布洛芬合成论文

布洛芬合成工艺的研究引言布洛芬是世界卫生组织、美国FDA唯一共同推荐的儿童退烧药，是公认的儿童首选抗炎药。布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用。治疗风湿和类风湿关节炎的疗效稍逊于乙酰水杨酸和保泰松。适用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊椎炎和神经炎等。摘要布洛芬(ibuprofen)，化学名为2一(4一异丁基苯基)丙酸，为新一代非甾体消炎镇痛药物，具有比阿司匹林更强的解热、消炎和镇痛作用，副作用则比阿司匹林小得多。因此自上世纪70年代末上市以来，以其疗效高,副作用小为特点而而获得了迅速发展，现已成为生产量和使用量最大的消炎解热镇痛药之一。1987年,它在全部解热镇痛消炎药物的23亿美元销售额中占18%的份额。1993年上升至30%以上。目前,全世界布洛芬的总产量为8000吨左右。布洛芬的合成方法主要包括：(1)转位重排法；(2)醇羰基化法；(3)烯烃羰基化法；(4)卤代烃羰基化法；(5)烯烃加氢法；(6)环氧丙烷重排法等。本文以对异丁基苯甲醛为原料，分5步来合成布洛芬。考察了反应气氛、温度、催化剂的量、溶剂等反应条件对反应的影响。论文在对K4[Fe(CN)6]性质和苄氯氰化反应特点进行分析的基础之上，引入催化的方式，以无毒K4[Fe(CN)6]作为氰化试剂，实现了苄氯氰化反应中氰化试剂的无毒化，为苄氯向苯乙腈类化合物的转化探索了一种相对绿色的新方法。温度对反应的影响如下：随着温度的升高，产率也随之升高。但是,当反应温度高于某一反应温度时，产率又有所下降。从动力学角度分析，我们可以知道：随着反应温度的升高，反应活性即反应速率也升高，催化剂的催化效率也升高，反应收到的产率也升高。在某一温度附近达到最优化，之后继续升温使催化剂部分容易失活，并生成了其它副产物，反应的产率也随之下降。因此该反应的最优反应温度是180℃。在最优反应温度下，苯乙腈的产率可以达到97.8%。考察了反应气氛对反应的影响。发现当参与反应的物质的量很少时，在其它条件完全相同的情况下，无论是否有N2保护，产率基本相差不大。但是从工业角度来说，反应物的量很大，可能会有各种情况出现。所以，应以N2保护为最优条件。总之，通过一系列的研究发现当在N2保护下，以PMHS为还原剂使对异丁基苯甲醛转变成醇，在SOCl2的作用下对其进行氯化。使用无毒的K4[Fe(CN)6]作为氰化试剂在CuI催化下，于180℃下与苄氯发生反应得到的苄腈化合物水解制取布洛芬，取得了最佳效果。关键词：布洛芬，对异丁基苯甲醛，碘化亚铜，亚铁氰化钾目录第1章前言.....................................................1.1布洛芬性质..................................................1.2铜催化腈化综述.............................................1.2.1铜催化剂简介...........................................1.2.2铜催化腈化反应.........................................1.3布洛芬生产工艺综述..........................................1.3.1转位重排法.............................................1.3.2醇羰基化法.............................................1.3.3烯烃羰基化法...........................................1.3.4卤代烃羰基化法.........................................1.3.5烯烃加氢法.............................................1.3.6环氧丙烷重排法.........................................第2章实验部分..................................................2.1原料与试剂..................................................2.2实验设备与仪器.............................................2.2.1实验设备................................................2.2.2实验仪器...............................................2.3试剂的纯化和处理...........................................2.4实验过程....................................................2.4.1对异丁基苯甲醛合成对异丁基苯甲醇.......................2.4.2对异丁基苯甲醇合成对异丁基苄氯.........................2.4.3对异丁基苄氯合成对异丁基苯乙腈.........................2.4.4对异丁基苯乙腈合成α甲基对异丁基苯乙腈..................第3章结果与讨论................................................3.1反应气氛的影响..............................................3.2反应温度的选择...........................................143.3腈化反应中反应气氛的选择...................................3.4催化剂的选择................................................3.5催化剂量的选择...........................................153.6溶剂的选择................................................16第4章结论....................................................17参考文献........................................................18致谢..............................................................第1章前言布洛芬(ibuprofen)，为新一代非甾体消炎镇痛药物，具有比阿司匹林更强的解热、消炎和镇痛作用，副作用则比阿司匹林小得多。因此自上世纪70年代末上市以来，以其疗效高,副作用小为特点而而获得了迅速发展，现已成为生产量和使用量最大的消炎解热镇痛药之一。生产布洛芬的方法主要包括：(1)转位重排法；(2)醇羰基化法；(3)烯烃羰基化法；(4)卤代烃羰基化法；（5）烯烃催化加氢法；（6）环氧丙烷重排法等方法。以上方案存在的一些缺点限制了这些工艺的应用。比如，在卤代烃羰基化法中，碱性条件下得到的一般为布洛芬盐，需要增加酸化一步才能得到布洛芬；卤代烃羰基化往往产生双羰基化副产物，即4一异丁基苯基丙酮酸；具有良好选择性的反应参数的变化范围很窄。催化剂价高，氯乙基化时易发生多烷基化和双芳基化，杂质多。醇羰基化法和烯烃羰基化法技术难度高，催化剂价昂；烯烃加氢法虽有可分别制备消旋布洛芬和右旋布洛芬的优点。但2－(4－异丁基苯基)丙烯酸需由异丁苯经2步反应制得，与丙酮酸酯缩合一步收率低，丙酮酸酯价格高，加氢催化剂昂贵；环氧丙烷重排法有4步反应，二甲硫醚污染大，工业化前景不乐观。考虑布洛芬生产的经济效益和环境问题，不仅需要改进现有的生产工艺，而且还要开发新的合成方法和路线。1.1布洛芬性质布洛芬(Lbuprofen，Brufen)化学名为：2一[4/一(3//—甲基丙基)一苯基]一丙酸，或2一（4一异丁基苯基)丙酸，又名异丁苯丙酸、拔怒风，又称异丁洛芬。分子式为C13H18O2，分子量为206.28。它是一种白色结晶状粉末，稍有特异臭，几乎无味，在乙醇、丙酮、氯仿或乙醚中易溶，在水中几乎不溶，在NaOH和Na2CO3溶液中易溶，熔点为74.5℃~77.5℃，沸点为157℃。布洛芬是新一代重要的非甾体消炎镇痛药物，传统的消炎止痛药阿司匹林已沿用了近百年，但它存在疗效低，用药量大(通常以克为单位)、有一定副作用等缺点．布洛芬作为阿司匹林的替代品，其解热、镇痛、消炎作用大于阿司匹林，而副作用却比阿司匹林小得多．。布洛芬适用于治疗风湿性关节炎、类风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊椎炎等各种疾病。其特点是消化不良反应少，对阿司匹林、保泰松不能耐受的病人可改用本品。因此，自七十年代末上市以来，以其疗效高，副作用小为特点而获得迅速发展。1.2铜催化腈化综述1.2.1铜催化剂简介无毒、廉价易得、操作简便的K4[Fe(CN)6]做为氰化试剂虽然成功应用于钯催化的氰化反应，但是钯催化剂价格昂贵、反应条件较苛刻，而且大多情况下需要各式各样的配体以保持或提高金属催化剂的活性，且配体大多有毒性，价格昂贵并且难以从产物中分离。因此，开发更经济、操作更简便的钯替代催化剂尤为必要。研究者们把目光转向了同为过渡金属的铜催化剂，如醋酸铜、碳酸铜、氯化铜、硫酸铜等。最后发现以K4[Fe(CN)6]为氰化试剂，以CuI为催化剂的催化腈化反应较好。本文以铜盐CuI作为催化剂。CuI为白色结晶或灰白色粉末，见光易分解变成棕黄色。相对密度5.63，熔点605℃，沸点1290℃。不溶于水和乙醇。溶于浓硫酸和盐酸，亦溶于氨水、碘化钾、氰化钾溶液中，遇浓硫酸和硝酸分解。与氢氧化钠作用生成氧化亚铜。自然界中以碘铜矿形式存在。碘化亚铜的用途很广泛，可用作有机合成催化剂、树脂改性剂、人工降雨剂、阳极射线管覆盖物，以及加碘盐中的碘来源。在1,2-或1,3-二胺配体存在下，碘化亚铜可以催化溴代芳烃、溴代杂环化合物和乙烯基溴转化为相应碘化物的反应。反应一般在二恶烷溶剂中进行，以碘化钠作为碘化试剂。芳香碘化物一般比对应的氯化物和碘化物活泼，因此，碘化亚铜可以催化一系列卤代烃参与的偶联反应，例如Heck反应、Stille反应、Suzuki反应及Ullmann反应。铜作催化剂的优点：铜与钯、镍等其他过渡金属催化剂相比，价格低廉且较容易得到。从经济学的角度来说，更有利于实现工业化。但是，铜催化剂的催化效率较低，而且工业使用时会产生大量的铁泥，对环境造成破坏。因此，在生成布洛芬的反应中，铜作催化剂的优劣，还在进一步的探讨中。1.2.2铜催化腈化反应据我们所知，以铜化合物为催化剂、K4[Fe(CN)6]为氰化试剂的溴苯的氰基化反应是由Beller等首次报到的[58]。DMEDA/Cu(BF4)2·6H2O催化体系效果最好，在溴苯的氰基化反应中最高能达到89％的产率。图1-1首次以铜为催化剂、亚铁氰化钾作为溴苯氰化反应的氰源当用DMEDA/Cu(OAc)2·H2O或EDA/Cu(BF4)2·6H2O做催化剂时，即使反应16个小时产率也不高。但是在EDA/Cu(OAc)2·H2O催化体系中加入KI可以使反应速率大大地提高[59-61]，使溴苯的氰化反应在8h内，产率由6%提高到91％，可能是溴苯可以先与KI反应生成活性比较高的碘苯。1.3布洛芬生产工艺综述早在六十年代初期，英国Boots公司的Nicholson等人先后用Willgerodt-Kindler法、氯甲基化-腈化法和草酰氯单酯法合成了布洛芬。并提供样品进行了药理临床研究。但因路线长，收率低，某些原料难得，而不能成为工业生产上有