化學(xué)制藥工藝實(shí)例課件

1、撲熱息痛的基本性質(zhì)與藥理效果撲熱息痛的基本性質(zhì)與藥理效果對乙酰氨基酚又稱撲熱息痛對乙酰氨基酚又稱撲熱息痛，化學(xué)名為：N-(4-羥基苯基）乙酰胺 本品為白色、類白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。無臭，味微苦。在熱水或乙醇中易溶，在丙酮中溶解，在水中微溶。熔點(diǎn)為 168172。第1頁/共32頁第一節(jié)第一節(jié) 合成路線及其選擇合成路線及其選擇 至第二節(jié)第2頁/共32頁一、一、 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析 對乙酰氨基苯酚上有兩個功能基：乙酰氨基苯酚上有兩個功能基： 可以根據(jù)形成乙?；阴；土u基羥基的化學(xué)反應(yīng)類型來區(qū)分。 經(jīng)過上述分析，在苯環(huán)對位上引入氨基氨基和羥基羥基，得到對氨基苯酚，而。 返回第3頁/共32頁二、二、 對

2、氨基苯酚的合成路線對氨基苯酚的合成路線目前主要有三條合成路線目前主要有三條合成路線： 返回第4頁/共32頁 HCl Fe屑+HCl CH3COOH 對硝基苯酚鈉對硝基苯酚對氨基苯酚 對乙酰氨基苯酚 酸化 還原 乙酰化（一）、以對硝基苯酚鈉為原料的合成路線（一）、以對硝基苯酚鈉為原料的合成路線第5頁/共32頁（二）、以苯酚為原料的合成路線（二）、以苯酚為原料的合成路線 1、苯酚亞硝化法、苯酚亞硝化法 2、苯酚硝化法、苯酚硝化法 返回第6頁/共32頁 苯酚在冷卻下（05），與亞硝酸鈉和硫酸作用生成對亞硝基苯酚；再還原即得對氨基苯酚。 反應(yīng)特點(diǎn)分析反應(yīng)特點(diǎn)分析：工藝路線成熟，收率可達(dá)80-85% 缺

3、點(diǎn)是用硫化鈉作還原劑，成本偏高。 應(yīng)用價值應(yīng)用價值：在對硝基苯酚鈉供應(yīng)不足的情況下，可用此條路線作補(bǔ)充。 返回第7頁/共32頁 由苯酚硝化可得對硝基苯酚；反應(yīng)是須冷卻（05），且有二氧化氮?dú)怏w產(chǎn)生。 反應(yīng)特點(diǎn)分析反應(yīng)特點(diǎn)分析：收率較高，鄰位體產(chǎn)量僅占對位體的十分之一，可以補(bǔ)充對硝基苯酚鈉的不足。 反應(yīng)時須冷卻，且有二氧化氮產(chǎn)生，對設(shè)備要求較嚴(yán)。用混酸作硝化劑，“三廢”處理困難。 返回 第8頁/共32頁（三）、以硝基苯為原料的路線（三）、以硝基苯為原料的路線 硝基苯為價廉易得的大宗化工原料，硝基苯為價廉易得的大宗化工原料，它可用鋁屑還原或電解或催化氫化等方法直接制備對氨基苯酚。 鋁屑還原法鋁屑還

4、原法 電解還原法電解還原法 催化氫化法催化氫化法 返回第9頁/共32頁 小結(jié)：上述幾條工藝路線各有特點(diǎn)，對硝小結(jié)：上述幾條工藝路線各有特點(diǎn)，對硝基苯酚鈉基苯酚鈉 是基本的合成路線。是基本的合成路線。第10頁/共32頁第二節(jié)第二節(jié) 對氨基苯酚的生產(chǎn)工藝原對氨基苯酚的生產(chǎn)工藝原理及其過程理及其過程 對氨基苯酚在工業(yè)上主要有兩條合成路線：對氨基苯酚在工業(yè)上主要有兩條合成路線：，經(jīng)亞硝化和用硫化鈉還原而得。以為原料，用Fe屑鹽酸還原而得。第11頁/共32頁一、以苯酚一、以苯酚(對亞硝基苯酚對亞硝基苯酚)為原料的路線為原料的路線 （1） 工藝原理工藝原理 （2） 工藝過程工藝過程 返回第12頁/共32頁

5、： 它是個顯著的放熱反應(yīng)，只需在38-48即可進(jìn)行反應(yīng)，在生產(chǎn)工藝上必須注意溫度的控制。 它是在堿性溶液中還原堿性溶液中還原，生成的對氨基苯酚鈉可用稀硫酸中和，使對氨基苯酚游離析出。 、上述反應(yīng)若反應(yīng)不完全，會產(chǎn)生大量的、上述反應(yīng)若反應(yīng)不完全，會產(chǎn)生大量的 、反應(yīng)工藝條件的選擇、反應(yīng)工藝條件的選擇返回第13頁/共32頁 從反應(yīng)式看出此工藝有哪些工藝參數(shù)需要控制或需進(jìn)行優(yōu)化？第14頁/共32頁 因此，用硫化鈉還原對亞硝基苯酚制備對氨基苯酚過程中，為了避免許多中間產(chǎn)物的混入，就必須探討反應(yīng)溫度和配比。 硫化鈉的配料比硫化鈉的配料比 反應(yīng)溫度的控制反應(yīng)溫度的控制 中和時的中和時的pH值、溫度和加酸速

6、度值、溫度和加酸速度 返回第15頁/共32頁 在攪拌下，在反應(yīng)罐內(nèi)提前加入規(guī)定量的硫化鈉溶液（濃度為3845%），將對亞硝基苯酚以小塊緩緩加入。隨時用冰控制反應(yīng)溫度3848。1小時內(nèi)加完對亞硝基苯酚。 要防止一次加料過多，形成局部酸性過大而析出硫磺。 反應(yīng)完畢，將反應(yīng)液抽入中和罐，（為何這里不采用（為何這里不采用一勺燴工藝？）一勺燴工藝？）加入23倍量的水稀釋，在40以下時，用20%硫酸中和到pH=9左右，逐漸有硫化氫氣體逸出。 中和到達(dá)終點(diǎn)時，由大量硫化氫泡沫產(chǎn)生，應(yīng)注意勞動保護(hù)。 離心甩濾，得對氨基苯酚粗品，其中含有少量硫磺。 第16頁/共32頁 對氨基苯酚粗品用沸水溶解，加入活性炭脫色、

7、氨基苯酚粗品用沸水溶解，加入活性炭脫色、過濾，以除去硫磺。過濾，以除去硫磺。 冷卻結(jié)晶，過濾得產(chǎn)品。收率為冷卻結(jié)晶，過濾得產(chǎn)品。收率為 7578%。 反應(yīng)母液可回收副產(chǎn)物硫代硫酸鈉。 返回第17頁/共32頁二、以對硝基苯酚（對硝基苯酚鈉）為原料的路二、以對硝基苯酚（對硝基苯酚鈉）為原料的路線線 （1） 工藝原理工藝原理 （2） 工藝過程工藝過程 返回第18頁/共32頁 用用Fe屑屑鹽酸還原對硝基苯酚，即可制備成鹽酸還原對硝基苯酚，即可制備成 對氨對氨基苯酚?；椒印＿@是一個放熱反應(yīng)，生產(chǎn)工藝上必須注意反應(yīng)溫度的控制； 在生產(chǎn)上還原產(chǎn)物； 鐵的反應(yīng)機(jī)理鐵的反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜，反應(yīng)后產(chǎn)生大量鐵泥，鐵

8、泥的綜合利用和環(huán)境污染都是工業(yè)上急待解決的問題。 返回第19頁/共32頁 將水（或上批母液）升溫至60以上，加入鐵屑，然后加入鹽酸，攪拌升溫產(chǎn)生FeCl2。 至90以上時，分次投入對硝基苯酚和鐵屑。保持劇烈反應(yīng)，并隨時用棒沾取反應(yīng)液 滴在潔凈濾紙上，觀察尚未反應(yīng)的對硝基苯酚的黃色黃色來判定 反應(yīng)終點(diǎn)。 這個過程，既要保持劇烈反應(yīng)，又要防止溢料。 上述過程中，要適時補(bǔ)加適量的母液或水來控制反應(yīng)。 劇烈反應(yīng)，可得粒狀結(jié)晶，質(zhì)量好。若時間過長，吸附雜質(zhì)多，質(zhì)量差。 第20頁/共32頁 反應(yīng)完畢后，慢慢加入粉狀的碳酸鈉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)pH值在值在7.07.2。 預(yù)熱至100的水或母液壓入還原罐，并加熱至105

9、，靜置沉淀Fe泥后，保溫過濾。 結(jié)晶罐中提前將適量亞硫酸氫鈉加入。 濾液抽入結(jié)晶罐內(nèi)，濾餅用水或母液洗滌數(shù)次，鐵泥抽干棄去。 結(jié)晶罐冷卻至25結(jié)晶，過濾，得對氨基苯酚。 本步收率可達(dá)本步收率可達(dá)9095%， 母液可用于下批料套用。母液可用于下批料套用。 返回第21頁/共32頁第三節(jié)第三節(jié) 對乙酰氨基苯酚的生產(chǎn)工對乙酰氨基苯酚的生產(chǎn)工藝原理及其過程藝原理及其過程 至第四節(jié)第22頁/共32頁一一 、工藝原理、工藝原理 ： 對氨基苯酚與醋酸加熱脫水，便生成對乙酰氨基苯酚對氨基苯酚與醋酸加熱脫水，便生成對乙酰氨基苯酚 這是個可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)，通常采用蒸餾去水的方法，使反應(yīng)趨于完全，以提高收率。 需要的

10、反應(yīng)條件需要的反應(yīng)條件： 反應(yīng)在148下進(jìn)行，一般控制在120140。由于反應(yīng)溫度較高，對乙酰氨基苯酚又可能與空氣中的氧氣作用，生成亞胺醌及其聚合物等，致使產(chǎn)品變成深褐色或黑色，故通常加入少量抗氧劑（如亞硫酸氫鈉等）故通常加入少量抗氧劑（如亞硫酸氫鈉等） 。第23頁/共32頁 乙酰化反應(yīng)可能發(fā)生的副反應(yīng)都是由于對氨基苯酚在較高溫度下引起的。第24頁/共32頁 其優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)迅速其優(yōu)點(diǎn)是：反應(yīng)迅速，反應(yīng)溫度較低，且容易控，且容易控制副反應(yīng)制副反應(yīng)。缺點(diǎn)是：價格昂貴。 因此，工業(yè)生產(chǎn)多采用稀醋酸（3540%）。 第25頁/共32頁 應(yīng)采取以下措施： 必須嚴(yán)格控制醋酸用量、蒸餾速度和蒸出酸的濃度三者

11、之間的關(guān)系 蒸餾過快蒸餾過快，則蒸出酸的濃度較高，蒸出水量就相應(yīng)降低，冰醋酸用量就要相應(yīng)增加，才能達(dá)到同一脫水量。 如蒸餾速度適當(dāng)如蒸餾速度適當(dāng)，有適量的醋酸冷凝回流，蒸出的醋酸濃度就會降低， 蒸出的水量就會相應(yīng)增加，達(dá)到同一脫水量的醋酸用量就會減少。 。第26頁/共32頁 乙?；瘯r，采用適當(dāng)?shù)姆逐s裝置嚴(yán)格控制蒸餾速度乙?；瘯r，采用適當(dāng)?shù)姆逐s裝置嚴(yán)格控制蒸餾速度和脫水量是個關(guān)鍵。和脫水量是個關(guān)鍵。 另一個有效的脫水方法是采用三元共沸的原理把乙另一個有效的脫水方法是采用三元共沸的原理把乙?；傻乃皶r蒸出，使乙?；磻?yīng)完全，節(jié)約原?；傻乃皶r蒸出，使乙?；磻?yīng)完全，節(jié)約原材料。材料。 返回

12、 第27頁/共32頁二 、工藝過程、工藝過程 上工序得來的對氨基苯酚結(jié)晶，用35%的亞硫酸鈉溶液洗滌一次，取樣計算其含量 按折純量投入反應(yīng)罐，再投入規(guī)定量的稀醋酸（3540%）和冰醋酸。 加熱回流，同時蒸出稀醋酸。 每小時出酸量保持在投入稀醋酸量的1/10左右 待蒸出的稀醋酸量為投入稀醋酸量的1/2時，再加入冰醋酸和醋酐的混合液，繼續(xù)加熱回流，并緩慢蒸出稀醋酸。 第28頁/共32頁 約三小時后升溫到140左右，待蒸出稀醋酸總量近于投入稀醋酸量時，測定對氨基苯酚含量小于測定對氨基苯酚含量小于2.5%，醋酸含量在，醋酸含量在1520%左右，即為反應(yīng)終點(diǎn)。左右，即為反應(yīng)終點(diǎn)。（若未達(dá)終點(diǎn)，可在加入時量冰醋酸和醋酐的混合液，繼續(xù)反應(yīng)若干時間。） 冷卻析出結(jié)晶，得對乙酰氨基酚粗品。收率為9095%。蒸出的稀醋酸調(diào)節(jié)濃度后可以套用。 粗品用5倍量的水和適量的活性炭精制，甩濾、烘干、粉碎、包裝，。 返回第29頁/共32頁第四節(jié)第四