制藥工程專業(yè)《藥物合成》、《制藥工藝學(xué)》一體化的課程設(shè)計(jì)

1、制藥工程專業(yè)藥物合成、制藥工藝學(xué)體化的課程設(shè)計(jì)年產(chǎn)10噸加替沙星的工業(yè)生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：藥物合成：_制藥工藝：設(shè)計(jì)時(shí)間：班級(jí)：08制藥（2）班姓名：目錄前言第一節(jié)合成路線及其選擇第二節(jié)加替沙星的生產(chǎn)工藝原理及其過程第三節(jié) 年產(chǎn)10噸的加替沙星原料藥的工藝流程設(shè)計(jì)物料衡算主要設(shè)備選型能量衡算生產(chǎn)工藝流程框圖設(shè)備流程圖第四節(jié)結(jié)束語(yǔ)前言加替沙星為8甲氧氟喹諾酮類化合物，是日本杏林制藥株式會(huì)社研 發(fā)的，1999年在美國(guó)上市。體外具有應(yīng)譜的抗革蘭氏陰性和陽(yáng)性微生物的 活性，其R-和S對(duì)映體抗菌活性相同，抗菌作用是通過抑制細(xì)菌的旋轉(zhuǎn) 酶與拓?fù)洚悩?gòu)酶，從而抑制細(xì)菌DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和修復(fù)過程。加替沙星的分

2、子圖【藥物名稱】中文通用名稱：加替沙星英文通用名稱：Gatifloxacin其它名稱：澳萊克、百科沙、必致、福奇、蓋替沙星、敢諾新、格替沙星、 恒森、加邁欣、甲磺酸加替沙星、凱萊克定、凱萊星樂、科登、奎爾泰、 萊迪、萊美清、利歐、羅欣嚴(yán)達(dá)、瑪馬維奇、諾麗爾、普來(lái)樂、千意、圣 迪鋒、天坤、嚴(yán)立菲、英吉朗、譽(yù)快、悅博等?；瘜W(xué)名稱：（） -1-環(huán)丙基-6-氟-8-甲氧基-7-（3-甲基-1-哌嗪基）-1，4-二氫-4-氧代-3-喹琳羧酸分子式：C19H22FN3O4分子量：375.40藥理作用體外試驗(yàn)和臨使用結(jié)果均表明，對(duì)以下微生物的大多數(shù)菌株具有抗 菌活性：.革蘭氏陽(yáng)性菌：金黃色葡萄球菌(僅限于對(duì)

3、甲氧西林敏感的菌 株)、肺炎鏈球菌(對(duì)青霉素敏感的菌株)。.革蘭氏陰性菌：大腸桿菌、流感和副流感嗜血桿菌、肺炎克雷 伯桿菌、卡他莫拉菌、病奈瑟菌、奇異變形桿菌。.其他微生物：肺炎衣原體、嗜肺性軍團(tuán)桿菌、肺炎支原體。毒理研究.遺傳毒性Ames試驗(yàn)中本品對(duì)多種菌株無(wú)致突變作用，但是體外對(duì)沙門氏菌 株TA102的有致突變作用。中國(guó)倉(cāng)鼠V79細(xì)胞的基因突變和中國(guó)倉(cāng)鼠 CHL/IU細(xì)胞的遺傳學(xué)試驗(yàn)結(jié)果均為陽(yáng)性。類似的結(jié)果在其它喹諾酮 類的藥物也可見，這可能是由高濃度下本品對(duì)真核生物的II型DNA 拓?fù)洚悩?gòu)酶的抑制作用所致。本品經(jīng)口和靜脈給藥的小鼠微核試驗(yàn)、 大鼠經(jīng)口給藥的細(xì)胞遺傳學(xué)試驗(yàn)、大鼠經(jīng)口給藥的

4、DNA修復(fù)試驗(yàn)結(jié) 果均為陰生。（2）.生殖毒性大鼠經(jīng)口給予劑量高達(dá)200mg/kg（以每天全身暴露量（AUC）計(jì)， 與人最大推薦劑量等效），對(duì)大鼠生育力和生殖無(wú)不良反應(yīng)。大鼠和 家兔口予劑量分別150mg/kg和50mg/kg（以AUC計(jì)，約為人最大推薦 劑量的0.7和1.9倍），未見有致畸胎作用。但是，大鼠在器官形成 期，經(jīng)口或靜脈給予劑量分別達(dá)200mg/kg和60mg/kg可引起胎兒骨 骼畸形；經(jīng)口或靜脈給予劑量分別N150mg/kg和N30mg/kg時(shí)，可引起胎兒骨骼骨化延遲，包括出現(xiàn)波形肋骨。提示在此劑量下，有輕度的胎兒毒性。此毒性在其它的喹諾酮類藥物也可見。大鼠在妊娠后期最初階段經(jīng)

5、口給藥劑量達(dá) 200mg/kg，并持續(xù)給藥 品哺乳期，可見后期的植入后胚胎丟失增加和新生兒和圍生期的死亡 率升高。這些發(fā)現(xiàn)也提示了本品的胎兒毒性。由于尚無(wú)列在懷孕婦女進(jìn)行的充分和嚴(yán)格的研究，所以懷孕期間， 只有在本品對(duì)母親的潛在臨利益大于對(duì)胎兒的危害時(shí)才能使用本品。本品可從大鼠乳汁中分泌，但是尚不知是否可從人乳中分泌。由于許多藥物可從人乳中分泌，所以哺育期婦女應(yīng)慎用。加替沙星在受孕大鼠致畸敏感期（受孕第 6-15天）口服給藥，劑量分別為192、96、48mg/kg。試驗(yàn)結(jié)果表明加替沙星使高劑量組孕鼠體重增長(zhǎng)減慢， 活胎數(shù)減少，死胎增多：使高、中、低劑量組胎鼠體重減輕，吸收胎增加，骨骼發(fā)育遲緩，

6、但外觀、骨骼及內(nèi)臟檢查未見加替沙星對(duì)胎鼠有明顯的致畸胎作用。.致癌性B6C3F1小鼠經(jīng)摻食給藥18月，雌、雄動(dòng)物劑量分別為90mg/kg 和81mg/kg【以每天全身暴露量(AUC)計(jì)，約為人最大推薦劑量的0.13 和0.18倍】；Fischer344大鼠經(jīng)摻食給藥2年，雌、雄動(dòng)物劑量分 別為139mg/kg和47mg/kg(以AUC計(jì)，約為人最大推薦劑量的0.18和 0.36倍)，結(jié)果均未提示本品有促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)的作用，但是雄性動(dòng)物 當(dāng)劑量達(dá)100mg/kg(以AUC計(jì)，約為人最大推薦劑量的0.74倍)時(shí)， 與對(duì)照組相比，可增加巨粒細(xì)胞淋巴(LGL)白血病的發(fā)生率，這種增加 稍高于已有歷史性對(duì)

7、照的范圍，但是并不能認(rèn)為雄性動(dòng)物高劑量下的 這些發(fā)現(xiàn)會(huì)影響到本品臨用藥的安全性。.急性毒性加替沙星小鼠灌胃給藥的LD50為1646.84mg/kg(其95%可信限為 1418.85-1911.47mg/kg)，大鼠灌胃的 LD50 為 1849.71mg/kg(其 95% 可信限為 1592.92-2147.89mg/kg)。.長(zhǎng)期毒性加替沙星大鼠及Beagle犬灌胃與口服13周，血液學(xué)、血生、化 學(xué)、尿、糞常規(guī)等均正常，唯高劑量組出現(xiàn)肝細(xì)胞脂肪變性，但可恢 復(fù)。采用培養(yǎng)的中國(guó)倉(cāng)鼠肺細(xì)胞（CHL）進(jìn)行的染色體畸變?cè)囼?yàn)中，在代謝活化和非活化條件下，細(xì)胞的染色體畸變率均低于 5%，說(shuō)明加替 沙星未

8、使CHL細(xì)胞染色體畸變率明顯增加。（6）.藥代動(dòng)力學(xué)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)告，加替沙星口服吸收良好，且不受飲食因素影響，其 絕對(duì)生物利用度為96%，藥物濃度在服用1-2小時(shí)后達(dá)峰。在臨床推薦劑量范圍內(nèi)，加替沙星血藥峰濃度（Cmax）和血藥時(shí)曲 線下面積隨劑量成比例增加?？诜酒?00mg至800mg連續(xù)14天， 加替沙星的藥動(dòng)學(xué)呈線性的非時(shí)間信賴性。每天一次連續(xù)用藥，在第1次，每次三天口服或注射日常劑量后即可達(dá)到穩(wěn)態(tài)血藥濃度。每日 400mg，其平均穩(wěn)態(tài)峰濃度和谷濃度為：口服4mg/L和04mg/L。加替沙星血清蛋白結(jié)合率為20%,與濃度無(wú)關(guān)。加替沙星在唾液中 與其在血漿中大致相等。加替沙星廣泛地分布在許多

9、組織和液體中， 在靶組織中的濃度較血清高。加替沙星無(wú)酶誘導(dǎo)作用，不改變自身和其他合用藥物的清除代謝。加替沙星在體內(nèi)代謝極低，主要以原形經(jīng)腎臟排出?？诜酒泛?8 小時(shí)，藥物原形在尿中的回收率達(dá)70%以上，而其乙二胺和甲基乙二5=1 r胺代謝物在尿中的濃度不足攝入量的1%,加替沙星平均血漿消除半衰期714小時(shí)。本品口服或靜脈注射后，糞便中加替沙星的原藥 回收率約5%,提示加替沙星也可經(jīng)膽道和腸道排除。第一節(jié)合成路線及其選擇加替沙星的結(jié)構(gòu)，從它的化學(xué)名：1環(huán)丙基-6-氟-8-甲氧基-7- (3-甲氧基-1-哌嗪基)-1，4-二氫-4-氧代-3-喹啉羧酸可以看出母核有喹琳羧酸、 哌嗪基、環(huán)丙基、甲氧

10、基、氟等。目前按其國(guó)內(nèi)趙臨襄主編的化學(xué)制 藥工藝學(xué)按其原料不同將其合成路線分為兩類:.以2, 4, 5-三氟-3-甲氧基苯甲酸為起始原料，按制備喹諾酮的合成通 法，經(jīng)成酰氯反應(yīng)后與-3-二甲氨基丙烯酸乙酯反應(yīng)后再用環(huán)丙胺置換得 到關(guān)鍵中間體。若中間體水解后直接與2-甲基哌嗪縮合，由于8位甲氧基 的強(qiáng)推電子作用，使得7位氟作為親核取代反應(yīng)的離去基團(tuán)，活性大大降 低，故縮合收率僅為19.4%;若中間體先與硼化物反應(yīng)生成絡(luò)合物，由于4位 羧基上氧原子的p電子向硼原子的空軌道發(fā)生轉(zhuǎn)移，使得4位羧基的吸電 子效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，從而提高了 7位氟對(duì)親核試劑的反應(yīng)活性，與2-甲基哌嗪縮合然后水解得加替沙星，縮

11、合和水解兩步反應(yīng)收率提高到75.5% o見圖合成路線(1)。FOMeFSOCl 2 Or(COCl) 2AOMeNH2OMeNaH FxCOOEtH3BO3 / ZnCl2/AC2。OMeOAc、，AcO-BOMeFOAc/OMeEt3N /EtOH JO. COOHVnOMe按制備喹諾酮類抗菌藥的合圖（1）（2）以2, 3, 4, 5四氟苯甲酸為起始原料成通法，經(jīng)由成酰氯、酸酯化、乙氧亞甲基化、環(huán)丙胺化、環(huán)化、水解及 與哌嗪縮合，制得中間體，后者再與甲醇鈉發(fā)生親核取代生成加替沙星， 由于選擇性差和7位哌嗪基的立體障礙使得本步收率僅為29%。見圖合成 路線（2）。HC(OEt)3/Ac2ONH

12、2COOKCH .、2 COOEtFFFOCOOEtA1.K2CO3 /DMF2.HC1 /HOAcfJcoohNHHNHC3CH3ONa/CH3OHNF IFH3CW” NHNCOOH圖（2）上述兩條工藝路線較成熟，但步驟較多，操作不便，收率不高。降低成本，近 年來(lái)出現(xiàn)了多種替沙星的合成方法，其中一種是中國(guó)藥科大學(xué)物理化學(xué)教研室 唐磊等人研究以廉價(jià)易得的1-環(huán)丙基-6, 7, 8三氟-1，4-（2H）4氧代喹琳3 羧酸乙酯為原料，經(jīng)水解、縮合和甲氧基化制得加替沙星，該法總收率高、成 本低，小試總收率約為62.4%，適合工業(yè)化生產(chǎn)。合成路線如下：H2SO,HOAc,H2O(2)(3)MeONa

13、, DMSO(4)第二節(jié)加替沙星的工業(yè)生產(chǎn)、1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(2)的制備工藝原理1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3羧酸乙酯經(jīng)混酸水 解制得1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸。 FLCOOEthoa ho FyCOOHH% c, 2F%生產(chǎn)過程將冰醋酸、水、濃硫酸加入反應(yīng)釜，啟動(dòng)攪拌器，慢慢滴入1-環(huán)丙基-6,7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸乙酯(1),攪拌反應(yīng)30min至 反應(yīng)終點(diǎn)。然后加入冰水，有白色固體析出，過濾

14、得白色固體，用水洗滌 至PH為6,抽干后得1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1，4- (2H) -4-氧代喹琳-3- 羧酸(2)，產(chǎn)率9 8%。反應(yīng)條件及影響因素1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1，4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸乙酯的水解為 放熱反應(yīng)，因此加入時(shí)要緩慢，能夠使反應(yīng)平穩(wěn)的進(jìn)行下去。冰醋酸、水、 濃硫酸加入的體積比例約為7:5:1。加入的冰水體積要適量，使產(chǎn)物充分析出。二、1-環(huán)丙基-6,8-二氟-7- (3-甲基-哌嗪基)-1,4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(3)的制備工藝原理1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸在

15、碳酸鉀與DMF溶液中與2-甲基哌嗪縮合生成1-環(huán)丙基-6,8-二氟-7- (3-甲基-哌嗪基)-1,4-(2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(3)。O(2)COOH hNco：DMFfAcoohh*vCH3(3)生產(chǎn)過程將1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(2)、2-甲基哌嗪、碳酸鉀與DMF分別加入搪瓷反應(yīng)釜，控制反應(yīng)釜溫度為55-60C,啟動(dòng)攪拌器，攪拌反應(yīng)2小時(shí)，過濾，母液減壓濃縮至糊狀，然后用2mol/L的鹽酸溶解，用飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)PH至8,有大量類白色固體析出。抽濾，干燥，得到1-環(huán)丙基-6,8-二氟-7- (3-甲基-哌嗪基)-1,4-

16、 (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(3),產(chǎn)率9 1%。反應(yīng)條件及影響因素此反應(yīng)溫度要控制在55-60C，溫度超過80C便會(huì)有副產(chǎn)物生成，加入飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)PH時(shí)，要充分?jǐn)嚢?，防止局部過濃。1-環(huán)丙基-6, 7,8三氟-1, 4-(2H)-4-氧代喹琳-3-羧酸(2)與2-甲基哌嗪的摩爾比例約為1.2： 1。三、加替沙星的制備(4)(1)工藝原理1-環(huán)丙基-6,8-二氟-7- (3-甲基-哌嗪基)-1,4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸在DMSO和甲醇鈉混合溶液中甲氧基化，得到加替沙星。產(chǎn)率93%。.COOHCH3(3)MeONa, DMSOCH3COOH(4)(2)生產(chǎn)過程將1-

17、環(huán)丙基-6,8-二氟-7- (3-甲基-哌嗪基)-1,4- (2H) -4-氧代喹琳-3-羧酸(3)、甲醇鈉、加入二甲基亞颯在反應(yīng)釜中混合，夾套通蒸汽加熱至140C,攪拌反應(yīng)1h,加入新制的甲醇鈉后，繼續(xù)反應(yīng)1h,減壓濃縮反應(yīng)液至糊狀，加入2mol/l的鹽酸使之溶解，用飽和的碳酸鈉溶液調(diào)制PH8,有白色晶體析出，抽濾，所得固體以無(wú)水乙醇重結(jié)晶，得加替沙星，收率大約93%。反應(yīng)條件及影響因素后通入的甲醇鈉一定要新制，加入飽和碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)PH時(shí)，要充分?jǐn)嚢瑁乐咕植窟^濃，前后加入的甲醇鈉比例為1： 1。第三節(jié)年產(chǎn)10000Kg加替沙星原料藥的工藝流程設(shè)計(jì)一、 物料衡算加替沙星是目前進(jìn)入臨床研究階

18、段的新一代氟喹諾酮類藥物。我國(guó) 目前年產(chǎn)左氧氟沙星4O余噸。江蘇揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)公司、浙江醫(yī)藥股 份有限公司新昌制藥廠、浙江京新藥業(yè)股份有限公司、北京雙鶴藥業(yè)股 份有限公司為我國(guó)左氧氟沙星原料藥的4個(gè)主要生產(chǎn)廠家，其中新昌制 藥廠的鹽酸左氧氟沙星占據(jù)了近半的市場(chǎng)份額。根據(jù)左氧氟沙星的銷售 狀況和一般中型的廠，加替沙星生產(chǎn)年產(chǎn)量為10噸，即10000kg。由中試實(shí)驗(yàn)可知合成一批目標(biāo)物所需要的操作時(shí)間（反應(yīng)時(shí)間、加料時(shí) 間、冷卻時(shí)間等總和）為8小時(shí)之內(nèi)。每天可以采用兩班制。生產(chǎn)時(shí)間 為30天。原料投料量計(jì)算：生產(chǎn)批數(shù)=30X2=60生產(chǎn)產(chǎn)量=10000/60=16667KG車間總收率Y：中間體2收率

19、Y1： 98%中間體3收率Y2： 91%加替沙星的收率Y3: 93%則車間總收率：Y = Y x Y x Y=98% x 91%x 93%=82.93%原料投料量計(jì)算368.38分子量：372.35分子量：311.26283.2093%10000kg根據(jù)物料衡算，可得方程式:z283.20Y *91%=372.35z372.35z *93%=368.3810000311.26 = 283.20X *91% Y解得:原料的總投量：X=10970.14Kg 折合成99%的1-環(huán)丙基-6, 7, 8-三氟-1, 4- （2H）-4-氧代喹啉-3-羧酸乙酯為11080Kg中間生成物（2）的量：Y=90

20、80.39Kg中間生成物（3）的量：Z=10100.78Kg 每批投入的原料投量=11080/60=182.9Kg每批中間生成產(chǎn)物（2）=9080.39/60=151.34Kg每批中間生成產(chǎn)物（3）=10100.78/60=168.35Kg輔料的投料量的計(jì)算（因無(wú)法知道中試試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，只能參考小試試 驗(yàn)的數(shù)據(jù)）小試試驗(yàn)中，6.22g原料加入：40. 0 ml二甲基亞砜36 g新制甲醇鈉2 mol/1 鹽酸 40. 0 ml43.5ml冰醋酸31.0ml 水6ml濃硫酸冰水適量5g 2-甲基哌嗪（50 mm o1）、2. 76 g（20 mmo1）碳酸鉀40. 0 mL DMF2 mol/1鹽酸

21、 80ml飽和碳酸鈉適量1. 36 g（20 mmo1）甲醇鈉那么工業(yè)生產(chǎn)過程中每批消耗182.9Kg原料需要輸入的輔料:冰醋酸：V=3.5/6.22*182.9=1280L水:V=31/6.22*182.9=912L,工業(yè)中可取 1000L濃硫酸:V=6/6.22*182.9=175L,工業(yè)中可取 200L冰水適量2-甲基哌嗪：M=5/6.22*182.9=147Kg碳酸鉀：M=2.76/6.22*182.9=82KgDMF:V=40/6.22*182.9=1176L,工業(yè)可取 1200L2 mol/l 鹽酸:V=40/6.22*182.9=1176L,工業(yè)可取 1200LDMF:V=40/

22、6.22*182.9=1176L,工業(yè)可取 1200L2 mol/l 鹽酸:V=40/6.22*182.9=1176L,工業(yè)可取 1200L甲醇鈉與新制甲醇鈉各：M=1.36/6.22*182.9=40Kg二甲基亞砜與2 mol/l鹽酸各:V=40/6.22*182.9=1176L,工業(yè)生產(chǎn)可取1200L 飽和碳酸鈉、無(wú)水乙醇適量那么工業(yè)生產(chǎn)過程中每批消耗182.9Kg原料需要輸出的輔料：1-環(huán)丙基-6，7，8-三氟-1，4-（2H）-4-氧代哇啉-3-羧酸（2）：Y=9080.39Kg1-環(huán)丙基-6,8-二氟-7-（3-甲基-哌嗪基）-1,4-（2H）-4-氧代哇啉-3-羧酸（3） Z=10

23、100.78Kg加替沙星 10000Kg剩余的冰醋酸折合成純的:1280L*（1-98%）=25.6L剩余的濃硫酸折合成98%的:200*（1-98%）=4L剩余的 2-甲基哌嗪:147*（1-91%）=13.23Kg剩余的碳酸鉀：82*（1-91%）=7.38Kg剩余的DMF與2mol/l HCL折合成原濃度的：1200*（1-91%）=108L剩余的DMSO和2mol/l HCL折合成原來(lái)的濃度：1200*（1-93%）=84L剩余的甲醇鈉:40*（1-93%）=2.8Kg剩余的新制甲醇鈉:40*（1-93%）=2.8主要數(shù)據(jù)物料量備注原料（1） （Kg）11080Kg2mol/L的鹽酸2

24、400L*60分兒次使用甲醇鈉（Kg）80Kg*6040Kg是用于新制甲醇鈉 溶液水（L）大量冰醋酸1280L*60飽和 NaCo3（L）適量濃硫酸（Kg）200L*60冰水（Kg）適量DMSO1200L*602-甲基哌嗪1200L*60約為中產(chǎn)物（2）的83%DMF1200L*60碳酸鉀82Kg*60主要數(shù)據(jù)物料量備注加替沙星（Kg）10000Kg2mol/L的鹽酸1108L*60甲醇鈉（Kg）2.8*60水（L）大量冰醋酸25.6L*60飽和 NaCo3（L）適量濃硫酸（Kg）4L*60冰水（Kg）適量DMSO84L*602-甲基哌嗪1200L*60DMF108L*60碳酸鉀7.38Kg*

25、60二、主要設(shè)備選型根據(jù)上述物料衡算得，每批的最大反應(yīng)液體積量大約4000L左右，按反應(yīng)釜裝容量為其體積的70%4000/0.7=5714L則需采用6個(gè)1000L的搪瓷反應(yīng)釜1000 L搪玻璃反應(yīng)器的技術(shù)參數(shù)規(guī)格L夾套容 積L罐內(nèi)容 積L電熱功 率KW工作溫度。C密封型式攪拌型式卡子螺栓規(guī)格設(shè)備總重 kg100040012504X120-200填料或機(jī) 械密封框M201657罐體尺寸表D1 (mm)D2 (mm)D3 (mm)D4 (mm)D5 (mm)H(mm)H1 (mm)H2 (mm)H3(mm)H4(mm)12001400840400/M241596336041012001276500

26、過濾器可采用板框式過濾器型號(hào):YGZH-GLQ本機(jī)泵及輸入部件均采用快裝連接，拆卸清洗方便層數(shù)10過濾面積(m2)1.0濾膜孔徑um 1.0抽濾器可采用真空抽濾器ZF-30L技術(shù)參數(shù)：30L不銹鋼布氏漏斗。30L球形抽濾瓶上法蘭為080,下出料為050放料閥中部復(fù)合密封采用080四氟密封(瓶頸處有抽氣口，馬牙式便于連接真空管抽氣) 能耐各種溶劑。產(chǎn)品特點(diǎn)：真空抽濾器采用不銹鋼布代漏斗真空抽濾器玻璃采用GG17優(yōu)質(zhì)高硼硅材料真空抽濾器全不銹鋼框架結(jié)構(gòu)真空抽濾器玻璃放料閥真空抽濾器中部復(fù)合密封，能耐各種溶劑三、能量衡算能量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律，即操引進(jìn)操作的能量等于操作后輸出的能 量。（一

27、）、設(shè)備的熱量平衡對(duì)于任何設(shè)備，其熱量平衡公式可用下式表示：Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6 + Q7式中：Q 一物料帶入設(shè)備的熱量,kJ；1Q2 一加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備的熱量，kJ；Q 一反應(yīng)過程的熱效應(yīng)，kJ； 3Q4一液體或固體物料帶出設(shè)備的熱量，kJ；q4消耗與提高設(shè)備本身溫度的熱量，kJ； 5Q6從設(shè)備表面向四周散失的熱量，kJ；Q7 一氣體或蒸汽從設(shè)備帶出的熱量，kJ；熱量衡算的目的就是為了求取Q2,下面先對(duì)各項(xiàng)熱量進(jìn)行求算現(xiàn)取該合成的最后一步進(jìn)行計(jì)算，確定是q2的大?。?3)MeONa, DMSO(4)1. q和q 4的計(jì)算(1)反應(yīng)物(3)的熱容用KOP

28、PS法則估算如下YC “以8 19 2 3。3) = 18 x C +19 x H + 2 x F + 3x O + 3x N=18 x 7.53 +19 x 9.63 + 2 x 20.93 + 3 x16.75 + 3 x 25.95 =492.43故 C =氣 = 492.43 = 1.36kJ/(kg - K) p M 363甲醇鈉的比熱容C(CHONa) = (7.53 + 3 x9.63 +16.75 + 25.95)/54kJ/(kg - K)=1.47J /(kg - K)DMSO的比熱容查表得C(DMSO)=2.93KJ/(Kg.K)對(duì)加替沙星的熱容也用KOPPS法則估算EC

29、 - n= 19 x C + 22 x H + 1x F + 3 x N + 3 x O=19“x 7.53 + 22 x 9.63 + 20.93 + 3 x 25.95 + 3 x 16.75=646.93故 C =氣 = 646.93 = 1.72kJ /(kg - K) p M 375.4(5) Q 1和Q4的計(jì)算Q1(或 Q4) = Z GCt;式中：G-物料質(zhì)量，kg；C-物料在0吒t吒之間的平均熱容，kJ/(kg K);t -物料進(jìn)入或離開設(shè)備的溫度，。C；故 Q = 168.35 x 1.36 +1200 x 1.1014 x 2.93 + 80 x 1.471 = 4219.

30、6 KJQ4 = 1.72 x 166.67 + 2.8 x 2 x 1.47+84 x 1.1014=674.09KJ2. Q5的計(jì)算Q5 =2 GC -)式中：g-設(shè)備各部分零件的重量，kg；C-設(shè)備各部分零件的熱容，kJ/(kg K);t2 -設(shè)備在加熱后的平均溫度，。C；-設(shè)備在加熱前的平均溫度，。C物料衡算時(shí)已得出 G=1657 kg，t2-t1 =140-20=120 C，熱容以二氧化硅計(jì)算C =J =戚91 + 2x 16.75 = 0.824kJ /(kg K)p M60所以Q5 = 1657 x 0.824 x 120 = 163844kJ3. Q6的計(jì)算Q6 =2 Fa (

31、t-1 )r式中：F-設(shè)備的散熱面積，kg；C-設(shè)備表面給熱系數(shù)，kJ/(m2 K h).；、-設(shè)備表面溫度，。C；-設(shè)備四周空氣溫度，。C；T -操作過程延續(xù)時(shí)間，h為了加強(qiáng)安全措施，減少熱量損失，車間中反應(yīng)設(shè)備一般都采取保溫措施。因此，Q可以根據(jù)一般規(guī)定設(shè)備與管道允許的最大熱損失表21進(jìn)行計(jì)算，查表得100C 6允許的最大熱損失為163(W/m2)反應(yīng)器散熱面積為 F =兀 D - H = 3.14x 1.596x3.360 = 16.84m2 ；操作延續(xù)時(shí)間為8h所以 g = 163 x 16.84 x 8 = 21959kJQ的計(jì)算7Q7 =Z GC （Ct + r）式中：G 自設(shè)備排

32、除的氣體物料量，kg；C-液態(tài)物料從0。C到蒸發(fā)溫度t。C平均的熱容，kJ/（kg K）;t -氣態(tài)物料的溫度，吒；r -被蒸出物料在t。C時(shí)的蒸發(fā)潛熱，kJ/kg由于此反應(yīng)為均相反應(yīng)，無(wú)氣體放出或放出很少，故此項(xiàng)可以忽略Q的計(jì)算3Q3= Qp + Qu，忽略QuQ =-AH ；AH七（珀）產(chǎn)物-（珀）反應(yīng)物5fH）產(chǎn)物-跖AfH）反應(yīng)物=Ev B A H其中v B為任意物質(zhì)B再方程式中的計(jì)量系數(shù)對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，產(chǎn)物取正值查表22并計(jì)算可得：標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓AfH:甲醇鈉= -235.64kJ/mol;反應(yīng)物（3）= -393.14kJ / mol;加替沙星二324.02kJ / molAH = -1x (-235.64) x168.35 x103-363+ (-1)x (-393.14) x 80 x10