Mikä on ibuprofeenin vihreä synteesi?

Yleisenä kemiallisena aineenaibuprofeeni(linkki:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/ibuprofen-powder-cas-15687-27-1.html) on laaja valikoima käyttötarkoituksia ja monia synteettisiä menetelmiä. Kemiallisia synteesimenetelmiä on kuusi: transponoitu uudelleenjärjestelymenetelmä, alkoholikarbonylointimenetelmä, olefiinikarbonylointimenetelmä, halogenoitu hiilivetykarbonylointimenetelmä, olefiinien katalyyttinen hydrausmenetelmä ja propyleenioksidin uudelleenjärjestelymenetelmä. Yksityiskohdat on kuvattu alla.

1. Transponoinnin uudelleenjärjestelymenetelmä

Aryyli-1,2-transponoinnin uudelleenjärjestelymenetelmä on kotimaisten valmistajien yleisesti käyttämä synteettinen menetelmä. Se käyttää isobutyylibentseeniä raaka-aineena,

Ibuprofeeni voidaan valmistaa Friedel-Crafts-asyloimalla 2-klooripropionyylikloridilla, katalyyttisellä ketalisoinnilla neopentyyliglykolilla, katalyyttisellä uudelleenjärjestelyllä ja hydrolyysillä.

Transponoinnin uudelleenjärjestelymenetelmän yksityiskohtaiset vaiheet:

Vaihe 1: ,-dibromipropionihapon (1,2-dibromi-1, 2-difenyylietaani) valmistus

a. Liuota bentseeni kuivaan hiilitetrakloridiin ja lisää ylimäärä bromia.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₆plus Br₂ → C₆H₅Br plus HBr

b. Lisää valmistettu bromibentseeniliuos hitaasti tipoittain propeeniin ja reagoi ultraviolettivalon tai fenoliperoksidin katalyysin alaisena.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅Br plus C₃H₄ → C₆H₅CHBrCH₃

Vaihe 2: 2-hydroksi-2-asetofenonin (2-hydroksi-2-fenyyliasetofenonin) valmistus

a. Liuota tereftalenoni ja bentseeni n-butanoliliuottimeen ja lisää sitten natriumia.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅COC₆H₅plus Na → C₆H₅CO₂Na plus C₆H₆

b. Reaktio palautusjäähdytysolosuhteissa 2-hydroksyyli-2-asetofenonin saamiseksi.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CO₂Na plus H₂O → C₆H₅COCH₂OH plus NaOH

Vaihe 3: Ibuprofeenin valmistus

a. Liuota vaiheessa 2 saatu 2-hydroksyyli-2-asetofenoni n-heptaaniin.

b. Lisää happokatalyyttiä (kuten boorihappoa) ja vetyperoksidia Haberin uudelleenjärjestelyreaktion suorittamiseksi.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅COCH₂OH plus H₂O₂ → C₆H₅CH(CO₂H)CH₃plus H₂O

c. Saadun tuotteen jatkokäsittely, joka sisältää tavallisesti neutralointi-, kiteytys-, suodatus- ja kuivausvaiheet.

d. Lopuksi ibuprofeenia.

2. Alkoholin hiilihapotusmenetelmä

Alkoholin karbonylointimenetelmä on BHC-menetelmä, jossa käytetään raaka-aineena isobutyylibentseeniä Friedel-Crafts-asyloinnilla asetyylikloridilla, katalyyttisellä hydrauspelkistyksellä ja

Katalysoitu karbonylaatio, kolmivaiheinen reaktio ibuprofeenin valmistamiseksi.

Alkoholin karbonylointimenetelmän yksityiskohtaiset vaiheet:

Vaihe 1: Natriumbisulfiitin (natriumbisulfiitin) valmistus

Rikkihappo saatetaan reagoimaan puhtaamman alkalimetallisulfiitin, kuten natriumsulfiitin, kanssa.

Kemiallinen yhtälö: H₂NIIN₄plus Na₂NIIN₃→ NaHSO₃plus NaHSO₄

Vaihe 2: Bromi-isobutyryylibromidin valmistus

a. Liuota asetyylibromidi kuivaan hiilitetrakloridiin.

b. Lisää natriumbisulfaattiliuosta hitaasti tipoittain samalla jäähdyttäen reaktiojärjestelmää jäävedellä.

c. Hanki isoamyylibromipropionaatti suodattamalla ja kuivaamalla.

Kemiallinen yhtälö: CH₃COBr plus NaHSO₃→ CH₂BrCOC(CH₃)₃plus NaBr plus H₂NIIN₄

Vaihe 3: Ibuprofeenin synteesi

a. Anna isoamyylibromipropionaatin, bentsyylialkoholin ja sopivan emäksen reagoida ja suorita ydinkarbonylaatioreaktio inertissä ilmakehässä.

Kemiallinen yhtälö: CH₂BrCOC(CH₃)₃plus C₆H₅OH plus NaOH → C₆H₅CH(OH)COCH(CH₃)₂plus NaBr

b. Hapon tai emäksen katalyysin alaisena ibuprofeenia voidaan saada kondensoimalla ja hajottamalla alkoholia.

c. Vastaavien neutralointi-, kiteytys-, suodatus- ja kuivausvaiheiden jälkeen saadaan erittäin puhdasta ibuprofeenia.

3. Olefiinikarbonylointimenetelmä

Aryylisubstituoidut alkeenit reagoivat CO:n ja veden tai alkoholien kanssa muodostaen aralkyyliantiliinia tai antilooppeja palladiumkatalyyteissä ja happamissa olosuhteissa. Palladiumin katalyyttistä aktiivisuutta anaerobisissa olosuhteissa voidaan tehostaa yhdistämällä tiettyjen ligandien kanssa.

Olefiinikarbonylointimenetelmän yleiskuvaus:

Vaihe 1: -tyydyttymättömän ketonin (, -tyydyttymättömän ketonin) valmistus

Asetonin (Asetoni) ja styreenin (Styreeni) synteesi, yleensä happamien katalyyttien, kuten rikkihapon ja kloorivetyhapon, vaikutuksesta.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CH=CH₂plus CH₃COCH₃ → C₆H₅CH₂COCCH₃

Vaihe 2: Ibuprofeenin synteesi

a. Anna , -tyydyttymättömät ketonit reagoida hydroksyyliamiinin (hydroksyyliamiini) kanssa alkalisissa olosuhteissa, jolloin muodostuu -tyydyttyneitä ketoneja (, -tyydyttyneitä ketoneja).

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CH₂COCCH₃plus NH₂OH → C₆H₅CH₂CONHOH plus CH₃COCCH₃

b. Suorita aldolin kondensaatioreaktio katalyytin läsnä ollessa ibuprofeenin valmistamiseksi -tyydytetystä ketonista ja propionihaposta.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CH₂CONHOH plus CH₃CH₂COOH → C₁₃H₁₈O₂plus H₂O

4. Halogenoitu hiilivetykarbonylointimenetelmä

Halogenoitu hiilivetykarbonylointimenetelmä käyttää raaka-aineena 1-p-isobutyylifenyyli-1-kloorietaania ja karbonyloi sen CO:lla katalyytti- ja alkalisissa olosuhteissa tuotteen muodostamiseksi.

Yleiskuvaus halogenoidun hiilivetykarbonylointimenetelmän vaiheista:

Vaihe 1: Haloalkaanin valmistus

Propionihappo reagoi bromiitin (kuten natriumbromiitin) kanssa happamissa olosuhteissa, jolloin muodostuu vastaavia halogenoituja hiilivetyjä.

Kemiallinen yhtälö: CH₃CH₂COOH plus NaBr plus H₂NIIN₄→ CH₃CH₂Br plus NaHSO₄plus H₂O

Vaihe 2: Ibuprofeenin synteesi

a. Halogenoitu hiilivety saatetaan reagoimaan natriumisobutyraatin (natriumisobutyraatin) kanssa, ja tapahtuu karbonylaatioreaktio muodostaen ibuprofeenin esiastemolekyylin.

Kemiallinen yhtälö: CH₃CH₂Br plus CH₃COONa → CH₃CH(COONa)CH₃plus NaBr

b. Alkalisissa olosuhteissa ibuprofeenin esiastemolekyyli hydrolysoidaan ibuprofeenin saamiseksi.

Kemiallinen yhtälö: CH₃CH(COONa)CH₃plus H₂O → C₁₃H₁₈O₂plus CH₃COONa

Ibuprofeenin halogenoitujen hiilivetyjen karbonylointimenetelmään kuuluu halogenoitujen hiilivetyjen valmistus propionihaposta ja bromiitista, minkä jälkeen halogenoidut hiilivedyt saatetaan reagoimaan natriumisovaleraatin kanssa karbonylointia varten, jolloin muodostuu ibuprofeenin esiastemolekyyli. Lopuksi ibuprofeenin esiastemolekyylit hydrolysoidaan alkalisissa olosuhteissa ibuprofeenin saamiseksi. Tämä menetelmä rakentaa vähitellen kohdemolekyylin rakennetta monivaiheisten reaktioiden kautta ja käyttää katalyyttejä, kuten happoja ja emäksiä, edistämään reaktiota. Synteesiprosessin aikana on välttämätöntä kiinnittää huomiota reaktio-olosuhteiden säätelyyn, sopivien liuottimien ja katalyyttien valintaan sekä puhdistus- ja puhdistusvaiheiden suorittamiseen erittäin puhtaan ibuprofeenin saamiseksi. Halogenoitujen hiilivetyjen karbonylointi on yleisesti käytetty synteettinen menetelmä, jota voidaan käyttää tärkeiden orgaanisten yhdisteiden, kuten ibuprofeenin, valmistukseen.

5. Olefiinien katalyyttinen hydraus

Kiraalisten ligandien kynsikompleksi katalysoi 2-(6-metoksi-2-tetrayyli)akryylihapon hydrausta Cai Pushengin valmistamiseksi, ja enantiomeerinen ylimäärä (ee) saavutti 96 prosenttia.

Yleiskuvaus olefiinien katalyyttisen hydrauksen vaiheista:

Vaihe 1: Olefiiniprekursorin valmistus

Synteesi Fenetyyliamiini reagoi muurahaishapon kanssa muodostaen olefiinien esiasteita.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CH₂NH₂plus HCOOH → C₆H₅CH=CH₂plus H₂O plus CO₂

Vaihe 2: Ibuprofeenin synteesi

Ibuprofeeni muodostuu olefiinien esiasteiden katalyyttisellä hydrauksella vedyllä (H2) katalyytin läsnä ollessa.

Kemiallinen yhtälö: C₆H₅CH=CH₂plus 2H₂ → C₁₃H₁₈O₂

Ibuprofeenin olefiinien katalyyttinen hydrausmenetelmä käsittää olefiiniprekursorien synteesin styreenistä ja muurahaishaposta ja sitten olefiiniprekursorien katalyyttisen hydrauksen vedyllä katalyytin läsnä ollessa ibuprofeenin muodostamiseksi. Tämä menetelmä käyttää katalyyttejä edistämään olefiinimolekyylien hydrausreaktiota, pelkistämään tyydyttymättömät sidokset tyydyttyneiksi sidoksiksi ja rakentamaan asteittain ibuprofeenin rakennetta. Synteesiprosessin aikana on välttämätöntä kiinnittää huomiota sopivan katalyytin valintaan, reaktio-olosuhteiden ja lämpötilan säätelyyn sekä puhdistus- ja puhdistusvaiheiden suorittamiseen erittäin puhtaan ibuprofeenin saamiseksi.

6. Propyleenioksidin uudelleenjärjestelymenetelmä

Uusi synteettinen menetelmä ibuprofeenille, jossa p-isobutyyliasetofenoni valmistetaan ja muunnetaan 2-(4-isobutyylifenyyli)propanaalista

Ibuprofeeniksi muuttumisen 2-vaihereaktio on sama kuin klassisessa Darzens-kondensaatiomenetelmässä.

Propyleenioksidin uudelleenjärjestelymenetelmän hahmotellut vaiheet:

Vaihe 1: Propyleenioksidin valmistus

Propyleenin annetaan reagoida ylimääräisen ammoniumpersulfaatin kanssa, jolloin muodostuu propyleenioksidia.

Kemiallinen yhtälö: C₃H₆plus (NH₄)₂S₂O₈ → C₃H₆O

Vaihe 2: Propyleenioksidirenkaan avausreaktio

Alkalisissa olosuhteissa saatetaan propyleenioksidi reagoimaan viinihapon (viinihapon) kanssa, jolloin tapahtuu renkaan avausreaktio.

Kemiallinen yhtälö: C₃H₆O plus H₂C₄H₄O₆ → C₉H₁₄O₃

Vaihe 3: uudelleenjärjestelyreaktio

Korkeissa lämpötiloissa renkaan avautunut tuote käy läpi uudelleenjärjestelyreaktion.

Kemiallinen yhtälö: C₉H₁₄O₃ → C₁₃H₁₈O₂

Ibuprofeenin propyleenioksidin uudelleenjärjestely syntetisoidaan kahdella päävaiheella. Ensin propeeni ja ammoniumpersulfaatti reagoivat muodostaen propyleenioksidia. Sitten emäksisissä olosuhteissa propyleenioksidi reagoi viinihapon kanssa ja käy läpi renkaan avaamisreaktion, jolloin saadaan renkaan avattu tuote. Lopuksi korkean lämpötilan olosuhteissa suoritetaan uudelleenjärjestelyreaktio ibuprofeenin saamiseksi. Tämä menetelmä rakentaa vähitellen ibuprofeenin rakennetta propyleenioksidin renkaan avaamis- ja uudelleenjärjestelyreaktioiden kautta.