化學(xué)合成藥物工藝研究1.概述任何化學(xué)藥物的生產(chǎn)，都離不開三個(gè)階段：原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品精制?；瘜W(xué)合成反應(yīng)過程是化學(xué)藥物生產(chǎn)過程的核心物理過程的原理和操作設(shè)備——《流體流動(dòng)與傳熱》和《傳質(zhì)與分離技術(shù)》化學(xué)反應(yīng)過程的原理和反應(yīng)設(shè)備——《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》，屬于化學(xué)反應(yīng)工程的范疇2.研究目的

使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)過程最優(yōu)化。

（1）設(shè)計(jì)最優(yōu)化：由給定的生產(chǎn)任務(wù)，確定反應(yīng)器的型式和適宜的尺寸及其相應(yīng)的操作條件（2）操作最優(yōu)化：在反應(yīng)器投產(chǎn)運(yùn)行之后，還必須根據(jù)各種因素和條件的變化作相應(yīng)的修正，以使它仍能處于最優(yōu)的條件下操作3.工藝過程中需要研究的問題從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)到工業(yè)生產(chǎn)存在放大效應(yīng)。在工業(yè)反應(yīng)器中實(shí)際進(jìn)行的過程不但包括有化學(xué)反應(yīng)，還伴隨有各種物理過程，如熱量的傳遞、物質(zhì)的流動(dòng)、混和和傳遞等，所有這些傳遞過程使得反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生溫度分布和濃度分布，從而影響反應(yīng)的最終結(jié)果。處理整個(gè)化學(xué)合成制藥的問題需要具備三個(gè)方面的知識(shí)（三傳一反）：a.化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律（反應(yīng)動(dòng)力學(xué)）；b.傳遞過程的規(guī)律（質(zhì)量、熱量和動(dòng)量的傳遞）；c.上述兩者的結(jié)合。4.研究工藝過程中的作用：（1）反應(yīng)器的合理選型（2）反應(yīng)器操作的優(yōu)選條件（3）反應(yīng)器的工程放大4.基本研究方法用數(shù)學(xué)模型來分析和研究化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的工程問題。數(shù)學(xué)模型就是用數(shù)學(xué)語言來表達(dá)過程各種變量之間的關(guān)系。數(shù)學(xué)模型方法的一般過程:基本特征是過程的分解和過程的簡化

合理地簡化來源于對(duì)過程有深刻的、本質(zhì)的理解。要求：不失真；能滿足應(yīng)用的要求；能適應(yīng)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件，以便進(jìn)行模型鑒別和參數(shù)估值；能適應(yīng)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的能力。

數(shù)學(xué)模型方法的實(shí)質(zhì)將復(fù)雜的實(shí)際過程按等效性原則做出合理的簡化，使之易于數(shù)學(xué)描述。實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)是成功的關(guān)鍵。5.研究內(nèi)容

研究反應(yīng)物分子到產(chǎn)物分子的具體過程，深入探討反應(yīng)條件要藥物化學(xué)合成工藝過程中的具體問題及相關(guān)理論6.化學(xué)反應(yīng)條件和影響因素（1）配料比：參與反應(yīng)的各物料之間物質(zhì)量的比例稱為配料比（也稱投料比）。通常物料量以摩爾為單位，則稱為物料的摩爾比。（2）溶劑：溶劑主要作為化學(xué)反應(yīng)的介質(zhì)，反應(yīng)溶劑性質(zhì)和用量直接影響反應(yīng)物的濃度、溶劑化作用、加料次序、反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力等。（3）溫度和壓力：化學(xué)反應(yīng)需要光和熱的傳輸和轉(zhuǎn)換，在化學(xué)合成藥物工藝研究中要注意考察反應(yīng)溫度和壓力的變化，選擇合適的攪拌器和攪拌速度。（4）催化劑：現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中，80%以上的反應(yīng)涉及催化過程?；瘜W(xué)合成藥物的工藝路線中也常見催化反應(yīng)，如酸堿催化，金屬催化，相轉(zhuǎn)移催化，生物酶催化等，來加速化學(xué)反應(yīng)、縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品的純度和收率。（5）反應(yīng)時(shí)間及其監(jiān)控：反應(yīng)物在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，與化學(xué)反應(yīng)時(shí)間有關(guān)。有效地控制反應(yīng)終點(diǎn)，力圖以高收率獲得高純度的產(chǎn)物。（6）后處理：由于藥物合成反應(yīng)常伴隨著副反應(yīng)，因此反完成后，需要從副產(chǎn)物和未反應(yīng)的原輔材應(yīng)料及溶劑中分離出主產(chǎn)物；分離方法基本上與實(shí)驗(yàn)室所用的方法類似，如蒸餾、過濾、萃取、干燥等技術(shù)等。（7）產(chǎn)品的純化和檢驗(yàn)：?；瘜W(xué)原料藥生產(chǎn)的最后工序（精制，干燥和包裝）必須在符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）規(guī)定的條件下進(jìn)行。6.1反應(yīng)物的濃度與配料比6.1.1基本概念基元反應(yīng)非基元反應(yīng)例：伯鹵代烷的堿性水解此反應(yīng)是按雙分子親核取代歷程（SN2）進(jìn)行的，在化學(xué)動(dòng)力學(xué)上為二級(jí)反應(yīng)基元反應(yīng)：凡反應(yīng)物分子在碰撞中一步轉(zhuǎn)化為生成物分子的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。（2）非基元反應(yīng)：凡反應(yīng)物分子要經(jīng)過若干步，即若干個(gè)基元反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)，稱為非基元反應(yīng)。例：叔鹵代烷的堿性水解速度僅依賴于叔鹵代烷的濃度，而與堿的濃度無關(guān)：6.1.2化學(xué)反應(yīng)過程簡單反應(yīng)：由一個(gè)基元反應(yīng)組成的化學(xué)反應(yīng)稱為簡單反應(yīng)；復(fù)雜反應(yīng)：兩個(gè)和兩個(gè)以上基元反應(yīng)構(gòu)成的化學(xué)反應(yīng)則稱為復(fù)雜反應(yīng)☆無論是簡單反應(yīng)還是復(fù)雜反應(yīng)，一般都可以應(yīng)用質(zhì)量作用定律來計(jì)算濃度和反應(yīng)速率的關(guān)系。按質(zhì)量作用定律，其瞬間反應(yīng)速率為：各濃度項(xiàng)的指數(shù)稱為級(jí)數(shù)；所有濃度項(xiàng)的指數(shù)的總和稱為反應(yīng)級(jí)數(shù)。（1）單分子反應(yīng)在反應(yīng)過程中，若只有一分