2-(4-溴甲基苯基)丙酸工业化生产工艺

2016-07-29 06:57袁捷才王紫娟
化工技术与开发 2016年1期
关键词:工业化生产反应速度反应釜

袁捷才,王紫娟

(柳州丰康泰科技有限公司,广西 鹿寨 545600)

生产工艺

2-(4-溴甲基苯基)丙酸工业化生产工艺

袁捷才,王紫娟

(柳州丰康泰科技有限公司,广西 鹿寨 545600)

摘 要:介绍了2-(4-溴甲基苯基)丙酸的生产工艺,其具有流程简洁、稳定,易于操作控制,反应速度快、产品收率高,原料来源广泛价廉,工艺条件安全可靠等特点,已经成功应用于工业化生产,具有较好的发展前景。

关键词:2-(4-溴甲基苯基)丙酸;生产工艺;工业化

2-(4-溴甲基苯基)丙酸是合成洛索洛芬钠的关键中间体之一,洛索洛芬钠属于芳基丙酸类新型非甾体消炎药,临床表明它在目前已知芳基丙酸类药物中镇痛、抗炎、抗风湿效果最好,深受国内外专家和学者的青睐以及医药界和病人的推崇。此药物于1986年由日本三共制药株式会社研制上市,目前已在日本、韩国以及欧美等许多国家上市,且增长势头强劲。我国也于近年开始生产并在临床上应用。

2-(4-溴甲基苯基)丙酸的生产工艺目前在国内尚处于研发阶段,国内的相关文献资料只有实验室的小试报告,应用在工业化生产上的成熟工艺技术还没有公开报道。2014年,柳州丰康泰科技有限公司与上海楚鹰科技有限公司进行合作,共同研发这一新产品。2014年8月开始进行实验室小试,从1L、2L、5L、10L、20L的反应釜逐渐放大,同时反复摸索、优化,改进工艺条件和工艺参数,到2014年9月底,小试工艺技术已经相当成熟,稳定可靠,在产品质量、收率、物料消耗、生产成本、操作控制条件等方面已经达到预期的效果。2014年10月进行工艺设计以及部分设备、安装材料采购,完成安装工作,进行工艺设备检查、清洗、试压消漏、单机调试和联动调试,完成了各项生产准备工作,2014年12月中旬进行试生产,一次性试车成功,打通了工艺流程,此后间断性生产,同时不断进行整改、优化。

1 生产原理

以甲苯为原料,依次经过酰化反应、缩合反应、重排反应、水解反应、溴化反应等,以及部分洗涤、离心、沉降、蒸馏、萃取、精馏等操作流程,最终生产出合格的2-(4-溴甲基苯基)丙酸产品。化学反应方程式如下。

1)反应生成1-对甲苯基-2-氯-1-酮丙烷

2)反应生成缩酮

3)反应生成2-对甲基苯基丙酸氯戊酯

4)反应生成2-对甲基苯基丙酸

5)反应生成2-(4-溴甲基苯基)丙酸

2 生产工艺流程及主要设备

1)将原料甲苯、二氯丙酰氯和溶剂二氯乙烷、无水三氯化铝一并投入反应釜,控制相应的反应温度和反应速度,使甲苯和二氯丙酰氯反应生成1-对甲苯基-2-氯丙酮,反应生成液用清水、小苏打溶液反复清洗提纯,保留油相,分去水相,蒸馏得到高纯的1-对甲苯基-2-氯丙酮。

2)将1-对甲苯基-2-氯丙酮与新戊二醇、甲苯、少量0.5%的催化剂投入反应釜,加热升温至沸腾,保持直到反应结束,用甲苯萃取,分出水相,然后蒸馏得到缩合反应物缩酮。

3)将缩酮投入反应釜,在常压下,升温并保持沸腾状态,慢慢加入有机锌甲苯溶液,使其进行重排反应,生成2-对甲苯基丙酸氯戊酯。

4)将上述重排反应产物2-对甲苯基丙酸氯戊酯与碱液、甲苯一起投入反应釜进行水解反应,控制温度以及反应速度,使其水解生成2-对甲苯基丙酸钠水相和副产物油相,水相用甲苯萃取,然后酸化生2-对甲基苯基丙酸。

5)将上述2-对甲基苯基丙酸油相加入溴化反应釜,在光照下滴加溴素,并控制反应温度以及反应速度,使其进行光溴化反应生成2-(4-溴甲基苯基)丙酸,再进行结晶、过滤、离心、干燥,即得到合格成品2-(4-溴甲基苯基)丙酸。

生产工艺流程图见图1。主要设备见表1。

图1 生产工艺流程图

3 产品规格及质量指标

本工艺生产得到的产品质量指标为:含量≥99%,熔点137~138℃,水分≤0.5,外观为白色至类白色结晶粉末。

表1 设备一览表

4 主要技术创新点

1)工艺路线简洁、稳定,便于操作控制。没有用到剧毒类原辅材料,均为普通的、常用的化学原材料,有利于安全、环保及操作。没有用到精馏、萃取等复杂的、条件要求苛刻的化工分离提纯单元过程,有利于节省投资,简化操作,稳定产品质量。没有高温、高压、超低温、超低压的工艺条件,全部的化学反应条件均为常压常温,很容易满足,有利于降低消耗和生产成本,方便操作,稳定产品质量。

2)选用高效价廉催化剂,有利于提高反应速度和收率。每一步工序的化学反应工艺参数、催化剂选择都是独到的,并经反复摸索调整优化,既有利于加快反应速度,提高转化率,降低副产物,又有利于操作控制。第一步酰化反应选择无水三氯化铝为催化剂,二氯乙烷为溶剂,这两种物质不能互溶,但与反应原材料能互溶,使得反应非常容易进行,副产物也易于控制。第二步的缩合反应,选择正庚烷作为溶剂,利用其沸点低、与水的溶解度低、密度低等特点,使其外循环带出反应副产物——水分,从而加快反应速度,提高产品收率。第三步重排反应,选择有机锌为催化剂,并采取滴加法,能有效地控制反应速度,避免突发剧烈反应,形成危险因素。

3)选用高效溴化工艺,提高产品质量和收率。自行设计带搅拌机和内冷却器的溴化玻璃反应釜,增加了透光率,提高了搅拌效果和冷却效果,从而提高反应速度和收率,提高了生产效率。采用重结晶技术,使精品溴丙酸的纯度由原来的90%~96%提高到98%以上,极大提高了产品质量和收率。

5 小结

本项目工业化生产装置于2014年11月建成,2014年12月进行试生产,一次性试车成功,生产出合格产品,但也暴露出一些工艺设计、操作、设备、安全上的不足和缺陷。经过不断的总结、整改、完善、优化,现在的工艺技术日趋成熟、稳定,至今已间断运行半年多,产能、消耗、质量等主要经济技术指标均达到设计要求,部分指标甚至优于小试结果,说明项目的研发、建设取得了预期的效果。

参考文献:

[1]刘安昌,陈洪,户业丽.非甾体抗炎药洛索洛芬钠的合成工艺研究[J].中国新药杂志,2000(11):765-767.

[2]张兴贤,胡克斌,郭敦峰,卢鑫.洛索洛芬钠的合成新方法研究[J].中国药物化学杂志,2010(1):25-28.

[3]马永潮,孙营营,钱莹莹,阮佳威,陈梅兰.利用高效液相色谱法测定氯索洛芬中间体2-(4'-氯甲基苯基)丙酸[J].浙江树人大学学报,2014(1):19-22.

[4]刘志雄,程清蓉. 2-(4-溴甲基苯基)丙酸及其酯的合成[J].化学试剂,2011,33(4):356-358.

中图分类号:TQ 245.1

文献标识码:B

文章编号:1671-9905(2016)01-0042-03

收稿日期:2015-11-29

Commercial Process of 2-(4-Bromomethylphenyl ) propionic Acid

YUAN Jie-cai, WANG zi-juan
(Liuzhou Fengkangtai Sci&tech. Co. Ltd., Luzhai 545600, China)

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