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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 布洛芬的合成研究</b></p><p><b> 引言</b></p><p> 布洛芬為新一代非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥物,具有比阿司匹林更強(qiáng)的解熱、消炎和鎮(zhèn)痛作用,副作用則比阿司匹林小得多。因此自上世紀(jì)70年代末上市以來(lái),以其療效高, 副作用小為特點(diǎn)而而獲得了迅速發(fā)展,現(xiàn)已成為生產(chǎn)量和使用量最大的消炎解熱鎮(zhèn)痛藥之一。
2、1987年,它在全部解熱鎮(zhèn)痛消炎藥物的23億美元銷售額中占18%的份額。1993年上升至30%以上。目前,全世界布洛芬的總產(chǎn)量為8000噸左右。</p><p> 布洛芬 化學(xué)名為:2一[4/一(3//—甲基丙基)一苯基]一丙酸,或2一(4一異丁基苯基)丙酸,又名異丁苯丙酸、拔怒風(fēng),又稱異丁洛芬。分子式為 C13H18O2,分子量為 206.28。它是一種白色結(jié)晶狀粉末,稍有特異臭,幾乎無(wú)味,在乙醇、丙酮、氯
3、仿或乙醚中易溶,在水中幾乎不溶,在NaOH和Na2CO3溶液中易溶,熔點(diǎn)為74.5℃-77.5℃,沸點(diǎn)為157℃。</p><p><b> 布洛芬的合成研究</b></p><p> 摘要:布洛芬(ibuprofen),為新一代非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥物,具有比阿司匹林更強(qiáng)的解熱、消炎和鎮(zhèn)痛作用,副作用則比阿司匹林小得多。本文從它的作用機(jī)理,應(yīng)用現(xiàn)狀,制備方法,以及發(fā)展
4、前景等方面做了簡(jiǎn)要綜述。</p><p> 關(guān)鍵字:非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥物 布洛芬 合成 羰基化 綠色化學(xué)</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 第一章 前言1</b></p><p> 第二章 作用機(jī)理1</p><p>
5、 第三章 布洛芬生產(chǎn)現(xiàn)狀及其存在問(wèn)題1</p><p> 第四章 布洛芬的合成2</p><p> 4.1轉(zhuǎn)位重排法3</p><p> 4.2醇羰基化法4</p><p> 4.3烯烴羰基化法5</p><p> 4.4鹵代烴羰基化法5</p><p> 4.5烯烴催化
6、加氫法6</p><p> 4.6環(huán)氧丙烷重排法7</p><p> 4.7對(duì)異丁基苯乙烯手性羰化7</p><p><b> 第五章 結(jié)束語(yǔ)7</b></p><p><b> 第一章 前言</b></p><p> 1964 年英國(guó)的 Nicholson
7、 等人最早合成了布洛芬,其他各國(guó)也逐漸對(duì)布洛芬展開(kāi)研究,英國(guó)的布茨藥廠首先獲得專利權(quán)并投入生產(chǎn)。在最初的生產(chǎn)過(guò)程中,由于生產(chǎn)工藝落后,導(dǎo)致布洛芬的生產(chǎn)成本高,產(chǎn)量低,企業(yè)規(guī)模受到很大限制。直到20世紀(jì)80年代后期,隨著羧基化法和1,2-轉(zhuǎn)位法等布洛芬新工藝的出現(xiàn),布洛芬的生產(chǎn)成本大大降低,企業(yè)的規(guī)模也越來(lái)越大。目前,德國(guó)的巴斯夫公司,美國(guó)的Albemarle 公司和乙基公司都具有龐大的生產(chǎn)規(guī)模。他們分別具有自己的核心技術(shù),選擇合適的工藝
8、,從而具有經(jīng)濟(jì)效益和規(guī)模優(yōu)勢(shì)。近十多年來(lái),由于政府扶持,印度的醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展迅速。印度的 Sumitra 公司和 Cheminor 公司的生產(chǎn)規(guī)模也達(dá)到上述西方國(guó)家大公司的水平, 而且由于印度的勞動(dòng)力價(jià)格低廉,使得生產(chǎn)成本較低。印度低價(jià)格的布洛芬大量出口,大大沖擊了全球的布洛芬市場(chǎng)。</p><p><b> 朗讀</b></p><p> 顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音
9、</p><p> 字典 - 查看字典詳細(xì)內(nèi)容</p><p><b> 名詞</b></p><p><b> 發(fā)炎</b></p><p><b> 炎</b></p><p><b> 燃燒</b></p>
10、;<p><b> 發(fā)火</b></p><p><b> 焮</b></p><p> 可翻譯 50 多種語(yǔ)言</p><p><b> rouge</b></p><p> Ich bin vierzig Jahre alt</p>&
11、lt;p><b> Простите</b></p><p> ¿Cómo estás?</p><p> ??? ??? ?????</p><p><b> ???</b></p><p> haydi gidelim</p><
12、p> Je parle un petit peu français.</p><p> hoje está ensolarado</p><p> Wie bitte?</p><p><b> Pardon ??</b></p><p><b> nazdar!</b
13、></p><p> Es ist sehr interessant!</p><p> ?? ???? ??????? ???.</p><p> mijn vriend</p><p><b> ??????</b></p><p><b> さようなら</b&
14、gt;</p><p> miracoloso</p><p> La voiture</p><p><b> χρησμ??</b></p><p><b> ???????</b></p><p><b> hello</b></p
15、><p> Wie gehts?</p><p><b> ????</b></p><p><b> s? t?</b></p><p> Buongiorno Principessa!</p><p> Je ne sais pas !</p><
16、;p> Wie heißen Sie?</p><p><b> Hjelp!</b></p><p><b> escargots</b></p><p><b> παραλ?α</b></p><p><b> ??</b>
17、</p><p><b> ?????</b></p><p><b> děti</b></p><p> Vær så snill</p><p><b> ?? ???! </b></p><p><b>
18、第二章 作用機(jī)理</b></p><p> 其作用機(jī)制是通過(guò)對(duì)環(huán)氧酶的抑制而減少對(duì)前列腺素的合成,因此減輕因前列腺素引起的組織充血、腫脹、降低周圍神經(jīng)痛覺(jué)的敏感性。臨床上布洛芬廣泛應(yīng)用于風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等關(guān)節(jié)腫痛癥狀,其毒副作用較小,長(zhǎng)期服用,一般病人的耐受性良好,很多國(guó)家都將其列為非處方藥物。因此自上世紀(jì) 70 年代末上市以來(lái),獲得了迅速發(fā)展, 現(xiàn)已成為生產(chǎn)量和使用量最大的消炎解熱鎮(zhèn)痛
19、藥之一,目前全球的年產(chǎn)量已超萬(wàn)噸。</p><p> 第三章 布洛芬生產(chǎn)現(xiàn)狀及其存在問(wèn)題</p><p> 對(duì)于布洛芬這種醫(yī)藥結(jié)晶產(chǎn)品而言,質(zhì)量的好壞對(duì)產(chǎn)品能否在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位往往起著重要的作用。目前,國(guó)內(nèi)布洛芬同國(guó)外同類產(chǎn)品相比存在著晶形不好、顆粒不均勻等質(zhì)量方面的差距。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)所使用的落后結(jié)晶技術(shù)與設(shè)備,一方面導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差,另一方面導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下,使得國(guó)內(nèi)布
20、洛芬產(chǎn)品難以與國(guó)外產(chǎn)品相競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和中國(guó)外的布洛芬產(chǎn)品占主導(dǎo)地位,如中美史可公司的布洛芬制劑占據(jù)了中國(guó)的70%的市場(chǎng)份額。如今我國(guó)已經(jīng)加入 WTO,要改變這種現(xiàn)狀,就必須對(duì)結(jié)晶及裝置進(jìn)行改進(jìn),從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的布洛芬結(jié)體產(chǎn)品。有關(guān)其工藝改進(jìn)和新工藝、 拆分或不對(duì)稱合成獲得其手性體、 其衍生物以及各種制劑的研究報(bào)道層出不窮[1-2]。</p><p> 第四章 布洛芬的合成</p><
21、;p><b> 4.1轉(zhuǎn)位重排法</b></p><p> 芳基 1,2-轉(zhuǎn)位重排法是目前國(guó)內(nèi)廠家普遍采用的一種合成方法。以異丁苯為原料,經(jīng)與2-氯丙酰氯的傅克?;?、與新以異丁苯為原料,經(jīng)與氯丙酰氯的傅克酰化、氯丙酰氯的傅克?;於嫉拇呋s酮化、催化重排、水解等制得布洛芬。戊二醇的催化縮酮化、催化重排、水解等制得布洛芬。優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單穩(wěn)定,時(shí)間較短。其化學(xué)反應(yīng)是為:</p&
22、gt;<p> 李興泰等對(duì)傅克?;M(jìn)行了研究, 以無(wú)水三氯化鋁與 2-氯丙酰氯在無(wú)溶劑條件下 20~40 ℃反應(yīng)產(chǎn)生活性絡(luò)合物, 然后 15~30 ℃滴加異丁苯進(jìn)行?;?,反應(yīng)結(jié)束再加入石油醚,便于分層、水洗及下一步縮酮時(shí)帶水[3]。 該工藝的優(yōu)點(diǎn)為:避免了?;瘯r(shí)以石油醚作溶劑其中所含微量芳烴雜質(zhì)所帶來(lái)的副產(chǎn)物, 或使用二氯乙烷作溶劑時(shí)所帶來(lái)的毒性和溶劑殘留問(wèn)題,避免了傳統(tǒng)工藝使用冷凍鹽水的要求,降低了能耗和設(shè)備腐蝕等。&
23、lt;/p><p> 石文平等將固體超強(qiáng)酸用于縮酮化反應(yīng),代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硫酸或?qū)妆交撬幔〉昧溯^好的效果[4]。 作者給出了催化劑的最佳制備條件和縮酮反應(yīng)的最佳條件。催化劑不僅活性很高,而且重復(fù)使用性能良好。舒瑞友對(duì)重排反應(yīng)進(jìn)行了研究, 以布洛芬鋅替代原工藝中的氧化鋅為催化劑, 使重排反應(yīng)成為均相液體回流反應(yīng),反應(yīng)溫度降低,時(shí)間縮短,操作更簡(jiǎn)單穩(wěn)定,粗品布洛芬顏色為類白色,同時(shí)還報(bào)道了布洛芬鋅的制備方法[5]。<
24、;/p><p><b> 4.2醇羰基化法</b></p><p> 醇羰基化法即 BHC 法 ,以異丁苯為原料 ,經(jīng)與乙酰氯的傅克?;?、 催化加氫還原和催化羰基化 3步反應(yīng)制得布洛芬 ,優(yōu)點(diǎn)為反應(yīng)速率快,為目前最先進(jìn)的工藝路線 ,為國(guó)外多數(shù)廠家所采用 。其化學(xué)反應(yīng)是為: </p><p> Manimaran 等對(duì)經(jīng)典?;?/p>
25、工藝進(jìn)行了詳盡的研究 ,發(fā)現(xiàn)在很低溫度下如 0、-10 ℃ ,甚至-35 ℃?;院苋菀走M(jìn)行 ,但產(chǎn)生的異構(gòu)體大為減少[6] 。乙酰氯和異丁苯冷至-30 ℃以下, 少量多批加入無(wú)水三氯化鋁 ,保持-30 ℃以下加料和反應(yīng),冰解后產(chǎn)物的 GC 分析顯示各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 : 對(duì)異丁基苯乙酮 98.8% ,間位異構(gòu)體 0.8% ,其他高沸雜 質(zhì) 0.4%。</p><p> Chaudhari 等報(bào)道了羰基
26、化反應(yīng)在鹵離子源、質(zhì)子酸 、水和具有合適催化劑及有機(jī)溶劑存在下,與CO 在2 相或均相狀態(tài)下反應(yīng)[7] 其中羰基化催化劑的中心金屬為鈀或鉑, 主要配體為 8-羥基喹啉、2-羥基吡啶、2-(2-羥乙基)吡啶、吡啶-2-甲酸、哌啶-2-甲酸、喹啉-2-甲酸、異喹啉-1-甲酸和異喹啉-3-甲酸。</p><p><b> 4.3烯烴羰基化法</b></p><p> 早
27、有報(bào)道芳基取代烯烴與 CO 和水或醇在鈀催化劑和酸性條件下生成芳烷基羧酸或羧酸酯。 Wu報(bào)道了無(wú)氧條件下鈀的催化活性可通過(guò)與某些配體的合用而增強(qiáng)[12]。例如,在相同條件下,1:1 的n(Ph P): n(Ph PO)與氯化鈀合用時(shí)效果最佳 ,不僅反應(yīng)速率快,轉(zhuǎn)化率最高,而且?guī)缀鯖](méi)有異構(gòu)體 3-(4-異丁基苯基)丙酸的產(chǎn)生。 其化學(xué)反應(yīng)是為:</p><p> 4.4鹵代烴羰基化法</p>&l
28、t;p> 鹵代烴羰基化法以 1-對(duì)異丁基苯基-1-氯乙烷為原料 經(jīng)與 CO 在催化劑和堿性條件下羰基化生成產(chǎn)物。 其化學(xué)反應(yīng)是為:</p><p> 該方法在上世紀(jì) 80 年代即有報(bào)道,催化劑一般為鈷或鈀的化合物,溶劑為醇類。 但有如下缺點(diǎn):堿性條件下得到的一般為布洛芬鹽, 需要增加酸化一步才能得到布洛芬; 鹵代烴羰基化往往產(chǎn)生雙羰基化副產(chǎn)物,即 4-異丁基苯基丙酮酸;具有良好選擇性的反應(yīng)參數(shù)的變化范圍
29、很窄。 Elango 報(bào)道了以鈀為催化劑的酸性水溶液中的羰基化反應(yīng), 同時(shí)還報(bào)道了異丁苯與乙醛和氯化氫進(jìn)行氯乙基化反應(yīng)生成對(duì)異丁基苯基-1-氯乙烷的詳細(xì)操作[13] 。</p><p> 典型的氯乙基化工藝如下 :異丁苯 (3 mol)和氯化鋅 (1 mol)加入 1 L 反應(yīng)瓶中 ,10 ℃ 以下 2 h 內(nèi)滴入乙醛 (1 mol)與異丁苯 (0.5 mol)的混合物 ;將反應(yīng)液加熱至室溫 ,向反應(yīng)物中通
30、氯化氫氣體約 2 h ,繼 續(xù)反應(yīng) 6 h ;反應(yīng)液加水 、分層 ,碳酸氫鈉洗 、水洗 、干燥 ,蒸餾回收過(guò)量異丁苯 ,真空蒸餾得產(chǎn)物 。羰基化使用的催化劑如 PdCl (PPh ) ,羰基化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較高, 但布洛芬的選擇性最高僅有 74%,主要副產(chǎn)物為異構(gòu)體和聚合的重組分。</p><p> 4.5烯烴催化加氫法</p><p> Chan 和 Pai 報(bào)道了利用手性配體的釕配
31、合物催化 2-(6-甲氧基-2-萘基) 丙烯酸的加氫制備萘普生,對(duì)映體過(guò)量(ee)達(dá) 96%[14]。 反應(yīng)式如下:</p><p> 也可用于 2-(4-異丁基苯基) 丙烯酸的催化加氫。作者主要研究了手性配體和催化劑的制備、催化劑的回收、氫氣壓力、溶劑、添加磷酸和反應(yīng)溫度等對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物光學(xué)純度的影響。 具體的手性配體為Figure 5 中的 3,3'-聯(lián)吡啶雙膦化合物。姜標(biāo)等報(bào)道了上述反應(yīng)的前體化合物
32、2-芳基乳酸酯的制備方法[15]。</p><p> 重點(diǎn)研究了芳香烴包括異丁苯與丙酮酸甲酯或乙酯在 Lewis 酸催化下縮合生成 2-芳基乳酸酯的條件,包括催化劑種類、用量、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)溫度等,但反應(yīng)要求低溫如-30 ℃,并且收率中等。</p><p> 4.6環(huán)氧丙烷重排法 </p><p> 陳平等報(bào)道了一種新的布洛芬合成方法, 其中制備對(duì)異丁基苯
33、乙酮及由 2-(4-異丁基苯基)丙醛轉(zhuǎn)化為布洛芬的 2 步反應(yīng)與經(jīng)典的 Darzens 縮合法的相應(yīng)步驟相同[16]。 反應(yīng)式如下:</p><p> 對(duì)異丁基苯乙酮與硫葉立(由二甲硫醚與硫酸二甲酯反應(yīng)制得)反應(yīng)得 2-(對(duì)異丁基苯基)-1,2-環(huán)氧丙烷, 然后以無(wú)水氯化鋅或無(wú)水氯化錫催化重排得 2-(對(duì)異丁基苯基)丙醛。專利還改進(jìn)了中間體醛氧化制布洛芬的條件,以四丁基溴化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑,30%過(guò)氧化氫為氧化
34、劑,收率近 90% 。</p><p> 綜合分析以上不同的工藝路線, 筆者認(rèn)為仍以經(jīng)典的 1,2-轉(zhuǎn)位重排法比較適合國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。 醇羰基化法和烯烴羰基化法技術(shù)難度高,催化劑價(jià)昂;鹵代烴羰基化法選擇性低,催化劑價(jià)高,氯乙基化時(shí)易發(fā)生多烷基化和雙芳基化,雜質(zhì)多;烯烴加氫法雖有可分別制備消旋布洛芬和右旋布洛芬的優(yōu)點(diǎn), 但 2-(4-異丁基苯基) 丙烯酸需由異丁苯經(jīng) 2 步反應(yīng)制得,與丙酮酸酯縮合一步收率低,丙酮酸酯價(jià)
35、格高,加氫催化劑昂貴;環(huán)氧丙烷重排法有 4 步反應(yīng),二甲硫醚污染大,工業(yè)化前景不樂(lè)觀。</p><p> 1,2-轉(zhuǎn)位重排法雖也為 4 步反應(yīng), 但每步收率高、安全性好、重排催化劑價(jià)廉易得且無(wú)毒。 2-氯丙酰氯的供應(yīng)充足,價(jià)格低廉,為該合成方法的穩(wěn)定運(yùn)行提供了充分的保障。 本工藝的關(guān)鍵是酰化時(shí)減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生,提高溶劑回收率,縮酮時(shí)最大限度提高轉(zhuǎn)化率,重排平穩(wěn),回收或利用重排時(shí)副產(chǎn)的 3-氯-2,2-二甲基-1
36、-丙醇, 此外若能將?;拇呋瘎┤然X改為固體酸,則不僅能降低成本,還能減少設(shè)備腐蝕,提高操作安全性。</p><p> 4.7對(duì)異丁基苯乙烯手性羰化</p><p> 不對(duì)稱反應(yīng)用于手性藥物的合成越來(lái)越為人們重視, 通過(guò)手性催化劑的不對(duì)稱誘導(dǎo)作用, 可獲得藥效更高的光學(xué)活性異構(gòu)體。 例如, ( S)2(+ )布洛芬的鎮(zhèn)痛作用是( R)2異構(gòu)體的100倍[ 17].。 </p&
37、gt;<p> 因此,如何通過(guò)不對(duì)稱合成來(lái)獲得高立體選擇性的 S 2布洛芬, 成為布洛芬合成綠色化的更高目標(biāo)。關(guān)于不對(duì)稱氫甲?;膱?bào)道最先出現(xiàn)于1972年[18], 其結(jié)果很不理想。 隨后在此領(lǐng)域的研究主要集中在手性催化劑的設(shè)計(jì)和研制上。直到1983 年, 利用( S nCl2) PtCl( DBP2DIOP)催化苯乙烯進(jìn)行氫甲酰化反應(yīng),才得到比較滿意的光學(xué)選擇性( 73% e e)[19]。</p>&l
38、t;p><b> 第五章 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p> 布洛芬的合成有多種方法,但目前已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的僅有Boots法和BHC 法。BHC 工藝是迄今布洛芬生產(chǎn)中最為先進(jìn)的技術(shù),這一方法具有合成簡(jiǎn)單、 原子經(jīng)濟(jì)性高、 污染小的特點(diǎn), 是典型的環(huán)境友好清潔生產(chǎn)工藝。今后布洛芬合成的研究和開(kāi)發(fā)重點(diǎn)將環(huán)繞兩方面進(jìn)行, 一是進(jìn)一步解決BHC 工藝中貴金屬催化劑的分離回收問(wèn)題, 如能很好地
39、解決這一問(wèn)題, BHC 工藝將更加完美。 二是通過(guò)不對(duì)稱催化反應(yīng)合成高光學(xué)活性的 S2布洛芬, 以實(shí)現(xiàn)布洛芬合成綠色化的更高目標(biāo)。通過(guò)對(duì)在國(guó)內(nèi)外布洛芬合成路線的比較, 可以看出目前國(guó)內(nèi)合成路線存在以下不足, 合成路線較長(zhǎng)、 生產(chǎn)工藝復(fù)雜、周期長(zhǎng)、 成本高、 原子利用率低、 副產(chǎn)物多、 污染嚴(yán)重, 并存在安全隱患, 不符合綠色化學(xué)思想, 應(yīng)該淘汰, 新的合成工藝值得我們推廣。</p><p><b>
40、參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1] 于鳳麗,趙玉亮,金子林. 布洛芬合成綠色化進(jìn)展[J]. 有機(jī)化學(xué), 2003,11(11): 1 198-1 204.</p><p> [2] 郭莉娜,侯仲軻,陳燦,等. 不對(duì)稱催化反應(yīng)合成手性藥物的研究進(jìn)展[J]. 精細(xì)化工中間體, 2006,36(2): 1-4,10.</p><p> [3] 李
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55、79, 32 , 1521.</p><p><b> 致謝</b></p><p> 本論文是在杜會(huì)茹老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的,她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神,精益求精的工作作風(fēng),深深地感染和激勵(lì)著我。杜老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo),同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷,在此謹(jǐn)向杜老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝幫助我同學(xué)們,正是由于你
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