年产50吨氢化可的松车间工艺设计.docx

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年产50吨氢化可的松车间工艺设计

北京化工大学北方学院

NORTHCOLLEGEOFBEIJINGUNIVERSITYOF

CHEMICALTECHNOLOGY

（2013届）本科生毕业设计

题目：

年产50吨氢化可的松车间工艺设计

△4孕甾烯-17α，21-二醇-3,20-二酮

专业：

应用化学

姓名：

傅宇德

班级：

0905学生学院：

理工院

日期：

2013年5月

指导教师：

林贝

诚信申明

本人申明：

本人所递交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识和实验工作的全面总结。

用所学过的课程，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。

与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。

若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：

年月日

年产50吨氢化可的松车间工艺设计

—Δ4孕甾烯－17α，21-二醇－3,20-二酮的制备

傅宇德

应用化学专业应化0905班学号090105126

指导教师林贝

摘要

本工段设计所采用的工艺路线为：

在反应罐内投入氯仿及氯化钙-甲醇溶液1/3量搅拌下投入17α-羟基黄体酮（8-13）,待全溶后加入氧化钙，搅拌冷至0℃。

将碘溶于其余2/3量氯化钙-甲醇液中，慢慢滴入反应罐，保待T=0±2℃，滴毕，继续保温搅拌1.5h。

加入预冷至－10℃的氯化铵溶液，静置，分出氯仿层，减压回收氯仿到结晶析出，加入甲醇，搅拌均匀，减压浓缩至干，即为17α-羟基-21-碘代黄体酮。

加入DMF总量的3/4，使其溶解降温到10℃左右加入新配制好的乙酸钾溶液（将碳酸钾溶于余下的1/4DMF中，搅拌下加入乙酸和乙酸酐，升温到90℃反应0.5h,再冷却备用）。

逐步升温反应到90℃,再保温反应0.5h，冷却到-10℃，过滤，用水洗涤，干燥得化合物S，熔点226℃，收率95%。

以17ɑ—羟基黄体酮为原料，经过加成反应得到中间产物，再经过碘化反应和置换反应，通过静置分层、减压浓缩、过滤洗涤、干燥等工序，得到成品。

设计要求通过物料衡算，能量衡算，选择合适的设备、车间布置及管道设计。

查阅英文并翻译、绘制相应的工艺图。

关键词:

氢化可的松车间工艺设计加成

Annualoutputof50tonsofhydrocortisoneProcessDesignWorkshop

-Δ4progesteroneene-17α,21-diol-3,20–dioPreparation

Abstract

Thedesignprocessrouteismainlyused:

inthereactiontankintochloroformandcalciumchloride-methanolsolutionof1/3volume,stirringinto17α-hydroxyprogesterone,tobefullydissolvedafteraddingcalciumoxide,mixingcoldto0℃.Theiodinedissolvedintheremaining2/3ofcalciumchloride-methanolsolutioncanslowlydripintothereaction,maintainingthetemperatureat0±2℃,dropcomplete,continuetoheatstirred1.5h,jointhepre-coolingto-10℃Theammoniumchloridesolutions,standing,separatethechloroformlayer,vacuumrecoveryofchloroformtocrystallizationbyaddingmethanol,mix,evaporatedtodry,namely17α-21-iodine-hydroxy-progesterone.AddingthetotalDMF3/4,todissolve,cooltoabout10℃,anewliquidformulationofpotassiumacetate,graduallywarmingresponseto90℃,andthenheatreaction0.5h,cooledto-10℃,filtration,waterwashing,dried,soaceticacidcompounds.Meltingpoint226℃,yield95%.

ThedesignmainlyconsistsoffactorsonHCworkshoplayout,designofprocessflow,calculationofmatirialintheflow,calculationofquantityofheat,designofworkshoplayout,Selectionofpipelinecalculation,compositionofdesignspec,translationofforeigndocument,blueprintdrawing,etcetera.Whichthematerialbalanceinthequalityofconservationlawbasedontheheatbalancetothelawofconservationofenergyandthebasisofmaterialsandenergybasedonthedata,selecttheappropriateresponseequipment.

keywords:

Hydrocortisoneworkshop’stechnologydesignAddition

前言

氢化可的松又称为皮质醇，是天然存在的糖皮质激素，其抗炎作用为可的松的1．25倍，也具有免疫抑制作用、抗毒作用、抗休克及一定的盐皮质激素活性等，故而在临床医学上得到了广泛的应用。

主要用于肾上腺皮质功能不足，自身免疫性疾病，变态反应性疾病，以及急性白血病、眼炎及何杰金氏病，也用于某些严重感染所致的高热综合治疗。

我国以薯蓣皂素生产氢化可的松的企业及药厂众多，为更好的工业化半合成氢化可的松。

所以未来几年，氢化可的松将继续在我国得到长足发展，以适应经济全球化的市场竞争,因此挖掘和完善基于半合成方法的氢化可的松将是未来中国制药行业的一个发展点。

基于对氢化可的松的了解与认识，同时结合专业课的深入学习及老师的悉心教导，我开始了对氢化可的松的车间工艺设计。

本次设计内容以17ɑ—羟基黄体酮为原料，经过加成反应得到中间产物，再经过碘化反应和置换反应，通过过滤、浓缩、洗涤、干燥等工序，得到成品。

本设计要求我们要有扎实的专业理论知识，同时要熟练掌握计算机，熟练运用画图工具。

设计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、车间布置设计、管道计算选型、设计说明书的撰写、查阅英文并翻译、并绘制相应的工艺图。

本设计为工段的初步设计，按照设计任务书所要求的内容完成。

但由于经验、理论和实践知识的不足，导致设计中还存在着大量的不足之处，请老师指出和修正。

第一章　产品概述

1.1节设计依据

1.1.1设计任务依据

北京化工大学北方学院制药工程专业毕业设计任务书。

1.1.2设计的技术依据

以毕业设计任务书的要求对氢化可的松车间工艺展开，其详细过程见工艺路线论证。

1.1.3设计遵循的技术法规

（1）《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）；

（2）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85；

（3）《环境空气质量标准》GB3095-1996；

（4）《污水综合排放标准》GB8978-1996；

（5）《工业“三废”排放执行标准》GBJ4-73；

（6）《建筑工程消防监督审核管理规定》公安部第30号令；

（7）《建筑结构设计统一标准》GB50068－2001；

（8）《工业企业设计卫生标准》TJ36-79；

（9）《化工工厂初步设计内容深度的规定》HG/20688－2000

（10）《化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》HG20519-92

（11）《关于出版医药建设项目可行性研究报告和初步设计内容及深度规定的

通知》国药综经字[1995]，第397号

（12）《化工装置设备布置设计规定》HG20546-92

1.2节产品概述

1.2.1产品名称、化学结构

（1）产品名称

中文名：

Δ4孕甾烯－17α，21-二醇－3,20-二酮

英文名：

Δ4progesteroneene-17α,21-diol-3,20-dionePreparation

（2）化学结构式、分子式及分子量

①化学结构式：

②分子式：

C21H30O5

③分子量：

363

1.2.2临床用途

（1）临床用途：

用于肾上腺功能不全所引起的疾病、类风湿性关节炎、风湿性发热、痛风、支气管哮喘等；用于过敏性皮炎、脂溢性皮炎、瘙痒症等；用于虹膜睫状体炎、角膜炎、巩膜炎、结膜炎等；用于神经性皮炎；用于结核性脑膜炎、胸膜炎、关节炎、腱鞘炎、急慢性捩伤、腱鞘劳损等。

（2）注意事项：

与降糖药、抗癫痫药、噻嗪类利尿药、水杨酸盐、抗凝血药、强心甙等合用须考虑相互作用，应适当调整剂量。

不可骤然停药，并避免减量过快，以免引起肾上腺皮质功能不全的不良反应，应缓慢减量停药。

并在停药后半年内使用促肾上腺皮质激素。

（3）不良反应：

长期大量服用引起柯兴氏征、水钠潴留、精神症状、消化系统溃疡、骨质疏松、生长发育受抑制。

第二章工艺设计与工艺流程

2.1节设计任务

本项目设计产品生产工艺资料部分由建设单位提供。

工艺资料包括各部反应化学方程式、原辅料配比、操作条件、操作周期、各步收率及原辅料、中间体、成品等物料性质等等。

本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作，整个工艺总体上分为五个工段。

2.1.1工艺过程及工序划分

①Δ5,16-孕甾二烯-3β－醇－20-酮－3-醋酸酯的制备

②16α－17α－环氧黄体酮的制备

③17α－羟基黄体酮的制备

④Δ4孕甾烯－17α，21-二醇－3,20-二酮的制备

⑤氢化可的松的制备

2.1.2化学反应方程式及各步收率

各步反应收率：

由于设计是根据终产物的量推算所需各阶段的原辅料量，我所做设计为第三阶段，只需知道第四、五阶段的收率即可。

查阅资料可得第四阶段收率为95%，第五阶段的收率为44%。

2.2.1、工艺流程简述

在反应罐内投入氯仿及氯化钙－甲醇溶液的1/3量，搅拌下投入17α－羟基黄体酮，待全溶后加入氧化钙，搅拌冷至0℃。

将碘溶于其余2/3的氯化钙－甲醇溶液中，慢慢滴入反应罐中，保持温度在0±2℃,滴毕，继续保温搅拌反应1.5h，加入预冷至－10℃的氯化铵溶液，静置，分出氯仿层，减压回收氯