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利福霉素S是制备利福霉素药物的重要中间物,经氧化利福霉素SV制得。工业生产以次氯酸盐为氧化剂,为了避免Cl-对不锈钢反应设备造成晶间腐蚀,在氧化过程后常使用搪玻璃釜反应器。但使用搪玻璃釜反应器易造成反应不均匀、产物降解等问题。为使用高效率的不锈钢反应设备以连续氧化萃取生产利福霉素S、保证利福霉素S纯度,亟需寻找一种无氯氧化剂。本文针对利福霉素SV氧化制备利福霉素S工艺,开发了一种具有潜力的氧化系统,主要研究内容包括:(1)氧化体系的选择。通过溶解度选择反应溶剂后,经对比利福霉素类药物的制备工艺、不同氧化剂的氧化还原电位,认为H2O2具有较好的开发价值。但仅以H2O2为氧化剂,无法有效氧化利福霉素SV。为促进有效氧化,研究选用低浓度Fe(Ⅱ)/H2O2氧化体系。由于催化反应快速发生,易造成过氧化现象,以半间歇方式向反应体系补充H2O2。(2)反应条件的优化。以利福霉素S收率为指标考察合适的反应条件:甲醇、稀硫酸能够较好溶解利福霉素SV,但Fe(Ⅱ)/H2O2为氧化体系时,甲醇易被降解,稀硫酸更适合作为反应溶剂;在催化剂与利福霉素SV摩尔比n(Fe(Ⅱ)):n(rif SV)=1:200、pH=3.5稀硫酸反应溶液中,以0.3mL/min向反应器中匀速滴加1%H2O2,控制反应温度10℃,可获得最大利福霉素S收率53.09%,若降低反应后期H2O2滴速至0.05mL/min,收率可提高至72.09%;以matlab拟合半间歇匀速滴加H2O2时的动力学方程,证明该氧化过程为1级反应。据阿伦尼乌斯式,计算求得反应活化能Ea为10.8740kJ/mol。反应速率方程可表示为:k= 13.32exp(-1307.84/T)。(3)工艺优化及催化剂回收。为进一步提高收率,对Fe(Ⅱ)/H2O2工艺进行了优化探索。同时为避免催化剂积淀,考察了常规方式回收Fe(Ⅱ)的效果。研究发现:可作为Fenton反应抑制剂的Zn(Ⅱ),不能抑制利福霉素S降解;改变催化剂价态,利福霉素S收率可提高至76.36%,并且无过氧化反应发生,但pH改变,会促进新体系向Fe(Ⅱ)/H2O2过渡,导致利福霉素S收率降低;在Fe(Ⅱ)/H2O2体系中,通过NaOH或添加Al(Ⅲ)能回收催化剂,但回收后的催化剂活性降低,不适合重复使用。通过本文所选择的氧化系统-Fe(Ⅱ)/H2O2及相应的优化工艺参数,最终可获得利福霉素S收率76.36%,对提高工业生产利福霉素S具有一定的指导意义。