有机合成工艺优化.复习课程

投入量 理论产量 ×实际 ×实际含 含量% 量%
产品×实 际含量%
损失
①反应过程损失=理论产量（100%收率）-主产物量，以此判断 反应过程方法以及条件是否得当。
②后处理过程损失=主产物-最终产品，以此判断后处理过程是 否最佳。
③只有物料衡算后才能做到有的放矢，达到事倍功半的目 ④物料很酸涉及到标准品的制备。
❖ 定性方法：核磁、红外光谱以及质谱，条件不允许可依据气 相、液相以及其他分析手段估计产物以及副产物结构。当然， 要求技术员必须具备一定的分析以及判断能力。
❖ 定性的作用：确定副产物结构后，才能调整条件抑制副反应， 进而提高主反应的选择性。
跟踪定量反应产物
❖ 1、在同一实验中考查原料、中间体、产物、各副产物的变 化趋势。
后处理
❖ 后处理由不同单元操作组成：精馏、萃取、结晶、分离、干 燥等等。
化工单元操作
❖ 一个化工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反 应实现的。尽管化工产品千差万别，生产工艺多种多样，但 这些产品的生产过程所包含的物理过程并不是很多，而且是 相似的。比如，流体输送不论用来输送何种物料，其目的都 是将流体从一个设备输送至另一个设备；加热与冷却的目的 都是得到需要的操作温度；分离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生产过程中， 发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相似设备， 具有相同功能的基本物理操作，称为单元操作。
❖ 副反应分为平行副反应以及连串副反应 ❖ 平行副反应即伴随主反应同时进行，如地米消除反应：
O
HO
O
O O
主反应
O
O
O
HO
O
O O
副反应
O
O
❖ 连串副反应：在一定条件下，反应目的产物继续与某组分继续反应生 成副产物。如苯酚的卤化：
OH
OH
OH
X2
X2
X
X
X
❖ 动力学的研究目的以及方向：就是提高选择性，而提高选择 性无非就是降低副产物的生成。
反应过程研究
❖ 1、明确反应原理以及机理，明确原辅料性质。 ❖ 2、反应过程研究：动力学以及热力学
用动力学方法研究反应过程
❖ 1、转化率、选择性以及收率的概念
转化率 反 反应 应加 消入 耗 A A的 的 原 原物 物 料 料质 质的 的量 量 选择性 反应反 生应 成消 主耗 A产 的 原 原 物 物 料 A料 的 所 质物 消 的质 耗 量的量 收率 反应反 生应 成加 主入 产 A的 原 原 物 物 料 料 A所 的 质消 物 的耗 质 量的量
有机合成工艺优化.
生产型企业工人需具备的素质
❖ 1、具备最基本的化学以及物理知识，了解相关法律 法规，如：环保、安全；
❖ 2、具有过硬的操作技能； ❖ 3、较强的安全环保意识。
区分化学以及物理变化过程
❖ 举例说明
过硬操作技能
❖ 举例：加热、降温、过滤、离心、干燥等
药厂生产技术定义
❖ 1、技术进步：在现有生产工艺的基础上，进行改进。提高 产品收率以及质量、提高设备利用率以及增加产能、缩短工 序时间以及降低能耗、减轻环保压力增强操作安全性等方面 入手，达到降低生产成本、清洁生产的目的。
目前概况
❖ 1、技术人员不懂得对工艺进行分解：作为生产技术人员拿 到工艺或者是工作安排之后，首先应该对工艺进行分解。是 什么反应？后处理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，之后才开始着手 实验。
❖ 2、很多从事药品生产技术工作的人喜欢做到最后产品，计 算收率以及关注质量。事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 为生产技术人员，研究一个工序的时候，应该首先明确反应 过程。
❖ 而高选择性的反应影响因素为：温度以及浓度效应。如前所 述的地米消除，可以通过降低投料温度以及控制反应温度降 低副产物的生成，或者降低副反应的反应速率。
❖ 要抑制副反应的速度，必须明确副产物结构。
定性反应产物
❖ 前面已经提到，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。
工艺分解
❖ 所有化学合成药品都由一个或者若干个工序组成，如地塞米 松除精制过程由8个工序组成：消除、还原、环氧、格氏、 上氟、上碘、置换、水解。
❖ 药品生产除精制之外，一个工序一般由一个或多个化学合成 反应组成，地米消除反应仅仅为羟基脱水成双键，而格氏由 加成、氧化以及还原才生成目标产物。
❖ 一个工序主要组成为：反应过程、后处理。后处理由一个或 多个化工单元操作组成：蒸馏、萃取、结晶、分离、干燥等 等。
❖ 2、调节加料法：如反应剧烈的反应，一般为滴加原料。在 这里涉及到原料用量等因素。技术员在工作中积累经验，在 前人的基础上应该得到进步。
物料衡算
❖ 任何产品任何工序要想提高收率，必须明确反应过程选择性， 以及分离提纯方法是否得当。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
主原料 主产物 提取水液 结晶母液
❖ 2、尽量做到目标多元化，主要体现在后处理过程，反应过 程完成后，可将反应液分成几个部分，进行后续处理。
❖ 3、作为科技工作者，学会将反应过程不同时刻、不同组分 的相对含量做成相关的曲线图，为后续研究掌握相关的因素。
分阶段研究反应过程和分离过程
❖ 1、拿到工艺后，起初的实验阶段，分离过程不成熟不明确。 因此，不敢保证分离过程损失，这样，所得产品的多少并不 代表反应过程收率。
❖ 2、做好反应过程是基础，副产物越少，分离纯化过程越容 易。但是并不是所有副产物都可以在反应过程得到控制，因 此，除了研究反应过程之外，后处理也应该考虑进去。
过程动力学两个主要方法
❖ 1、程序升温法：抑制副反应以及提高主反应选择性，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，缓慢升温的过程反应。
❖三者之间的关系
收率
选择性 转化率
❖ 1、在一定转化率的基础上，选择性即副反应越多，说明选 择性越低。一个好的合成方法应尽量避免副反应的生成。
❖ 2、转化率即在一定的温度、时间、压力等条件下，原料的 消耗程度。
❖ 3、实际工作中，研究反应过程尽量提高转化率以及选择性。 当然选择最佳平衡点。
副反应
❖ 2、技术支持：配合相关部门，及时有效的处理及时问题。 ❖ 3、技术管理：配合QA完成相关的文件性工作，如试产方案、
工艺验证方案、工艺规程以及批生产记录的制定；及时对项 目进行总结，完成小试总结报告以及进步，而技术进步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行经验的总结。