合成公斤级放大
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CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第10期·3832·化 工 进展醇还原胺化反应催化剂研究进展余秦伟1,2,惠丰1,2,张前1,2,袁俊1,2,王为强1,2,赵锋伟1,2,杨建明1,2,吕剑1,2(1西安近代化学研究所,陕西 西安 710065;2氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室,陕西 西安 710065)摘要:醇还原胺化反应是胺合成最有效、最有应用潜力的方法之一,而催化剂是还原胺化反应的关键。
本文详细阐述了Ru 、Ir 、Pd 、Cu 、非金属等均相催化剂和Co 、Ni 、Ru 、Pd 等非均相催化剂在醇还原胺化反应中的研究进展,介绍了不同催化体系的催化性能和反应规律、应用特点和局限性。
指出了均相催化体系的回收使用仍然是阻碍其应用的难题,研究重点应集中在高效、廉价催化体系开发、拓展应用范围和分离回收研究;非均相反应催化剂的专用性强,性能难以满足工业应用需求,加强微观结构及反应机理、高性能催化剂、高压体系中流场状态与过程研究以及提高活性、选择性和稳定性是未来的研究重点。
关键词:醇;还原胺化;催化剂;胺;合成中图分类号:O69 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)10–3832–11 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-2302Progress in the catalyst for reductive amination of alcoholYU Qinwei 1,2, HUI Feng 1,2, ZHANG Qian 1,2, YUAN Jun 1,2, WANG Weiqiang 1,2, ZHAO Fengwei 1,2,YANG Jianming 1,2, LÜ Jian 1,2(1Xi’an Modern Chemistry Research Institute, Xi’an 710065, Shaanxi, China; 2State Key Laboratory of Fluorine &Nitrogen Chemicals, Xi’an 710065, Shaanxi, China )Abstract :Reductive amination of alcohol is one of the most effective and promising methods for thesynthesis of amine, and the high-performance catalyst is the core. The progress in homogeneous catalysts of Ru, Ir, Pd, Cu, and nonmetallic ones and heterogeneous catalysts of Co, Ni, Ru, Pd, et al. for reductive amination of alcohols was outlined in detail respectively in this paper. The catalytic performance and reaction regularity of different catalytic systems were discussed together with their respective characteristics and limitations. Finally, it is pointed out that the application of homogeneous catalytic system is limited by the recovery problem. The research should focus on the development of efficient and cheap catalytic systems, the expansion of their applications and the recovery of the catalyst. The heterogeneous reaction catalysts are of high specificity and the performance is difficult to meet the need of industrial application. The studies on the microstructure and the reaction mechanism of high performance catalyst, flow field state and process of high pressure system should be strengthened to improve the activity, selectivity and stability of the catalysts. Key words: alcohol; reductive amination; catalyst; amine; synthesis应用催化研究。
siRNA化学合成化学合成siRNA简介化学合成siRNA是应用起来最方便的方法,客户只需提供siRNA序列或者GeneID、Accession Number、基因名称等。
百奥迈科(Biomics)公司的siRNA使用国外最先进的仪器合成,同时配备了高容量的HPLC纯化仪。
单个靶点siRNA合成量一次性可放大到克(g)级,年产更达到公斤(Kg)级。
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欢迎您使用Biomics的siRNA产品,我们始终为您提供优质热诚的服务!siRNA设计siRNA序列的结构对RNAi实验的成功与否起着至关重要的作用。
不同的siRNA序列,对基因的沉默效率差异很大。
因此,理性设计有效的siRNA就成为实验成功的关键因素之一。
本公司推荐考虑如下设计思想:●从起始密码子下游50 - 100个nt开始,避免5'端或3'端的UTRs,搜索AA (N19) 序列。
因为这些区域结合了大量的调控蛋白,可能会影响siRNA发挥作用。
●分析siRNA两端能量分布●N19序列3'端垂悬两个dTdT,该垂悬不与mRNA序列互补,使有义链3’端更容易解链,从而增加其沉默效率。
21个碱基的siRNA单链序列如:5'-GGCCAGAGGUUGAAAGUGAdTdT-3'●对mRNA目标区域进行二级结构预测,排除作用复杂的二级结构的siRNA序列。
因为二级结构越复杂,siRNA沉默效率越低。
下图表明设计的siRNA结构优势依次递增a) < b) < c)●在NCBI数据库(/Blast.cgi)中进行Blast对照,排除设计的序列和其他基因的同源性,降低脱靶效应。
由苯甲醛与苯乙醛合成查尔酮的思考题问题
在查尔酮合成实验中先加苯甲醛,后加苯乙酮可以吗?如果可以,为什么。
答案
就查尔酮而言,因为本身是一锅法,所以对于小试来说,其实先加哪个后加哪个,影响不算特别大。
但是从原则上来说,这个反应第一步是苯乙酮和碱反应拔氢,生成的负离子作为亲核试剂进攻醛基。
所以加料的时候应该要先加苯乙酮和碱,再加苯甲醛。
而且要知道,一个合成反应一旦从实验室进入放大生产,从克级进入到百克级乃至公斤级。
那么再小的影响也会被成倍放大。
中试放大要考虑的实际问题及经验总结建议一、实验室研发到工厂放大要考虑的实际问题1、明确放大目标和安全因素准备工艺放大的第一步是要有明确的目标,知道所需产品的质量和数量以及哪个更重要,该工艺是否满足放大的要求。
为了确保实验室研发和放大的安全性,必须全面评估该工艺过程中化学反应的危险性,并不是所有的反应都需要进行彻底的分析。
例如:脂类的水解反应,在比较的碱性溶液中是不会发生危险,按照测试可以对反应放热多少热以及放大是否会产生危险做出评估。
而还原反应是放热反应,实验室小试没有明显的放热反应,而在放大反应的时候,往往是剧烈的放热反应,若控制不好温度,反应过程中放出的热量会使溶剂剧烈沸腾,甚至由于反应放出的热量不能够及时的传递出去而导致爆炸的危险。
另外,操作工人的安全也是要考虑的一个重要因素,尤其要考虑投料和分离最终产品时操作人员的安全。
比如工业上提取植物碱(例如金雀花碱)用到的醇类往往使用乙醇而不是用甲醇,是因为甲醇对人体的伤害要远远大于乙醇。
2、确定关键工艺步骤在编写工艺规程前,应该与参与工艺研发的研发人员一起讨论。
工艺规程应该考虑工艺过程中的每一个方面。
如果加料的速度很重要,那如何控制加料速度;试剂应该加载反应液的上方还是下方;试剂加到低温的反应中是否会凝固成固体;反应温度、水分应控制在什么范围;反应终点怎么控制,是观察反应现象;TLC监控还是开发终控的HPLC方法;是否可以重结晶对中间体进行严格的控制,建立较为严格合理的质量标准;是否需要分离和干燥最终产品的专用设备等问题都要考虑到并讨论。
3、限定设备的使用范围工厂里大部分用于放大的设备都是多用途的,很少选用专用设备。
事实上,工厂里用于放大的设备都限定了使用范围。
例如,我们在做某个项目中有一步要无水无氧低温操作,而且使用到了正丁基锂,所以我们选用的设备首先要耐低温并耐强碱的腐蚀,所以要用到专用的反应设备,注意:要确保转移正丁基锂溶液的管子,密封塞、探测器能够满足生产的需要;再比如氢化反应往往要用到高压氢化反应釜,强酸体系不能用金属材质的反应釜作反应,否则容易腐蚀。
⼩试→中试→放⼤——⼯艺流程全⾯解析⼯艺过程的概念:在⽣产过程中凡直接关系到化学合成反应或⽣物合成途径的次序,条件(包括配料⽐,温度,反应时间,搅拌⽅式,后处理⽅法和精制条件等)通称为⼯艺条件。
制药通⾏惯例是:1、⼩试阶段——开发和优化⽅法2、中试阶段——验证和使⽤⽅法3、⼯艺验证/商业化⽣产阶段——使⽤⽅法,并根据变更情况以决定是否验证4、批量的讨论备注:中试批量应该不⼩于⼤⽣产批量的⼗分之⼀(√)⼤⽣产批量不得⼤于中试批量的⼗倍(×)⼩量试制阶段对实验室原有的合成路线和⽅法进⾏全⾯的、系统的改⾰。
在改⾰的基础上通过实验室批量合成,积累数据,提出⼀条基本适合于中试⽣产的合成⼯艺路线。
⼩试阶段的研究重点应紧紧绕影响⼯业⽣产的关键性问题。
如缩短合成路线,提⾼产率,简化操作,降低成本和安全⽣产等。
⼩量试制阶段的主要任务:1.⼯艺:反应参数,⼯艺过程后处理⽅式2.物料: 物料属性, 物料控制3.结构确证⼩试阶段的任务:1、研究确定⼀条最佳的合成⼯艺路线:⼀条⽐较成熟的合成⼯艺路线应该是:合成步骤短,总产率⾼,设备技术条件和⼯艺流程简单,原材料来源充裕⽽且便宜。
2. ⽤⼯业级原料代替化学试剂:实验室⼩量合成时,常⽤试剂规格的原料和溶剂,不仅价格昂贵,也不可能有⼤量供应。
⼤规模⽣产应尽量采⽤化⼯原料和⼯业级溶剂。
⼩试阶段应探明,⽤⼯业级原料和溶剂对反应有⽆⼲扰,对产品的产率和质量有⽆影响。
通过⼩试研究找出适合于⽤⼯业级原料⽣产的最佳反应条件和处理⽅法,达到价廉、优质和⾼产。
3. 原料和溶剂的回收套⽤:合成反应⼀般要⽤⼤量溶剂,多数情况下反应前后溶剂没有明显变化,可直接回收套⽤。
有时溶剂中可能含有反应副产物,反应不完全的剩余原料,挥发性杂质,或溶剂的浓度改变,应通过⼩试研究找出回收处理的办法,并以数据说明,⽤回收的原料和溶剂不影响产品的质量。
原料和溶剂的回收套⽤,不仅能降低成本,⽽且有利于三废处理和环境卫⽣。
浅谈化学制药类公斤级研发生产装置设计摘要公斤级研发装置作为化学制药合成从实验室到中试放大车间的过渡性的研发设施,在国内的医药工程项目设计中较少涉及,其设计具有较难界定防火防爆区域等级,无法采取标准工厂或实验室的通风排风方式,以及缺乏国内供应商成套提供化学反应单元一体化解决方案等问题。
此篇文章从防火防爆区域的、通风排风方案的确定、公用工程配套、化学反应单元设计等四个方面系统地阐述了我们在设计此类装置时的设计思路和解决前面提到的一般问题的解决办法。
关键词公斤级研发实验室、公斤级研发车间、防火防爆区域划分、步入式通风橱、移动式加热冷却单元、硼硅玻璃反应器、搪玻璃反应器、公斤级化学反应单元、plc自动控制系统、隔爆型现场人机操作界面(hmi)本人在参与苏州诺华制药项目设计过程中, 作为工艺专业负责人参与公斤级研发生产装置设计,该装置位于中试车间南面,和中试车间呈平行排列。
该装置分为南北两部分,南侧的小型研发放大化学实验室面积约90m2,主要工艺设备有4套公斤级化学反应单元,容积从10l到20l,一套20l萃取反应釜;北侧的研发型生产区域面积约135m2,也有4套公斤级化学反应单元从30l到100l不等,一套20kg当量有机化学凝胶层析分离单元,一套150l萃取反应釜和一套烘箱。
该公斤级研发生产装置用于对实验室开发的有机化学合成工艺进行小型放大试验,为更大规模的研发生产论证工艺条件。
下面我将通过对防爆区域划分, 通风排风方案, 公用工程配套和小型化学反应单元设计这几个重要方面展开详细论述,对公斤级研发生产装置的设计解决方案进行探讨和总结。
(1)防火防爆区域的划分根据国家建筑设计防火规范(gb50016-2006)和爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(gb50058-1992)的规定,对工业生产装置中存放,使用或生产甲,乙,丙类溶剂,并且使用量大于100l,按有爆炸性危险的区域设计,在反应体积通常超过1000l的中试车间的设计中,这点毫无异议。