年产30吨化学原料药硫辛酸车间的工程设计文献综述

一、课题背景

硫辛酸 (alpha lipoic acid) 是一种存在于线粒体的辅酶，类似维他命，能消除加速老化与致病的自由基，在两个关键性的氧化脱羧反应中起作用。即在丙酮酸脱氢酶复合体和alpha;-酮戊二酸脱氢酶复合体中，催化酰基的产生和转移。硫辛酸可以接受酰基与丙酮酸的乙酰基，形成一个硫酯键，然后将乙酰基转移到辅酶A分子的硫原子上。形成辅基的二氢硫辛酰胺可再经二氢硫辛酰胺脱氢酶(需要NAD)氧化，重新生成氧化型硫辛酰胺。 硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性，因此可以在全身通行无阻，到达任何一个细胞部位，提供人体全面效能，是具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。

硫辛酸是天然的抗氧化剂，能保护氧化受损的线粒体，有效清除氧自由基，阻断核因子KB的激活，有强大的抗氧化作用及细胞保护作用，促进抗氧化物(谷胱甘肽、维生素C、维生素E)的再生，并促进机体氧化损伤的修复。糖尿病性神经病变主要是由于机体微血管病变及山梨醇旁路代谢增强，山梨醇在体内增多引起。神经组织在机体缺血或高血糖状态下能进行自动氧化，产生大量氧化中间产物，导致自身损害^[2]。硫辛酸能缓解症状，迅速修复受损的神经，改善神经功能^[1]。由此表明硫辛酸注射液疗效肯定、安全性高，无不良反应，值得推广。

硫辛酸应该是每个糖尿病或是以出现轻度高血糖症的患者必要的营养补充品，另外，硫辛酸也被使用在复方的保肝产品上，作为肝细胞修复所必要的营养素，健康的年轻人虽然也应该补充抗氧化剂来作为保养，不过并不需要补充硫辛酸，中年45岁以后，如果有家族性糖尿病遗传因子的人，即使尚未出现糖尿病的临床症状，也可以饮食、运动、体重控制及补充低剂量的硫辛酸来预防及延缓糖尿病的发生率.对于皮肤容易出现干燥细纹或是老化皮肤，也可选择以硫辛酸为主要成分的抗皱皮肤保养品。

糖尿病性并发症的发病机制存在多种学说，其中氧化应激学说近年來备受重视。晚期糖基化终末产物u通路和蛋白激酶c等途径均可參加体内应激反应，从而导致糖尿病神经病变的发生^[3]。

关于合成，alpha;-硫辛酸含有双硫五元环结构，具有显著的亲电子性和自由基反应的能力，在水溶液中可直接消除有害的羟基自由基和氢自由基，而且容易形成聚合体，比单体具有更强的消除自由基能力^[4]。可将硫辛酸乙酯进行酸化、水解生成硫辛酸，首先，6,8-二氯辛酸乙酯合成硫辛酸乙酯的反应机理，发现6,8-二氯辛酸乙酯与硫化钠、硫磺发生反应生成硫辛酸乙酯和1,2,3-三噻己烷-4-戊酸乙酯。其中硫辛酸乙酯和硫磺发生化学反应可生成1,2,3-三噻己烷-4-戊酸乙酯，1,2,3-三噻己烷-4-戊酸乙酯可以与亚硫酸钠反应生成硫辛酸乙酯，1,2,3-三噻己烷-4-戊酸乙酯可能与硫化钠和6,8-二氯辛酸乙酯共同作用生成硫辛酸乙酯。通过对反应机理的研究，可以指导后续的工艺优化^[6]。通过研究无溶剂硫辛酸的制备工艺过程，发现了收率低的原因。原因是硫辛酸钠具有表面活性，硫辛酸钠浓度较大时，在水中会自发形成热力学稳定的胶束；当体系中加入稀盐酸时，硫辛酸钠就会发生中和反应，生成硫辛酸；体系中硫辛酸钠对硫辛酸具有一定的增溶作用，使得硫辛酸不易从体系中结晶析出，从而导致硫辛酸的局部浓度过高，发生聚合反应生成硫辛酸聚合物，降低了收率。无溶剂硫辛酸合成的最佳工艺为：用32%NaOH碱化硫辛酸，碱量为1.5:1，用20倍量得到水稀释碱化液后，在4-8℃条件下，用5%稀盐酸酸化碱化液至pH1~2。

硫辛酸生产过程中环合废水中加入稀酸,反应生成硫化氢气体,用氢氧化钠溶液吸收制得硫化钠溶液返回环合工艺循环使用；反应残液经纳滤分成浓缩液和透过液,浓缩液用甲苯萃取回收硫辛酸；透过液经反渗透脱盐,再经生化处理达标排放。本发明方法对环合废水进行综合治理和资源化利用,有效回收废水中的硫和硫辛酸,将环合废水中的硫化物转变为硫化钠回收利用,采用纳滤技术浓缩废水中硫辛酸,经过萃取加以回收,从而提高了成品硫辛酸的收率,并采用反渗透技术脱盐,送生化处理的废水COD低、含盐量小,生化处理效果好、易达标^[5]。

二、要解决的关键问题

1、生产制度设计

制定生产班制、装置生产时间及生产计划进度。