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
非甾体抗炎药是指一大类具有抗炎、止痛和解热作用的非固醇药物,也是极具发展潜力的肿瘤化学预防剂。目前全球市场108亿美元,国内市场40亿元(年均增速20%以上)。非甾体抗炎药具有抗炎、抗风湿、止痛、退热和抗凝血等作用,在临床上广泛用于骨关节炎、类风湿性关节炎、多种发热和各种疼痛症状的缓解,起效较快,改善患者生活质量,但不能控制疾病情况进展,故需与免疫抑制药同时使用。全世界大约有3000万人每天使用非甾体抗炎药。我国类风湿关节炎患者高达440多万人,骨关节炎患者高达1.2亿。
塞来昔布(Celecoxib)是一个磺胺类非甾体类抗炎药(NSAID),化学名为4-[5-(对甲苯基)-3-(三氟甲基)-1-氢-吡唑-1-基]苯磺酰胺,是美国 Searle 公司推出的第一个特异性 2 型环氧酶抑制剂(COX-2),几乎不作用COX-1,它对 COX-2 的选择强度为 COX-1 的 375倍。因而避免了传统非甾体抗炎药如阿司匹林、萘普生、布洛芬等由于对COX-1的抑制作用因而引起胃肠道副作用。可用于治疗骨关节炎,类风湿性关节炎,急性疼痛,痛经等月经症状,结肠和直肠的家族性腺瘤性息肉病的患者等。其抗炎活性与吲哚美辛相当,但几乎无胃肠副反应。近年来,也有研究发现它具有抗肿瘤作用,可以抑制直肠癌、腺癌、胃癌、肺癌等多种肿瘤的生长和转移。
塞来昔布商品名为西乐葆(Celebrex),1999 年在美国和加拿大上市,目前已在 50 个国家上市。2008 年、2009年的全球销售额分别为 26.04 亿美元,25.79 亿美元。该产品在中国和美国均为专利保护产品,中国专利在 2014 年到期,美国专利在 2013 年到期。可见,塞来昔布产品的研发与生产具有广阔的前景,具有可观的市场和经济效益。
本设计通过对年产60吨化学原料药塞来昔布车间的工程设计,通过大量的文献阅读选取适合生产的工艺流程,完成原料药塞来昔布生产车间设计说明书及图纸,达到为设计生产车间提供参照的目的。
- 要解决的问题
虽然文献报道的塞来昔布的合成方法有了不同程度的改进,但仍存在一些缺点,如反应条件苛刻,收率不高,副反应多,对环境污染较大等问题。文献报道的合成条件、纯化方式差别较大,收率也各有不同。通过对文献地阅读与比较总结,本设计采用将对甲基苯乙酮与三氟乙酸乙酯在异丙醇溶剂中缩合制得钠盐,然后直接与对氨基磺酰基苯肼盐酸盐在异丙醇和水的混合溶剂中脱水环合,一步法制得目标化合物塞来昔布的生产工艺。生产制度等基本条件均已设定。待设计与解决的内容包括:
- 主要工艺流程设计说明;
- 车间设备选型与布置设计;
- 主要工艺管道管配设计;
- 绘制车间平、立面布置图等图;
- 设计说明书编制。
- 可行性分析
将对甲基苯乙酮与三氟乙酸乙酯在异丙醇(isopropanol)溶剂缩合制得钠盐,不需分离、酸化、提取、纯化等步骤直接和对氨基磺酰基苯肼盐酸盐在异丙醇和水的混合溶剂中脱水环合,一步法制得目标化合物塞来昔布。该工艺避免了二酮在处理过程中与水反应造成的不稳定性,减少了副产物的生成,提高了反应的选择性,总收率达到83%。反应中用溶剂异丙醇安全、环保。产物重结晶溶剂为异丙醇和水。经一次重结晶即可达到含量标准,提高了操作性,适合工业生产。
- 研究方法和内容
- 文献分析法
文献分析法主要指搜集、鉴别、整理文献,并通过对文献的研究,形成事实科学认识的方法。设计工程中查找相关文献。
- 计算机绘图法
通过合理的设计,运用计算机绘图软件CAD绘制绘制车间设备平、立(剖)面布置图;洁净区平面布局图;人流物流平面走向图;绘制车间主管平面布置图。
