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1、概 述l 諾 氟 沙 星 （ Norfloxacin,氟 呱 酸 ） ， 化 學(xué) 名1-乙 基 -6氟 -4氧 代 -1， 4-二 氫 -7-（ 1-呱 嗪 基 ） -3-奎 琳 羧 酸 。l 廣 譜 抗 生 素 。 本 品 為 喹 諾 酮 類(lèi) 抗 生 素 ， 對(duì) 革蘭 氏 諾 氟 沙 星 為 類(lèi) 白 色 至 淡 黃 色 結(jié) 晶 性 粉 末 ， 無(wú)臭 ， 味 微 苦 ； 在 空 氣 中 能 吸 收 水 分 ， 遇 光 色 漸 變深 。 本 品 在 二 甲 基 甲 酰 胺 中 略 溶 ， 在 水 或 乙 醇 中極 微 溶 解 ， 在 醋 酸 、 鹽 酸 或 氫 氧 化 鈉 溶 液 中 易 溶。

2、本 品 的 熔 點(diǎn) 為 218224l 別 名 力 醇 羅 片 ； 淋 克 小 星 ； 諾 氟 沙 星 ;力醇 羅 ； 氟 呱 酸 ; 淋 沙 星 ； 淋 克 星 ;1-乙 基 -6-氟 -1,4-二 氫 -4-氧 代 -7-（ 1-呱 嗪 基 ） -3-喹 啉 羧 酸 。 藥 物 不 良 反 應(yīng) 胃 腸 道 反 應(yīng) 較 為 常 見(jiàn) ， 可 表 現(xiàn) 為 腹 部 不 適 或 疼 痛 、腹 瀉 、 惡 心 或 嘔 吐 。 中 樞 神 經(jīng) 系 統(tǒng) 反 應(yīng) 可 有 頭 昏 、 頭 痛 、 嗜 睡 或 失 眠 。 過(guò) 敏 反 應(yīng) 皮 疹 、 皮 膚 瘙 癢 ， 偶 可 發(fā) 生 滲 出 性 多 性 紅斑

3、及 血 管 神 經(jīng) 水 腫 。 少 數(shù) 患 者 有 光 敏 反 應(yīng) 。 偶 可 發(fā) 生 : 癲 癇 發(fā) 作 、 精 神 異 常 、 煩 躁 不 安 、 意識(shí) 障 礙 、 幻 覺(jué) 、 震 顫 。 血 尿 、 發(fā) 熱 、 皮 疹 等 間 質(zhì)性 腎 炎 表 現(xiàn) 。 靜 脈 炎 結(jié) 晶 尿 ， 多 見(jiàn) 于 高 劑 量 應(yīng)用 時(shí) 。 關(guān) 節(jié) 疼 痛 少 數(shù) 患 者 可 發(fā) 生 血 清 氨 基 轉(zhuǎn) 移 酶 升 高 、 血 尿 素 氮 增高 及 周 圍 血 象 白 細(xì) 胞 降 低 ， 多 屬 輕 度 ， 并 呈 一 過(guò) 性。 合 成 路 線 及 其 選 擇 從 諾 氟 沙 星 的 結(jié) 構(gòu)看 ， 合 成 路

4、線 有 兩大 類(lèi) 型 ： .先 合 成 喹 諾 酮 酸再 引 入 乙 基 和 哌 嗪基 的 路 線 .先 引 入 乙 基 ， 其次 環(huán) 合 成 喹 諾 酮 酸， 在 引 入 哌 嗪 的 合成 路 線 N O F N NH HOOC C2H5 一 、 先 合 成 喹 諾 酮 酸 再 引 入 哌 嗪 基 的 路 線 .3-氯 -4-氟 苯 胺 與 2-乙 氧 亞 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯(EMME)縮 合 反 應(yīng) ， 環(huán) 合 反 應(yīng) 合 成 喹 諾 酮 酸 酯 ， 在氮 原 子 上 引 入 乙 基 ， 再 由 哌 嗪 取 代 氯 原 子 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 原 料 易 得 ， 收 率 較 高 ，

5、 成 本 較 低 。 是 我 國(guó)目 前 采 用 的 主 要 方 法 缺 點(diǎn) ： 環(huán) 合 反 應(yīng) 溫 度 高 ， 哌 嗪 縮 合 收 率 較 低 ， 生成 氯 哌 酸 副 產(chǎn) 物 ， EMME制 備 條 件 苛 刻 .3-氯 -4-氟 苯 胺 與 原 甲 酸 三 乙 酯 反 應(yīng) 。 優(yōu) 點(diǎn) ： 避 免 了 使 用 EMME 缺 點(diǎn) ： 有 一 些 副 產(chǎn) 物 ， 用 于 合 成 喹 諾 酮 酸 酯 收 率較 低 ， 質(zhì) 量 較 差 。 而 且 環(huán) 合 時(shí) 需 要 250260 的 高溫 ， 能 耗 較 大 3 由 7-氟 -8-氯 -1， 4-二 氫 -4-氧 -3 -喹 啉 甲 氰經(jīng) 乙 基

6、化 ， 哌 嗪 取 代 ， 再 在 酸 性 條 件 下 水 解 得 到諾 氟 沙 星 。 缺 點(diǎn) ： 原 料 難 得 ， 收 率 不 高 ， 現(xiàn) 在 基 本 不 用 。二 先 引 入 乙 基 ， 其 次 環(huán) 合 成 喹 諾 酮 酸 ， 在 引 入 哌嗪 的 合 成 路 線 以 3-氟 -4-氯 苯 甲 酸 為 原 料 ， 經(jīng) 氯 化 、 縮 合 、 胺化 、 環(huán) 合 成 1-乙 基 喹 諾 酮 酯 ， 再 水 解 和 引 入 哌 嗪 缺 點(diǎn) ： 原 料 昂 貴 ， 環(huán) 合 時(shí) 要 用 到 危 險(xiǎn) 的 氫 化 鈉 ，收 率 不 高 此 外 ， 我 們 還 收 集 了 一 些 先 引 入 哌 嗪

7、環(huán) 的 合成 路 線 ， 但 一 般 收 率 較 低 。 N OC N FCl Cl FCOOH 經(jīng) 過(guò) 綜 合 比 較 ， 我 們 覺(jué) 得 路 線 一 中 以 3-氯 -4氟 苯胺 的 方 法 最 佳 . 基 本 路 線 如 圖 ： 該 合 成 路 線 主 要 可 以 分 為 ： 環(huán) 合 、 乙 基 化 、 哌 嗪取 代 ， 接 下 來(lái) 我 將 具 體 大 家 講 解 該 合 成 路 線 。 一 、 環(huán) 合 .反 應(yīng) 原 理反 應(yīng) 機(jī) 理 ： 3-氯 -4-氟 苯 胺 與 EMME反 應(yīng) 時(shí) ， 先 是 EMME的 雙鍵 打 開(kāi) ， 胺 基 N原 子 與 乙 氧 基 相 連 的 C原 子 成

8、 鍵 ， 另一 個(gè) C原 子 由 于 C=C斷 裂 產(chǎn) 生 未 成 鍵 的 空 余 電 子 就 與之 爭(zhēng) 奪 乙 氧 基 ， 造 成 原 乙 氧 基 的 C原 子 出 現(xiàn) 未 成 鍵電 子 ， 在 高 溫 條 件 下 不 穩(wěn) 定 ， 就 與 相 鄰 的 碳 原 子 商量 脫 醇 形 成 雙 鍵 EMMEFCl NH H2C C OC2H5 (COOC2H5)2 F NH2Cl -C2H 5OHF ClHNCH C(COOC2H5)2 .工 藝 過(guò) 程 把 3-氯 -4-氟 苯 胺 和 EMME投 入 反 應(yīng) 釜 ， 打 開(kāi) 攪 拌機(jī) ， 加 熱 至 130 140 ， 保 溫 1.5小 時(shí) ，

9、 同 時(shí) 蒸 出乙 醇 ， 至 蒸 出 乙 醇 量 約 為 理 論 量 時(shí) ， 反 應(yīng) 結(jié) 束 。 .工 藝 流 程 圖 EMME3-氯 -4-氟 苯 胺3-氯 -4-氟 苯 胺 亞 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯蒸 出 乙 醇反 應(yīng) .注 意 事 項(xiàng) ： 1.反 應(yīng) 釜 要 洗 凈 烘 干 （ 因 為 EMME遇 水 易 分 解 ， 會(huì)影 響 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 及 收 率 ） 2.第 二 步 反 應(yīng) 原 理 ： 3.反 應(yīng) 機(jī) 理 ： 3-氯 -4-氟 苯 胺 基 亞 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯 ， 在環(huán) 合 劑 的 作 用 下 ， 苯 胺 鄰 位 C原 子 與 羰 基 加 成 ，造

10、成 空 間 結(jié) 構(gòu) 的 不 穩(wěn) 定 性 ， 在 高 溫 下 發(fā) 生 消 除 ，脫 去 乙 醇 。 F ClHNCH C(COOC2H5)2環(huán) 合 NH F Cl OCOOC 2H5+C2H5OH 4.配 料 比 ： 3-氯 -4-氟 苯 胺 基 亞 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯： 環(huán) 合 劑 =1 mol： 1 kg 工 藝 過(guò) 程 ： 在 反 應(yīng) 釜 中 ， 加 入 配 量 環(huán) 合 劑 到 200 220 ， 再 加 入 3-氯 -4-氟 苯 胺 基 亞 甲 基 丙 二酸 二 乙 酯 ， 攪 拌 加 熱 到 250 260 ， 同 時(shí)蒸 出 乙 醇 ， 約 1小 時(shí) ， 反 應(yīng) 結(jié) 束 。

11、 .工 藝 流 程 圖 ： （ 環(huán) 合 反 應(yīng) 結(jié) 束 ， 冷 卻 至 40 50 或 室 溫 ， 再離 心 分 離 ， 然 后 用 丙 酮 洗 去 環(huán) 合 劑 、 離 心 分 離 ，得 到 淺 褐 色 晶 體 。 ） .注 意 事 項(xiàng) ： 1、 反 應(yīng) 穩(wěn) 定 控 制 在 250 260 ， 溫 度 過(guò) 高 易 碳化 。 2、 升 溫 要 快 ， 否 則 收 率 會(huì) 降 低 。3-氯 -4-氟 苯 胺 基 亞 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯環(huán) 合 劑 環(huán) 合蒸 出 乙 醇 冷 卻 抽 濾丙 酮 泡 洗 甩 干 二 、 引 乙 基 .反 應(yīng) 原 理 : .反 應(yīng) 機(jī) 理 ： 由 于 （ 6-氟

12、 -7-氯 -1， 4-二 氫 -4-氧 -3-喹 啉 羧 酸 乙 酯 ） 有 酮 式與 烯 醇 式 ， 兩 種 互 變 異 構(gòu) ， 根 據(jù) 酸 性 條 件 有 利 于 酮 式 生 成 的原 理 ， 在 反 應(yīng) 中 加 入 K2CO3， ， 營(yíng) 造 一 種 酸 性 環(huán) 境 ， 溴 乙 烷加 進(jìn) 來(lái) ， 其 實(shí) 質(zhì) 是 發(fā) 生 一 個(gè) 烷 基 化 反 應(yīng) 。 .工 藝 過(guò) 程 :配 料 比 （ 質(zhì) 量 比 ） ： 反 應(yīng) 物 ： 溴 乙 烷 ： 無(wú) 水 K2CO3 ： DMF=1： 1.6： 1.3： 8K2CO3C2H5BrNFClOC2H5CO2EtNHFClOCOOC2H5NOClF H

13、在 干 燥 的 反 應(yīng) 釜 中 ， 抽 入 DMF， 開(kāi) 攪 拌 ， 加 反 應(yīng) 物、 無(wú) 水 K2CO3， 開(kāi) 蒸 汽 加 熱 至 內(nèi) 溫 110 ， 保 溫45min， 冷 卻 至 80 ， 滴 入 溴 乙 烷 約 3h左 右 ， 然 后升 溫 至 100 ， 反 應(yīng) 2h， 反 應(yīng) 結(jié) 束 。 .工 藝 流 程 圖 ： （ 反 應(yīng) 結(jié) 束 ， 稍 冷 過(guò) 濾 ， 濾 渣 用 少 量 的 DMF洗 滌 ，合 并 濾 液 ， 冷 卻 結(jié) 晶 ， 抽 濾 ， 抽 干 ， 烘 干 ， 得 白色 或 淡 黃 色 結(jié) 晶 。 ）乙 基 化K2CO3DMF反 應(yīng) 物 溴 乙 烷 稍 冷 過(guò) 濾 冷 卻

14、 結(jié) 晶抽 濾 濾 液 回 收干 燥 中 間 產(chǎn) 物 .注 意 事 項(xiàng) ： .滴 加 溴 乙 烷 的 進(jìn) 料 管 應(yīng) 插 入 液 面 下 ， 以 防 止 溴乙 烷 揮 發(fā) 而 影 響 收 率 。 .DMF要 脫 水 后 套 用 。 三 、 取 代 .第 一 步 反 應(yīng) 原 理 ： + H3BO3 + Ac2O 反 應(yīng) 機(jī) 理 ： 是 先 由 硼 酸 與 醋 酐 反 應(yīng) 生 成 三 乙 酸 硼 酸 酯 ，乙 基 化 產(chǎn) 物 中 4-羧 基 氧 原 子 由 于 含 有 孤 對(duì) 電 子 ，三 乙 酸 硼 酸 酯 容 易 與 之 形 成 配 位 鍵 ， 再 與 酯 基 發(fā)生 脫 醇 縮 合 。 NH

15、O F ClNH O F Cl (O2CH2CH3)2B OCO .工 藝 過(guò) 程 在 反 應(yīng) 釜 中 加 入 乙 酐 ， 無(wú) 水 氯 化 鋅 ， 再 分 批 加 入 硼 酸 ， 室 溫下 攪 拌 30min， 加 熱 至 116 ， 回 流 1.5h， 然 后 冷 卻 至 80 90 ， 加 入 適 量 乙 基 化 產(chǎn) 物 ， 回 流 反 應(yīng) 2h， 反 應(yīng) 液 顯 紅 棕 色， 反 應(yīng) 結(jié) 束 。 工 藝 流 程 圖 ： （ 反 應(yīng) 結(jié) 束 后 ， 減 壓 蒸 除 乙 酸 乙 酯 ， 冷 卻至 100 以 下 ， 加 入 配 量 冰 水 ， 于 10 以 下攪 拌 3h， 抽 濾 ， 依

16、次 加 入 冰 水 、 乙 醇 洗 ， 真 空 40 以 下 干 燥 ， 得 到 米 黃 色 結(jié) 晶 粉 末 ）乙 基 化 合 物乙 酐硼 酸 氯 化 鋅螯 合 減 壓 蒸 餾 加 入 冰 水抽 濾干 燥中 間 產(chǎn) 物 .注 意 事 項(xiàng) ： 1.制 備 B(OAc)3,要 加 入 ZnCl2催 化 ， 引 發(fā) 反 應(yīng) 。 2.反 應(yīng) 完 減 壓 蒸 出 乙 酸 乙 酯 等 時(shí) 內(nèi) 溫 不 要 高 。 3.冷 卻 至 內(nèi) 溫 10 以 下 ， 方 可 加 冰 水 。 .第 二 步 反 應(yīng) 原 理 ： NH O F Cl (O2CH2CH3)2B OCOHNNH NH O F N (O2CH2CH

17、3)2B OCO HNEt3NEtOH NH OF N C HN O OH 反 應(yīng) 機(jī) 理 ： 因 4-羧 基 氧 原 子 的 P電 子 向 硼 原 子 空 軌 道 上 轉(zhuǎn)移 ， 使 它 的 負(fù) 點(diǎn) 效 應(yīng) 增 大 ， 從 而 大 大 活 化 了 7-位氯 原 子 ， 提 高 了 取 代 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 區(qū) 域 專(zhuān) 一 性 。 .工 藝 過(guò) 程 在 反 應(yīng) 釜 中 抽 入 配 量 DMSO， 投 入 硼 螯 合 物 ，哌 嗪 ， 三 乙 胺 于 80 ， 反 應(yīng) 3h， 反 應(yīng) 完 ， 回 收 盡DMSO， 三 乙 胺 ， 加 乙 醇 冷 卻 至 10 析 出 粗 產(chǎn) 品 ，在 反 應(yīng) 釜

18、 中 加 入 硼 酸 雙 乙 酯 、 乙 醇 、 三 乙 胺 加 熱攪 拌 回 流 反 應(yīng) 1.5h， 反 應(yīng) 結(jié) 束 ， 冷 卻 析 出 固 體 ，過(guò) 濾 得 白 色 結(jié) 晶 狀 粉 末 。 .工 藝 流 程 圖 .注 意 事 項(xiàng) .反 應(yīng) 結(jié) 束 ， 減 壓 回 收 DMSO內(nèi) 溫 不 要 太 高 ， 溫 度 高 易 產(chǎn) 生副 反 應(yīng) 。 .胺 解 乙 醇 回 收 套 用 。硼 螯 合 物哌 嗪 減 壓 蒸 餾 加 乙 醇 冷 卻抽 濾 濾 物 水 解乙 醇 三 乙 胺DMSO(回 收 )反 應(yīng) 3h 冷 卻 抽 濾乙 醇 回 收烘 干 粗 產(chǎn) 品三 乙 胺 我 們 小 組 從 網(wǎng) 上 搜

19、 集 了 ， 一 些 關(guān) 于 該 反 應(yīng) 過(guò) 程 的 優(yōu) 化 方 案， 和 大 家 分 享 一 下 。 一 、 環(huán) 合 優(yōu) 化 在 經(jīng) 典 的 諾 氟 沙 星 生 產(chǎn) 工 藝 中 ， 第 一 步 的 環(huán) 合 過(guò) 程 采用 黏 度 較 大 的 二 苯 醚 做 溶 劑 ， 反 應(yīng) 需 要 在 300 以 上 高 溫 下進(jìn) 行 ， 且 后 處 理 工 藝 繁 瑣 ， 王 敦 佳 等 研 究 在 高 溫 環(huán) 合 時(shí) 采用 價(jià) 廉 、 黏 度 小 的 高 沸 點(diǎn) 柴 油 作 為 溶 劑 ， 并 且 溶 劑 可 以 反復(fù) 套 用 。 最 終 可 使 前 兩 步 反 應(yīng) 收 率 達(dá) 到 95%以 上 。 第

20、 二 步 環(huán) 合 過(guò) 程 中 由 于 生 成 物 環(huán) 合 定 位 的 不 唯 一 性 ，在 7-Cl的 鄰 位 或 對(duì) 位 均 可 ， 分 別 產(chǎn) 生 目 標(biāo) 中 間 題 ， 且 兩 者分 離 困 難 ， 使 收 率 降 低 ， 如 圖 ： N OF OO 優(yōu) 化 方 向 標(biāo) FclOOO N主 產(chǎn) 物 副 產(chǎn) 物 根 據(jù) 有 關(guān) 文 獻(xiàn) 表 明 ， 主 產(chǎn) 物 與 副 產(chǎn) 物 的 相 對(duì) 含 量 主 要 取 決于 溶 劑 及 其 用 量 ， 隨 著 溶 劑 用 量 增 加 ， 副 產(chǎn) 物 相 對(duì) 含 量 降低 ， 因 此 ， 可 采 用 在 反 應(yīng) 溫 度 下 滴 加 第 一 步 環(huán) 合 產(chǎn)

21、 物 ， 可以 達(dá) 到 相 對(duì) 增 加 溶 劑 用 量 ， 降 低 副 產(chǎn) 物 含 量 的 目 的 。 環(huán) 合 反 應(yīng) 結(jié) 束 后 ， 環(huán) 合 產(chǎn) 物 存 在 酮 式 和 烯 醇 式 : .進(jìn)行 乙 基 化 反 應(yīng) 時(shí) ， 可 產(chǎn) 生 N-乙 基 化 合 物 和 O-乙 基 化 合 物 ； .水 解 得 到 羥 基 化 合 物 。 .一 般 而 言 ， 堿 性 條 件 適 合 烯 醇 式 生 成 ， 而 酸 性 條 件 適 合酮 式 生 成 ， 基 于 此 原 理 ， O-乙 基 化 物 是 主 要 副 產(chǎn) 物 ,使 用 比無(wú) 水 K 2CO3堿 性 弱 的 無(wú) 水 Na2CO3， 作 為 乙

22、 基 化 的 脫 酸 劑 ， 將會(huì) 使 0-乙 基 化 物 的 含 量 大 為 減 少 ， 并 且 當(dāng) 乙 基 化 溶 劑 采 用二 甲 亞 砜 、 二 甲 基 甲 酰 胺 ， Na2CO3為 脫 酸 劑 ， 溴 乙 烷 為 烷化 劑 ， 可 基 本 上 免 于 O-乙 基 化 物 的 生 成 。二 .乙 基 化 反 應(yīng) 優(yōu) 化 、 乙 基 化 反 應(yīng) 不 完 全 ， 水 解 后 生 成 羧 基 副 產(chǎn) 物 ， 可 以 采用 分 批 加 入 乙 基 化 試 劑 。 另 外 溴 乙 烷 沸 點(diǎn) 比 較 低 ， 易 揮 發(fā) ， 將 其 分 批 慢 慢 加 入反 應(yīng) 體 系 中 ， 反 應(yīng) 不 至

23、于 太 激 烈 ， 且 溫 度 易 控 制 ， 另 一 方面 ， 緩 慢 分 批 加 入 乙 基 化 試 劑 ， 反 應(yīng) 液 中 的 乙 基 化 試 劑 濃度 低 ， 反 應(yīng) 選 擇 性 加 強(qiáng) ， 更 有 利 于 生 成 N-乙 基 化 物 ， 進(jìn) 而提 高 收 率 。 三 .哌 嗪 反 應(yīng) 的 優(yōu) 化 此 步 反 應(yīng) 屬 于 Sn1反 應(yīng) ， 提 高 溶 劑 的 極 性 ， 有 利 于 取代 反 應(yīng) 的 發(fā) 生 ， 但 由 于 親 核 取 代 時(shí) 7-Cl與 6-F相 競(jìng) 爭(zhēng) ， 在 一般 條 件 下 可 生 成 25%的 副 產(chǎn) 物 。 郭 惠 元 等 設(shè) 計(jì) 將 7-Cl改 為 氟，

24、與 無(wú) 水 哌 嗪 反 應(yīng) 收 率 為 82.3%。 另 外 ， 對(duì) 于 硼 螯 合 物 的 新 工 藝 ， 反 應(yīng) 收 率 高 ， 但 反 應(yīng)劇 烈 ， 控 制 不 當(dāng) 有 沖 料 的 危 險(xiǎn) ， 而 且 DMSO回 收 困 難 ， 氣 味惡 臭 ， 價(jià) 值 昂 貴 。 可 以 改 用 催 化 劑 聚 乙 二 醇 ， 在 其 作 用 下直 接 與 哌 嗪 反 應(yīng) 可 以 高 收 率 的 得 到 產(chǎn) 品 。 大 家 看 了 那 些 優(yōu) 化 方 案 ， 它 們 真 的 非 常 好 ！ 憑 我 們 現(xiàn)在 的 化 學(xué) 知 識(shí) 和 環(huán) 境 條 件 的 局 限 ， 很 難 有 所 突 破 ， 于 是 ，

25、我 們 小 組 決 定 另 辟 蹊 徑 ， 從 減 小 生 產(chǎn) 成 本 ， 提 高 車(chē) 間 安 全性 著 手 ， 為 諾 氟 沙 星 的 合 成 設(shè) 計(jì) 了 一 條 生 產(chǎn) 工藝 ， 以 下 是 我 們 小 組 的 方 案 ： 首 先 ， 為 減 小 能 耗 ， 在 建 廠 選 址 時(shí) ， 把 廠 建 在 山 坡 、懸 崖 ， 依 靠 地 勢(shì) ， 使 物 料 由 計(jì) 量 器 利 用 重 力 自 流 到 反 應(yīng) 器中 ， 反 應(yīng) 后 再 由 反 應(yīng) 器 放 到 過(guò) 濾 、 離 心 機(jī) 中 ， 這 樣 設(shè) 計(jì) 可以 減 少 輸 送 物 料 的 設(shè) 備 ， 節(jié) 約 輸 送 物 料 的 能 耗 。 其

26、 次 ， 化 學(xué) 制 藥 工 業(yè) 使 用 的 大 部 分 物 料 為 易 燃 、 易 爆、 有 毒 的 物 料 ， 如 何 保 障 我 們 自 身 安 全 和 健 康 ？ 我 們 小 組有 一 個(gè) 想 法 ， 就 是 在 化 工 設(shè) 備 裝 置 及 管 路 上 配 置 一 些 自 動(dòng)化 裝 置 ， 代 替 操 作 工 人 的 直 接 勞 動(dòng) ， 也 就 是 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 自動(dòng) 化 。 這 樣 一 來(lái) ， 一 方 面 減 輕 了 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 ， 改 善 了 勞 動(dòng) 條件 ， 工 人 只 要 對(duì) 著 自 動(dòng) 化 裝 置 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 進(jìn) 行 監(jiān) 控 ， 而 不 需 要直 接 從 事 大 量

27、 危 險(xiǎn) 的 現(xiàn) 場(chǎng) 操 作 ； 另 一 方 面 ， 自 動(dòng) 化 的 儀 器可 以 達(dá) 到 人 力 難 以 達(dá) 到 的 精 確 度 ， 有 利 于 加 快 生 產(chǎn) 速 度 ，提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 。 下 面 是 一 副 簡(jiǎn) 單 的 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 圖 ： 從 圖 中 我 們 可 以 看 到 ， 一 個(gè) 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 主 要是 由 檢 測(cè) 器 、 變 送 器 、 控 制 器 及 執(zhí) 行 器 組 成 ， 因此 我 們 小 組 設(shè) 計(jì) 了 一 幅 3-氯 -4-氟 苯 胺 為 原 料 的自 動(dòng) 化 工 藝 流 程 圖 ： 我 們 通 過(guò) 檢 測(cè) 儀 表 實(shí)現(xiàn) 對(duì) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 監(jiān)

28、察， 再 經(jīng) 過(guò) 變 送 器 將 檢測(cè) 結(jié) 果 以 信 號(hào) 形 式 轉(zhuǎn)送 到 控 制 器 ， 控 制 器做 出 判 斷 ， 再 由 執(zhí) 行器 實(shí) 行 調(diào) 控 。檢 測(cè) 儀 表 及 變 送 器生 產(chǎn) 過(guò) 程壓 力 ， 流 量 、 溫 度 執(zhí) 行 器控 制 器顯 示 儀 表 如 圖 ： 我 們 覺(jué) 得 要 實(shí) 現(xiàn) 該 工 藝 的 自 動(dòng) 化 主 要 靠 控 制流 量 、 溫 度 、 閥 門(mén) ， 古 語(yǔ) 有 云 :“ 知 己 知 彼 ， 百 戰(zhàn) 不 殆” ， 要 達(dá) 到 控 制 的 目 的 ， 首 先 得 了 解 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 進(jìn) 行 情況 ， 簡(jiǎn) 而 言 之 就 是 要 測(cè) 定 流 量 和

29、溫 度 。 .流 量 測(cè) 定 由 于 輸 送 的 液 體 是 含 共 軛 電 子 的 有 機(jī) 物 ， 具 有 良 好 的 導(dǎo) 電 性 ， 利 用 這 個(gè) 性 質(zhì) ， 我 們 可 以 利 用 一 種 電 磁 流 量 計(jì) 來(lái) 檢 測(cè) 流 量 ， 其 原 理 根 據(jù) 法 拉 利 電 磁 感 應(yīng) 定 律 制 成 ， 如 圖 ， 在 一 段 非 導(dǎo) 磁 材 料 制 成 的 管 道 外 面 ， 安 裝 有 一 對(duì) 磁 極 N和 S， 用 以 產(chǎn) 生 磁 場(chǎng) ， 當(dāng) 導(dǎo) 電 液 體 流 過(guò) 管 道 ， 因 流 體 切 割 磁 力 線 而 產(chǎn) 生 感 應(yīng) 電 勢(shì) ， （ E=BLV， L為 管 子 直 徑 ）

30、 管 道 直 徑 一定 ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 的 大 小 僅 與 流 體 的 流 速 有 關(guān) 。 這 樣 我 們 就 可 以 通 過(guò) 檢 測(cè) 感 應(yīng) 電 勢(shì) 來(lái) 測(cè) 定 流 量 。 NS .溫 度 的 測(cè) 定 我 們 可 以 用 輸 出 信 號(hào) 大 ， 測(cè) 量 準(zhǔn) 確 ， 而 且 有 多 點(diǎn) 測(cè) 量的 熱 電 阻 溫 度 計(jì) ， 其 原 理 是 利 用 熱 敏 電 阻 在 不 同 溫 度 下 的阻 值 不 同 ， 在 一 定 電 勢(shì) 下 ， 通 過(guò) 檢 測(cè) 電 流 大 小 來(lái) 反 應(yīng) 溫 度變 化 。 .閥 門(mén) 如 圖 ， 利 用 通 過(guò) 電 螺 線 管 產(chǎn) 生 N、 S極 ， 和 磁 鐵 同

31、性 相斥 的 原 理 ， 通 過(guò) 控 制 導(dǎo) 線 中 電流 大 小 ， 使 產(chǎn) 生 的 斥 力 來(lái) 調(diào) 節(jié)閥 門(mén) 的 開(kāi) 度 。 為 了 更 方 便 和 更 系 統(tǒng) 化 ， 我 們 想 的 是 將 整 個(gè) 廠 房 的 各 種 信 號(hào) 集 成 化 ， 實(shí) 現(xiàn) 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 （ 為 了 更 節(jié) 能 ， 我 們 可 以 在輸 送 電 信 號(hào) 的 兩 頭 安 一 個(gè) 光 電 轉(zhuǎn) 化 器 ， 將 電 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成 光信 號(hào) ， 同 時(shí) 可 以 大 大 的 節(jié) 約 成 本 。 ）SS 對(duì) 于 諾 氟 沙 星 這 個(gè) 比 較 成 熟 的 生 產(chǎn) 工 藝 ， 我 們 可 以 選擇 定 值 控 制 系

32、統(tǒng) ， 也 就 是 工 藝 參 數(shù) 值 給 定 不 變 ， 比 如 說(shuō) ，某 個(gè) 閥 每 3小 時(shí) 打 開(kāi) 一 樣 ， 這 樣 可 提 高 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 和 我 們的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 。 另 外 ， 這 個(gè) 系 統(tǒng) 還 需 要 一 個(gè) 裝 置 ， 那 就 是 信 號(hào) 連 鎖 裝置 ， 一 般 工 廠 中 一 些 關(guān) 鍵 參 數(shù) 都 要 設(shè) 自 動(dòng) 信 號(hào) 連 鎖 裝 置 ，當(dāng) 工 藝 參 數(shù) 超 過(guò) 允 許 范 圍 ， 信 號(hào) 系 統(tǒng) 就 會(huì) 自 動(dòng) 的 發(fā) 出 光 或聲 的 警 報(bào) ， 告 訴 我 們 ， 連 鎖 系 統(tǒng) 立 即 采 取 應(yīng) 急 措 施 ， 如 關(guān)閉 進(jìn) 料 閥 、

33、 減 緩 或 停 止 反 應(yīng) ， 從 而 可 避 免 引 起 爆 炸 等 生 產(chǎn)事 故 。 同 時(shí) 定 時(shí) 檢 修 、 維 護(hù) ， 把 危 險(xiǎn) 扼 殺 在 搖 籃 中 。 總 結(jié) ： 一 個(gè) 工 廠 在 生 產(chǎn) 上 要 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 ， 在 設(shè) 備 的 投 入 較高 ， 但 從 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 的 角 度 來(lái) 看 ， 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 減 少 了 人 力 ， 提 高了 安 全 系 數(shù) 和 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 。 現(xiàn) 在 我 們 都 講 究 “ 以 人 為 本 ”， 在 未 來(lái) 的 世 界 ， 相 信 自 動(dòng) 化 必 將 是 這 個(gè) 行 業(yè) 的 主 流 ， 對(duì)這 方 面 感 興 趣 的 同 學(xué)

34、， 下 來(lái) 可 以 多 去 研 究 一 下 。 最 后 一 步 ： 三 廢 處 理 （ 主 要 是 廢 水 ) 我 們 小 組 對(duì) 于 廢 水 處 理 的 中 心 思 想 是 ： 盡 可 能 的 回 收 再 利用 ， 從 源 頭 上 減 少 廢 水 ， 實(shí) 現(xiàn) 成 本 的 最 低 化 。 一 、 乙 基 化 .濾 液 回 收 ： 濾 液 中 有 DMF、 C2H5Br、 水 及 羧 基 化 副 產(chǎn) 物 分 析 ： 回 收 DMF、 溴 化 乙 烷 可 以 節(jié) 約 成 本 ， 羧 基 化 副 產(chǎn) 物 是原 反 應(yīng) 物 酯 基 可 逆 水 解 產(chǎn) 物 ， 我 們 覺(jué) 得 將 其 回 收 可 減 少

35、 下一 步 乙 基 化 副 產(chǎn) 物 的 量 。 具 體 處 理 方 法 ： 從 濾 液 中 投 放 干 燥 劑 ， 過(guò) 濾 。 .關(guān) 于 4-O-乙 基 副 產(chǎn) 物 的 處 理 ： 分 析 ： 由 于 該 副 產(chǎn) 物 會(huì) 摻 在 中 間 產(chǎn) 物 中 ， 因 此 必 須 將 其 分 離 出 來(lái) ， 從 副 產(chǎn) 物 的 結(jié) 構(gòu) 式 看 ， 我 們 發(fā) 現(xiàn) 它 含 有 醚 鍵 ， 由 于 醚 鍵 中 的 原 子 上 含 有 孤 對(duì) 電 子 ， 能 接 受 電 子 ， 可 以 與 濃 強(qiáng) 酸 形 成 一 種 不 穩(wěn) 定 的 烊 鹽 。 具 體 處 理 方 法 ： 在 反 應(yīng) 釜 中 加 入 濃 硫 酸

36、 ， 控 制 溫 度 在 0 左 右 ， 加 入 中 間 產(chǎn)物 ， 然 后 過(guò) 濾 ， 再 向 濾 液 中 通 水 ， 分 液 ， 即 得 到 副 產(chǎn) 物 和一 定 濃 度 的 酸 。 二 、 取 代 .在 第 一 步 制 取 螯 合 物 中 ， .用 冰 水 洗 滌 的 濾 液 分 析 ： 硼 酸 溶 于 水 ， 且 溶 解 度 隨 溫 度 的 增 高 而 增 大 ， 意 思就 是 說(shuō) ， 在 冰 水 中 ， 硼 酸 基 本 不 溶 ， 則 該 濾 液 中 只 有 醋 酸和 少 量 的 氯 化 鋅 。 具 體 處 理 方 法 ： 向 濾 液 中 加 入 乙 醇 ， 通 過(guò) 蒸 餾 分 別 回

37、 收 乙酸 乙 酯 、 乙 醇 ， 再 經(jīng) 脫 水 ， 得 到 無(wú) 水 ZnCl 2。 .用 乙 醇 洗 滌 的 濾 液 處 理 方 式 ： 用 蒸 餾 的 方 式 除 去 乙 醇 ， 將 底 物 直 接 昨 晚 螯 合反 應(yīng) 的 打 底 物 。 .哌 嗪 取 代 ： 用 水 洗 滌 諾 氟 沙 星 粗 品 的 濾 液 分 析 ： 濾 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 異 達(dá) 到 分 離 目 的 。 具 體 方 法 ： 將 濾 液 振 搖 ， 靜 置 ， 過(guò) 濾 ， 濾 物 干 燥 得

38、到 哌 嗪， 濾 液 可 通 過(guò) 蒸 餾 回 收 乙 醇 。總 結(jié) : 一 、 關(guān) 于 乙 基 化 反 應(yīng) 中 的 4-O-乙 基 副 產(chǎn) 物 的 去 向 ， 我 們 設(shè)計(jì) 了 兩 種 方 案 ： .賣(mài) 給 一 些 可 以 降 解 作 為 碳 源 的 生 物 發(fā) 酵 公 司 ； .自 己 用 生 物 厭 氧 處 理 二 、 經(jīng) 上 述 的 處 理 后 ， 基 本 上 沒(méi) 有 什 么 有 害 物 質(zhì) ， 這 時(shí) ，對(duì) 于 一 些 小 型 制 藥 企 業(yè) 可 以 選 擇 將 其 同 廠 內(nèi) 生 活 污 水 一 起輸 送 到 城 市 污 水 處 理 廠 ， 進(jìn) 行 集 中 處 理 。 THE END 小 組 成 員 ： 楊 小 鳳 劉 珊 向 沙 李 云 順