布洛芬綠色生產(chǎn)的進(jìn)階之路：未來(lái)恐進(jìn)入氫能產(chǎn)業(yè)？

隨著全國(guó)新冠感染人數(shù)的上升，布洛芬成了當(dāng)之無(wú)愧的熱銷藥。各類布洛芬藥片的退燒有效成分即為布洛芬，由碳?xì)溲跞N元素組成，化學(xué)名為異丁基丙烯酸。

布洛芬是一種常用的OTC類非甾體抗炎鎮(zhèn)痛藥。由于具備良好的抗炎、止痛、解熱作用，并且對(duì)人體產(chǎn)生的副作用比較小而獲得迅速發(fā)展。1987年，它在全部解熱鎮(zhèn)痛消炎藥物的23億美元銷售額中占18%的份額。1993 年上升至30%以上。

由于布洛芬需通過化學(xué)合成，早期的生產(chǎn)工藝容易存在高能耗、原料利用率低、高污染等問題。從全球來(lái)看，布洛芬的合成路線從傳統(tǒng)的Boots法，轉(zhuǎn)變到現(xiàn)在的BHC法和轉(zhuǎn)位重排法等路線，但已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的主要是Boots和BHC法，國(guó)內(nèi)也有部分廠家采用轉(zhuǎn)位重排法。

布洛芬的合成路線

經(jīng)典的布洛芬合成路線( Boots 法)

早期的布洛芬合成路線是以異丁基苯(1) 為原料，經(jīng)傅克反應(yīng)生成對(duì)異丁基苯乙酮(2)，再經(jīng)達(dá)村縮合( Darzenscondensation) 生成 1-( 4-異丁基苯基) 丙醛(3)，最后或經(jīng)氧化得布洛芬 4，或是通過 3 的肟化反應(yīng)，再經(jīng)水解制得。合成反應(yīng)式如圖2所示。

如圖2 Boots 法合成布洛芬 來(lái)源：《布洛芬合成綠色化進(jìn)展》

我國(guó)常州藥廠和新華藥廠分別用Boots法生產(chǎn)過布洛芬。雖然其原料易得，但產(chǎn)率較低，僅有40%左右，所以這種方法合成出的布洛芬實(shí)際成本較高，且副產(chǎn)物的污染嚴(yán)重。

乙醇羰化法( BHC 法) 合成布洛芬

近年來(lái)，隨著人們生活質(zhì)量的不斷上升，綠色生產(chǎn)漸入人心并滲入到化學(xué)領(lǐng)域。對(duì)于化學(xué)工業(yè)，社會(huì)希望不論是原料、助劑、合成路線的選擇還是生產(chǎn)工藝的確定，盡可能滿足原子經(jīng)濟(jì)性高、零排放的要求，以確保減少或消除對(duì)人類健康或環(huán)境的危害。布洛芬的合成也進(jìn)行了類似的綠色化改進(jìn)。

由美國(guó) Hoechst-Celanese 公司與 Boots 公司聯(lián)合開發(fā)的布洛芬生產(chǎn) BHC 工藝，被譽(yù)為這一進(jìn)程中的成功典范，并因此而獲得 1997 年度美國(guó)“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的變更合成路線獎(jiǎng)。

1992 年, 美國(guó) Hoechst-Celanese 公司與 Boots 公司聯(lián)合開發(fā)實(shí)現(xiàn)了通過 1-( 4-異丁基苯基) 乙醇(5) ( IBPE) 的羰化反應(yīng)合成布洛芬的工業(yè)化生產(chǎn)( 稱作 BHC 法), 并建成一套年產(chǎn)布洛芬 3500 噸的裝置。合成路線見圖3。

圖3 BHC 法合成布洛芬 來(lái)源：《布洛芬合成綠色化進(jìn)展》

與經(jīng)典的Boots工藝相比，BHC工藝是一個(gè)典型的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，不但合成簡(jiǎn)單，原料利用率高，而且無(wú)需使用大量溶劑和避免產(chǎn)生大量廢物，對(duì)環(huán)境造成的污染小。Boots工藝肟化法從原料到產(chǎn)物要經(jīng)過六步反應(yīng)，每步反應(yīng)中的底物只有一部分進(jìn)入產(chǎn)物, 所用原料中的原子只有40.03%進(jìn)入最后產(chǎn)品中。而BHC工藝只需三步反應(yīng)即可得到產(chǎn)品布洛芬，其原子經(jīng)濟(jì)性達(dá)到77.44%。也就是說(shuō)新方法可少產(chǎn)廢物37%。如果考慮副產(chǎn)物乙酸的回收，BHC合成布洛芬工藝的原子有效利用率則高達(dá)99%。

另一方面，僅從圖3的反應(yīng)過程來(lái)看，在不考慮其他反應(yīng)物生產(chǎn)過程的情況下，BHC法的第2步反應(yīng)為加氫反應(yīng)，所以可以預(yù)見，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來(lái)BHC的加氫反應(yīng)過程恐也將采用綠氫。這一方面是綠色低碳發(fā)展的需要，另一方面，電解槽制氫的純度高且有害物質(zhì)較少，更符合用藥需求。

小 結(jié)

綠色低碳實(shí)際上已滲透進(jìn)我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，即便是平時(shí)關(guān)注較少的醫(yī)藥領(lǐng)域也在綠色化改進(jìn)的進(jìn)程中。事實(shí)上，部分上市藥企已經(jīng)進(jìn)入了氫能領(lǐng)域，如永安藥業(yè)2021年完成了對(duì)潛江中極氫能的收購(gòu)，今年3月，永安藥業(yè)控股子公司潛江齊安氫能源發(fā)展有限公司取得了由湖北省應(yīng)急管理廳下發(fā)的《安全生產(chǎn)許可證》。

而隨著氫能產(chǎn)業(yè)乃至整個(gè)綠色低碳產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)更多制藥廠在生產(chǎn)過程中用綠氫或綠色氫基原料也是大勢(shì)所趨。