制药工程学课程设计(原料药生产示例)

课程设计任务书

一设计题目

诺氟沙星甲基化过程工艺设计

二工艺条件

原料参数一览表

原料名称配料比（重体比）原料规格

诺氟沙星1Kg 药用98.5%

乙醇1L 80.5%

甲酸 1.5L 85.5%

甲醛１L 36.9%

活性炭0.05Kg 针用767型

氨水13％－15％(自取)

设产品的年产量为393吨，终产品诺氟沙星甲基化物的纯度为95%，诺氟沙星投料富余系数为1.05，反应转化率均为100%，甲基化收率99%，总收率为86%，用活性炭抽滤时，活性炭损失为20%（重量比），假设其它中间体及最终产品均无损失。

每年工作日为330天（具体见设计题目分配方案），每天24小时连续运行。

三、设计内容

1.设计并选择较为合理的工艺路线、完成反应原理；

2..进行物料衡算和能量衡算、工艺条件的确定；

3.写出较为完整的课程设计说明书（不少于2000字）。

四、设计要求

1.在规定时间内完成设计内容

五、时间

4周（11

14周）

~

六、参考书

1.《制药工程学》主编：王志祥出版社：北京化学工业出版社 2010年第

二版

2.《化工原理》主编:谭天恩窦梅周明华出版社：化学工业出版社，2010

年第三版

4.《化工机械基础》主编：刁玉玮，王立业，喻健良出版社：大连理工大学出

版社 2006年第六版

前言

甲磺酸培氟沙星为喹诺酮类抗菌药，有广谱抗菌作用，对肠杆菌科细菌如大肠杆菌、克雷白菌属、伤寒、沙门菌属以及流杆感菌、奈瑟菌属等具有强大抗菌活性，对金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌亦有一定的抗菌作用。本品对肺炎球菌、各组链球菌和肠球菌仅有轻度作用。本品为杀菌剂，作用机理为抑制细菌DNA螺旋酶。主要适用于肠杆菌科细菌及绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌所致的各种感染，如支气管及肺部感染、肾盂及复杂性尿路感染、前列腺炎、细菌性痢疾或其他肠道感染、伤寒及沙门菌属感染和皮肤软组织感染等，也可用于葡萄球菌感染病例。

本次设计内容中所采用的工艺是以诺氟沙星为原料，与甲醛、甲酸甲基化生成培氟沙星，再与甲烷磺酸成盐，的甲磺酸培氟沙星，后精制得到产品。本路线工序较短，对反应条件，反应设备的要求也不高，而且生产成本呢较低，最适合于工业化大规模生产的。总收率达86%。再经过回收，精制等工序，可以制得。

这次课程实际是对甲磺酸培氟沙星甲基化工段的车间工艺设计

由此工艺可知,甲磺酸培氟沙星的合成工艺还是比较复杂，甲基化工段涉及到反应阶段、加氨中和阶段、离心甩料阶段，各个阶段的物料衡算、能量衡算都要核算，加上设备选型、车间和管道设计等等，因此设计的任务相当庞大。这不仅要求我们要有扎实的专业理论知识，更要有灵敏的理解感悟的实验能力，同时要学会自己掌握时间与节奏来完成设计任务。其成果包括了工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型计算、设计说明书的撰写。在设计中，我们刚开始无从下手，对于任务书上的含量、纯度、水分含量、湿度等概念的理解还不够深刻，但是经过查阅很多文献，静下心来仔细研究、摸索，和同学、老师的不断交流沟通，对于我们的设计目标有了一个清晰明确的认识。

本设计为初步设计，我按照设计任务书所要求内容，一步一步完成，但由于经验不足，理论和实践知识不够扎实，在设计中还存在不足之处，诚请老师给予指出和修正。

一、 产品概述

1.1产品名称、化学结构、理化性质

1.1.1产品名称：

1：中文名 甲磺酸培氟沙星

2：拉丁名 PEFLOXACIN MESYLATE

3：英文名 pelfoxaein mesylate

4：化学名 1-乙基-6-氟-1、4-二氢-7-（4-甲基-1-哌嗪）-4-氧-3-喹啉羧

甲磺酸盐

1.1.2化学结构和分子量：

1：分子式

C 17H 20FN 3O 3·C H 3SO 3H·2H 2O

2：结构式

N O

F

COOH CH 2CH 3

N N H 3C ·C H 3SO 3H·2H 2O

3：分子量 465.49

1.1.3理化性质

本品为白色或微黄色晶体，无臭，味苦，在水中极易溶解，在乙醇、氯仿或乙醚中几乎不溶。

1.2临床用途

本品主要适用于肠杆菌科细菌及绿脓杆菌等格兰氏阴性杆菌所致的各种感染，如支气管及肺部感染、肾盂及复杂性尿路感染、前列腺炎、细菌性痢疾或其他肠道感染、伤寒及沙门菌属感染和皮肤软组织感染等，也可用于葡萄球菌感染病例。

1.3固体原料的密度、熔点

①诺氟沙星（C 16H 18FN 3O 3）

密度：1.344g/cm 3 熔点：221 O C （221 O C ～222 O C ）

②培氟沙星（C 17H 20FN 3O 3）

密度：1.320g/cm 3 熔点：273 O C （272 O C ～274 O C ）

③甲磺酸培氟沙星（C 18H 24FSN 3O 6）

熔点：282 O C （282 O C ～284 O C ）

二、产品工艺简介

2.1本设计采用的工艺路线： O N COOH CH 2CH 3F

N N

H N COOH CH 2CH 3F N N H 3C O N COOH CH 2CH 3F N N H 3C O HCHO HCOOH CH 3·S O 3H ·C H 3SO 3H 辅助反应：

HCOOH +NH 3·H 2O HCOONH 4+H 2O

2.1.1甲基化

依次向甲基化罐中加入诺氟沙星、甲酸、甲醛，并且加热至100℃，回流2小时；降温至80℃加入活性炭，再升温至98℃，回流半小时；降温至60℃，加入乙醇，搅拌5分钟放料，趁热抽滤。

2.1.2中和

15%）。保持反应温度不超过45℃。

接甲基化产物，搅拌散热，加氨水（13%

~

当反应液pH值在7.0

7.5时，停止加氨水。静止1小时，放料，用去离子水洗，

~

甩料3小时。检验保证收率99%，转化率100%，合格品待用。

2.1.3成盐

表2.1 成盐过程各物料投料比

配料比甲基化物甲烷磺酸乙醇（82.5%）活性炭乙醇（95%）质量比 1 4.65 1/27.8 1/27.8 摩尔比 1 1.05

加入合格的甲基化物（含量97.5%，水分7.9%），乙醇（82.5%），然后加入甲烷磺酸（99.3%）。升温至78℃，回流1小时；降温至60℃，加入活性炭；升温至78℃，回流1小时。出料，抽滤，至冷冻罐。降温至-10℃。冷却结晶后，离心分离。加入95%的乙醇洗涤，分离液回收至粗母蒸馏岗位。成品检验，保证收率91.29%，转化率100%，合格品至精制岗位。

2.1.4精制

加入乙醇（86.0%），粗品升温至45℃，至溶解；加入活性炭，升温至78℃，回流30分钟，抽滤至冷冻罐。降温至-10℃，离心分离。加入乙醇（95%）洗涤，分离液回收至精母蒸馏岗位，保证收率88.24%。合格后自然风干，除湿至产品。

2.1.5 工艺路线

本次设计为甲磺酸培氟沙星的甲基化过程工艺设计。以药物合成反应以及化学制药工艺学相关内容展开，其详细反应过程及原理如下： O N COOH CH 2CH 3F

N N H N COOH CH 2CH 3F N N H 3C O N COOH CH 2CH 3F N N H 3C O HCHO HCOOH CH 3·S O 3H ·C H 3SO 3H 辅助反应：

HCOOH +NH 3·H 2O HCOONH 4+H 2O

三、工艺设计依据

3.1设计任务依据

（1）湖北民族学院制药工程专业课程设计任务书；

（2）城市建设用地规划要求；

（3）《药品生产质量管理规范实施指南》（2001 年版，中国化学制药工业协会，

中国医药工业公司）；

（4）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85；

（5）《 …… 此处隐藏：8143字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……