对乙酰氨基酚的合成路线的选取

目录一、生产任务--------------------------------------------------------------3二、产品介绍及前景展望---------------------------------------------------3三、生产工艺路线选择-----------------------------------------------------31.对乙酰氨基酚的二步合成法-----------------------------------------------------------------32 对乙酰氨基酚的一步合成法（对氨基酚乙酰化---------------------------43 生化合成法------------------------------------------------------------------------------------44 结论-----------------------------------------------------------------------------------------------5四.对乙酰氨基酚的工艺流程-------------------------------------------------------------------------51 反应方程式--------------------------------------------------------------------------------------52、对乙酰氨基酚的工艺流程------------------------------------------------------------------63.车间布置------------------------------------------------------------------------------------------8五、物料衡算--------------------------------------------------------------------------------------------91酰化反应罐的物料衡算------------------------------------------------92酸洗离心机的物料衡算------------------------------------------------103水洗离心机的物料衡算------------------------------------------------11 4精制脱色罐的物料衡算------------------------------------------------125精制结晶罐的物料衡算------------------------------------------------12 6精制离心罐的物料衡算------------------------------------------------13 7流化床的物料衡算----------------------------------------------------13 六、能量衡算-------------------------------------------------------------------------------------------141反应罐能量衡算基本公式--------------------------------------------------------------------142 比热容的计算----------------------------------------------------------------------------------143 能量衡算---------------------------------------------------------- 15七、主要工艺设备计算------------------------------------------------------------------------------1 71工艺设备选型原则----------------------------------------------------------------------------172 主要工艺设备计算---------------------------------------------------173主要设备选型-----------------------------------------------------------------------------------19八、技术安全及劳动保护----------------------------------------------------------------------------20 九、原辅料、成品的质量标准----------------------------------------------------------------------201、原辅料、成品的质量标准--------------------------------------------------------------------202、包装材料----------------------------------------------------------------------------------------21十、课程设计总结------------------------------------------------------------------------22十一、参考文献---------------------------------------------------------------------------24一、生产任务：1、设计项目：对乙酰氨基酚的车间工艺设计。

对乙酰氨基酚合成实验报告一、实验目的1、掌握对乙酰氨基酚的合成原理和方法。

2、熟悉重结晶、抽滤等基本操作技术。

3、学会利用熔点测定、红外光谱等手段对产物进行表征和纯度分析。

二、实验原理对乙酰氨基酚（Paracetamol），化学名为 N(4-羟基苯基)乙酰胺，是一种常见的解热镇痛药。

其合成路线通常是以对硝基苯酚为原料，经还原得到对氨基酚，再与乙酸酐反应生成对乙酰氨基酚。

对硝基苯酚在铁粉和盐酸的作用下被还原为对氨基酚，反应式如下：＼＼begin{align}C_{6}H_{4}N_{2}O_{3}＋3Fe+6HCl&＼longrightarrowC_{6}H_{7}NO+3FeCl_{2}＋2H_{2}O\＼＼end{align}＼对氨基酚与乙酸酐发生酰化反应生成对乙酰氨基酚，反应式如下：＼＼begin{align}C_{6}H_{7}NO+（CH_{3}CO)＿{2}O&＼longrightarrowC_{8}H_{9}NO_{2}＋CH_{3}COOH\＼＼end{align}＼三、实验仪器与试剂1、仪器圆底烧瓶、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、布氏漏斗、抽滤瓶、玻璃棒、温度计、电子天平、熔点测定仪、红外光谱仪。

2、试剂对硝基苯酚、铁粉、盐酸、乙酸酐、乙醇、活性炭。

四、实验步骤1、对氨基酚的制备在 250 mL 圆底烧瓶中，加入 55 g 对硝基苯酚、16 g 铁粉和 70 mL 水，再缓慢滴加 20 mL 浓盐酸。

搅拌下加热回流 1 小时，使反应充分进行。

反应结束后，趁热过滤，除去未反应的铁粉。

滤液冷却至室温，用 40%的氢氧化钠溶液调节 pH 至 7 8，析出对氨基酚固体。

抽滤，水洗至中性，干燥，得到对氨基酚粗品。

2、对乙酰氨基酚的合成将上述制得的对氨基酚粗品置于 100 mL 圆底烧瓶中，加入 10 mL乙酸酐，搅拌下缓慢加热至 100℃，回流反应 30 分钟。

反应结束后，将反应液倒入 150 mL 冷水中，搅拌，析出结晶。

对乙酰氨基酚的制备一、实验目的1、了解选择性乙酰化对氨基酚的氨基而保留酚羟基的方法2、掌握易被氧化产品的重结晶精制方法。

二、实验原理对乙酰氨基酚为解热镇痛药，国际非专有药名为Paracetamol。

它是最常用的非甾体抗炎解热镇痛药，解热作用与阿司匹林相似，镇痛作用较弱，无抗炎抗风湿作用，是乙酰苯胺类药物中最好的品种。

特别适合于不能应用羧酸类药物的病人。

用于缓解轻中度疼痛，如头痛、肌肉痛、关节痛以及神经痛、痛经、癌性痛和手术后止痛等。

尤其用于对阿司匹林过敏或不能耐受的患者。

对各种剧痛及内脏平滑肌绞痛无效。

对乙酰氨基酚（N-(4-羟基苯基)乙酰胺），分子式C8H9NO2，分子量151.170，熔点168-172℃，通常为白色结晶性粉末，无臭，味微苦，能溶于乙醇、丙酮和热水，微溶于水，不溶于石油醚及苯，通常由对氨基酚酰化制得。

用计算量的醋酐与对氨基酚在水中反应，可迅速完成N－乙酰化而保留酚羟基。

三、仪器与试药1、主要仪器：圆底烧瓶（100ml,1支）；温度计（250℃，1支）；玻璃棒1根；吸滤瓶（1000ml，1只）；布氏漏斗（80mm，1只）；量筒（50ml或100ml，1只）；表面皿1只；烧杯（大中小各1只）；水浴加热装置1套。

2、试剂：对氨基苯酚（10.6g），亚硫酸氢钠（0.53g），醋酐（12ml），蒸馏水，活性炭（1g）。

四、实训步骤1、对乙酰氨基酚的制备：于的100ml圆底烧瓶中加入对氨基苯酚10.6g，水30ml，醋酐12ml，轻轻振摇成均相，再于80℃水浴中加热30min，放冷，析晶，过滤，滤饼以10ml冷水洗2次，抽干，干燥，得对乙酰氨基酚粗品（约12克）。

流程：对氨基酚、水、醋酐→反应30min→放冷→析晶→过滤→洗涤→抽干→干燥→粗品2、精制：于100ml圆底烧瓶中加入对乙酰氨基酚粗品，每克用水5ml，加热使溶，稍冷后加入活性碳1g，煮沸5min，在吸滤瓶中先加入亚硫酸氢钠0.5g，趁热过滤，滤液放冷析晶，过滤，滤饼以0.5%亚硫酸氢钠溶液5ml分2次洗涤，抽干，干燥，得白色的对乙酰氨基酚纯品（约8g，mp.168－170℃）。

对乙酰氨基酚的合成方法1合成方法方法1[1]：以对硝基苯酚为原料以对硝基苯酚为原料，用铁粉还原，滤除铁泥，滤液冷却结晶，再经重结晶、干燥等步骤制得成品PAP，再在含对氨基酚硫酸盐和苯胺硫酸盐的水溶液中,用氨水调节pH到5,用蒸馏法除去苯胺后在20℃用醋酐酰化,同时用氨水维持pH在5,可得含量为95%的APAP。

文献报道,用醋酸乙酯或醋酸代替水介质,可提高酰化率到92.2%,且溶剂易回收,废水污染降低。

优缺点：此法工艺简单，技术成熟，但收率低，产品质量不稳定，产生大量废铁泥和废水，严重污染环境，国外许多国家已淘汰此法。

方法2[3]：以苯酚为原料OH的衍生以苯酚为原料,以聚磷酸为催化剂,与冰醋酸和NH2物或盐,在80℃反应后用冰水处理,再用10%NaOH调节pH值到4,经回流、冷却、萃取等步骤得APAP,纯度可达98%。

反应式为:方法3[3]:以PNP为原料以PNP为原料,在醋酸和醋酐混合液中,用5%Pd/C作催化剂,催化氢化继而乙酰化,一步合成APAP,总收率为80%。

美国专利采用5%Pd/C催化剂将PNP还原一半后加入乙酐,使加氢与酰化同时进行,总收率为81.2%。

反应式为:采用Pd-La/C催化加氢一步合成的最佳工艺条件为:温度140℃,压力0.7Mpa,时间2h,收率97%。

方法4[4]：以对羟基苯乙酮为原料以对羟基苯乙酮为原料，在KI、醋酸酯存在下,经Beckmann重排可得APAP。

进行Beckmann重排反应时,常用氯化亚砜、三氯氧磷、甲磺酸、硫酸、五氯化磷作催化剂,文献报道对羟基苯乙酮于液体二氧化硫中用氯化亚砜作催化剂,收率88.7%,但需-50℃低温。

用氯化亚砜在回流下通氮气进行重排,并加入少量碘化钾以防止3-氯-4-羟乙酰苯胺副产物的生成,收率99%。

优缺点：反应条件非常苛刻需，-50℃低温，但收率较高。

若对氨基酚乙酸酯在仲丁醇、磷酸、醋酸存在下加热到100℃,反应一定时间后,真空蒸除溶剂可得到含量95%的粗APAP。

对乙酰氨基酚的生产工艺乙酰氨基酚，化学名称是N-乙酰-对氨基酚，是一种非处方药，主要用于退热和缓解轻度到中度疼痛。

下面将介绍对乙酰氨基酚的生产工艺。

一、原料准备对乙酰氨基酚的生产所需要的主要原料有：对氨基酚、酞丁嗪、琥珀酸二乙酯、氢氧化钠、醋酸乙酯、氯化亚铜等。

二、反应步骤1. 氮化钠法脱水将对氨基酚与少量的氮化钠混合，通过加热蒸馏的方式进行脱水反应。

此步骤主要目的是去除对氨基酚中的水分，提高反应效率。

2. 对氨基酚乙酰化反应将脱水后的对氨基酚与酞丁嗪、琥珀酸二乙酯等原料混合，通过加热反应制备对乙酰氨基酚。

这个反应是一个酯化反应，生成对乙酰氨基酚和酯化副产物。

3. 酯化副产物的水解由于酯化反应会生成一定量的酯化副产物，需要将这些副产物进行水解。

将反应混合物加入氢氧化钠溶液中，并通过加热反应来完成酯化副产物的水解。

4. 精制和提纯通过溶剂萃取、晶体分离、洗涤等步骤对反应产物进行进一步的精制和提纯。

这个过程主要是去除杂质，提高产物纯度。

5. 干燥和包装用适当的方法将对乙酰氨基酚进行干燥，去除残留的水分。

干燥后的产物可以根据需求进行包装，以便于后续的贮存和使用。

三、安全防护在对乙酰氨基酚的生产工艺中，需要注意一些安全防护措施。

如佩戴防护手套、防护眼镜等，以防止与化学物品直接接触造成伤害。

同时，在反应过程中需要进行严格的操作控制，确保工艺过程的安全性和稳定性。

总结起来，对乙酰氨基酚的生产工艺包括原料准备、反应步骤、精制和提纯、干燥和包装等过程。

这些步骤属于基本的有机合成反应，通过适当的工艺控制和安全防护措施，可以高效地进行对乙酰氨基酚的生产。

实验三对乙酰氨基酚的合成
实验三对乙酰氨基酚的合成
〔目的及要求〕
1、掌握溶解金属的还原反应。

2、掌握不稳定中间体处理及反应条件控制。

3、掌握乙酰化基本操作方法。

4、本实验要求产品总收率在30%以上，产品基本符合药典要求。

〔基本操作〕
一、.还原
1000 ml烧杯上装置温度计、机械搅拌，加入8.4 g氯化铵、266 ml水，剧烈搅拌下加入14 ml新蒸苯甲醛，然后加入20 g锌粉，大约15分钟加完，温度自动上升，继续搅拌反应15分钟，趁热抽滤，以80 ml热水洗涤滤渣。

滤液加入食盐饱和，冰浴冷却约1小时，抽滤，用冷水洗涤，干燥后用苯重结晶，测熔点，计算收率。

二、.重排
在用冰盐浴冷却的1000 ml烧杯中，加入10 ml浓H2SO4及30 g冰，低温下加入2.2gN-苯基羟胺，然后加入200 ml水，加热至沸反应15分钟，放冷用NaHCO3中和，食盐饱和，抽滤，用乙醚分别提取滤液及滤渣三次，合并提取液，用无水MgSO4干燥。

蒸干乙醚，得对氨基苯酚粗品。

三、.乙酰化反应
将5.5 g对氨基苯酚粗品溶于15 ml水中，加入6 ml醋酐，剧烈振摇，水浴上加热10分钟，冷却后抽滤，冷水洗涤。

用热水重结晶后测熔点，称重并计算每步及总收率。

〔思考题〕
1. 结合药化课堂知识，比较对乙酰氨基酚各种合成途径的优缺点。

2. Bamberger重排的原理是什么？
3. N－苯基羟胺（苯胲）为不稳定中间体，试查阅有关资料。

4. 查阅药典，了解有关对乙酰氨基酚的质检内容。