文档介绍:绿色(lǜ sè)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(chǎnpǐn)应是对环境无害的
“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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布洛芬的基本(jīběn)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。
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,℃ ~℃。
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(xiāo huà bù liánɡ)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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第一步
第二步
第三步
第四步
第五步
第六步
布洛芬
布洛芬的传统合成(héchéng)方法(Boots公司的Brown合成(héchéng)法)
原子(yuánzǐ)经济性
~40%
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第一步
第二步
第三步
BHC公司(ɡōnɡ sī)新发明的绿色合成法
简单(jiǎndān)
多了!
原子经济性
~99%
(包括醋酸)
获1997年美国总统(zǒngtǒng)
“绿色化学挑战奖”
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两种合成(héchéng)方法的原子经济性的分析
原子(yuánzǐ)经济性%=(布洛芬分子量/所有反应物分子量)×100%= ()×100%=%。
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两种合成方法(fāngfǎ)的原子经济性的分析
原子经济性%=(布洛芬分子量/所有反应(fǎnyìng)物分子量)×100%= (206/266)×100%=%。如果考虑到第一步反应(fǎnyìng)产生的醋酸回收利用,则原子经济性升至99%。
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Boots合成(héchéng)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(cúnzài)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(cúnzài)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% 。存在(cúnzài)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。
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BHC合成(héchéng)法的优点
该法与目前国内的合成(héchéng)路线比较,存在着以下优点:①合成(héchéng)路线短,只需3步。② 原子利用率高,为% 。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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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。
在第一步中Boots法使用化学计量的三氯化铝,这会产生大量(dàliàng)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(dàliàng)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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BHC合成(héchéng)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