盐酸洛美沙星的生产工艺

1学号：200806010205专业课程设计(2)题目盐酸洛美沙星的生产工艺设计学院化学化工学院专业化学工程与工艺班级化工0802姓名石书婷指导教师陈少虎、刘华杰、杨辉琼2011年6月30日2专业课程设计(2)任务书一、设计时间2011年6月20日－2011年7月1日（第18和19周）二、设计题目盐酸洛美沙星的生产工艺设计三、设计条件1、产品规格：纯度99.5%2、生产能力：50公斤/批或60公斤/批3、收率：每个工段收率都为90%四、设计任务1、从前两周所给目标化合物设计的合成线路中选择一条成熟的路线（即可以工业化生产的路线）确定生产方法。2、进行工艺流程设计，说明工艺基本原理和流程简述3、进行第一工段的物料衡算、能量衡算。4、主要设备选型说明，填写设备一览表。5、绘制相应的工艺流程图（包括方框流程图和PID流程图）。五、设计要求每个学生要全面认真地完成课程设计所规定的设计内容，要认真复习教材内容，查阅有关设计规范、手册等资料，独立按时完成任务；要正确综合运用所学的基础理论，来分析和解决课程设计中的问题；要正确掌握课程设计的设计方法和计算方法，方案设计要正确，步骤要清楚、简练、正确；设计说明书、计算书要求逻辑清晰、层次分明、书写整洁，图纸表达内容完整、清楚、规范。六、课程设计进度安排序号设计内容所用时间1查阅资料2天2工艺计算（物料衡算，热量衡算，设备选型）3天3设计绘制工艺流程图（包括方框流程图和PID流程图）4天4整理打印装订课程设计说明书等有关资料1天合计10天七、课程设计考核方法及成绩评定本课程设计采用优秀、良好、中等、及格、不及格5级记分制。评分的主要依据为：说明书和图纸的质量，独立完成设计的工作能力。八、课程设计教材及主要参考资料1．《化工设计概论》，侯文顺主编，北京：化学工业出版社，2005年2．《化工工艺设计》，丁浩主编，上海：上海科学技术出版社，1989年3．《化工工艺设计手册》，上海医药设计院主编，北京：化学工业出版社，1981年3目录第一章概述.............................................................................................................................................11.1产品名称、化学结构及理化性质............................................................................11.1.1产品名称............................................................................................................11.1.2化学结构式、分子式及分子量........................................................................11.1.3理化性质............................................................................................................11.2产品质量标准、包装规格要求及储藏....................................................................21.3产品用途及使用注意事项........................................................................................21.4产品生产的工艺沿革................................................................................................2第二章工艺流程设计及工艺流程....................................................................................................32.1工艺流程设计............................................................................................................32.2反应原理及理论解释................................................................................................82.3工艺流程操作简述....................................................................................................8第三章物料衡算..................................................................................................................................103.1物料衡算依据..........................................................................................................103.2还原工段的物料衡算..............................................................................................10第四章PID流程图及设备一览表......................................................................错误!未定义书签。4.1PID流程图..............................................................................................................144.2设备一览表..............................................................................................................14第五章总结..............................................................................................................错误!未定义书签。参考文献:......................................................................................................................错误!未定义书签。附录：化学化工学院课程设计评分表.................................................................错误!未定义书签。1盐酸洛美沙星的合成工艺研究第一章概述1.1产品名称、化学结构及理化性质1.1.1产品名称：中文名：盐酸洛美沙星俗名：氟沙星、罗麦沙星化学名：1-乙基-6，8-二氟-7-(3-甲基-1-哌嗪)-4-氧代-3-喹啉羧酸英文名：1-Ethyl-6,8-difluoro-1,4-dihydro-7-(3-methyl-1-piperazinyl)-4-oxo-3-quinolinecarboxylicAcidHydrochloride1.1.2化学结构式、分子式及分子量：①化学结构式：FNFNOCOOHHNHCl.②分子式：C17H19F2N3O3·HCl③分子量：387.811.1.3理化性质：物理性质：白色或微黄色结晶粉末，几乎无臭，味微苦。化学性质：盐酸洛美沙星酸度为PH值3.5-4.5，在水中微溶，在乙醇或氯仿中几乎不溶；在氢氧化钠试液中易溶，在氨试液中溶解；与丙二酸和醋酐在30～90℃的水浴中加热5～10分钟，显红棕色；盐酸洛美沙星加水在稀硝酸微温使溶解，溶液显氯化物的鉴别反应；因本品遇光渐变色。1.2产品质量标准、包装规格要求及储藏产品质量标准：含量≥99（%）。包装方式；内衬二层聚乙烯薄膜袋,外包装用圆纸桶。包装规格：25KG/桶。储藏：避光、密闭、在阴凉处保存。1.3产品用途及使用注意事项产品用途：盐酸洛美沙星属于抗生素类药物，为二氟喹诺酮广谱抗菌药，主要通2过抑制细菌的DNA旋转酶而起杀菌作用，对不动杆菌、绿脓杆菌等假单胞菌属、葡萄球菌属和肺炎球菌、溶血性链球菌等亦具有一定的抗菌作用。注意事项：对喹诺酮类药物过敏者禁用。1.4产品生产的工艺沿革盐酸洛美沙星于1985年首先由日本北陆制药公司和盐野义制药公司生产，1989年于阿根廷首次上市，其后为美国Searle公司的产品(商品名为Maxaquin)上市[1]。3第二章工艺流程设计及工艺流程2.1工艺流程设计本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作，整个工艺总体上分为六个工段，包括还原、缩合环合、乙基化、水解、缩合、成盐六个单元反应，和压滤、醇洗、水洗、干燥、结晶、溶剂回收等一系列单元过程。以方框和圆框分别表示单元过程及单元反应，以箭头表示物料和载能介质流向，该设计各个工段的生产工艺流程方框图如下所示[6-8]：第一工段2,3,4-三氟苯胺（中间体1）的制备催化氢化七水硫酸亚铁氯化钠水乙醇2,3,4-三氟硝基苯氢气水蒸气蒸馏馏液分层水层三废处理减压蒸馏2,3,4-三氟苯胺回收乙醇回收氯化钠4第二工段6,7,8-三氟-1,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯（中间体2）的制备缩合环合EMME石蜡油DPE2,3,4-三氟苯胺过滤石油醚洗涤回收石油醚中间体2回收DPE滤液回收石蜡油石油醚5第三工段1-乙基-6,7,8-三氟-1,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯（中间体3）的制备乙基化碳酸钾乙醇DMF中间体2过滤二氯乙烷重结晶回收二氯乙烷回收DMF滤液处理回收乙醇二氯乙烷溴乙烷过滤干燥中间体36第四工段1-乙基-6,7,8-三氟-l,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸（中间体4）的制备水解浓盐酸中间体3冰醋酸过滤水洗废水三废处理醇洗干燥回收乙醇滤液处理中间体4乙醇7第五工段洛美沙星的制备第六工段盐酸洛美沙星的制备成盐乙醇洛美沙星浓盐酸醇洗水重结晶废水三废处理过滤回收乙醇盐酸洛美沙星干燥缩合吡啶中间体4无水2-甲基哌嗪减压蒸馏水洗废水三废处理干燥回收吡啶洛美沙星82.2反应原理及理论解释盐酸洛美沙星的最佳合成路线为：由2，3，4-三氟硝基苯经还原成2，3，4-三氟氯苯，再缩合环合成6,7,8-三氟-1,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯，乙基化合成1-乙基-6,7,8-三氟-1,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯，水解生成1-乙基-6,7,8-三氟-l,4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸，再与2-甲基哌嗪缩合成l-乙基-6,8-二氟-7-(3-甲基-1-哌嗪基)-1,4-二氢-4-氧代哇啉-3-羧酸，最后成盐生成盐酸洛美沙星这六步完成[2,3]。合成路线原理图如下[4]：FFFNO2FFFNH2FFFNHOCOOEtFFFNOCOOHFNFNOCOOHHNHCl.FeSO4-7H2OEMMEDPEHAc,H2O-HCl2-甲基哌嗪吡啶FNFNOCOOHHNHC