反应温度和压力—化学制药工艺学21
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一般情况下,适当提高反应温度和压力有利于提高药物合成效率。
1 反应温度
温度对于反应速率的影响归纳起来一共有五种类型①速度与温度成指数关系;②爆炸反应;③酶及催化反应;④反常情况;⑤速率与温度成反比。对于绝大多数反应来说,升高温度可以提高反应速率、缩短反应时间、提高生产效率,但有时候反应提高会降低反应的选择性。反应温度在-40 ohtml学多久C到120 oC之间的反应在中试放大和工业化生成中容易实现,超出此温度范围则需要专门的设备。
理论上,室温反应无疑的最佳的反应温度。室温或接近室温的反应具有以下优点:①大量的化学试剂和设备不需要加热或者冷却,易于扩大反应规模;②避免高温或低温操作所导致的能耗;③避免高温反应可能产生的副产物,包括一些难以除去的杂质。但在实际生产中,为了取得最大的生产强度,要求选用可能允许的最高温度。反应可能允许的最高温度受以下因素限制:①放热反应;②副反应的发生或加速进行;③设备构造、结构。材料强度以及催化剂耐热性等;⑤高温操作的投资和维持费用
(1) 提高温度缩短反应时间。
磺胺甲氧嗪中间体磺胺甲氧嗪钠由3-磺胺-6-氯哒嗪合成。对于该步反应,升高反应温度,可以缩短反应时间。
(2) 反应温度不同,反应主产物不同。
环己酮与焦碳酸二乙酯在-78 oC反应生成O-酰化产物,而在80 oC下生成缩合产物。
(3) 反应温度不同,反应收率和选择性不同。
随着反应温度升高,二氯取代的产物选择性提高。但温度从60度升到80度,反应选择性基本不变,反应转化率却下降了很多。这是因为双氧水在80度时分解速率比双氧水和HCl的反应速率快。
2 反应压力
反应压力也是影响反应的因素之一。对于某些反应,若采用加压反应,往往就能提高收率,缩短反应时间。所以在加压设备条件能够满足的情况下,采用一些加压条件,对生产还是有利的。
(1) 反应物是气体。压缩气体可以促进反应进行。
甲醇制备:常压350 oC理论产率10-5 ,加压到300 atm产率大于40%。
(2) 反应物之一是气体。加压能够增加该气体在溶剂中的溶解度,有利于反应进行。
(3) 反应温度高于溶剂沸点。加压后可以升高反应温度,缩短反应时间。
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