氯霉素的生产工艺.ppt

第五章 氯霉素的生产工艺,内 容,1 概述 2 合成路线及其选择 3 氯霉素及其中间体的生产工艺原理及其过程 4 综合利用与三废处理,第一节 概 述,氯霉素,氯霉素是广谱抗菌素，主要用于伤寒杆菌、痢疾杆菌、脑膜炎球菌、肺炎球菌等感染。对多种厌氧菌感染有效，也可用于立克次体感染。,氯霉素的结构名称,化学名称为D-苏式-(-)-N-(羟基甲基)-羟基-对硝基苯乙基-2,2-二氯乙酰胺，D-threo-(-)-N-(hydroxymethyl)-hydroxy-p-nitrophenethyl-2,2-dichloroacetamide。,简介,氯霉素,药理性质(1),抗菌谱： 1）伤寒杆菌、痢疾杆菌、脑膜炎球 菌、肺炎球菌等感染； 2）对多种厌氧菌感染有效； 3）亦可用于立克次体感染。,简介,氯霉素,不良反应,1）引起粒细胞缺乏症及再生障碍性贫血 2）长期应用可引起二重感染。 3）新生儿、早产儿用量过大可发生灰婴综合症。,简介,氯霉素,氯霉素理化性质,白色或微带黄绿色的针状、长片状结晶或结晶性 粉末， 味苦。 熔点149153。 本品在甲醇、乙醇、丙酮或丙二醇中易溶，在水中微溶。 比旋度25D+18.521.5°(无水乙醇)。,简介,氯霉素,氯霉素于1947年从委内瑞拉链霉菌(Streptomyces venezuelae)培养液中获得, 目前用合成的方法得到. 中国科学家沈家祥和邢其毅为氯霉素的工业化生产做出了重要贡献,近年来，由于氯霉素本身的毒副作用以及其他抗生素迅速发展的影响，使氯霉素的临床应用受到一定的限制。但是，其疗效确切，尤其对伤寒等疾病仍是目前临床首选药物，依然是一个不可替代的抗生素品种。,第二节 合成路线及其选择,合成分析：,一、以具有苯甲基结构的化合物为原料的合成路线,路线1：,以对硝基苯甲醛与甘氨酸为起始原料的合成路线。,（一）以对硝基苯甲醛为起始原料的合成路线,路线评价： 优点：合成步骤少，所需物料品种与设备少。 缺点：缩合时消耗过量的对硝基苯甲醛，若减少用量，则得到的产物全是不需要的赤型对映体，另外，还需要解决还原剂钙硼氢等原料的来源问题。,路线2：以对硝基肉桂醇的合成路线,评价：本路线使用符合立体构型 要求的反式对硝基肉桂醇为中间体 合成步骤不多，各步收率不低 是一条有发展前途的合成路线。,（二）以苯甲醛为起始原料的合成路线,评价：最后引入硝基，需要在低温下 进行，需要制冷设备，这是其缺点。,二、以具有苯乙基结构的化合物为原料的合成路线,（一）以乙苯为原料的合成路线,1. 以乙苯为起始原料经对硝基苯乙酮的合成路线,评价：起始原料价廉易 得，各步反应收率较高，技术条件要求不高。 缺点：合成步骤较多， 产生大量的中间体及副 产物。,2、以乙苯为起始原料经对硝基苯乙酮肟的合成路线,评价：硝基乙苯的异构体不需分离，成肟后对位体沉淀析出，而邻位体留在 母液中，可省去分离步骤。 缺点：本法工艺过程复杂，原料品种种类较多，而且邻位体的综合利用较困难。,（二）以苯乙烯为起始原料的合成路线,1. 从苯乙烯出发经a-羟基苯乙胺的合成路线,评价：该路线优点是原料苯乙烯价廉易得，合成路线较简单且各步收率 较高。若硝化反应采用连续化工艺，则收率高，耗酸少，生产过程安全。 缺点：胺化一步收率不够理想。,2. 从苯乙烯出发制成-卤代苯乙烯经Prins反应的合成路线,评价：合成步骤较短，从苯乙烯出发经8步反应得到氯霉素，较从乙苯出发 少了3步反应。 缺点：需用高压反应设备及高真空蒸馏设备。,小结： 氯霉素的合成路线中有工业价值的中间体甚多。 本章将对以乙苯为原料经对硝基苯乙酮生产氯霉素的工艺原理分节叙述。,第三节 对硝基苯乙酮的生产工艺原理及其过程,一、对硝基乙苯的制备,1. 工艺原理,讨论：可能的副产物有哪些？,副产物分析：,副产物：二硝基乙苯酚,2. 反应条件及影响因素 (1).温度对反应的影响 温度控制在40-45, 要有良好的搅拌和冷却措施. (2).配料比 乙苯:硝酸=1:1.05（接近理论量）,3. 工艺过程 (1).混酸的配制 将水加入到92%的浓硫酸中, 不断搅拌及冷却, 至35以下, 继续加96%的硝酸, 使硫酸和硝酸的含量达到规定浓度.,(2). 反应过程 铸铁硝化锅中, 先加入乙苯, 降温至28, 滴加混酸, 控温30-35, 之后升温至40-45, 搅拌保温1h, 冷却至20, 静置分层.,(3). 产品分离 硝化反应结束后, 冷却至20, 静置分层, 分去下层废酸, 用水洗去硝化产物中的残留酸, 再用碱洗去酚类, 最后用水洗去残留碱, 送往蒸馏岗位. 将水及未反应的乙苯减压蒸出, 余下的部分送往高效分馏塔, 压力5.3×103Pa以下, 塔顶馏出邻硝基乙苯, 塔底的高沸物再进行一次减压蒸馏, 得对硝基乙苯.,二、对硝基苯乙酮的制备,1、工艺原理,2. 工艺过程 醋酸锰的制法: CaCO3和10%的醋酸锰溶液混匀, 发生吸附, 过滤, 干燥得到. 硬脂酸钴的制法: 硬脂酸钠醇溶液加入到硝酸钴溶液中, 析出硬脂酸钴的沉淀, 洗去NO3-,干燥得到. 催化剂用量: 硬脂酸钴, 醋酸锰各为对硝基乙苯的十万分之五. 反应温度: 升温到150激发反应, 反应开始后, 维持135反应. 对硝基苯甲酸的去除: Na2CO3溶液洗.,第四节 对硝基-乙酰胺基-羟基苯丙酮的生产 工艺原理及其过程,一. 对硝基-溴代苯乙酮的制备,1. 工艺原理,讨论：反应机理如何分析？,反应历程,2.工艺过程: 溴化罐中加入对硝基苯乙酮和氯苯(含水量低于0.2%), 搅拌下加少量溴素(全量的2-3%). 红棕色的溴素颜色消失时, 表示反应开始. 保温27±1, 逐渐加入其余的溴素. 加溴素时产生的溴化氢用真空抽出, 以水吸收, 制成氢溴酸. 溴素加完后继续反应1h, 升温至35-37, 通压缩空气排除反应液中的溴化氢. 静置半小时, 将澄清的反应液进行下一步成盐反应, 罐底残液用氯苯洗涤、套用.,二. 对硝基-溴代苯乙酮六次甲基四胺盐的制备,工艺过程: 将对硝基-溴代苯乙酮的氯苯溶液加入干燥的反应罐中, 搅拌下加入六次甲基四胺, 3338反应1h. 成盐的产物无需过滤, 冷至1829, 直接应用于下步反应.,三. 对硝基-氨基苯乙酮盐酸盐的制备,讨论：为何不直接用 NH3进行氨化？,工艺过程: 将浓盐酸加入到搪玻璃的反应罐中, 降温至7-9, 搅拌下加入“成盐物”, 成盐物转化成颗粒状, 停止搅拌, 分出氯苯. 氯苯经氯化钠干燥, 循环使用. 加入乙醇, 32-34反应5h, 反应液中酸含量保持在2.5%左右. 反应完毕后, 分出二乙醇缩甲醛, 加适量水搅拌, 冷至-3, 离心分离, 得水解物.,四. 对硝基-乙酰氨基苯乙酮的制备,加料顺序,乙酰化试剂的选择,工艺过程: 反应釜中加水, 冷至0-3, 加入“水解物”, 将结晶块打碎成浆状, 加入乙酸酐, 搅拌均匀后, 再先慢后快加入38-40%的乙酸钠溶液. 在18-22反应1h, 反应液冷至10-13, 析出乙酰化物的结晶.,小结,五. 对硝基-乙酰胺基-羟基苯丙酮的制备,工艺过程: 将乙酰化物加水调成糊状, pH=7,甲醇加入反应罐中, 升温至28-33, 加入甲醛溶液, 随后加入乙酰化物及碳酸氢钠, pH=7.5.显微镜观察结晶的形状, 确认反应终点. 反应结束后, 降温至0-5, 离心过滤, 得到对硝基-乙酰胺基-羟基苯丙酮.,第五节 氯霉素的生产工艺原理及其过程,一. DL-苏型-1-对硝基苯基-2-氨基-1,3-丙二醇的制备,工 艺,异丙醇铝的制备； 缩合反应，形成六元环过渡态； 还原反应，把羰基还原成仲醇基； 水解，把乙酰基除去； 氨基游离 。,二. DL-苏型-1-对硝基苯基-2-氨基-1,3-丙二醇的拆分,工 艺,1）将水、“氨基醇”盐酸盐及右旋“氨基醇” 加入拆分罐内，升温至5055，加入活性炭脱色，过滤。投入“氨基醇”消旋体，在压力2.1×104Pa（160mmHg）以下搅拌加热，升温至全溶（约在6065），保温蒸发水分，然后逐渐冷却降温析出，冷至35，冷却，过滤，母液变为左旋。 2）将合并洗液的母液加入拆分罐内，再次投入“氨基醇”消旋体，操作同上 。,三. 二氯乙酸甲酯的制备,四. 氯霉素的制备,工 艺,将甲醇置于干燥的反应罐内，加入二氯乙酸甲酯，在搅拌下加入右旋“氨基醇”，于65左右反应1h。加入活性炭脱色，过滤，在搅拌下往滤液中加入蒸馏水，使氯霉素析出。冷至15过滤，洗涤、干燥，得到氯霉素成品。,思考题,