课程设计--头孢氨苄生产工艺研究

课程设计--头孢氨苄生产工艺研究 专 业: ********* 班 级: ********* 学 号: ********* 姓 名: * * * 指导教师: * * * 二零一二年*月*日 目 录 一 头孢氨苄的简介 1. 头孢氨苄发展过程……………………….…(2) 2. 头孢氨苄的药理性质与临床应用………….(3) 3. 头孢氨苄的理化性质…………………...…..(4) 二 头孢氨苄的合成路线和选择 1. 微生物酶酰化法…………………………….(5) 2. 苯甘氨酸无水酰化法…………………….…(5) 3. 苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺………....(6) 三 头孢氨苄的生产工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 1. 生产头孢氨苄的操作流程………….….…..(9) 四 三废的治理措施 1. 对产生的废水的分析……………….…..…(10) 2. 树脂吸附法处理产生的废水……………...(10) 1 五 课程设计的总结 1.对本次课程设计的总结………………....….(11) 六 参考文献………………………………………..(16) 一、头孢氨苄的简介 1.头孢氨苄的发展 头孢类抗生素发展到今天一共有四代头孢类抗生素，头孢氨苄属于其中的第一代头孢菌素。 第一代头孢菌素是60年代初开始上市的。从抗菌性能来说，对第一代头孢菌素敏感的菌主要有β,溶血性链球菌和其他链球菌、包括肺炎链球菌(但肠球菌耐药)，葡萄球菌(包括产酶菌株)、流感嗜血杆菌、大肠杆菌、克雷伯杆菌、奇异变形杆菌、沙门菌、志贺菌等。不同品种的头孢菌素可以有各自的抗菌特点，如头孢噻吩对革兰阳性菌的抗菌作用较优，而头孢唑林则对某些革兰阴性菌有一定作用。但是，第一代头孢菌素对革兰阴性菌的β-内酰胺酶的抵抗力较弱，因此，革兰阴性菌对本代抗生素较易耐药。 2 头孢氨苄简介 COO- 发展过程SNHC(HC)OCHNH223 OCOCH23CHN头孢菌素COCOOH SN2H OCOCH23CH氨7-基头孢烷酸N OCOOHNH 2 SCHCOHN.HO2 3NCH OCOOH头孢氨苄 2. 头孢氨苄的药理性质与临床应用 a . 抗菌谱: 对G+菌效果较好 对G-菌效果较差 该品通过抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破裂溶解，从而达到杀菌作用。该品为广谱抗生素。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌作用，注射后吸收迅速而完全，生物利用率高。特别加入增效抗炎因子，使该品具有标本兼治得效果，其杀菌能力比青霉素类大20倍，比磺胺类大10倍、比喹诺酮类大5倍。药理头孢氨苄属第一代头孢菌素，抗菌谱与头孢噻吩相仿，但其抗菌活性较后者为差。除肠球菌属、甲氧西林耐药葡萄球菌外，肺炎链球菌、溶血性链球菌、产或不产青霉素酶葡萄球菌的大部分菌株对该品敏感。该品对奈瑟菌属有较好抗菌作用，但流感嗜血杆菌对该品的敏感性较差;该品对部分大肠埃希菌、奇异变形杆菌、沙门菌和 3 志贺菌有一定抗菌作用。其余肠杆菌科细菌、不动杆菌、铜绿假单胞菌、脆弱拟杆菌均对该品呈现耐药。梭杆菌属和韦容球菌一般对该品敏感，厌氧革兰阳性球菌对该品中度敏感。 b. 临床用途: 1.适用部位:呼吸道 泌尿道 皮肤和软组织 2.适用症:流行性感冒，气肿疽、恶性水肿、坏死杆菌病、等所引起的败血性高热(41,43?)或持续低温(37?以下)喜喝冷水、无神嗜睡、行走拐跛、耳部变蓝、流泪等。同时用于治疗各种炎症疾患 c. 头孢氨苄的理化性质 头孢氨苄的结构\名称 NH2 S CHCOHN.HO2 NCH3 O COOH 又称先锋? \ 头孢力新，化学名为(6R，7R)-3-甲基-7-[(R) -2-氨基-2-苯乙酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-甲 酸一水合物。 头孢氨苄理化性质 4 1.白色或乳黄色结晶性粉末，微臭; 2. 水中微溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶; 3.在固态及干燥状态下比较稳定，遇热、强酸、强碱和紫外线均 易分解; 4. pH3.5,5.5，其水溶液在pH8.5以下较稳定，但在pH9以上则 迅速被破坏。 二、头孢氨苄的合成路线和选择 1.微生物酶酰化法 微生物酶酰化路线的生产工艺多采用固相酶术，将无色杆菌细胞吸附在DEAE(二乙胺乙基)一纤维素载体上，将此固相装柱，通入 5 0(1,七氨基脱乙酰氧基头孢烷酸(7一ADCA)和0(5,D苯甘氨酸甲酯，5h后，85,的7-ADCA转化为头孢氨苄。 该法生产头孢氨苄工艺先进，无污染。但固定化酶技术尚不成熟且反应对温度和PH要求较高。生产过程中不太稳定，工业大规模生产较为困难。 2.苯甘氨酸无水酰化法 苯甘氨酸无水酰化路线的生产工艺基本原理是以苯甘氨酸为原料，进行二次酰基化;将7-ADCA与三甲基氯硅烷反应得到二硅烷基化的产物;将上述两步反应产物的进一步反应得到头孢氨苄。合成工艺路线如下: 6 该路线的优点是反应步骤简单，且反应过程不需要消耗水。实现无水生产，但是需要消耗中间体7-ADCA。但这个中间体是生产多种抗生素的中间体，因此国内需求缺口较大如果使用本法生产头孢氨苄成本会增加，利润空间会减小。 3. 苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺 苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合路线的生产工艺以青霉素G为原料，通过扩环重排，裂解为7-ADCA，再与苯甘氨酸酰氯缩合。以下详细介绍这条工艺路线 此法主要包括下面四个反应步骤:1)酯化氧化 ; 2)重排、扩环、氯化醚化、水解、成盐 ; 3)酰化水解 下面将分别介绍下列四个步骤的有关反应。 第一步:酯化氧化 将丙酮、吡啶、三氯乙醇、青霉素G钾加入反应罐搅拌，控温10?滴加三氯氧磷，反应1h，酯化液转入氧化罐，保持0?滴加过氧乙酸和双氧水的混合物，20?下反应2 h，加水，静置、过滤干燥得到S-氧化物 7 第二步:重排、扩环、氯化醚化、水解、成盐 乙酸丁酯、 s-氧化物、磷酸、砒啶，回流搅拌3h，减压浓缩，冷却得黄色结晶，过滤、洗涤、干燥得重排物熔点l25-127?，将重排物溶人二氯乙烷，冷至-10?加人砒啶和五氯化磷，于-5?反应2h，再降温到-15勺，缓缓加人甲醇醚化，-10?反应1(5h加水室温水解30min，用4,氢氧化钠中和PH6.5-7.0，分取有机层，浓缩，加PTS结晶，过滤洗涤干燥得7-ADCA脂PTS盐。 第三步:酯化水解 将得到的7-ADCA酯游离后，再与苯甘氨酰发生酰化反应，生成头孢酯酰化物。最后在锌粉和甲酸进行还原性水解，得到头孢氨苄 8 三、头孢氨苄的生产工艺流程 9 四、三废的治理措施 10 1. 对产生的废水的分析 a.有机溶剂采用蒸馏塔回收，用于生产过程。残渣进行焚烧处理。 b.废水中含有各类盐分与有机物，经生化处理后，无毒排放; c.有毒害性气体通过系列排毒装置引至烟囱高排; d.废渣中的有机残渣采取焚烧方式处理，无机盐可采取相应的回收方式处理; 根据我们的分析头孢氨苄的生产中主要在青霉素G酯化氧化过程中产生大量废物，因此我们针对此步骤设计了专门的废物处理方法 2.树脂吸附法处理废水青霉素G酯化氧化产生的废水 其生产过程中产生大量的废水(生产1kg头头孢G酸产生240kg 废水)，废水中含有多种有机溶剂和有毒物质，抑止好氧微生物生 长，降低废水生化处理的效率。如果在“三废”处理前，进行有效 预处理，去除其中的溶剂和有毒物质，降低废水COD，不但可以 降低三废处理的成本，还可回收溶剂、原料等，实现资源循环利 用。 废水是指青霉素G经氧化、扩环、重排后所得的头孢G酸经 结晶、过滤后所剩的母液，来自某制药公司的头抱G酸生产工段， 所含各物质的相关质量分数为:砒啶0.19,，甲苯0. 4,，其它未 知杂质及色素:pH为3.0，COD为80-90g/L 11 废水成分复杂，单一使用一种树脂，难以达到较好效果，故采 用多种树脂多级串联的方法进行试验探索，并设计了如图1的流 程 五、课程设计的总结 12 团队管理的体会 与队友的合作更是一件快乐的事情，只有彼此都付出，彼此都努力维护才能将作品做的更加完美。而团队合作也是当今社会最提倡的。 参考文献 [1]陈平主编 . 制药工艺学 [M].湖北:湖北科学技术出版社， 13 2008.03 [2]张秋荣主编 . 制药工业-工艺学 [M].郑州:郑州大学出版社， 8 2007.0 [3]赵临襄主编 . 制药化学工业 [M].北京:北京医药出版社，2003.01 第1版 [4]王效山主编 . 制药化学工业 [M].北京:北京科学技术出版社， 2003.07 第1版 [5]沈正. 7-ADCA 生产发展与市场前景[J].医药中间体及其化工原料，2004(1):10-12. [6]李丽娟 王晓欣 陈慧 王捷 马丽锋. 树脂吸附法处理头孢G酸生产废水[J].《水处理技术》，2010.07 14