生产工艺中，主要的污染 物是含铬废水（一般以 Cr3+和Cr6+的形式出现）。 采用化学还原法、活性炭吸 附法、反渗透法和离子交换 法等进行处理。
污染物 处理
01
化学还原法 将 Cr6+ 还原为低毒性的 Cr3+ ，然后再 生成氢氧化铬 (Cr(0H)3)沉淀，最后分 离沉淀。 处理后的废水含铬量能符合国家废水 排放标准。
生产工艺原理及过程
⑵ 工艺过程 上溴开环反应:将含量56%的氢溴酸预冷到15℃，加入 环氧黄体酮 , T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。 催化氢化反应:使其溶于乙醇中，加入HAC及镍，封闭 反应罐，尽量排出罐内空气。然后在 1.96x104Pa(0.2Kg/cm2)的压力下通入氢气，于3436℃滴加乙酸铵-吡啶溶液，继续反应直到除尽溴。停 止通氢气，加热到65-58℃保温15min，过滤，滤液减 压浓缩回收乙醇,冷却，加水稀释。析出沉淀，过滤， 用水洗涤滤饼至中性，干燥得17α -羟基黄体酮。熔点 184℃,收率95%。
合成 路线
O
O O
OO
OO
薯芋皂素
HO
HO H
H
HO H
剑麻皂素
番麻皂素
HO
HO
豆甾醇
常见原料的选择
胆甾醇
薯芋皂素与氢化可的松的化学结构，可知需除去薯芋皂素中 的E环(四氢呋喃环)、F环(四氢吡喃环)，而薯芋皂素经开环裂 解去掉E, F环后，即能获得理想的关键中间体—孕甾双烯醇酮 醋酸酯。 从孕甾双烯醇酮醋酸酯到氢化可的松的化学结构，除将C-3羟 基转化为酮基，使C-5, 6双键位移至C-4,5位外，需引入3个 特定的羟基即11, 17, 21-位羟基。
薯芋科植物 切碎 浸泡 3%稀硫酸 水解 酸液 冷却 出料 过滤 浓缩 冷却结晶 汽油 提取罐 萃取
研碎，水洗至pH6—7
薯芋皂素 晒干
02
异丙醇铝的制备
异丙醇铝由铝片和异丙醇反应制得。为加速反 应，常加入少量三氯化铝，使生成少量活性更 高的氯代异丙醇铝。 将铝片、异丙醇和三氯化铝投入干燥反应罐中， 回流冷凝器的上部配置干燥装置，加热回流开 始时，即可停止加热，使其自然回流反应，若 铝片尚未全溶而回流停止时，可稍加热或补加 异丙醇，直到铝片全部溶于溶剂。常压蒸馏， 后减压蒸馏回收异丙醇，冷却。密闭贮存异丙 醇铝，备用。
生产工艺原理及过程
2.16α-17α-环氧黄体酮的制备
工艺原理:
CH3 C O CH3 C O O
H2O2
AcO HO
双烯醇酮醋酸酯
环氧化物
CH3 O O C O O C
生产工艺原理及过程
HO
CH3
Oppenauer
O
环氧化物
环氧黄体酮
⑵ 工艺过程
1)环氧化反应
将双烯醇酮醋酸酯和甲醇抽入反应罐内，通氮气。在搅拌 下滴加20%氢氧化钠液，T≤30℃，加毕，降温到22±2℃， 逐渐加入过氧化氢，控制T≤30℃以下，加毕，保温反应8h， 抽样测定双氧水含量在0.5%以下。环氧物中间体(9-9) 熔
但温度低于22℃会使反应时间延长。
生产工艺原理及过程
3.17α-羟基黄体酮的制备
工艺原理：
CH3
C O O
CH3
C O OH
CH3
C Br O OH
生产工艺原理及过程
HBr
O
16α-17α -环氧黄体酮
Ni
O
O
16β-溴 -17 α-羟基黄体酮
17α-羟基黄体酮
为防止△4(5)的碳碳双键和C3羰基 的还原，在实际操 作中常加入少量吡 啶。
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
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
4.△4孕甾烯-17α,21-二醇-3,20-二酮的 制备
工艺原理：
CH3 C O OH
CH2 I
C O OH
CH2 OAc
C O OH
生产工艺原理及过程
I2,CaO
O O
CH3COOK
O
17α-羟基黄体酮
17α-羟基-21-碘-黄体酮
醋酸化合物S
⑵ 工艺过程 碘代反应:在反应罐内投入氯仿及氯化钙-甲醇溶液1/3量搅拌 下投入17α-羟基黄体酮(9-11),待全溶后加入氧化钙，搅拌冷 至0℃将碘溶于其余2/3量氯化钙-甲醇液中，慢慢滴入反应罐， 保待T=0±2℃，滴毕，继续保温搅拌1.5h。加入预冷至－10℃ 的氯化铵溶液，静置，分出氯仿层，减压回收氯仿到结晶析出， 加入甲醇，搅拌均匀，减压浓缩至干，即为17α-羟基-21-碘 代黄体酮。 酯化反应:加入DMF总量的3/4，使其溶解降温到10℃左右加入 新配制好的乙酸钾溶液(将碳酸钾溶于余下的1/4DMF中，搅拌
02
活性炭吸附法 对于含有机物的含铬废水，可采用活 性炭吸附的方法除去金属 Cr6+ 。其吸 附机理可能是有机物充当连接金属离 子和炭的共吸附物。
03
反渗透法 在压力下，废水流动通过一个由半透 膜制成并可耐压运行的内管，净化水 则从处于大气压下的由普通管材制成 的外管排出。用聚砜酰胺反渗透膜处 理含铬废水，其中对铬酸配 (GrO3)的 脱除率为93%-97%。
氢化可的松的生产工艺研究
组员：蒙、任、廖、宋、申、
制作人：宋
生命科学与工程学院
概述 合成路线
生产工艺原理及 过程
原辅料制备
污染物治理
概述
CH2OH
C HO O OH
O
氢化可的松
氢化可的松（Hydrocortisone) 化学名称：11β，17α，21-三羟基孕 甾-4-烯-3，20-二酮，又名皮质醇，为 白色或几乎白色的结晶性粉末，无臭， 初无味，随后有持续性苦味，遇光渐 变质。熔点217～220℃，熔融时同时 分解，不溶于水，几乎不溶于乙醚， 微溶于氯仿，能溶于甲醇、乙醇（1： 40）和丙酮（1：80）。溶于浓硫酸呈 强烈绿色荧光，后渐变为橙红色。
点在184℃以上，即为反应终点。静置，析出，得熔点
184℃～190℃。
生产工艺原理及过程
2) Oppenauer氧化反应: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。
⑶ 反应条件及影响因素 1） 上溴反应中，对氢溴酸中游离溴的含量应加以限制，一般 应＜0.5%，否则在环氧黄体酮的△4(5)的双键发生加成反应。 2）脱溴反应中生成的HBr对催化剂镍具有毒化作用会阻碍反应 进行。应加入适量乙酸铵，一方面可中和HBr，另一方面可与 乙酸形成缓冲对体系，达到调节反应液的pH值的目的，以维持 反应体系相对稳定。 3）脱溴反应是一个气-固-液三相反应。须加强搅拌效果，反应 设备也必须密闭良好，以有利反应进行。
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，
01
薯芋皂素的制备
将薯芋科植物的根茎用水浸泡，带水磨碎，先 分离出纤维，对剩余的皂素淀粉液用酶解法除 去糖部分，然后加酸水解，可使薯芋皂素的收 率提高到54～70%。用乙醇作为提取溶剂，经 回流加热直接提取这种方法克服了用汽油提取 的缺点，具有操作安全，工艺简单，裸取率高 等特点。
01
薯芋皂素的制备
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。
全合成需要 30 多步 化学反应，工艺工 程复杂，总收率太 低，无工业化生产 价值。
采用半合成方法，即 从天然产物中获取含 有上述甾体基本骨架 的化合物为原料，再 经化学方法进行结构 改造而得
生产工艺原理及过程 下加入乙酸和乙酸酐，升温到90℃反应0.5h,再冷却备用)。逐
步升温反应到90℃ ,再保温反应0.5h，冷却到-10℃，过滤， 用水洗涤，干燥得化合物S(9-12)，熔点226℃，收率95%。
⑶ 反应条件及影响因素 1） 碘代反应的催化剂是氢氧化钙，∵氢氧化钙会呈粘稠状，不易过 滤造成后处理麻烦，生产上使用氧化钙，氧化钙与原料中所含的微 量水及反应中不断生成的水作用形成氢氧化钙，足以供碘代反应催 化之用。为使氢氧化钙生成适当，应控制水分含量。 2）必须除去过量的氢氧化钙，否则过滤困难会造成产品流失。有效 措施:加入氯化按溶液使之与氢氧化钙生成可溶性钙盐而除去。反应 中生成的碘化钙也能因与氯化铵作用而除去。 3）碘化物遇热易分解，在置换反应中反应温度宜逐步升高;一般在 1h内升至20℃，然后1h升至30℃，再于5h内升至50℃，于5h内逐 步升温到90℃