制药工艺放大研究ppt课件

制药工艺放大研究 第一节中试放大的概念及影响因素 为什么要进行中试 工艺放大所产生的影响 以及工艺放大对热生成和热损失率的影响 热容和 因子对潜在温升的影响 工艺放大对体积和表面积的影响 但是 增大反应器的尺寸 体积和表面积并不会以相同的比例变化 工艺放大对热损失率的影响 存在的问题 体积的增加量大于表面积的增加量 会产生什么样的影响 简单说来 在工艺放大过程中 潜在的发热量远远超过容器的自然冷却能力 因此 大体积反应器比小体积反应器的冷却速率慢得多 因此 对于热量的产生 我们知道 反应速率 和产生的热量 随着温度的升高而增加 一般情况下 温度每升高10K 反应速率升高1倍 对于正常的合成反应来说 分解反应速率则可能增加更多的倍数 2 总热量及热释放率取决于反应器内现有反应物料量 因此 随着反应规模的扩大 产热速率 与物料的体积有关 将会增加 并且高于容器的冷却能力 与反应器的表面积有关 如果产热速率高于热量损失速率 反应器的温度就会升高 温度 反应速率与自然冷却速率的关系如下图所示 热量产生 V 温度 对热损失率的影响 热量损失 V 热容的影响 热容是指单位质量的物质温度每升高1个单位所需要的热量 假设未发生相变 压力恒定时用CP来表示 体积恒定时用CV来表示 为了理解热容对化学反应过程的影响 有必要定义 绝热温升 这个概念 绝热意味着没有热量释放到环境中去 因此 绝热温升 的意思就是反应物没有任何的热量损失而出现的温度升高 所有的反应热都用于加热反应物本身 绝热温升用 Tad来表示 热量没有被环境或者反应器吸收 那么 绝热温升 可用下式来计算 H 反应热 J m 反应物的质量 g Cp 反应物的热容 JK 1g 1 热容 因子的影响 另外一个需要考虑的因素是 反应器的热容对温升的影响 被反应器吸收的热量通常用下式中的 因子来表示 这可能意味着 在实际反应过程中 大约有50 的热量被用来加热反应器了 这是个非常重要的概念 因为当生产规模扩大时 因子通常会减小 例如 一个容积为250mL的多颈玻璃烧瓶里装有100mL的甲苯 其 因子值约为2 大约有50 的热量被反应器吸收 然而 一个工业规模级的反应器 其 因子值通常大约在1 0 1 05之间 即大约有 5 的热量被反应器吸收 因此 当将实验室成果应用于工业生产时 需要特别地注意 生产方式 生产规模 1000ml 10L 100L 有限的放大 将生产规模进行简单的放大会导致工艺过程不安全 这是因为当放大后 热量生成速率要比热量移除速率更高 1m3 差异 在 工艺一 中 没有使用溶剂 因此 反应混合物浓度很高 在 工艺二 中则使用了溶剂 工艺一 中的温升会远高于 工艺二 中的温升 因为在 工艺一 中没有溶剂 从而总的热容低 导致温升很高 工艺一 中B反应物大量过量 而在 工艺二 中仅有10 的B反应物过量 工艺一 与 工艺二 相比 很可能因B反应物的大量过量而导致反应混合物的热稳定性降低 在 工艺一 中 所有的原料都是在室温下加入反应器内的 然后经过加热再进行反应的在 工艺一 中 很难控制热量的产生速率然而 工艺二 是在反应温度条件下 可控地添加反应物B 因此 通过控制添加速率可以控制反应热的生成速率因 工艺一 中反应物浓度较高 一次加料的工艺特性以及大量过量的反应物 其潜在危害要大于 工艺二 结论 通常一个生产工艺是否安全 还主要取决于操作方式是否安全 而不仅仅是该工艺所具有的潜在危害 1产品概述中文名称 布洛芬英文名称 Ibuprofe化学名称 甲基 4 2 甲基丙基 苯乙酸英文别名2 4 Isobutylphenyl propanoicAcid Methyl 4 isobutyl phenylaceticacid 2 4 Isobutylphenyl propanoicacid 4 Isobutyl alpha methylphenylaceticAcid Brufen Emodin Motrin Rurana中文别名 异丁苯丙酸 异丁洛芬 芬必得 甲基 4 2 甲基丙基 苯乙酸 拔怒风 异丁苯丙酸 异丁洛芬汉语拼音 buluofe结构式 分子式 C13H18O2分子量 206执行标准 WS1 X 067 2002Z临床用途 轻到中度的偏头痛发作期的治疗 偏头痛的预防性治疗 慢性发作性偏侧头痛的治疗 奋力性和月经性头