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原料葯減壓蒸餾工藝sop標准

發布時間:2024-04-19 08:02:04

㈠ 常減壓蒸餾的原理,工藝流程

常壓蒸餾和減壓蒸餾習慣上合稱常減壓蒸餾。
常壓蒸餾原理:溶液受熱氣化,氣化的溶劑經冷卻又凝為液體而回收,回收的液體是較純凈的溶劑,從而使提取液濃縮。
減壓蒸餾原理:藉助於真空泵降低系統內壓力,就可以降低液體的沸點,有些有機物就可以在較其正常沸點低得多的溫度下進行蒸餾。

常壓蒸餾工藝流程:原油經加熱爐加熱到360~370℃,進入常壓蒸餾塔(塔板數36~48),塔頂操作壓力為0.05MPa(表壓)左右,塔頂得到石腦油餾分, 與初餾塔頂的輕汽油一起可作為催化重整原料,或作為石油化工原料,或作為汽油調合組分。常壓塔側線出料進入汽提塔,用水蒸氣或再沸器加熱,蒸發出輕組分,以控制輕組分含量(用產品閃點表示)。通常常一線為煤油餾分,常二線和常三線為柴油餾分,常四線為過汽化油,塔底為常壓重油(>350℃)。
減壓蒸餾常用於實驗,流程:
磨口儀器的所有介面部分都必須用真空油脂潤塗好,檢查儀器不漏氣後,加入待蒸的液體,量不要超過蒸餾瓶的一半,關好安全瓶上的活塞,開動油泵,調節毛細管導入的空氣量,以能冒出一連串小氣泡為宜。當壓力穩定後,開始加熱。液體沸騰後,應注意控制溫度,並觀察沸點變化情況。待沸點穩定時,轉動多尾接液管接受餾分,蒸餾速度以0.5~1滴/S為宜.蒸餾完畢,除去熱源,慢慢旋開夾在毛細管上的橡皮管的螺旋夾,待蒸餾瓶稍冷後再慢慢開啟安全瓶上的活塞,平衡內外壓力,(若開得太快,水銀柱很快上升,有沖破測壓計的可能),然後才關閉抽氣泵。

㈡ 認可的化驗室應怎樣能滿足檢驗項目的儀器設備

一、物料取樣SOP(Standard Operating Procere,標准作業程序)

儀器:潔凈采樣車

器具:取樣器(固體:探子、不銹鋼勺、鑷子、鋏子;液體:葯用移液管、燒杯、勺子、粘度大液體用玻璃棒)、樣品盛裝容器(燒杯、廣口瓶、具塞錐形瓶、塑料袋、自封袋)、輔助工具(手套、剪刀、紙、筆、不幹膠標簽、酒精棉簽等)

二、工藝用水取樣SOP

取樣工具:潔凈的具塞錐形瓶(衛檢取樣用滅菌具塞錐形瓶、消毒酒精棉球)

三、滴定液與標准液配製SOP

儀器與用具:十萬分之一電子分析天平、恆溫乾燥箱、滴定管、移液管、容量瓶

1、硫酸滴定液[分析純硫酸、基準無水碳酸鈉、甲基紅-溴甲酚綠指示劑]

2、鹽酸滴定液[分析純鹽酸、基準無水碳酸鈉、甲基紅-溴甲酚綠、瑪瑙研缽、具蓋磁坩堝]

3、氫氧化鈉滴定液[分析純氫氧化鈉、基準鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞指示液、聚乙烯塑料瓶(塞中有2孔,孔內各插入玻璃管1支,1管與鈉石灰管相連,1管供吸出本液使用)、瑪瑙研缽,稱量瓶]

4、硝酸銀滴定液[硝酸銀、基準氯化鈉、碳酸鈣、糊精、熒光黃指示液、具玻璃塞的棕色玻瓶]

5、硫代硫酸鈉滴定液[分析純硫代硫酸鈉、無水碳酸鈉、基準重鉻酸鉀、碘化鉀、澱粉指示液、碘瓶]

6、乙二胺四醋酸二鈉滴定液[乙二胺四醋酸二鈉、基準氧化鋅、0.025%甲基紅的乙醇、氨試液、氨-氯化銨緩沖液(PH10.0)、鉻黑T、玻璃塞瓶]

7、高錳酸鉀滴定液[分析純高錳酸鉀、基準草酸鈉、硫酸、垂熔玻璃濾器、玻璃塞棕色玻瓶]

8、碘滴定液[分析純碘、基準三氧化二砷、碘化鉀、鹽酸、氫氧化鈉滴定液(1mol/L) 、硫酸滴定液(0.5mol/L)、碳酸氫鈉、甲基橙指示液、澱粉指示液、垂熔玻璃濾器、棕色細口瓶、玻璃塞的棕色玻瓶]

9、高氯酸滴定液[無水冰醋酸、醋酐、高氯酸(70%~72%)、基準鄰苯二甲酸氫鉀、結晶紫指示液、棕色玻瓶]

四、微生物檢查SOP

儀器及設備:恆溫培養箱、生化培養箱、恆溫水浴鍋、電冰箱、超凈工作台、生物顯微鏡、放大鏡、電熱恆溫乾燥箱、電熱壓力消毒器、葯物天平。

器具:平皿、吸管(1ml、10ml)、剪刀或鑷子(滅菌)、

試劑:

1、稀釋劑(0.9%無菌氯化鈉溶液)

2、對照菌液[取大腸桿菌[CMCC(B)44 102]的營養瓊脂培養基斜面新鮮培養物1白金耳,接種到營養肉湯培養基內]、40%氫氧化鉀試液[取氫氧化鉀40g,加水溶解成100ml]。

3、6% α-萘酚乙醇試液:取α-萘酚6.0g,加無水乙醇溶解成100ml。

4、靛基質試液[對二甲氨基苯甲醛、戊醇(或丁醇、濃鹽酸、或對二甲氨基苯甲醛、95%乙醇)

5、甲基紅指示液[甲基紅、95%乙醇]、溴麝香草酚藍指示液[溴麝香草酚藍、1mol/L氫氧化鈉溶液]

6、酸性品紅指示液(變色范圍PH6.0~7.4,黃→紅)[酸性品紅、1 mol/L氫氧化鈉溶液]

7、已滅菌培養基[細菌計數營養瓊脂:黴菌、酵母菌計數用玫瑰紅鈉瓊脂,含蜂蜜、王漿液體制劑另加YPD瓊脂]。

8、大腸桿菌檢查[膽鹽乳糖培養基、未接種的MUG培養基、靛基質試液、曙紅亞甲藍瓊脂平板或麥康凱瓊脂平板]、異常作靛基質試驗、甲基紅試驗、乙醯甲基甲醇生成試驗、枸櫞酸鹽利用試驗及革蘭染色、鏡檢

9、培養基配製方法:培養基滅菌條件121℃20分鍾。、調節PH為弱鹼性,滅菌後為7.2±0.2

⑴營養肉湯培養基[腖10g、氯化鈉5g、1000ml肉浸液]、營養瓊脂培養基[照前法,加入15~20g瓊脂]

⑵玫瑰紅鈉瓊脂培養基[腖5g、玫瑰紅鈉0.0133g、葡萄糖10g、硫酸鎂0.5g、瓊脂15~20g 、磷酸二氫鉀1g、水 1000ml]

⑶酵母浸出粉腖葡萄糖瓊脂培養基(YPD)[腖10g、瓊脂15~20g、葡萄糖 20g、酵母浸出粉5g、水1000ml]

⑷膽鹽乳糖培養基(BL)[ 磷酸二氫鉀1.3g、乳糖 5g、腖10g、氯化鈉5g、牛膽鹽(或去氧膽酸鈉0.5g)2g 、 磷酸氫二鉀 4.0g、水1000ml]

⑸曙紅亞甲藍瓊脂培養基(EMB)[營養瓊脂培養基理論100ml、曙紅鈉指示液2ml、20%乳糖溶液5ml、亞甲藍指示液 1.3~1.6ml]

⑹麥康凱瓊脂培養基(MacC)[腖20g 、1%中性紅指示液3ml、乳糖10g、氯化鈉5g、瓊脂15~20g、牛膽鹽5g、水1000ml]

⑺4-甲基傘形酮葡糖苷酸(MUG)培養基[腖10g、磷酸二氫鉀0.9g、硫酸銨 5g、磷酸氫二鈉(無水)6.2g、硫酸錳0.5mg 、亞硫酸鈉 40mg、硫酸鋅0.5mg 、亞硫酸鈉 40mg、硫酸鎂0.1g、MUG75mg 、氯化鈉10g、水1000ml、氯化鈣50mg]

⑻蛋白腖水培養基[胰蛋白腖10g、水1000ml、氯化鈉5g]

⑼磷酸鹽葡萄糖腖水培養基[腖7g、磷酸氫二鉀3.8g、葡萄糖5g、水1000ml]

⑽枸櫞酸鹽培養基[氯化鈉5g、枸櫞酸鈉(無水) 2g、硫酸鎂 0.2g 、溴麝香草酚藍指示液20ml 、磷酸氫二鉀 1.0g 、瓊脂15~20g 、磷酸二氫銨1g、水1000ml]

註:所用瓊脂應不含游離糖,用前用水浸泡沖洗。

五、潔凈度測試SOP

塵埃粒子(激光塵埃粒子計數器、采樣管)、沉降菌[高壓消毒鍋、恆溫培養箱、放大鏡、培養皿(一般採取Φ90mm×15mm的硼硅酸玻璃培養皿)、普通肉湯瓊脂培養基]、照度計。

六、大腸菌群檢查SOP

所用的儀器和設備:顯微鏡、革蘭氏染色器材、恆溫培養箱、冰箱、放大鏡、一般實驗儀器

乳糖蛋白腖培養液(蛋白腖10g、牛肉膏3g、乳糖5g、氯化鈉5g、溴甲酚紫乙醇液1ml、水1000ml

有杜氏管的試管、高壓蒸氣滅菌器)、三倍濃縮乳糖蛋白腖培養液、伊紅美蘭培養基

七、薄層色譜法操作規程

儀器器具:玻板(10cm×10cm、10cm×15cm、20cm×10cm、20cm×20cm、5cm×20cm)、乾燥箱、點樣器(平頭微量進樣器、毛細管)、展開室(平底或雙槽層析缸)、研缽、玻棒、薄層鋪板機、烘箱

吸附劑或載體:最常用有硅膠G、硅膠GF254、硅膠H、硅膠HF254,用水或0.2~0.5%羧甲基纖維素鈉水溶液適量調成均勻糊狀

八、高效液相色譜法操作規程

高純度的試劑配製流動相,必要時照紫外分光光度法進行溶劑檢查,應符合要求;水應為新鮮制備的高純水,可用超級純水器製得或用重蒸餾水。凡規定pH值的流動相,應使用精密pH計進行調節。配製好的流動相應通過適宜的0.45um濾膜濾過,用前脫氣。應配製足量的流動相及時待用

九、熔點測定法操作規程

儀器與用具:加熱用容器、攪拌器、溫度計(具有0.5℃刻度,分浸線的高度宜在5Omm至8Omm之間)、毛細管(內徑0.9~1.lmm)、研缽、扁形稱量瓶

傳溫液:水(80℃以下)、硅油或液狀石蠟(80℃以上)

熔點標准品:由中國葯品生物製品檢定所供應,五氧化二磷乾燥器中避光保存

十、相對密度測定法操作規程

儀器器皿:比重瓶、韋氏比重秤、比重計、天平、恆溫水浴鍋、100ml量筒

十一、最低裝量檢查法操作規程

儀器與用具:天平、注射器(5、10、20及50m1)、量筒(100、200及500m1)

十二、pH值測定法操作規程

儀器校正用的標准緩沖液:

1、酸三氫鉀標准緩沖液(pH1.68 25℃):精密稱取在54℃±3℃乾燥4~5小時的草酸三氫鉀[KH3(C2O4)2•2H2O]12.61g,加水使溶解並稱釋至1000ml。

2、苯二甲酸氫鉀標准緩沖液(pH4.00 25℃):精密稱取在115℃±5℃乾燥2~3小時的鄰苯二甲酸氫鉀[KHC8H4O4]10.12g,加水使溶解並稀釋至1000ml。

3、酸鹽標准緩沖液(pH6.86 25℃):精密稱取在115±5℃乾燥2~3小時的無水磷酸氫二鈉3.533g與磷酸二氫鉀3.387g,加水使溶解並稀釋至1000ml。

4、酸鹽標准緩沖液(pH7.41 25℃):精密稱取在115±5℃乾燥2~3小時的無水磷酸氫二鈉4.303g與磷酸二氫鉀1.179g,加水使溶解並稀釋至1000ml。

5、砂標准緩沖液(pH9.18 25℃):精密稱取硼砂(Na2B4O7•10H2O)3.80g(注意避免風化),加水使溶解並稀釋至1000ml,置聚乙烯塑料瓶中,密塞,避免與空氣中二氧化碳接觸。

十三、水分測定法操作規程

烘乾法:分析天平、扁形稱瓶、電熱恆溫乾燥箱。

甲苯法:甲苯、分析天平、電熱套或水浴鍋、短頸圓底燒瓶、水分測定管、直形冷凝管、電熱恆溫乾燥箱、玻璃珠

減壓乾燥法:培養皿、減壓乾燥器、稱瓶、無水氯化鈣乾燥管、新鮮五氧化二磷乾燥劑、減壓乾燥器(直徑30cm的減壓乾燥器中)。

十四、裝量差異與重量差異檢查法操作規程

儀器與用具:分析天平(感量1mg或0.1mg)、扁形稱量瓶、平頭手術鑷、手套、量筒、燒杯

十五、有機氯類農葯殘留量測定法操作規程

儀器:氣相色譜儀

對照品儲備液制備:六六六(BHC)、滴滴滴(DDT)及五氯硝基苯(PCNB)農葯對照品、石油醚

葯材供試品制備:100ml具塞錐形瓶、丙酮、超聲儀、氯化鈉、二氯甲烷、無水硫酸鈉、水浴減壓濃縮、10ml具塞刻度離心管、硫酸、離心機(3000轉/分)、具刻度的濃縮瓶、旋轉蒸發器40℃下(或用氮氣)濃縮

十六、灰分測定法操作規程

儀器器皿:粉碎機、葯典篩(二號)、分析天平、坩堝、電爐、高溫電阻爐、電熱恆溫乾燥箱、乾燥器、水浴鍋、漏斗、無灰濾紙、移液管、燒杯、吸管、容量瓶、試劑瓶、坩堝鉗。

試劑及配製:稀鹽酸溶液(量取鹽酸234ml,加水稀釋至1000ml)、10%硝酸銨溶液(稱取硝酸銨10g,加水稀釋至100ml)

十七、熾灼殘渣檢查法操作規程

儀器與用具:萬分之一分析天平、高溫爐、坩堝、坩堝鉗、通風櫃。

試葯和試液:硫酸(分析純)

十八、浸出物測定法操作規程

儀器設備:粉碎機、分析天平、葯典篩(二號)、具塞錐形瓶、移液管、蒸發皿、水浴鍋、乾燥器、電熱恆溫乾燥箱、冷凝管。

試劑:純化水、甲醇、乙醇。

十九、手消毒情況檢查SOP

儀器和試劑:營養瓊脂、培養皿、恆溫箱

二十、葯材檢定通則

熒光鑒別法(紫外光燈)、微量升華法(直徑約2cm圓孔的石棉板、8mm的金屬圈、載玻片、酒精燈、顯微鏡)

㈢ 有機合成工藝與開發——溶劑的選擇

5.1 引言

溶劑的類別:

a. 質子性溶劑,或氫鍵供體類溶劑(路易斯酸),例如,水、乙醇、乙酸和氨;

b. 氫鍵受體類溶劑(路易斯鹼),例如,水、三乙胺、乙酸乙酯、丙酮和DMF;

c. 極性非質子溶劑,或稱為「非羥基溶劑」,例如,DMSO、DMF和二甲基乙醯胺DMAc;

d. 氯代烷烴類溶劑,例如,二氯甲烷、氯仿和四氯化碳;

e. 氟碳類溶劑,例如,六氟異丙醇;

f. 烴類溶劑,例如,己烷、異辛烷和甲苯;

g. 離子液體;

h. 超臨界氣體,例如,超臨界二氧化碳。

溶質被溶劑所包圍的過程叫做溶劑化,水的溶劑化則被稱為水合。溶劑化值指的是包圍一個離子的溶劑分子數。一般來說,溶劑化程度隨著氏旦電荷數的增加和離子半徑的減小而增大。一個物種的反應活性隨著溶劑化程度減小而提高,因為溶劑化的分子屏蔽了反應物,分散了電荷。某分子的其中一個部位可能更易於被另一種溶劑所溶劑化。比如,偶極性的非質子溶劑,例如DMSO,溶劑化陽離子,從而使另一部分的陰離子更容易反應。冠醚,常用作相轉移催化劑(PTC),也類似地和陽離子形成配合物而使陰離子部位更具有活性。在溶劑混合物中兩種溶劑可溶劑化分子的不同部分,使得組成混合溶劑後溶解性能比各自任何一種單一溶劑好。有個明顯的例子,氫氧化鈉的溶劑化程度的降低是如何影響其反應活性的:固體氫氧化鈉(三分子水合物)的鹼性比15%氫氧化鈉(11分子水合物)鹼性增強50000倍。(PTC據說能產生「裸露的陰離子」,但是少量的水是必須的,特別是對於固-液相轉移反應。在研發相轉移催化過程中,水分的含量是一個關鍵的參數。)溶劑化是選擇溶劑要考慮的眾多重要因素之一。

謹慎選擇溶劑的重要性:

a. 給設備和操作人員提供安全、無害的大規模生產條件;

b. 溶劑的理化性質,如極性、沸點、水混溶性,影響反應的速率、兩相的分離、結晶的效果及通過共沸或乾燥固體除去揮發性組分;

c. 其他理化性質,如混合物的黏度影響傳質和傳熱、副產物的形成和物理運輸;

d. 回收和套用溶劑的難易程度,極大地影響產品成本(CoG)。

最好的溶劑應該能使產物從反應中直接結晶析出來。

為快速工藝放大選擇溶劑的最關鍵原則是均相反應通常比非均相反應快得多,也容易放大。如果必須是非均相的條件,必須選擇溶劑和反應條件使反應混合物是液態而易混勻的。(對於傳統的氫化反應,由於是液-固-氣分散體系,有效的攪拌是相當重要的。)許多情況下,產物的分離能驅動反應持續進行。最好是能結晶而不是形成沉澱或油狀物,這種情況下會捲入原料。

對於有些反應過程,非均相的條件是有利的。非均相的條件可以加速反應或者減少產物在反應條件下的降解。

相轉移催化劑通常用在兩種不混溶的溶劑中,反應發生在有機相或界面。有時固-液相轉移催化反應也用到鹼類,諸如碳酸鉀懸浮在反應體系中。

在某些已開發的非均相的反應中原料會隨著反應的進行而溶解。某些反應全程都是懸濁殲稿擾液。選擇對組分有一定溶解性的溶劑可提高反應效率,如往水相中的反應添加乙醇或者DMSO。某些反應,非均相的條件也可能增加副反應。

醯胺的大規模製備通常用到Schotten-Baumann反應,具體來說,將胺與醯氯或酸酐縮合,再用鹼溶液中和生成的酸。如果不加鹼,等摩爾量的胺和醯氯反應的理論收率只有50%。如果不加有機溶劑,產物醯胺會析出來並且夾雜原料,所以一般都用有機溶劑。用與水不混溶的有機溶劑可以減少易水解的試劑和產物的降解。

【二氯甲烷中制備醯氯,需要更加仔細的操作(Vilsmeier試劑能溶於二氯甲烷,但反應放熱厲害,且產物容易消旋)。DMF不適合制備醯氯,DMF和氯化試劑能形成二甲氨基甲醯氯(DMCC),在μg/mg水平就有動物致癌性】

在pH 8以上進行Schotten-Baumann偶聯反應,醯氯容易水解,並可見吖內酯的形成及消旋;而pH<7時,由於胺被質子化了,偶聯反應進行得很慢。反應最好的條件是用緩沖劑調pH到8,加醯氯的同時滴敬羨加1 M氫氧化鈉以維持pH在7~8之間。

一些學術研究使用的溶劑在工業生產中也許並不受歡迎。

具有較低閃點(在該溫度下,蒸氣能夠被引燃)的溶劑會因安全問題而避免使用。易燃溶劑及溶在這些溶劑裡面的試劑,如甲基鋰的乙醚溶液,會被限制在地面運輸。

極性是溶劑的一個關鍵參數。介電常數能衡量溶劑傳導電荷的能力。Gutmann供體數從本質上衡量溶劑分子的路易斯鹼的鹼性。Hansen溶解度參數考慮了范德華力、偶極作用和氫鍵,Hildebrand參數則發展了它。Reichardt的π-π*吸收位置漂移的溶劑化顯色。

強極性溶劑能穩定極性染料基態的能量,導致更大的π-π*越前。在溶劑中的染料顏色能指示溶解它的單一溶劑或混合溶劑的極性。

選擇溶劑的時候,溶劑的沸點很重要。高沸點的溶劑,例如二甲苯,因為將溶劑殘留去除到可接受的水平存在潛在的困難,所以很少選擇它來分離原料葯。高沸點、水溶性溶劑更容易通過萃取除去。

產物富集萃取時,乙酸乙酯被認為是一種比乙酸異丙酯更具反應活性的溶劑。實驗室存在的乙酸乙酯含有過氧化物,可以氧化亞碸、胺類和酮類,後者可以得到Beayer-Villiger氧化產物【酮在過氧化物(如過氧化氫、過氧化羧酸等)氧化下得到相應的酯的化學反應。醛可以進行同樣的反應,氧化的產物是相應的羧酸】;氧化劑最有可能是過氧乙酸,由乙酸乙酯水解得到的乙醇和空氣生成。

乙酸異丙酯比乙酸乙酯更穩定,可與氫氧化鈉水溶液共同作用將鹽酸鹽游離出來。當用乙酸乙酯和2M氫氧化鈉處理時,使用碳酸氫鈉水溶液就不會發生上述情況。制備硫酸鹽時,要將乙酸乙酯改成乙酸異丙酯,因為後者在酸性條件下更難水解。用乙酸乙酯萃取伯胺,形成了一種乙醯胺,產物能萃取到二氯甲烷中。(後面一種情況,反應產物是一種甲氧基乙醯胺,在Sukuzi偶聯的鹼性條件下,甲氧基乙醯胺會發生部分水解。通過重結晶除去乙醯胺雜質很難。)氨、正丁胺和乙酸乙酯發生乙醯化的速度快於乙酸異丙酯,而萃取時水的存在能加速胺類的乙醯化。一般來說,用乙酸異丙酯萃取比用乙酸乙酯得到的雜質少。

NMP被認為環境友好,但因生殖毒性被重新劃入二類溶劑。

2-甲基四氫呋喃在有機金屬反應中很有用。購買的2-甲基四氫呋喃含有高達400 μg/mL的BHT作為穩定劑添加的,另外一種則不含添加劑;2-甲基四氫呋喃暴露在空氣中生成過氧化合物的速度比四氫呋喃稍快。2-甲基四氫呋喃和HCl反應比四氫呋喃慢。3M的甲基鋰溶液,溶劑可以是2-甲基四氫呋喃,也可以是二乙氧基甲烷(DEM)。

甲基乙基酮(MEK)會形成活性過氧化物,引發聚合和其他反應。在氧氣存在下,MEK可用於氧化Co(II)到Co(III),是一種很有用的氧化劑。盡管MEK有合適的沸點,能與水形成共沸,也要考慮到它生成過氧化物的能力。

甲基異丁基酮(MIBK)對底層大氣中臭氧的形成來說是一種高容量的溶劑,被認為生成大氣臭氧的能力比乙酸異丙酯強,因此要避免使用MIBK。

5.2 使用共沸物時選擇的溶劑

共沸物是恆定沸點的混合物,有著固定的摩爾組成。共沸物由兩種、三種或者更多組分組成,可以是均相或非均相的。重要的共沸物是沸點降低的共沸物,即混合物的沸點比任意組分的沸點都要低。(熟悉的共沸物中,濃鹽酸是個例外,形成沸點升高的共沸物。)所有非均相的共沸物的沸點都降低。不同的液體如果沸點接近就可以形成共沸物。許多有機溶劑可以與水形成共沸物,可利用這一性質除水。

共沸物的主要價值在於能有效去除反應混合物中易揮發的組分。共沸除去易揮發組分可以促進反應進行。共沸物有益於分離後處理。六甲基二硅烷(酸催化脫三甲基硅烷保護基的副產物)能和醚類、醇類、乙腈及三甲基硅醇形成共沸物。即使共沸物不能完全除去雜質組分,也能降低沸點。共沸物如果能夠回收套用,也是較為經濟的溶劑。

當一對共沸物的組成接近1:1時,從其中一種溶劑中分離出另一種溶劑更容易。

通常減壓蒸餾時會進一步減少餾出物中較少組分的比例,如乙酸乙酯-水共沸物減壓蒸餾過程,這也被稱為「破壞型共沸物」。在異丙醇-水共沸物中,沒有發現該現象。

5.3 選擇溶劑以增加反應速率,減少雜質生成

一般來說,增加溶劑極性的效果取決於原料或中間體中是否有高濃度電荷(電荷/體積)。(有時描述為電荷局部定域較大,而電荷局部定域較小有時稱為電荷分散。)極性溶劑優先溶解離子或電荷濃度高的中間體。如果中間體中電荷濃度比原料高,極性溶劑能夠穩定中間體和促進其生成,因而加快反應速率。如果中間體的電荷比原料的電荷分散,極性溶劑會穩定原料,降低反應速率。自由基誘導的反應受溶劑極性的影響很小。定量的電荷局部定域/離域模型沒有考慮溶劑的其他影響,例如氫鍵、螯合作用、溫度以及反應的濃度。有時,改變溶劑也可改變反應機理。

5.4 溶劑中的雜質和反應溶劑

分子篩是最普遍有效的除水處理方法。規模化生產中,溶劑和設備一般是共沸除水,或填充過量的吸水試劑。

過氧化物可在實驗室和放大常見的溶劑中生成,如異丙醇和乙酸乙酯。溶劑暴露在空氣和光線中會產生氫過氧化物和其他過氧化物。一般來說,含有氫原子的化合物在自由基反應中易生成過氧化合物,例如叔碳、苄基型碳、烯丙基型碳、醚氧的α-碳、醛和醇。生成過氧化物後,問題就來了。例如過氧化異丙醚會在溶劑瓶口附近析出,或濃縮溶劑時過氧化物會富集。

檢查溶劑中過氧化合物的簡便檢測方法:用水潤濕過氧化檢測試紙,然後滴一滴溶劑。碘量法滴定是一種定量的方法。BHT(大約250 μg/mL)通常添加到市售的四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃中作為安全措施。放大時,濃縮四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃會添加BHT作為安全措施。蒸出溶劑時,可能會使作為穩定劑的BHT富集,干擾HPLC和其他分析。BHT經氧化可生成黃色的二聚物。

過氧化物除了可能引發安全問題,還能影響反應進程。

放大時還要注意靜電的蓄積,帶電荷的烴類溶劑通常是很麻煩的。非金屬添加劑,例如Statsafe,已經被開發用來減少溶劑的導電性,減少靜電釋放的風險。一般來說,烴類靜電釋放的風險比較大,例如庚烷。使用多聚物和胺類的混合物作為添加劑的溶劑生產原料葯,添加劑可能會被認為是原料葯中的雜質。當加入少量極性溶劑時,例如異丙醇,能減少靜電釋放的風險。

二氯甲烷的反應活性通常會被忽略。橋頭胺類,例如士的寧、奎寧及三乙烯二胺,尤其易與二氯甲烷發生反應,其次是甲基叔胺和仲胺。脯氨酸和二氯甲烷可以制備縮醛胺。由於氯的第二次取代比第一次快得多,吡啶很快形成縮醛胺。類似地,吡啶和二氯甲烷反應形成二吡啶鹽,第二次取代比第一次快得多。4-二甲氨基吡啶(DMAP)反應速度是吡啶的7倍。1-羥基苯並三唑(HOBt)是多肽偶聯時常用的一種催化劑,能和二氯甲烷反應。硫醇和二氯甲烷反應的活性在相轉移催化反應中被忽略。格氏試劑在無水氯化鐵和其他離子鹽的存在下,能與二氯甲烷發生反應。鎳-甜菜鹼復合物和二氯甲烷發生二次反應生成手性4-氨基谷氨酸。二氯甲烷甚至能與奧氮平、氯氮平和氧氟沙星反應,他們都有一個N-甲基哌嗪基團。也許二氯甲烷是許多化合物中都包含對稱亞甲基二胺的源頭。應該充分考慮二氯甲烷與親核試劑的反應活性。低沸點的二氯甲烷易揮發,不易儲存,在使用過程中難以達到揮發性有機化合物排放標准,使其在生產中沒有吸引力。

不要長時間儲存胺類的二氯甲烷萃取液。親核性的胺,尤其是奎寧,易和二氯甲烷反應。

四氫呋喃在酸性條件下會反應,生成開環和多聚的副產物。實驗室中用甲磺酸代替硫酸就不會生成該副產物,但20 kg規模時,發現有開環副產物。在這個條件下,二甲氧基乙烷優於四氫呋喃。四氫呋喃能和醯氯、醯溴反應。四氫呋喃和2-甲基四氫呋喃在酸性水溶液下水解速率很慢,可作萃取相。四氫呋喃和二甲氧基乙烷在氯氣存在下會聚合放熱。反應中使用2 M硼烷-四氫呋喃復合物發生過工業事故。10~50 ℃下,溶於四氫呋喃的硼烷-四氫呋喃復合物產生氫氣和硼酸三丁酯,50℃以上降解生成乙硼烷。該試劑推薦在0~5 ℃下儲存,在低於35 ℃下反應。

DMF可被酸或鹼催化,歧化生成一氧化碳和二甲胺。N-甲基吡咯烷酮和NaH在熱力學上是不穩定的。二乙氧基甲烷(DEM)在pH 2時會水解,推薦的反應條件中pH不應低於4.甲基叔丁基醚(MTBE)可在酸催化下加入叔丁醇和異丙烯生成,看起來在酸性條件下足夠穩定,可以用於後處理萃取,但40 ℃下能和濃鹽酸反應,更高溫度下能和硫酸反應。MTBE與亞硫醯胺和溴反應放熱。迴流MTBE-乙醇制備某乙酯的甲磺酸鹽時,叔丁酯從MTBE和乙酯的反應中沉澱出來。若之前的萃取液殘留MTBE,酯類的氨甲基化就很慢;副產物是異戊烯胺,由MTBE分解產物產生。硫酸介導的腈水合時,產物常常磺化。加入甲苯利於攪拌,則伯醯胺產率高;該反應條件下部分甲苯會磺化,表現為一種代替犧牲的溶劑。在仲胺存在下,使用甲基異丁基酮(MIBK)保護伯胺。

在無水的酸性條件下使用四氫呋喃時,要考慮開環形成的副產物,生產胺鹽最好用其他溶劑。

5.5 水作為溶劑

水中氫甲醯化(加氧合成過程):產物從水相中分離,只需將反應器再充滿氣體原料。溶於磺酸鹽配體的銠催化劑被束縛在水相中,損失的那部分催化劑只有十億分之一的范圍。兩相工藝使金屬試劑在水相中溶解度很高。基於聯苯二酚和鄰二氮雜菲的磺化配體也被用於水相偶聯反應。

水加速反應

在水面上的Diels-Alder反應及芳香Claisen重排相對於無溶劑反應稍有加速,比使用其他溶劑時快。加速的原因可能是因為氫鍵,增加了極性、疏水作用和其他性質。非均相條件下,反應自始至終是懸濁液,放大時需要額外小心。預期困難時原料、產物和雜質混在一起,如果放大轉化需要加大攪拌,那麼得到的是小顆粒,使得過濾和分離更加困難。水作溶劑的條件下,Click反應,水中非酸性條件下生成四氮唑。水可加速Baylis-Hillman反應,加倍4,6-二烯酮的消除。加入少量乙醇或者DMSO可加速水中的反應,這可能是由於它們起到了與表面活性劑類似的作用。

往水中加入各種表面活性劑,可形成微乳液或膠束以促進反應。羥醛反應的表面活性劑,三甲基硅基可作為保護基防止水解。水中的Sukuzi偶聯用到聚乙二醇:聚乙二醇可作為表面活性劑或相轉移催化劑溶解金屬活性組分。表面活性劑可應用於溫和的烯烴復分解反應、Sonogashira反應、Heck反應、Suzuki反應、Negishi反應以及胺化反應。

該物質一般認為是安全的(GRAS),無毒,無需處理原料葯中殘留的相轉移催化劑。水中用相轉移催化劑催化反應後,產物可萃取到有機相,含相轉移催化劑的水相可在下次反應時套用。

水最佳的應用之一是催化極性物質的反應而無需保護基。酶通常能耐受分子中的各種官能團,許多酶能發揮最好活性的前提是介質中至少部分含有水。

水既不是萬能的,也不是完美的理想溶劑,即使不需要後處理且廉價。負責任地處理水蒸氣和回收套用的費用很大。這些後處理包括反萃揮發性溶劑、活性炭吸附及生物除污,然後再排向城市用水處理裝置。此外,如果同時使用有機溶劑後處理,會喪失水中操作的優勢。

5.6 溶劑的替代

被認為是廉價「綠色」溶劑

2-甲基四氫呋喃:有機金屬試劑的反應、萃取及相轉移催化反應

二乙氧基甲烷(DEM)

1,3-丙二醇

1,2-丙二醇:可代替2-甲氧基乙醇,食品級的已用於原料葯到葯物成品。

甘油:氮雜-Michael反應,作為轉移氫化的溶劑和試劑,也可作為還原羰基的溶劑。

當親脂性的產物單獨形成一相時,甘油和丙二醇則顯示出其優點。

當反應需要高沸點溶劑時,從產物中分離溶劑就變成一個問題。DW-therm是沸點240℃的三乙氧基硅烷的混合物,用於熱環化,該溶劑可蒸餾回收;其他高沸點溶劑(DMSO、1,3,5-三異丙基苯、礦物油及四甲基亞乙基碸)效果不能滿意。高沸點、水溶性溶劑便於萃取到水中除去。丙二醇被認為是合理的溶劑,ICH沒有對它設置限制。聚乙二醇低毒,可作為輕度瀉葯,環氧乙烷的小分子衍生物,例如1,4-二氧六環,已知是有毒的。乙二醇和它的代謝產物羥基乙酸和草酸對中樞神經系統、心臟及腎臟有毒性。

二甘醇和丙二醇物理性質相似,二甘醇毒性更大。甲氧基乙醇(或稱乙二醇單甲基醚)被禁止或限制使用。[甲氧基乙酸是甲氧基乙醇毒性最大的代謝物。最廣泛用來代替甲氧基乙醇的溶劑是1-甲氧基-2-丙醇(PGME)及1-丁氧基-2-乙醇(EGBE)。]

EPA要求生產、進口貨使用14種聚乙烯醚類用於「重要的新應用」必須提前90天通知EPA。聚乙烯醚類的清單包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲基醚、三甘醇二甲醚及四乙醇二甲醚(都是二甲基醚),避免使用乙二醇衍生物作為溶劑生產原料葯的倒數第二步中間體是明智的。

安全性:二乙二醇二甲醚加熱時能和金屬鈉或金屬鋁劇烈反應。NaOH介導的二甘醇在200℃下降解釀成過工業事故,估計1,2-二醇的脫水是放熱的。源於乙二醇和丙三醇溶劑中的高溫反應,應該在反應前先做個實驗室危害評估。

碳氟化合物在水中和常規有機溶劑中溶解性都不好,這一性質使其在分離和合成中得到應用。氟化的反向硅膠色譜可以用來純化氟化原料葯。全氟類烴類價格高於傳統溶劑,氟化溶劑在合成領域尚未大規模應用。三氟甲苯可以用來替代二氯甲烷,它會和強還原劑發生反應,很少應用於大規模反應。

離子液體因為其沸點較高,能夠很好地減少揮發造成的損失,被認為是一種「綠色」溶劑。在合成原料葯的最終步驟前好幾步的地方使用這些化合物,或許可以避免毒理方面的擔憂。

超臨界二氧化碳(scCO2)溶解性與正己烷相似。氫氣在scCO2中的溶解性要比在傳統溶劑中好很多,此外還證實了用於多相催化劑催化的連續非對稱氫化的可能性。原料葯中痕量的釕可以用scCO2除去,殘留的釕會被吸附在反應釜的壁上。scCO2色譜無論是用在分析分離還是制備分離中,都是非常快速和有效的。將晶體暴露在二氧化碳中,會導致晶型轉變。限制scCO2應用的主要原因是用於控制壓縮和釋放二氧化碳的設備的耗費。

5.7  無溶劑反應

在無溶劑反應中,稍過量的液體反應物作溶劑,而產物往往是非晶態的。由於反應過程中不加溶劑,反應的總量很大,這種反應在淬滅的時候,容易產生高溫。通過無溶劑反應來優化設計反應時非常有效的,特別是試圖提升反應速率,而其他方法效果都不好時。

5.8  總結與展望

溶劑的選擇需要綜合考慮各種因素,而首要的一點是保證安全。在實驗條件下,各組分的理化性質可能比溶劑的極性對反應的影響驅動力更大。當一個溶劑可以與一個比較難以除去的雜質共沸時,可用此溶劑除去這種難除的雜質。一般情況下,需要經過很多篩選實驗才能決定哪個溶劑才是某種生產過程中最理想的溶劑。

㈣ 常減壓蒸餾,催化裂化,催化重整和加氫裂化生產的汽油在組成和使用性能有什麼差別從工藝特點如何分析

1,常減壓得到的直餾汽油的辛烷值只有40(馬達法)左右,常減壓的直餾汽油麵臨著辛烷值很,餾出溫度偏高,酸度較高等諸多問題,不符合石油產品標準的要求。所以常減壓的直餾汽油通常作為重整,乙烯裂解的原料。
2,既然上面提到重整,那咱就先說說催化重整。催化重整的定義是以石腦油(直餾汽油)為原料,有氫氣和催化劑的存在下,在一定溫度,壓力下是烴類分子重新排列,將石腦油轉化為富含芳烴的重整生成油的過程。半再生重整汽油辛烷值可達90以上(研究法),連續重整研究法辛烷值可達100。另外重整汽油中烯烴及硫含量低,而且這兩條是我國煉油廠生產清潔汽油麵臨的主要問題,在這個矛盾中重整發揮著重要作用。註:催化重整既可以生產高辛烷值汽油,也可生產芳烴。全球70%的重整生產高辛烷值汽油,30%生產芳烴。
3,催化裂化原料較廣,除直餾汽油外常壓渣油及減壓渣油,還有二次加工的焦化蠟油,等等。催化裂化的反應條件和催化劑不同時得到的產品也不同,催化裂化產品的氣體收率佔10%到20%,柴油收率佔20%到40%,汽油收率佔40%到60%,催化裂化得到的汽油辛烷值在80左右,安定性較好,使用性能也很好。
4,加氫裂化有兩個目的,1是對油品進行精製,改善其使用性能和環保性能。2是對下游原料進行處理,改善下游裝置的操作性能。按原料不同可分為餾分油加氫裂化和渣油加氫裂化。加氫裂化可以加工各種重質及劣質油,生產各種優質燃料油幾化工原料。
註:在汽油調和組分構成表中,直餾汽油佔9%,催化裂化汽油佔34%,催化重整汽油佔33%,加氫裂化汽油佔2%,烷基化汽油佔8%,異構化汽油佔6%,其他的百分比就是調和劑MTBE,ETBE,甲醇等。
不知以上回答是否解決了您的問題。

㈤ 原油常減壓蒸餾中汽提塔的氣提與催化裂化工藝中的氣提目的各是什麼

常壓汽提是對餾分實現更好的分割。
催化汽提塔是為了減少輕柴油內的過輕組分(汽油組分),也就是輕柴油閃點控制,因為柴油中輕組分過多,它的抗暴性能會變差。

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