工艺设计开题报告样本.doc

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毕业设计(论文)开题报告

题目: 年产350吨甲磺酸培氟沙星车间工艺设计

课 题 类 别: 设 计
学 生 姓 名: 吕 玮
学 号: 33090219
班 级: 化工0902班
专业( 全称) : 化学工程与工艺
指 导 教 师: 罗晓明

3 月

1.1关于产品的介绍
甲磺酸培氟沙星( pelfoxaein mesylate) , 化学式: C17H20FN3O3·CH4O3S·2H2O。化学命名为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, 甲磺酸培氟沙星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本课题设计( 研究) 的目的和意义
培氟沙星为第三代喹诺酮类抗菌新药, 具广谱抗菌作用, 对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有很强的抗菌活性, 对绿脓杆菌、 肠杆菌科的大部分细菌, 包括大肠埃希菌、 克雷伯菌属、 变形杆菌属、 志贺菌属、 伤寒及沙门菌属等以及流感嗜血杆菌、 奈瑟菌属等均具有高度抗菌活性。对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌也有一定的抗菌作用, 敏感菌最低抑菌浓度( MIC) ≤LUG/ML。对肺炎球菌、 各组链球菌和肠球菌仅具轻度作用。另外对麻风杆菌也有抗菌活性。甲磺酸培氟沙星为杀菌剂, 药物经过促旋酶活性, 抑制DNA的合成和复制而导致细菌死亡。甲磺酸培氟沙星是喹诺酮类抗菌药, 为医保类处方药, 可治疗由培氟沙星敏感菌所致的各种感染: 尿路感染; 呼吸道感染; 耳、 鼻、 喉感染; 妇科、 生殖系统感染; 腹部和肝、 胆系统感染; 骨和关节感染; 皮肤感染; 败血症和心内膜炎; 脑膜炎。
该药主要在肝脏转化, 约有百分之五十的药物原形经肾脏排出。尿液中的有效药物浓度可维持24小时以上。该药经临床研究表明, 治疗呼吸道感染明显优于头袍氛爷, 治疗伤寒明显优于诺氛沙星, 而且临来毒副反应观察上述两药比较, 无显著差异, 说明该药安全有效。培氟沙星作为一种新药, 1985年首先由法国一家药厂开发上市, 后相继在东南亚上市。国内有内蒙古通辽制药总厂生产, 当前已投放市场。
可见本课题对于以后工业生产具有和重要的意义, 也就是说, 不但提高了甲磺酸培氟沙星的研究和工艺上的改进和深化, 而且还能为其将来的开发利用提供更高更坚实的基础。从以上这两点来看, 做好这次课题, 不但有长远意义, 而且更能磨练我的理论与实际结合的能力, 从而加深对精细化工的了解和行业标准的认知。

2.1理化性质
化学式:

结构式:
N
O
F
C
O
O
H
C
H
2
C
H
3
N
N
H
3
C
C·
H
3
S
O
3
H···
·
2
H
2
O

产品的质量标准
品名: 甲磺酸培氟沙星 规格: 20Kg/桶
检验依据: WS-375( X-322) -95
批准文号: ( 95) 卫药准字X-277号
产品质量的各项具体标准如下表
表1.1 产品的质量标准
序号
项目名称
优等品标准
法定标准
厂控标准
检验依据
1
性状
白色或类白
色结晶粉末
白色或微黄色结晶粉末
白色或微黄色结晶粉末
WS-375( X-322) -95
2
鉴别
应呈正反应
应呈正反应
应呈正反应
WS-375( X-322) -95
3
酸度Ph
3.5-4.5
3.5-4.5
3.5-4.5
中国药典 二部
附录VIH P38
4
氯%
≥4.0( 干)
3.5-4.1
3.5-4.1
中国药典 二部
VD P58( 附)
5
有关物质%
≤0.5
≤1.0
≤1.0
中国药典 二部
附录VD P25
6
干燥失重%
≤8.2
≤8.5
≤8.2
中国药典 二部
附录ⅧL P58
7
炽灼残渣%
≤0.1
≤0.1
≤0.1
中国药典 二部
附录ⅧN P59
8
重金属%
≤0.0010
≤0.0020
≤0.0020
中国药典 二部
附录ⅧH
9
含量测定%
≥99.2
≥99.0
≥99.0
WS-375( X-322) -95
10
溶液澄清度
与颜色
黄绿色4号标准, 溶液澄清
黄绿色4号标准, 溶液澄清
黄绿色4号标准, 溶液澄清
中国药典 二部
附录Ⅰ×A2×8 P38
11
铁盐%
≤0.003
≤0.003
≤0.003
中国药典 二部
附录ⅧG P54
2.2合成工艺及改进
甲磺酸培氟沙星【1】 , 化学名1-乙基-6-氟-7-( 4-甲基-1-哌嗪基) -1, 4-二氢-4-氧代喹啉-3-羧酸单甲磺酸盐二水合物【1】 , 是法国Rogeo Bollon 公司创制的一种广谱、 高效的氟喹诺酮类抗菌剂。当前多经由诺氟沙星甲基化成盐制得[ 2] 。此路线合成工艺经不断改进已较成熟, 由诺氟沙星中间体硼螯合物【2】与N -甲基哌嗪反应制备培氟沙星。该法具有如下特点: ( 1) 不必制成诺氟沙星, 但需另行制备N -甲基哌嗪; ( 2)割除了甲醛、 甲酸对设备有腐蚀的甲基化反应; ( 3) 所得粗品不需精制, 直接进行下步反应; ( 4) 成盐在水中进行, 一次性加入甲磺酸。总收率因”串联”反应改成”并联”,以氟氯苯胺计提高约7%( 与螯合法比较) 。采用该工艺生产成本高, 设备腐蚀较严重。

3.工艺流程设计
甲磺酸培氟沙星原料药的生产流程在本设计中分为三个工段: 甲基化、 成盐、 精制
甲基化工段工艺流程框图
80.5%乙醇
活性炭
甲醛
诺氟沙星
甲酸
甲基化反应
压 滤
中 和
甲基物
脱 色
离 心
氨水
纯化水
滤渣
废液
弃去

成盐工段工艺流程框图
82.5%乙醇
活性炭
95%乙醇
成盐
反应
甲基物
甲磺酸
压 滤
结 晶
离 心
甲氟粗品
脱 色
滤渣
粗母液
氨水
纯化水
回收
乙醇
废液
回收
甲基物
蒸 馏
中 和
离 心
弃去

精制工段工艺流程框图

甲氟粗品
活性炭
结 晶
离 心
86%乙醇
脱 色
95%乙醇
精母液
氨水
纯化水
回收
乙醇
废液
回收
甲基物
蒸 馏
中 和
离 心
干 燥
过筛、 粉碎、 混合
内 包 装
外 包 装

成品入库

一般生产区
10万级洁净区
95%乙醇

本设计中的工艺流程的依据是宜昌天仁药业的年产20吨的甲磺酸培氟沙星车间的工艺流程, 由于吨位放大, 使许多操作不能照搬原厂的方案; 如原厂的过滤过程是用真空抽滤, 而放大生产后每批次的处理量比较大, 故采用压滤为过滤的手段; 又如原厂的粗品是在冰柜里进行结晶, 在年产300吨的车间里, 采用冰库的方法是最经济的, 等等。
4. 总结
甲磺酸培氟沙星作为在临床普遍使用抗菌类杀菌药, 对于治疗内心膜炎等具有很好的效果, 经过改进工艺是提高产率和减少成本的。在如何提高甲磺酸培氟沙星的收率及降低成本是现今甲磺酸培氟沙星生产的一个重点解决的问题。对一个新的艺是需要经过不断的实验和摸索, 本次设计我所提供的三套改进的方案, 经过了实验的验证, 都具有其一定的可行性。而最后选择的第一套方案, 在减少成本以及提高产率上, 与传统的生产工艺相比, 有明显的优势。现在甲磺酸培氟沙星生产的工艺技术还在不断的探索中, 今后还要经过小试, 查阅文献等不断改进, 将生产推向更高水平。在提高安定生产效率的同时, 对生产过程中的”三废”的综合利用及处理也是如今环保型社会的主要研究课题, 因此, 本次设计方案在环保这一方面也是做了充分的考虑的。
5. 设计( 研究) 的重点与难点, 拟采用的途径( 研究手段)
本次设计内容以对甲磺酸培氟沙星的成产工艺进行设计和改进, 经过甲基化、 成盐, 精制三个工段得到甲磺酸培氟沙星。由此工艺可知, 甲磺酸培氟沙星的工艺很复杂, 因此设计的任务非常庞大。这不但要求我们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, 同时要熟练掌握计算机, 熟练运用CAD等画图工具。
当前, 我已修满了大学所有理论课程学分, 基本掌握了公共基础课程以及专业课程的内容, 而且认真完成了化工原理认识实习、 化工原理课程设计、 化工专业认识实习、 化工专业生产实习以及毕业实习。本课题我已熟悉了甲磺酸培氟沙星的生产工艺, 并经过相关文献的搜集研究, 已基本了解甲磺酸培氟沙星的现代生产技术及发展动态。本次设计的指导老师罗晓明副教援具有多年的化工教学实践经验, 从事过多年的化工厂的设计工作, 不但有非常渊博的知识理论和其生产实践的经验也是非常丰富的。这些都为我们本课题有序开展的保证。
因此在坚实的理论知识、 严格的工程训练和雄厚的指导力量的基础上, 我已具备了进行本次毕业设计的能力, 本次毕业设计能在规定时间内按设计任务书的要求完成。
设计( 研究) 进度计划:
第1-4周: 资料收集、 实习;
第4-6周: 资料总结, 撰写开题报告;
第7-11周: 完成设计所明书、 翻译文献;
第12-15周: 绘制图纸;
第16周: 答辩
参考文献:

[1] 蒋作良, 殷斌烈, 缪志康.药厂反应设备及车间工艺设计[M].北京: 中国医 药科技出版社, 1994.1
[2] 时钧, 汪家鼎, 余国综, 陈敏恒.化学工程手册( 1.2.3 卷) [M].北京: 化学 工业出版社, 1989, 10
[3] 国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册[第三版]( 上) [M].北 京: 化学工业出版社, 1989.12
[4] 国家医药管理局上海医药设计院.化工工艺设计手册[第三版]( 下) [M].北 京: 化工工业出版社, 1986, 12
[5] 国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京: 化学工业出版社,
[6] 丁浩, 王育琪, 王维聪.化工工艺设计[M].上海: 科学技术出版社
[7] 化工设备设计基础编写组.化工设备设计基础[M].上海: 科学技术出版社, 1987, 6
[8] 顾芳珍, 陈国桓.化工设备设计基础[M].天津: 天津大学出版社, 1994, 8
[9] 魏崇光, 郑晓梅主.化工工程制图[M].北京: 化学工业出版社, 1994, 3
[10] 王静康.化工设计[M].北京: 化学工业出版社, 1995, 6
[11] 马庆方, 方荣生, 项立成等.实用热物理性手册[M].北京: 中国农业机械出 版社, 1986
[12] 计志忠主.化学制药工艺学[M].北京: 中国医药科技出版社,
[13] 马瑞兰, 金玲.化工制图[M].上海: 上海科学技术文献出版社,
[14] 陈敏恒.化工原理[M].北京: 化学工业出版社, 1999
[15] 娄爱娟.化工设计[M].上海: 华东理工大学出版社,
[16] 朱宏吉, 张明贤.制药设备与工程设计[M].北京: 化工工业出版社,

指导教师意见

签名:
年 月 日
教研室( 学术小组) 意见

教研室主任( 学术小组长) ( 签章) :
年 月 日