化学制药工艺学课件--奥美拉唑的生产工艺原理

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(1)工艺原理
(乙氧基黄原酸钾)
(2)反应条件与影响因素
① 原料的摩尔配比为4-甲氧基邻苯二胺:二硫化碳:氢氧化钾:乙醇 = 1:1.10:1.50:11.26. 为什么? ② 产品7-6如何分离纯化? ③ 尾气如何处理?
(3)工艺过程
搅拌下,将CS2和4-甲氧基邻苯二胺加到95%乙醇和KOH的混合液中,加热回流3h。 加入活性碳,回流10min,趁热过滤。滤液与70℃热水混合,搅拌下滴加乙酸至 pH为4-5,结晶析出,冷却至5-10℃结晶析出完全。抽滤,水洗至中性,干燥,得 土黄色结晶7-6,mp为254-256,收率为78%。
3 工艺过程
将7-6、甲醇、氢氧化钠和水混合,搅拌溶解后,加入 7-7,回流状态下,滴加碱液(NaOH:H2O=1:4),再回流 反应6h。减压蒸除甲醇,用乙酸乙酯萃取残留液三次, 用饱和碳酸氢钠水溶液和水依次洗涤有机相,无水硫酸钠干燥, 减压浓缩得棕红色产物。丙酮和水为溶剂重结晶,得到白色固体硫醚7-8 收率为80.5%。
奥美拉唑7-1纯化不能采用加热重结晶的方法!
学习内容
1
概述
203
2
合成路线与及其选择
204-208
3
奥美拉唑与中间体生产工艺原理及过程
209-218
4
原辅材料的制备和污染治理
219-220
第四节 原辅材料的制备和污染治理
一、2,3,5-三甲基吡啶的制备方法
1、Chichibabin吡啶类化合物合成法
重排反应收率低, 仅为40%。 被路线1已取代!
(二) 奥美拉唑的合成
所得产物为R和S异构体的混合物。 由7-8氧化到7-1,氧化剂可以是:间氯过氧苯甲酸(MCPBA)和高碘酸钠, 将硫醚氧化成亚砜。这个氧化反应的机理是怎样的?
氧化反应的机理: 过渡态
断开b处
二、2-氯-5-甲氧基-1H-苯并咪唑与3,5-二甲基-4-甲氧基
一勺烩反应
(2)反应条件与影响因素
① 乙酰化反应温度控制在0-5℃? ② 4-甲氧基乙酰苯胺与对氨基苯甲醚如何分离?所得产品乙酰化物 如何处理以利于下一步硝化反应? ③ 如何加快硝化反应的速率?
(3)工艺过程
① 配料比: 对氨基苯甲醚:冰乙酸:乙酸酐:浓硝酸:冰水=1:2.56:0.9:1.15:4.2
3、 4-甲氧基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备 (1)工艺原理
(2)反应条件与影响因素
① 反应物7-17与甲醇钠的摩尔配比为1:1.5,以提高它的转化率。 ②产物容易吸潮,干燥处放置。
(3)工艺过程
将7-17和无水甲醇混合,加热回流下,滴加甲醇钠的甲醇溶液(甲醇钠:甲醇 =1:3.85)回流12h。冷至室温,加水稀释反应液,减压回收甲醇,加水稀释残 留液,用氯仿萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥。减压浓缩回收氯仿后, 得棕黄色固体7-18,回收率为80.6%。
三、奥美拉唑的生产工艺原理及其过程
(一)、5-甲氧基-2-[(3,5-二甲基-4-甲氧基-2-吡啶基)甲硫基]-1H-苯并咪唑
的制备(7-8)
1 工艺原理
2 反应条件与影响因素
① 氢氧化钠:7-6:7-7 = 1.1:1:1. ② 甲醇和水为混合溶剂。 ③ 粗产品7-8可不经提纯,直接参加下一步反应。
-2-吡啶甲硫醇反应
两种原料来源困难,合成难度大,文献 资料少,实用价值不大。
断开C处
三、4-甲氧基邻苯二胺和2-[(3,5-二甲基-4-甲氧基-2吡啶基)甲硫基]甲酸反应
7-23合成路线长,制备困难,使整个路线较长, 后处理麻烦,总收率低于路线1
断开d处
四、5-甲氧基-2-甲基亚磺酰基-1H-苯并咪唑碱金属盐与
二、2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的生产工艺原理 及其过程
(一)、4-甲氧基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备
1、 2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备 (1)工艺原理
(2)反应条件与影响因素
① 经过氧化反应,吡啶环以及吡啶环上的甲基没有被氧化,产物为N 的氧化物,为什么?
(二)、奥美拉唑的制备 1 工艺原理
常用的氧化剂有:30%H2O2、NaIO4或叔丁基氯酸酯(t-BuOCl)
2 反应条件与影响因素
① MCPBA与7-8的摩尔比为1:1.
② 反应溶剂为氯仿或者乙酸乙酯
③ 产物容易氧化分解,应避光于干燥阴凉处。
3 工艺过程
7-8溶于氯仿,将反应液冷却至-10℃以下,滴加MCPBA的氯仿 溶液(MCPBA:氯仿=1:15.11),室温搅拌15min。用饱和碳酸氢 钠水溶液和水依次洗涤反应液,无水硫酸镁干燥。减压浓缩至干, 得棕黑色产物。用已腈处理粗品,得白色或几乎白色粉末奥美拉唑 7-1,mp:>154,收率67.4%。
4、甲醇、乙醇和异丙醇的回收方法: 分馏塔蒸馏,回收甲醇时,收集64-65℃馏分套用,回收乙 醇时,收集78-79℃馏分套用,回收异丙醇时,收集8183℃馏分套用。
丹麦语:Tak
(一) 5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇(7-6)的合成
1、合成路线1
乙氧基黄原酸钾
优点:反应条件温和,工艺成熟,为国内厂家生产奥美拉唑采用的方法!
2、合成路线2 优点:一勺烩,反应条件温和,收率高,有很高的实用价值!
反应机理:
3、合成路线3
两步反应总收率可达65%,由于异硫氰酸烯丙酯或者异硫氰酸 苯酯来源困难,大量制备收到限制!
工艺原理及其过程!
第三节 奥美拉唑与中间体生产工艺原理及过程
一、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇(7-6)的生产工艺及其过程
(一)、4-甲氧基-2-硝基苯胺的制备
1. 4-甲氧基-2-硝基乙酰苯胺的制备
(1)工艺原理
① 氨基乙酰化的方法有哪些? ② 氨基进行乙酰化的原因? ③ 硝酸进行硝化反应的机理?
② 操作方法: 将对氨基苯甲醚、冰乙酸和水混合,搅拌至溶解。加入碎冰,0-5℃ 加入乙酸酐,搅拌下结晶析出。冰浴冷却下,加入浓硝酸,60-65 ℃ 保温10min。冷却至25 ℃,结晶完全析出后,抽滤,冰水洗涤至中性, 干燥,得黄色结晶4-甲氧基-2-硝基乙酰苯胺,mp114-116℃,收率84%
2. 4-甲氧基-2-硝基苯胺的制备 (1)工艺原理
产物中7-14占27.6%,副产物较多,目标产物收率低。
2、Hantzsch吡啶类化合物合成法
7-31与7-32原料来源困难 成本高。
3、甲基化或氰基化法
价格昂贵,性质活泼,遇水和氧分解。
4、脱甲基化
条件温和,收率较高,得率达到67%。
二、溶剂的回收和套用
1、酸碱性废水的处理
2、反应中硫化氢气体 3、氯仿、乙酸乙酯和乙腈的回收方法: 将氯仿或乙酸乙酯用水洗涤至中性,分去水层,然后常压蒸 馏。回收氯仿时,收集60-62℃馏分套用,回收乙酸乙酯时, 收集76-78℃馏分套用,回收已腈时,收集81-83馏分套用。
② 产品7-16如何分离纯化?
(3)工艺过程
2、 4-硝基-2,3,5-三甲基吡啶-N-氧化物的制备 (1)工艺原理
(2)反应条件与影响因素
① 如何控制反应的温度?
② 硫酸脱水值(DVS)越高,硝化能力越强。
DVS = 混酸中硫酸的含量/(混酸中含水量+硝化后生成水量)
(3)工艺过程
搅拌下,温度控制在90℃以下,将浓硫酸滴加到7-16中,再缓慢滴加混酸。 然后于90℃保温反应20h。冰浴冷却下,缓慢滴加40%NaOH至pH为3-4, 用氯仿萃取三次,合并有机相,干燥。减压浓缩回收氯仿,残留液为黄色液 体,冷却后固化,得产品7-17。收率82.1%。
(二)、2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐
的制备
1、 3,5-二甲基-2-羟甲基-4-甲氧基吡啶的制备
(1)工艺原理
(2)反应条件与影响因素
① 反应中醋酸酐的作用? ② 重排反应要求无水操作,温度为110℃.
(3)工艺过程
将7-18和乙酸酐混合,搅拌下于110反应3h。减压浓缩回收乙酸酐。将残留液、 甲醇、氢氧化钠和水混合,加热回流3h。减压回收甲醇后,加水稀释,用氯仿 萃取三次,合并有机相,无水硫酸钠干燥。减压浓缩回收氯仿,得棕黄色产品 7-19,收率84.4%。
(二)、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的制备
1、4-甲氧基邻苯二胺的制备 (1)工艺原理
常用到的还原剂有:金属的酸溶液、催化氢化、水合肼和硫化钠等 方法。
(2)反应条件与影响因素
① 产品如何纯化?
② 产品如何保存?
(3)工艺过程
① 配料比: 重量配料比为4-甲氧基-2-硝基苯胺:SnCl2:浓HCl= 1:4.57:7.45.
学习内容
1
概述
203
2
合成路线与及其选择
204-208
3
奥美拉唑与中间体生产工艺原理及过程
209-218
4
原辅材料的制备和污染治理
219-220
第二节 合成路线及其选择
奥美拉唑合成线路分析:
断开a键
一、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇(7-6)与2-氯甲
基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐(7-7)反应
1,4-二甲氧基-3,5-二甲基吡啶鎓盐反应
碱金属盐7-25要求在低温下制备,丁基锂价格昂贵而且遇水和空气分解 反应条件苛刻。
学习内容
1
概述
203
2
合成路线与及其选择
204-208
3
奥美拉唑与中间体生产工艺原理及过程
209-218
4
原辅材料的制备和污染治理
219-220
本节以国内采用的合成路线为例,介绍奥美拉唑的生产
2、 2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐的制备 (1)工艺原理
(2)反应条件与影响因素
① 如何控制反应温度? ② 反应要求无水操作。
(3)工艺过程
搅拌下,将7-19的氯仿溶液降温至-5℃,滴加二氯亚砜,温度控制在0℃以 下,滴毕,室温搅拌2h。减压浓缩至干,将残留物用异丙醇和无水乙醚的混 合溶剂提纯,得7-7白色结晶,mp:126-128,收率63.1%。
(2)反应条件与影响因素
① 反应碱液配制的比例: 氢氧化钾:水:乙醇= 176g:126mL:374mL ② 反应中加水稀释的目的是什么?
(3)工艺过程
① 配料比: 重量配料比为4-甲氧基-2-硝基乙酰苯胺:碱液:水=1:1.86:1.56.
② 操作方法: 将7-10加到已经配制好的碱液中,回流15min后,加水,再回流15min, 冷却至0-5℃,抽滤,冰水洗涤三次,得砖红色固体的4-甲氧基-2-硝基 苯胺(7-11),mp122-123℃ ,收率88%。
(二) 2-氯甲基-3,5-二甲基-4-甲氧基吡啶盐酸盐(7-7) 的合成
氧化
来自百度文库硝化
醚化

氯化
重排
这是目前工业上采用的生产路线!
合成路线1
反应机理:
合成路线2

重排
(1)这个氧化反应机理是怎样的? (2)为何其他位置的CH3没有被氧化?
反应机理: 是Pyridine的Minsci reaction,自由基历 程。先生成Nmethoxypyridiniu m,然后经过如图反 应历程!
② 操作方法: 将SnCl2和浓HCl混合,搅拌溶解后,20℃加入4-甲氧基-2-硝基苯胺, 搅拌3h。滴加40%氢氧化钠溶液至pH为14,温度不超过40℃.用乙酸 乙酯萃取二次,合并有机相,水洗,无水硫酸钠干燥。减压蒸出有机溶 剂,得黄色油状物,冷冻后结晶为4-甲氧基邻苯二胺,收率为72%。
2、5-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-硫醇的制备
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