美罗培南加氢反应体系的热力学计算和分析
2021-05-15刘祖虎胡兴邦陈善勇李国祥郭学锋张志炳
化工学报 2021年4期
刘祖虎,胡兴邦,陈善勇,李国祥,郭学锋,张志炳,4
(1 南京大学化学化工学院,江苏南京210023; 2 南京方淮化工科技有限公司,江苏南京210023;3新乡海滨药业有限公司,河南新乡453000; 4 南京延长反应技术研究院,江苏南京210047)
引 言
美罗培南(meropenem,C17H25N3O5)[1]是一种广谱、高效、安全的抗生素,也是治疗新冠肺炎(COVID-19)的临床药物之一[2],其化学结构复杂,具有6 个手性中心,合成路线长,收率低,生产成本高。美罗培南合成的关键步骤是保护美罗培南加氢脱保护基[3-4]。目前美罗培南加氢过程采用Pd/C 催化剂,催化剂在反应过程中失活严重[5],极大地影响了生产成本。
目前国内外关于美罗培南的研究多集中在合成路径、催化剂失活、抗菌机制和药代动力学[6-14],鲜有涉及工艺和反应器的讨论。传统的美罗培南加氢过程设计,基本没有进行热力学计算。然而要科学合理地设计高效反应器,必须具有充分的热力学数据,尤其化学反应的热效应和平衡常数是设计反应器和优化操作条件的重要依据。因此,本文采用基团贡献法估算美罗培南加氢反应体系各组分的物性和热力学参数,在此基础上对该反应体系开展较详细的热力学分析。
1 美罗培南加氢反应过程
1.1 美罗培南加氢工艺
工业生产中的美罗培南加氢有两种工艺:一锅法和两步法。一锅法是将母核与侧链先进行缩合反应,经洗涤、萃取得保护美罗培南溶液,不经提纯直接加入催化剂进行脱保护基,省去了保护美罗培南分离的中间步骤。两步法则先用母核和侧链合成保护美罗培南,结晶提纯后再加入催化剂进行加氢脱保护基[5]。……
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