有机合成工艺优化

1、有机合成工艺优化以及单元操作讲授：李工.医药化工的特点1、涉及学科较多：化学有机化学、物理化学、构造化学、分析化学、环境工程等等、物理、工程机械以及相关辅助学科；2、高能耗、高污染、高风险行业。.消费型企业工人需具备的素质1、具备最根本的化学以及物理知识，了解相关法律法规，如：环保、平安；2、具有过硬的操作技艺；3、较强的平安环保认识。.区分化学以及物理变化过程举例阐明.过硬操作技艺举例：加热、降温、过滤、离心、枯燥等.药厂消费技术定义1、技术提高：在现有消费工艺的根底上，进展改良。提高产品收率以及质量、提高设备利用率以及添加产能、缩短工序时间以及降低能耗、减轻环保压力加强操作平安性等方面入手

2、，到达降低消费本钱、清洁消费的目的。2、技术支持：配合相关部门，及时有效的处置及时问题。3、技术管理：配合QA完成相关的文件性任务，如试产方案、工艺验证方案、工艺规程以及批消费记录的制定；及时对工程进展总结，完成小试总结报告以及任务总结。.技术提高主要针对技术提高，而技术提高与有机合成工艺优化息息相关。以下主要针对工艺优化方法以及手段进展阅历的总结。.工艺分解一切化学合成药品都由一个或者假设干个工序组成，如地塞米松除精制过程由8个工序组成：消除、复原、环氧、格氏、上氟、上碘、置换、水解。药品消费除精制之外，一个工序普通由一个或多个化学合成反响组成，地米消除反响仅仅为羟基脱水成双键，而格氏由加成

3、、氧化以及复原才生成目的产物。一个工序主要组成为：反响过程、后处置。后处置由一个或多个化工单元操作组成：蒸馏、萃取、结晶、分别、枯燥等等。.目前概略1、技术人员不懂得对工艺进展分解：作为消费技术人员拿到工艺或者是任务安排之后，首先应该对工艺进展分解。是什么反响？后处置过程涉及到多少化工单元操作，每个单元操作控制点是什么？要做一个初步的了解，之后才开场着手实验。2、很多从事药品消费技术任务的人喜欢做到最后产品，计算收率以及关注质量。现实上在最初接触某产品某工序的时候，我们都无法排除药品在提纯过程的物料走向。因此，作为消费技术人员，研讨一个工序的时候，应该首先明确反响过程。.反响过程研讨1、明确反

4、响原理以及机理，明确原辅料性质。2、反响过程研讨：动力学以及热力学.用动力学方法研讨反响过程1、转化率、选择性以及收率的概念.三者之间的关系.1、在一定转化率的根底上，选择性即副反响越多，阐明选择性越低。一个好的合成方法应尽量防止副反响的生成。2、转化率即在一定的温度、时间、压力等条件下，原料的耗费程度。3、实践任务中，研讨反响过程尽量提高转化率以及选择性。当然选择最正确平衡点。.副反响副反响分为平行副反响以及连串副反响平行副反响即伴随主反响同时进展，如地米消除反响：主反响副反响.连串副反响：在一定条件下，反响目的产物继续与某组分继续反响生成副产物。如苯酚的卤化：.动力学的研讨目的以及方向：就

5、是提高选择性，而提高选择性无非就是降低副产物的生成。而高选择性的反响影响要素为：温度以及浓度效应。如前所述的地米消除，可以经过降低投料温度以及控制反响温度降低副产物的生成，或者降低副反响的反响速率。要抑制副反响的速度，必需明确副产物构造。.定性反响产物前面曾经提到，提高选择性，无非就是尽量控制副产物生成。而控制副产物生成的首要条件就是定性副产物。定性方法：核磁、红外光谱以及质谱，条件不允答应根据气相、液相以及其他分析手段估计产物以及副产物构造。当然，要求技术员必需具备一定的分析以及判别才干。定性的作用：确定副产物构造后，才干调整条件抑制副反响，进而提高主反响的选择性。.跟踪定量反响产物1、在同

6、一实验中调查原料、中间体、产物、各副产物的变化趋势。2、尽量做到目的多元化，主要表达在后处置过程，反响过程完成后，可将反响液分成几个部分，进展后续处置。3、作为科技任务者，学会将反响过程不同时辰、不同组分的相对含量做成相关的曲线图，为后续研讨掌握相关的要素。.分阶段研讨反响过程和分别过程1、拿到工艺后，起初的实验阶段，分别过程不成熟不明确。因此，不敢保证分别过程损失，这样，所得产品的多少并不代表反响过程收率。2、做好反响过程是根底，副产物越少，分别纯化过程越容易。但是并不是一切副产物都可以在反响过程得到控制，因此，除了研讨反响过程之外，后处置也应该思索进去。.过程动力学两个主要方法1、程序升温

7、法：抑制副反响以及提高主反响选择性，程序升温法尤为重要。在地米消除、上氟过程得到验证，都是低温投料，缓慢升温的过程反响。2、调理加料法：如反响猛烈的反响，普通为滴加原料。在这里涉及到原料用量等要素。技术员在任务中积累阅历，在前人的根底上应该得到提高。.物料衡算任何产品任何工序要想提高收率，必需明确反响过程选择性，以及分别提纯方法能否得当。那么物料衡算是一种手段。.物料衡算式主反应后处理最终产品损失主原料主产物提取水液结晶母液投入量实际含量%理论产量实际含量%产品实际含量% 反响过程损失=实际产量100%收率-主产物量，以此判别反响过程方法以及条件能否得当。 后处置过程损失=主产物-最终产品，以

8、此判别后处置过程能否最正确。 只需物料衡算后才干做到有的放矢，到达事倍功半的目 物料很酸涉及到规范品的制备。.后处置后处置由不同单元操作组成：精馏、萃取、结晶、分别、枯燥等等。.化工单元操作一个化工产品的消费是经过假设干个物理操作与假设干个化学反响实现的。虽然化工产品千差万别，消费工艺多种多样，但这些产品的消费过程所包含的物理过程并不是很多，而且是类似的。比如，流体保送不论用来保送何种物料，其目的都是将流体从一个设备保送至另一个设备；加热与冷却的目的都是得到需求的操作温度；分别提纯的目的都是得到指定浓度的混合物等。因此把这些包含在不同化工产品消费过程中，发生同样物理变化，遵照共同的物理学规律，

9、运用类似设备，具有一样功能的根本物理操作，称为单元操作。.单元操作单元操作按其遵照的根本规律分类：1遵照流体动力学根本规律的单元操作：包括流体保送、沉降、过滤、固体流态化等；2遵照热量传送根本规律的单元操作：包括加热、冷却、冷凝、蒸发等；3遵照质量传送根本规律的单元操作：包括蒸馏、吸收、萃取、结晶、枯燥、膜分别等；.化工消费过程主体设备反响釜 反响釜的广义了解即有物理或化学反响的容器，经过对容器的构造设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。反响釜类型 1按材质：搪玻璃、不锈钢、碳钢等 2按操作压力：低压、高压反响釜 .反响釜由什么组成 釜体、夹套、减速机.搅拌类型 .

10、传热以及传质设备传质 保送设备 结晶设备 混合设备 枯燥设备 粉碎设备 分别设备 反响设备传热 冷凝器：搪玻璃碟片式冷凝器、冷凝器-列管式冷凝器、不锈钢304盘管冷凝器.精馏按照操作分.按照操作压力分.精馏设备1、精馏设备主要由精馏塔以及换热器组成2、由于目前我们接触到的为简单精馏，即蒸馏。主要引见换热器，即冷凝器：板式以及列管式最常用。3、蒸馏速度，与压力，温度以及冷凝器面积有较大的关系。如涉及到热敏性过高上碘物，应该选择真空度大，冷凝面积大且效果好的冷凝器。.萃取萃取在化工产品消费中的作用为：提取产品以及洗涤杂质。普通开场从事化工技术任务科技人员对萃取的了解都停留在提取产品上面。洗涤杂质的

11、运用：首先明确产品以及杂质的溶解性以及相关的性质。以下为目前公司产品运用萃取去除杂质的例子为：1、地塞米松水解上氟物去除，2、异维A酸缩合杂质的去除，3、地磷酯合成杂质的去除。.1、地塞米松水解上氟物杂质的去除阐明：1、上碘过程未转化完全的上氟物杂质将不断带入到地米产品中，2、利用其溶解性不同，地米废品精制过程采用混合溶剂去除上氟物杂质。3、利用水解物在三氯中不溶，而上氟物溶解度较大去除。.2、异维A酸以及地磷酯异维A酸 缩合液异维A酸成羧酸盐地磷酯石油醚异维A酸以及维A酸羧酸盐地磷酯反响液水、地磷酯一钠盐、不成盐杂质乙酸乙酯水、地磷酯一钠盐.萃取的影响要素1、溶剂选择：是萃取效果好差的直接影

12、响要素，主要思索不互溶，以及溶解度大的溶剂，同时思索比重的差距。2、酸碱度：酸碱度直接影响溶剂的溶解性，以及两相分别因子。3、温度：温度是影响萃取效果的重要要素。4、萃取原那么：少量多次。5、出现较多絮状物，分层不明显的处置方法：延伸静置时间；条件pH值；过滤除去絮状物；提高温度；添加溶剂用量。.结晶1、使溶液中的溶质呈晶体形状析出的过程叫做结晶。晶体为化学的均一固体。不同条件下结晶时，同一物质所生成的晶体外形、大小和颜色是不同的。2、同一物质的不同晶型之间的转化，受温度和压强的控制，晶型转化时，伴随热效应。3、晶形从溶液中分别出来，剩余的溶液叫母液。4、物质从水溶液中结晶出来，有时以晶体水合

13、物的方式析出。结晶水合物有一定的蒸汽压。.结晶的条件首要条件：使溶液中溶质到达过饱和度。溶解度：是指固体与其溶液到达平衡时，100g溶剂中含的固体的量。溶解度与溶剂的种类，温度有关。做结晶，必需进展固体物质在常规溶剂中的溶解度实验。使溶液到达过饱和度的方法：1、降低温度2、除去部分溶剂3、盐析法。.结晶方法1、冷却法:最常用方法，主要使溶液冷却二变得过饱和，此方法适用于溶解度随温度的降低而显著下降的物质2、溶剂气化法：除去部分溶剂，使溶液到达过饱和形状。普通适用于溶解度随温度变化不大的物质结晶。3、盐析法：向溶液中参与某种物质以降低原溶质在溶剂中的溶解度的方法来产生饱和，以到达结晶的目的。.晶

14、核的构成以及影响要素晶体的产生分两个阶段，先是构成及其细微的晶核，然后这些晶核再生长为一定大小、外形的晶体。这两个过程又几乎是同时进展的。1、冷却速度快，溶液过饱和度高，搅拌强度大，那么晶核构成快，得到的结晶细小。2、冷却速度慢，溶液过饱和度低，溶液无搅拌，那么晶核构成慢，可得到较大的结晶。3、在过饱和溶液中参与晶种，可使晶核的构成加快。.枯燥1、枯燥是利用热能除去固体物料中湿分水分和其他液体的化工单元操作。2、枯燥是利用热能去湿的操作，能量耗费大，所以工业消费中湿物料普通都采用先沉降、过滤、离心等机械去湿化工单元操作交叉进展，以上机械去湿也属于分别过程，然后再利用枯燥法去湿而制定合格的产品。

15、.1、操作压力分为常压和负压：常压设备主要有热风循环烘箱，由于此设备能耗大，污染大，被列为淘汰设备；热敏性过高的物料根本上用负压枯燥，益处可降低烘料温度，主要设备有平板式真空烘箱以及转筒式真空烘箱，平板式真空烘箱热能利用率低。2、按操作方式分有延续和间歇：目前我们属于精细化工类，普通的枯燥方式为间歇式枯燥。.传热枯燥分类1、对流：枯燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传送给物料，产生蒸汽被枯燥介质带走。2、传导：热能经过传热壁面以传导方式加热物料，产生的蒸汽被枯燥介质带走。3、辐射：热能以电磁波的方式由辐射器发射到湿物料外表，被物料吸收转化为热能，使湿分汽化。4、微波炉：将需求枯燥的物料放在高频电场内，利用高频电场的交变作用，将湿物料加热，并汽化湿分地磷钠。5、冻干：是将含水物料降到冰点以上，然后再高真空下是水直接升华，到达枯燥的目的。西司他汀酸、亚胺培南。.种类主要设备对