第13章 氢化可的松的生产工艺原理
氢化可的松的生产工艺技术原理
氢化可的松的生产工艺技术原理氢化可的松是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、纤维、橡胶、涂料等工业领域。
它主要通过裂解原油的轻烃气体或其他石化副产品的加氢反应来生产。
氢化可的松的生产工艺技术主要包括以下几个步骤：1. 原料准备：首先，需要准备合适的原料，主要包括裂解气体、烃类混合物或其他石化副产品。
这些原料经过净化、预处理等工艺步骤后进入下一步。
2. 反应装置设计：根据生产规模和工艺要求，设计一个合适的反应装置。
该装置通常包括一个加氢反应器，用于实现氢化可的松的反应。
3. 加氢反应：原料经过预热后进入加氢反应器，在适当的操作条件下，与氢气进行加氢反应。
其中，催化剂的选择非常重要，常用的催化剂包括钴、镍等金属催化剂和二氧化硅等载体。
加氢反应的主要目的是将原料中的不饱和烴类逐步加氢，形成可的松。
4. 分离和纯化：反应后的产物需要进行分离和纯化处理。
主要包括脱气、卸压、蒸馏、精馏等工艺步骤。
通过这些步骤，可以去除未反应的氢气、副产物和杂质，获得纯净的氢化可的松。
5. 产品储存和包装：最后，将得到的氢化可的松进行储存和包装。
通常使用密封的容器进行储存，以防止氧气和湿气的侵入，保证产品的质量和稳定性。
总之，氢化可的松的生产工艺技术主要依靠加氢反应来实现。
通过合适的反应装置和催化剂的选择，以及适当的操作条件和分离纯化步骤，可以获得符合要求的氢化可的松产品。
这一生产工艺技术的原理已经得到广泛应用，并且为相关工业提供了重要的原料支持。
氢化可的松（Hydrogenated rosin）是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、纤维、橡胶、涂料等工业领域。
它的生产工艺技术原理主要依靠加氢反应来实现。
在本文中，我们将继续探讨氢化可的松的生产工艺技术原理，并介绍其中的一些关键步骤和技术要点。
1. 原料准备：氢化可的松的生产通常使用裂解原油的轻烃气体或其他石化副产品作为原料。
这些原料需要经过净化、预处理等工艺步骤来去除杂质、控制组分比例，并达到生产要求。
氢化可的松生产工艺
氢化可的松生产工艺
氢化可的松，又称柳氮合酮，是一种合成激素类抗炎解热药。
下面介绍氢化可的松的生产工艺。
1. 原料准备：氢化可的松的原料包括戊内酰亚胺、硝酸、氧化亚铁、硼酸、二氯乙烷等。
2. 反应步骤：
（1）将戊内酰亚胺溶解在硫酸中，得到戊内酰亚胺硫酸盐。
（2）在低温下，慢慢地将硝酸滴加到戊内酰亚胺硫酸盐中，反应生成硝酸戊内酰亚胺。
（3）将硝酸戊内酰亚胺加热至120℃，缓慢地加入硼酸溶液进行硝酸酯水解，得到硼酸戊内酰亚胺。
（4）在氧化亚铁的催化下，将硼酸戊内酰亚胺与氢气进行加氢反应，生成氢化可的松。
（5）对反应产物进行针对性的提纯、结晶、干燥等工序，得到氢化可的松成品。
3. 工艺条件：
（1）硝酸添加的速率应控制在缓慢滴加，以避免反应过程中的副反应。
（2）水解反应的温度和时间应严格控制，以确保完全水解。
（3）加氢反应的温度、氢气压力和时间应根据具体实验参数进行优化。
（4）在提纯和结晶工序中，选择适当的溶剂和结晶条件，以获得高纯度的氢化可的松。
4. 设备：反应釜、分离设备、过滤设备、结晶设备等。
5. 安全措施：在反应过程中注意防爆、防火措施，保持良好的通风条件，避免接触和吸入有害气体和溶剂。
6. 环保措施：在废液处理过程中，采用合适的处理方法，以减少对环境的污染。
总之，氢化可的松的生产工艺是一个复杂的过程，需要严格控制各个环节的条件和参数，以获得高品质的氢化可的松产品。
同时，环保和安全是生产过程中需要重视的方面，要注意合理使用原料和处理废液，以减少对环境的影响。
氢化可的松的制备工艺
异丙醇铝的制备
原辅料 的制备
01
薯芋皂素的制备
将穿地龙或黄山药等薯芋科植物切碎，先用水 浸泡数小时放掉浸液，加入2.5倍体积的3%稀 硫酸，在2.74×104Pa下，加入热水水解4～6 小时，稍微冷却后，放掉酸液，出料，砸碎后， 用水洗至pH6～7,晒干。将干燥物投入提取罐， 用 7 倍量的汽油反复萃取 ，萃取温度控制在 60 ± 2 ℃ 。将萃取液浓缩至一定体积，冷却析 出结晶。过滤，得到薯芋皂素，熔点 195 ～ 205℃。
生产工艺原理及过程
3)精制:用环己烷提取，分出水层;有机萃取液减压浓缩至近干， 加适量乙醇，再减压蒸馏带尽环己烷，再加乙醇重结晶，甩滤， 用乙醇洗涤，干操，得双烯醇酮乙酸酯(9-8)精品，熔点165℃ 以上，收率55%～57%。 ⑶ 反应条件及影响因素 氧化是放热反应，反应物料需冷却到＜5℃;投入氧化剂后罐内T 可上升到90～100℃，如继续升温会出现溢料
加入预先配制好的异丙醇铝，再加热回流1.5h，冷却到 100℃以下，加入氢氧化钠液，通入蒸汽进行水蒸汽蒸馏 带出甲苯，趁热滤出粗品，用热水洗涤滤饼到洗液呈中性。 干燥滤饼。用乙醇精制，甩滤，滤饼经颗粒机过筛、粉碎、
生产工艺原理及过程
干燥，得环氧黄体酮，熔点207～210 ℃，收率75%。
⑶ 反应条件及影响因素 过氧化氢系强氧化剂，极易放出氧引起爆炸; 反应必须始终在足够的氮气下进行,避免接触空气。 另一方面，应严格控制反应温度不能超过30℃，否则会 导致过氧化氢(双氧水)分解和过氧化钠的形成，引起爆炸，
药理作用
氢化可的松为糖皮质激素药物，临 001 床上用作肾上腺皮质功能减退症及 垂体功能减退症的替代治疗
002
也可用于治疗过敏性和炎症性疾 病，也有保钠排钾作用主要用于 抢救危重中毒性感染。
氢化可的松的制备工艺研究讲解
扬州工业职业技术学院2011—2012学年第二学期毕业设计（论文）（课程设计）课题名称：氢化可的松的制备工艺研究设计时间：2011年10月15日-2012年3月20日系部：化学工程系班级：0901化学制药姓名：*********指导教师：*************目录摘要Abstract一、前言 (6)1.1氢化可的松的概况 (6)1.1.1氢化可的松主要性质 (6)1.1.2氢化可的松主要药理作用 (7)1.1.3氢化可的松主要功能 (7)1.1.4氢化可的松与药物相互作用 (7)1.1.5氢化可的松的发展前景 (8)1.2氢化可的松合成方法及研究内容 (9)1.2.1化学合成法制HC (9)1.2.2半合成法制HC (9)1.2.2.1半合成法简述 (9)1.2.2.2 提高HC半合成收率及转化率的途径 (11)1.2.2.3减少副产物产生的方法 (12)1.2.2.4分离与提纯 (13)1.2.2.5含量测定 (14)1.2.3全生物合成法制HC (14)二氢化可的松的合成工艺过程 (15)2.1合成氢化可的松的原料 (16)2.1.1原料来源 (16)2.1.2薯蓣皂素的制备 (16)2.1.3薯蓣皂素的制备的工艺流程图 (16)2.2 Δ5,16-娠二烯-3β-醇-20-酮-3-醋酸酯（双烯醇酮醋酸酯）制备 (16)2.3 16α，17α-环氧黄体酮的制备 (18)2.4 17α-羟基黄体酮的制备 (19)2.5 Δ4-娠烯-17α，21-二醇-3,20-二酮（醋酸化合物S）的制备 (20)2.6 氢化可的松的制备 (21)2.7实验小结 (24)三结语 (24)参考文献 (25)致谢 (27)氢化可的松的制备工艺研究[摘要]氢化可的松是一种肾上腺分泌激素，其药理作用主要有抗炎、抗过敏和免疫抑制、抗核分裂等,它在医药领域具有广泛的应用。
合成氢化可的松的方法主要有化学合成法、半合成法、全生物合成法等。
氢化可的松生产
HO
（5）
O
OH
OH
MnO2,C5H12,r.t.
HO
O
（6）
CH3 C O
H2O2, NaOH, CH3OH
15~20 oC
CH3 C O O (80%)
HO
HO
H2O2,NaOH,CH3OH,15~20 ℃ (17)
（7）
CH3 C O CH3 H O ,NaOH,CH OH,27~30 ℃ 2 2 3
2．氢化可的松中间体16α，17α-环氧黄 体酮的生产
（1）原理
CH3 C O
H2O2, NaOH, CH3OH
15~20 oC
CH3 C O O Al(O i Pr3 / ) 回
O
/Tol
CH3 C O O
AcO
AcO
O
(2)
（2）工艺流程
氢氧化钠溶液 双烯醇酮醋酸酯 氧化釜1 甲醇，过氧化氢 结晶 蒸馏 析晶 过滤 焦亚硫酸 中和
H2O2, NaOH, Ac2O o 27-30 C
CH3 C O O
CH3 (95%)
AcO
AcO (18)
下列反应选择合适的氧化剂和条件
（1）
O H3C H3C CH3 H3C H3C
O O H2O2,NaOH,CH3OH,15~20 ℃ CH3
（2）
OH C CH
OH C CH
Al(OPr-i)3, 环己酮，回流
第三节 生物氧化法
特点：
• 高度的专一性与选择性
CH2OCOCH3 C O OH
梨头霉菌
27 29oC
CH2OH HO C O OH
O （化合物S )
O （氢化可的松）
氢化可的松的生产工艺原理
节能减排：生产过程中需要采用节能技术和设备，减少源消耗和碳排放，降低对环境的影响
原材料成本： 主要包括氢化 可的松原料、 溶剂、催化剂
等
设备成本：包 括反应釜、搅 拌器、加热器
等设备
能源成本：包 人工成本：包 环保成本：包
括电力、蒸汽、 括生产、质检、 括废气、废水、
降
法规政策：政府对医药行业的 监管政策可能会影响氢化可的
松的市场前景
汇报人：
反应产物分离：控制反应产物的分离，确保 产物纯度和质量，避免杂质影响产品质量
反应产物纯化：控制反应产物的纯化，确保 产物纯度和质量，避免杂质影响产品质量
温度控制：氢化 反应的温度应控 制在100-120℃ 之间，过高或过 低都会影响反应 效果。
压力控制：氢化 反应的压力应控 制在0.5-1.0MPa 之间，过高或过 低都会影响反应 效果。
安全性：氢化可的 松应无毒、无害， 符合国家相关标准 和要求
原料控制：选择优质原料，确保原料质量 工艺控制：优化生产工艺，保证产品质量 检测控制：采用先进检测设备，确保产品质量 环境控制：保持生产环境清洁，防止污染
生产过程中必须穿戴防护服、 手套、口罩等防护设备
操作人员必须经过专业培训， 具备相应的操作技能和知识
反应原理：醋酸可的松在氢气、催化剂和加热条件下，发生氢化反应生成氢化可的松
反应条件：氢气压力、催化剂种类、反应温度和时间 产物分离：通过蒸馏、结晶等方法分离氢化可的松 纯化：通过重结晶、色谱等方法纯化氢化可的松
原料：醋酸、可的松、催化 剂
反应条件：温度、压力、时 间
反应过程：醋酸与可的松在 催化剂的作用下发生反应， 生成醋酸可的松
氢化可的松的工业生产工艺
（13-1）
目录
1、概述 2、合成路线及其选择 3、生产工艺原理及其过程 4、原辅材料的制备、综合利用 5、污染物治理
概述
氢化可的松为白色或近乎白色的结晶性 粉末，无臭，初无味，随后有持续的苦味， 遇光渐变质。不溶于水，微溶于氯仿，能溶 于乙醇（1:40）和丙酮（1:80）。
沃氏氧化
工艺过程
用焦亚硫酸中和反应液到pH7～8,加热至沸， 减压回收甲醇，用甲苯萃取，热水洗涤甲苯萃 取液至中性，甲苯层用常压蒸馏带水，直到馏 出液澄清为止;加入环己酮，再蒸馏带水到馏出 液澄清。加入预先配制好的异丙醇铝，再加热 回流1.5h，冷却到100℃以下，加入氢氧化钠液， 通入蒸汽进行水蒸汽蒸馏带出甲苯，趁热滤出 粗品，用热水洗涤滤饼到洗液呈中性。干燥滤 饼。用乙醇精制，甩滤，滤饼经颗粒机过筛、 粉碎、干燥，得环氧黄体酮，熔点207～210 ℃， 收率75%。
一、Δ5,16-孕甾二烯-3β－醇－20- 酮－3- 醋酸酯 的制备
1、加压消除开环
加压下用乙酸酐-乙酸开环，加压能提高反
应温度，有利于消除反应的进行。乙酰阳 离子作为Lewis酸进攻F环上的氧，为此必 须控制反应中原辅材料中的水份。
2、氧化开环
3、水解-1,4-消除
在酸性质子的作用下，C-20酮发生烯醇化， 当其回复为酮时，则发生1, 4消除。生成双烯 醇酮醋酸酯（13-12)和4-甲基-5-羟基戊酸酯
三、17α-羟基黄体酮的制备
溴化反应（上溴反应）
工艺过程
将含量56%的氢溴酸预冷到15℃，加入环氧黄体 酮(13-14) 温度不超过24-26℃，加毕，反应1.5h， 将反应物倾入水中，静置，过滤，再用水洗涤到 中性和无溴离子，得16β-溴-17α-羟基黄体酮(1317)。
氢化可的松的生产工艺new
氢化反应
在催化剂的作用下，将原料与氢气进行反应， 生成氢化可的松。
结晶干燥
通过结晶、过滤、干燥等步骤，得到氢化可 的松产品。
各个步骤的详细操作
原料准备
将原料进行干燥、过滤等预处 理，确保其符合生产要求。
氢化反应
在催化剂的作用下，将原料与 氢气进行反应，控制温度、压 力等反应条件，确保反应顺利 进行。
分离纯化
通过萃取、蒸馏等方法，将氢 化可的松从反应液中分离出来 ，进行多次操作，提高纯度。
结晶干燥
控制结晶温度、搅拌速度等条 件，使氢化可的松结晶析出， 再进行过滤、干燥等操作，得
到产品。
工艺流程中的注意事项
01
注意控制反应条件，如温度、压力等，避免发生意外事故。
02
在分离纯化过程中，注意控制操作参数，避免损失有效成分。
醋酸可的松
催化剂
作为起始原料，经过氢化反应得到氢 化可的松。
如铂、钯等金属催化剂，促进氢化反 应进行。
氢气
作为氢化反应中的还原剂，提供氢原 子。
辅助原料
01
02
03
溶剂
用于溶解醋酸可的松，提 高反应效率。常见的溶剂 有甲醇、乙醇等。
酸碱调节剂
用于调节反应液的酸碱度， 促进反应进行。如硫酸、 氢氧化钠等。
在结晶干燥过程中，注意控制结晶温度、搅拌速度等条件，确
03
保产品质量。
04
氢化可的松的质量控制
质量控制的方法与标准
高效液相色谱法
通过高效液相色谱仪对氢化可的 松进行分离和检测，确保其纯度 和含量符合标准。
紫外可见分光光度
法
利用紫外可见分光光度计对氢化 可的松进行吸光度检测，以确定 其浓度和纯度。
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根据作用：
盐皮质——调节电解质，保钠排钾 糖皮质——糖代谢，抗炎作用
天然激素：糖皮质——可的松、氢化可的松等 结构特点：C11C17含氧 盐皮质——醛固酮、去氧皮质酮等
内 容
1
概述
2
合成路线及其选择
3
生产工艺原理及其过程
4
原辅材料的制备、综合利用及三废治理
第二节
合成路线及其选择
甾体药物的工业生产都是从改造天然甾体产物开始的。
主要天然肾上腺皮质激素
O O
OH OH
O HO
OH OH
O HO
OH
O
可的松 Cortisone O O OH
O
氢化可的松 Cortisol O
O
皮质酮 Corticosterone HO O O OH OH
OH OH
O
O
O 醛甾酮 Aldosterone
17a-Hydroxy-11-脱氧皮质酮 11-脱氢皮质酮 11-Dehydrocorticosterone 17a-Hydroxy11deoxycorticosterone
4
原辅材料的制备、综合利用及三废治理
第三节 生产工艺原理及其过程
1、工艺原理
（1）加压消除开环 讨论：如何分析消除反应的立体选择性？？？
（2）氧化开环
讨论：为何不氧化5位双键，而只氧化20位双键？？？ 反应中可能会有哪些副产物？？？
副产物分析： 环氧化合物 碳酸双酯 的生成。
（3）水解——1,4消除
薯蓣皂苷元
E和F环的断开
氢化可的松
3-OH氧化成酮基 5-烯移位
21，17,11位OH的引入
路线1
经可的松醋酸酯的合成路线
根酶 曲酶
讨论：1）缩氨脲保护羰基的区域选择性？？？ 2）硼氢化钾的立体还原选择性分析？？
路线2
经化合物S的合成路线
1952年，Peterson首先发现11β-羟基化（弗氏链霉菌），一步发酵转化为可得松，这 是制药工业上非常有价值的合成路线。 1955年，改变菌种，使用布氏小克银汉霉作为菌种，转化率提高到65%。 之后，采用新月弯孢霉作为菌种，转化率可达到80%-90%。
三、17a-羟基黄体酮的制备 1、工艺原理
（1）溴化反应（反式亲核加成反应）
（2）催化氢化反应（脱溴反应）
2、反应条件及影响因素 （1）溴化反应中，HBr中溴的含量一般应低于0.5%，否则易引起 4位双键发生加成反应。
（2）在脱溴反应中，实际操作中加入少量吡啶，可以防止4位双键 和3位羰基被还原。
孕甾双烯醇酮乙酸酯
2、反应条件及影响因素
（1）氧化还原反应是放热反应，反应物料需冷却到5度以下，投入氧化剂后，反应 温度会上升到90-100度。
（2）重结晶母液中13-12的分离(产品的分离) 往乙醇母液中加氢氧化钠，使4-甲基-5-羟基戊酸酯皂化成为钠盐，易溶于甲醇。 母液中未水解的双烯醇酮乙酸酯（13-12）易溶于环己烷
2、反应条件及影响因素
（1）该反应应在氮气下进行，由于过氧化氢极易放出氧气引起爆炸。
（2）反应温度不能超过30度，否则会导致过氧化氢分解和过氧化钠的形 成，引起爆炸。温度低于22度，反应时间延长。 （3）沃氏氧化反应为可逆反应，可增加环己酮的配料比， 反应向正反应方向移动。 （4）沃氏氧化反应必须在无水条件下进行，异丙醇铝遇水易分解。
第13章 氢化可的松的生产工艺原理
内 容
1
概述
2
合成路线及其选择
3
生产工艺原理及其过程
4
原辅材料的制备、综合利用及三废治理
第一节
概
述
氢化可的松为糖皮质激素类药物，可调节 糖、脂肪和蛋白质的生物合成及代谢， 具有抗炎、抗毒、抗休克及抗过敏等药理 作用。
氢化可的松（皮质醇）
肾上腺皮质激素
• 是肾上腺皮质受到脑垂体前叶分泌的促肾上 腺激素的刺激所产生的一类激素 • 到目前为止,共分离到47种甾类物质,其中7种 化合物生物活性最强,如氢化可的松
我国生产氢化可的松也采用这样的转化方法，工艺非常成熟，生产菌种为蓝色梨头 霉，转化率为70%左右。
化合物S
评价：目前我国采用化合物S并用蓝色梨头霉氧化合成氢化可的松的工艺路线。 该路线工艺成熟，除微生物氧化一步收率稍低外，其余各个步骤收率达到国际 先进水平。
内 容
1
概述
2
合成路线及其选择
3
生产工艺原理及其过程
五、氢化可的松的制备
1、工艺原理（微生物氧化、提取、分离和精制）
氢化可的松
蓝色梨头霉
表氢可的松
2、反应条件及影响因素
（1）粗品中a和β两种异构体，必须分离精制。
将粗品加入16-18倍含8%甲醇的二氯乙烷溶液中，加热回流使其全溶，趁热过滤， 滤液冷至0-5度。析出结晶，过滤，干燥，得氢化可的松。
上述分离物再加入16-18倍甲醇及活性炭脱色，加热回流使其溶解。趁热过滤， 滤液冷至0-5度。析出结晶，过滤，干燥，得氢化可的松。 （2）生物氧化反应的终点通过比色法来确定。
第四节 原辅材料的制备、综合利用与污染物治理
一、原辅材料制备
1、薯蓣皂苷元的制备
2、异丙醇铝的制备
3、Raney镍的制备
二、副产物的综合利用
氢化可的松合成工艺中主要副产物是表氢化可的松，一般比例为主产物的三分 之一。 工艺原理
三、污染物的治理
1、化学还原法 2、活性炭吸附法 3、反渗透法处理 4、离子交换法
四、
1、工艺原理
讨论：反应机理如何分析？？？
（1）碘代反应
碱催化下的亲电取代反应。
（2）酯化反应（置换反应）
酯化反应属于亲核取代反应， 必须在非质子极性溶剂中进行。
2、反应条件及影响因素
（1）碘代反应中用CaO代替氢氧化钙作为反应的催化剂。氢氧化钙呈粘状，不易 过滤，后处理困难。
（2）及时除去反应中生成的氢氧化钙和碘化钙。
二、16a,17a-环氧黄体酮的制备
1、工艺原理
讨论：反应机理如何1）为何5位双键没有被氧化？？ （2）解释氧化产物为a构型？？？
（2）沃氏氧化
如何分析沃氏氧化反应的机理？？
① 烷氧基交换
② 氧化-阴离子的转移
③ 双键位移重排
④ 异丙醇铝的再生（烷氧基的交换）
Thank you !