1、诺氟沙星的合成NOFNNHHOOCC2H5概述概述l 诺氟沙星（诺氟沙星（Norfloxacin,Norfloxacin,氟呱酸），化学名氟呱酸），化学名1-1-乙基乙基-6-6氟氟-4-4氧代氧代-1-1，4-4-二氢二氢-7-7-（1-1-呱嗪基）呱嗪基）-3-3-奎琳羧酸。奎琳羧酸。l 广谱抗生素。本品为喹诺酮类抗生素，对革广谱抗生素。本品为喹诺酮类抗生素，对革兰氏诺氟沙星为类白色至淡黄色结晶性粉末，无兰氏诺氟沙星为类白色至淡黄色结晶性粉末，无臭，味微苦；在空气中能吸收水分，遇光色渐变臭，味微苦；在空气中能吸收水分，遇光色渐变深。本品在二甲基甲酰胺中略溶，在水或乙醇中深。本品在二甲基甲酰
2、胺中略溶，在水或乙醇中极微溶解，在醋酸、盐酸或氢氧化钠溶液中易溶极微溶解，在醋酸、盐酸或氢氧化钠溶液中易溶。本品的熔点为。本品的熔点为218224218224l 别名别名 力醇罗片；淋克小星；诺氟沙星力醇罗片；淋克小星；诺氟沙星;力力醇罗；氟呱酸醇罗；氟呱酸;淋沙星；淋克星淋沙星；淋克星;1-;1-乙基乙基-6-6-氟氟-1,4-1,4-二氢二氢-4-4-氧代氧代-7-7-（1-1-呱嗪基）呱嗪基）-3-3-喹啉羧酸。喹啉羧酸。药物不良反应药物不良反应 胃肠道反应较为常见，可表现为腹部不适或疼痛、胃肠道反应较为常见，可表现为腹部不适或疼痛、腹泻、恶心或呕吐。腹泻、恶心或呕吐。中枢神经系统反应可
3、有头昏、头痛、嗜睡或失眠。中枢神经系统反应可有头昏、头痛、嗜睡或失眠。过敏反应皮疹、皮肤瘙痒，偶可发生渗出性多性红过敏反应皮疹、皮肤瘙痒，偶可发生渗出性多性红斑及血管神经水肿。少数患者有光敏反应。斑及血管神经水肿。少数患者有光敏反应。偶可发生偶可发生:癫痫发作、精神异常、烦躁不安、意癫痫发作、精神异常、烦躁不安、意识障碍、幻觉、震颤。血尿、发热、皮疹等间质识障碍、幻觉、震颤。血尿、发热、皮疹等间质性肾炎表现。静脉炎结晶尿，多见于高剂量应性肾炎表现。静脉炎结晶尿，多见于高剂量应用时。关节疼痛用时。关节疼痛 少数患者可发生血清氨基转移酶升高、血尿素氮增少数患者可发生血清氨基转移酶升高、血尿素氮增高
4、及周围血象白细胞降低，多属轻度，并呈一过性高及周围血象白细胞降低，多属轻度，并呈一过性。合成路线及其选择合成路线及其选择 从诺氟沙星的结构从诺氟沙星的结构看，合成路线有两看，合成路线有两大类型：大类型：.先合成喹诺酮酸先合成喹诺酮酸再引入乙基和哌嗪再引入乙基和哌嗪基的路线基的路线.先引入乙基，其先引入乙基，其次环合成喹诺酮酸次环合成喹诺酮酸，在引入哌嗪的合，在引入哌嗪的合成路线成路线NOFNNHHOOCC2H5一、一、先合成喹诺酮酸再引入哌嗪基的路线先合成喹诺酮酸再引入哌嗪基的路线.3-3-氯氯-4-4-氟苯胺与氟苯胺与2-2-乙氧亚甲基丙二酸二乙酯乙氧亚甲基丙二酸二乙酯(EMME)(EMME
5、)缩合缩合反应，反应，环合环合反应合成喹诺酮酸酯反应合成喹诺酮酸酯，在，在氮原子上引入乙基，再由哌嗪取代氯原子氮原子上引入乙基，再由哌嗪取代氯原子。优点：原料易得，收率较高，成本较低。是我国优点：原料易得，收率较高，成本较低。是我国目前采用的主要方法目前采用的主要方法 缺点：环合反应温度高，哌嗪缩合收率较低，生缺点：环合反应温度高，哌嗪缩合收率较低，生成氯哌酸副产物，成氯哌酸副产物，EMMEEMME制备条件苛刻制备条件苛刻.3-.3-氯氯-4-4-氟苯胺与原甲酸三乙酯反应。氟苯胺与原甲酸三乙酯反应。优点：避免了使用优点：避免了使用EMMEEMME 缺点：有一些副产物，用于合成喹诺酮酸酯收率缺点
6、：有一些副产物，用于合成喹诺酮酸酯收率较低，质量较差。而且环合时需要较低，质量较差。而且环合时需要250260250260的高的高温，能耗较大温，能耗较大 3 3 由由7-7-氟氟-8-8-氯氯-1-1，4-4-二氢二氢-4-4-氧氧-3-3-喹啉甲氰喹啉甲氰经乙基化，哌嗪取代，再在酸性条件下水解得到经乙基化，哌嗪取代，再在酸性条件下水解得到诺氟沙星。诺氟沙星。缺点：原料难得，缺点：原料难得，收率不高，现在基本不用。收率不高，现在基本不用。二二先引入乙基，其次环合成喹诺酮酸，在引入哌先引入乙基，其次环合成喹诺酮酸，在引入哌嗪的合成路线嗪的合成路线 以以3-3-氟氟-4-4-氯苯甲酸为原料，经氯
7、化、缩合、胺氯苯甲酸为原料，经氯化、缩合、胺化、环合成化、环合成1-1-乙基喹诺酮酯，再水解和引入哌嗪乙基喹诺酮酯，再水解和引入哌嗪 缺点：原料昂贵，环合时要用到危险的氢化钠，缺点：原料昂贵，环合时要用到危险的氢化钠，收率不高收率不高 此外，我们还收集了一些此外，我们还收集了一些先引入哌嗪环的先引入哌嗪环的合合成路线，但成路线，但一般收率较低一般收率较低。NOCNFClClFCOOH 经过综合比较，我们觉得路线一中以经过综合比较，我们觉得路线一中以3-3-氯氯-4-4氟苯氟苯胺的方法最佳胺的方法最佳.基本路线如图：基本路线如图：该合成路线主要可以分为：环合、乙基化、哌嗪该合成路线主要可以分为：
8、环合、乙基化、哌嗪取代，接下来我将具体大家讲解该合成路线。取代，接下来我将具体大家讲解该合成路线。一、环合一、环合.反应原理反应原理反应机理：反应机理：3-3-氯氯-4-4-氟苯胺与氟苯胺与EMMEEMME反应时，先是反应时，先是EMMEEMME的双的双键打开，胺基键打开，胺基N N原子与乙氧基相连的原子与乙氧基相连的C C原子成键，另原子成键，另一个一个C C原子由于原子由于C=CC=C断裂产生未成键的空余电子就与断裂产生未成键的空余电子就与之争夺乙氧基，造成原乙氧基的之争夺乙氧基，造成原乙氧基的C C原子出现未成键原子出现未成键电子，在高温条件下不稳定，就与相邻的碳原子商电子，在高温条件下
9、不稳定，就与相邻的碳原子商量脱醇形成双键量脱醇形成双键EM M EFClNHH2CCOC2H5(COOC2H5)2FNH2Cl-C2H5O HFClHNCHC(COOC2H5)2.工艺过程工艺过程 把把3-3-氯氯-4-4-氟苯胺和氟苯胺和EMMEEMME投入反应釜，打开搅拌投入反应釜，打开搅拌机，加热至机，加热至130130140140，保温，保温1.51.5小时，同时蒸出小时，同时蒸出乙醇，至蒸出乙醇量约为理论量时，反应结束。乙醇，至蒸出乙醇量约为理论量时，反应结束。.工艺流程图工艺流程图EMME3-氯氯-4-氟苯胺氟苯胺3-氯氯-4-氟苯胺亚甲基丙二酸二乙酯氟苯胺亚甲基丙二酸二乙酯蒸出乙
10、醇蒸出乙醇反应反应.注意事项：注意事项：1.1.反应釜要洗净烘干（因为反应釜要洗净烘干（因为EMMEEMME遇水易分解，会遇水易分解，会影响产品的质量及收率）影响产品的质量及收率）2.2.第二步反应原理：第二步反应原理：3.3.反应机理：反应机理：3-3-氯氯-4-4-氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯，在氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯，在环合剂的作用下，苯胺邻位环合剂的作用下，苯胺邻位C C原子与羰基加成，原子与羰基加成，造成空间结构的不稳定性，在高温下发生消除，造成空间结构的不稳定性，在高温下发生消除，脱去乙醇。脱去乙醇。FClHNCHC(COOC2H5)2环合环合NHFClOCOOC2H5+C2H5
11、OH 4.4.配料比：配料比：3-3-氯氯-4-4-氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯：环合剂：环合剂=1 mol=1 mol：1 kg1 kg 工艺过程：工艺过程：在反应釜中，加入配量环合剂到在反应釜中，加入配量环合剂到200200220220，再加入，再加入3-3-氯氯-4-4-氟苯胺基亚甲基丙二氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯，搅拌加热到酸二乙酯，搅拌加热到250250260260，同时，同时蒸出乙醇，约蒸出乙醇，约1 1小时，反应结束。小时，反应结束。.工艺流程图：工艺流程图：（环合反应结束，冷却至（环合反应结束，冷却至40405050或室温，再或室温，再离心分离，然后用丙
12、酮洗去环合剂、离心分离，离心分离，然后用丙酮洗去环合剂、离心分离，得到浅褐色晶体。）得到浅褐色晶体。）.注意事项：注意事项：1 1、反应稳定控制在、反应稳定控制在250250260260，温度过高易碳，温度过高易碳化。化。2 2、升温要快，否则收率会降低。、升温要快，否则收率会降低。3-3-氯氯-4-4-氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯氟苯胺基亚甲基丙二酸二乙酯环合剂环合剂环合环合蒸出乙醇蒸出乙醇冷却冷却抽滤抽滤丙酮泡洗丙酮泡洗甩干甩干二、引乙基二、引乙基.反应原理反应原理:.反应机理：反应机理：由于（由于（6-氟氟-7-氯氯-1，4-二氢二氢-4-氧氧-3-喹啉羧酸乙酯）有酮式喹啉羧酸乙酯）有酮式
13、与烯醇式，两种互变异构，根据酸性条件有利于酮式生成的与烯醇式，两种互变异构，根据酸性条件有利于酮式生成的原理，在反应中加入原理，在反应中加入K2CO3，营造一种酸性环境，溴乙烷，营造一种酸性环境，溴乙烷加进来，其实质是发生一个烷基化反应。加进来，其实质是发生一个烷基化反应。.工艺过程工艺过程:配料比（质量比）：配料比（质量比）：反应物：溴乙烷：无水反应物：溴乙烷：无水K2CO3：DMF=1：1.6：1.3：8K2CO3C2H5BrNFC lOC2H5C O2E tN HFClOCOOC2H5NOClFH 在干燥的反应釜中，抽入在干燥的反应釜中，抽入DMFDMF，开搅拌，加反应物，开搅拌，加反应
14、物、无水、无水K K2 2COCO3 3，开蒸汽加热至内温，开蒸汽加热至内温110110，保温，保温45min45min，冷却至，冷却至8080，滴入溴乙烷约，滴入溴乙烷约3h3h左右，然后左右，然后升温至升温至100100，反应，反应2h2h，反应结束。，反应结束。.工艺流程图：工艺流程图：（反应结束，稍冷过滤，滤渣用少量的（反应结束，稍冷过滤，滤渣用少量的DMFDMF洗涤，洗涤，合并滤液，冷却结晶，抽滤，抽干，烘干，得白合并滤液，冷却结晶，抽滤，抽干，烘干，得白色或淡黄色结晶。）色或淡黄色结晶。）乙基化乙基化K2CO3DMF反应物反应物溴乙烷溴乙烷稍冷过滤稍冷过滤冷却结晶冷却结晶抽滤抽滤滤
15、液回收滤液回收干燥干燥中间产物中间产物.注意事项：注意事项：.滴加溴乙烷的进料管应插入液面下，以防止溴滴加溴乙烷的进料管应插入液面下，以防止溴乙烷挥发而影响收率。乙烷挥发而影响收率。.DMF.DMF要脱水后套用。要脱水后套用。三、三、取代取代.第一步反应原理：第一步反应原理：+H+H3 3BOBO3 3+Ac+Ac2 2O O 反应机理：反应机理：是先由硼酸与醋酐反应生成三乙酸硼酸酯，是先由硼酸与醋酐反应生成三乙酸硼酸酯，乙基化产物中乙基化产物中4-4-羧基氧原子由于含有孤对电子，羧基氧原子由于含有孤对电子，三乙酸硼酸酯容易与之形成配位键，再与酯基发三乙酸硼酸酯容易与之形成配位键，再与酯基发生
16、脱醇缩合。生脱醇缩合。N HOFClNHOFCl(O2CH2CH3)2BOCO.工艺过程工艺过程 在反应釜中加入乙酐，无水氯化锌，再分批加入硼酸，室温在反应釜中加入乙酐，无水氯化锌，再分批加入硼酸，室温下搅拌下搅拌30min30min，加热至，加热至116116，回流，回流1.5h1.5h，然后冷却至，然后冷却至80809090，加入适量乙基化产物，回流反应，加入适量乙基化产物，回流反应2h2h，反应液显红棕色，反应液显红棕色，反应结束，反应结束。工艺流程图：工艺流程图：（反应结束后，减压蒸除乙酸乙酯，冷却（反应结束后，减压蒸除乙酸乙酯，冷却至至100100以下，加入配量冰水，于以下，加入配量
17、冰水，于1010以下以下搅拌搅拌3h3h，抽滤，依次加入冰水、乙醇洗，抽滤，依次加入冰水、乙醇洗，真空真空4040以下干燥，得到米黄色结晶粉末）以下干燥，得到米黄色结晶粉末）乙基化合物乙基化合物乙酐乙酐硼酸硼酸氯化锌氯化锌螯合螯合减压蒸馏减压蒸馏加入冰水加入冰水抽滤抽滤干燥干燥中间产物中间产物.注意事项：注意事项：1.1.制备制备B(OAc)B(OAc)3 3,要加入要加入ZnClZnCl2 2催化，引发反应。催化，引发反应。2.2.反应完减压蒸出乙酸乙酯等时内温不要高。反应完减压蒸出乙酸乙酯等时内温不要高。3.3.冷却至内温冷却至内温1010以下，方可加冰水。以下，方可加冰水。.第二步反应原
18、理：第二步反应原理：NHOFCl(O2CH2CH3)2BOCOHNNHNHOFN(O2CH2CH3)2BOCOHNEtEt3 3N NEtOHEtOHNHOFNCH NOOH 反应机理：反应机理：因因4-4-羧基氧原子的羧基氧原子的P P电子向硼原子空轨道上转电子向硼原子空轨道上转移，使它的负点效应增大，从而大大活化了移，使它的负点效应增大，从而大大活化了7-7-位位氯原子，提高了取代反应的化学区域专一性。氯原子，提高了取代反应的化学区域专一性。.工艺过程工艺过程 在反应釜中抽入配量在反应釜中抽入配量DMSODMSO，投入硼螯合物，投入硼螯合物，哌嗪，三乙胺于哌嗪，三乙胺于8080，反应，反应
19、3h3h，反应完，回收尽，反应完，回收尽DMSODMSO，三乙胺，加乙醇冷却至，三乙胺，加乙醇冷却至1010析出粗产品，析出粗产品，在反应釜中加入硼酸双乙酯、乙醇、三乙胺加热在反应釜中加入硼酸双乙酯、乙醇、三乙胺加热搅拌回流反应搅拌回流反应1.5h1.5h，反应结束，冷却析出固体，反应结束，冷却析出固体，过滤得白色结晶状粉末。过滤得白色结晶状粉末。.工艺流程图工艺流程图.注意事项注意事项.反应结束，减压回收反应结束，减压回收DMSODMSO内温不要太高，温度高易产生内温不要太高，温度高易产生副反应。副反应。.胺解乙醇回收套用。胺解乙醇回收套用。硼螯合物硼螯合物哌嗪哌嗪减压蒸馏减压蒸馏加乙醇加乙
20、醇冷却冷却抽滤抽滤滤物滤物水解水解乙醇乙醇三乙胺三乙胺DMSO(DMSO(回收回收)反应反应3h3h冷却冷却抽滤抽滤乙醇回收乙醇回收烘干烘干粗产品粗产品三乙胺三乙胺 我们小组从网上搜集了，一些关于该反应过程的优化方案我们小组从网上搜集了，一些关于该反应过程的优化方案，和大家分享一下。，和大家分享一下。一、一、环合优化环合优化 在经典的诺氟沙星生产工艺中，第一步的环合过程采在经典的诺氟沙星生产工艺中，第一步的环合过程采用黏度较大的二苯醚做溶剂，反应需要在用黏度较大的二苯醚做溶剂，反应需要在300300以上高温下以上高温下进行，且后处理工艺繁琐，王敦佳等研究在高温环合时采进行，且后处理工艺繁琐，王
21、敦佳等研究在高温环合时采用价廉、黏度小的高沸点柴油作为溶剂，并且溶剂可以反用价廉、黏度小的高沸点柴油作为溶剂，并且溶剂可以反复套用。最终可使前两步反应收率达到复套用。最终可使前两步反应收率达到95%95%以上。以上。第二步环合过程中由于生成物环合定位的不唯一性，第二步环合过程中由于生成物环合定位的不唯一性，在在7-Cl7-Cl的邻位或对位均可，分别产生目标中间题，且两者的邻位或对位均可，分别产生目标中间题，且两者分离困难，使收率降低，如图：分离困难，使收率降低，如图：NOFOO 优优 化化 方方 向向 标标FclOOON主产物主产物副产物副产物 根据有关文献表明，主产物与副产物的相对含量主要取
22、决根据有关文献表明，主产物与副产物的相对含量主要取决于溶剂及其用量，随着溶剂用量增加，副产物相对含量降于溶剂及其用量，随着溶剂用量增加，副产物相对含量降低，因此，可采用在反应温度下滴加第一步环合产物，可低，因此，可采用在反应温度下滴加第一步环合产物，可以达到相对增加溶剂用量，降低副产物含量的目的。以达到相对增加溶剂用量，降低副产物含量的目的。环合反应结束后，环合产物存在酮式和烯醇式环合反应结束后，环合产物存在酮式和烯醇式:.进进行乙基化反应时，可产生行乙基化反应时，可产生N-N-乙基化合物和乙基化合物和O-O-乙基化合物；乙基化合物；.水解得到羟基化合物。水解得到羟基化合物。.一般而言，碱性条
23、件适合烯醇式生成，而酸性条件适合一般而言，碱性条件适合烯醇式生成，而酸性条件适合酮式生成，基于此原理，酮式生成，基于此原理，O-O-乙基化物是主要副产物乙基化物是主要副产物,使用比使用比无水无水K K2 2COCO3 3碱性弱的无水碱性弱的无水NaNa2 2COCO3 3，作为乙基化的脱酸剂，将，作为乙基化的脱酸剂，将会使会使0-0-乙基化物的含量大为减少，并且当乙基化溶剂采用乙基化物的含量大为减少，并且当乙基化溶剂采用二甲亚砜、二甲基甲酰胺，二甲亚砜、二甲基甲酰胺，NaNa2 2COCO3 3为脱酸剂，溴乙烷为烷为脱酸剂，溴乙烷为烷化剂，可基本上免于化剂，可基本上免于O-O-乙基化物的生成。
24、乙基化物的生成。二二.乙基化反应优化乙基化反应优化、乙基化反应不完全，水解后生成羧基副产物，可以采、乙基化反应不完全，水解后生成羧基副产物，可以采用分批加入乙基化试剂。用分批加入乙基化试剂。另外溴乙烷沸点比较低，易挥发，将其分批慢慢加入另外溴乙烷沸点比较低，易挥发，将其分批慢慢加入反应体系中，反应不至于太激烈，且温度易控制，另一方反应体系中，反应不至于太激烈，且温度易控制，另一方面，缓慢分批加入乙基化试剂，反应液中的乙基化试剂浓面，缓慢分批加入乙基化试剂，反应液中的乙基化试剂浓度低，反应选择性加强，更有利于生成度低，反应选择性加强，更有利于生成N-N-乙基化物，进而乙基化物，进而提高收率。提高
25、收率。三三.哌嗪反应的优化哌嗪反应的优化 此步反应属于此步反应属于Sn1Sn1反应，提高溶剂的极性，有利于取反应，提高溶剂的极性，有利于取代反应的发生，但由于亲核取代时代反应的发生，但由于亲核取代时7-Cl7-Cl与与6-F6-F相竞争，在一相竞争，在一般条件下可生成般条件下可生成25%25%的副产物。郭惠元等设计将的副产物。郭惠元等设计将7-Cl7-Cl改为氟改为氟，与无水哌嗪反应收率为，与无水哌嗪反应收率为82.3%82.3%。另外，对于硼螯合物的新工艺，反应收率高，但反应另外，对于硼螯合物的新工艺，反应收率高，但反应剧烈，控制不当有冲料的危险，而且剧烈，控制不当有冲料的危险，而且DMSO
26、DMSO回收困难，气味回收困难，气味恶臭，价值昂贵。可以改用催化剂聚乙二醇，在其作用下恶臭，价值昂贵。可以改用催化剂聚乙二醇，在其作用下直接与哌嗪反应可以高收率的得到产品。直接与哌嗪反应可以高收率的得到产品。大家看了那些优化方案，它们真的非常好！凭我们现大家看了那些优化方案，它们真的非常好！凭我们现在的化学知识和环境条件的局限，很难有所突破，于是，在的化学知识和环境条件的局限，很难有所突破，于是，我们小组决定另辟蹊径，从减小生产成本，提高车间安全我们小组决定另辟蹊径，从减小生产成本，提高车间安全性着手，性着手，为诺氟沙星的合成设计了一条生产工为诺氟沙星的合成设计了一条生产工艺，以下是我们小组的
27、方案：艺，以下是我们小组的方案：首先，为减小能耗，在首先，为减小能耗，在建厂选址建厂选址时，把厂建在山坡、时，把厂建在山坡、悬崖，依靠地势，使物料由计量器利用重力自流到反应器悬崖，依靠地势，使物料由计量器利用重力自流到反应器中，反应后再由反应器放到过滤、离心机中，这样设计可中，反应后再由反应器放到过滤、离心机中，这样设计可以减少输送物料的设备，节约输送物料的能耗。以减少输送物料的设备，节约输送物料的能耗。其次，化学制药工业使用的大部分物料为易燃、易爆其次，化学制药工业使用的大部分物料为易燃、易爆、有毒的物料，如何保障我们自身安全和健康？我们小组、有毒的物料，如何保障我们自身安全和健康？我们小组
28、有一个想法，就是有一个想法，就是在化工设备装置及管路上配置一些自动在化工设备装置及管路上配置一些自动化装置，代替操作工人的直接劳动，化装置，代替操作工人的直接劳动，也就是生产过程的自也就是生产过程的自动化。这样一来，一方面减轻了劳动强度，改善了劳动条动化。这样一来，一方面减轻了劳动强度，改善了劳动条件，工人只要对着自动化装置的运转进行监控，而不需要件，工人只要对着自动化装置的运转进行监控，而不需要直接从事大量危险的现场操作；另一方面，自动化的仪器直接从事大量危险的现场操作；另一方面，自动化的仪器可以达到人力难以达到的精确度，有利于加快生产速度，可以达到人力难以达到的精确度，有利于加快生产速度，
29、提高产品质量。提高产品质量。下面是一副简单的自动化系统图：下面是一副简单的自动化系统图：从图中我们可以看到，一个自动化系统主要从图中我们可以看到，一个自动化系统主要是由检测器、变送器、控制器及执行器组成，因是由检测器、变送器、控制器及执行器组成，因此我们小组设计了一幅此我们小组设计了一幅3-3-氯氯-4-4-氟苯胺为原料的氟苯胺为原料的自动化工艺流程图：自动化工艺流程图：我们通过检测仪表实我们通过检测仪表实现对生产过程的监察现对生产过程的监察，再经过变送器将检，再经过变送器将检测结果以信号形式转测结果以信号形式转送到控制器，控制器送到控制器，控制器做出判断，再由执行做出判断，再由执行器实行调控
30、。器实行调控。检测仪表及变送器生产过程压力，流量、温度执行器控制器显示仪表 如图：我们觉得要实现该工艺的自动化主要靠控制如图：我们觉得要实现该工艺的自动化主要靠控制流量、温度、阀门，古语有云流量、温度、阀门，古语有云:“:“知己知彼，百战不殆知己知彼，百战不殆”，要达到控制的目的，首先得了解生产过程的进行情，要达到控制的目的，首先得了解生产过程的进行情况，简而言之就是要测定流量和温度。况，简而言之就是要测定流量和温度。.流量测定流量测定 由于输送的液体是含共轭由于输送的液体是含共轭电子的有机电子的有机 物，具有良好的导电性，利用这个性质，我物，具有良好的导电性，利用这个性质，我 们可以利用一种
31、电磁流量计来检测流量，其们可以利用一种电磁流量计来检测流量，其 原理根据法拉利电磁感应定律制成，如图，原理根据法拉利电磁感应定律制成，如图，在一段非导磁材料制成的管道外面，安装有在一段非导磁材料制成的管道外面，安装有 一对磁极一对磁极N N和和S S，用以产生磁场，当导电液体，用以产生磁场，当导电液体 流过管道，因流体切割磁力线而产生感应电流过管道，因流体切割磁力线而产生感应电 势，（势，（E=BLVE=BLV，L L为管子直径）为管子直径）管道直径一管道直径一定，感应电势的大小仅与流体的流速有关。这样我们就定，感应电势的大小仅与流体的流速有关。这样我们就可以通过检测感应电势来测定流量。可以通
32、过检测感应电势来测定流量。NS.温度的测定温度的测定 我们可以用输出信号大，测量准确，而且有多点测量我们可以用输出信号大，测量准确，而且有多点测量的热电阻温度计，其原理是利用热敏电阻在不同温度下的的热电阻温度计，其原理是利用热敏电阻在不同温度下的阻值不同，在一定电势下，通过检测电流大小来反应温度阻值不同，在一定电势下，通过检测电流大小来反应温度变化。变化。.阀门阀门 如图，利用通过电螺线管如图，利用通过电螺线管 产生产生N N、S S极，和磁铁同性相极，和磁铁同性相斥斥 的原理，通过控制导线中电的原理，通过控制导线中电流流 大小，使产生的斥力来调节大小，使产生的斥力来调节阀阀 门的开度。门的开
33、度。为了更方便和更系统化，我们想的是将整个厂房的各为了更方便和更系统化，我们想的是将整个厂房的各种信号集成化，实现远程监控（为了更节能，我们可以在种信号集成化，实现远程监控（为了更节能，我们可以在输送电信号的两头安一个光电转化器，将电信号转换成光输送电信号的两头安一个光电转化器，将电信号转换成光信号，同时可以大大的节约成本。）信号，同时可以大大的节约成本。）SS 对于诺氟沙星这个比较成熟的生产工艺，我们可以选对于诺氟沙星这个比较成熟的生产工艺，我们可以选择定值控制系统，也就是工艺参数值给定不变，比如说，择定值控制系统，也就是工艺参数值给定不变，比如说，某个阀每某个阀每3 3小时打开一样，这样可
34、提高系统的稳定性和我们小时打开一样，这样可提高系统的稳定性和我们的劳动强度。的劳动强度。另外，这个系统还需要一个装置，那就是信号连锁装另外，这个系统还需要一个装置，那就是信号连锁装置，一般工厂中一些关键参数都要设自动信号连锁装置，置，一般工厂中一些关键参数都要设自动信号连锁装置，当工艺参数超过允许范围，信号系统就会自动的发出光或当工艺参数超过允许范围，信号系统就会自动的发出光或声的警报，告诉我们，连锁系统立即采取应急措施，如关声的警报，告诉我们，连锁系统立即采取应急措施，如关闭进料阀、减缓或停止反应，从而可避免引起爆炸等生产闭进料阀、减缓或停止反应，从而可避免引起爆炸等生产事故。同时定时检修、
35、维护，把危险扼杀在摇篮中。事故。同时定时检修、维护，把危险扼杀在摇篮中。总结：一个工厂在生产上要实现自动化，在设备的投入较总结：一个工厂在生产上要实现自动化，在设备的投入较高，但从长远的角度来看，实现自动化减少了人力，提高高，但从长远的角度来看，实现自动化减少了人力，提高了安全系数和产品的质量。现在我们都讲究了安全系数和产品的质量。现在我们都讲究“以人为本以人为本”，在未来的世界，相信自动化必将是这个行业的主流，对，在未来的世界，相信自动化必将是这个行业的主流，对这方面感兴趣的同学，下来可以多去研究一下。这方面感兴趣的同学，下来可以多去研究一下。最后一步：三废处理（主要是废水最后一步：三废处理
36、（主要是废水)我们小组对于废水处理的中心思想是：尽可能的回收再利我们小组对于废水处理的中心思想是：尽可能的回收再利用，从源头上减少废水，实现成本的最低化。用，从源头上减少废水，实现成本的最低化。一、一、乙基化乙基化.滤液回收：滤液中有滤液回收：滤液中有DMFDMF、C C2 2H H5 5BrBr、水及羧基化副产物、水及羧基化副产物 分析分析：回收：回收DMFDMF、溴化乙烷可以节约成本，羧基化副产物是、溴化乙烷可以节约成本，羧基化副产物是原反应物酯基可逆水解产物，我们觉得将其回收可减少下原反应物酯基可逆水解产物，我们觉得将其回收可减少下一步乙基化副产物的量。一步乙基化副产物的量。具体处理方法
37、：具体处理方法：从滤液中投放干燥剂，过滤。从滤液中投放干燥剂，过滤。.关于关于4-O-4-O-乙基副产物的处理：乙基副产物的处理：分析分析：由于该副产物会掺在中间产：由于该副产物会掺在中间产 物中，因此必须将其分离出来，从物中，因此必须将其分离出来，从 副产物的结构式看，我们发现它含副产物的结构式看，我们发现它含 有醚键，由于醚键中的原子上含有孤对电子，能接受电子有醚键，由于醚键中的原子上含有孤对电子，能接受电子，可以与浓强酸形成一种不稳定的烊盐。，可以与浓强酸形成一种不稳定的烊盐。具体处理方法：具体处理方法：在反应釜中加入浓硫酸，控制温度在在反应釜中加入浓硫酸，控制温度在00左右，加入中间产
38、左右，加入中间产物，然后过滤，再向滤液中通水，分液，即得到副产物和物，然后过滤，再向滤液中通水，分液，即得到副产物和一定浓度的酸。一定浓度的酸。二、取代二、取代.在第一步制取螯合物中，在第一步制取螯合物中，.用冰水洗涤的滤液用冰水洗涤的滤液 分析分析：硼酸溶于水，且溶解度随温度的增高而增大，意思：硼酸溶于水，且溶解度随温度的增高而增大，意思就是说，在冰水中，硼酸基本不溶，则该滤液中只有醋酸就是说，在冰水中，硼酸基本不溶，则该滤液中只有醋酸和少量的氯化锌。和少量的氯化锌。具体处理方法具体处理方法：向滤液中加入乙醇，通过蒸馏分别回收乙：向滤液中加入乙醇，通过蒸馏分别回收乙酸乙酯、乙醇，再经脱水，得
39、到无水酸乙酯、乙醇，再经脱水，得到无水ZnClZnCl2 2。.用乙醇洗涤的滤液用乙醇洗涤的滤液 处理方式：处理方式：用蒸馏的方式除去乙醇，将底物直接昨晚螯合用蒸馏的方式除去乙醇，将底物直接昨晚螯合反应的打底物。反应的打底物。.哌嗪取代：用水洗涤诺氟沙星粗品的滤液哌嗪取代：用水洗涤诺氟沙星粗品的滤液 分析分析：滤液中含有乙醇、哌嗪和水，哌嗪微溶于乙醇，可：滤液中含有乙醇、哌嗪和水，哌嗪微溶于乙醇，可利用哌嗪和水在乙醇中溶解度的差异达到分离目的。利用哌嗪和水在乙醇中溶解度的差异达到分离目的。具体方法：具体方法：将滤液振摇，静置，过滤，滤物干燥得到哌嗪将滤液振摇，静置，过滤，滤物干燥得到哌嗪，滤液
40、可通过蒸馏回收乙醇。，滤液可通过蒸馏回收乙醇。总结总结:一、关于乙基化反应中的一、关于乙基化反应中的4-O-4-O-乙基副产物的去向，我们设乙基副产物的去向，我们设计了计了两种方案：两种方案：.卖给一些可以降解作为碳源的生物发酵公司；卖给一些可以降解作为碳源的生物发酵公司；.自己用生物厌氧处理自己用生物厌氧处理 二、经上述的处理后，基本上没有什么有害物质，这时，二、经上述的处理后，基本上没有什么有害物质，这时，对于一些小型制药企业可以选择将其同厂内生活污水一起对于一些小型制药企业可以选择将其同厂内生活污水一起输送到城市污水处理厂，进行集中处理。输送到城市污水处理厂，进行集中处理。THE THE END END 小组成员：杨小凤小组成员：杨小凤 刘珊刘珊 向沙向沙 李云顺李云顺
