对乙酰氨基酚生产工艺

化学制药工艺学5对乙酰氨基酚的生产工艺扑热息痛-对乙酰氨基酚商品名称有百服宁、必理通、泰诺、醋氨酚等.该品国际非专有药名为Paracetamol。它是最常用的非抗炎解热镇痛药，解热作用与阿司匹林相似，镇痛作用较弱，无抗炎抗风湿作用，是乙酰苯胺类药物中最好的品种。特别适合于不能应用羧酸类药物的病人。用于感冒、牙痛等症关于扑热息痛的合成渠道：A:PAP的合成路线1.以苯酚为起始原料的合成路线（1）苯酚亚硝化法路线（2）苯酚硝化法路线（3）苯酚偶氮法路线2.以硝基苯为起始原料的合成路线（1）金属还原法路线（2）电解还原法路线（3）催化氢化法路线3.以对硝基苯酚钠为原料的合成路线B:PAP合成APAP结构分析对乙酰氨基苯酚上有两个功能基：——可以根据形成乙酰基和羟基的化学反应类型来区分。经过上述分析，在苯环对位上引入氨基和羟基，得到对氨基苯酚，而对氨基苯酚则是合成各条路线共同的中间体。返回小结：上述几条工艺路线各有特点，对硝基苯酚钠是基本的合成路线。主要内容1对氨基苯酚制备工艺路线(1)以苯酚为原料的路线(2)以对硝基苯酚钠为原料的路线2对乙酰氨基酚的生产工艺原理及其过程3以对硝基苯酚钠为原料的对乙酰氨基酚生产工艺流程图对乙酰氨基酚生产工艺1对氨基苯酚制备工艺路线(1)以苯酚为原料的路线①对亚硝基苯酚的制备a．工艺原理苯酚的亚硝化反应过程是亚硝酸钠先与硫酸在低温下作用生成亚硝酸和硫酸氢钠。生成的亚硝酸即在低温下与苯酚迅速反应生成对亚硝基苯酚。亚硝化反应的副反应是亚硝酸在水溶液中分解成一氧化氮和二氧化氮，后者为红色有强烈刺激性的气体，它们与空气中的氧气及水作用可产生硝酸。反应生成的硝酸又可氧化对亚硝基酚，生成苯醌或对硝基酚。苯醌能与苯酚聚合生成有色聚合物，对亚硝基酚也可与苯酚缩合生成靛酚（在碱性溶液中显蓝色）。b:工艺过程配料比:苯酚:亚硝酸钠:硫酸=1:1.3:0.8(摩尔比)c:反应条件与影响因素(a)温度的控制(b)原料苯酚的分散状况(c)配料比d:工艺流程简易方框图②对氨基苯酚的制备a．工艺原理对亚硝基苯酚与硫化钠溶液共热，在碱性条件下还原生成对氨基苯酚钠，用稀硫酸中和，即析出对氨基苯酚。此为放热反应，温度控制在38～48℃就能进行。若反应不完全，则有4,4-二羟基氧化偶氮苯、4,4-二羟基偶氮苯和4,4一二羟基氢化偶氮苯等中间产物生成。b．工艺过程对亚硝基苯酚还原成对氨基苯酚的工艺过程分两步。(a)粗对氨基苯酚制备还原配料比：对亚硝基苯酚:硫化钠=1:1.2(摩尔比)。在38～50℃搅拌下，将对亚硝基苯酚缓缓加入盛有38％～45％硫化钠溶液的还原罐中，约1h加毕，继续搅拌20min，检查终点合格，升温至70'C保温反应20min，冷至40℃以下，用1:1硫酸中和至pH=8，析出结晶，抽滤，得粗对氨基苯酚。(b)精制对氨基苯酚制备配料比：粗对氨基苯酚:硫酸:NaOH:活性炭=1:0.477:0.418:0.108(摩尔比)。．将粗对氨基苯酚加入水中，用硫酸调节pH=5～6，加热至90℃，加入用水浸泡过的活性炭，继续加热至沸腾，保温5～l0min，静置30min，加入重亚硫酸钠，压滤，滤液冷却至25℃以下，用NaOH调节pH=8，离心，用少量水洗涤，甩干得对氨基苯酚精品。收率为80％。C．反应条件与影响因素为了避免许多中间副产物混入还原产物中，必须注意反应温度、配料比和pH值的控制。(a)反应温度还原反应是放热反应，若反应温度超过55℃，不仅使生成的对氨基苯酚钠易被氧化，且对亚硝基苯酚有自燃的危险。一般控制在38～50℃为好。若低于30℃，则该还原反应不易完成。生产上采取缓慢加入对亚硝基苯酚、加强搅拌和冷却等措施来控制反应温度。(b)配料比生产中硫化钠的投料应比理论量高些。若硫化钠用量过少，反应有停留在中间还原状态的可能。实际生产中，对亚硝基苯酚与硫化钠的分子配料比为1.00:(1.16～1.23)，若低于1.00:1.05，则反应不完全，影响产品质量。(c)中和时的pH值、温度和加酸速度对氨基苯酚钠生成后，须用硫酸中和析出。pH为10时，对氨基苯酚已基本游离完全；pH为8时析出少量硫黄和对氨基苯酚；继续中和到pH为7.0～7.5时，则有大量硫化氢有毒气体产生。因此，调节pH值，必须考虑加酸速度，注意避免硫黄析出或局部硫酸浓度过大，防止硫酸加入反应液时放出热量而使局部温度过高。温度过高产生的另一个副反应是反应生成的硫代硫酸钠遇酸分解析出硫黄，其析出速度与温度有关，40℃左右析出较快。工艺上利用对氨基苯酚在沸水中溶解度较大(100℃时59.95mg／100ml，0℃时1.10mg／100ml)的性质与析出的硫黄和活性炭分离。析出的对氨基苯酚以颗粒状结晶为好。d．工艺流程简易方框图见图(2)以对硝基苯酚钠为原料的路线①对硝基苯酚的制备a．工艺原理对硝基苯酚钠用酸中和，即析出对硝基苯酚，其易溶于热水中。因此，向对硝基苯酚钠中加入强酸，中和到pH≤3以后，放置冷却，对硝基苯酚结晶析出。b．工艺过程配料比：对硝基苯酚钠:盐酸(工业):水=1:0.5:1.7(质量比)。在酸化罐中，先投常水及盐酸，开动搅拌将对硝基苯酚钠投入，加热到48～50℃，滴加盐酸，调pH=2～3，继续升温至75℃，复调pH=2～3，保温30min，降温到25℃。为防止结晶时出现结晶挂壁现象，应渐渐冷却。放料，过滤，得对硝基苯酚湿品。c．工艺流程简易方框图②对氨基苯酚的制备a．工艺原理用加氢还原法将对硝基苯酚还原成对氨基苯酚。b．工艺过程对硝基苯酚:水:3％Pd／C:十六烷基三甲基氯化铵=1:3:0.0322:0.0264(质量比)。向高压反应罐中投入水、对硝基苯酚和3％Pd／C催化剂及助催化剂十六烷基三甲基氯化铵，密闭，用氮气置换空气3次，再用氢气置换氮气3次，搅拌，升温至85℃，加氢至0.6MPa，连续通氢还原至终点(反应中随时用棒蘸取反应液滴在洁净滤纸上，观察尚未反应的对硝基苯酚的黄色判断反应终点)。达到终点后，用氮气置换氢气3次，放料过滤，回收催化剂，滤液加活性炭脱色，压滤，滤液冷却结晶，离心，干燥，得对氨基苯酚。c．反应条件与影响因素(a)试压防漏加氢反应在一定压力(0.6MPa)下进行，因此，加氢前必须试压防漏。(b)除空气氢气易燃易爆，如加氢前不把空气赶尽，容易发生爆炸，通氢前必须先用氮气置换空气3次，再用氢气置换氮气3次，反应结束必须用氮气置换氢气3次后方可出料。d．工艺流程简易方框图见图1-4。2对乙酰氨基酚的生产工艺原理及其过程a．工艺原理对氨基苯酚与乙酸或乙酸酐加热脱水，反应生成对乙酰氨基酚。b．工艺过程配料比:对氨基苯酚:冰乙酸:母液(含酸50％以上)=1:1:1(质量比)。将配料液投入乙酰化罐内，加热至110℃左右，打开反应罐上冷凝器的冷凝水，回流反应4h，控制蒸出稀乙酸速度为每小时蒸出总量的1／10，待内温升至135℃以上，取样检查对氨基苯酚残留量低于2.5％时为反应终点，加入稀乙酸(含量50％以上)，转入结晶罐冷却结晶。离心，先用少量稀乙酸洗涤，再用大量水洗涤至滤液近无色，得对乙酰氨基酚粗品。搅拌下将粗品对乙酰氨基酚、水及活性炭加热至沸腾，用1:1盐酸调节pH=5～5.5，保温5min。将温度升至95℃时，趁热压滤，滤液冷却结晶，加入适量亚硫酸氢钠，冷却结束，离心，滤饼用大量水洗至近无色，再用蒸馏水洗涤，甩干，干燥得对乙酰氨基酚成品。滤液经浓缩、结晶，离心后再精制。C．反应条件与影响因素(a)反应终点要取样测定，也就是测定对氨基苯酚的剩余量和反应液的酸度。只有保证对氨基苯酚的剩余量低于2％，才能确保对乙酰氨基酚成品的质量和收率。(b)乙酰化时，为避免氧化等副反应的发生，反应前可先加入少量抗氧剂(亚硫酸氢钠)。(c)在精制时，为保证对乙酰氨基酚的质量要加入亚硫酸氢钠防氧化。d．工艺流程简易方框图见图1-5、图1-63对乙酰氨基酚生产工艺流程图①对氨基苯酚生产工艺流程图见图1-7②对乙酰氨基酚生产工艺流程图（一）铁粉还原法以对硝基苯酚为原料还原制得。反应原理：以对硝基苯酚为原料,在98e下将其加人含有铁粉和盐酸的水溶液中,经铁粉还原后,将铁泥滤除,母液中加人焦亚硫酸钠,再冷却至5℃,滤液冷却结晶,再经重结晶、干燥等步骤制得成品。分析：铁粉还原法生产工艺简单、设备投资较小、回收期短,但规模小、成本高、污染严重。种种因素表明，该方法淘汰。（二）硝基苯催化加氢法通常以铂、锗、把等贵金属作催化剂,以活性炭为载体,在酸性介质中加氢将硝基苯还原,生成中间产物后再重排成对氨基苯酚,收率在80%左右,此外,添加表面活性剂有利于加快反应速度和提高收率。分析：该方法催化剂制备复杂,贵金属回收困难,生产成本高,国内较少用此法生产对氨基苯酚。此反应是在强酸条件下进行,反应过程非常复杂,产物中存在大量的苯胺及少量的二氢对氨基苯酚,影响了此工艺生产效率及产品质量。因此，该方法比较新型，收率也还不错，但是该方法在我国尚且工业上都难以达到，在实验室更难。所以，该法舍弃。（三）硝基苯电解还原法硝基苯电解还原法一般以金属作阳极,铜汞齐作阴极,阴极电解液为硫酸溶液,收率一般在75%以上该方法是产品质量好,操作简单,工艺路程短,经简单处理即可达制药要求,环境污染小。但该方法技术难度高,生产控制要求严格,耗电量大,我国尚未实现工业化。所以，虽然该方法各方面都不错，但所要求技术含量太高，需要设备要求也高，很难普及化。（四）苯酚亚硝化法由苯酚经亚硝化、还原、酸析而得。反应原理如下：工艺流程：在亚硝化罐中先加入碎冰及水，不断搅拌，加入9o％30~C苯酚水溶液，45％的亚硝酸钠溶液、4o℃的稀硫酸；加料时间为4．5h，加料初反应温度为0~C一2℃，最终不超过12(2，加毕，继续搅拌1小时，放料，离心过滤，甩干得亚硝基苯酚。用热水溶解硫化钠为10％溶液，过滤除杂质后倒入还原锅中，不断搅拌，控温45℃一48~C，缓漫加入亚硝基苯酚，约34h加完，继续保持原温度2—3h，其间每隔152(knin进行一次终点检查。反应毕加入相当于对氨基苯酚量l6倍的水，升温至90~C左右，在搅拌下，加入盐酸至pH为7．5，冷却至30~C以下，过滤、甩干，即得对氨基苯酚PAP。粗品PAP可利用活性炭、重亚硫酸钠进行精制。过程总收率为65％。分析：苯酚亚硝基化法，通过了解其工艺流程，发现该方法不仅操作较简单，原料易得且价格便宜，工艺设备较简单，危险性较低。