《化学制药工艺技术》由刘郁和马彦琴主编,是根据教育部有关高等职业教育培养目标的要求,以全面提高学生技能素质为基础、专业能力为核心,适应高职教育改革与发展的要求,力求体现高职教育特色而编写的。遵循“必需为准、实用为主、够用为度、技能优先”的原则,设计和编写教材内容,使学生学有所长,学则会用。为充分体现高职教育特色,本教学内容与行业、企业、国际标准的相关规定紧密结合。
本书在编写过程中注重以学生为主体,提倡互动学习,为充分调动学生对本课程的学习兴趣及对化学制药共性规律的掌握,征求了化学制药企业专家的意见,在尊重职业教育自身规律、学生认知规律和实用的前提下,内容涵盖了化学制药路线的选择、化学制药过程中的影响因素、中试技术、化学制药生产工艺流程及岗位操作法、化学制药过程中的安全与“三废”处理以及典型药物的生产工艺过程,其中包含了化学制药、生物制药与化学制药的结合。通过学习化学制药工艺路线及生产工艺原理,使学生掌握化学制药相关的理论知识与技能,进入企业后能更快地适应生产岗位的操作,为今后从事化学制药生产与管理奠定基础。
《化学制药工艺技术》由刘郁和马彦琴主编,从化学制药、精细化工以及其他相关专业的岗位要求出发,注重实际能力的培养,内容涉及化学制药生产的药物合成路线设计,影响化学制药生产过程的因素,中试技术,生产操作规程及岗位操作方法,环境保护及安全知识,典型生产工艺案例包括对乙酰氨基酚的制备、布洛芬的制备、萘普生的制备、赛莱克西的制备、氯霉素的制备、维生素C的制备、半合成青霉素和头孢菌素的制备等。以有机化合物及药物的合成及生产过程为主线,从原料的处理、合成路线的选择、合成过程的控制、安全生产与“三废”处理等方面,培养学生实际操作、分析与解决问题的能力和综合素质。
《化学制药工艺技术》涵盖的知识面广、内容丰富、紧跟行业的发展,可作高职高专职业院校化学制药、精细化工等相关专业教材,也可供相关领域技术人员、科研人员、管理人员阅读参考。
第1章结论
1.1化学制药工艺学的研究对象和内容/1
1.1.1化学制药技术的含义及特点/1
1.1.2化学制药工艺技术的内容/1
1.1.3学习本课程的要求和方法/2
1.2化学制药工业的特点及其在化学工业中的地位/2
1.2.1化学制药工业的特点/2
1.2.2化学制药工业在化学工业中的地位/3
1.3世界制药业的发展现状/3
1.3.1世界制药工业的现状和特点/3
1.3.2化学制药工业的发展趋势/6
1.3.3我国化学制药工业的发展前景/8
课后练习/9
知识拓展世界著名的化学制药企业/9
第2章药物合成工艺路线的设计
2.1药物合成工艺路线的设计/11
2.2追溯求源法/12
2.3分子对称法/14
2.4类型反应法/15
2.5模拟类推法/16
2.6文献归纳法/19
2.7光学异构药物的拆分法/19
课后练习/20
知识拓展世界合成新药研究的现状与发展趋势/22
第3章药物合成工艺路线的优化
3.1工艺路线的选择/23
3.1.1化学反应类型的选择/23
3.1.2原辅料的供应及来源/24
3.1.3合成步骤及收率计算/25
3.1.4单元反应的次序安排/25
3.1.5安全生产和环境保护/26
3.1.6反应条件与设备/27
3.2工艺路线的改造和新反应、新技术的应用/27
3.2.1工艺路线的改革/27
3.2.2修改合成路线,缩短反应步骤/29
3.2.3新技术的应用/29
课后练习/32
知识拓展确定化学药物残留溶剂时需要考虑的问题/33
第4章影响化学药物合成的因素
4.1反应物的浓度与配料比/34
4.1.1基元反应/34
4.1.2二级反应/34
4.1.3零级反应/35
4.1.4可逆反应/35
4.1.5平行反应/36
4.1.6合适配料比的选择/37
4.2反应温度/38
4.3压力/39
4.4溶剂/40
4.4.1溶剂的分类/40
4.4.2溶剂对药物合成反应的影响/40
4.4.3重结晶用溶剂/42
4.5催化剂/44
4.5.1催化作用的基本特征/44
4.5.2催化剂的活性与影响活性的因素/45
4.5.3药物合成中常用的酸碱催化剂/46
4.6搅拌/46
4.6.1搅拌的目的/47
4.6.2搅拌的要求/47
4.6.3搅拌器的类型/47
4.6.4搅拌器的选择/48
4.7原料、中间体的质量控制/49
4.8反应终点的控制/49
4.9设备因素/50
4.10工艺研究中的几个问题/50
课后练习/51
知识拓展离子液体/52
第5章中试技术与岗位操作法
5.1中试开发基本方法/54
5.1.1逐级经验放大法/54
5.1.2数学模型方法/54
5.2小试应该完成的内容/55
5.3中试试验应具备的条件/55
5.4中试放大的研究任务/55
5.5中试和试生产的准备工作及应注意的问题/57
5.5.1设备的选择和工艺管路的改造/57
5.5.2中试或试生产投料前的准备/57
5.5.3生产过程的注意事项/57
5.5.4安全问题/58
5.5.5中试及试生产与正常生产的区别/58
5.6生产工艺规程和岗位操作法/59
5.6.1原料药生产工艺规程/59
5.6.2原料药岗位操作法/62
5.6.3编制/64
课后练习/64
知识拓展原料药质量研究的一般内容/65
第6章化学制药与安全生产
6.1化学制药生产工艺过程安全的基本要求/68
6.2物料性质及安全设计的要求和措施/69
6.2.1化学物质的分类/69
6.2.2安全设计的要求和措施/70
6.2.3防止生产工艺危害一般措施/70
6.2.4泄压装置与稳定装置/73
6.2.5压力容器分类/73
6.2.6压力容器上的安全装置/74
6.3典型化学制药反应过程安全技术/76
6.3.1氧化反应/76
6.3.2还原反应/77
6.3.3硝化反应/78
6.3.4磺化反应/78
6.3.5氯化反应/79
6.3.6裂解反应/79
6.3.7聚合反应/80
6.4制药过程单元运行安全技术/80
6.4.1加热过程/80
6.4.2冷却过程/81
6.4.3加压过程/81
6.4.4负压操作/81
6.4.5冷冻过程/81
6.4.6物料输送/82
6.4.7熔融过程/82
6.4.8干燥过程/82
6.4.9蒸发与蒸馏过程/82
6.5化学制药工艺参数安全控制/83
6.6化学制药的装置运转安全设计/85
6.6.1操作运行安全/85
6.6.2运转检查/85
6.7装置停车安全/86
6.7.1正常停车/86
6.7.2紧急停车/86
6.7.3紧急停车训练/87
6.7.4紧急停车处理/87
6.8化学制药装置停车及停车后的安全处理/87
6.9安全生产的几种防护措施/88
6.9.1防毒/88
6.9.2防火防爆/89
课后练习/89
知识拓展识别危险化学品的标志(数字代表危险化学品的分类)/90
第7章化学制药与环境保护
7.1环境保护的重要性/92
7.2防治污染的方针政策/92
7.3化学制药厂污染的特点和现状/93
7.4防治污染的主要措施/94
7.4.1开发和采用绿色生产工艺/94
7.4.2循环套用/97
7.4.3综合利用/98
7.4.4改进生产设备,加强设备管理/98
7.5废水的处理/99
7.5.1废水的污染控制指标/99
7.5.2废水处理的基本方法/101
7.5.3废水的生物处理法/101
7.5.4好氧生物处理法/103
7.6各类制药废水的处理/111
7.6.1含悬浮物或脂体的废水/111
7.6.2酸碱性废水/111
7.6.3含无机物废水/112
7.6.4含有机物废水/112
7.7废气的处理/112
7.7.1含尘废气的处理/113
7.7.2含无机物废气的处理/115
7.7.3含有机物废气的处理/117
7.8废渣的处理/120
7.8.1回收和综合利用/120
7.8.2废渣的处理/120
课后练习/122
知识拓展微波合成/124
第8章对乙酰氨基酚的制备
8.1对乙酰氨基酚合成路线设计/126
8.1.1以对硝基苯酚钠为原料的合成路线设计/126
8.1.2以苯酚为原料的合成路线设计/126
8.1.3以硝基苯为原料的合成路线设计/127
8.2合成路线比较/128
8.3对硝基苯酚为原料制备工艺/129
8.3.1对亚硝基苯酚的制备/129
8.3.2对氨基苯酚的制备/130
8.4硝基苯为原料的制备工艺/131
8.4.1加氢还原制备工艺/131
8.4.2电解还原制备工艺/132
8.5对硝基苯酚钠为原料的制备工艺/133
8.5.1对硝基苯酚的制备/133
8.5.2对氨基苯酚的制备/133
8.6对乙酰氨基酚的制备过程/134
8.6.1制备工艺原理/134
8.6.2制备工艺过程/135
8.6.3对乙酰氨基酚的收率计算/135
课后练习/137
知识拓展对乙酰氨基酚的发展历史/137
第9章布洛芬的制备
9.1布洛芬合成工艺设计/138
9.1.1以异丁苯为原料的合成工艺路线设计/138
9.1.2以乙苯为原料的合成路线设计/139
9.1.3以异丁基苯乙酮为原料的合成方法/139
9.1.4目前国内采用的合成路线/140
9.2布洛芬制备工艺过程/140
9.2.14-异丁基苯乙酮的合成/140
9.2.22-(4-异丁苯基)丙醛的合成/142
9.2.3布洛芬的合成/144
课后练习/146
知识拓展药物贮存的要求/146
第10章萘普生的制备
10.1萘普生合成路线选择/149
10.1.1以6-甲氧基-2-乙酰萘为原料的合成路线设计/149
10.1.2以6-甲氧基-2-丙酰萘为原料的合成路线设计/151
10.1.3以6-甲氧基-2-溴萘为原料的合成路线设计/152
10.1.4以2-甲氧基萘为原料的合成路线设计/152
10.2(±)-萘普生的拆分/153
10.2.1有择结晶法/153
10.2.2生物酶法/154
10.2.3色谱分离法/154
10.2.4非对映异构体结晶拆分法/154
10.3萘普生的不对称合成/154
10.3.1分子内的不对称诱导合成/154
10.3.2不对称催化合成/155
10.4萘普生制备工艺过程/156
10.4.11-氯-2-甲氧基萘的制备/156
10.4.21-(5-氯-6-甲氧基-2-萘基)丙-1-酮的制备/157
10.4.32-溴-1-(5-氯-6-甲氧基-2-萘基)丙-1-酮的制备/158
10.4.45,5-二甲基-2-(1-溴乙基)-2-(5-氯-6-甲氧基-2-萘基)-1,3-二氧己环的制备/159
10.4.5(±)-萘普生的制备/160
10.4.6萘普生的制备/162
10.5原辅材料的制备、综合利用与“三废”治理/163
10.5.1拆分剂葡辛胺的制备/163
10.5.2综合利用与“三废”治理/163
课后练习/163
知识拓展药品的不良反应/164
第11章赛莱克西的制备
11.1合成路线设计与选择/166
11.1.11-(4-甲基苯基)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮的合成/166
11.1.24-[5-(4-甲基苯基)-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]苯磺酰胺的合成/166
11.2赛莱克西制备工艺/168
11.2.1对甲基苯乙酮的制备/168
11.2.21-(4-甲基苯基)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮的制备/169
11.2.34-[5-(4-甲基苯基)-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]苯磺酰胺的制备/170
11.3原辅材料的制备、综合利用与“三废”处理/171
11.3.1三氟乙酸乙酯的制备/171
11.3.2综合利用/171
11.3.3“三废”治理/171
课后练习/171
知识拓展新药的研发过程/172
第12章氯霉素的制备
12.1合成路线设计与选择/174
12.1.1以具有结构的化合物为原料的合成路线/174
12.1.2以具有结构的化合物为原料的路线/176
12.2对硝基苯乙酮法制备氯霉素/178
12.2.1对硝基乙苯的制备(硝化)/178
12.2.2对硝基苯乙酮的制备(氧化)/179
12.2.3对硝基-α-溴代苯乙酮(简称溴化物)的制备(溴化)/180
12.2.4对硝基-α-溴代苯乙酮六亚甲基四胺盐(简称成盐物)的制备(成盐)/181
12.2.5对硝基-α-氨基苯乙酮盐酸盐(简称水解物)的制备(水解)/182
12.2.6对硝基-α-乙酰胺苯乙酮(简称酰化物)的制备(乙酰化)/183
12.2.7对硝基-α-乙酰氨基-β-羟基苯丙酮(简称缩合物)的制备(缩合)/183
12.2.8DL-苏式-1-对硝基苯基-2-氨基-1,3-丙二醇(简称混旋氨基物)的制备(还原)/184
12.2.9D-(-)-苏式-1-对硝基苯基-2-氨基-1,3-丙二醇的制备(拆分)/187
12.2.10氯霉素的制备/188
课后练习/191
知识拓展手性药物的拆分/191
第13章维生素C的制备
13.1维生素的分类/192
13.2维生素C/192
13.3维生素C的合成路线设计与选择/193
13.3.1莱氏法/193
13.3.2两步发酵法/194
13.3.3全化学合成法/195
13.3.4其他方法/195
13.4莱氏法制备维生素C/195
13.4.1D-山梨醇的制备/195
13.4.2L-山梨糖的制备/195
13.4.32,3,4,6-双丙酮基-L-山梨糖(双丙酮糖)的制备/196
13.4.42,3,4,6-双丙酮基-L-2-酮基-古龙酸的制备/197
13.4.5粗品维生素C的制备/197
13.4.6粗品维生素C的精制/198
13.5两步发酵法生产维生素C/198
13.5.1D-山梨醇的制备(同上)/198
13.5.22-酮基-L-古龙酸微生物发酵液的制备/198
13.5.32-酮基-L-古龙酸的制备/199
13.5.4粗品维生素C的制备/200
13.5.5粗品维生素C的精制/201
13.6莱氏法和两步发酵法的工艺比较/202
13.7生产中维生素C收率的计算/203
课后练习/203
知识拓展维生素C系列产品的开发现状及维生素C衍生物的研究概况/204
第14章半合成青霉素和头孢菌素的制备
14.1半合成青霉素/206
14.1.1半合成青霉素的分类/206
14.1.2半合成青霉素的制备方法/206
14.2半合成青霉素的制备/207
14.2.16-氨基青霉烷酸的制备/207
14.2.2半合成青霉素的制备方法/209
14.3半合成头孢菌素的制备/209
14.3.17-氨基头孢霉烷酸的制备/210
14.3.2头孢菌素Ⅳ的制备/211
14.4“三废”的治理措施/215
课后练习/215
知识拓展生物制品与生化药物/216
附录
附录1常用溶剂沸点、溶解性以及毒性/217
附录2气体适用的干燥剂/220
附录3液体适用的干燥剂/221
附录4药物合成过程中常用干燥剂/221
附录5常用有机溶剂的纯化方法/222
附录6常用有机溶剂的性质及回收精制/227
附录7化学原料药物常用仪器检测方法/229