《制药工艺的优化》PPT课件

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1、思考题调查我校本科各年级体重情况，并给出平均体重数值。——试验设计及优选方法制药工艺的优化化学制药工艺研究思路确定工艺参数1.化学反应类型的选择2.合成步骤和总收率3.原辅材料供应4.原辅材料更换和合成步骤改变5.单元反应的次序安排6.技术条件与设备要求7.安全生产与环境保护工艺影响因素确定工艺路线1)反应物浓度与配料比2)溶剂3)反应温度和压力4)催化剂5)搅拌6)反应时间与反应终点控制7)原料、中间体的质量控制1.单因素平行试验优选法2.多因素正交设计优选法3.多因素均匀设计优选法概述在实验室工艺研究、中试放大研究及生产中都涉及化学反应各种条件之间的相互影响等诸多因素。

2、要在诸多因素中分清主次，就需要合理的试验设计及优选方法，为找出影响生产工艺的内在规律以及各因素间相互关系，尽快找出生产工艺设计所要求的参数和生产工艺条件提供参考。试验设计及优选方法是以概率论和数理统计为理论基础，安排试验的应用技术。其目的是通过合理地安排试验和正确地分析试验数据，以最少的试验次数，最少的人力、物力，最短的时间达到优化生产工艺方案。试验设计及优选方法过程包括：试验设计、试验实施和对实验结果的分析三个阶段。内容1.平分法2.0.618法3.分数法4.抛物线法单因素平行试验优选法1.正交设计及优选法2.均匀设计及优选法3.单纯形优选法多因素试验优选法一单因素平行试

3、验优选法单因素平行试验优选法是在其他条件不变的情况下，考察某一因素对收率、纯度的影响，通过设立不同的考察因素平行进行多个反应来优化反应条件1.确定评价结果好坏的方法和影响指标的主要因素。2.计算包含最优点的实验范围3.进行实验4.实验结果分析5.进行下一轮实验，再分析结果，如此循环，直到得到满意结果6.如果发现3-5个试验点对指标的改变并不大，可以认为在实验范围内该因素不是主要影响因素，不必继续对该因素进行研究1.平分法使用平分法的基本要求是在试验范围内，不仅目标函数应是单调的，如图3—6，而且每做一次试验，就能决定下一次试验的方向。平分法对试验的安排原则是，在试验范围的中

4、点处安排试验，如图3—7所示。试验时先考察范围，然后在考察范围的中间安排试验，若试验的结果满意，则停止试验。若结果不好，可去掉中点以下的一半试验范围，或去掉中点以上的部分。在余下的范围内继续取中点试验，直到结果满意为止。本法的特点是每次可划掉一半的试验范围，很快找到最适点。在药物合成工艺考察中，许多问题可划为这种单因素试验。例1已知加碱会加速某反应，且碱越多反应时间越短，但碱过多又会使产品分解。某厂以前加碱1％，反应4h。现根据经验确定碱量变化范围在1％～4．4％，得下面试验结果存在的问题？2.0.618法大多数化学反应的目标函数为单峰函数(图3—8)，即在试验范围内只有一

5、个最佳点，再大些或再小些试验结果都不好，这时可采用0．618法，也叫黄金分割法。本法是在试验范围(a，b)内，将第一个试验点x1设在0．618位置上，而第二个试验点x2是x1的对称点。例2游离松香可由原料松香加碱制得，某厂由于原料松香的成分变化，加碱量掌握不好，游离松香一度仅含6.2％，用黄金分割法选择加碱量：固定原料松香100kg，温度102～106℃，加水100kg，考察范围9～13kg，试验结果如下。存在的问题？3.分数法适用于目标函数为单峰函数的大多数化学反应。在预先确定了试验总次数(包括试验范围及其划分的精确度)或变量呈现非连续性变化时，分数法比0.618法更为方

6、便。例3某抗生素生产传统工艺要求在37℃发酵16h。为了提高生产能力，欲提高发酵温度来缩短发酵时间，准备在29—50℃范围内进行优选试验，温度间隔为1℃，故中间总试验点为20个。按Fn-1=20，n值为7，故最多只需要做6次试验就可找到最佳条件。试验设计是数理统计中的一个较大的分支，它的内容十分丰富。我们对正交试验设计进行初步学习。正交试验设计是利用“正交表”进行科学地安排与分析多因素试验的方法。其主要优点是能在很多试验方案中挑选出代表性强的少数几个试验方案，并且通过这少数试验方案的试验结果的分析，推断出最优方案，同时还可以作进一步的分析，得到比试验结果本身给出的还要多的有

7、关各因素的信息。二正交试验设计正交试验设计及优选方法特点介绍：正交设计—在全面试验点中挑选出最具有代表性的点做试验，挑选的点在其范围内具有均匀分散和整齐可比的特点。均匀分散—是指试验点均衡地分布在试验范围内，每个试验点有成分的代表性。整齐可比—是指试验结果分析方便，易于分析各个因素对目标函数的影响。正交表是一种特别的表格，是正交设计的基本工具。我们只介绍它的记号、特点和使用方法。正交表的记号及含义记号及含义正交表的行数（需要做的试验次数）各因素的水平数（各因素的水平数相等）t正交表的代号正交表的列数（最多能安排的因