進入21世紀以來,在新的形勢下,社會對綠色、環保、節能等更加重視,業界對阿司匹林幾十年來沿用的生產工藝重新進行了審視
阿司匹林是世界最重要的解熱鎮痛藥之一。目前全世界阿司匹林原料藥產量已達5萬噸左右,年產片劑1千多億片。
多年來,阿司匹林一直是我國解熱鎮痛藥的支柱產品之一,年產量達1萬多噸,也是我國醫藥原料藥出口的大宗產品,2005年的出口量爲7522噸,出口金額達到2055萬美元。
重新審視舊工藝
經過幾十年的生產實踐,阿司匹林的生產形成了一套十分成熟的工藝:以苯酚爲原料,經過和二氧化碳的羧化反應,生成水楊酸,經昇華後得到昇華水楊酸,再採用醋酐-醋酸法,將水楊酸和醋酐進行酰化反應,最終得到乙酰水楊酸也即阿司匹林。多年來,這套生產工藝基本沒有什麼變化。
由於此生產工藝不復雜,收率、成本等也較爲理想,幾十年來,國內外生產企業基本按照這條工藝路線進行生產。故該工藝較爲成熟。由於長期以來,國內外科研機構、生產廠商對其生產工藝進一步深入研究的工作做得不多,所以這方面的專利以及研究論文也較爲少見。
而進入21世紀以來,在新的形勢下,社會對綠色、環保、節能等更加重視,業界對阿司匹林幾十年來沿用的生產工藝進行了重新審視。近年來,國內外阿司匹林工藝研究漸趨活躍,相關的專利和研究論文經常見到,老產品正圖謀工藝創新。
工藝探索不斷
在傳統的阿司匹林生產中,由水楊酸和醋酐反應生成阿司匹林的過程需要加溫,使反應在80℃~90℃溫度下進行,反應時間2小時左右,耗能量較大。近年來,由於基本能源價格不斷上漲,反應時間越長則能耗越大,成本越高。從近幾年的研究趨勢看,研究的重點主要集中在水楊酸和醋酐反應過程中,通過添加不同的催化劑,使得反應更易進行,時間更短,耗能更少,產品質量更好。
對此,國內外都有不少研究結果問世。
美國專利局2001年8月公開了Handal-Vega等人的"阿司匹林工業生產合成方法"的發明專利,該專利提出了一個水楊酸和醋酐合成阿司匹林的新方法:在水楊酸和醋酐反應中按一定比例加入氧化鈣或氧化鋅,得到一種乙酰水楊酸和醋酸鈣或醋酸鋅以及最大爲2%遊離水楊酸的混合物。此反應十分快速,屬於放熱反應,也是一鍋反應,且無污染物,不需要排放殘渣酸,也不需要任何有機溶劑,產物不需要再結晶。因產物是固體,合成完成後可以馬上和普通藥物製劑輔料混合壓片,成阿司匹林片。
近三四年來,我國一些大專院校、科研單位也對阿司匹林生產工藝進行了深入研究和探索,發表了不少研究論文。
肖新榮等人在《精細化工中間體》雜誌上發表文章認爲,水楊酸乙酸酐反應合成阿司匹林中,用一水硫酸氫鈉爲催化劑,反應時間約40分鐘,反應溫度80~90C,收率約爲86.7%。硫酸氫鈉爲一價廉易得,使用安全的物質,其催化合成阿司匹林效果較好,因其難溶於有機溶劑,易於分離回收重用。
丁健樺等人在《東華理工學院學報》上撰文提出,以三氯化鋁爲催化劑用於水楊酸和醋酐合成阿司匹林的反應中,反應時間爲30分鐘,迴流溫度爲85C,產率爲72.6%,該催化劑效果好,不污染環境。且該方法簡單,快速無污染,產品質量好。
隆金橋等人在《廣西右江民族師專學報》上撰文提出,採用磷酸二氫鈉爲催化劑合成阿司匹林,其用量爲反應物總量的10.5%,反應時間30分鐘,反應溫度75C,收率約達76%,產品純度好。催化劑在反應過程中保持固狀,易與產物分離,易回收。
王貴全等人在《化學工程師》雜誌上撰文提出,以酸活化膨潤土爲催化劑合成阿司匹林,反應溫度爲85℃~90℃,時間0.5~1小時,催化劑用量爲5%水楊酸投料量,收率約90.44%。該方法反應體系溫和,不腐蝕設備,不污染環境,後處理方便。
陳洪等人在《化學世界》刊物上撰文提出,以維生素C作爲催化劑應用於阿司匹林合成中,認爲維生素C是合成阿司匹林有效的催化劑之一,具有反應速度快、操作簡單、催化劑無須回收、不腐蝕儀器設備、環境無污染等特點,且維生素C價廉易得。此外,李秋榮等人還撰文提出採用微波方法合成阿司匹林等等。
隨着科學技術的不斷髮展,阿司匹林的生產工藝也會不斷更新,將會變得更趨理想,更趨完美。當然,一條工藝路線要能真正實現工業化大生產,還需經過實踐的檢驗。
