制藥工藝學(xué).doc
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1、西風(fēng)漂流、岸芷汀楠友情制作~ 制藥工藝學(xué) 第一章 緒論 一.制藥工藝學(xué)的研究對(duì)象與內(nèi)容 制藥工藝學(xué)的基礎(chǔ): ☆研究?jī)?nèi)容: ? 研究、設(shè)計(jì)和選擇安全、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)的藥物工業(yè)化生產(chǎn)途徑和方法 ? 解決藥物在生產(chǎn)和工業(yè)化過(guò)程中的工程技術(shù)問(wèn)題和實(shí)施藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范 ? 根據(jù)原料藥物的理化性質(zhì)、產(chǎn)品的質(zhì)量要求和設(shè)備的特點(diǎn),確定高產(chǎn)、節(jié)能、環(huán)境友好的工藝路線和工業(yè)化的生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)制藥生產(chǎn)過(guò)程的最優(yōu)化。 ☆依據(jù)研究對(duì)象不同:中藥制藥工藝、化學(xué)制藥工藝、生物制藥工藝 (一)化學(xué)制藥工藝學(xué) 研究對(duì)象:化學(xué)類(lèi)藥物 研究?jī)?nèi)容:化學(xué)藥物的合成原理;工藝路線設(shè)計(jì)、選擇、評(píng)價(jià)與中試放大;生
2、產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)和管理;“三廢”的防治 制藥工藝的一般研究程序:實(shí)驗(yàn)室研究→中試放大研究→工業(yè)生產(chǎn)研究 1)仿制藥物與創(chuàng)新藥物:仿制國(guó)外過(guò)專(zhuān)利保護(hù)期的藥物;首先要進(jìn)行系統(tǒng)研究,分析其臨床療效、藥理作用、劑型用量和工業(yè)化生產(chǎn)的合成工藝路線及關(guān)鍵技術(shù);創(chuàng)新藥物的開(kāi)發(fā)研究,應(yīng)對(duì)研制藥物的臨床應(yīng)用、療效和市場(chǎng)前景等做出詳細(xì)評(píng)估分析,經(jīng)反復(fù)論證后方可進(jìn)行化學(xué)制藥工藝路線的設(shè)計(jì)以及對(duì)工業(yè)條件的研究 ☆2)實(shí)驗(yàn)工藝研究:合成藥物的工藝原理和方法;影響合成工藝的因素分析;藥品質(zhì)量控制方法的建立;小試藥物合成工藝路線的設(shè)計(jì)和選擇;工藝條件的優(yōu)化;生產(chǎn)設(shè)備的初步選型;“三廢”治理、綜合利用;勞保、安全生產(chǎn)技術(shù);
3、原料、輔料消耗等 ☆3)中試放大研究:以小試參數(shù)為基礎(chǔ);是對(duì)小試工藝路線和工藝條件的進(jìn)一步優(yōu)化和工業(yè)化生產(chǎn)的考察;制訂各步反應(yīng)產(chǎn)物、中間體產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和崗位工藝操作規(guī)程等質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo);提出生產(chǎn)車(chē)間的工藝管道的施工、設(shè)備安裝方案;工業(yè)“三廢”防治的規(guī)劃 ☆4)工業(yè)化生產(chǎn):批量生產(chǎn) (二)中藥制藥工藝學(xué) 研究對(duì)象:中藥、天然藥物 研究?jī)?nèi)容:前處理、提取、分離純化、濃縮、干燥 理論基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn): 三個(gè)前提:主治病癥、處方組成、選擇劑型 三個(gè)結(jié)果:藥品質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、藥物的藥理作用、臨床應(yīng)用療效 (三)生物制藥
4、工藝學(xué) 研究對(duì)象:生物技術(shù)藥物(多肽、蛋白質(zhì)、酶、核酸、生物活性代謝產(chǎn)物、天然活性化合物及類(lèi)似物) 研究?jī)?nèi)容:發(fā)酵、前處理、提取、分離純化、濃縮、干燥 工藝分為:上游、下游和制劑工藝 上游:基因操作、細(xì)胞調(diào)控、細(xì)胞固定化等;下游:細(xì)胞培養(yǎng)、分離純化、精制、質(zhì)檢等;制劑:制成合適的劑型 ☆二.現(xiàn)代制藥工業(yè)的特點(diǎn) 1.高度的科學(xué)性、技術(shù)性 現(xiàn)代化的儀器設(shè)備(精密、連續(xù)、自動(dòng));先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù);高效的管理手段 2.分工細(xì)致明確、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 不同工序具有相對(duì)固定的人員配置;從藥品的生產(chǎn)到臨床試驗(yàn)、流通都有嚴(yán)格的質(zhì)量管理規(guī)范 3.生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜、品種繁多 原輔料種類(lèi)繁多,僅輔料就有
5、60多種;產(chǎn)品種類(lèi)繁多;制造過(guò)程多反應(yīng)單元、多反應(yīng)步驟,且經(jīng)常幾個(gè)反應(yīng)單元串聯(lián);具有副反應(yīng),且反應(yīng)復(fù)雜;溶劑種類(lèi)多,其中部分是危險(xiǎn)品 4.生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性 不同工序間必須協(xié)調(diào),符合一定的生產(chǎn)比例;不同工序間在時(shí)間上必須統(tǒng)籌安排 5.高投入、高產(chǎn)出 研發(fā)資金投入量大,一些國(guó)家僅次于國(guó)防科研的資金投入,居其他民用工業(yè)之首;高產(chǎn)出和高效益 三.我國(guó)現(xiàn)代制藥工業(yè)的發(fā)展方向 我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展特點(diǎn) :解放初我國(guó)缺醫(yī)少藥,沒(méi)有醫(yī)藥工業(yè)體系;現(xiàn)在我們建立了較為完整的工業(yè)體系,且能滿(mǎn)足全國(guó)13.2億百姓醫(yī)療保障需要的各種藥品需求。我國(guó)生產(chǎn)的一些藥品還可供應(yīng)世界很多國(guó)家和地區(qū)。比如說(shuō),化學(xué)原料藥的60
6、多個(gè)產(chǎn)品在全球就有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,1978年,我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)總產(chǎn)值只有72.8億元。到2008年,我國(guó)醫(yī)藥工業(yè)累計(jì)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值8666.82億元,2010年,11239.53億元。 1.化學(xué)制劑工業(yè)的發(fā)展方向:以仿制為主向創(chuàng)新為主轉(zhuǎn)變;引進(jìn)專(zhuān)利生產(chǎn)技術(shù)和專(zhuān)利產(chǎn)品,擴(kuò)大國(guó)際合作;提高非專(zhuān)利原料藥生產(chǎn)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力;優(yōu)化藥物生產(chǎn)工藝,保持穩(wěn)步增長(zhǎng) 2.藥品劑型的創(chuàng)新改革 發(fā)展新藥新劑型:緩釋給藥系統(tǒng)、控釋給藥系統(tǒng)、靶向藥物傳遞系統(tǒng)、透皮給藥系統(tǒng)、粘膜給藥系統(tǒng)、植入給藥系統(tǒng)、提高口服制劑的溶出度和生物利用度、加大藥用輔料的開(kāi)發(fā)力度 3.加快中藥現(xiàn)代化的步伐 采用先進(jìn)的制藥技術(shù)和設(shè)備,
7、實(shí)現(xiàn)中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化:超臨界CO2萃取、雙水相萃取、超微粉碎、超聲波、色譜分離、冷凍干燥 建立科學(xué)的中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制體系,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理現(xiàn)代化 西藥:成分明確,是有明確化學(xué)結(jié)構(gòu)的單體純品 中藥:成分復(fù)雜,是多組分的混合物 中藥質(zhì)量控制:要求成分固定、療效穩(wěn)定 一般通過(guò)指紋圖譜來(lái)衡量 ? 中藥材的種植執(zhí)行《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》GAP(Good Agriculture Practice) ? 中成藥生產(chǎn)執(zhí)行《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》GMP(Good Manufacture Practice) 加強(qiáng)現(xiàn)代中藥新劑型的研究 四.GMP的基本知
8、識(shí) GMP(Good Manufacturing Practice )《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》:是藥品生產(chǎn)過(guò)程中,用科學(xué)、合理、規(guī)范化的條件和方法來(lái)保證生產(chǎn)優(yōu)良藥品的一整套系統(tǒng)的、科學(xué)的管理規(guī)范,是藥品生產(chǎn)和管理的基本準(zhǔn)則 GLP(Good Laboratory Practice )《藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范》 GCP(Good Clinical Practice )《藥物臨床試驗(yàn)管理規(guī)范 》 GSP(Good Supply Practice )《藥品經(jīng)營(yíng)質(zhì)量管理規(guī)范》 實(shí)施GMP的意義和目的:防止不同藥物或組分之間發(fā)生混雜;防止交叉污染、防止差錯(cuò),防止計(jì)量、信息傳遞失真;防止遺
9、漏任何生產(chǎn)和檢驗(yàn)步驟;防止任意操作,保證藥品的高質(zhì)量 GMP的范圍與分類(lèi):具有國(guó)際性質(zhì)的GMP、國(guó)家權(quán)力機(jī)構(gòu)頒布的GMP、工業(yè)組織制定的GMP GMP的核心內(nèi)容:濕件:人員;硬件:廠房、設(shè)備等;軟件:組織、制度、工藝、操作等 五.制藥工程技術(shù)的作用 制藥工程技術(shù)的地位和作用:藥物探索→藥物臨床研究→制藥工程技術(shù)→藥物產(chǎn)品→藥品消費(fèi)需求 藥物科學(xué)、技術(shù)與工程學(xué)的基本含義: 制藥技術(shù):研究、設(shè)計(jì)和選用最安全、最經(jīng)濟(jì)和最簡(jiǎn)捷的藥物工業(yè)生產(chǎn)途徑的一門(mén)學(xué)科,也是研究、選用最適宜的中間體和確定優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的藥物生產(chǎn)路線、工藝原理和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)藥物生產(chǎn)過(guò)程最優(yōu)化的一門(mén)學(xué)科 制藥工程:將制藥
10、技術(shù)研究的成果工程化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)實(shí)踐 相互關(guān)系: 1.從內(nèi)容和性質(zhì)來(lái)看:科學(xué)以發(fā)現(xiàn)為核心、技術(shù)以發(fā)明為核心、工程以建造為核心2.從“成果”的性質(zhì)和類(lèi)型來(lái)看:科學(xué)成果:概念、定律、理論、論文等;技術(shù)成果:發(fā)明、專(zhuān)利、配方等;工程成果:產(chǎn)品、設(shè)施等3.從“活動(dòng)主體”來(lái)看:科學(xué)活動(dòng)主體是科學(xué)家、技術(shù)活動(dòng)主體是發(fā)明家、工程活動(dòng)主體是企業(yè)家、工程師和工人4.從對(duì)象性質(zhì)和思維方式的特征來(lái)看:科學(xué):一定普遍性和可重復(fù)性的“規(guī)律”;技術(shù):一定普遍性和可重復(fù)性的“方法”;工程:一次性、個(gè)體性的 五.制藥工程技術(shù)的作用 科學(xué)、技術(shù)、工程既有本質(zhì)區(qū)別,也有密切聯(lián)系 思考、練習(xí)題 ? 1.制藥工藝學(xué)
11、的主要研究對(duì)象和內(nèi)容是什么? ? 2.藥物實(shí)驗(yàn)工藝研究、中試放大和工業(yè)化生產(chǎn)工藝有何異同? ? 3.現(xiàn)代制藥工業(yè)的特點(diǎn)有哪些? 第二章 化學(xué)制藥工藝路線的設(shè)計(jì)和選擇 一.概述(概念) 化學(xué)合成藥物: 全合成:由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的化工原料經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)合成和物理處理過(guò)程制得 (如由水楊酸合成乙酰水楊酸、又如由苯甲酸合成酮洛芬) 半合成:由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)化學(xué)結(jié)構(gòu)改造和物理處理過(guò)程制得 (如以6-氨基青霉烷酸為母體經(jīng)酰氯法合成氨芐青霉素,以及頭孢菌素等) 藥物靶標(biāo):指體內(nèi)具有藥效功能并能被藥物作用的生物大分子,如某些蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子。那些編碼靶標(biāo)蛋白
12、的基因也被稱(chēng)為靶標(biāo)基因。事先確定靶向特定疾病有關(guān)的靶標(biāo)分子是現(xiàn)代新藥開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ) (靶標(biāo)的有效性,即靶標(biāo)與疾病確實(shí)相關(guān),并且通過(guò)調(diào)節(jié)靶標(biāo)的生理活性能有效地改善疾病癥狀;靶標(biāo)的副作用,如果對(duì)靶標(biāo)的生理活性的調(diào)節(jié)不可避免地產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用,那么將其選作藥物作用靶標(biāo)是不合適的) 先導(dǎo)化合物:指具有某種生物活性的化學(xué)結(jié)構(gòu),由于其活性不強(qiáng),選擇性低,吸收性差,或毒性較大等缺點(diǎn),不能直接藥用。但作為新的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和線索物質(zhì),對(duì)先導(dǎo)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換和修飾,可能得到具有優(yōu)良藥理作用的藥物(在自然界生物中分離得到活性物質(zhì);基于受體蛋白的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先導(dǎo)物;經(jīng)隨機(jī)篩選或高通量篩選組合化合物庫(kù)來(lái)獲得;通過(guò)虛擬合成、虛擬
13、篩選發(fā)現(xiàn)) 研究性新藥(Investigative New Drug, IND)(供試驗(yàn)研究應(yīng)用的有效化合物;數(shù)量不大;注重產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性、藥效等;不過(guò)分考慮生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)效益) 第二章 化學(xué)制藥工藝路線的設(shè)計(jì)和選擇 1.從剖析藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)入手:主環(huán)和側(cè)鏈;基本骨架和功能基團(tuán);易拆鍵部位;手性藥物的構(gòu)型 Friedel-Crafts反應(yīng)(付克反應(yīng)):芳烴與?;噭┤珲{u、酸酐、羧酸、烯酮等在Levis酸(無(wú)水氯化鋁、氯化鋅、三氯化鐵、三氟化硼等)存在下發(fā)生的?;屯榛磻?yīng)。是合成芳基酮、烷基苯的重要方法 ?;磻?yīng):在無(wú)水氯化鋁存在下,苯與酰氯或酸酐反應(yīng)生成芳基酮 烷基化
14、反應(yīng):在無(wú)水氯化鋁或無(wú)水三氯化鐵存在下,苯與鹵代烷反應(yīng)生成烷基苯 2.藥物工藝路線設(shè)計(jì)方法:藥物工藝路線設(shè)計(jì)屬于有機(jī)合成,工藝路線設(shè)計(jì)方法與有機(jī)合成設(shè)計(jì)方法一致(類(lèi)型反應(yīng)法;分子對(duì)稱(chēng)法;倒推法(追溯法);模擬類(lèi)推法) 類(lèi)型反應(yīng)法:1.利用常見(jiàn)的典型有機(jī)化學(xué)反應(yīng)與合成方法進(jìn)行藥物合成設(shè)計(jì)的方法。適用于有明顯類(lèi)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能基特點(diǎn)的化合物 例:1)克霉唑合成工藝 2)氯苯基二苯基氯甲烷來(lái)源的優(yōu)選方法(略) 2.合理安排單元反應(yīng)的順序 β-受體阻斷劑塞利洛爾的合成 二、 分子對(duì)稱(chēng)法:分子中存在對(duì)稱(chēng)性,可以由兩個(gè)相同的分子經(jīng)化學(xué)反應(yīng)合成制得
15、 例:1)己烯雌酚、己烷雌酚(略) 2)抗麻風(fēng)病藥物氯法齊明(略) 三、 倒推法(追溯法):從化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā),將其合成過(guò)程一步一步逆向推導(dǎo)進(jìn)行尋源的思考方法,又稱(chēng)逆向合成分析 例:抗真菌藥益康唑 四、 模擬類(lèi)推法:對(duì)合成路線不明顯的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的藥物,可模擬類(lèi)似化合物的合成方法(要點(diǎn)在于類(lèi)比和對(duì)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的了解) 例:黃連素合成(模擬巴馬汀和鎮(zhèn)痛藥延胡索乙素(四氫巴馬汀硫酸鹽)的合成方法:均具有母核二苯并[a,g]喹嗪,含有并合的異喹啉環(huán)的特點(diǎn))(略) 第三節(jié) 立體化學(xué)控制與不對(duì)稱(chēng)合成 手性分子:不能與自己的鏡像重疊且使偏振光震動(dòng)面旋轉(zhuǎn);四面體原子連接有四個(gè)不同的原子或基團(tuán) 手性
16、藥物:含有手性特征的藥物;對(duì)映體之間的區(qū)別僅僅是旋光性不同,但進(jìn)入生物體內(nèi)的手性環(huán)境(如受體、酶和蛋白質(zhì)等)時(shí),將作為不同的分子加以匹配,在藥效、藥代和毒理學(xué)方面存在顯著差異,最終將產(chǎn)生不同的治療效果和毒副作用 旋光性:右旋:(+)或d 左旋:(-)或l 外消旋體:由等量的左旋體和右旋體構(gòu)成,無(wú)旋光性,用()或dl 內(nèi)消旋體:由于分子中兩個(gè)手性中心旋光性相互抵消,無(wú)旋光性 手性藥物藥效學(xué) 1.異構(gòu)體具有相同的活性或活性程度有差異(抗心律失常藥氟卡尼、抗炎藥布洛芬;氧氟沙星(S)-(-)-對(duì)映體是(R)-(+)-對(duì)映體活性的9.3倍,是消旋
17、體的1.3倍) 2.異構(gòu)體各有不同的生理活性(鎮(zhèn)痛藥右丙氧芬;鎮(zhèn)咳藥諾夫特拉貝洛爾;(R,R’)-拉貝洛爾:非選擇性β-腎上腺素受體阻斷劑;(R,R)-拉貝洛爾:同時(shí)能阻斷α1-腎上腺素受體;(R,S)-及(S,S’)-拉貝洛爾幾乎沒(méi)有藥理作用 3.其中一個(gè)異構(gòu)體有效,另一異構(gòu)體無(wú)效(氯霉素(左旋霉素)右旋聯(lián)苯雙酯降低轉(zhuǎn)氨酶SGPT的活性是消旋體的兩倍) 4.其中一個(gè)異構(gòu)體有效,另一個(gè)異構(gòu)體可致不良反應(yīng)(左旋多巴的D-異構(gòu)體與粒細(xì)胞減少癥有關(guān);左旋咪唑的D-異構(gòu)體與嘔吐的副反應(yīng)有關(guān)) 5.對(duì)映體的作用具有協(xié)同性(普萘洛爾(S)-(-)-對(duì)映體的β-受體阻斷作用比(S)-(+)-對(duì)映體強(qiáng)
18、100倍;普萘洛爾(S)-(+)-對(duì)映體對(duì)鈉通道有阻斷作用;二者在治療心律失常時(shí)有協(xié)同作用,臨床上用普萘洛爾外消旋體的治療效果優(yōu)于單一對(duì)映體) 一、光學(xué)異構(gòu)體的拆分 外消旋體(混合物、化合物、固溶體) 混合物:兩種旋光體各自有獨(dú)立存在的對(duì)映晶體,一般采用誘導(dǎo)結(jié)晶法來(lái)拆分,也可以采用非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶拆分法 化合物:兩種旋光體以某種弱鍵鍵和在一起 固溶體:一種旋光體溶解在其對(duì)映體的晶格中 針對(duì)化合物、固溶體一般采用非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶拆分法 (一)非對(duì)映異構(gòu)體結(jié)晶拆分法(對(duì)映異構(gòu)體:指分子具有兩個(gè)或多個(gè)手性中心,并且分子間為非鏡像的關(guān)系的立體異構(gòu)體。利用外消旋體的化學(xué)性質(zhì)使其與某一光學(xué)活
19、性試劑(光學(xué)拆分劑)作用生成兩種非對(duì)映的異構(gòu)體。) 醇、醛、酮外消旋體的拆分:醇類(lèi)一般先將其與苯二甲酸酐或琥珀酸酐在吡啶存在下作用生成酸性酯,然后用光學(xué)活性堿作用生成非對(duì)映異構(gòu)體;醛、酮可利用光學(xué)活性肼、酰肼、縮氨脲等羰基試劑生成非對(duì)映異構(gòu)體 光學(xué)拆分劑的選擇:必須易與外消旋體形成非對(duì)映體,易于被除去;形成的非對(duì)映體間溶解度性質(zhì)差別要大;廉價(jià)易得,易于回收重復(fù)利用;拆分劑要有較高的光學(xué)純度 (二) 誘導(dǎo)結(jié)晶拆分法:適用于兩種對(duì)映晶體獨(dú)立存在的外消旋混合物的拆分 原理: 特點(diǎn):需要拆分劑(需要一定量的單旋體和外消旋體);料消耗少,成本低;需設(shè)備少,操作簡(jiǎn)單;產(chǎn)周期短,損失少,收率高
20、;件不容易控制,分離純度不太高 要求:適合以某種形式結(jié)合起來(lái)的外消旋體混合物;旋體的溶解度應(yīng)大于任一單旋體的溶解度 外消旋體混合物的判斷方法 1. 測(cè)定熔點(diǎn)并繪制熔點(diǎn)曲線 混合物:?jiǎn)我蛔畹凸踩埸c(diǎn),且常出現(xiàn)在50%處;化合物:兩個(gè)最低共熔點(diǎn),熔點(diǎn)有時(shí)高于單旋體 2.測(cè)定溶解度并繪制溶解度曲線 混合物:比任一單旋體溶解度大;化合物:比任一單旋體溶解度小,在其他組成時(shí)有兩個(gè)最大溶解度 3.測(cè)定結(jié)晶水和密度 混合物:消旋體結(jié)晶水含量=單旋體結(jié)晶水含量;消旋體密度=單旋體密度 化合物:消旋體結(jié)晶水含量≠單旋體結(jié)晶水含量;消旋體密度≠單旋體密度 4.測(cè)定紅外光譜 外消旋體化合
21、物紅外光譜不同于相應(yīng)單旋體;消旋體混合物呈現(xiàn)相應(yīng)單旋體光譜 5.結(jié)晶學(xué)方法 混合物的晶格單位含有等分子數(shù)的兩種對(duì)映體;合物的晶格單位只有一種分子的對(duì)映體 (三)生物拆分法:用微生物或酶來(lái)破壞外消旋體中的一種對(duì)映異構(gòu)體而得到提純的目的,如用酯酶對(duì)消旋體萘普生酯進(jìn)行水解,可得到純單一對(duì)映體的酸和萘普生酯 (四)其他拆分方法:色譜拆分法、膜法、毛細(xì)管電泳 二、不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)化:光學(xué)不穩(wěn)定的一對(duì)消旋體,在某種手征性的影響下,受到立體化學(xué)的不均一作用,在這兩種光學(xué)異構(gòu)體立體構(gòu)型達(dá)到平衡前,發(fā)生了向一方轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象 三、不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo):化學(xué)反應(yīng)時(shí)占優(yōu)勢(shì)地生成某一種光學(xué)活性異構(gòu)體,而構(gòu)型不同的另一種異構(gòu)體的
22、生成比例很?。▋煞N異構(gòu)體的生成速度不同,而導(dǎo)致生成比率不同) 誘導(dǎo)方法:物理因素:利用圓偏光等手征性物理力;化學(xué)因素:反應(yīng)物本身、手征性催化劑、手征性試劑、手征性溶劑等 1.利用反應(yīng)物本身手征性中心的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo) 2.利用反應(yīng)物本身剛體結(jié)構(gòu)(環(huán)狀或雙鍵)的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)(例如戴乾圜等提出的以反式-β-鹵代苯乙烯起始的氯霉素合成路線) 五、 不對(duì)稱(chēng)合成:指手征性分子或前手征性分子在形成新的手征性中心的反應(yīng)過(guò)程中,占優(yōu)勢(shì)地生成某一立體構(gòu)型產(chǎn)物,而其非對(duì)映異構(gòu)體的生成量卻很少 引入不對(duì)稱(chēng)因素的方法:利用手征性試劑、利用手征性催化劑、利用微生物的手征性合成 (一) 利用手征性試劑(前手征性試劑:
23、具有羰基、碳碳雙鍵、碳氮雙鍵或在這些基團(tuán)的相鄰碳原子上有兩個(gè)氫原子的化合物,如醛、酮、不飽和羧酸等) 手征性試劑:手征性格氏試劑、手征性醇鋁、手征性醇、手征性胺、氨基酸等 不同手征性試劑的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)作用不盡相同 同一手征性試劑對(duì)構(gòu)型不同的前手征性分子的不對(duì)稱(chēng)誘導(dǎo)作用也有差異 (二) 利用微生物的手征性合成(主要是利用生物合成的高度選擇性,如口服避孕藥18-甲基炔諾酮的不對(duì)稱(chēng)合成) (三) 利用手征性催化劑(例如,2001年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Knowles和Noyori應(yīng)用手征性(R)-甲氧苯基-環(huán)己基甲基膦為配位體的銠絡(luò)合物作為手征性催化劑,對(duì)α-苯甲酰胺基苯丙烯酸衍生物進(jìn)行不對(duì)
24、稱(chēng)催化氫化,制備L-多巴苯甲酰衍生物,水解后得到治療帕金森的特效藥L-多巴。) 思考、練習(xí)題 ? 1.半合成、先導(dǎo)化合物、藥物靶標(biāo) ? 2.藥物工藝路線的設(shè)計(jì)基本方法有哪些? ? 3.試舉例說(shuō)明手征性藥物的藥效情況有哪幾種? ? 4.如何進(jìn)行光學(xué)異構(gòu)體的拆分? ? 5.什么是不對(duì)稱(chēng)合成,常用的不對(duì)稱(chēng)合成方法有哪些? 第三章 藥物工藝路線的評(píng)價(jià)與選擇 第一節(jié) 藥物工藝路線的評(píng)價(jià) 理想的藥物工藝路線? ① 化學(xué)合成途徑簡(jiǎn)易,即原輔料轉(zhuǎn)化為藥物的路線要簡(jiǎn)短 ②原輔料少且易得,能夠足量供應(yīng) ③中間體容易提純 ④制備條件安全、無(wú)毒 ⑤設(shè)備條件要求不苛刻 ⑥操作簡(jiǎn)便,經(jīng)分離
25、、純化易達(dá)藥用標(biāo)準(zhǔn) ⑦收率高、成本低、效益好 ⑧“ 三廢” 少且易于治理 第二節(jié) 藥物工藝路線的選擇 一、化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型選擇 例:芳香環(huán)上引入醛基有多種反應(yīng)類(lèi)型 ⑴Gattermann反應(yīng) ⑵Gattermann-Koch反應(yīng) ⑶Friedel-Crafts反應(yīng)(甲酰氯,收率50%-78%) ⑷ Friedel-Crafts反應(yīng)(二氯甲基醚類(lèi),收率約60%) ⑸Vilsmeier反應(yīng),收率約70% ⑹苯酚對(duì)位引入醛基(收率30%-35%) ⑺Duff反應(yīng),若R=H側(cè)鏈在鄰位上,收率15%-20% “平頂型”和“尖頂型”反應(yīng)
26、 “平頂型” “尖頂型” 最佳反應(yīng)條件 收 率 最佳反應(yīng)條件 收 率 二、合成步驟和總收率 合成步驟: 直線方式 匯聚方式(多個(gè)反應(yīng)單元) 總收率:直線方式 收率:B*C*D*。。。= 匯聚方式 收率:B*D*E*G*H。。= 三、原輔料供應(yīng) 基本要求: 利用率高、廉價(jià)易得(利用率包括骨架和功能基的利用程度;操作難易程度;市場(chǎng)來(lái)源及價(jià)格;質(zhì)量規(guī)格及運(yùn)輸;考慮原輔料自行生產(chǎn)) 成本預(yù)算: 單耗:生產(chǎn)
27、1kg產(chǎn)品所需各種原料的千克數(shù) 總成本:?jiǎn)魏闹? 四、原輔料更換和合成步驟更改 更換原輔料和改變合成步驟是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的重要內(nèi)容,可以從改變?cè)o料和步驟上節(jié)約成本。 1.高溫條件下由低沸點(diǎn)試劑改為較高沸點(diǎn)試劑 2.有易燃、易爆試劑改為安全試劑 3.改變步驟降低反應(yīng)壓力、溫度,減少能耗 五、單元反應(yīng)的次序安排 單元反應(yīng)次序不同,可能所得中間體不同,反應(yīng)條件和要求不同,收率也不一樣 一般來(lái)說(shuō),收率低的單元反應(yīng)放在前面,而收率高的放后面 六、技術(shù)條件與設(shè)備要求 高溫、低溫;高壓、高真空;強(qiáng)腐蝕 七、安全生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù) 易燃(氣體、液體);易爆(氣體、液
28、體);有毒(氣體、液體);粉塵 第三節(jié) 工藝路線改革和新反應(yīng)、新技術(shù)的應(yīng)用 1.生產(chǎn)與科研并舉,運(yùn)用新反應(yīng),引進(jìn)新技術(shù) 2.盡可能減少工藝步驟,充分利用“一勺燴”工藝的優(yōu)越性 第四節(jié) 相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng) ☆相轉(zhuǎn)移催化劑(Phase-transfer Catalyst,PTC):使一種反應(yīng)物由一相轉(zhuǎn)移到另一相中參加反應(yīng),促使一個(gè)可溶于有機(jī)溶劑的底物和一個(gè)不溶于此溶劑的離子型試劑兩者之間反應(yīng) 一、相轉(zhuǎn)移催化劑 常用的相轉(zhuǎn)移催化劑可分為: 鎓鹽類(lèi) 冠醚類(lèi) 非環(huán)多醚類(lèi) 叔胺類(lèi) (一) 鎓鹽類(lèi):一些含氧、氮或硫等的有機(jī)物,在水溶液中能解離成為有機(jī)陽(yáng)離子 結(jié)構(gòu)特
29、點(diǎn):中心原子(P 、N 、As 、S 等) 取代基(烴類(lèi)等) 催化活性:R3P+ > R3N+ > R3As+ > R2S+ 負(fù)離子 萃取能力:I-> Br-> CN-> Cl- > OH-> F-> SO42- 常用鎓鹽類(lèi)催化劑 : 氯化三乙基芐銨(TEBAC) ,Mokosza 催化劑 ; 四丁基硫酸氫銨,Brandstrom 催化劑 ;三辛基甲基氯化銨(TOMAC) ,Starks 催化劑 (二)冠醚類(lèi) :又稱(chēng)大環(huán)醚 ,是非離子型相轉(zhuǎn)移催化劑,具有一定的毒性 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) : 具有(CH2-CH2-Y-)n重復(fù)單位,Y為氧、氮等,冠醚的氧原子上的未共用電子
30、對(duì)位于環(huán)的內(nèi)側(cè),當(dāng)適合于環(huán)的大小的金屬正離子進(jìn)入空穴時(shí),由于偶極形成,電負(fù)性大的氧原子和金屬正離子借靜電吸引而形成絡(luò)合物。多用于固-液相轉(zhuǎn)移催化。 常用的冠醚 :15- 冠-5;18- 冠-6 ; 二苯基-18- 冠-6 ; 二環(huán)己基-18- 冠-6 (三)非環(huán)多醚類(lèi) : 也稱(chēng)開(kāi)鏈聚醚類(lèi) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 不像冠醚類(lèi)有固定的結(jié)構(gòu)和空穴大小 ;價(jià)格低、穩(wěn)定性好、合成簡(jiǎn)單等 主要類(lèi)型 :聚乙二醇:HO(CH2CH2O)nH ; 聚乙二醇脂醚:C12H25O(CH2CH2O)nH 聚乙二醇烷基苯醚:C2H7-C6H4-O (CH2CH2O)
31、nH 除以上幾種相轉(zhuǎn)移催化劑外,還有多環(huán)醚催化劑、負(fù)離子催化劑、多功能催化劑等 “三相催化”:實(shí)現(xiàn)水溶性反應(yīng)液、固相催化劑和不溶于水的有機(jī)相三相間的反應(yīng) ; 固相催化劑易于分離、回收、再利用 二、 相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)歷程:可視為絡(luò)合物動(dòng)力學(xué)反應(yīng) 1.是有機(jī)相中的反應(yīng) 2.是繼續(xù)轉(zhuǎn)移負(fù)離子到有機(jī)相 “萃取型” :轉(zhuǎn)移負(fù)離子的速度快 “界面型”或“相界型”:有機(jī)相中的反應(yīng)速度快 三、 相轉(zhuǎn)移催化的影響因素: 催化劑、攪拌速度、溶劑等 ㈠ 催化劑 ①催化能力與本身親脂性有關(guān),分子量大的鎓鹽比分子量小的好,低于12碳的銨鹽沒(méi)有催化作
32、用②長(zhǎng)碳鏈季銨鹽,碳鏈越長(zhǎng),效率越好③對(duì)稱(chēng)的季銨鹽的催化效果好④季膦鹽的熱穩(wěn)定性好,催化效率高。⑤同一結(jié)構(gòu)位置,含有芳基的銨鹽催化作用低于烷基銨鹽⑥催化劑的用量,0.5%-10%⑦催化劑的穩(wěn)定性 ㈡ 攪拌速度 ①水-有機(jī)介質(zhì)的中性反應(yīng),>200rpm②固-液反應(yīng)以及有氫氧化鈉純?cè)冢?50-800rpm ㈢溶劑 常用的溶劑:苯、二氯甲烷、氯仿、乙腈等 ? 乙腈與水互溶,不適合液-液相轉(zhuǎn)移催化 ? 依據(jù)離子對(duì)的極性,選擇合適的溶劑,比如選擇非質(zhì)子極性溶劑,有利于離子對(duì)進(jìn)入有機(jī)相 四、相轉(zhuǎn)移催化的應(yīng)用 ㈠ 烷基化反應(yīng) 1.C-烷基化反應(yīng)—延長(zhǎng)碳鏈 經(jīng)典方法:在強(qiáng)堿如NaH
33、,NaNH2,t-C4H9OK,RONa等催化下,消除一個(gè)質(zhì)子而形成碳負(fù)離子,再與鹵代烴進(jìn)行烷基化。缺點(diǎn):價(jià)格昂貴,通常還要求嚴(yán)格無(wú)水條件 固-液相轉(zhuǎn)移催化(鎓鹽:氯化三乙基芐胺,TEBAC) 例:丙戊酸類(lèi)抗癲癇藥中間體的合成 鎓鹽:四丁基溴化銨,TBAB 2.O-烷基化反應(yīng)(鎓鹽:四丁基碘化胺,TBAI) 二級(jí)鹵代烷(仲鹵)通常不適合相轉(zhuǎn)移催化;如果二級(jí)鹵代烷α醚基活化,則可以采用相轉(zhuǎn)移催化合成醚類(lèi) 3.N-烷基化反應(yīng) 通常需要用氨基鈉在液氨中進(jìn)行,或采用氫氧化鈉在非質(zhì)子傳遞溶劑中進(jìn)行,反應(yīng)條件苛刻。 4.其他應(yīng)用相轉(zhuǎn)移催化的反應(yīng) ⑴相轉(zhuǎn)移二氯卡賓反應(yīng)
34、例:以苯甲酸、氯仿為原料制備扁桃酸;甲基多巴合成中中間體的制備 二氯卡賓(:CCl2)的生成及其反應(yīng) ⑵氧化反應(yīng)與還原反應(yīng) 如高錳酸鉀的氧化反應(yīng): 葵-1-烯在水溶液中與中性高錳酸鉀劇烈攪拌數(shù)小時(shí)不能發(fā)生反應(yīng),加入少量季銨鹽能使氧化反應(yīng)順利進(jìn)行,生成壬酸 思考、練習(xí)題 ? 1、什么是相轉(zhuǎn)移催化劑,常用的相轉(zhuǎn)移催化劑有哪幾類(lèi)? ? 2、相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)歷程 第四章 藥物工藝的研究與優(yōu)化 第一節(jié) 概述 一、反應(yīng)條件的優(yōu)選方法:1.單因素平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)選法 2.多因素正交設(shè)計(jì)優(yōu)選法 3.均勻設(shè)計(jì)優(yōu)選法 1.單因素平行實(shí)驗(yàn)優(yōu)選法 在其他條件不變的
35、情況下,考察單一因素對(duì)反應(yīng)收率和產(chǎn)品純度的影響,固定其他條件,只考慮單一因素 例如:考察攪拌速度對(duì)結(jié)晶效果的影響 2.多因素正交設(shè)計(jì)優(yōu)選法 研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法,根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn),具備“均勻分散,齊整可比”的特點(diǎn),是一種高效率、快速、經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。日本著名的統(tǒng)計(jì)學(xué)家田口玄一將正交試驗(yàn)選擇的水平組合列成表格,稱(chēng)為正交表。 試 驗(yàn) 因 素 A 時(shí)間(h) 水 平 1 1 2 A1B2C2D2 2h 2 1 3 A1B3C3D3 2h 3 1 4 A2B1C2D3 4h 4 2
36、 5 A2B2C3D1 4h 5 2 6 A2B3C1D2 4h 6 2 7 A3B1C3D2 8h 7 3 8 A3B2C1D3 8h 8 3 9 A3B3C2D1 8h 9 3 3 2 1 正交表 L9(34) 例:某藥物水解試驗(yàn)中,要考慮水解時(shí)間(A)、水解溫度(B)、稀硫酸濃度(D)、攪拌速度(C)這四個(gè)因子對(duì)水解效果的影響。 試驗(yàn) 水平組合 試驗(yàn)條件 時(shí)間(h) 溫度(℃) 濃度(mol/l) 攪拌(r/min) 1 A1B1C1D1 2h 25 0.5 150 2 A1B2C2D2 2h
37、 35 1 200 3 A1B3C3D3 2h 45 1.5 350 4 A2B1C2D3 4h 25 1 350 5 A2B2C3D1 4h 35 1.5 150 6 A2B3C1D2 4h 45 0.5 200 7 A3B1C3D2 8h 25 1.5 200 8 A3B2C1D3 8h 35 0.5 350 9 A3B3C2D1 8h 45 1 150 3.均勻設(shè)計(jì)優(yōu)選法 均勻設(shè)計(jì)(Uniform Design)是基于試驗(yàn)點(diǎn)在整個(gè)試驗(yàn)范圍內(nèi)均勻散布的,從均勻性角度出發(fā)的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,由方
38、開(kāi)泰和王元兩位數(shù)學(xué)家于1978年創(chuàng)立,當(dāng)所研究的因素和水平數(shù)目較多時(shí),均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)法比其它試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(如正交設(shè)計(jì)優(yōu)選法)所需的試驗(yàn)次數(shù)更少 圖1、圖2為U9*(94)均勻設(shè)計(jì)表和均勻設(shè)計(jì)表的使用表: 若有兩個(gè)試驗(yàn)因素,應(yīng)選用1、2兩列來(lái)安排試驗(yàn)。若有三個(gè)試驗(yàn)因素,應(yīng)選用2、3、4三列來(lái)安排試驗(yàn)。最后一列D表示均勻度的偏差,偏差值越小,表示均勻分散性越好 二、影響藥物合成反應(yīng)的條件和因素 1.反應(yīng)物濃度和配料比:配料比(投料比):參與反應(yīng)的各物料間的物質(zhì)的量的比例 投料摩爾比、重量比 2.溶劑:反應(yīng)物的濃度、溶劑化作用、傳熱量、傳熱速率 3.催化:加速化學(xué)反應(yīng),縮短生產(chǎn)周期
39、酸堿催化、金屬催化、酶催化、相轉(zhuǎn)移催化等 4.傳熱:加熱;冷卻 5.反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)終點(diǎn)控制:控制反應(yīng)終點(diǎn),確定反應(yīng)時(shí)間 6.純化技術(shù):除雜(方法:過(guò)濾、離心、萃取、蒸餾、結(jié)晶、吸附、 膜分離等)7.中間體的質(zhì)量控制方法:中間體檢測(cè)、分析 第二節(jié) 影響反應(yīng)速度的因素 一、反應(yīng)物濃度 1.首先確定反應(yīng)類(lèi)型和反應(yīng)原理 單分子反應(yīng):反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度成正比 雙分子反應(yīng):反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度乘積成正比 零級(jí)反應(yīng):反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān) 可逆反應(yīng):動(dòng)態(tài)化學(xué)平衡 平行反應(yīng):主反應(yīng)與副反應(yīng)
40、 2.針對(duì)可逆反應(yīng),為促使反應(yīng)正向進(jìn)行:加大某一反應(yīng)物(便宜、易得)的投料量;移出生成物【如尼群地平的制備工藝中,2-(3-硝基亞芐基)乙酰乙酸乙酯與3-氨基巴豆酸甲酯縮合反應(yīng)中,用無(wú)水乙醇(50ml)為溶劑(投料0.05mol),10h收率86.1%。用索氏提取器,以分子篩做脫水劑,4h收率90.8%,10h收率93%?!? 3.針對(duì)平行反應(yīng):級(jí)數(shù)相同的平行反應(yīng),兩反應(yīng)速度之比為常數(shù),與反應(yīng)物濃度及時(shí)間無(wú)關(guān),可用溫度、溶劑、催化劑等來(lái)調(diào)節(jié)生成物的比例;加大反應(yīng)物濃度,有助于加快反應(yīng)速度,但同時(shí)加速了副反應(yīng),如苯肼與雙乙酰胺環(huán)合反應(yīng)中,若苯肼濃度增加較多會(huì)引起2分子苯肼與1分子雙乙酰胺的縮合
41、反應(yīng) 二、反應(yīng)配料比 有機(jī)反應(yīng)由于存在可逆、平行或串聯(lián)等副反應(yīng)存在,反應(yīng)過(guò)程復(fù)雜,很少按理論配料比進(jìn)行反應(yīng),需要采取各種措施來(lái)摸索最佳配料比;合適的配料比,可以提高收率,降低成本和后處理負(fù)擔(dān);了解所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型和可能的副反應(yīng)是優(yōu)選配料比的前提 (1)可逆反應(yīng):增加較便宜的反應(yīng)物之一,5%-20%不等,移出反應(yīng)生成物 如羧酸和醇的直接酯化一般采用醇過(guò)量的方法 ⑵生成物產(chǎn)量取決于某一反應(yīng)物濃度,則增加相應(yīng)反應(yīng)物的配料比 例如在磺胺合成中,乙酰苯胺的氯磺化反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)乙酰氨基苯磺酰氯(ASC)的收率取決于反應(yīng)液中氯磺酸和硫酸的濃度比例 ⑶若反應(yīng)物之一不穩(wěn)定,可適當(dāng)增加其用量 如
42、催眠藥苯巴比妥生產(chǎn)中,最后一步反應(yīng)由苯基乙基丙二酸二乙酯與脲縮合,脲在堿性條件下易分解,所以要用過(guò)量的脲 ⑷當(dāng)參與主、副反應(yīng)的反應(yīng)物不盡相同時(shí),可通過(guò)增加某一反應(yīng)物,來(lái)增強(qiáng)主反應(yīng) ⑸為了防止串聯(lián)反應(yīng)(副反應(yīng)),有些反應(yīng)的配料比宜小于理論量 如三氯化鋁催化下,乙烯通入苯制備乙苯中,由于引入乙基的供電性能,使苯環(huán)更活潑,極易繼續(xù)引入第二個(gè)、第三個(gè)、……如三氯化鋁催化下,乙烯通入苯制備乙苯中,由于引入乙基的供電性能,使苯環(huán)更活潑,極易繼續(xù)引入第二個(gè)、第三個(gè)、…… 第三節(jié) 溶劑的選擇和溶劑化效應(yīng) 一、溶劑的分類(lèi) 極性溶劑、非極性溶劑 酸性溶劑、堿
43、性溶劑 脂溶性溶劑、水溶性溶劑 質(zhì)子性溶劑、非質(zhì)子性溶劑 二、溶劑對(duì)反應(yīng)速度、反應(yīng)方向、產(chǎn)品構(gòu)型的影響 ㈠溶劑對(duì)反應(yīng)速度的影響 有機(jī)反應(yīng)按反應(yīng)原理一般可分為兩種: 自由基反應(yīng):受溶劑影響小 ; 離子型反應(yīng) 溶劑化:指每個(gè)溶解的分子或離子被一層溶劑分子疏密程度不同地包圍。對(duì)于水溶劑,習(xí)慣上稱(chēng)為水化 活化絡(luò)合物溶劑化(反應(yīng)活化能降低) ; 反應(yīng)物溶劑化(反應(yīng)活化能增高) ㈡溶劑對(duì)反應(yīng)方向的影響(略) ㈢溶劑對(duì)產(chǎn)品構(gòu)型的影響:通過(guò)控制反應(yīng)的溶劑和溫度可使某種構(gòu)型的產(chǎn)物成為主產(chǎn)物;實(shí)驗(yàn)表明,在非極性溶劑中,有利于反式異構(gòu)體的生成;在極性溶劑中,有利于
44、順式異構(gòu)體的生成【例如Wittig(維蒂希)反應(yīng)法合成烯烴;梨小食心蟲(chóng)性外激素的合成新工藝(順-8-十二烯醇乙酯、反-8-十二烯醇乙酯)】 4 溶劑極性對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡的影響:溶劑極性可影響酮式-烯醇式互變平衡【如1,3-二羰基化合物(β-二醛、 β-二酮、 β-酮醛和β-酮酸酯等)】;當(dāng)二酮式比順式-烯醇式極性大時(shí),酮式-烯醇式的比例常數(shù)取決于溶劑的極性,當(dāng)溶劑為低極性時(shí),順式-烯醇式含量提高,溶劑極性增強(qiáng),分子間氫鍵的形成傾向增強(qiáng),烯醇式的含量下降 5 重結(jié)晶溶劑的選擇:對(duì)于重結(jié)晶來(lái)說(shuō),除去由原輔料和副反應(yīng)帶來(lái)的雜質(zhì),注意精結(jié)晶大小、晶型和溶劑化等的影響 藥物微晶化可增大晶體表面積,
45、對(duì)于水溶性差的藥物,可加快藥物的溶解速度 原料的晶型與療效和生物利用度有關(guān),如棕櫚酸氯霉素有ABC三種晶型和無(wú)定形,A、C無(wú)效,B及無(wú)定形可被胰酯酶水解,有效 重結(jié)晶產(chǎn)物可能是含有結(jié)晶水的水合物,如氨芐青霉素和阿莫西林既有三水合物,又有無(wú)水物,三水合物的穩(wěn)定性好 理想的重結(jié)晶溶劑:1.對(duì)雜質(zhì)有良好的溶解性 2.對(duì)待提純的藥物的溶解性期望 室溫下待提純藥物微溶,在溶劑沸點(diǎn)溫度下溶解度大,溶解度隨溫度變化曲線斜率大 室溫或加熱過(guò)程中對(duì)雜質(zhì)的溶解度高于中間體或成品,且溶解度差異越大越好 3.溶劑的沸點(diǎn)要低于待結(jié)晶物質(zhì)的熔點(diǎn) 4.溶劑要有一定
46、的揮發(fā)性 5.盡可能避免或限制使用有毒性和對(duì)環(huán)境有害的溶劑 第四節(jié) 反應(yīng)溫度和壓力 一、反應(yīng)溫度 反應(yīng)速度與反應(yīng)溫度的關(guān)系:阿倫尼烏斯(Arrhenius)公式 Van’t Hoff 經(jīng)驗(yàn)規(guī)則 溫度對(duì)化學(xué)平衡的關(guān)系式: 當(dāng)△H為負(fù)值時(shí),為放熱反應(yīng),溫度升高,K值減小 當(dāng)△H為正值時(shí),為吸熱反應(yīng),溫度升高,K值減大 溫度控制:低溫選用冰鹽水,最低溫度可控制在-20℃;加熱反應(yīng)常用蒸汽加熱,最高溫度可達(dá)160℃;溫度為160℃-260℃的反應(yīng),采用電加熱油??;溫度為300℃以上的反應(yīng),采用直接電加熱 二、反應(yīng)壓力 反應(yīng)速度與壓力的關(guān)系 依賴(lài)于反應(yīng)前后體積或
47、分子數(shù)的變化 ? 當(dāng)⊿V<0時(shí),壓力p增大,p⊿V 減小,KP不變,Kn增加,理論產(chǎn)率升高 ? 當(dāng)⊿V>0時(shí),壓力p增大,p⊿V 增大, KP不變, Kn減小,理論產(chǎn)率降低 ? 當(dāng)⊿V=0時(shí),理論產(chǎn)率不受影響 加壓既影響化學(xué)平衡,又可影響發(fā)生化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的其他方面:反應(yīng)物之一是氣體,加壓能增加該氣體在溶劑中或催化劑表面的濃度,有利于反應(yīng)進(jìn)行;反應(yīng)在液相中進(jìn)行,當(dāng)溫度超過(guò)液相的沸點(diǎn)時(shí),加壓能提高液相沸點(diǎn),有利于反應(yīng)進(jìn)行 第五節(jié) 催化劑 一、 催化劑與催化作用:催化劑能使反應(yīng)活化能降低,加快反應(yīng)速度;催化劑不能改變化學(xué)平衡常數(shù);對(duì)于可逆反應(yīng),催化劑能同等程度加速正向和逆向反應(yīng)速度 二
48、、 催化劑的活性及其影響因素:溫度;助催化劑(或促進(jìn)劑);載體(擔(dān)體);毒化劑(催化抑制劑) 第六節(jié) 攪拌與設(shè)備因素 攪拌的作用:增加分子碰撞;加速傳熱;減少粘性物料粘壁;防止沉淀物沉淀;增加反應(yīng)相的接觸面積;消泡 一、制藥工業(yè)中常用的攪拌器 ㈠漿式攪拌器 ( 轉(zhuǎn)速一般在20-80rpm 主要用于液-液互溶系統(tǒng)的混合和可溶性固體的溶解等) ㈡框式或錨式攪拌器 (轉(zhuǎn)速一般在15-60rpm 主要用于不需要?jiǎng)×覕嚢杓昂休^多固體懸浮物或有沉淀析出的場(chǎng)合) 3 推進(jìn)式攪拌器 (轉(zhuǎn)速一般在300-600rpm 主要用于乳化或固體物質(zhì)懸浮等場(chǎng)合) 4 渦輪式攪拌器 (轉(zhuǎn)
49、速一般在200-1000rpm 主要用于混合黏度相差較大的兩種液體,還有高濃度固體 微粒的懸浮液、比重相差較大的兩種液體或氣體在液體中的分散) 二、設(shè)備因素 反應(yīng)器的選材:實(shí)驗(yàn)室多使用玻璃容器;工業(yè)上多使用碳鋼罐、搪瓷罐或具有防腐蝕內(nèi)襯的碳鋼罐;管道及管道附件采用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕的金屬、塑料、橡膠以及防腐蝕內(nèi)襯的材料 第七節(jié) 反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)終點(diǎn)控制 一、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)終點(diǎn)對(duì)反應(yīng)的影響 反應(yīng)時(shí)間:從反應(yīng)開(kāi)始到反應(yīng)結(jié)束所用時(shí)間;反應(yīng)時(shí)間是影響收率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素(反應(yīng)時(shí)間不夠,則反應(yīng)不完全,轉(zhuǎn)化率不高;反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),則可
50、能發(fā)生產(chǎn)物分解、破壞和副反應(yīng)增多等) 最佳反應(yīng)時(shí)間:通過(guò)化學(xué)或物理的方法對(duì)反應(yīng)終點(diǎn)的控制摸索得到的 方法:顯色、沉淀、酸堿度、色譜等 判斷:原料信號(hào)消失或原料信號(hào)不變化 思考、練習(xí)題 1、常用的反應(yīng)條件的優(yōu)選方法有哪些? 2、影響反應(yīng)速度的因素有哪些? 3、制藥工業(yè)中常用的攪拌器類(lèi)型有哪些,各有什么特點(diǎn)? 第五章 化學(xué)制藥工藝的放大 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)室研究與工業(yè)化生產(chǎn)的區(qū)別 一、實(shí)驗(yàn)室研究階段 收集產(chǎn)品的合成路線(查文獻(xiàn)資料);通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)多條合成路線進(jìn)行分析比較,找出具有工業(yè)生產(chǎn)價(jià)值的合成路線和可行的反應(yīng)條件;主要使用小型、精密儀器設(shè)備和玻璃儀器來(lái)完成;物料轉(zhuǎn)移基本有人工來(lái)完
51、成;試劑純度高,投料量小,后處理量也小 二、中試放大階段 使用小型工業(yè)反應(yīng)設(shè)備;流體物料采用人工和管道輸送相結(jié)合;大多使用工業(yè)級(jí)原料,投料量較大;嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室摸索的反應(yīng)條件進(jìn)行單元反應(yīng),并加以分析小結(jié),進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)室獲得的數(shù)據(jù);揭示生產(chǎn)放大暴露的各種工藝問(wèn)題,并加以解決 三、工業(yè)生產(chǎn)階段 在中試數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,進(jìn)行試生產(chǎn);工業(yè)生產(chǎn)條件的進(jìn)一步優(yōu)化(解決工業(yè)生產(chǎn)暴露的工藝問(wèn)題;進(jìn)一步提高中間體、產(chǎn)品的收率和質(zhì)量;采用新原料、新工藝或設(shè)備,生產(chǎn)條件需要及時(shí)優(yōu)化或調(diào)整;解決副產(chǎn)品和“三廢”的回收、綜合利用及處理問(wèn)題) 第二節(jié) 放大試驗(yàn)的基本概念和方法 一、逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大 ㈠放大系數(shù):放大
52、后的試驗(yàn)規(guī)模(或生產(chǎn))與放大前規(guī)模之比 每小時(shí)投料量;每批投料量;年產(chǎn)量;……【如中試投料1kg,實(shí)驗(yàn)室投料20g,放大系數(shù)為50;中試裝置年生產(chǎn)能力100kg,工業(yè)裝置年生產(chǎn)能力20t,放大系數(shù)200】 ㈡放大效應(yīng):在未充分認(rèn)識(shí)放大規(guī)律之前,因規(guī)模變大造成指標(biāo)不能重復(fù)的現(xiàn)象 試驗(yàn)放大,不僅是量的變化,甚至有時(shí)會(huì)有質(zhì)的變化 反應(yīng)狀況惡化;轉(zhuǎn)化率下降;選擇性下降;收率下降;產(chǎn)品質(zhì)量劣化 3 逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大:依靠小規(guī)模試驗(yàn)成功的方法和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),加上開(kāi)發(fā)者的經(jīng)驗(yàn),不斷適當(dāng)加大試驗(yàn)的規(guī)模并修正前一次試驗(yàn)的參數(shù),摸索化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和反應(yīng)器的規(guī)律 試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)大;開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng);缺乏理論指導(dǎo);優(yōu)點(diǎn)是每一級(jí)
53、放大都建立在前一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上 二、相似模擬放大 ㈠相似理論 1.幾何相似:兩體系具有對(duì)應(yīng)點(diǎn),對(duì)應(yīng)尺寸具有比例性 2.運(yùn)動(dòng)相似:幾何相似的兩體系中,各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速率相同,主要涉及攪拌 3.動(dòng)力相似:力的比例性,兩體系各對(duì)應(yīng)點(diǎn)承受作用力相同;反應(yīng)流動(dòng)型態(tài)的雷諾準(zhǔn)數(shù)(Re=duρ/)的數(shù)值相等 4.熱相似:幾何相似的兩體系,各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的溫度相同 5.化學(xué)相似:幾何相似的兩體系,各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的物料濃度相同 ㈡相似模擬放大 1.相似性不能完全實(shí)現(xiàn)2.依然需要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)3.不太適用于化學(xué)反應(yīng) ㈢數(shù)量放大 增加反應(yīng)單元數(shù)量;新增體系和原體系完全相同【單管試驗(yàn):利用單支裝填一定高度催化劑的
54、固定床反應(yīng)器所做的研究試驗(yàn);內(nèi)容:催化劑粒度、床層高度、溫度、進(jìn)料比、操作速度等】 三、工程理論指導(dǎo)放大 ㈠返混與平推流 返混:具有不同停留時(shí)間(不同時(shí)刻進(jìn)入反應(yīng)器)物料的混合的現(xiàn)象;是一種在“時(shí)間”上的混合,不利于化學(xué)反應(yīng);是否存在返混以及返混程度的大小,是工業(yè)反應(yīng)器的重要性能指標(biāo) 平推流:當(dāng)管式反應(yīng)器的長(zhǎng)/徑比足夠大時(shí),可認(rèn)為物料是以平推流形式通過(guò)反應(yīng)器 ㈡工程理論指導(dǎo)放大 化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)人為,化學(xué)反應(yīng)器的放大工程中,化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律并沒(méi)有改變,只是反應(yīng)器的尺寸(類(lèi)型與結(jié)構(gòu))變化,從而導(dǎo)致物料的流動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,而制約化學(xué)反應(yīng)(化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)將化學(xué)反應(yīng)分為:間歇式反應(yīng):物料濃
55、度隨“時(shí)間”變化;連續(xù)式反應(yīng):物料濃度隨“管長(zhǎng)”變化) 第三節(jié) 制藥工藝放大的基本方法 一、概述 工藝放大主要是反應(yīng)裝置和反應(yīng)條件的改變: 實(shí)驗(yàn)室裝置→中間裝置→中型裝置→大型裝置;需要不斷修正前一級(jí)試驗(yàn)的反應(yīng)條件 小型試驗(yàn)進(jìn)行到什么階段才能中試,不同企業(yè)有不同的標(biāo)準(zhǔn),但至少應(yīng)具備: ⑴小試操作條件容易控制,各步收率穩(wěn)定,原料、中間體和成品質(zhì)量可控⑵確定了生產(chǎn)控制參數(shù)和方法,指定了原料、中間體和成品分析方法⑶耐腐蝕試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行,并能提出所需的一般設(shè)備⑷進(jìn)行過(guò)物料衡算,有“三廢”處理的初步方法⑸已提出所需原料的規(guī)格和單耗數(shù)量⑹對(duì)安全生產(chǎn)進(jìn)行過(guò)研究,并提出了應(yīng)對(duì)措施和要求 二、放大階
56、段的研究?jī)?nèi)容 ㈠工藝路線和單元反應(yīng)操作方法的復(fù)審 一般沿用實(shí)驗(yàn)室階段的工藝路線和反應(yīng)條件;當(dāng)個(gè)別條件(如原料、溶劑等)在放大試驗(yàn)中暴露出難以克服的問(wèn)題時(shí),就必須對(duì)工藝路線和單元反應(yīng)操作重審,修正工藝過(guò)程【如喹諾酮類(lèi)抗菌藥的氯化反應(yīng)中,用PCl5為氯化劑進(jìn)行回流反應(yīng)。但PCl5加熱升華,在回流中容易導(dǎo)致冷凝管堵塞,改用PCl3和氯氣代替,能順利解決堵塞問(wèn)題】 ㈡設(shè)備材質(zhì)與形式的選擇 金屬與非金屬材料;濃硫酸可以用鐵質(zhì)儲(chǔ)罐和管道;含1%以下的二甲基亞砜,對(duì)鋼板腐蝕作用極微,含5%的二甲基亞砜,對(duì)鋁板腐蝕作用極微,分別可以用鋼板和鋁板制作容器和管道;鹽酸可以使用聚丙烯(PP)材料的容器、管道
57、和閥門(mén) ㈢攪拌和混合 攪拌器的形式;攪拌轉(zhuǎn)速【如兒茶酚與二氯甲烷和固體NaOH在含少量水分的二甲基亞砜存在下,合成黃連素中間體胡椒環(huán),中試采用180rpm的攪拌速度,反應(yīng)過(guò)于激烈而發(fā)生溢料,經(jīng)摸索,56rpm,溫度90-100℃,反應(yīng)能平穩(wěn)進(jìn)行】;反應(yīng)容器增大,攪拌速度一般相應(yīng)減小一些 ㈣其他條件的進(jìn)一步研究 對(duì)反應(yīng)溫度、壓力等做進(jìn)一步優(yōu)化【如磺胺-5-甲氧嘧啶生產(chǎn)中間體甲氧基乙醛縮二甲酯由氯乙縮醛二甲醇與甲醇鈉反應(yīng)制得,甲醇鈉濃度為20%左右,反應(yīng)溫度為140℃,反應(yīng)罐內(nèi)壓力顯示為1MPa(約等于10個(gè)大氣壓 ),對(duì)設(shè)備要求高;中試反應(yīng)罐安裝有分餾塔,隨甲醇的分餾排出,罐內(nèi)甲醇鈉濃度
58、逐漸升高,同時(shí)生成物沸點(diǎn)較高,可以常壓下加熱到140℃,使反應(yīng)安全地進(jìn)行】 ㈤工藝流程與操作方法的確定 主要從設(shè)備布置、加料方法、物料輸送和分離等方面考慮,以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,盡可能利用重力自動(dòng)加料和管線傳輸【如制備鄰甲基香蘭醛:香蘭醛和水放入反應(yīng)罐,升溫回流,交替加入18%NaOH和硫酸二甲酯,反應(yīng)完畢,冷卻冷凍,結(jié)晶,過(guò)濾,水洗,濾餅自然干燥,然后蒸餾出鄰甲基香蘭醛,操作繁雜;相轉(zhuǎn)移催化法工藝簡(jiǎn)單,收率高,通過(guò)流加40%NaOH,產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到苯層,蒸除苯即得甲基香蘭醛】 ㈥物料衡算 物料衡算是研究某一體系進(jìn)、出物料及組成的變化,即物料平衡;理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律,對(duì)于每一個(gè)參加反應(yīng)的組分
59、,物料衡算的基本關(guān)系式:進(jìn)入體系的物料量-流出體系的物料量=體系中的轉(zhuǎn)化量;物料衡算的基準(zhǔn)(以每批為基準(zhǔn),適用于間歇操作設(shè)備;以單位時(shí)間為基準(zhǔn),適用于連續(xù)操作設(shè)備;以每千克產(chǎn)品為基準(zhǔn),確定原輔材料的消耗定額) 物料衡算的步驟: 收集有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù):主副反應(yīng)方程式、原輔材料的名稱(chēng)和規(guī)格、成品和副產(chǎn)品的濃度、純度或組成,階段產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率、車(chē)間總產(chǎn)率等 轉(zhuǎn)化率:通常是針對(duì)主要反應(yīng)物而言的 收率(產(chǎn)率): 選擇性: 產(chǎn)品總收率:各工序收率的乘積,是一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝是否先進(jìn)的代表性指標(biāo)之一 總收率Y=Y1Y2Y3…
60、…【例如氯霉素生產(chǎn)中,溴化縮合工序收率為85%,還原工序收率86%,光學(xué)拆分工序收率93%,成品工序收率95%,求產(chǎn)品總收率?產(chǎn)品總收率:Y=Y1Y2Y3Y4=85%86%93%95%=65%】 第四節(jié) 放大試驗(yàn)中常見(jiàn)問(wèn)題 原輔材料的規(guī)格:對(duì)于設(shè)計(jì)和選擇工藝路線以及反映條件時(shí),為了排除雜質(zhì)的干擾,一般使用比較純的原輔材料,以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性;進(jìn)入試驗(yàn)放大階段,要兼顧原輔材料廉價(jià)易得,需要對(duì)工業(yè)級(jí)原輔材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),以確定工業(yè)級(jí)原輔材料對(duì)反應(yīng)收率和產(chǎn)品質(zhì)量的影響,制定合理的原輔材料的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定主要雜質(zhì)的允許限度 二、腐蝕試驗(yàn) 三、反應(yīng)條件限度試驗(yàn):意外停電、停水、漏液等的應(yīng)對(duì)措施;
61、反應(yīng)條件(溫度、壓力、pH等)極限試驗(yàn) 四、原輔材料、中間體及產(chǎn)品質(zhì)量的分析方法研究 五、反應(yīng)后處理方法的研究:首先要了解反映產(chǎn)物系統(tǒng)中可能存在的物質(zhì)種類(lèi)、組成和數(shù)量;找出性質(zhì)上的差異,擬定合理的后處理方法 第五節(jié) 生產(chǎn)工藝規(guī)程 生產(chǎn)工藝規(guī)程:將描述由原料到成品的制造過(guò)程,結(jié)合所用設(shè)備和生產(chǎn)控制方法所組成的一組文件或單一文件 一、生產(chǎn)工藝規(guī)程的主要作用 ㈠是組織生產(chǎn)的指導(dǎo)性文件:生產(chǎn)計(jì)劃;人員配置與調(diào)度;工序間的協(xié)調(diào);產(chǎn)品檢驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn) ㈡是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的依據(jù):原輔材料、設(shè)備的采購(gòu);專(zhuān)用工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造;原輔材料的倉(cāng)儲(chǔ)等 ㈢是新建和擴(kuò)建生產(chǎn)車(chē)間或工廠的基本技術(shù)條件:依據(jù)產(chǎn)量
62、要求選擇相應(yīng)反應(yīng)器;廠房大??;人員配備;能源動(dòng)力供給 ㈣是企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算的基本依據(jù) 二、制定生產(chǎn)工藝規(guī)程的原始資料和基本內(nèi)容 ㈠產(chǎn)品介紹:名稱(chēng)(商品名、化學(xué)名、英文名)、化學(xué)結(jié)構(gòu)式、分子式、分子量、性狀、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、及檢驗(yàn)方法(鑒別方法、準(zhǔn)確定量分析方法、雜質(zhì)檢查方法和雜質(zhì)最高限度檢驗(yàn)方法)、產(chǎn)品規(guī)格、內(nèi)外包裝材料、貯存條件、標(biāo)簽樣式、藥理作用、毒副作用(不良反應(yīng))、用途(適應(yīng)癥、用法) 2 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程:工藝所涉及的化學(xué)反應(yīng)(主反應(yīng)、副反應(yīng));催化劑的制備及回收套用;反應(yīng)終點(diǎn)控制原理和快速測(cè)定方法 ㈢生產(chǎn)工藝流程(略) ㈣設(shè)備一覽表:崗位名稱(chēng)、設(shè)備名稱(chēng)、規(guī)格尺寸(容積)、數(shù)量、材
63、質(zhì)、電機(jī)功率等 ㈤設(shè)備流程和設(shè)備檢修:各設(shè)備的相對(duì)位置;物料與設(shè)備的銜接關(guān)系 ㈥操作工時(shí)與生產(chǎn)周期:各崗位工序名稱(chēng)、操作時(shí)間 ㈦原輔材料和中間體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):按崗位名稱(chēng)、原料名稱(chēng)、分子式、分子量、規(guī)格等列表;原輔材料和中間體的性狀、注意事項(xiàng)等 8 生產(chǎn)控制方法:配料比;操作要點(diǎn);異常情況的應(yīng)對(duì)方法等 9 生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):生產(chǎn)能力;中間體、成品收率、分步收率和成品總收率,收率計(jì)算方法;勞動(dòng)生產(chǎn)率及成本、原料成本、車(chē)間成本等;原輔材料和及中間體的消耗定額 10 技術(shù)安全與防火、防爆 (十一)主要設(shè)備的使用與安全注意事項(xiàng):儀器設(shè)備使用操作規(guī)范 (十二)成品、中間體、原料檢驗(yàn)方法:比旋
64、度測(cè)定、比色法、鱟試劑法等 (十三)資源綜合利用和“三廢”處理 (十四) 附錄(有關(guān)常數(shù)及計(jì)算公式等) 三、生產(chǎn)工藝規(guī)程的制定和修訂 對(duì)于新產(chǎn)品的投產(chǎn),在試車(chē)階段,一般是先制定臨時(shí)生產(chǎn)工藝規(guī)程,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定生產(chǎn)后,再制定正式的生產(chǎn)工藝規(guī)程 制定生產(chǎn)工藝的要點(diǎn)和順序:⑴熟悉生產(chǎn)工藝路線的各單元反應(yīng)⑵熟悉原輔材料和中間體的理化性質(zhì)等⑶審查各項(xiàng)技術(shù)要求是否合理,原輔材料和設(shè)備是否符合生產(chǎn)工藝要求⑷規(guī)定各工序和崗位采用的設(shè)備流程和工藝流程⑸確定或完善各工序或崗位技術(shù)要求及在線質(zhì)量控制方法⑹審定“三廢”治理和提出安全技術(shù)措施 思考、練習(xí)題 ? 1、常用的中試放大方法有哪幾種? ?
65、2、什么是轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率、選擇性? ? 3、工藝規(guī)程包括哪些主要內(nèi)容? 第六章 化學(xué)制藥廠“三廢”的防治 第一節(jié) 概述 一、環(huán)境保護(hù)的重要性 二、藥廠“三廢”的特點(diǎn)和來(lái)源 ㈠藥廠“三廢”的特點(diǎn) 化學(xué)制藥廠會(huì)排出具有毒性、刺激性、腐蝕性的有害物質(zhì),和其他工業(yè)污染有著共同的特點(diǎn)。而化學(xué)制藥廠三廢也有自身的特點(diǎn):1.數(shù)量少、成分多;2.變動(dòng)性大;3.間歇排放;4.化學(xué)需氧量(COD)高;5.pH值不穩(wěn)定 2 藥廠“三廢”的來(lái)源:1.原輔材料、中間體、成品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程;2.輔料不能完全利用 3.化學(xué)反應(yīng)不完全而產(chǎn)生廢料;4.副反應(yīng)產(chǎn)生的污染物;5.燃燒產(chǎn)生的廢氣;6.廢棄母液,清洗
66、污水,跑、冒、滴、漏的原輔材料等 三、我國(guó)“三廢”防治的方針政策 目前,形成了以《中華人民共和國(guó)憲法》為基礎(chǔ),以《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》為主體的環(huán)境法律體系?!稇椃ā芬?guī)定:“國(guó)家保護(hù)和改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境,防治污染和其他公害。” “國(guó)家保障自然資源的合理利用,保護(hù)珍貴的動(dòng)物和植物。禁止任何組織或者個(gè)人用任何手段侵占或者破壞自然資源?!?;我國(guó)確立了經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城鄉(xiāng)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)同步規(guī)劃、同步實(shí)施、同步發(fā)展、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益相統(tǒng)一的指導(dǎo)方針,實(shí)行“預(yù)防為主,防治結(jié)合”、“誰(shuí)污染,誰(shuí)治理”和“強(qiáng)化環(huán)境管理”三大政策 序號(hào) 污染物 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 1 pH 6-9 6-9 6-9 2 懸浮物 70 150 400 3 BOD5 20 30 300 4 COD 100 300 1000 5 石油類(lèi) 5 10 20 6 揮發(fā)酚 0.5 0.5 2.0 7 總氰化合物 0.5 0.5 1.0 8 硫化物 1.0 1.0 1.0 四、
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