Тема 5 – Рубежный контроль (2 часа).
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ (СРС)
Тема 1 – Восстановление. Каталитическое гидрирование (16 часов) Цель: ознакомить обучающихся с процессами восстановления и применением их в химико-фармацевтической промышленности. Задания: 1. Общие сведения о процессах восстановления. 2. Каталитическое гидрирование. 3. Электрохимические методы восстановления. Форма выполнения: рефераты по заданиям темы Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата Сроки сдачи: 3 занятие Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла Литература 1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с. 2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с. 3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с. 4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с. 5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с. Контроль (вопросы): 1. Дать пояснение способам восстановления органических веществ? 2. В чем заключается каталитическое гидрирование? 3. Какие реакции заложены в основе электрохимических методов восстановления? 4. Как осуществляется контроль процесса восстановления? ПРИЛОЖЕНИЕ Восстановлением называется процесс взаимодействия органического соединения с водородом, ведущий к увеличению содержания его в соединении и к уменьшению содержания кислорода. С точки зрения электронной теории, процесс восстановления представляет процесс приобретения электронов. Восстановительные процессы протекают совместно с окислительными, связаны с переходом электронов и с изменением электронной структуры взаимодействующих веществ. Различают следующие способы восстановления: химические; каталитические; электрохимические; микробиологические. Наиболее часто встречающими примерами восстановления являются реакции восстановления нитросоединений; восстановление мышьяковых соединений; редуктивное аминирование альдегидов, кетонов. Рассматривая восстановление нитросоединений можно выделить химические процессы восстановления по характеру относительной кислотности или щелочности реакционной среды: 1) при действии железом и другими металлами в присутствии растворов электролитов; 2) в кислой среде; 3) в щелочной среде; 4) в практически нейтральной среде. Восстановление мышьяковых соединений проходит в поэтапной последовательности, что объясняется введением восстановителей различной силы действия. Процесс каталитического восстановления контролируется действием катализаторов, как ускоряющих, так и замедляющих данную реакцию. Сами катализаторы участвуя в каталитической реакции восстановления не входят в стехиометрическое и суммарное уравнение реакции. Каталитические процессы, в которых катализатор и реагент составляют одну фазу (газовую смесь, однородный раствор), называются гомогенными; когда же катализатор и реагент составляют различные фазы – гетерогенными или контактными. Наряду с каталитическим восстановлением нитросоединений амины могут быть получены и в результате восстановительного аминирования альдегидов и кетонов. Метод состоит в получении аминов при восстановлении водородом альдегидов и кетонов в насыщенном спиртовом растворе аммиака в присутствии никелевого скелетного катализатора под давлением. Наибольшее преимущество наряду с химическими методами восстановления имеют электрохимические методы восстановления. При низкой себестоимости электроэнергии и хороших выходах продукта чисто электрохимический катодный метод может оказаться вполне целесообразным. Известны примеры электрохимического синтеза: процесс электровосстановления нитробензола, дающий начало различным побочным продуктам при различных средах; получение п-амидофенола; метод электровосстановления дигидрата щавелевой кислоты с получением продукта восстановления глиоксиловой кислоты. Контроль процесса восстановления осуществляется соответственно химическими методами.
Тема 2 – Ацилирование. Ацилирующие средства (16 часов) Цель: ознакомить обучающихся с процессами ацилирования и применением их в химико-фармацевтической промышленности. Задания: 1. Общие сведения о процессах ацилирования. 2. Ацилирующие средства. 3. Ацилирование аминов. Форма выполнения: рефераты по заданиям темы Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата Сроки сдачи: 6 занятие Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла Литература 1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с. 2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с. 3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с. 4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с. 5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Контроль (вопросы): 1. Дать пояснение определению ацилированию органических веществ? 2. В чем заключается ацилирование аминов? 3. Какие реакции заложены в основе ацилирования оксигрупп? 4. Как осуществляется ацилирование дикетеном и амидом ацетоуксусной кислоты?
ПРИЛОЖЕНИЕ Ацилированием называется процесс замены водороды аминогруппы или оксигруппы в органических соединениях (ацилом) - остатком кислородсодержащей минеральной кислоты, карбоновой кислоты или сульфокислоты (получающимся отнятием гидроксила от молекулы кислоты). Ацилирование используют, как метод для введения ацильной группы в лекарственную основу вещества с целью уменьшения его токсичности, например в фенетидин или анилин – для получения фенацетина или антифебрина. С другой целью, вводят ацил временно для уменьшения реакционной способности аминов и фенолов, «защиты» амино- или оксигрупп от атаки других реагентов, если при реакции замещения можно предполагать, что имеющиеся аминогруппа или оксигруппа могут привести к нежелательным соединениям, например при сульфохлорировании или нитровании ароматических аминов и фенолов. Когда же надобность в «защите» минует, ацильную группу устраняют гидролизом. Примером таких реакции является получение сульфацила (альбуцида), где первая ацетильная группа вводится для «защиты» аминогруппы при сульфохлорировании, а вторая – в сульфамидную группу. После чего ацильную группу удаляют гидролизом. В качестве ацилирующих средств применяют некоторые кислоты, обладающие различной ацилирующей способностью в зависимости от степени диссоциации, а также замещенные кислоты: ангидриды кислот; хлорангидриды кислот; амиды и сложные эфиры кислот. Выбор ацилирующего агента в каждом случае индивидуален и объясняется большой реакционной способностью. При ацилировании аминов контролируется скорость реакции, которая увеличивается с увеличением основности амина. Большое распространение получили в химико-фармацевтической промышленности в качестве ацилирующих агентов следующие хлорангидриды: фосген, хлористый ацетил, хлористый бензоил, метиловый и этиловый эфир хлоругольной кислоты, бензолсульфохлорид, фенилуретансульфохлорид. Значение хлоругольных эфиров в качестве ацилирующих средств велико. Они с успехом заменяют дорогостоящие агенты: муравьиную и уксусную кислоты. Для введения ацетильной группы в амины и фенолы в последнее время предложены кетены, являющиеся внутренними ангидридами уксусной кислоты. Кетен – нестойкий газ (температура сжижения – 41 0), легко димеризуется даже при 0 0 в дикетен (жидкость с удельным весом 1,09 при 20 0), кипящую при 127,4 0, которая путем пиролиза при 550-600 0 вновь переходит в кетен. Кетен является продуктом получения пиролиза ацетона при 675-750 0 в электропечи сопротивления с цельносварной трубчаткой из сихромаля. Процесс присоединения кетена к ароматическим аминам сопровождается образованием моноацетильных производных. Учитывая, что фенолы, как соединения содержащие оксигруппы и подвергаемые ацилированию вещества, труднее вступают в данную реакцию с кислотами, в качестве ацилирующих агентов предлагаются хлорангидриды кислот. Примером ацилирования фенолов может служить получение салола. Для получения исходных продуктов синтеза пиразолоновых производных, например 1-фенил-3-метил-5-пиразолона, используют для ацетилирования дикетен, как один из реакционноспособных соедиений. Дикетен (ацетилкетен – димер кетена) – внутренний ангидрид ацетоуксусной кислоты. По описанию дикетен – прозрачная, негигроскопичная жидкость, не растворимая в воде, легко растворяется в органических растворителях, обладает острым запахом, пары вызывают слезотечение. По токсичности в ряду с кетенами, он менее токсичен. При ацилировании аминов, имеющих две аминогруппы обычно замещается лишь один атом водорода аминогруппы. Незамещенный атом водорода обладает кислотными свойствами и может замещаться металлом с образованием соли. При действии сильных ацилирующих средств, взятых в избытке, возможно последовательное вхождение двух ацильных групп. Примерами существования диациламинов построены группы сульфаниламидных препаратов. По другому типу существования диацилдиаминов построены группы барбитуратов. Тема 3 – Производство солей и их значение в химико-фармацевтической промышленности (14 часов) Цель: ознакомить обучающихся с технологией получения неорганических лекарственных веществ и их значением в химико-фармацевтической промышленности. Задания:
3. Производство ртути дихлорида.
Форма выполнения: рефераты по заданиям темы Критерии выполнения: самостоятельная работа с литературой по заданиям темы и подготовка реферата Сроки сдачи: 9 занятие
Критерии оценки: 1 ч СРС = 0,66 балла, 0,66´3,35 = 2,5 балла Литература 1 Зелинский Ю.Г. и др. Выделение и очистка веществ в химфармпромышленности / Ю.Г. Зелинский, Б.В. Шемерянкин, Н.М. Шмаков. – М.: Медицина, 1982. – 240 с. 2 Пасет Б.В., Антипов М.А. Практикум по техническому анализу и контролю в производстве химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков: [Для хим. – фармац. техникумов]. – М.: Медицина, 1981, 272 с. 3 Государственная фармакопея Республики Казахстан. 1 том. – Алматы: изд-й дом «Жибек жолы», 2008 - 592 с. 4 Альбицкая В.Г., Гинзбург О.Ф., Коляскина З.Н., Купин Б.С., Павлова Л.А., Разумова Н.А., Ралль К.Б., Серкова В.И., Стадничук М.Д. Лабораторные работы по органической химии. Под ред. О.Ф. Гинзбурга, А.А. Петрова. М.: Высш. шк., 1967. – 295 с. 5 Майофис Л.С. Химия и технология химико-фармацевтических препаратов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1964. – 625 с.
Контроль (вопросы): 1. Какую роль играют минеральные вещества в организме? 2. Как налаживается производство минеральных солей в последние годы? 3. Какие виды сырья используются для производства минеральных солей? 4. Как осуществляется производство ртути дихлорида?
ПРИЛОЖЕНИЕ Производство солей является одним из масштабных производств, реализуемых химико-фармацевтической промышленностью. Солевая отрасль химико-фармацевтической промышленности насчитывает довольно большой ассортимент продукции. Особенно большую роль в развитии химии и технологии минеральных солей сыграли работы Д.И. Менделеева, Вант-Гоффа, Н.С. Курнакова, Г.Г. Уразова, П.П. Федотова. В производстве солей наиболее широко используют природное минеральное сырье, рудные и нерудные ископаемые, содержащие различные минералы, естественные растворы солей (рассолы, рапу) из озер, морей, вод подземных источников. Сырьем для производства калиевых и магниевых солей являются минералы, содержащие калий. Магний, а также рапа озер. Самое крупное месторождение калия в мире – Соликамское на Урале (богатейшие запасы хлоридов калия и магния в виде различных минералов сильвинита и карналлита). Сырьем для производства брома служит рапа озер, йода – вода буровых скважин в нефтеносных и газоносных районах, а также морская вода. Для производства бора служат природные бораты, среди которых наиболее распространены ашарит и гидроборацит. Сырьем для производства бариевых солей служат главным образом барит или тяжелый шпат и витерит. Основные месторождения барита находятся в Кемеровской области, на Алтае, в Грузии, на Урале и др. Не менее богата наша страна марганцевыми рудами, которые служат сырьем для металлургии, химической и химико-фармацевтической промышленности. Эти руды содержат главным образом пиролюзит, одно из основных месторождений которого Чиатурское в грузи, а также Никопольское на Украине и др. Более 90 % мировой добычи марганцевых руд потребляются металлургической промышленностью. Запасы марганцевых руд значительно превосходят запасы во всех других странах мира. Минеральные соли играют большую роль в организме. Соли входят в состав структурных элементов клеток и тканей тела, участвуют в обменных процессах организма. Таким образом, природная сырьевая база насыщена запасами сырья, как одного из основных потребляемых источников производства минеральных солей. Одним из востребованных производств химико-фармацевтической промышленности является производство ртути дихлорида, являющегося достаточно незаменимым препаратом медицинского назначения и применяемого для получения других ртутных препаратов. Ртути дихлорид по физическим свойствам тяжелый белый порошок или игольчатые белые кристаллы. Температура плавления 277 0, температура кипения 304 0, улетучивается при прокаливании, плотность 5,44. В промышленных условиях получают растворением оксида ртути в хлороводородной кислоте (так называемый «мокрый способ») или взаимодействием хлора и ртути («сухой способ»), причем ртуть нагревают в атмосфере избытка хлора при температуре 375-400 0. Реакция экзотермична. Процесс хлорирования проводится в стальных цилиндрических или кварцевых колбах (ретортах), куда загружают ртуть. Реторты нагревают в песчаной бане с легко регулируемой температурой, накрывая реторту керамиковой крышкой с отверстием, через которое вставляется стеклянная трубка. Поступающий по трубке хлор приходит в соприкосновение с поверхностью ртути. По мере вступления в реакцию, уровень ртути снижается, и трубку опускают ниже. Подачу хлора ведут с избытком, во избежание образования монохлорида ртути. Технологический процесс производства дихлорида ртути регулируется системой привода температуры.
|
