年产300吨化学原料药地塞米松车间的工程设计文献综述

 2022-12-24 13:48:34

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题背景

地塞米松(dexamethasone,简称DXMS)又名氟美松、德沙美松、氟甲强的龙,临床上它是一个长效的糖皮质激素,属于孕甾烷类肾上腺皮质激素,是参与人体的糖、脂肪、蛋白质三大物质代谢的重要激素,该药物脂溶性大,易通过细胞膜进入细胞,与存在于所有细胞中的胞质特异受体结合。地塞米松原料药可制成注射剂、口服剂、外用制剂等,其中地塞米松片为白色,味微甜带苦。

地塞米松于上世纪四、五十年代研制成功,化学结构为泼尼松的B环9alpha;位引入氟原子,D环16alpha;位引入甲基;9alpha;氟及16alpha;甲基均使其抗炎活性显著增强,而16alpha;甲基则显著地降低了地塞米松的水钠潴留副作用,被誉为皮质激素之王。地塞米松的药理作用为抗炎、抗内毒素、抑制免疫和抗休克等,并且用量少,水钠潴留和排甲轻微,对垂体-肾上腺抑制较强,可减轻机体组织对损害性刺激所产生的病理性反应,故临床上广泛应用于治疗多种疾病,如:通过抑制炎症细胞的聚集、抑制吞噬作用、抑制溶酶体酶的释放以及抑制炎症化学中介物的合成与释放,达到抗炎作用,有效治疗了皮炎、溃疡性结肠炎等疾病;或是抑制细胞介导的免疫反应,减少T淋巴细胞单核细胞、嗜酸性粒细胞的数目,降低免疫球蛋白与细胞表面受体结合的能力,并抑制白介素的合成和释放,从而降低T淋巴细胞向淋巴母细胞的转化,减轻原发免疫反应的扩展,达到治疗系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等自身免疫性疾病的作用;同时也可干扰免疫系统,激活淋巴因子而产生活性酶物质,从而降低细胞膜的通透性,用于牛、羊食物中毒的恢复期;还可稳定体内的溶酶体,抑制荨麻疹、过敏性充血等病理性变化以及支气管炎、哮喘等疾病。

近年来,国内企业和科研机构继续对地塞米松生产工艺进行深入研究,取得了不少中国专利。目前合成地塞米松的化学工艺路线有多种,需要经过化学合成、化学半合成和微生物转化,生产工艺复杂,技术含量高,是典型的间歇生产过程。在地塞米松的成产过程中,一般以薯蓣皂素、番麻皂素、剑麻皂素等皂素为起始原料,转化成双烯醇酮醋酸酯等核心原料再进行生产;也可以胆固醇或豆甾醇等植物甾醇为起始原料,通过微生物转化将其侧链降解为雄烯二酮、雄二烯二酮、9-羟基雄烯二酮等核心原料后生产甾体类药物。出于降低成本以及简便易得角度的考虑,半合成的薯蓣皂素作为合成甾体类激素的起始原料被大量使用。

以薯蓣皂素为起始原料进行化学制备后先得到原料双烯醇酮醋酸酯,然后用现有的两条工艺路线来制备最终的目标产物地塞米松。第一条路线是先从双烯醇酮醋酸酯D环进行修饰,但整条工艺路线步骤复杂多达十四步以上,且在引入C-16位甲基时易燃易爆不利于工业化生产,副产物多,结果收率不高,所以我国研究人员在此基础上设计了一条新的工艺路线,即从双烯醇酮醋酸酯A环开始进行修饰,并在该过程中使用梨头霉菌、简单节杆菌进行选择性好,专一性高的生物转化,该工艺的优点是采用已有的中间体为起始原料,路线简洁,没有昂贵的辅料,地塞米松的总收率达到30%,优于历史上的地塞米松及其衍生物的合成方法,同时避免有毒试剂三氧化铬的使用,减少了三废污染,另外可使倍他米松与地塞米松并线生产,生产成本和工业化条件大大降低,成为我国目前较为理想的生产工艺路线。

从A环开始进行修饰的路线,是先将薯蓣皂素转化为双烯醇酮醋酸酯,然后以双烯醇酮醋酸酯为原料经过A环等一系列修饰得到关键中间体1,4,9,16-四烯-孕甾-3,20-二酮,然后该中间体经过格式反应、环氧化反应、上氟反应、上碘反应、置换反应和水解反应等系列反应后,完成了对中间体9、11、16、17、21位的改造,从而得到地塞米松原料药,接着对制得的原料药进行科学合理的储存,整个生产过程到此结束,产品收率得到保障。

  1. 要解决的问题
  2. 生产设计制度

制定生产班制、装置生产时间及生产计划进度

2、工艺流程设计

  1. 编制物料及热量平衡计算书
  2. 绘制带控制点工艺流程图(体现控制方案)

3、设备选型及设计

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