头孢氨苄生产工艺流程.ppt
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废水是指青霉素G经氧化、扩环、重排后所得 的头抱 G酸经结晶、过滤后所剩的母液，来自 某制药公司的头抱G酸生产工段，所含各物质的 相关质量分数为：0.19％，甲苯0. 4％，其它未 知杂质及色素:pH为3.0，COD为80-90g/L
工艺流程
废水成分复杂，单一使用一种树脂，难以达到较好 效果，故采用多种树脂多级串联的方法进行试验探 索，并设计了如图1的流程
化S-氧物 重排物
7-ADCA酯PTS盐
亚胺醚
7-ADCA酯
头孢氨苄
合成头孢氨苄工艺流程
“三废”的治理措施
1.废水中含有各类盐分与有机物，经生化 处理后，无毒排放；
2.有毒害性气体通过系列排毒装置引至烟 囱高排；
3.废渣中的有机残渣采取焚烧方式处理， 无机盐可采取相应的回收方式处理；
4.有机溶剂采用蒸馏塔回收，用于生产过 程。残渣进行焚烧处理。
树脂吸附法处理废水青霉素G酯化氧化产生的废水
其生产过程中产生大量的废水(生产1kg头头孢 G酸产生240kg废水)，废水中含有多种有机溶剂 和有毒物质，抑止好氧微生物生长，降低废水生 化处理的效率。如果在“三废”处理前，进行有 效预处理，去除其中的溶剂和有毒物质，降低废 水COD，不但可以降低三废处理的成本，还可 回收溶剂、原料等，实现资源循环利用。
头孢氨苄
简介
药理性质
抗菌谱：
对G+菌效果较好 对G-菌效果较差 该品通 过抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破 裂溶解，从而达到杀菌作用。该品为广谱抗生 素。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌 作用，注射后吸收迅速而完全，生物利用率高。 特别加入增效抗炎因子，使该品具有标本兼治 得效果，其杀菌能力比青霉素类大20倍，比磺 胺类大10倍、比喹诺酮类大5倍。
总结
通过本次课程设计我们详细的 学习和了解头孢类抗生素药品的 发展历史和相关合成方法。头孢 氨苄作为第一代头孢类抗生素， 在生产和应用方面都已经非常成 熟。世界各国在最近几年都加大 力度研究酶法生产头孢氨苄的技 术。我们相信在未来抗生素药类 市场头孢氨苄仍会占据很大的比 例
谢谢观看
O
S
N
CH2OCOCH
COOH
H2N O
S
N
CH2OCOCH
COOH
NH2
CHCOHN O
S N
. H2O
CH3
COOH
头孢氨苄
简介
头孢氨苄的结构\名称
NH2 CHCOHN
O
S
65 4
N 1 23
. H2O
CH3
COOH
又称先锋Ⅳ \ 头孢力新
（6R，7R）-3-甲基-7-[（R）-2-氨基-2-苯乙 酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛2-烯-2-甲酸一水合物
化学制药工艺实例
头孢氨苄的生产工艺
头孢氨苄简介
• 发展过程 • 结构 • 名称 • 药理性质和临床医用 • 理化性质
头孢氨苄
简介
发展过程
青 霉 素
头 孢 菌 素
一二 代代 头头 孢孢 菌菌 素素
三 代 头 孢 菌 素
四 代 头 孢 菌 素
头孢氨苄
发展过程
头孢菌素C
氨7-基头孢烷酸
头孢氨苄
简介
COOH2NHC(H2C)3OCHN
浓缩，冷却得黄色结晶，过滤、洗涤、干燥得重排物熔点 l25-127°，将重排物溶人二氯乙烷，冷至-10°加人砒啶 和五氯化磷，于-5°反应2h，再降温到-15勺，缓缓加人 甲醇醚化，-10°反应1．5h加水室温水解30min，用4％ 氢氧化钠中和PH6.5-7.0，分取有机层，浓缩，加PTS结
晶，过滤洗涤干燥得7-ADCA脂PTS盐。
头孢G酸废水
I级吸附 II级吸附
树脂
解吸
树脂 解吸
丙酮（解吸剂） 有用有机物
回收砒啶
废水排放
此法的实际应用效果
由上表可见，处理后废水COD的平均去除率达90％， 头孢G酸、砒啶盐、有机硅及溶媒的平均去除率达 99.0％、98．7％、86．7％及85．0％。浓缩后的废 水一部分通过精馏回收解吸剂和有机溶媒，另一部分 用于回收砒啶，重新应用于头泡G酸生产。在达到环 保效果的同时，实现了资源循环利用。经过处理后的 废水可循环套用于系统中，实现0水耗，且运行工作 量较小。
杆 菌 细
DEAE纤维素
头孢氨苄
胞
微生物酶酰化路线的生产工艺多采用固相酶术，
将无色杆菌细胞吸附在DEAE(二乙胺乙基)一纤
维素载体上，将此固相装柱，通入0．1％七氨基 脱乙酰氧基头孢烷酸(7一ADCA)和0．5％D苯甘 氨酸甲酯，5h后，85％的7-ADCA转化为头孢氨
苄。
2.苯甘氨酸无水酰化法
苯甘氨酸无水酰化路线的生产工艺基本原理是以苯甘氨酸 为原料，进行二次酰基化；将7-ADCA与三甲基氯硅烷反 应得到二硅烷基化的产物；将上述两步反应产物的进一步
在固态及干燥状态下比较稳定，遇热、强 酸、强碱和紫外线均易分解；
pH3.5～5.5，其水溶液在pH8.5以下较稳 定，但在pH9以上则迅速被破坏。
头孢氨苄的合成路线和选择
微生物酶酰化法 苯甘氨酸无水酰化法 苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺
Βιβλιοθήκη Baidu
7-ADCA 1.微生物酶酰化法
无 色
0.5%D-苯甘氨 酸甲酯
临床用途：
适用部位：呼吸道 泌尿道 皮肤和软组
织
适用症：流行性感冒，气肿疽、恶性水
肿、坏死杆菌病、等所引起的败血性高 热（41～43℃）或持续低温（37℃以下） 喜喝冷水、无神嗜睡、行走拐跛、耳部 变蓝、流泪等。同时用于治疗各种炎症
疾患
剂型
头孢氨苄理化性质
白色或乳黄色结晶性粉末，微臭；
水中微溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶；
3.酯化水解：
将得到的7-ADCA酯游离后，再与苯甘氨酰发生酰 化反应，生成头孢酯酰化物。最后在锌粉和甲酸进
行还原性水解，得到头孢氨苄
生产头孢氨苄的操作流程
酯 化
氧 化
重 排 扩
氯 化
醚 化
水
成酰 盐化
水 解
环
解
原料 结晶过滤干燥 氯亚胺物
结晶过滤干燥 浓缩过滤干燥
过滤结晶离心
结晶过滤干燥
萃取分层浓缩
反应得到头孢氨苄。合成工艺路线如下：
3.苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺
苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合路线的生产工 艺以青霉素G为原料，通过扩环重排，裂 解为7-ADCA，再与苯甘氨酸酰氯缩合。以 下详细介绍这条工艺路线
此法主要包括下面四个反应步骤：1)酯 化氧化 ; 2)重排、扩环、氯化醚化、水解、 成盐 ; 3)酰化; 4)水解 下面将分别介绍下 列四个步骤的有关反应。
1.酯化氧化：
将丙酮、吡啶、三氯乙醇、青霉素G钾加入反应罐搅 拌，控温10℃滴加三氯氧磷，反应1h，酯化液转入氧化 罐，保持0℃滴加过氧乙酸和双氧水的混合物，20℃下反
应2 h，加水，静置、过滤干燥得到S-氧化物
2.重排、扩环、氯化醚化、水解、成盐：
乙酸丁酯、 s-氧化物、磷酸、砒啶，回流搅拌3h，减压
工艺流程
废水成分复杂，单一使用一种树脂，难以达到较好 效果，故采用多种树脂多级串联的方法进行试验探 索，并设计了如图1的流程
化S-氧物 重排物
7-ADCA酯PTS盐
亚胺醚
7-ADCA酯
头孢氨苄
合成头孢氨苄工艺流程
“三废”的治理措施
1.废水中含有各类盐分与有机物，经生化 处理后，无毒排放；
2.有毒害性气体通过系列排毒装置引至烟 囱高排；
3.废渣中的有机残渣采取焚烧方式处理， 无机盐可采取相应的回收方式处理；
4.有机溶剂采用蒸馏塔回收，用于生产过 程。残渣进行焚烧处理。
树脂吸附法处理废水青霉素G酯化氧化产生的废水
其生产过程中产生大量的废水(生产1kg头头孢 G酸产生240kg废水)，废水中含有多种有机溶剂 和有毒物质，抑止好氧微生物生长，降低废水生 化处理的效率。如果在“三废”处理前，进行有 效预处理，去除其中的溶剂和有毒物质，降低废 水COD，不但可以降低三废处理的成本，还可 回收溶剂、原料等，实现资源循环利用。
头孢氨苄
简介
药理性质
抗菌谱：
对G+菌效果较好 对G-菌效果较差 该品通 过抑制细胞壁的合成，使细胞内容物膨胀至破 裂溶解，从而达到杀菌作用。该品为广谱抗生 素。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌 作用，注射后吸收迅速而完全，生物利用率高。 特别加入增效抗炎因子，使该品具有标本兼治 得效果，其杀菌能力比青霉素类大20倍，比磺 胺类大10倍、比喹诺酮类大5倍。
总结
通过本次课程设计我们详细的 学习和了解头孢类抗生素药品的 发展历史和相关合成方法。头孢 氨苄作为第一代头孢类抗生素， 在生产和应用方面都已经非常成 熟。世界各国在最近几年都加大 力度研究酶法生产头孢氨苄的技 术。我们相信在未来抗生素药类 市场头孢氨苄仍会占据很大的比 例
谢谢观看
O
S
N
CH2OCOCH
COOH
H2N O
S
N
CH2OCOCH
COOH
NH2
CHCOHN O
S N
. H2O
CH3
COOH
头孢氨苄
简介
头孢氨苄的结构\名称
NH2 CHCOHN
O
S
65 4
N 1 23
. H2O
CH3
COOH
又称先锋Ⅳ \ 头孢力新
（6R，7R）-3-甲基-7-[（R）-2-氨基-2-苯乙 酰氨基]-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛2-烯-2-甲酸一水合物
化学制药工艺实例
头孢氨苄的生产工艺
头孢氨苄简介
• 发展过程 • 结构 • 名称 • 药理性质和临床医用 • 理化性质
头孢氨苄
简介
发展过程
青 霉 素
头 孢 菌 素
一二 代代 头头 孢孢 菌菌 素素
三 代 头 孢 菌 素
四 代 头 孢 菌 素
头孢氨苄
发展过程
头孢菌素C
氨7-基头孢烷酸
头孢氨苄
简介
COOH2NHC(H2C)3OCHN
浓缩，冷却得黄色结晶，过滤、洗涤、干燥得重排物熔点 l25-127°，将重排物溶人二氯乙烷，冷至-10°加人砒啶 和五氯化磷，于-5°反应2h，再降温到-15勺，缓缓加人 甲醇醚化，-10°反应1．5h加水室温水解30min，用4％ 氢氧化钠中和PH6.5-7.0，分取有机层，浓缩，加PTS结
晶，过滤洗涤干燥得7-ADCA脂PTS盐。
头孢G酸废水
I级吸附 II级吸附
树脂
解吸
树脂 解吸
丙酮（解吸剂） 有用有机物
回收砒啶
废水排放
此法的实际应用效果
由上表可见，处理后废水COD的平均去除率达90％， 头孢G酸、砒啶盐、有机硅及溶媒的平均去除率达 99.0％、98．7％、86．7％及85．0％。浓缩后的废 水一部分通过精馏回收解吸剂和有机溶媒，另一部分 用于回收砒啶，重新应用于头泡G酸生产。在达到环 保效果的同时，实现了资源循环利用。经过处理后的 废水可循环套用于系统中，实现0水耗，且运行工作 量较小。
杆 菌 细
DEAE纤维素
头孢氨苄
胞
微生物酶酰化路线的生产工艺多采用固相酶术，
将无色杆菌细胞吸附在DEAE(二乙胺乙基)一纤
维素载体上，将此固相装柱，通入0．1％七氨基 脱乙酰氧基头孢烷酸(7一ADCA)和0．5％D苯甘 氨酸甲酯，5h后，85％的7-ADCA转化为头孢氨
苄。
2.苯甘氨酸无水酰化法
苯甘氨酸无水酰化路线的生产工艺基本原理是以苯甘氨酸 为原料，进行二次酰基化；将7-ADCA与三甲基氯硅烷反 应得到二硅烷基化的产物；将上述两步反应产物的进一步
在固态及干燥状态下比较稳定，遇热、强 酸、强碱和紫外线均易分解；
pH3.5～5.5，其水溶液在pH8.5以下较稳 定，但在pH9以上则迅速被破坏。
头孢氨苄的合成路线和选择
微生物酶酰化法 苯甘氨酸无水酰化法 苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺
Βιβλιοθήκη Baidu
7-ADCA 1.微生物酶酰化法
无 色
0.5%D-苯甘氨 酸甲酯
临床用途：
适用部位：呼吸道 泌尿道 皮肤和软组
织
适用症：流行性感冒，气肿疽、恶性水
肿、坏死杆菌病、等所引起的败血性高 热（41～43℃）或持续低温（37℃以下） 喜喝冷水、无神嗜睡、行走拐跛、耳部 变蓝、流泪等。同时用于治疗各种炎症
疾患
剂型
头孢氨苄理化性质
白色或乳黄色结晶性粉末，微臭；
水中微溶，在乙醇、氯仿或乙醚中不溶；
3.酯化水解：
将得到的7-ADCA酯游离后，再与苯甘氨酰发生酰 化反应，生成头孢酯酰化物。最后在锌粉和甲酸进
行还原性水解，得到头孢氨苄
生产头孢氨苄的操作流程
酯 化
氧 化
重 排 扩
氯 化
醚 化
水
成酰 盐化
水 解
环
解
原料 结晶过滤干燥 氯亚胺物
结晶过滤干燥 浓缩过滤干燥
过滤结晶离心
结晶过滤干燥
萃取分层浓缩
反应得到头孢氨苄。合成工艺路线如下：
3.苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合工艺
苯甘氨酰氯与7-ADCA缩合路线的生产工 艺以青霉素G为原料，通过扩环重排，裂 解为7-ADCA，再与苯甘氨酸酰氯缩合。以 下详细介绍这条工艺路线
此法主要包括下面四个反应步骤：1)酯 化氧化 ; 2)重排、扩环、氯化醚化、水解、 成盐 ; 3)酰化; 4)水解 下面将分别介绍下 列四个步骤的有关反应。
1.酯化氧化：
将丙酮、吡啶、三氯乙醇、青霉素G钾加入反应罐搅 拌，控温10℃滴加三氯氧磷，反应1h，酯化液转入氧化 罐，保持0℃滴加过氧乙酸和双氧水的混合物，20℃下反
应2 h，加水，静置、过滤干燥得到S-氧化物
2.重排、扩环、氯化醚化、水解、成盐：
乙酸丁酯、 s-氧化物、磷酸、砒啶，回流搅拌3h，减压