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

隨著全國新冠感染人數(shù)的上升，布洛芬成了當之無愧的熱銷藥。各類布洛芬藥片的退燒有效成分即為布洛芬，由碳氫氧三種元素組成，化學名為異丁基丙烯酸。

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，但已實現(xiàn)工業(yè)化的主要是Boots和BHC法，國內(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)傅克反應生成對異丁基苯乙酮(2)，再經(jīng)達村縮合( 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，再經(jīng)水解制得。合成反應式如圖2所示。

如圖2 Boots 法合成布洛芬 來源：《布洛芬合成綠色化進展》

我國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際成本較高，且副產(chǎn)物的污染嚴重。

乙醇羰化法( BHC 法) 合成布洛芬

近年來，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領(lǐng)域。對于化學工業(yè)，社會希望不論是原料、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)濟性高、零排放的要求，以確保減少或消除對人類健康或環(huán)境的危害。布洛芬的合成也進行了類似的綠色化改進。

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

1992 年, 美國 Hoechst-Celanese 公司與 Boots 公司聯(lián)合開發(fā)實現(xiàn)了通過 1-( 4-異丁基苯基) 乙醇(5) ( IBPE) 的羰化反應合成布洛芬的工業(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 來源：《布洛芬合成綠色化進展》

與經(jīng)典的Boots工藝相比，BHC工藝是一個典型的原子經(jīng)濟性反應，不但合成簡單，原料利用率高，而且無需使用大量溶劑和避免產(chǎn)生大量廢物，對環(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，每步反應中的底物只有一部分進入產(chǎn)物, 所用原料中的原子只有40.03%進入最后產(chǎn)品中。而BHC工藝只需三步反應即可得到產(chǎn)品布洛芬，其原子經(jīng)濟性達到77.44%。也就是說新方法可少產(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99%。

另一方面，僅從圖3的反應過程來看，在不考慮其他反應物生產(chǎn)過程的情況下，BHC法的第2步反應為加氫反應，所以可以預見，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，未來BHC的加氫反應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)

綠色低碳實際上已滲透進我們生活的各個領(lǐng)域，即便是平時關(guān)注較少的醫(yī)藥領(lǐng)域也在綠色化改進的進程中。事實上，部分上市藥企已經(jīng)進入了氫能領(lǐng)域，如永安藥業(yè)2021年完成了對潛江中極氫能的收購，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)乃至整個綠色低碳產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，未來更多制藥廠在生產(chǎn)過程中用綠氫或綠色氫基原料也是大勢所趨。