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（包括物料配比、温度、反应时间、搅拌方式、后处理方法及精制方法等）通称为工艺条件。
、研发到生产的三个阶段
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，并根据变更情况以绝对是否验证
注：批量的讨论：中试批量应不小于大生产批量的十分之一
、小试阶段
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。
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。
4、安全生产和环境卫生：安全对工业生产至关重要，应通过小试研究尽量
去掉有毒物质和有害气体参加的合成反应；避免采用易燃、易爆的危险操作，实属必要，一时又不能解决，应找出相应的防护措施。尽量不用毒性大的有机溶剂，寻找性质相似而毒性小的溶剂代替。药物生产的特点之一是原材料品种多，用量大，化学反应复杂，常产生大量的废气、废渣和废物，处理不好，将严重影响环境保护，造成公害。三废问题在选择工艺路线时就要考虑，并提出处理的建议。
三、中试阶段
1、中试与小试的区别
小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上，两者是要完成不同时段的不同任务。小试主要从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标
达到预期要求，就可告一段落，转入中试阶段。中试过程要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，当然规模也扩大了。
2、为何要中试
1）规模不同2）原料来源不同3）搅拌方式不同4）热量的传递方式不同5）反应器的材质不同
3、中试放大的目的
中试是从小试实验到工业化生产必经的过渡环节；在生产设备上基本完成由小试向生产操作过程地过渡，确保按操作规程能始终生产出预定质量标准的产品；是利用在小型的生产设备进行生产的过程，其设备的设计要求，选择及工作原理与大生产基本一致；在小试成熟后，进行中试，研究工业化可行工艺，设备选型，为工业化设计提供依据。所以，中试放大的目的是验证，复审和完善实验室工艺所研究确定的合成工艺路线，是否成熟、合理，主要经济技术指标是否接近生产要求；研究选定的工业化生产设备结构，材质，安装和车间布置等，为正
式生产提供数据和最佳物料量和物料消耗。
4、中试放大的重要性
中试就是小型生产模拟试验。中试试是根据小试实验研究工业化可行的方案，它进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题，为工业化生产提供设计依据。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。一般来说，中试放大是快速，高水平到工业化生产的重要过渡阶段，其水平代表工业化水平。
中试放大是研发到生产的必由之路, 也是降低产业化风险的有效措施。
5、中试放大阶段的任务
1）考核实验室提供的工艺路线在工艺设备、条件、原材料等方面在中试
放大时是否有特殊的要求，是否适合工业化生产。
2）验证小试工艺是否成熟合理，主要经济指标是否接近生产要求。
3）进一步考核和完善工艺条件，对每一步反应和单元操作均应取得基本
稳定的数据；进行物料衡算。
4）设备材质和型号的选择。
5）确定各步反应对传热和传质的要求。放热反应中的加料方式，加料速
度对反应的影响。
6）搅拌器型式和搅拌速度的考察。
7）加热/ 冷却载体的类型及要求（蒸汽、热水、冷盐水）
提出“三废”的处理方案
9）原材料、中间体的物理性质和化工常数的测
10）根据中试研究资料制订或修订中间体和成品的质量标准、分析方法11）确定所用起始原料、试剂或有机溶媒的规格或标准；一般来说，中试
所采用的原料、试剂的规格应与工业化生产时一致。
12）消耗定额，原材料成本，操作工时与生产周期等的确定。
13）提出整个合成路线的工艺流程，各个单元操作的工艺规程。
小试工艺成熟后，必须完成工艺报告。中试不单是小试的简单的放大，中试搅拌、传热、浓缩、过滤、干燥的过程均与小试不同，小试时尽量摸拟中试的条件去做，另外，切记每一步须做破坏性试验。弄清中试的设备，物料的物化特性。
安全第一。中试前小试跟踪、过程跟踪，有时候放大过程中会出现莫名其妙的问题，你怎么都凭空想象不出来的，所以要仔细认真的跟踪过程中的每个细节，尤其是异常情况不要放过，否则非常麻烦。
修订并确定在中试设备条件下各步反应最佳工艺参数的适用范围，必要时修正或调整相关的工艺过程，严密观察在中试情况下（局部过热、反应介质的不均匀性）各操作单元中副反应及有关物质的变化情况。
6、中试放大的方法
1）经验放大：主要是凭借经验通过逐级放大（小试装置－中间装置－中型
装置－大型装置）来摸索反应器的特征。它也是目前药物合成中采用的主要方法。
2）相似放大：主要是应用相似原理进行放大。此法有一定局限性，只适
用于物理过程放大。而不适用于化学过程的放大。
3）数学模拟放大：是应用计算机技术的放大，它是今后发展的方向。
7、进行中试要具备的条件
1）小试收率稳定，产品质量可靠。
2）各步反应的工艺过程及工艺参数已确定（如加料方式、反应时间、反
应温度、压力、终点控制，提取、分离、结晶、过滤、干燥等）。
3）对成品的精制、结晶、分离、干燥的方法及要求已确定（晶型、溶残）。
小试的3~5 批稳定性试验说明该小试工艺可行、稳定。
5）必要的材质腐蚀性试验已经完成。
6）已建立原料、中间体和产品的质量控制方法/ 质量标准。
进行了物料衡算。三废问题已有初步的处理方法。
8）已提出原材料的规格和单耗数量。
9）已提出安全生产的要求。
8、中试要实现的目标
1）通过中试制订产品的生产工艺规程（草案）（含每个单元反应与单元操
作的岗位操作法及过程控制细则、产品的流程图、物料衡算及产品的原材料单耗）。
2）证明各个化学单元反应的工艺条件及操作过程，在使用规定原辅料的
条件下在模型的生产设备上能生产出预定质量标准要求的产品，且具有良好的重现性和可靠性。
产品的原材料单耗等技术经济指标能为市场所接受。
4）三废处理的方案及措施能为环保部门所接受。
5）安全、防火、防爆等措施能为公安、消防部门所接受。
6）提供的劳动安全防护措施能为卫生职业病防治部门所接受。
9、设备的选择和工艺管路的改造
1）根据小试的结果，在多功能、中试车间，对设备进行选择，首先应考
虑设备容量是否适宜，设备材质、管路材质与工艺介质的适应性，是否耐腐蚀，
加热、冷却和搅拌速度是否符合要求。
2）物料输送的方法（投料、出料、各步之间的流转），如何防止跑料、凝
固和堵塞等。
3）离心、抽滤、压滤、提取、过柱、蒸馏、精馏等分离条件是否满足。
根据以上情况和其他工艺要求，对设备，管路进行适应性改造。
5）反应有无气体生成？会否冲料？如有必要，应加气液分离器，安装回
流管。
6）真空度的要求？尾气及有毒气体的吸收？
10、搅拌器型式和搅拌速度的考察
在实验室中由于物料体积较小，搅拌效率好，传热、传质的问题表现不明显，但是在中试放大时，由于搅拌效率的影响，传热，传质的问题就突出地暴露出来。
因此，中试放大时必须根据物料性质和反应特点注意研究搅拌器的型式，考察搅拌速度对反应规律的影响，特别是在固－液非均相反应时，要选择合乎反应要求的搅拌器型式和适宜的搅拌速度。
按反应的均相、非均相等反应物料的性质和反应特点及小试工艺考察中对反
应液混合要求的认知，初步选择搅拌的类型和转速，并通过中试考察搅拌对反应
影响的规律确定搅拌的类型及转速（推进式、涡轮式、桨式、锚式、框式、螺式）
11、反应条件进一步研究
1）试验室阶段获得的最佳反应条件不一定完全符合中试放大的要求，为
此，应就其中主要的影响因素，如加料速度，搅拌效果，反应器的传热面积与传
热系数以及制冷剂等因素，进行深入研究，以便掌握其在中间装置中的变化规律。
得到更适用的反应条件。
2）对热敏反应或对升温、降温时间要求苛刻的反应按中试实际情况，如
反应釜釜体传热面积不能满足工艺要求时，则需用反应釜内置排管或蛇管或外接
冷却设备的方式来调整传热面，使其尽可能满足相关工艺的要求。
3）要考虑使反应和后处理操作方法适用工业生产的要求。特别注意缩短
工序、简化操作、注重安全、提高劳动生产率。从而最终确定生产工艺流程和操
作方法。
12、精制、晶型、分离、干燥等单元操作设备的选择与确定
1）设备选择和确定的原则是该设备能满足实施工艺要求，得到的中间体/产品能符合相应的质量标准。这一部分设备的选型将在收率、晶型、有机溶媒残留等方面对质量产生较多的影响。
（2）按FDA相关指导原则的要求下述的任何变动都要向FDA备案
原料药制备过程中自最后一个中间体以后制造过程的任何变化，可能对原料
中的杂质或其物理、化学或生理学性质有影响的任何变化。
3）凡在质量标准中对晶型有要求的产品，对中试时产品精制结晶工序的
搅拌型号、温控方式、结晶速率，乃至结晶釜的底部的几何形状等都应进行研究
与验证，以确保中试产品的晶型与质量标准相一致。确保小试样品—临床样品/
中试样品在晶型上的一致性。
4）凡含结晶水或结晶溶媒的化学原料药，对中试时产品的干燥方式及与
干燥相关的工艺参数进行研究与验证，以确保中试产品所含的结晶水/ 结晶溶媒
与质量标准相一致。确保小试样品—临床样品/ 中试样品所含结晶水或结晶溶媒的一致性。
该类原料药在小试验时应对干燥时所采用的工艺参数进行考察，并提出所含的结晶水或结晶溶媒会发生变化的相关工艺参数。
13、残留溶媒
中试过程中由于中间体/ 产品的产量比小试有几十到上百倍的增加，因此对干燥条件（包括干燥温度、时间、干燥设备内部的温度均匀性）进行考察是必要的。
干燥温度与时间都可以对有关物质（热敏物质）和溶媒残留产生影响。
四、中试的工艺验证
1、在中试已确定的设备、工艺过程及工艺参数下进行3-5 批中试的稳定性试验，进一步验证该工艺在所选定设备条件下的可靠性和重现性。
2、最终确定各步反应的工艺控制参数。
3、证明该工艺在上述条件下可始终如一地生产出合乎质量标准和质量特性的产品。
4、物料衡算
1）当各步反应条件和操作方法确定后，就应该就收率，副产物、三废等
方面进行物料衡算。对3-5 批稳定性试验的数据，每批按每个单元反应或每个设备体系进行物料衡算，对物料衡算中出现的不平衡去向作出合理的说明。
2）反应产品和其他产物的重量总和等于反应前各个物料投量量的总和是
物料衡算必须达到的精确程度。以便为解决薄弱环节。挖潜节能，提高效率。
3）回收副产物并综合利用以及防治三废提供数据。
4）对无分析方法的化学成分要进行分析方法的研究。
5）物料衡算结果的正确与否将直接关系到整个工艺设计的可靠程度。
5、投料前的准备工作
1）对设备（反应釜、真空设备、离心机等），尤其是新安装和技改过的设
备或久置不用的设备要进行试压、试漏工作，要结合清洗工作进行联动试车，以确保投料后不用再动火，在无泄漏的前况下，进行设备管道保养。
2）做好设备的清洗和清场工作，确保不让杂物带入反应体系，防止产生
交叉污染和确保有序的工作。
3）根据工艺要求和试验的需要核定投料系数，计算投料量做到原材料配
套领用，质量合格，标志清楚，分类定置安放。
4）计划和准备好中间体的盛放器具和堆放场所。
5）生产条件的检查：蒸汽、油浴、冷却水和盐水是否通畅（可用手试一
下阀门开启后的前后温差），阀门开关是否符合要求。
6）物料是否均相，搅拌是否足以使他们混合均匀，固体是否沉积在底阀
凹处，尤其固体催化剂或难溶原料的沉积，如何采取避免沉积的措施。
7）各种仪表是否正常，估计整个过程（物料浅满发生变化和投料偏少时）
温度计是否能插到物料里。
8）写好操作规程和安全规程。
9）对职工进行培训，工艺培训（尤其要讲清楚控制指标和要点，违犯操
作规程的危害和管道走向，阀门的进出控制，落实超出控制指标和突发事件的应急措施）。进行安全培训和劳动保护培训。
10）明确项目的责任人，组织好班次，骨干力量安排好跟班，明确职工与
骨干与上级领导之间夜间沟通联络方法。
11）做好应急措施预案和必要的准备工作。
6生产过程中的GMP要求
1）严格按照给定的工艺要求进行生产。
2）按照给定的投料系数投料，投料量的计算需要他人复核。
3）称料时需要复核原材料是否正确，称量后需他人复核，称量完成后应
及时更改物料的状态标识，使其与实际相符、剩余物料放在指定地点。
4）及时填写生产设备及现场的的状态标示。
5）及时、完整、正确填写生产记录，特别是与小试现象不一致的地方，
要做详细的记载。
6）做好安全防护工作，出现安全问题时，及时汇报，按照应急预防措施
正确处理。
出现与小试不一致的现象时，及时沟通，尽快拿出后续操作方案。 生产过程中产生的“三废”按规定处理，不能任意排放。
节约用水、用汽、用电、用冷冻……，生产操作完成后的设备及时关 停。
7、生产过程中的注意事项
1）严格按操作规程、安全规程操作，不能随意更改。如发现新问题需更
改，必须有充分的小试作基础。
（2）严格控制反应条件如温度，PH 值等，万一超标应及时进行处理（小试
就应考虑到，小试应做过破坏性试验，找出处理办法） 。
3）注意中试，试生产温度计的传热敏感度与小试不一样，温度变化存在
滞后性，应提前预计到这一点进行有关操作。
4）真空系统出现漏气如何检查和应急处理，尤其在高温情况下，应及时
采取应急措施。
5）突发停电，停汽，停水，停冷冻盐水应立刻分别采取必要的应急措施
（必要时配备和启用备用电源，N2保护等）。
6）注意生产中的放大效应， 一般应逐步放大， 不能单考虑进度， 否则“欲
速而不达”，要循序渐进。
7）由于不可预计因素和放大效应的存在，对单批投料量必须进行控制，
实行分级审批制度。
8）对反应过程中的现象进行认真的仔细的观察，及时记好记录，并及时
分析出现的现象， 要做好小试的先导或跟踪验证工作。 各相关人员必须有高度的 责任心，密切关注整个生产过程的情况，及时采取措施解决出现的问题。
9）每一步骤的终点如何判断要有明确的指标和方法，每一步进行严格控
制，可与反应中出现的现象综合起来判断。
10）正确选择后处理方法。进行过滤、萃取、结晶和重结晶等单元操作，
在选择萃取剂和溶剂时，正确运用“相似相溶”原则来考虑杂质、产物的溶解度。
7）
9）
选择溶剂时一定要在考虑工艺的适用性的同时，要考虑经济性和可行性，如价格, 毒性及是否可回收和易回收等。小试进行后处理时就应考虑到这几方面。
中试放大经验总结 中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同而改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。因此，中试放大很重要。 一、实验进行到什么阶段才进行中试呢？至少要具备下列的条件： 1，小试收率稳定，产品质量可靠。 2，造作条件已经确定，产品，中间体和原理的分析检验方法已确定。 3，某些设备，管道材质的耐腐蚀实验已经进行，并有所需的一般设备。 4，进行了物料衡算。三废问题已有初步的处理方法。 5，已提出原材料的规格和单耗数量。 6，已提出安全生产的要求。 二、新药研究的最终目的： 最终目的是生产出质量合格的药品，供医疗应用。新药投入大量生产以前，必须研制出一条成熟、稳定、适合于工业生产的技术工艺路线。研制过程分阶段进行，包括：实验研究阶段，小量试制剂段，中试生产阶段，最后才能过渡到工业生产。各个阶段前后衔接，相互促进，任务各不相同，研究的重点也有差异，制备的规模逐渐由小变大。新药申请注册前应完成中试生产。下面以合成药物为例，说明各个阶段的主要任务。 1、实验室研究阶段：这是新药研究的探索阶段，目的是发现先导化合物和对先导化合物的结构修饰，找出新药苗头。其主要任务是：合理设计化合物尽快完成这些化合物的合成；利用各种手段，确证化合物的化学结构；测定化合物的主要物理参数；了解化合物的一般性质，而对化合物的合成方法不作过多的研究。为了制备少量的样品供药理筛选，不惜采用一切分离纯化手段，如反复分馏，多次重结晶，各种层析技术等。显然，这样的合成方法与工业生产的距离很大。 2、小量试制阶段：新药苗头确定后，应立即进行小量试制（简称小试）研究，提供足够数量的药物供临床前评价。其主要任务是：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围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。 研究确定一条最佳的合成工艺路线： 1）一个化合物往往可以用不同的路线和方法合成，实验室最初采用的路线和方法不一定是最佳者，当时对反应条件，仪器设备，原材料来源等考察不多，对产率也不作过高要求，但这些对工业生产却十分重要，应通过小试研究改掉那些不符合工业生产的合成步骤和方法。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
中试放大试验总结和有机合成与研发——思路点拨 ? ?绿色化工 ?初级粉丝1 ? 1楼 中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。因此，中试放大很重要。 实验进行到什么阶段才进行中试呢？至少要具备下列的条件：1，小试收率稳定，产品质量可靠。 2，造作条件已经确定，产品，中间体和原理的分析检验方法已确定。 3，某些设备，管道材质的耐腐蚀实验已经进行，并有所需的一般设备。 4，进行了物料衡算。三废问题已有初步的处理方法。 5，已提出原材料的规格和单耗数量。 6，已提出安全生产的要求。 中试放大的方法有： 经验放大法：主要是凭借经验通过逐级放大(小试装置－中间装置－中型装置－大型装置)来摸索反应器的特征。它也是目前药物合成中采用的主要方法。 相似放大法：主要是应用相似原理进行放大。此法有一定局限性，只适用于物理过程放大。而不适用于化学过程的放大。 数学模拟放大法：是应用计算机技术的放大法，它是今后发展的方向。 此外，微型中间装置的发展也很迅速，即采用微型中间装置替代大型中间装置，为工业化装置提供精确的设计数据。其优点是费用低廉，建设快。 中试放大阶段的任务 主要有以下十点，实践中可以根据不同情况，分清主次，有计划有组织地进行。 1，工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。特别当原来选定的路线和单元反应方法在中试放大阶段暴露出难以解决的重大问题时，应重新选择其他路线，再按新路线进行中试放大。 2，设备材质和型号的选择。对于接触腐蚀性物料的设备材质的选择问题尤应注意。 3，搅拌器型式和搅拌速度的考察。反应很多是非均相的，且反
《有机合成工艺学》课程综 合复习资料 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
《有机合成工艺学》综合复习资料 一、填空题 1、绝热式乙苯脱氢工艺流程中，原料为和，反应器入口温度需要610～660℃，它是一个吸热反应，热量靠过热蒸汽带入，因此，催化剂床层分段，段间补充过热水蒸汽，全部蒸汽与乙苯的摩尔比为。反应产物经冷凝器冷却后，气液分离，不凝气中含有大量的和CO、CO2，可作燃料使用。冷凝液经精馏后分离出、、和，最后产物是。 2、合成气制备甲醇的工艺流程中，原料为新鲜，由于合成甲醇是多个反应同时进行，除主反应外，还有生成和甲烷等副反应。因此，如何提高合成甲醇反应，提高甲醇收率是 问题，它涉及到催化剂的选择以及操作条件的的控制，诸如、、和原料气。由于反应是个可逆的反应，存在一个温度曲线。 3、烃类氧化反应过程中氧化剂在、纯氧、和其它过氧化物上选择，究竟使用什么氧化剂要视分析而定。近年来，作为氧化剂发展迅速，它具有条件，操作简单，反应选择性，不易发生深度反应，对环境友好和可实现生产的特点。 4、当代环境十大问题是：污染、臭氧层、全球变、海洋、淡水资源和污染、生物多样性、环境公害、有毒化学品和废物、土地和沙漠化、锐减。 5、Monsanto低压法甲醇羰化反应合成醋酸的不利条件是催化剂的资源稀缺，价格较。甲醇低压羰基合成醋酸在上的优越性很大，其特点为：原料可以用煤、和重质油，不受供应和价格波动影响；反应的转化率和选择性，过程能量效率高；所采用的催化系统稳定，用量少，寿命；流程中的反应系统和系统合为一体，工程和控制都很巧妙，结构紧凑；已经解决了设备的问题，找到了耐腐蚀的材料；生产过程中副产物很，三废排放少，操作安全可靠。 6、催化加氢通常用于合成和许多化工产品的过程；催化脱氢可以生成高分子材料的重要，产量最大、用途最广的两个最重要的产品是和。
专题有机合成题的一般解题方法 【复习目标】熟悉有机合成中需要具备的基础知识(有机物的组成、结构、性质、相互衍生关系，官能团的引入和消去，碳链的增减，官能团的保护等)，掌握有机合成的思路方法。 【机化学基础(选修5，人教版)P64-65：以有机反应为基础的有机合成，是有机化学的一个重要内容。它是利用简单、易得的原料，通过有机反应，生成具有特定结构和功能的有机化合物。有机合成的任务包括目标化合物分子骨架的构建和官能团的转化，其过程就象建筑师建造一座大厦，从基础开始一层一层地向上构建。利用简单的试剂作为基础原料，通过有机反应连上一个官能团或一段碳链，得到一个中间体；在此基础上利用中间体上的官能团，加上辅助原料，进行第二步反应，合成出第二个中间体……经过多步反应，按照目标化合物的要求，合成具有一定碳原子数目、一定结构的目标化合物。 逆合成分析法是在设计复杂化合物的合成路线时常用的方法，它是将目标化合物倒退一步寻找上一步反应的中间体，该中间体同辅助原料反应可以得到目标化合物。而这个中间体的合成与目标化合物的合成一样，是从更上一步的中间体得来的。依次倒推，最后确定最适宜的基础原料和最终的合成路线。所确定的合成路线的各步反应其反应条件必须比较温和，并具有较高的产率，所使用的基础原料和辅助原料应该是低毒性、低污染、易得和廉价的。】 (一)有机物合成的基础知识 1．有机合成中官能团的引入和消去 (1)在分子中引入官能团的方法 ①引入卤原子 a.烯烃、炔烃的加成反应 b.取代反应 ②引入羟基 a.加成反应(烯加水、醛酮加氢) b.水解反应酯的水解 ③引入双键 a.加成反应(炔烃的加氢) b.消去反应(卤代烃、醇的消去) ④引入醛基或酮基：由醇羟基通过氧化反应可得到醛基或酮基。 (2)从分子中消除官能团的方法 ①经加成反应消除不饱和键 ②经取代、消去、酯化、氧化等反应消去－OH ③经加成或氧化反应消除－CHO ④经水解反应消去酯基。 ⑤经过水解、消去反应消去－X 2．有机合成中碳链的增减 (1)增长碳链的方法：①不饱和化合物间的加成、聚合(如乙烯→聚乙烯)、不饱和烃与HCN的加成后水解等。②酯化反应(如乙酸与乙醇转化为乙酸乙酯等)。③有机合成题中碳链的增长，也有可能以信息给出，此类问题中应高度重视反应物与产物中的碳原子数的比较及连接位置关系等。 (2)缩短碳链的方法，其方法主要有：①烃的裂化裂解(石油的裂化、裂解)。②某些烃的氧化(如苯的同系物、烯烃等)。③羧酸的脱羧反应。④酯的水解反应 3. 有机合成中官能团的保护 在有机合成中，某些不希望起反应的官能团，在反应试剂或反应条件的影响下产生副反应，这样就不能达到预计的合成目标，因此，必须采取措施保护某些官能团，待完成反应后再除去保护基，使其复原。(备考指南P125－6) 例如为防止一OH被氧化可先将其酯化，为保护C＝C不受氧化可先将其与HBr加成或与水加成，在含有C＝C和－CHO的化合物中欲用溴水检验C＝C，应先将－CHO用弱氧化剂(银氨溶液、新制Cu(OH)2氧化)等。 (二)有机物合成的途径 (1)一元合成路线：RCH＝CH2→一卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线：RCH＝CH2→二卤代烃→二元醇→二元醛→二元羧酸→酯(链酯、环酯、 —CH3—CH2Cl —CH2OH —COOH
化工中试放大讲座 中试放大研究的内容 概述 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。其它过程则成为辅助过程。 一，中试的重要性 当药品研发的实验室工艺完成后，即药品工艺路线经论证确定后，一般都需要经过一个必小型实验规模放大50～100倍的中试放大，以便进一步研究在一定规模装置中各步反应条件的变化规律，并解决实验室阶段未能解决或尚未发现的问题。 简单地说，中试就是小型生产模拟试验，是小试到工业化生产必不可少的环节。中试试是根据小试实验研究工业化可行的方案，它进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题，为工业化生产提供设计依据。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。一般来说，中试放大试是快速，高水平到工业化生产的重要过渡阶段，其水平代表工业化的水平。 研究机构一般侧重于小试研究，企业侧重于工业化生产。但由于人力，物力和资金的关系，中间实验往往被研究机构和企业所忽视。我们应该体会到原料药的制备应原料药的研发规律，即科学的按照小试－中试－工业化生产的规律进行。原料药及中间体开发的一般步骤是：文献查阅－小试探索－中试研究－工业化生产。 二，中试的目的 首先来说说中试的目的。中试是从小试实验到工业化生产必经的过渡环节；在模型化生产设备上基本完成由小试向生产操作过程地过渡，确保按操作规程能始终生产出预定质量标准的产品；是利用在小型的生产设备进行生产的过程，其设备的设计要求，选择及工作原理与大生产基本一致；在小试成熟后，进行中试，研究工业化可行工艺，设备选型，为工业化设计提供依据。所以，中试放大的目的是验证，复审和完善实验室工艺所研究确定的合成工艺路线，是否成熟、合理，主要经济技术指标是否接近生产要求；研究选定的工业化生产设备结构，材质，安装和车间布置等，为正式生产提供数据和最佳物料量和物料消耗。总之，中试放大要证明各个化学单元反应的工艺条件和操作过程，在使用规定的原材料的情况下，在模型设备上能生产出预定质量指标的产品，且具有良好的重现性和可靠性。产品的原材料单耗等经济技术指标能为市场接受；三废的处理方案和措施的制订能为环保部门所接受；安全，防火，防爆等措施能为消防，公安部门所接受；提供的劳动安全防护措施能为卫生职业病防治部门所接受。 三，中试放大研究的内容 1，生产工艺路线的复审 一般情况下，单元反应的方法和生产工艺路线应在实验室阶段就基本确定。在中试放大阶段，只是确定具体工艺操作和条件以适应工业化生产。但是当选定的工艺路线和工艺过程，在中试放大试暴露出难以克服的重大问题时，就需要复审实验室工艺路线，修正其工艺过程。 2，设备材质与型式的选择 开始中试放大时应考虑所需的各种设备的材质和型式，并考查是否合适，尤其应注意接触腐蚀性物料的设备材质的选择。 3，搅拌器型式与搅拌速度的考查 药物合成反应中的反应大多时非均相反应，其反应热效应较大。在实验室中由于物料体积较小，
现代有机合成的新方法 摘要: 方法是有机合成化学发展的基础,新方法的产生和发展可为有机合成开拓新的研究领域和 发展方向. 介绍现代有机合成中一些新方法, 结合具体的有机合成反应实例阐述有机合成在这些 新方法方面取得的新成果和进展, 现代有机合成发展方向和应重视的研究领域. 关键词: 现代有机合成; 新方法; 进展 The new method of the modern organic synthesis Abstract: the method of synthetic organic chemistry the development foundation, the new method for generating and development for organic synthesis, open up new areas of research and development direction of modern organic synthesis. This paper introduces some new methods, combined with specific examples of organic synthesis organic synthesis in these new methods to achieve new results and progress, the modern organic synthesis development direction and importance should be attached to the research area. Key words: modern organic synthesis; new method; progress 有机合成化学作为有机化学的一个分支, 已经有一百多年的历史. 现代的有机合成不但能合成大量的结构复杂而多样的次生生物代谢物和基因、蛋白质等复杂的生命物质, 而且能合成大量的自然界中没有的具有独特功能性分子的物质. 现代有机合成不只是合成什么的问题, 更重要的是如何合成和怎样合成的问题. 有机合成与21 世纪的三大发展学科: 材料科学、生命科学和信息科学有着密切的联系, 为三大学科的发展提供理论、技术和材料的支持. 新世纪有机合成将进一步在这三大学科领域中发挥作用并开辟新的领域. 随着生命科学和材料科学的发展, 尤其进入后基因组时代后, 需要有机合成快速提供各种具有特定生理和材料功能的有机分子, 而要获得有新结构的功能类型分子往往取决于新的合成方法, 新的方法往往又取决于新的理论. 因此, 21 世纪有机合成的发展, 需要从方法、结构与功能方面入手. 1 现代有机合成的新方法 有机合成的发展一方面得益于有机金属试剂的开发与应用, 另一方面得益于新的反应方式, 如自由基反应、卡宾反应、环加成反应与高效合成反应等. 这里就一些新方法给出若干实例. 1．1 自由基反应 自由基化学已为有机合成提供了许多新方法.主要表现在以下 4 个方面: 新型自由基原子转移供体, 如(MeSi)、SiH; 成环模型, 跨环环化反应; 在分子内自由基加成反应中自由基加成的模式, 即endo/exo 型; 自由基加成反应立体选择性的控制[ 1] .在多烯烃的体系内串联式自由基加成反应为多环化合物的合成提供了高效方法[ 2] .
07-08学年度第二学期高二化学：有机合成的常规方法与解题思路 （附答案） 如何从原料出发去合成有机物呢？一种是通过对比，找出原料与目标产物的区别点，区别点就是变化点，然后从原料出发去合成目标产物。还可以从目标产物入手。分析若得到此产品，最后一步应是什么反应，这步反应的反应与原料又有什么样的关系，这样从后往前将原料与产品联系起来。记住合成题的正确解答必须有扎实的有机基础知识作前提。 一、总的解题思路 关键在于： 1. 选择出合理简单的合成路线。 2. 熟练掌握好各类有机物的组成、结构，性质，相互衍变关系以及重要官能团的引入和消去等基础知识。 合成路线的推导，一般有两种方法：“直推法”和“反推法”，而“反推法”较常用，该方法的思维途径是： （1）首先确定所要合成的有机物属于何类型，以及题中所给定的条件与所要合成的有机物之间的关系。 （2）以题中要求的最终产物为起点，考虑这一有机物如何从另一有机物甲经过一步反应而制得。如果甲不是所给的已知原料，再进一步考虑甲又是如何从另一有机物乙经一步反应而制得，一直推导到题目中所给定的原料为终点，同时结合题中给定的信息。 （3）在合成某一产物时，可能会产生多种不同的方法和途径，应当在兼顾原料省、产率高的前提下选择最合理、最简单的方法和途径。 二、解题的基本规律和基本知识 1.掌握有机合成路线 有机合成往往要经过多步反应才能完成，因此确定有机合成的途径和路线时，就要进行合理选择。选择的基本要求是原料价廉，原理正确，路线简捷，便于操作、条件适宜、易于分离，产率高，成本低。中学常用的合成路线有四条。 (1)一元合成路线(官能团衍变) R —CH═CH 2 →卤代烃→一元醇→一元醛→一元羧酸→酯 (2)二元合成路线 OH H C OH H C Cl H C Cl H C CH CH OH CH CH 2|2|O H 2|2|Cl 22O H 23222-??→?-??→?=??→?++-水解 加成消去 (3)芳香化合物合成路线 ⑷改变官能团的位置 3|3HBr 23HBr 223CH Br H C CH CH CH CH Br CH CH CH +-??→?=??→?加成消去 2. 官能团的引入 ⑴引入羟基（—OH ）方法: 、 、 、 等。
中试放大经验 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。其它过程则成为辅助过程。 一，中试的重要性 当药品研发的实验室工艺完成后，即药品工艺路线经论证确定后，一般都需要经过一个必小型实验规模放大50～100倍的中试放大，以便进一步研究在一定规模装置中各步反应条件的变化规律，并解决实验室阶段未能解决或尚未发现的问题。 简单地说，中试就是小型生产模拟试验，是小试到工业化生产必不可少的环节。中试试是根据小试实验研究工业化可行的方案，它进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题，为工业化生产提供设计依据。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。一般来说，中试放大试是快速，高水平到工业化生产的重要过渡阶段，其水平代表工业化的水平。 小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上，两者是要完成不同时段的不同任务。小试主要从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求，就可告一段落，转入中试阶段。中试过程要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，当然规模也扩大了。该过程也不乏创新、发明的內容。如：小试中将一种物料从一个容器定量的移入另一器皿，往往是举手之劳，但在中试中就要解决选用何种类型、何种规格、何种材质的泵，采用何种计量方式，以及所涉及的安全、环保、防腐等一系列问题，这就不是简单的放大了，有时要解决此类问题也颇令人伤脑筋，甚至很难达到满意的结果，中试就是要解决诸如此类的釆用工业装置与手段过程中所碰到的问题；不仅保含小试中非常注意的物料衡算，也包括小试中不大在意的热量、动量的衡算问题……为进一步扩大规模，实现真正工业意义的经济规模的大生产提供可靠的流程手段及数据基础。 研究机构一般侧重于小试研究，企业侧重于工业化生产。但由于人力，物力和资金的关系，中间实验往往被研究机构和企业所忽视。我们应该体会到原料药的制备应原料药的研发规律，即科学的按照小试－中试－工业化生产的规律进行。原料药及中间体开发的一般步骤是：文献查阅－小试探索－中试研究－工业化生产。 二，中试的目的 首先来说说中试的目的。中试是从小试实验到工业化生产必经的过渡环节；在模型化生产设备上基本完成由小试向生产操作过程地过渡，确保按操作规程能始终生产出预定质量标准的产品；是利用在小型的生产设备进行生产的过程，其设备的设计要求，选择及工作原理与大生产基本一致；在小试成熟后，进行中试，研究工业化可行工艺，设备选型，为工业化设计提供依据。所以，中试放大的目的是验证，复审和完善实验室工艺所研究确定的合成工艺路线，是否成熟、合理，主要经济技术指标是否接近生产要求；研究选定的工业化生产设备结构，材质，安装和车间布置等，为正式生产提供数据和最佳物料量和物料消耗。总之，中试放大要证明各个化学单元反应的工艺条件和操作过程，在使用规定的原材料的情况下，在模型设备上能生产出预定质量指标的产品，且具有良好的重现性和可靠性。产品的原材料单耗等经济技术指标能为市场接受；三废的处理方案和措施的制订能为环保部门所接受；安
有机合成的文化的构成与训练 有机合成题，近几年的江苏高考题中，重现率几乎百分之百，从04年的“由丁二烯通过双烯合成，制备甲基环己烷”到05年的“以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸”，每年的命题方式、形式略有变化：04年重点在推断物质结构，书写结构简式和化学方程式；05年着重在设计合成流程图，具有新意，但难度太大；06年有所改进。 一、要讲技巧，更要讲思想。 ㈠有机合成的重要意义 有机合成是有机化学的核心。学习和研究有机化学的目的，最终是为了合成自然界已存在的和自然界并不存在而人为设计的具有特定结构，因而具有特定性能和用途的有机化合物以造福人类。现在已经发现的三千多万种物质中，绝大部分是科学家合成的有机物。 在1828年武勒开始有机合成直至本世纪60年代之前，人们一直是从原料开始，逐步经过碳链的连接和官能团的安装最后完成的。但由于没有通用的思维规范，其设计过程往往需要相当丰富的理论和实践经验，十分困难。1964年E.J.Corey首创用逆推的方式设计合成路线，由于他独特的操作方式，高度规范合成设计的程序，并使其具备了相对固定的逻辑思维推理模式，因而易学易用，大大推动了这一学科的发展。E.J.Corey也因此获得了1990年诺贝尔化学奖。 人们对有机产品的研究，已经达到一个较高的水准了。如果预测某种结构的有机物具有某项特殊用途，或特殊性质，接下来的问题就是如何寻找合适的原料，采用合理的合成路线，来合成该物质了，所以有机合成具有广阔前景。 ㈡有机合成路线的设计原则 ①原理正确、步骤简单（产率高） ②原料丰富、价格低廉 ③条件合适、操作方便 ④产物纯净、污染物少（易分离） 二、有机合成题的训练方法 首先要掌握“学情”，对症下药，进行针对性的讲解和训练；其次要用经典的例题，特别是近三年的高考题进行典型引导，以建构有机合成的“模型”；再次要充分利用各类有机框图题，进行逆向思维，即以这类题为“素材”，灵活地进行合成路线的训练。 ㈠学生中存在的问题 ①官能团的引入、消除“硬装斧头柄”。究其原因是学生有机基本反应类型掌握不扎实。 ②步骤先后随心所欲。究其原因是没有很好理解有关官能团的相互影响等知识。 ③合成“绕圈子”看不出是为了保护官能团。究其原因是思路狭窄，没有理解条件对反应进行的影响。 ④题给信息不能很好的吸收应用。究其原因是对题给信息解读不够，审题也不严密。当然，也和教师给学生相关的训练太少有关。不妨把经常出现的信息归纳整理给学生。 ㈡有机合成的常见题型 ①给定原料、指定目标分子，设计合成路线，要求书写化学方程式。 例如：以乙烯为初始反应物可制得正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)，已知两个醛分子在一定条件下可以自身加成。下式中反应的中间产物（Ⅲ）可看成是由（Ⅰ）中的碳氧双键打开，分别跟（Ⅱ）中的2-位碳原子和2-位氢原子相连而得。（Ⅲ）是一种3-羟基醛，此醛不稳定，
有机合成常用的技巧 湖州中学刘羽中 关键词：有机推断有机合成 如果说有机化学是化学中的王冠的话，有机合成是则是王冠上最璀璨的明珠。有机合成和推断是有机中的精华。也是高考化学中的必考体型。 有机推断、有机合成的常用方法： 1．官能团的引入 (1)引入双键 ①通过消去反应得到C＝C双键，如醇、卤代烃的消去反应 ②通过氧化反应得到－－，如烯烃、醇的氧化 (2)引入－OH ①加成反应：烯烃与水的加成、醛酮与H2的加成 ②水解反应：卤代烃水解、酯的水解、醇钠(盐)的水解 (3)引入－COOH ①氧化反应：醛的氧化②水解反应：酯、蛋白质、羧酸盐的水解 (4)引入－X ①加成反应：不饱和烃与HX加成②取代反应：烃与X2、醇与HX的取代 2．官能团的改变 (1)官能团之间的衍变如：伯醇醛羧酸酯 (2)官能团数目的改变 如： (3)官能团位置的改变 3．官能团的消除 (1)通过加成可以消除C＝C或C≡C(2)通过消去、氧化、酯化可以消除－OH (3)通过加成(还原)或氧化可以消除－－H(4)通过水解反应消除－－O－(酯基) 4．碳骨架的增减 (1)增长：有机合成题中碳键的增长，一般会以信息形式给出，常见方式有酯化、有机物与HCN反应以及不饱和化合物间的加成、聚合等。 (2)变短；如烃的裂化裂解、某些烃(如苯的同系物、烯烃)的氧化、羧酸盐脱羧反应等。 三个重要相对分子质量增减的规律 1．RCH2OH RCHO RCOOH
M M－2M＋14 2．RCH2OH CH3COOCH2R M M＋42 3．RCOOH RCOOCH2CH3 M M＋28 (关系式中M代表第一种有机物相对分子质量) 反应条件不同、产物不同的几种情况 应对策略 一、利用结构性质推断 有机物性质是与其所具有的官能团相对应的，可根据有机物的某些性质(如反应对象、反应条件、反应数据、反应特征、反应现象、反应前后分子式的差异等等)。首先确定其中的官能团及位置，然后再结合分子式价键规律、取代产物的种类、不饱和度等确定有机物的结构简式，再根据题设要求进行解答。 例化合物A(C8H8O3)为无色液体、难溶于水、有特殊香味的物质，从A出发可发生如图所示的一系列反应，
中试放大原则 中间实验阶段是进一步研究在一定规模的装置中各步化学反应条件的变化规律，并解决实验室中所不能解决或发现的问题。虽然化学反应的本质不会因实验生产的不同二改变，但各步化学反应的最佳反应工艺条件，则可能随实验规模和设备等外部条件的不同而改变。因此，中试放大很重要。 实验进行到什么阶段才进行中试呢？至少要具备下列的条件： 1，小试收率稳定，产品质量可靠。 2，造作条件已经确定，产品，中间体和原理的分析检验方法已确定。 3，某些设备，管道材质的耐腐蚀实验已经进行，并有所需的一般设备。 4，进行了物料衡算。三废问题已有初步的处理方法。 5，已提出原材料的规格和单耗数量。 6，已提出安全生产的要求。 中试放大的方法有： 经验放大法：主要是凭借经验通过逐级放大(小试装置－中间装置－中型装置－大型装置)来摸索反应器的特征。它也是目前药物合成中采用的主要方法。 相似放大法：主要是应用相似原理进行放大。此法有一定局限性，只适用于物理过程放大。而不适用于化学过程的放大。 数学模拟放大法：是应用计算机技术的放大法，它是今后发展的方向。 此外，微型中间装置的发展也很迅速，即采用微型中间装置替代大型中间装置，为工业化装置提供精确的设计数据。其优点是费用低廉，建设快。 中试放大阶段的任务 主要有以下十点，实践中可以根据不同情况，分清主次，有计划有组织地进行。 1，工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。特别当原来选定的路线和单元反应方法在中试放大阶段暴露出难以解决的重大问题时，应重新选择其他路线，再按新路线进行中试放大。 2，设备材质和型号的选择。对于接触腐蚀性物料的设备材质的选择问题尤应注意。3，搅拌器型式和搅拌速度的考察。反应很多是非均相的，且反应热效应较大。在小试时由于物料体积小，搅拌效果好，传热传质问题不明显，但在中试放大时必须根据物料性质和反应特点，注意搅拌型式和搅拌速度对反应的影响规律，以便选择合乎要求的搅拌器和确定适用的搅拌速度。 4，反应条件的进一步研究。试验室阶段获得的最佳反应条件不一定完全符合中试放大的要求，为此，应就其中主要的影响因素，如加料速度，搅拌效果，反应器的传热面积与传热系数以及制冷剂等因素，进行深入研究，以便掌握其在中间装置中的变化规律。得到更适用的反应条件。 5，工艺流程和操作方法的确定。要考虑使反应和后处理操作方法适用工业生产的要求。特别注意缩短工序，简化操作，提高劳动生产率。从而最终确定生产工艺流程和操作方法。 6，进行物料衡算。当各步反应条件和操作方法确定后，就应该就一些收率低，副产物多和三废较多的反应进行物料衡算。反应产品和其他产物的重量总和等于反应前各个物料投量量的总和是物料衡算必须达到的精确程度。以便为解决薄弱环节。挖潜节能，
《有机合成工艺学》课程综合复习资料 一、填空题 1、绝热式乙苯脱氢工艺流程中，原料为和，反应器入口温度需要610～660℃，它是一个吸热反应，热量靠过热蒸汽带入，因此，催化剂床层分段，段间补充过热水蒸汽，全部蒸汽与乙苯的摩尔比为。反应产物经冷凝器冷却后，气液分离，不凝气中含有大量的和CO、CO2，可作燃料使用。冷凝液经精馏后分离出、、和，最后产物是。 2、催化加氢通常用于合成和许多化工产品的过程；催化脱氢可以生成高分子材料的重要，产量最大、用途最广的两个最重要的产品是和。 3、烃类氧化反应过程中氧化剂在、纯氧、和其它过氧化物上选择，究竟使用什么氧化剂要视分析而定。近年来，作为氧化剂发展迅速，它具有条件，操作简单，反应选择性，不易发生深度反应，对环境友好和可实现生产的特点。 4、当代环境十大问题是：污染、臭氧层、全球变、海洋、淡水资源和污染、生物多样性、环境公害、有毒化学品和废物、土地和沙漠化、锐减。 5、合成气制备甲醇的工艺流程中，原料为新鲜，由于合成甲醇是多个反应同时进行，除主反应外，还有生成和甲烷等副反应。因此，如何提高合成甲醇反应，提高甲醇收率是问题，它涉及到催化剂的选择以及操作条件的的控制，诸如、、和原料气。由于反应是个可逆的反应，存在一个温度曲线。 6、绿色化学的原则有条，它们是：⑴防止产生；⑵合理地设计化学反应和过程，尽可能提高反应的；⑶尽可能少使用、不生成对人类健康和环境有毒有害的物质； ⑷设计高功效低毒害的；⑸尽可能不使用溶剂和助剂，必须使用时则采用安全的溶剂和助剂；⑹采用低的合成路线；⑺采用可的物质为原料；⑻尽可能避免不必要的衍生反应；⑼采用性质优良的；⑽设计可降解为 物质的化学品；⑾开发分析检测和控制有毒有害物质的方法；⑿采用性能安全的化学物质以尽可能减少的发生。 二、选择题
小试、放大试验与中试的联系与区分 一、小试与中试分别要解决的问题 小试与中试的区分不仅仅在于投料量的多少、以及所用设备的大小之上，两者是要完成不同时段的不同任务。小试主要从事探索、开发性的工作，化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定，拿出合格试样，且收率等经济技术指标达到预期要求，就可告一段落，转入中试阶段。中试过程要解决的问题是：如何釆用工业手段、装备，完成小试的全流程，并基本达到小试的各项经济技术指标，当然规模也扩大了。该过程也不乏创新、发明的內容。如：小试中将一种物料从一个容器定量的移入另一器皿，往往是举手之劳，但在中试中就要解决选用何种类型、何种规格、何种材质的泵，采用何种计量方式，以及所涉及的安全、环保、防腐等一系列问题，这就不是简单的放大了，有时要解决此类问题也颇令人伤脑筋，甚至很难达到满意的结果，中试就是要解决诸如此类的釆用工业装置与手段过程中所碰到的问题；不仅保含小试中非常注意的物料衡算，也包括小试中不大在意的热量、动量的衡算问题……为进一步扩大规模，实现真正工业意义的经济规模的大生产提供可靠的流程手段及数据基础。 二、进入中试阶段要具备要具备的条件 1.小试收率稳定，产品质量可靠。 2.造作条件已经确定，产品，中间体和原理的分析检验方法已确定。 3.某些设备，管道材质的耐腐蚀实验已经进行，并有所需的一般设备。 4.进行了物料衡算。三废问题已有初步的处理方法。 5.已提出原材料的规格和单耗数量。 6.已提出安全生产的要求。
三、中试放大的方法 1.经验放大法：主要是凭借经验通过逐级放大(小试装置－中间装置－中型装置－大型装置)来摸索反应器的特征。它也是目前药物合成中采用的主要方法。 2.相似放大法：主要是应用相似原理进行放大。此法有一定局限性，只适用于物理过程放大。而不适用于化学过程的放大。 3.数学模拟放大法：是应用计算机技术的放大法，它是今后发展的方向。 4.此外，微型中间装置的发展也很迅速，即采用微型中间装置替代大型中间装置，为工业化装置提供精确的设计数据。其优点是费用低廉，建设快。 四、中试放大阶段的任务 主要有以下十点，实践中可以根据不同情况，分清主次，有计划有组织地进行。 1.工艺路线和单元反应操作方法的最终确定。特别当原来选定的路线和单元反应方法在中试放大阶段暴露出难以解决的重大问题时，应重新选择其他路线，再按新路线进行中试放大。 2.设备材质和型号的选择。对于接触腐蚀性物料的设备材质的选择问题尤应注意。 3.搅拌器型式和搅拌速度的考察。反应很多是非均相的，且反应热效应较大。在小试时由于物料体积小，搅拌效果好，传热传质问题不明显，但在中试放大时必须根据物料性质和反应特点，注意搅拌型式和搅拌速度对反应的影响规律，以便选择合乎要求的搅拌器和确定适用的搅拌速度。 4.反应条件的进一步研究。试验室阶段获得的最佳反应条件不一定完全符合中试放大的要求，为此，应就其中主要的影响因素，如加料速度，搅拌效果，反应器的传热面积与传热系数以及制冷剂等因素，进行深入研究，以便掌握其在中间装置中的变化规律。得到更适用的反应条件。
中试放大的几点建议 我工作已经六年了，一直做研发工作，从实验室直接做到车间的那种。虽然感觉过得很快，但是六年还是一个很长的时间，至少当你真正沉下去做项目的时候，六年可以让你学到很多，我就把这六年在中试过程遇到的小麻烦总结一下，希望新人你吸取一下教训，更希望老手不要笑话我。 一个工艺在实验室小试成功了，这个只能代表他的工艺路线是通的，不代表他中试、工业化也能顺利，甚至中试工业化完全做不出来。小试和中试有很大的距离。 1：小试我们一般都是三口瓶、四口瓶，这个都是玻璃的，有什么现象清清楚楚，投料量也少，容易控制。但是生产就不行了，用的是搪玻璃、不锈钢反应釜，他是不透明的，看不到里面的东西。怎么办?就要在做小试、中试的时候多观察物料的变化情况，以便在工业化的时候做到什么步骤里面的情况能够心中有数，尽量的多增加计量点。 实例：有一个产品（不好意思，出于技术保密，所有物料产品不说名称，见笑），原药用到一个和水互溶的溶剂，合成结束后，脱去部分溶剂，加水析出。中试时怕溶剂脱干以后出安全事故，溶剂接受罐又没有计量装置，开始3批收率都偏低。查找原因是溶剂脱出太少，造成加水量不足，有部分产品还在水里。解决方法，规定脱出溶剂数量。 2：小试玻璃瓶温度计是可以升降的，即使够不着也可以看得到。但是反应釜就不同了，那个是定下来的。所以你要对你的设备心中有数。比如1000L的反应釜，最低多少物料锚能搅得到，多少物料能打到温度计套管。物料粘度怎么样，量大以后用不用加大电机功率等。 实例：有一个产品，结晶以后回收母液时候没有注意到溶剂脱出以后物料的量，里面液相温度显示不出，一直开汽加热，爆炸，所幸没有伤到人。解决方法：用热水加热。浓度低的产品用小釜多次吸入脱溶。 3：小试的时候物料少，后处理时间很短。但中试工业化就不同了，这个处理时间要延长很多，必须考虑。 实例：有一个产品用三乙胺水溶液做溶剂，反应完过滤。抽滤的时候，把物料都放在抽滤槽中，时间长了以后物料温度升高，三乙胺分层，产品随着滤液抽走。解决方法：冷却以后少量多次抽滤，减少物料的存留时间。 4：小试的时候玻璃瓶没有保温层，投料量也很小，反应过程中的吸放热不明显，但反应釜就不一样了，这个就不同了，有保温，物料量也多。所以在小试的过程中要注意观察反应到底是吸热还是放热，如果不确定的话，中试的时候最好把能接的公用工程管道都接上，没有条件的时候也要在夹套预留一个管道，随时准备在罐头上桶蒸汽或者冷却水。 实例：有一个产品，小试的时候滴加感觉没有放热，中试时，没有加装冷却管道，结果一批料滴了十多个小时。解决方法：加装冷却水管道。 5：做工业化设计的时候要考虑全面，不能一意孤行，要多听取别人的意见。有个教授做了一个设计，他考虑到反应放热比较大，在反应釜内增加盘管。但是物料特别粘稠，加装盘管一个，盘管外侧的物料搅不动，收率低。解决方法：拆除盘管，改用深冷盐水。钛盘管，不知要多少银子。 6：在选择工艺路线的时候要考虑到工业化的难易程度，还要考虑老板的喜好，以及周边的环境。周边的环境主要指的是环保压力。有的工艺环保压力大一点，在一些发达地区实行就比较困难。 实例：有一个产品，当时考虑的是成本，选了一条高压路线。准备做中试的时候上报老板，老板认为没有做高压的经验，浪费了大量的精力。所谓屁股决定脑袋，不同的位置肯定考虑问题的出发点肯定是不同的，保守一点的老板肯定不会选择风险大的工艺，他的身价性命全在上面啊，要理解。解决方法：换了一条路线。 7：中试的时候如果全部是技术人做，那就麻烦了。实验人员和车间操作人员所具备的技
中试实验项目实施指南-郭海泉 设备选择、 根据小试的结果，在按“逐步放大”原则在中试车间对设备进行选择。 设备容量是否适宜，设备一定要有余量。 设备材质与工艺介质的适应型，是否耐腐蚀，加热、冷却和搅拌速度是否符合要求。 物料的输送方法（投料，出料各步之间的流转），如何防止跑料、凝固和堵塞等。 物料的计量和加料的方法，如滴加如何有效控制？ 反应有无气体产生？会否冲料？ 离心等分离条件是否满足？ 编制操作规程和安全规程 编制并向车间技术员解释实验操作规程和实验安全规程。 投料前的准备 1、对设备进行试压、试漏，要结合清洗工作进行设备试运转。 2、做好设备的清洗和清场工作，确保不让杂物带入反应体系，防止产生交叉污染和确保有序的工作。 3、根据工艺要求和试验的需要核定投料系数，计算投料量。原材料准备充足，质量合格，标志清楚，分类定置安放。 4、计划和准备好中间体的盛放器具和堆放场所。 5、检查：油浴、冷却水是否通畅，阀门开关是否符合要求。 6、物料是否均相，搅拌是否足以使他们混合均匀，固体是否沉积在底阀凹处，尤其固体催化剂或难溶原料的沉积，如何采取避免沉积的措施。 7、各种仪表是否正常？估计整个过程温度计是否能插到物料里。 8、根据反应原料及反应过程毒性，挥发性准备劳动保护器具。 9、对所有参与项目的工作人员要讲清楚控制指标和要点，违犯操作规程的危害，落实超出控制指标和突发事件的应急措施。 10、明确项目的责任人，组织好班次，明确相互之间的沟通联络方法。 11、做好应急措施预案和必要的准备工作。 实验过程注意事项： 1、严格按操作规程、安全规程操作，不能随意更改。如发现新问题需更改，必须有充分的小试作基础。 2、严格控制反应条件如温度，PH值等，万一超标应及时进行处理（小试就应考虑到，小试应做过破坏性试验，找出处理办法） 3、注意中试温度计的传热敏感度与小试不一样，温度变化存在滞后性，应提前预计到这一点进行有关操作。 4、真空系统出现漏气如何检查和应急处理，尤其在高温情况下，应及时采取应急措施。 5、突发停电，停水，应立刻分别采取必要的应急措施。 6、注意中试中的放大效应，一般应逐步放大，否则“欲速而不达”，要循序渐进。 7、由于不可预计因素和放大效应的存在，对单批投料量必须进行控制，实行分级审批制度。 8、对反应过程中的现象进行认真的仔细的观察，及时记好记录，并及时分析出现的现象，要做好小试的先导或跟踪验证工作。各相关人员必须有高度的责任心，密切关注整个生产过程的情况，及时采取措施解决出现的问题。
第三章中试放大与生产工艺规程 第一节概述 当化学制药工艺研究的实验室工艺完成后，即药品工艺路线经论证确定后，一般都需要经过一个比小型试验规模放大50~100倍的中试放大。 1.中试放大的目的： ①以便进一步研究在一定规模装置中各部反应条件变化规律， ②并解决实验室阶段未能解决或尚未发现的问题。 ③新药开发中也需要一定数量的样品，以供应临床试验和作为药品检验及留样 观察之用。根据该药品剂量大小，疗程长短，通常需要2~10kg数量，这是一般实验室条件所难以完成的。 虽然化学反应的本质不会因小型实验、中试放大和大规模生产的不同而改变，但各步化学反应的最佳工艺条件，则随试验规模和设备等外部条件的不同而有可能改变。如果把实验室玻璃仪器条件下所获得的最佳工艺条件原封不动地搬到工业生产中去，有时会影响收率和质量；发生溢料或爆炸等不良后果；甚至会使产品一无所得。因此，搞好中试放大是十分重要的。 2.中试放大的方法 中试放大的方法有经验放大法、相似放大法和数学模拟放大法。 经验放大法—主要凭借经验通过逐级放大（试验装置、中间装置、中型装置、大型装置）来摸索反应器的特征。在合成药物的工艺研究中，中试放大主要采用经验放大法，也是化工研究中的主要方法。 相似放大法—主要应用相似理论进行放大。使用于物理过程，有一定局限性。 （非线性） 数学模拟放大法—应用计算机技术的放大法，它是今后发展的主要方向。 第二节中试放大的研究内容 中试放大(中间试验)阶段的研究任务主要有下列八点，可根据不同情况，分清主次，有计划、有组织地进行。 一、工艺路线和单元反应方法的最后确定 在一般情况下，工艺路线和各步化学反应所采用的方法应当在实验室研究阶段就确定下来。但当原来选定的工艺路线和单元反应方法在中试放大阶段暴露出一时难以克服的重大问题时，那就不得不重新选择其它路线，再按新路线进行中试放大。 二.设备材质与型式的选择 开始中试放大时应考虑所需各种设备的材质和型式，并考查是否合适，对于接触腐蚀性物料的设备材质的选择问题尤应注意。例如含水1%以下的二甲基亚砜(DMSO)对钢板的腐蚀作用极微，但含水达5%时则对钢板有强烈的腐蚀作用。后经多次试验，发现它对铝的作用极微弱，故可用铝板制作成含水5%左右二甲基亚砜的容器。