制药工艺学

黄鹏飞

目录

  • 1 第一章 绪论
    • 1.1 导语
    • 1.2 概述
    • 1.3 化学制药发展
    • 1.4 制药工业的发展
  • 2 第二章 化学制药工艺路线的设计方法
    • 2.1 导语
    • 2.2 类型反应法和分子对称法
    • 2.3 追溯求源法
    • 2.4 模拟类推法
  • 3 第三章 化学制药工艺研究
    • 3.1 概述
    • 3.2 反应物浓度与配比
    • 3.3 反应溶剂与重结晶溶剂
    • 3.4 反应温度与压力
    • 3.5 催化剂
    • 3.6 化学反应的稳健性
    • 3.7 小节
  • 4 第四章 化学制药工艺安全性
    • 4.1 导语
    • 4.2 光气化工艺安全性
    • 4.3 硝化工艺安全性
    • 4.4 加氢工艺安全性
    • 4.5 重氮化工艺安全性
    • 4.6 小结
  • 5 第五章 手性制药工艺
    • 5.1 导语
    • 5.2 概述
    • 5.3 外消旋体的拆分工艺
    • 5.4 不对称合成制药工艺
    • 5.5 小结
  • 6 奥美拉唑生产工艺
    • 6.1 概述
    • 6.2 奥美拉唑合成工艺路线与选择
    • 6.3 5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的生产工艺
    • 6.4 2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的生产工艺
    • 6.5 奥美拉唑的合成
    • 6.6 知识拓展1
  • 7 第七章 紫杉醇生产工艺
    • 7.1 概述
    • 7.2 紫杉醇侧链的合成工艺原理
    • 7.3 紫杉醇半合成工艺过程与质量控制
    • 7.4 知识拓展2(上)
  • 8 第八章 头孢菌素类抗生素生产工艺
    • 8.1 概述
    • 8.2 7-氨基头孢烷酸生产工艺
    • 8.3 头孢氨苄生产工艺
    • 8.4 知识拓展2(下)
  • 9 第九章 质量源于设计与制药工艺优化
    • 9.1 概述
    • 9.2 制药工艺研发的工具
    • 9.3 原料药生产工艺优化
    • 9.4 知识拓展3(上)
  • 10 第十章 反应器与放大设计
    • 10.1 概述
    • 10.2 通气搅拌反应器
    • 10.3 化学反应器设计
    • 10.4 反应器的放大
    • 10.5 知识拓展3(下)
    • 10.6 知识拓展4(上)
  • 11 第十一章 制药工艺计算
    • 11.1 制药工艺流程图
    • 11.2 物料衡算
    • 11.3 能量衡算
    • 11.4 知识拓展4(下)
  • 12 第十二章 制药中试工艺研究
    • 12.1 制药中试工艺研究
    • 12.2 生产工艺规程
    • 12.3 原料药生产工艺验证
    • 12.4 化学制药工艺总复习
  • 13 第十三章 三废处理工艺
    • 13.1 概述
    • 13.2 废水处理工艺
    • 13.3 废气处理工艺
    • 13.4 废渣处理工艺
    • 13.5 共性技术总复习
导语


导语 —硝化反应



一、引入硝基的目的:

(1)制备氨基化合物

(2)使芳环上的其他取代基活化

(3)加深染料的颜色

二、硝化后的产物:C-硝基、N-硝基、O-硝基 化合物

硝化剂的活泼质点硝化反应通常是用能够生成硝基正离子(NO2+)的试剂为硝化剂。

硝化剂的强度


        

硝化剂 

 

硝化反应时的存在形式

 

 

X-

 

 

HX

 

 

硝酸乙酯

 

硝酸

 

硝酸-醋酐

 

五氧化二氮

 

氯化硝酰

 

硝酸-硫酸

 

硝酰硼氟酸

 

 

C2H5ONO2

 

HONO2

 

CH3COONO2

 

NO2·NO3

 

NO2Cl

 

NO2OH2

 

NO2·BF4

 

 

C2H5O-

 

HO-

 

CH3COO-

 

NO3-

 

Cl-

 

H2O-

 

BF4-

 

 

C2H5OH

 

H2O

 

CH3COOH

 

HNO3

 

HCl

 

H3O+

 

HBF4

 


硝酸比是指硝酸和被硝化物的摩尔比。通常采用混酸为硝化剂时,对于易硝化的物质硝酸过量1%~5%,对于难硝化的物质,则需要过量10%~20%。

三、硝酸

纯硝酸中有96%以上呈HNO3分子状态,仅约3.5%的硝酸经分子间质子转移离解成硝酰正离子:

在硝酸和硫酸混合时,由于硫酸的供质子能力比硝酸强,从而可以提高硝酸离解为硝酰正离子NO2+

混酸中,硫酸浓度越高,越有利于生成硝酰正离子NO2+

芳烃首先与亚硝酸作用生成亚硝基化合物,而后硝酸再将亚硝基化合物氧化成硝基化合物,硝酸本身则被还原,又生成新的亚硝酸:

四、混酸

它是硝酸与硫酸的混合物。首先使用混酸作为硝化剂的是穆斯普拉特(Muspratts)(1846年)。硫酸和硝酸相混合时,硫酸起酸的作用,硝酸起碱的作用。

在硝酸中加入强质子酸(例如硫酸),可以大大提高其硝化能力,混酸是应用最广泛的硝化剂。

在硫酸中加水对生成硝基正离子不利。

芳烃的硝化反应不仅与反应物的化学结构、反应介质的性质有关而且还与反应的温度、催化剂有关。对于非均相硝化,还要考虑搅拌因素的影响。硝化反应中还常常伴有副反应,于是还需注意控制反应条件以抑制副反应的发生。

五、芳环硝基取代的位置


一般来说,带有吸电子基如-NO2、-CHO、-SO3H、-COOH等取代基的芳烃在进行硝化时,硝基易同邻位取代基中带负电荷的原子形成σ络合物,所以硝化产品中邻位异构体生成量往往远比对位异构体多。当然主产物是间位异构体。

相同的硝化对象如果采用不同的硝化方法则常常得到不同的产物组成。

因此硝化剂的选择是硝化反应必须考虑的。

、硝化事故

1996 年某日,江苏某化工厂的硝基苯车间检修作业时发生爆炸事故。

该硝基苯车间需对再沸器进行清理疏通列管的工作,6:00 停车均按操作规程,现场也处于正常状态,8:30 安排人员拆卸,9:30 在移精馏再沸器上封头时突然发生了猛烈爆炸,当场炸死 2 人,再沸器下封头炸开并插入地下约 0.6m。

事故主要原因为精馏塔排焦系统和温度检测点设计有缺陷,存在排焦不完全和温度检测不真实等事故隐患,检修时塔内温度过高。

问题

什么是加氢反应? 其原理如何?