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文件名称:化学制药技术反应物的浓度与配比25课件.pptx
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更新时间:2025-06-12
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文档摘要

化学制药技术反应物的浓度与配比

物料的浓度对反应速率有影响在一定温度下,反应物的活化分子百分数是一定的,所以增加反应物浓度,即增加活化分子浓度,单位时间内分子有效碰撞的次数也随之增多,因而反应速率加快。相反,若反应物浓度降低,活化分子浓度降低,反应速率减慢。因此通过控制反应物的浓度和配料比,我们可以有效提高反应速率和选择性,高产率的得到高纯度的产物。

Part01反应动力学与反应物浓度之间的关系

反应动力学与反应物浓度之间的关系化学反应的速率与反应物的浓度有直接的关联。1867年古德贝格和瓦格提出了质量作用定律:即化学反应速率与反应物的有效质量乘积成正比,其中的有效质量实际是指浓度。因此在条件允许的情况下,增加反应物浓度有利于反应的进行。

反应动力学与反应物浓度之间的关系复杂反应(包括2个及以上基元反应)简单反应(包括1个基元反应)零级反应单分子反应双分子反应可逆反应平行反应连续反应我们把反应物在碰撞中一步转化为产物分子的反应,称为基元反应。

反应动力学与反应物浓度之间的关系简单反应①零级反应:反应速率与反应物浓度无关的反应,如光化学反应和电解反应。反应速率表达式:-dc/dt=k(其中k为速率常数)②单分子反应:只有一个分子参与的反应,如热分解、异构和重排反应反应速率表达式:-dc/dt=kc(其中c为反应物浓度)③双原子反应:有两个分子参与的反应,如加成和取代反应。反应速率表达式:-dc/dt=kcAcB

反应动力学与反应物浓度之间的关系复杂反应可逆反应的特点是正反应速率随时间逐渐减少,逆反应速率随时间逐渐增大,直到两个反应速率相等,反应物和产物的浓度不再随时间变化。对于这类反应,可以用除去产物或者加入某一反应物的方法来破坏平衡,以利于正反应的进行。①可逆反应:两个相反的反应同时进行,如酯化反应、乙醇钠的水解反应。特点:

反应动力学与反应物浓度之间的关系根据速率表达式可知只有增加乙酸和乙醇的浓度(无溶剂条件)和减少乙酸乙酯的浓度(一边反应一边蒸馏分离乙酸乙酯)才能提高酯化的反应速率。以酯化反应为例

Part02反应物料比对反应的影响

反应物料比对反应的影响化学反应所有反应物按反应的理论量加入化学制药中化学反应极少是按理论量加入

反应物料比对反应的影响乙酰氨基苯磺酰氯制备中氯磺酸的用量越多,乙酰氨基苯磺酰氯产率就越高。氯磺酸的用量较少,生成的乙酰氨基苯磺酰氯会继续与硫酸(氯磺酸水解副产物)反应生成乙酰氨基苯磺酸。图:乙酰氨基苯磺酰氯的制备

反应物料比对反应的影响1.增加反应物的浓度:可逆反应:增加反应物;不可逆反应:可根据经济效益进行增减;主副反应:增加主反应的用量,抑制副反应;可减少反应物用量,控制反应的进行(副反应)。

反应物料比对反应的影响2.加料顺序的选择安全考虑加入的方便性试剂的反应性为了控制反应放热,起始原料可能会在最后加入。如果一个关键的试剂是有毒的,需要特别注意其转移,这种试剂最好在开始时加入。加料顺序可以决定主要反应过程或影响杂质的形成。

一般来说,加入液体比加入固体更简便和安全。原料与溶剂的加入对每一个反应,原料、试剂和溶剂的加入顺序通常需要优化。反应物料比对反应的影响

反应物料比对反应的影响在大规模生产中,溶剂和液体通过泵入或压入到反应釜里,或通过部分真空抽吸到反应釜。为安全起见,溶剂可以最后加入,由于溶剂通常是一个反应中最易燃和最不稳定的组成部分。最后加入溶剂也可以减少蒸汽损失。如果首先加人溶剂,通过加料口加入其他反应物料时,溶剂可能飞溅到操作员身上。

反应物料比对反应的影响最后加入溶剂可能造成搅拌困难,因此溶剂有时在原料和试剂之前加入例如,一个反应物如果难溶于溶剂,若在加入该反应物之后加入溶剂,则固体难于有效分散和溶解,尤其是当反应釜的搅拌浆位于固体之上的话,在这种情况下,应该边搅动溶剂,边分批加入固体,这样固体就易于溶解。

反应物料比对反应的影响向装有起始原料的反应釜里加入试剂的过程往往是放热的,通常要维持一个理想的温度范围。为了防止放热过快,可以采取分批添加试剂的方式,或以稳定的速度在一个较长的时间范围里加入。

反应物料比对反应的影响一般来说,关键是要平衡加料产生的热量和反应釜设备所提供的冷却量。有时延长加料时间是为了防止试剂的积蓄而形成副产品。为方便控制加料速度,最后加入的试剂最好是液体或溶液。

反应物料比对反应的影响为了很好地控制反应温度,使反应达到良好的重现性和安全性,加料时间必须在规定的期间内完成。在大规模生产上,常见的加料时间范围从0.5小时到4小时不等,甚至更长,这是因为对大型反应釜的热消除效率会变低。

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