一、课题背景
呋喃妥因英文通用名为nitrofurantoin (国药准字 H37022205)，化学名为 1-[[(5-硝基-2-呋喃基)亚甲基]氨基]-2,4-咪唑烷二酮，CAS号为：67-20-9，分子式C8H6N4O5。本品为鲜黄色结晶性粉末;无臭，味苦;遇光色渐变深，溶于二甲基甲酰胺，微溶于丙酮，极微溶于乙醇，不溶于水或氯仿[1]。
系由美国 Norwich Eaton制药公司研发,一九五三年在美国上市,是硝基呋喃类抗菌药物, 该品是一种优良的抗菌药物，抗菌谱较广，口服后吸收迅速而完全，排泄也较快，在尿中排出量可达40-50%，常用于治疗各种敏感细菌引起的尿路感染。对革兰阴性和阳性菌都有作用，主要用于敏感菌所致泌尿道感染，特别对大肠杆菌、变形杆菌引起的急性尿路感染疗效较好。临床上用于敏感菌所致的泌尿系统感染，如肾盂肾炎、尿路感染、膀胱炎及前列腺炎等。
EP6 标准的呋喃妥因在欧美等国的市场容量超过1000 吨/年，销售额在2亿美元以上，并以每年 3～5%的速度增长。 数据显示，2015年国内重点城市公立医院呋喃妥因购药金额增长了21.46%。国内原料药由江苏吉贝尔药业股份、武汉久安药业、江苏四环生物制药和济南金达药化等四家生产。
- 要解决的问题
需要结合公司实验室相关数据及原有车间生产情况明确反应过程、选择本设计工艺参数，包括投料比、温度控制、反应时间等。进行物料衡算，热量衡算，明确生产设备尺寸类型。
厂房在进行选址、设计、布局、建造、改造和维护时要严格按照符合药品生产要求的条件进行，要能最大限度地避免污染、交叉污染、混淆和差错，便于清洁、操作和维护。车间在进行设计时应根据所生产药品的特性、工艺流程及相应洁净度级别要求合理 设计和布局。
- 可行性分析
从操作可行性上分析，资料显示目前合成呋喃妥因的方法有五种路线一〔1〕:先用呋喃与 1-氨基海因反应, 再用浓硝酸和浓硫酸组成的混酸在-5℃下硝化。 此方法存在硝化危险性还有大量废酸水产生。路线二: ：水合肼、尿素和丙酮在一定条件下经缩合反应制得丙酮缩氨基脲；然后丙酮缩氨基脲与氯乙酸甲酯发生反应，再经盐酸水解制得1-氨基乙内酰脲；最后，5-硝基糠醛二乙酯经盐酸水解所的产物与 1-氨基乙内酰脲反应制得呋喃妥因。路线三:则用到剧毒品异氰酸钾等四步反应。路线四: N-(亚苄幕)-1-氨基海因与 5-硝基- 2-呋喃醛缩合得到产品。该条路线原料皆需再合成, 市场很少有供应。路线五:先由呋喃醛二乙酯与发烟硝酸和乙酸酐混合硝化得到5-硝基呋喃醛二乙酯,然后再与硫酸1-氨基海因缩合得到产品。 此法同路线一样存在硝化的危险性和大量废酸。我们采用路线二合成方法，是一种相对安全简单被反复试验过的合成方法。[2]
从安全与环保的角度上考虑，该合成方法工艺流程短，仅需三个工段五步反应（三个工段分别为1、丙酮缩氨基脲制备工段2、1-氨基乙内酰脲制备工段3、呋喃妥因制备工段），因反应完全（丙酮缩氨基脲收率为：88%，1-氨基乙内酰脲收率为：88%，呋喃妥因收率为：90.9%，最终收率为70.2%。），不需要精制处理，杂质含量少，“三废”处理量少，设备投资少且能直接生产出符合要求的产品。但合成过程也存在缺陷，, 合成丙酮缩氨基脲时，制得的氨基脉盐酸盐在水中溶解度较大 ,只有通过蒸发、浓缩的方式获得,能耗大,收率低 ,若水水合肼过量 50% ,减少了中间产物氨基脲与尿素的再次反应生成双氨基脲的副反应,但水合肼过量,原料成本高,且产生含水合肼的废水,对环境将造成较大的污染。（水合肼是一种无色透明会发烟的强碱性液体 ,并具有独特的臭味能与水、醇任意混合,不溶于二氯甲烷和醚 ,是一种强还原剂,与氧化剂接触,会引起爆炸,有毒,并具有强腐蚀性、 渗透性）[3] 我们可以将反应改进以水合肼为起始原料，在制备缩氨基脲 中间体的环节中用丙酮做保护基团，反应操作简单、安全，生产 成本低，并且不产生含肼废水，有利于工业生产。[4]
- 研究方法和内容
研究方法主要以查阅文献为主，有条件可以去工厂实地考察。
用到的主要工具为“AutoCAD 2010”。
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