因此，可以憑借這一新技術(shù)通過平行的或（自動化的）連續(xù)的方法快速地合成出化合物庫。此外，微波合成也能夠發(fā)現(xiàn)新的反應途徑，用于在整體上拓展“化學空間”，尤其是“與生物相關(guān)的、藥物化學的空間”。

    微波合成對于藥物化學的成就有著特殊的潛在影響，至少體現(xiàn)在藥物研發(fā)的3個主要階段:先導化合物的形成，先導化合物活性的發(fā)現(xiàn)和先導化合物的優(yōu)化。藥物化學要解決的是基礎生物學和臨床上的問題。它首先致力于制備合適的分子工具以確認機理，zui終的努力則轉(zhuǎn)向了候選藥物的生化、藥代動力學、藥理學、臨床的和具有競爭力的特征的優(yōu)化。貫穿這一藥物發(fā)明和發(fā)展過程的一個共同主題是速度。速度意味著競爭上的優(yōu)勢，更為地利用昂貴而有限的資源，更迅速地探究結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系（SAR） ,得到增強的智力資產(chǎn)的宣傳，對急需藥物更及時配送，從而zui終決定了*的分配。對于制藥業(yè)和藥物化學家而言，時間的確就是金錢，而微波化學已成為這一活躍的、對時間極其敏感的領(lǐng)域的一個中心工具。

    和所有科學一樣，化學包含了無止境的反復假設和實驗，而實驗結(jié)果則指引著項目的發(fā)展。微波合成法縮短了反應時間，方便了快速跟蹤和優(yōu)化反應，加快了“假設一實驗一結(jié)果”這一反復過程，從而在單位時間內(nèi)獲得更多的決定點。為了充分利用微波合成的益處，研究人員必須做好“失敗是成功之母”的準備。失敗可能耗費幾分鐘，而一旦成功則贏得了許多小時甚至是許多天的時間。以這種速度可以對反應條件進行多種改變，允許研究人員在早晨時討論“我們應該試什么”，而午后則討論“結(jié)果是什么”。（“午飯后討論”式的咒語）。所以，毫不奇怪，大部分制藥公司、農(nóng)用化學品公司和生物技術(shù)公司已經(jīng)在他們的化學項目中將微波合成作為一線方法而大量使用，既用于化合物庫的合成，也用于先導化合物的優(yōu)化過程，因為他們意識到這一技術(shù)具有加速化學反應，從而加快藥物研發(fā)過程的能力。
 

美國 CEM 環(huán)形聚焦單模微波合成系統(tǒng)