6.2.1 以异丁苯
(衍生物) 为原料
(1) 异丁苯与乳酸衍生物反应(一步
法)
乳酸对甲苯磺酸酯与异丁苯在过量的AlCl3存在下一步反应生成布洛芬。主要缺点是产物中有大量的异构体,产品质量差,收率低。
(2) 格氏反应法
用异丁苯的衍生物为原料、经格氏反应合成布洛芬。收率较高,但需用格氏试剂,反应条件苛刻。大多数原料须自制,所用试剂价格昂贵,乙醚易燃易爆不适合工业化生产。
(3) 氰化物法
以对异丁基苯乙腈为中间体,经甲基化、水解得布洛芬。其中氯甲基化、氰化步骤中所用原料均有毒性,故操作要求较高,且存在设备腐蚀和“三废”问题。
6.2.2 以乙苯为原料
以乙苯与异丁酰氯为原料经酰化、溴化、氰化、水解和还原制备布洛芬。原料较贵,工业化价值不大。
6.2.3 以异丁基苯乙酮为原料
异丁基苯乙酮与氯仿在相转移催化剂存在下反应,产物再经氢解制得布洛芬。反应条件要求较高,副反应也较多。
6.2.4 环氧羧酸酯法(布洛芬的工业生产方法)
是目前国内采用的主要方法。异丁苯与乙酰氯经傅-克反应得异丁基苯乙酮,再与氯乙酸异丙酯发生Darzens 缩合,产物经水解、中和及脱羧反应制得异丁基苯丙醛,异丁基苯丙醛经氧化或经成肟、消除再水解成布洛芬。
各步反应收率都比较高,其中醛肟法不存在氧化法的“三废”问题,更适合工业生产。
6.3 布洛芬的生产工艺
6.3.1 4-异丁基苯乙酮的合成
(1) 工艺原理
在三氯化铝的催化下,乙酰氯与异丁苯发生傅-克酰化反应。由于异丁基是体积较大的邻对位定位基,乙酰基主要进入其对位,生成4-异丁基苯乙酮。反应需无水操作。
(2) 工艺过程
将计量好的石油醚、三氯化铝加入反应釜内,搅拌降温至5℃以下,加入计量的异丁苯,其间控制釜内温度
6.3.2 2-(4-异丁苯基) 丙醛的合成
(1) 工艺原理
第一步反应为Darzenes 缩合,产物经水解、脱羧和重排得到2-(4-异丁苯基) 丙醛。
(2) 工艺过程
缩合:将异丙醇钠压入缩合釜中,搅拌下控温至15℃左右,将计量的4-异丁基苯乙酮与氯乙酸异丙酯的混合物慢慢滴入,于20~25℃反应6h 后,升温至75℃,回流反应1h 。
水解:冷水降温,压入水解釜,将计量的氢氧化钠溶液慢慢加入,控制釜内温度不超过25℃,搅拌水解4h 后,先常压再减压蒸醇。加入热水,于70℃搅拌溶解1h 。
酸化脱羧:将3-(4-异丁苯基)-2,3-环氧丁酸钠压入脱羧釜中,慢慢滴加计量的盐酸,控制釜内温度60℃,加毕,物料温度升至100℃以上,回流脱羧3h 后降温,静置2h 分层。
有机层吸入蒸馏釜,减压蒸馏,收集120~128℃/2kPa馏分,即得2-(4-异丁苯基) 丙醛。收率77~80%。
2-(4-异丁苯基) 丙醛不稳定,要及时转入下一步反应。
脱羧液水层经静置后尚存少量油层,应予回收。水层取样分析,测化学需氧量,达标后排放。减压蒸馏所剩残渣,再进行提取,以回收所含2-(4-异丁苯基) 丙醛。
在脱羧反应中,常产生大量泡沫,应注意慢慢加酸,以防止冲料。
6.3.3 布洛芬的合成
(1) 工艺原理
2-(4-异丁苯基) 丙醛制布洛芬有两种方法,其一为氧化法,即用重铬酸钠氧化;其二为醛肟法,即先使羟胺与2-(4-异丁苯基) 丙醛反应,得中间体2-(4-异丁苯基) 丙醛肟,再经消除和水解等反应制得布洛芬。醛肟法方法由于不使用重铬酸钠,后处理更方便,还避免了环境污染等问题,此外,以水作溶剂,操作安全,该法已应用于制药工业生产。
(2) 工艺过程(氧化法)
将重铬酸钠溶于定量的水中,开真空吸入氧化剂配制釜,搅拌使之全溶,压入氧化反应釜。搅拌下降温,将计量的浓硫酸慢慢滴入反应釜,滴毕继续降温,备用。
待氧化反应液温度降至5℃以下时,将计量的丙酮和2-(4-异丁苯基) 丙醛的混合液于搅拌下慢慢滴至反应釜中,保温25℃,加完继续反应1h ,直至反应液呈棕红色,为终点。加入焦亚硫酸钠水溶液,使反应液呈蓝绿色。
将上述反应液吸入丙酮回收釜中,蒸馏,直到蒸不出丙酮为止。残留物中加入定量的水和石油醚,搅拌0.5h 后静置分层。水层用石油醚提取两次,油层水洗至无Cr 3+为止。
石油醚中加入配制好的稀碱液,搅拌15min 后静置0.5h ,碱层分入钠盐贮罐。再将计量的水加入石油醚层,搅拌15min 后静置0.5h ,水层并入钠盐贮罐。有机层吸入石油醚回收罐。 水层物料加到酸化釜,保持温度35~45℃,滴加盐酸,调节pH 为1~2(此时析出布洛芬油层) ,降温至5℃,复测pH 仍为2~3,继续降温、固化、结晶、离心,即得粗制布洛芬。收率>90%。 粗品再经溶解、脱色、结晶、离心和干燥,即得精品布洛芬。
6.2.1 以异丁苯
(衍生物) 为原料
(1) 异丁苯与乳酸衍生物反应(一步
法)
乳酸对甲苯磺酸酯与异丁苯在过量的AlCl3存在下一步反应生成布洛芬。主要缺点是产物中有大量的异构体,产品质量差,收率低。
(2) 格氏反应法
用异丁苯的衍生物为原料、经格氏反应合成布洛芬。收率较高,但需用格氏试剂,反应条件苛刻。大多数原料须自制,所用试剂价格昂贵,乙醚易燃易爆不适合工业化生产。
(3) 氰化物法
以对异丁基苯乙腈为中间体,经甲基化、水解得布洛芬。其中氯甲基化、氰化步骤中所用原料均有毒性,故操作要求较高,且存在设备腐蚀和“三废”问题。
6.2.2 以乙苯为原料
以乙苯与异丁酰氯为原料经酰化、溴化、氰化、水解和还原制备布洛芬。原料较贵,工业化价值不大。
6.2.3 以异丁基苯乙酮为原料
异丁基苯乙酮与氯仿在相转移催化剂存在下反应,产物再经氢解制得布洛芬。反应条件要求较高,副反应也较多。
6.2.4 环氧羧酸酯法(布洛芬的工业生产方法)
是目前国内采用的主要方法。异丁苯与乙酰氯经傅-克反应得异丁基苯乙酮,再与氯乙酸异丙酯发生Darzens 缩合,产物经水解、中和及脱羧反应制得异丁基苯丙醛,异丁基苯丙醛经氧化或经成肟、消除再水解成布洛芬。
各步反应收率都比较高,其中醛肟法不存在氧化法的“三废”问题,更适合工业生产。
6.3 布洛芬的生产工艺
6.3.1 4-异丁基苯乙酮的合成
(1) 工艺原理
在三氯化铝的催化下,乙酰氯与异丁苯发生傅-克酰化反应。由于异丁基是体积较大的邻对位定位基,乙酰基主要进入其对位,生成4-异丁基苯乙酮。反应需无水操作。
(2) 工艺过程
将计量好的石油醚、三氯化铝加入反应釜内,搅拌降温至5℃以下,加入计量的异丁苯,其间控制釜内温度
6.3.2 2-(4-异丁苯基) 丙醛的合成
(1) 工艺原理
第一步反应为Darzenes 缩合,产物经水解、脱羧和重排得到2-(4-异丁苯基) 丙醛。
(2) 工艺过程
缩合:将异丙醇钠压入缩合釜中,搅拌下控温至15℃左右,将计量的4-异丁基苯乙酮与氯乙酸异丙酯的混合物慢慢滴入,于20~25℃反应6h 后,升温至75℃,回流反应1h 。
水解:冷水降温,压入水解釜,将计量的氢氧化钠溶液慢慢加入,控制釜内温度不超过25℃,搅拌水解4h 后,先常压再减压蒸醇。加入热水,于70℃搅拌溶解1h 。
酸化脱羧:将3-(4-异丁苯基)-2,3-环氧丁酸钠压入脱羧釜中,慢慢滴加计量的盐酸,控制釜内温度60℃,加毕,物料温度升至100℃以上,回流脱羧3h 后降温,静置2h 分层。
有机层吸入蒸馏釜,减压蒸馏,收集120~128℃/2kPa馏分,即得2-(4-异丁苯基) 丙醛。收率77~80%。
2-(4-异丁苯基) 丙醛不稳定,要及时转入下一步反应。
脱羧液水层经静置后尚存少量油层,应予回收。水层取样分析,测化学需氧量,达标后排放。减压蒸馏所剩残渣,再进行提取,以回收所含2-(4-异丁苯基) 丙醛。
在脱羧反应中,常产生大量泡沫,应注意慢慢加酸,以防止冲料。
6.3.3 布洛芬的合成
(1) 工艺原理
2-(4-异丁苯基) 丙醛制布洛芬有两种方法,其一为氧化法,即用重铬酸钠氧化;其二为醛肟法,即先使羟胺与2-(4-异丁苯基) 丙醛反应,得中间体2-(4-异丁苯基) 丙醛肟,再经消除和水解等反应制得布洛芬。醛肟法方法由于不使用重铬酸钠,后处理更方便,还避免了环境污染等问题,此外,以水作溶剂,操作安全,该法已应用于制药工业生产。
(2) 工艺过程(氧化法)
将重铬酸钠溶于定量的水中,开真空吸入氧化剂配制釜,搅拌使之全溶,压入氧化反应釜。搅拌下降温,将计量的浓硫酸慢慢滴入反应釜,滴毕继续降温,备用。
待氧化反应液温度降至5℃以下时,将计量的丙酮和2-(4-异丁苯基) 丙醛的混合液于搅拌下慢慢滴至反应釜中,保温25℃,加完继续反应1h ,直至反应液呈棕红色,为终点。加入焦亚硫酸钠水溶液,使反应液呈蓝绿色。
将上述反应液吸入丙酮回收釜中,蒸馏,直到蒸不出丙酮为止。残留物中加入定量的水和石油醚,搅拌0.5h 后静置分层。水层用石油醚提取两次,油层水洗至无Cr 3+为止。
石油醚中加入配制好的稀碱液,搅拌15min 后静置0.5h ,碱层分入钠盐贮罐。再将计量的水加入石油醚层,搅拌15min 后静置0.5h ,水层并入钠盐贮罐。有机层吸入石油醚回收罐。 水层物料加到酸化釜,保持温度35~45℃,滴加盐酸,调节pH 为1~2(此时析出布洛芬油层) ,降温至5℃,复测pH 仍为2~3,继续降温、固化、结晶、离心,即得粗制布洛芬。收率>90%。 粗品再经溶解、脱色、结晶、离心和干燥,即得精品布洛芬。