【正文】 化學(xué)制藥工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)題目：100噸/年阿司匹林車間工藝設(shè)計(jì)院系：藥學(xué)院班級(jí)：一班 設(shè)計(jì)人： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 化學(xué)制藥工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書系別：藥學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 設(shè)計(jì)人： 一：課題名稱年產(chǎn)100噸阿司匹林車間工藝設(shè)計(jì)二：原始數(shù)據(jù)及條件 年產(chǎn)100噸阿司匹林 原料：水楊酸、乙酸酐、三氯化鋁、乙醇 要求：原料工藝級(jí)純度三、設(shè)計(jì)要求 編輯一份設(shè)計(jì)說明書，主要內(nèi)容包括：（1） 標(biāo)題頁（2） 設(shè)計(jì)任務(wù)書（3） 目錄（4） 設(shè)計(jì)方案簡介（5） 工藝流程框圖及說明（6） 物料衡算（7） 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述（問題及建議）（8） 附圖（工藝流程簡圖）（9） 參考文獻(xiàn)圖紙需采用計(jì)算機(jī)繪圖和手繪四：設(shè)計(jì)日期 2013年11月20日 至 2013年12月15日 指導(dǎo)老師：游桂榮目錄一． 產(chǎn)品介紹：4二．設(shè)計(jì)任務(wù) 10三．產(chǎn)品方案10四．生產(chǎn)方法和工藝流程10五．格原料、中間產(chǎn)物的主要技術(shù)或規(guī)格13六．物料衡算20七．主要工藝設(shè)備選型21八．三廢處理及綜合利用21九．存在問題及建議21十．參考文獻(xiàn)22年產(chǎn)100噸阿司匹林車間工藝設(shè)計(jì)一、 產(chǎn)品介紹 產(chǎn)品簡介阿司匹林：結(jié)構(gòu)式分子量180阿司匹林即乙酰水楊酸（ Acetylsalicylic Acid）,它的別名有：醋柳酸，醋?；畻钏?，阿司匹靈，ASA, Aspirin等。本品為水楊酸類解熱鎮(zhèn)痛抗炎及抗通風(fēng)藥中最常用的藥物。本品為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，針狀或顆粒狀結(jié)晶，無臭或微帶醋酸臭，味微酸，在干燥空氣中穩(wěn)定，遇濕氣即緩緩水解成水楊酸與醋酸。難溶于水，水溶液曾酸性反應(yīng)。易溶于乙醇，溶于乙醚、氯仿，在無水乙醚中微溶，在氫氧化堿或碳酸堿溶液中溶解，但同時(shí)分解。它的熔點(diǎn)在１３２～１３５℃之間［１］。 發(fā)展概況早在1853年夏爾，弗雷德里克熱拉爾（Gerhardt）就用水楊酸與醋酐合成了乙酰水楊酸，但沒能引起人們的重視；1897年德國化學(xué)家菲利克斯霍夫曼又進(jìn)行了合成，并為他父親治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，療效極好；1899年由德萊塞介紹到臨床，并取名為阿司匹林（Aspirin）。到今日為止，阿司匹林已應(yīng)用百年，成為醫(yī)藥史上三大經(jīng)典藥物之一，至今它仍是世界上應(yīng)用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥，也是作為比較和評(píng)價(jià)其他藥物的標(biāo)準(zhǔn)制劑。在體內(nèi)具有抗血栓的作用，它能抑制血小板的釋放反應(yīng)，抑制血小板的聚集，這與TXA2生成的減少有關(guān)。臨床上用于預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)作。阿司匹林于1898年上市，發(fā)現(xiàn)它還具有抗血小板凝聚的作用，于是重新引起了人們極大的興趣。將阿司匹林及其他水楊酸衍生物與聚乙烯醇、醋酸纖維素等含羥基聚合物進(jìn)行熔融酯化，使其高分子化，所得產(chǎn)物的抗炎性和解熱止痛性比游離的阿司匹林更為長效。根據(jù)文獻(xiàn)記載，都說阿司匹林的發(fā)明人是德國的費(fèi)利克斯霍夫曼，但這項(xiàng)發(fā)明中，起著非常重要作用的還有一位猶太化學(xué)家阿圖爾艾興格林。阿圖爾艾興格林的辛酸故事發(fā)生在1934年至1949年間。1934年，費(fèi)利克斯霍夫曼宣稱是他本人發(fā)明了阿司匹林。當(dāng)時(shí)的德國正處在納粹統(tǒng)治的黑暗時(shí)期，對(duì)猶太人的迫害已經(jīng)愈演愈烈。在這種情況下，狂妄的納粹統(tǒng)治者更不愿意承認(rèn)阿司匹林的發(fā)明者有猶太人這個(gè)事實(shí)，于是便將錯(cuò)就錯(cuò)把發(fā)明家的桂冠戴到了費(fèi)利克斯霍夫曼一個(gè)人的頭上，為他們的“大日耳曼民族優(yōu)越論”貼金。納粹統(tǒng)治者為了堵住阿圖爾艾興格林的嘴，還把他關(guān)進(jìn)了集中營。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，大約在1949年前后，阿圖爾艾興格林又提出這個(gè)問題，但不久他就去世了。從此這事便石沉大海。英國醫(yī)學(xué)家、史學(xué)家瓦爾特斯尼德幾經(jīng)周折獲得德國拜爾公司的特許，查閱了拜爾公司實(shí)驗(yàn)室的全部檔案，終于以確鑿的事實(shí)恢復(fù)了這項(xiàng)發(fā)明的歷史真面目。他指出：在阿司匹林的發(fā)明中，阿圖爾艾興格林功不可沒。事實(shí)是在1897年，費(fèi)利克斯霍夫曼的確第一次合成了構(gòu)成阿司匹林的主要物質(zhì)，但他是在他的上司——知名的化學(xué)家阿圖爾艾興格林的指導(dǎo)下，并且完全采用艾興格林提出的技術(shù)路線才獲得成功的。我國于1958年開始生產(chǎn)。臨床應(yīng)用（１） 解熱作用：可使發(fā)熱病人的體溫降至正常，但對(duì)正常體溫?zé)o影響。常用于感冒，發(fā)熱過高。常將本品與鎮(zhèn)靜劑苯巴比妥或抗組織胺藥（如異丙嗪等）組成付方制劑，用于小兒發(fā)熱。（２） 鎮(zhèn)痛作用：本品通過抑制PGS合成而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效應(yīng)，但只具中等度鎮(zhèn)痛，又無成癮性，古臨床廣泛用于頭疼，牙痛，神經(jīng)痛，關(guān)節(jié)痛，肌肉痛及月經(jīng)痛等中度鈍痛，對(duì)外傷性劇痛及內(nèi)臟平滑肌絞痛無效。（３） 濕抗炎、抗風(fēng)效應(yīng)：抗炎作用也主要由于抑制PGS合成，從而取消PGS對(duì)緩激肽等致炎介質(zhì)的致敏作用，其抗風(fēng)濕作用除解熱、鎮(zhèn)痛等因素外，主要在于抗炎。臨床將本品作為急性風(fēng)濕性和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的主要藥物，（４） 抗血小板聚集作用：血小板的聚集對(duì)于止血和血栓的形成有密切的關(guān)系，本品對(duì)血小板聚集有特異的抑制作用，故臨床已廣泛用于防止術(shù)后血栓形成，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、短暫性腦缺血及心肌梗塞等。（５） 其它新用途：抑制腸道PGS合成，可用于治療腹瀉；干擾PGS 類物質(zhì)的形成而緩解偏頭痛發(fā)作；環(huán)節(jié)癌癥的痛疼；對(duì)因糖尿病所致的血栓性動(dòng)脈硬化病、壞疽、冠脈硬化有某些療效；還可用于治療大骨節(jié)病，早期老年性白內(nèi)障；小劑量乙酰水楊酸可預(yù)防妊娠高血癥和胎兒發(fā)育遲緩；亦可治療失眠；粉末外用可治療足蘚等［１］。藥理及作用 （1） 解熱鎮(zhèn)痛 藥理作用溫和而確實(shí)，用于感冒發(fā)熱、頭痛、神經(jīng)痛、肌肉痛、痛經(jīng)。 （2） 消炎抗風(fēng)濕 用于控制急性風(fēng)濕熱的療效訊速而確實(shí)，也用于鑒別診斷。為風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕熱的首選藥物。但由于抗風(fēng)濕治療劑量大，易引起胃潰瘍和胃出血。長期用藥對(duì)肝、腎都有損害，但損害是可逆的，停藥后可恢復(fù)。 （3） 防止血栓形成 小劑量阿司匹林能抑制血小板聚集，預(yù)防血管內(nèi)血栓形成。因此，可作為治療腦血栓及預(yù)防心肌梗塞發(fā)生的常規(guī)治療藥物。阿司匹林也能通過抑制動(dòng)脈管壁上脂肪類沉積斑的形成而預(yù)防和治療冠心病。在冠心病急性發(fā)作時(shí)，嚼碎阿司匹林后吞服效果比直接吞服更好。但長期、大量服用阿司匹林 5g/日以上，可抑制凝血酶原形成，延長凝血酶原時(shí)間，造成出血，可用維生素 K預(yù)防。大劑量水楊酸鹽能增加心排出量，由于水和鹽潴留而增加血容量，因而治療風(fēng)濕熱心肌炎和心力衰竭的風(fēng)濕性心肌炎患者應(yīng)避免使用。阿司匹林敏感者或劑量過大時(shí)易出現(xiàn)頭痛、眩暈、惡心、嘔吐、耳鳴、視力減退等中毒癥狀，為水楊酸反應(yīng)，一旦出現(xiàn)應(yīng)立即停藥，靜脈滴注碳酸氫鈉堿化尿液，加速水楊酸鹽排泄。（4）防治糖尿病及其并發(fā)癥 胰島的含淀粉多肽和胰島素是由在胰島的激素分泌中發(fā)揮主要作用的胰島的β細(xì)胞分泌的。β折疊多肽纖維的沉積作用形成的含淀粉沉淀是包括Ⅱ型糖尿病在內(nèi)的很多淀粉化紊亂性疾病的主要病理機(jī)制，在Ⅱ型糖尿病病人中觀察到的由含淀粉的多肽組成的含淀粉沉淀有細(xì)胞毒素作用并有明顯的引起β細(xì)胞功能退化作用。阿司匹林和其他的非類固醇消炎藥可以預(yù)防和逆轉(zhuǎn)人類含淀粉多肽的β折疊的結(jié)構(gòu)改變，因此，阿司匹林可以作為維持β細(xì)胞功能的藥物。糖尿病的慢性并發(fā)癥是糖尿病人的大敵，而在糖尿病的并發(fā)癥中，心血管疾病是最主要的，阿司匹林之所以能防治糖尿病引發(fā)的心臟病，部分原因就在于它通過乙酰化血小板的環(huán)氧酶阻止了凝血素在體內(nèi)合成。因此，美國糖尿病協(xié)會(huì)建議：在沒有出血性禁忌癥的情況下服用小劑量阿司匹林，可以作為非糖尿病人群預(yù)防心臟病的一種措施，而對(duì)于高風(fēng)險(xiǎn)的糖尿病患者來說，小劑量的阿司匹林應(yīng)用為一種預(yù)防心血管疾病的主要措施。 （5） 防治老年癡呆 據(jù)紐約艾伯塔愛因斯坦醫(yī)學(xué)院查德?利普頓博士研究發(fā)現(xiàn)，由于中樞炎癥，加重了老年癡呆癥，而按時(shí)服用阿司匹林的患者（如關(guān)節(jié)病，心臟病），患老年癡呆的幾率大大降低，其機(jī)制可能是：①阿司匹林可防治本病的炎癥過程；②阿司匹林可延緩老年人認(rèn)知功能的減退，有助于老年癡呆的防治。邁阿密大學(xué)醫(yī)學(xué)博士查利斯?翰尼肯斯說：“服用阿司匹林的老年人，其認(rèn)識(shí)能力的下降比例比一般人低”，所以，阿司匹林不但有益于老年癡呆癥病人，而且對(duì)為數(shù)眾多的老年健忘癥患者也頗具療效。日本廣島大學(xué)醫(yī)學(xué)院內(nèi)科教授的文章中也指出在老年癡呆病人的大腦中出現(xiàn)了免疫異常， 而阿司匹林和布洛芬等抗炎藥可糾正這種異常。美國的家庭醫(yī)生雜志也指出感染是老年性癡呆的發(fā)病因素之一， 由于阿司匹林可以抑制合成前列腺素的環(huán)氧化物酶2（cox2）的活性，因此，可以抑制前列腺素的合成，從而通過治療炎癥和其他機(jī)制來預(yù)防和治療老年性癡呆。 (6) 預(yù)防老年性白內(nèi)障 據(jù)國外觀察，每日口服小劑量(50mg)的腸溶阿司匹林，可延緩和預(yù)防老年性白內(nèi)障的形成，可推遲 10 年發(fā)病，并可使 45%以上的患者免于手術(shù)。這可能與 ASA 降血糖、降低血漿色氨酸和對(duì)丙醛活性的抑制作用有關(guān)，從而使阿司匹林能抑制晶狀體蛋白變性，預(yù)防和延緩白內(nèi)障的形成。 (7) 可以防治中風(fēng)及心肌梗塞 現(xiàn)已證實(shí)血栓素A2( TXA2) 是花生四烯酸在環(huán)氧化酶作用下轉(zhuǎn)化而成的，TXA2是強(qiáng)大的血小板釋放及聚集的誘導(dǎo)劑，它可直接誘發(fā)血小板釋放 ADP 進(jìn)一步加強(qiáng)血小板的聚集過程，而前列環(huán)素( PGI2) 是一個(gè)強(qiáng)力血管擴(kuò)張劑和血小板聚集抑制劑。研究發(fā)現(xiàn)，阿司匹林在血小板中干擾花生四烯酸轉(zhuǎn)化為 TXA2所需劑量大約是抑制花生四烯酸轉(zhuǎn)化為 PGI2劑量的 1/10，這有利于用小劑量阿司匹林抑制 TXA2的產(chǎn)生而對(duì) PGI2 的合成不發(fā)生影響。小劑量阿司匹林能使前列腺素的合成酶(環(huán)加氧酶) 活性中心的絲氨酸乙酰化而失活，因而減少血小板TXA2的生成，有抗血小板聚集及抗血栓形成的作用。臨床上已經(jīng)廣泛用于防治心、腦血管疾病。 國外文獻(xiàn)報(bào)道，阿司匹林防治心、腦血管疾病有效劑量為 30～1500 mg/d。國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道阿司匹林防治心、腦血管疾病的最佳劑量為 40mg/d，可選擇性抑制體內(nèi) TXA2的生成，改善 PGI2/TXA2的平衡，減少阿司匹林的副作用。目前主張，無論年齡、性別差異及患高血壓或糖尿病與否，應(yīng)當(dāng)在可疑心臟病發(fā)作或不穩(wěn)定心絞痛或有心臟病發(fā)作史、中風(fēng)、心絞痛、動(dòng)脈旁路手術(shù)或形成術(shù)或其它血管閉塞性病患中考慮用阿司匹林，然而對(duì)沒有既往血管疾病史的人們通常不推薦使用。 (8) 防治惡性腫瘤 近年來阿司匹林已逐漸應(yīng)用到結(jié)直腸癌及乳腺癌防治。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)使用阿司匹林可使結(jié)直腸癌發(fā)生的危險(xiǎn)性降低。其機(jī)制尚未清楚，可能與血中前列腺素(PG)降低有關(guān)。阿司匹林通過抑制環(huán)氧化酶2的活性而抑制PG的合成，通過抑制合成 PG 來抑制細(xì)胞增殖，提高免疫功能，或者通過抑制 PG 合成，使鳥氨酸脫羧酶活性下降，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞生長代謝降低。阿司匹林的作用是抑癌，而不是滅癌或溶癌。二、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目名稱：100噸每年阿司匹林車間工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)方法：以水楊酸為起始原料，經(jīng)酰化、結(jié)晶、精制等工序合成阿司匹林。生產(chǎn)能力：年產(chǎn)100噸阿司匹林主要原料、輔料：水楊酸、乙酸酐、三氯化鋁、乙醇工段產(chǎn)品：白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末的阿司匹林三、產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱和性質(zhì):產(chǎn)品名阿司匹林，白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，熔點(diǎn)132℃135℃。產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格：％的阿司匹林產(chǎn)品規(guī)模：100噸每年產(chǎn)品包裝方式：袋裝四、生產(chǎn)方法和工藝流程生產(chǎn)工藝路線比較（1）采用乙酸酐為乙酰化劑的生產(chǎn)路線 ％的水楊酸和乙酸酐以25:27的比例混合后，投入帶配有冷凝器的燒瓶中，在水浴上控溫80℃—90℃，反應(yīng)約30分鐘，于減壓下蒸去過量乙酸酐及反應(yīng)中的乙酸，其蒸出物約16份，余量重為31份。再用2倍的苯重結(jié)晶，可得18份純品。若將余液濃度增高，還可收到10份純品。 此法所用原料價(jià)廉易得，且反應(yīng)溫度易實(shí)現(xiàn)，操作簡單，產(chǎn)品收率較高，但反應(yīng)時(shí)間約3小時(shí)，耗能較大，成本增加，且濃硫酸對(duì)設(shè)備的腐蝕較大，對(duì)環(huán)境污染較大，且易發(fā)生副發(fā)應(yīng)而使產(chǎn)品色澤深，不利于提純。（2）采乙酰氯及吡啶為乙酰化劑的工藝路線 ％的水楊酸以14:10的比例投入純吡啶中，加溫使之溶，再用冰冷劑使之冷，然后徐徐加入乙酰氯，初滴入時(shí)其物料即變漿體，次為液體，后又變濃。于水浴鍋上加熱10分鐘，放在冰上，并攪拌使粘稠液體變?yōu)楣腆w，粉碎；水洗并于60℃—70℃下干燥得粗品的13份，在苯中重結(jié)晶可得純品。 此法反應(yīng)時(shí)間較短，但工序復(fù)雜，操作條件不易實(shí)現(xiàn)，且