对乙酰氨基酚的合成路线的选取
年产500吨对乙酰氨基酚的车间工艺设计
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
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。
实验制备对乙酰氨基酚.
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ppt课件
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注意事项
（1）. 加亚硫酸氢钠可防止对乙酰氨基酚被空气氧化， 但亚硫酸氢钠浓度不宜过高，否则会影响产品质量。 （2）. 酰化反应中，加水15ml，有水存在，醋酐可选择 性地酰化氨基而不与酚羟基作用，若以醋酸代替醋酐，则 难以控制氧化副反应，反应时间长，产品质量差。
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参考文献
2.亚硫酸氢钠
分子式： NaHSO3 分子量： 104.061 熔点： 150℃ 水溶性： 300 g/L 分子结构： 物化性质： 性状 白色单斜结晶。有二 氧化硫气味。 相对密度 1.48g/cm3 溶解性 易溶于水，微溶于 醇。
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操作步骤
1.对乙酰氨基酚的制备 于干燥的100ml锥形瓶中加入对氨基酚5.3g，水 15ml，醋酐6ml，轻轻振摇使成均相，再于80摄氏度水浴 中加热反应30分钟，放冷，析晶，过滤，滤饼以10ml冷 水洗2次，抽干，干燥，得白色结晶性对乙酰氨基酚粗品 约6g。 2.精制 于100ml锥形瓶中加入对乙酰氨基酚粗品，每克用 水5ml，加热使溶解，稍冷后加入活性炭0.5g，煮沸5min， 在吸滤瓶中先加入亚硫酸氢钠0.25g，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，得白色对乙酰氨基酚纯品约8g， mp.168~170摄氏度。
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谢谢！
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[1] 李瑞. 药理学（第6版）[M]. 北京：人民卫生出版社， 2008，178. [2] 陈光勇，陈旭冰，刘光明. 对乙酰氨基酚的合成进展[J]. 西南国防医药，2007，17（1）： 114-117. [3] 王洪波，程时标. 对乙酰氨基酚的合成[J]. 化学工程师， 2004（3）：25-27. [4] 严新焕，许丹倩，怀哲明. 扑热息痛合成工艺研究[J]. 中 国现代应用药学，2000，17（1）： 32-33. [5] 孟欣. 钯碳催化剂失活原因及对策[J]. 金山油化纤，2006 （8）：31-34.
对乙酰氨基酚的合成方法
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。
对乙酰氨基酚制备
总结：
通过一次又一次实验，我们发现问题，进行改 进，尽量使该反应进行的比较好，产率比较高。 我们最后再在氮气装置保护下，以及采用反滴法 的实验方式，重复了几次实验，发现最后产率较 高，平均都有百分之七八十。在实验室有限的条 件下，最后产率有这么高，有希望可以作为一门 实验课给学生们开设。还有更多条件也需要我们 进一步去探索和改正。使其更加完善，完美。 下面，我们实验组也对温度这个条件进行了 探讨，从而找出了较适宜的实验温度。
二、对氨基苯酚实验探究
（一）实验原理
1、亚硝化
OH OH
1、还原
+ NaNO 2
OH
+ Na2S
NO NH2
（二）主要仪器和试剂
1、实验仪器 三口烧瓶（250ml，1个）、球形冷凝管、滴液漏斗（ 250ml,1个）、冰水浴（1个）、温度计（150℃）、烧杯 、量筒、磁力搅拌器、玻璃棒、锥形瓶（100ml,1个）、 吸滤瓶（1000ml,1个）、布氏漏斗（80ml,1个） 2、试剂 40％H2SO4、10％NaOH、苯酚、亚硝酸钠、结晶硫化钠、 蒸馏水、10％HCl
对乙酰氨基酚的合成路线1六班第二大组
化剂中磷酸含量30%时产率达最高值.
5 以苯酚为原料
以苯酚为原料，经乙酰化、Fries重排、肟化、 Beckmann重排合成对乙酰氨基酚，收率分别为
82%，68.6%，92.5%，50.5%。 优点：原料易得，价格低廉，污染较小；缺点：反 应步骤多，原料、试剂品种多，致后处理繁琐，总
收率太低(以苯酚计 82%×68.6%×92.5%×50.5%=26.3%)。
生化六班第二大组
李畅 李梦云 路迪 杜贝 李亚翠 康杰利 韩依序 李娇茹 杜晓冰
彭鑫
简介
对乙酰氨基酚，分子式C8H9NO2，通常为白色结晶 性粉末，有解热镇痛作用，用于感冒发烧、关节痛 、神经痛、偏头痛、癌痛及手术后止痛等。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
100%。
用Pd/C为催化剂，采用固定床“一步法”连续合成对 乙酰氨基酚，对硝基酚转化率为100%，对乙酰氨基
酚选择性达95%以上。
以对硝基酚为原料，Pd/C催化加氢酰化一步合成 对乙酰氨基酚，最佳溶剂为醋酸，用量为对硝基酚的 2～5倍，对乙酰氨基酚收率可达95%。将催化剂改为
Pd—La/c后，对乙酰氨基酚收率达到97%。
基酚的方法。
我们组所确定的合成路线 是以对硝基苯酚为原料 来合成对乙酰氨基酚
对乙酰氨基酚的合成ppt课件
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所取的合成路线以对氨基酚为原料
以对氨基苯酚和乙酸酐为原料，以锌粉为抗氧化剂， 活性炭为脱色剂，以稀乙酸为反应介质，采用微波辐射技术 合成对乙酰氨基酚
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原因
工业生产中采用的是微波辐射，微波能量能穿过容器直接 进入反应物内部并只对反应物和溶剂加热，且加热均匀， 防止反应物和产物因过热而分解。反应时间短，收率较高 ，操作简单，能耗小，污染少。 在工业生产中，既避免对环境的污染，环保；又有较高地 收率，因此，我们就考虑着是否可以将其大试放小，改为 小试，经过研究，小试以对氨基酚为原料仍有这些优势， 于是我们便选择了此合成方法。
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5 以苯酚为原料
吕布等[16]以苯酚为原料，经乙酰化、Fries重排、肟 化、Beckmann重排合成对乙酰氨基酚，收率分别为82 %，68.6 %，92.5 %，50.5 %。流程见图5。
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特点
优点：原料易得，价格低廉，污染较小； 缺点：反应步骤多，原料、试剂品种多，致后处理繁琐，收 率太低 （以苯酚计82 %×68.6 %×92.5 %×50.5 %=26.3 %）
2.亚硫酸氢钠
分子式： NaHSO3 分子量： 104.061 熔点： 150℃ 水溶性： 300 g/L 分子结构： 物化性质： 性状 白色单斜结晶。有二 氧化硫气味。 相对密度 1.48g/cm3 溶解性 易溶于水，微溶于 醇。
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操作步骤
1.对乙酰氨基酚的制备 于干燥的100ml锥形瓶中加入对氨基酚5.3g，水 15ml，醋酐6ml，轻轻振摇使成均相，再于80摄氏度水浴 中加热反应30分钟，放冷，析晶，过滤，滤饼以10ml冷 水洗2次，抽干，干燥，得白色结晶性对乙酰氨基酚粗品 约6g。 2.精制 于100ml锥形瓶中加入对乙酰氨基酚粗品，每克用 水5ml，加热使溶解，稍冷后加入活性炭0.5g，煮沸5min， 在吸滤瓶中先加入亚硫酸氢钠0.25g，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，得白色对乙酰氨基酚纯品约8g， mp.168~170摄氏度。
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3 以对氨基酚为原料
以对氨基苯酚和乙酸酐为原料，以锌粉为抗氧化剂，以活性 炭为脱色剂，以稀乙酸为反应介质，采用微波辐射技术合成 对乙酰氨基酚
特点
• 优点：副产物少，产品后处理简单，污染小，产品纯度高； • 缺点：起始原料对羟基苯乙酮来源较少，价格较高。
5 以苯酚为原料
•
以苯酚为原料，经乙酰化、Fries重排、肟化、Beckmann重
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对乙酰氨基酚的合成路线
• 1.对乙酰氨基酚的物理性质 • 2.合成路线及其特点 • 3.选取的合成路线 • 4.原因 • 5.试剂与器材 • 6.所需药品的物化性质 • 7.操作步骤 • 8.注意事项
物理性质
名称：对乙酰氨基酚 化学名：N-(4-羟基苯基)乙酰胺 ，又称：对羟基苯基乙酰胺； 扑热息痛；对乙酰氨基苯酚； 分子式：C8H9NO2 分子量：151.170 溶解情况：能溶于乙醇、丙酮和热水，微溶于水，不溶于石油 醚及苯。
所需药品的物化性质
• 1. 对氨基苯酚
• 分子式： C6H7NO • 分子量： 109.1259 • 分子结构： • 密度： 1.21g/cm3 • 熔点： 188℃ • 沸点： 282°C at 760 mmHg • 闪点： 124.3°C • 水溶性： 1.5 g/100 mL (20℃) • 物化性质： • 性状 白色或浅黄棕色结晶。 • 熔点 186~187℃ • 沸点 110℃ • 溶解性 稍溶于水和乙醇，不溶于苯和氯仿，溶于碱液后很快变褐色。
4 以对羟基苯乙酮为原料
Davenport等[12]先将对羟基苯乙酮肟化，再Beckmann重排制得 对乙酰氨基酚。刘宁等[13]用此法将对羟基苯乙酮肟化后得对羟 基苯乙酮肟，收率93.5 %，然后用Hβ分子筛作为催化剂，以丙 酮为溶剂，重排得对乙酰氨基酚，产率81.2 %。Ghiaci等[14]以 丙酮为重排反应溶剂，用Al-MCM-41分子筛作为重排反应催化剂， 催化剂中磷酸含量30 %时产率达最高值。流程见图4
排合成对乙酰氨基酚，收率分别为82 %，68.6 %，92.5 %，
50.5 %。流程见图5。
特点
优点：原料易得，价格低廉，污染较小；
缺点：反应步骤多，原料、试剂品种多，后处理繁琐，收率 太低
所取的合成路线：以对氨基酚为原料
以对氨基苯酚和乙酸酐为原料，以锌粉为抗氧化剂， 活性炭为脱色剂，以稀乙酸为反应介质，采用微波辐射技术 合成对乙酰氨基酚
2.亚硫酸氢钠
• 分子式： NaHSO3 • 分子量： 104.061 • 熔点： 150℃ • 水溶性： 300 g/L • 分子结构： 物化性质： • 性状 白色单斜结晶。有二
氧化硫气味。 • 相对密度 1.48g/cm3 • 溶解性 易溶于水，微溶于
醇。
操作步骤
• 1.对乙酰氨基酚的制备
•
以对硝基酚为原料，Pd/C催化加氢酰化一步合成对乙酰 氨基酚
特点
• 优点：可采用“一锅煮”法，不需分离纯化对氨基酚，避 免了中间体对氨基酚的氧化，简化了工艺路线，降低了生 产过程中的杂质含量，适于大规模工业化生产，是目前国 内外大力提倡的合成方法；
• 缺点：酰化加热140 ℃，温度高，易对原料造成破坏
原因
• 工业生产中采用的是微波辐射，微波能量能穿过容器直接 进入反应物内部并只对反应物和溶剂加热，且加热均匀， 防止反应物和产物因过热而分解。反应时间短，收率较高， 操作简单，能耗小，污染少。
• 在工业生产中，既避免对环境的污染，环保；又有较高地 收率，因此，我们就考虑着是否可以将其大试放小，改为 小试，经过研究，小试以对氨基酚为原料仍有这些优势， 于是我们便选择了此合成方法。
于干燥的100ml锥形瓶中加入对氨基酚5.3g，水
15ml，醋酐6ml，轻轻振摇使成均相，再于微波辐射仪中
反应30分钟，放冷，析晶，过滤，滤饼以10ml冷水洗2次，
抽干，干燥，得白色结晶性对乙酰氨基酚粗品约6g。
• 2.精制
•
于100ml锥形瓶中加入对乙酰氨基酚粗品，每克用
水5ml，加热使溶解，稍冷后加入活性炭0.5g，煮沸5min， 在吸滤瓶中先加入亚硫酸氢钠0.25g，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，得白色对乙酰氨基酚纯品约8g， mp.168~170摄氏度。
1 以硝基苯为原料
在有浓硫酸和十六烷基三甲基氯化铵的条件下，以Pd/C为 催化剂，将硝基苯催化氢化为对氨基酚。对氨基酚不经分离，直 接乙酰化合成对乙酰氨基酚
特点
优点：流程短，原料易得，三废相对较少
缺点：原料硝基苯为易燃易爆液体，毒性大。工艺不 稳定，且提取时用的苯胺溶液易燃，有腐蚀性
2 以对硝基酚为原料
选取合成路线的试剂与器材
• 试剂：对氨基苯酚 醋酐 活性炭 亚硫酸氢钠
• 器材：锥形瓶 滴管 量筒 烧杯 玻璃棒 微波辐射仪
石棉网
注意事项
• （1）. 加亚硫酸氢钠可防止对乙酰氨基酚被空气氧化， 但亚硫酸氢钠浓度不宜过高，否则会影响产品质量。
• （2）. 酰化反应中，加水15ml，有水存在，醋酐可选择 性地酰化氨基而不与酚羟基作用，若以醋酸代替醋酐，则 难以控制氧化副反应，反应时间长，产品质量差。