布洛芬的绿色合成课件
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
进一步提高(T0F=1315 h-1)，仅用很少量的催
化剂和很短的反应时间(0.6 h)，布洛芬的选择
性就高达99％。
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12
合成布洛芬的其它方法
1.对异丁基苯乙烯羰基化合成布洛芬
从对异丁基苯乙烯(IBS)出发，可通过(1)氢甲酰 化和氧化(2)氢酯化和水解(3)氢羧化反应制得布 洛芬。合成路线如下图所示
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3
布洛芬的传统合成方法 （Boots公司的Brown合 成法）
原子经济性 ~40%
布洛芬
第六步
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第五步
第一步
第二步 第三步
第四步
4
BHC公司新
第一步
发明的绿色
合成法
第二步
原子经济性
~99%
(包括醋酸)
获1997年美国总统 第三步 “绿色化学挑战奖”
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简单 多了！
例如：最近Seayad等报道了一种新的反应
体系，用PdCI2 -(PPh3 )2／Ts0H／LiCl作催化剂， 甲乙酮为溶剂，反应温度115℃ ，CO压力5.4
MPa，布洛芬的选择性大于95％，并有较高的
反应活性(T0F=1200 h-1). 随后他们换用一种新
型的钯系催化剂在上述催化体系下，催化活性
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10
BHC合成法尚存在的问题
➢BHC合成法中的关键反应即：第三步的羰基化反 应的贵金属Pd催化剂的分离回收和循环利用问题， 是一个尚待进一步解决的问题。
例如：Mott等在反应完成后采用萃取手段 回收钯催化剂，PdCl2 (PPh3 )2的回收率达到81 ％ ．Jayasree等采用1％ Pd／C固载催化剂，催化 剂可循环使用4次，而没有使得催化活性和选择性 的下降．
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7
Boots合成法的缺点
该合成路线是目前国内较为成熟的适合工业生产 的方法，但是存在着以下几个问题：① 合成步骤 较多，分6步进行。② 反应过程中需要异丙醇钠， 若用金属钠，存在安全隐患；若用NaOH，反应 周期长，需要16h。③ 用原子的经济性原则来衡 量，原子利用率为40.03％ 。存在着原料消耗大、 成本高、收率低、三废多等缺点，不能体现绿色 化学的宗旨。
“绿色合成”的目标——应当是符合绿色化学的要求,实 现理想的合成。实现理想的合成,有两个定量的指标:其 一是原子经济性;其二是E 指数。
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2
布洛芬的基本介绍
布洛芬(Ibuprofen，Brufen)的结构式为：
化学名为：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C13H1802，分子量为 206.28。
5
两种合成方法的原子经济性的分析
原子经济性%=（布洛芬P分PT学子习交量流 /所有反应物分子量）
6
两种合成方法的原子经济性的分析
原子经济性%=（布洛芬分子量/所有反应物分子量）×100%= （206/266）×100%=77.44%。如果考虑到第一步反应产生的醋酸回 收利用，则原子经济性升至99%。
布洛芬合成的绿色化专题报告
绿色合成
在有机合成中应用绿色化学的洁净技术,即是绿色合 成的重要任务。它包括如下几个方面的途径: (1) 采用无 毒无害的原料和试剂; (2) 在无毒无害的反应条件(溶剂、 催化剂等) 下进行; (3) 使化学反应具有极高选择性,极少 的副产物,甚至达到“原子经济性”的程度,即在获取新物 质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”; (4) 产品应是对环境无害的
物理性质：本品为白色结晶状粉末，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74.5℃ ～77.5℃。
药理作用：本品属于消炎镇痛药，其消炎镇痛作用强，副 作用小，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，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。
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8
BHC合成法的优点
该法与目前国内的合成路线比较，存在着以下优 点：①合成路线短，只需3步。② 原子利用率高， 为77.44％ 。③两种方法进行对照，新方法少产 生37％ 的废物，符合绿色化学的思想。
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9
两条合成路线的对比分析：
第一步都是经异丁基苯的酰化产生相
同的产物。
今后布洛芬合成的研究和开发重点将环绕两 方面进行，一是进一步解决BHC工艺中贵金属催 化剂的分离回收问题．如能很好地解决这一问题， BHC工艺将更加完美．二是通过不对称催化反应 合成高光学活性的s-布洛芬，以实现布洛芬合成 绿色化的更高目标。
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15
谢谢大家！
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16
因此寻找简便、经济的催化剂的回收方法是今后 研究的重点。
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BHC合成法尚存在的问题
➢羰基化反应催化活性和选择性受CO压力影响 很大，只有在高压（16～34MPa）下，选择性 才达到96%以上，因此开发合适的催化剂体系， 设定相应反应温度以获得CO低压下较高的催 化活性和选择性是当今研究的重点。
在第一步中Boots法使用化学计量的三氯化铝，这会 产生大量无用副产物水合三氯化铝，通常此废物未回 收。BHC法以氟化氢作为可回收利用的催化剂，显示 出优越性。步骤2和3的雷尼镍与钯催化剂也可回收利 用。
Boots法：需六步，BHC法：需三步。消除了大 量的废物，生产能力大得多，在较短的时间和较少的 资金投入下，生产效率高得多等优点。在环境效益与 低投入获益方面，绿色合成显示出极大的优势。
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合成布洛芬的其它方法
2.利用对异丁基苯乙烯氰化再水解的方法合成布洛 芬，这条路线要使用新蒸馏的毒性物HCN，易放 热低聚，另外，反应产率也不高。合成路线如下 图所示：
3.另外，通过芳基乙酸的a-位甲基化、a-芳基丙烯 酸的氢化反应等也可制得布洛芬．
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14
报告小结
布洛芬的合成有多种方法，但目前已实现工业 化的仅有Boots法和BHC法．BHC工艺是迄今布洛 芬生产中最为先进的技术，这一方法具有合成简 单、原子经济性高、污染小的特点，是典型的环 境友好清洁生产工艺．
进一步提高(T0F=1315 h-1)，仅用很少量的催
化剂和很短的反应时间(0.6 h)，布洛芬的选择
性就高达99％。
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合成布洛芬的其它方法
1.对异丁基苯乙烯羰基化合成布洛芬
从对异丁基苯乙烯(IBS)出发，可通过(1)氢甲酰 化和氧化(2)氢酯化和水解(3)氢羧化反应制得布 洛芬。合成路线如下图所示
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3
布洛芬的传统合成方法 （Boots公司的Brown合 成法）
原子经济性 ~40%
布洛芬
第六步
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第五步
第一步
第二步 第三步
第四步
4
BHC公司新
第一步
发明的绿色
合成法
第二步
原子经济性
~99%
(包括醋酸)
获1997年美国总统 第三步 “绿色化学挑战奖”
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简单 多了！
例如：最近Seayad等报道了一种新的反应
体系，用PdCI2 -(PPh3 )2／Ts0H／LiCl作催化剂， 甲乙酮为溶剂，反应温度115℃ ，CO压力5.4
MPa，布洛芬的选择性大于95％，并有较高的
反应活性(T0F=1200 h-1). 随后他们换用一种新
型的钯系催化剂在上述催化体系下，催化活性
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10
BHC合成法尚存在的问题
➢BHC合成法中的关键反应即：第三步的羰基化反 应的贵金属Pd催化剂的分离回收和循环利用问题， 是一个尚待进一步解决的问题。
例如：Mott等在反应完成后采用萃取手段 回收钯催化剂，PdCl2 (PPh3 )2的回收率达到81 ％ ．Jayasree等采用1％ Pd／C固载催化剂，催化 剂可循环使用4次，而没有使得催化活性和选择性 的下降．
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7
Boots合成法的缺点
该合成路线是目前国内较为成熟的适合工业生产 的方法，但是存在着以下几个问题：① 合成步骤 较多，分6步进行。② 反应过程中需要异丙醇钠， 若用金属钠，存在安全隐患；若用NaOH，反应 周期长，需要16h。③ 用原子的经济性原则来衡 量，原子利用率为40.03％ 。存在着原料消耗大、 成本高、收率低、三废多等缺点，不能体现绿色 化学的宗旨。
“绿色合成”的目标——应当是符合绿色化学的要求,实 现理想的合成。实现理想的合成,有两个定量的指标:其 一是原子经济性;其二是E 指数。
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2
布洛芬的基本介绍
布洛芬(Ibuprofen，Brufen)的结构式为：
化学名为：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C13H1802，分子量为 206.28。
5
两种合成方法的原子经济性的分析
原子经济性%=（布洛芬P分PT学子习交量流 /所有反应物分子量）
6
两种合成方法的原子经济性的分析
原子经济性%=（布洛芬分子量/所有反应物分子量）×100%= （206/266）×100%=77.44%。如果考虑到第一步反应产生的醋酸回 收利用，则原子经济性升至99%。
布洛芬合成的绿色化专题报告
绿色合成
在有机合成中应用绿色化学的洁净技术,即是绿色合 成的重要任务。它包括如下几个方面的途径: (1) 采用无 毒无害的原料和试剂; (2) 在无毒无害的反应条件(溶剂、 催化剂等) 下进行; (3) 使化学反应具有极高选择性,极少 的副产物,甚至达到“原子经济性”的程度,即在获取新物 质的转化过程中充分利用每个原料原子,实现“零排放”; (4) 产品应是对环境无害的
物理性质：本品为白色结晶状粉末，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74.5℃ ～77.5℃。
药理作用：本品属于消炎镇痛药，其消炎镇痛作用强，副 作用小，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，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。
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8
BHC合成法的优点
该法与目前国内的合成路线比较，存在着以下优 点：①合成路线短，只需3步。② 原子利用率高， 为77.44％ 。③两种方法进行对照，新方法少产 生37％ 的废物，符合绿色化学的思想。
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9
两条合成路线的对比分析：
第一步都是经异丁基苯的酰化产生相
同的产物。
今后布洛芬合成的研究和开发重点将环绕两 方面进行，一是进一步解决BHC工艺中贵金属催 化剂的分离回收问题．如能很好地解决这一问题， BHC工艺将更加完美．二是通过不对称催化反应 合成高光学活性的s-布洛芬，以实现布洛芬合成 绿色化的更高目标。
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谢谢大家！
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16
因此寻找简便、经济的催化剂的回收方法是今后 研究的重点。
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11
BHC合成法尚存在的问题
➢羰基化反应催化活性和选择性受CO压力影响 很大，只有在高压（16～34MPa）下，选择性 才达到96%以上，因此开发合适的催化剂体系， 设定相应反应温度以获得CO低压下较高的催 化活性和选择性是当今研究的重点。
在第一步中Boots法使用化学计量的三氯化铝，这会 产生大量无用副产物水合三氯化铝，通常此废物未回 收。BHC法以氟化氢作为可回收利用的催化剂，显示 出优越性。步骤2和3的雷尼镍与钯催化剂也可回收利 用。
Boots法：需六步，BHC法：需三步。消除了大 量的废物，生产能力大得多，在较短的时间和较少的 资金投入下，生产效率高得多等优点。在环境效益与 低投入获益方面，绿色合成显示出极大的优势。
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13
合成布洛芬的其它方法
2.利用对异丁基苯乙烯氰化再水解的方法合成布洛 芬，这条路线要使用新蒸馏的毒性物HCN，易放 热低聚，另外，反应产率也不高。合成路线如下 图所示：
3.另外，通过芳基乙酸的a-位甲基化、a-芳基丙烯 酸的氢化反应等也可制得布洛芬．
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14
报告小结
布洛芬的合成有多种方法，但目前已实现工业 化的仅有Boots法和BHC法．BHC工艺是迄今布洛 芬生产中最为先进的技术，这一方法具有合成简 单、原子经济性高、污染小的特点，是典型的环 境友好清洁生产工艺．