左氧氟沙星的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、專業(yè)課程設(shè)計(jì)（2）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)時(shí)間2011年6月20 日- 2011年7月1日（第18和19周）二、設(shè)計(jì)題目左氧氟沙星的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)條件1、產(chǎn)品規(guī)格：純度 99.5%2、生產(chǎn)能力：50公斤/批或60公斤/批3、收率：每個(gè)工段收率都為 90%四、設(shè)計(jì)任務(wù)1、 從前兩周所給目標(biāo)化合物設(shè)計(jì)的合成線路中選擇一條成熟的路線（即可以工業(yè)化生產(chǎn)的路線） 確定生產(chǎn)方法。2、進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，說明工藝基本原理和流程簡(jiǎn)述3、進(jìn)行第一工段的物料衡算、能量衡算。4、主要設(shè)備選型說明，填寫設(shè)備一覽表。5、 繪制相應(yīng)的工藝流程圖（包括方框流程圖和流程圖）。五、設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生要全面認(rèn)真地完成課程設(shè)計(jì)所規(guī)定的設(shè)計(jì)

2、內(nèi)容，要認(rèn)真復(fù)習(xí)教材內(nèi)容，查閱有關(guān)設(shè)計(jì) 規(guī)范、手冊(cè)等資料，獨(dú)立按時(shí)完成任務(wù)；要正確綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論，來分析和解決課程設(shè)計(jì) 中的問題；要正確掌握課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法，方案設(shè)計(jì)要正確，步驟要清楚、簡(jiǎn)練、正 確；設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書要求邏輯清晰、層次分明、書寫整潔，圖紙表達(dá)內(nèi)容完整、清楚、規(guī)范。六、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排序號(hào)設(shè)計(jì)內(nèi)容所用時(shí)間1查閱資料2天2工藝計(jì)算（物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型）3天3設(shè)計(jì)繪制工藝流程圖（包括方框流程圖和流程圖）4天4整理打印裝訂課程設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)資料1天合計(jì)10天七、課程設(shè)計(jì)考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定本課程設(shè)計(jì)采用優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格 5級(jí)記分制。 評(píng)分的

3、主要依據(jù)為：說明書和圖紙的質(zhì)量，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的工作能力。八、課程設(shè)計(jì)教材及主要參考資料2005 年1 .化工設(shè)計(jì)概論，侯文順主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2 .化工工藝設(shè)計(jì)，丁浩主編，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989年3 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1981年目錄一，概述41產(chǎn)品名稱，化學(xué)結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì) 42，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包裝規(guī)格及儲(chǔ)存 43，產(chǎn)品用途及使用注意事項(xiàng) 54，產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝沿革 5二，工藝流程設(shè)計(jì)及工藝流程 61，工藝流程設(shè)計(jì) 62，反應(yīng)原理及理論解釋 73，工藝流程操作簡(jiǎn)述 7三，物料衡算8四，流程圖9五，總結(jié)10一、概述1、產(chǎn)品名稱、化學(xué)結(jié)構(gòu)

4、及理化性質(zhì)(1)產(chǎn)品名稱：中文名：左氧氟沙星俗名:化學(xué)名：(S)-(-)-9-氟-2,3-二氫-3-甲基-10-( 4-甲基-1-哌嗪基)-7-氧代-7H -吡啶并1，2，3-1，4苯并惡嗪-6-羧酸半水合物英文名：(2)化學(xué)結(jié)構(gòu)式、分子式及分子量:化學(xué)結(jié)構(gòu)式：o0 分子式：C18H203O4 分子量：361 理化性質(zhì):左旋氧氟沙星(,1)化學(xué)名為(S)-(-)-9-氟-2,3-二氫-3-甲基-10-4-甲基-1-哌嗪基-7-氧代 -7-氫吡啶并1,2,31,4苯并惡嗪-6-羧酸，為淡黃色結(jié)晶性粉末。它是由日本第一制藥 株式會(huì)社開發(fā)成功的新一代氟喹諾酮類抗菌藥物，是氧氟沙星的左旋光學(xué)異構(gòu)體，具

5、有 抗菌譜廣，毒性低的特點(diǎn)，屬國(guó)家基本藥物，目前在臨床上得到廣泛應(yīng)用。2、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、包裝規(guī)格要求及儲(chǔ)藏比旋度-95 -103 °1% 3),總雜質(zhì)W 0.5%，干燥失重 < 3.0%熾灼殘?jiān)黈 0.2%重金屬< 20，含量 > 98.5%包裝規(guī)格為25紙桶包裝，在05°C儲(chǔ)存。3、產(chǎn)品用途及使用注意事項(xiàng)具有廣譜抗菌作用，抗菌作用強(qiáng)，對(duì)多數(shù)腸桿菌科細(xì)菌，如大腸埃希菌、克雷伯菌 屬、變形桿菌屬、沙門菌屬、志賀菌屬和流感嗜血桿菌、嗜肺軍團(tuán)菌、淋病奈瑟菌等革 蘭陰性菌有較強(qiáng)的抗菌活性。對(duì)金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌等革蘭陽 性菌和肺炎支原體、肺炎衣

6、原體也有抗菌作用，但對(duì)厭氧菌和腸球菌的作用較差。4、產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝沿革由日本第一制藥株式會(huì)社開發(fā)成功的新三代氟喹諾酮類抗菌藥物，被作為一種有效的光譜抗菌藥物，在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。、工藝流程設(shè)計(jì)及工藝流程1、工藝流程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝的操作方式采用的是間歇操作，整個(gè)工藝總體上分為五個(gè)工段，包括酰氯化、偶聯(lián)、置換、環(huán)合水解和縮合等單元反應(yīng)，和常壓（減壓）蒸餾、 回流、抽濾、洗滌、干燥、結(jié)晶、溶劑回收等一系列單元過程。以方框表示單元過程 及單元反應(yīng)，以箭頭表示物料和載能介質(zhì)流向，該設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝流程方框圖如下所碳酸鉀蒸發(fā)加熱攪拌v"抽濾冰醋酸異丙醇洗滌真空干燥過濾抽濾|重結(jié)晶干燥

7、+洗滌DMSO加熱減壓蒸餾沉淀N-甲基哌嗪粗產(chǎn)品95%乙醇重結(jié)晶2、反應(yīng)原理及理論解釋以2,3,4,5-四氟苯甲酸為原料，經(jīng)酰氯化后與二甲氨基丙烯酸乙酯偶聯(lián)，(+)-2-氨基丙醇置換、環(huán)合水解后與甲基哌嗪縮合制得。3、工藝流程操作簡(jiǎn)述將配好的2,3,4,5-四氟苯甲酸和氯化亞砜依次投入到反應(yīng)器中，加熱攪拌，回流3h。然后常壓蒸除過量的氯化亞砜，殘留的氯化亞砜在減壓下除盡，得產(chǎn)物1轉(zhuǎn)至反應(yīng)塔。將 二甲氨基丙烯酸乙酯、三乙胺、甲苯依次加入到反應(yīng)塔中，攪拌加熱至50C,緩慢滴加20.25g(0.1)產(chǎn)物1的甲苯溶液，反應(yīng)3h后得產(chǎn)物2,加入冰醋酸，再將(+)-2-氨基 丙醇的甲苯溶液加到瓶中，0.5

8、h加完，升溫回流，在90C下反應(yīng)6h,得粗產(chǎn)品4。將上 述4移至分液漏斗，用蒸餾水洗滌，合并甲苯層，無水硫酸鎂干燥，濾出有機(jī)相后轉(zhuǎn)移 至反應(yīng)器中，加入碳酸鉀，加熱攪拌，共沸除水，在130C下反應(yīng)6 h后，冷卻。蒸除甲苯，抽濾出固體，用異丙醇洗滌，抽濾，真空干燥得到目標(biāo)化合物5,重結(jié)晶后轉(zhuǎn)移至另一反應(yīng)器中。加入濃鹽酸和冰醋酸回流3 h ,冷卻到室溫，過濾,沉淀,用水、乙醇和乙醚各洗兩次，干燥。、將甲基哌嗪13和依次加入反應(yīng)器中，130°C加熱反應(yīng)6h，減壓 蒸餾回收和過量的甲基哌嗪，粗產(chǎn)品用 95%乙醇重結(jié)晶后轉(zhuǎn)移至儲(chǔ)液箱。三、物料衡算生產(chǎn)能力：50公斤/批收率：每個(gè)工段收率都為90%

9、總收率：90%*90%*90%*90%*9059%基準(zhǔn)：物料衡算一批計(jì)算，物料單位為千克。酰氯化反應(yīng)崗位(收率為90%)(1)投料:表一酰氯化反應(yīng)原料用量表原料名稱分子式配比批投料量分子量2,3,4,5-四氟苯甲酸C7H2O2F4145.31194氯化亞砜2131.19119(2)計(jì)算過程：2.3.4.5- 四氟苯甲酸用量：(50*99.5%)七61/(x 94)=0.5945.31甲胺用量：45.31*119 494=27.792.3.4.5- 四氟苯甲酰氯的理論產(chǎn)量：45.31*212.5 194=49.632.3.4.5- 四氟苯甲酰氯的實(shí)際產(chǎn)量：(x4212.5)/( 45.31 #9

10、4) =0.9 44.66 損失量：4.97四、流程圖V-14V-20N,N二甲氨基丙烯酸乙酯V-15P-31P-6P-342,3,4,四氟苯甲酸冰醋酸V-9甲苯P-4冰醋酸P-12,爻 V-19濃鹽酸'N-甲基哌嗪DMS回收液氯化亞砜五、總結(jié)K丄1乙胺V-11S-(+)熹基丙醇的甲苯溶液水P-11碳酸鉀P-20P-40E'3V-12V-3P-24P-25i7P-10P-421E-5E-10-E-2N甲基哌嗪P-14DMSOiP-9P-419詼乙醇重結(jié)晶V-本工藝合成是在我國(guó)左旋氧氟沙星合成基礎(chǔ)上的進(jìn)一步探索，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本合 成工藝具有可行性。不僅縮短了工藝流程，減少了中間

11、過程中化學(xué)原料的損失，使原子 經(jīng)濟(jì)性提高，反應(yīng)總收率為52.3%，具有一定的工業(yè)化前景。通過本次課程設(shè)計(jì)，我了解了左氧氟沙星的一些性質(zhì)和合成方法，掌握了化學(xué)作圖 軟件的用法，進(jìn)一步熟悉了辦公軟件的使用。參考文獻(xiàn)1 苗華，郭惠元左旋氧氟沙星合成路線圖解.中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志，19942 楊玉社嵇汝運(yùn)胡增建陳凱先。左旋氧氟沙星不對(duì)稱合成方法研究:碩士學(xué)位論文.上海：中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所，19983,.(S)-(-) ,1 J., 2000, 10(4): 276-278.4A,T.,1P.4777253, 111988.JJP.6229017, 111999顧海林，蔣永祥，葛海泉 .左旋氧氟沙星合

12、成旳新工藝研究:碩士學(xué)位論文.浙江大學(xué).2005化學(xué)化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)評(píng)分表專業(yè)班級(jí) 化工0802 姓名 王吉祥學(xué)號(hào)2評(píng)價(jià) 單元評(píng)價(jià)要素評(píng)價(jià)內(nèi)涵滿分評(píng)分知識(shí) 水平30%文獻(xiàn)查閱與 知識(shí)運(yùn)用能 力能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料，并能合理地運(yùn) 用到課程設(shè)計(jì)之中；能將所學(xué)課程（專 業(yè)）知識(shí)準(zhǔn)確地運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)之中， 并歸納總結(jié)本課程設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān) 課程知識(shí)20課程設(shè)計(jì)方 案設(shè)計(jì)能力課程設(shè)計(jì)整體思路清晰，課程設(shè)計(jì)方 案合理可行10說明 書質(zhì)量50%文題相符與課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目相符，內(nèi)容與 文題相符5寫作水平整體思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，層次分明， 語言表達(dá)流暢，綜合概括能力強(qiáng)30寫作規(guī)范符合課程設(shè)計(jì)說明書的基本要求，用 語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量和單位及 各種資料引用規(guī)范（符合標(biāo)準(zhǔn)）：符合 課程設(shè)計(jì)規(guī)定字?jǐn)?shù)15學(xué)習(xí) 表現(xiàn)20%工作量課程設(shè)計(jì)工作量飽