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《郑州大学》 2002年
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2-对氯苄基吡啶合成工艺研究

石晓华  
【摘要】: 2—对氯苄基吡啶作为一种医药中间体,主要用于抗组织胺药物扑尔敏的生产制备。由于扑尔敏具有重要的医学价值,而2—对氯苄基吡啶是合成扑尔敏的重要中间体,所以,2—对氯苄基吡啶的合成工艺的优化对于扑尔敏的生产具有重要的影响。现已工业化的生产工艺虽然具有技术成熟的优点,但生产步骤多,产率较低;为缩短合成路线,提高2—对氯苄基吡啶的收率,本文对2—对氯苄基吡啶的另一条合成路线—对氯氯苄与盐酸吡啶缩合法的合成工艺及反应表观动力学进行了全面的探讨。 本文首先提出了以对氯氯苄和吡啶为基本原料合成2—对氯苄基吡啶的工艺路线,同时利用均匀设计实验,采用拟水平法,设计U_(10)(10~(10))均匀设计实验表,考察了各种因素对该反应有关合成的影响,建立了影响因素与摩尔收率的定量相关方程,并根据所建立的定量相关方程优化得到了如下的该工艺的最佳反应条件,在所优化的条件下目的产品的预测摩尔收率为59.66%。 最佳反应条件: 物料配比: 1.6:1(对氯氯苄与盐酸吡啶的摩尔比) 催化剂量: 17%(以盐酸吡啶的质量百分比计) 缩合反应时间:2h 缩合反应温度:165℃ 保温时间: 7h 吡啶加入量: 10ml 在均匀设计试验的基础上,重点考察了物料配比、催化剂用量、缩合反应时间与保温时间四个单因素,进行了一系列的单因素实验,优化出各个单因素的最佳值,所得结果与均匀设计实验所优化出的最佳反应条件基本相符。 为进一步验证所得最佳工艺条件的可靠性,又采用人工神经网络技术,建立了预测最佳工艺条件的人工神经网络模型。用均匀设计与单因素实验数据作为训练样本对所建立的模型进行训练,网络模型的模拟输出值与训练样本之间的最大相对误差不超过2.5%,即此模型可以用于最优条件的预测。把各影响因素的范围拓宽,组合成不同的样本输入模型,预测的最佳工艺条件与定量相关方程所得结果基本一致,预测收率为60.97%。 郑什1大学硕士学位论文 通过实验验证在最佳工艺条件下目的产品的平均收率为 58.11%,与两种 模型的预测收率相吻合。文献报道的己工业化的生产工艺收率为 40%左 右,与之相比,收率提高了近20个百分点。 其次,本论文对2一对氯书基毗陡合成反应的表观动力学进行了探 讨,由于本反应的复杂性(既有平行反应,又有连串反应),所以只对主 反应的控制步骤连串反应的第二步的动力学进行了考察,得到动力学方程 为: dC、___、;(一215.491,__ ZryL=1.524 x 10‘’expl y l(c。-C。) dt“\ R T ) 其中: C。:2一对氯节基毗唆的摩尔浓度,mol/L CCO:中间产物的摩尔浓度,m。l/L 另外,本论文还建立了一种利用气相色谱分析2一对氯芋基毗陡及其 同分异构体的新方法,此方法采用一阶程序升温,能很好地实现本反应体 系中各个组分的分离。 综上所述,本文采用人工智能与实验技术相结合的方法优化得到了2 一对氯茉基毗陡合成反应的最佳工艺条件,探讨了反应表观动力学,提出 了有关产物的分析方法,为工程设计和工业化生产提供了一定的设计参数 和理论依据。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TQ464

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