Проект технології виробництва ацетилхлориду
Автор: Марчук Аліна Володимирівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технології фармацевтичних препаратів
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Марчук А.В., Журахівська Л.Р. (керівник). Проект технології виробництва ацетилхлориду. Магістерська робота. - Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2020. Анотація Магістерська кваліфікаційна робота присвячена проекту технології виробництва ацетилхлориду на основі взаємодії оцтової кислоти та хлориду фосфору (ІІІ). Здійснено огляд літератури по реакціях ацилювання, ацетилювання, в яких ацетилхлорид бере участь як потужний ацилюючий агент. Наведено огляд публікацій за даною тематикою. Розглянуто методики одержання готового продукту-ацетилхлориду, та проведено аналіз чинників які тим чи іншим чином впливають на вихід продукту. Наведено галузі його застосування у промисловості, зокрема, у виробництві відомих фармацевтичних препаратів. Проведено розрахунки витрати сировини для отримання 1 т ацетилхлориду. Проведені розрахунки загальної вартості виробництва. Ацетильовані органічні молекули проявляють підвищену здатність до проникання крізь вибірково проникний гематоенцефалічний бар’єр. Введення ацетильної групи допомагає деяким лікарським засобам швидше дійти до мозку, тим самим посилюючи ефект від препарату та ефективність після прийому однієї дози. Наприклад, введення ацетильної групи в саліцилову кислоту – природній протизапальний засіб, перетворює її в ацетилсаліцилову кислоту (аспірин), яка є значно ефективніша. Також аналогічно перетворюють за допомогою реакції ацетилювання природний знеболюючий засіб - морфін у набагато сильніший- діацетилморфін (героїн). Особливості перебігу ацилювання алканолів карбоновими кислотами та хлорангідридами, а також встановлення основних кінетичних закономірностей цих реакцій уможливлюють визначення оптимальних умов перебігу реакцій з метою одержання якнайвищих виходів естерів. Ацилювання спиртів ангідридами і хлорангідридами відповідних кислот відбувається швидше і з вищими виходами естерів, ніж при ацилюванні кислотами. Швидкість алкоголізу хлорангідридів зростає в ряді: етакрилоїлхлорид << метакрилоїлхлорид < акрилоїлхлорид < кротоноїлхлорид < бутирилхлорид < ацетилхлорид.[1] Методом ацетилювання можна ефективно та економічно вигідно ідентифікувати та охарактеризувати аміни, а також захистити аміногупу в органічному синтезі. Ацетилхлорид є одним з найбільш доступних і недорогих ацетилюючих агентів, але його висока реакційна здатність та супутня нестабільність у воді (вибухонебезпека при контакті з водою та подальший швидкий гідроліз) виключають його використання для ацетилювання у водних середовищах. Існують методи, що ілюструють ефективне ацетилювання первинних амінів та амінокислот у розчині розсолу ацетилхлоридом у слабоосновному середовищі у присутності ацетату натрію та / або триетиламіну з подальшим розтиранням з насиченим водним розчином бікарбонату. Цей спосіб є ефективним використанням цього найбільш реакційноздатного, але недорогого ацетилюючого агента для ацетилювання амінів з чудовими виходами продукту. Це потенційно корисний препарат "зеленої хімії". Беручи до уваги значення ацетилювання та екологічні проблеми, а також інтерес до досягнення органічного трансформації у воді замість звичайних розчинників, реакції ацетилювання первинних амінів та амінокислот з використанням ацетилхлориду у присутності слабкої основи екологічно безпечні, економічно вигідні, добре організовані та доцільні. [2,3] Доведена синтетична значимість реакції ацилювання амінів, продукти якої відповідні аміди є важливими інтермедіатами при одержанні значного масиву практично корисних сполук. В ролі ацилюючих реагентів в процесах ацилфункціоналізації амінів використовуються ангідриди або хлороангідриди кислот у присутності високотоксичних і дорогих каталізаторів. [4] Реакції ацилювання відграють важливу роль у реакціях синтезу антимікробних препаратів. Наприклад, взаємодією 2-хлоро- і 2,3-дихлоронафтазарину з 3,3-диметил-2-пропеніламіном синтезували азотовмісні аналоги природного шиконіну, ацилювання яких ацетил або бензоїл ангідридом призводить до відповідних N-ацильованих шиконінів. Біологічний скринінг отриманих продуктів показав, що вони характеризуються антимікробною активністю. [5] Об’єкт дослідження: ацетилхлорид та спосіб його одержання в результаті взаємодії оцтової кислоти та хлориду фосфору (III). Сфера досліджень: вивчення ацетилхлориду як потужного ацилюючого агента, його роль у схемах синтезу лікарських засобів. Мета дослідження: провести матеріальний, технологічний та економічний розрахунок виробництва ацетилхлориду та визначити загальну кількість сировини для отримання заданої кількості готової продукції, розробити найбільш ефективну з усіх точок зору технологічну схему процесу та вибрати основне та допоміжне обладнання для даного процесу. Здійснити будівельне проектування виробництва згідно вимог та стандартів Належної виробничої практики (GMP), а також провести тепловий розрахунок основного апарату у виробництві ацетилхлориду. Результати досліджень: розроблено принципову технологічну схему одержання ацетилхлориду, показано можливість її впровадження у виробництво, розраховано та підібрано основне та допоміжне обладнання та запропоновано його будівельне компонування, а також пораховано економічну ефективність розробленого виробництва. Ключові слова: ацетилхлорид; ацилювання; ацетилювання.