7-ACT縮合反應(yīng)中三氟化硼乙腈絡(luò)合物代替液體三氟化硼乙腈的可行性分析

李秋菊，類麗麗（魯抗醫(yī)藥股份有限公司，山東　濟(jì)寧　272021）

7-ACT縮合反應(yīng)中三氟化硼乙腈絡(luò)合物代替液體三氟化硼乙腈的可行性分析

李秋菊，類麗麗（魯抗醫(yī)藥股份有限公司，山東濟(jì)寧272021）

三氟化硼作為ACT-7縮合反應(yīng)的催化劑，有固體和液體兩種選擇，經(jīng)過生產(chǎn)工藝，操作難易，以及經(jīng)濟(jì)安全等各個(gè)方面的比較，發(fā)現(xiàn)采用固體三氟化硼乙腈較采用液體三氟化硼乙腈做催化劑經(jīng)濟(jì)成本更低低，操作更容易簡(jiǎn)單，使用固體的三氟化硼乙腈可行性較液體的三氟化硼乙腈好。

7-ACT；三氟化硼；三氟化硼乙腈

1　ACT-7　生產(chǎn)原理

其中催化劑選擇三氟化硼。

選擇三氟化硼作為7-ACT縮合反應(yīng)的催化劑主要是因?yàn)槿鹂梢员Ｗo(hù)（7-ACA）中C-7位的氨基，并且能增加反應(yīng)系統(tǒng)中的離子強(qiáng)度，有利于在7-ACA的C-3位進(jìn)行反應(yīng)，使反應(yīng)收率提高。而且作為路易斯酸的三氟化硼對(duì)頭孢母核無破壞作用，絡(luò)合物色澤淺活性強(qiáng)，有利于縮合反應(yīng)的進(jìn)行。相對(duì)于其他的催化劑，三氟化硼催化時(shí)反應(yīng)條件簡(jiǎn)單，后處理容易，部分溶媒可回收，成本低，所得產(chǎn)品含量高，色級(jí)淺。

三氟化硼乙腈絡(luò)合物

分子量：108.86

用途：是一種活潑性很強(qiáng)的催化劑，用于多種有機(jī)合成.廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥中間體的生產(chǎn)，聚合，脫水和縮合反應(yīng)的催化劑及分析試劑。

液體BF3.乙腈在溫度低時(shí)（16℃以下）容易析出晶體，生產(chǎn)時(shí)析出的三氟化硼不能有效的利用從而降低了液體BF3.乙腈的濃度，不能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。且冬季生產(chǎn)時(shí)，析出的晶體容易堵塞管道，增加了生產(chǎn)的難度。如果將液體的三氟化硼乙腈改為固體的三氟化硼乙腈，上面所提到的問題就不復(fù)存在了。

考慮到上面提到的情況，我們嘗試改變工藝即使用固體BF3.乙腈替代液體BF3.乙腈，經(jīng)過多次小試驗(yàn)證可行后我們將改變的工藝投向大生產(chǎn)，經(jīng)過實(shí)踐證明這一工藝的改變不僅保證了產(chǎn)品質(zhì)量而且產(chǎn)品的收率較使用液體BF3.乙腈時(shí)也有所提高，這一工藝為我們的生產(chǎn)提供了便利的同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。

現(xiàn)在就使用固體三氟化硼乙腈代替液體三氟化硼乙腈可行性做了如下幾點(diǎn)分析。

2　生產(chǎn)工藝方面

2.1固體三氟化硼乙腈做催化劑的操作過程

2.2液體三氟化硼乙腈做催化劑的操作過程

將液體三氟化硼乙腈用真空抽入三氟化硼乙腈計(jì)量罐。向縮合罐中加入乙腈，投入ACA-7和三嗪環(huán)，。開啟攪拌35HZ保持溫度在15℃以下，流加液體三氟化硼乙腈，加料完畢升溫至28℃計(jì)時(shí)，反應(yīng)30分鐘（溫度保持在28℃～32℃）。向結(jié)晶罐中加入純化水，開啟攪拌并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速40HZ，加入晶種。將水溫降到5℃以下。計(jì)時(shí)結(jié)束開啟降溫水降溫至20度以下，料液轉(zhuǎn)入結(jié)晶罐中，料液溫度保持10℃以下滴加氨水至渾濁，攪拌轉(zhuǎn)速降至10HZ，進(jìn)行第一次養(yǎng)晶10分鐘。養(yǎng)晶完畢，調(diào)節(jié)結(jié)晶罐攪拌轉(zhuǎn)速為25HZ，緩慢滴加氨水調(diào)PH至2.2～2.4。結(jié)晶完畢，調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速10HZ，養(yǎng)晶30分鐘。養(yǎng)晶完畢，料液放入離心機(jī)離心，然后用80%丙酮洗滌，再用純丙酮洗滌。洗滌完畢，將7-ACT濕料經(jīng)顆粒機(jī)顆粒，然后進(jìn)入雙錐干燥器真空干燥。反應(yīng)條件相比，固體三氟化硼乙腈和液體三氟化硼乙腈基本上相同，其中在使用固體三氟化硼乙腈將其投入時(shí)，料液溫度會(huì)迅速降低3℃～5℃，致使升溫過程延長(zhǎng)1分鐘至2分鐘。對(duì)反應(yīng)過程影響可以忽略。

3　投料量比較

以110㎏7-ACA為標(biāo)準(zhǔn)使用固體三氟化硼和液體三氟化硼時(shí)各原料投入量，固體投料時(shí)三氟化硼乙腈是150kg，液體是441kg，勞動(dòng)量較液體投料時(shí)有所減輕。

4　經(jīng)濟(jì)比性

（1）110㎏7-ACA投入產(chǎn)出7-ACT136㎏，使用固體三氟化硼乙腈做催化劑時(shí)三氟化硼乙腈的單耗由3.24變?yōu)?.10，乙腈的單耗由5.03變?yōu)?.91。液體三氟化硼乙腈成本17.52元/kg，固體三氟化硼乙腈成本32.50元/kg，乙腈成本12.39元/kg，正常生產(chǎn)時(shí)乙腈可以回收利用80%。

7-ACT的單位成本：液體投料時(shí)：3.24*17.52+5.03*12.39*0.8=106.62元。固體投料時(shí)：1.10*32.50+6.91*12.39*0.8=104.24元。固體投料替代液體投料原材料成本可以降低2.38元/kg。

（2）液體三氟化硼乙腈溫度低時(shí)，容易析出晶體，所以冬季使用時(shí)必須增加暖房才能保證三氟化硼乙腈的正常使用。而使用固體三氟化硼乙腈可以將暖房、加熱罐、伴熱管等設(shè)備都停用，蒸汽消耗方面會(huì)大幅降低。

（3）使用固體三氟化硼乙腈較液體三氟化硼乙腈可以減少三氟化硼乙腈計(jì)量罐和三氟化硼乙腈加熱罐兩個(gè)設(shè)備，減少設(shè)備費(fèi)以及與其相關(guān)的設(shè)備維修費(fèi)，設(shè)備保養(yǎng)費(fèi)，設(shè)備折舊費(fèi)。如果是新建廠房這些相應(yīng)的設(shè)施可以省去不予建設(shè)。

5　安全性比較

三氟化硼侵入途徑：吸入。三氟化硼急性中毒：干咳、氣急、胸悶、胸部緊迫感惡心、食欲減退。三氟化硼危險(xiǎn)特性：化學(xué)反應(yīng)活性很高，遇水發(fā)生爆炸性分解，與銅及其合金有可能生產(chǎn)具有爆炸性的氯乙炔。暴露在空氣中潮氣時(shí)迅速水解成氟硼酸與硼酸產(chǎn)生白色煙霧。因?yàn)楣腆w三氟化硼乙腈是25㎏/袋包裝，投料時(shí)空氣接觸面積較液體三氟化硼乙腈大，使生產(chǎn)危險(xiǎn)性提高。對(duì)操作員工的身體危害較液體時(shí)大。安全性方面液體三氟化硼乙腈優(yōu)點(diǎn)大于固體三氟化硼乙腈。

經(jīng)過上述四個(gè)方面的比較采用固體三氟化硼乙腈較采用液體三氟化硼乙腈經(jīng)濟(jì)成本低，操作容易。由于在環(huán)境安全方面不如液體三氟化硼乙腈安全，操作是一定注意安全，采取有效的防護(hù)措施。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.036