制药工程原理课程设计说明书解析.doc

制药工程原理与设备 课 外 设 计 设计题目 100 t/a氮杂环丁烷磺酸的合成 学生姓名苏瑶 吴双 瞿红霞 乔靓 林向甜 学 号 专业班级 制药工程11-1班 指导教师 姚日生 王淮 课程设计任务计划 设计题目：2014.03—2014.04 指导老师：姚日生 王淮 生产任务：年合成 100 吨氮杂环丁烷磺酸 年工作日：300天 每日产量：403.33kg/d 生产模式：一日三班，每班8小时 由于产物纯度90.91%，故实际每天需生产183.33kg的产品. 目 录 1 综 述 3 2 合成过程的设计方案及流程说明 4 2.1单元操作工序 4 2.2工艺流程图说明 5 1) 3-苄氧羰酰基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷基磺酸四丁基铵盐的合成过程 5 2) (3S-反式)-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸的合成过程 6 3 物料衡算 8 3.1收集数据 8 3.2物料衡算 8 3.2.1中间体C的合成 9 3.2.2中间体D的合成 10 3.2.3产物G的合成 11 3.3物料平衡图 11 4 设备的选型 12 4.1 反应设备 12 4.2 萃取设备 15 4.3 过滤设备 16 4.4 干燥设备 16 4.5 设备汇总表 16 5 GMP规范响应性描述及过程的质量控制方案 17 5.1 萃取 17 5.2 缓冲罐的使用 17 5.3 干燥 17 5.4 年工作日 18 5.5 充分利用阀门的作用 18 5.6 氯化氢的收集处理 18 5.7物质的回收利用 18 6 参考文献 18 7小结 19 1 综 述 氨曲南是一种单酰胺环类的新型β－内酰胺抗生素，是第一个用于临床的单环β-内酰胺抗生素，对革兰氏阴性菌感染具有良好的治疗效果，例如，肺炎、胸膜炎、腹腔感染、胆道感染、骨和关节感染等，尤其适用于尿路感1984年首次在意大利上市。其可用于替代氨基糖苷类药物，治疗肾功能损害患者的需氧革兰阴性菌感染；并可在密切观察情况下用于对青霉素、头孢菌素过敏的患者。氨曲南是一种可以人工合成的抗生素，其关键中间体(3S-反式)-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸是氨曲南的主环，是合成氨曲南的关键。氨曲南小环-氮杂环丁烷磺酸的合成工艺设计，是由L-苏氨酸合成L-苏氨酸甲脂盐酸盐，以及L-苏氨酸酰胺的合成，氯甲酸苄脂的合成，N-苄氧羰酰基-L-苏氨酸酰胺的合成，N-苄氧羰酰基-L-苏氨酸酰胺的合成，氮杂环丁烷磺酸的合成等步骤组成。其中L-苏氨酸酰胺的收率为96.25%；N-苄氧羰酰基-L-苏氨酸酰胺的收率为90.14%；N-苄氧羰酰基-L-苏氨酸酰胺收率为90.30%；3-苄氧羰酰基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷基磺酸四丁基铵盐的收率较低仅有63.4%；(3S-反式)-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸的收率为78%，纯度为97.8%。现将生产规模扩大至年产(3S-反式)-3-氨基-4-甲基-2-氧代-1-氮杂环丁烷磺酸为吨。  2 合成过程的设计方案及流程说明（未完） 2.1单元操作工序 图1.工艺流程框图 氮杂环丁烷磺酸的合成路线包括五个阶段：1）2-甲基吡啶作酸吸附剂与氯磺酸进行胺的成盐加成；2)与四丁基硫酸氢按成盐取代；（待定）3）弱碱碳酸氢钠作用下成环；4）氢气保护催化剂作用下进行氢化；5）甲酸酸化脱胺成酸。操作中还包括多个传质过程：三步萃取（除杂纯化），浓缩（除溶剂），过滤（除固体杂质，得固体参物）。 2.2工艺流程图说明 图2 工艺流程图 2.3生产目的 查询资料并根据工程经验可知每批物料的工艺时间安排为：在N-磺基-N-苄氧羰基-O-甲磺酸基-L-苏氨酸酰胺钠盐（中间体5）的合成中，原料预处理及加料时间2 h（此时间包含了每批流程开始前的设备检查时间）；二氯甲烷，2-甲基吡啶与氯磺酸在零摄氏度反应30分钟，之后与N-苄氧羰基-O-甲磺酸基-L-苏氨酰胺（中间体4）低温反应20分钟后进入高温反应釜反应回流10小时，之后加冰水搅拌反应10分钟，再加入碳酸氢钠反应，预计20分钟，之后与二氯甲烷进行萃取分离，两次萃取之后对有机相进行减压浓缩，预计时间为2小时。 在1-[苄氧羰基-氨基]-2-甲基-4-氧代-3-叔丁磺酰基-3-氮杂环丁烷（中间体6）的合成中，首先是进行搅拌使其环合，反应时间为30分钟，之后加入碳酸氢钠调节PH值至7-8，并且迅速降温到0-5℃使其