масштабирование органических реакций

[horks]

Вот вам обзорчик по масштабированию в пептидном синтезе

currpharmbiotech_2004-5-P29-43.pdf

[horks]

Да, можно ли чем HOBT заменить на более дешевое и рассейское сырье?

Заменить вряд ли, но можно делать самим из о-хлорнитробензола и гидразин-гидрата.

[i_van_69]

Если дадите конкретную реакцию, то можно будет прикинуть, какие проблемы могут встретиться. Из общих положений: 1)всегда нужно будет большее время для нагрева/охлаждения, 2) гетерогенные реакции могут вести себя непредсказуемо из-за иного перемешивания, 3) резко возрастают усилия и затраты на обеспечение безопасности процесса.

Вот это большая ошибка! И нагрев и охлаждение нужно стремиться делать как и в контрольном опыте (на малый количествах). Для этого существуют реакторы. При хорошем перемешивании гетерогенные реакции ведут себя более предсказуемо, из-за меньшей скорости реакции. А усилия и затраты на обеспечение процесса падают с объемом, если Вы, конечно, не делаете металлоорганику или какую-нибудь азо - диазо... Нет никакого смысла рассматривать реакции в домашних условиях на коленке...

[Phobos]

И нагрев и охлаждение нужно стремиться делать как и в контрольном опыте (на малый количествах). Для этого существуют реакторы.

Стремиться - дело хорошее. Как выше уже объяснили, чем больше реактор, тем больше соотношение его объема к площади охлаждаемых/нагреваемых стенок. Добиться на реакторе скорости охлаждения сравнимой с погружением колбы в баню со льдом невозможно. На 20 Л железном можно получить 3-4 градуса в минуту, на стеклянном - 0.5-1.

При хорошем перемешивании гетерогенные реакции ведут себя более предсказуемо, из-за меньшей скорости реакции.

Только недавно произошел выброс смеси в реакции конденсации активного метиленового соединения с параформальдегидом. Причина - параформ был от другого поставщика и по неизвестной причине прореагировал быстрее обычного, спонтанно. Никакой предсказуемости, мало того, даже не можем вновь повторить ситуацию в колбе. Хрен знает, почему так вышло.
В гомогенной реакции все как раз более предсказуемо и как правило, скорость реакции регулируется скоростью добавления реагента.

А усилия и затраты на обеспечение процесса падают с объемом, если Вы, конечно, не делаете металлоорганику или какую-нибудь азо - диазо...

Все не так. С увеличением масштаба падает цена продукта, но головная боль с безопасностью возрастает многократно. Например, в 20 л реактор мы добавляли нитрометан вручную из бутылок. В 1000 л масштабе уже надо уже ломать голову - ибо клапанным насосом нитрометан добавлять запрещено, только центробежным или передавливанием. Диоксан в 20 Л тоже залили прямо из канистры. А на большое количество у нас был взрыв - тефлоновая трубка перекачки наэлектризовалась потоком и проскочила искра. Или представьте, что вам надо отфильтровать из метанола 10 кг Реней-никеля после гидрогенации и не допустить его высыхания и возгорания. Или просто объяснить комиссии по безопасности, какое количество брома может улететь из 2000 л реактора в случае разгерметизации и как вы его собираетесь нейтрализовать.
Попробуйте сделать простую вещь - растворить 200 кг KOH в 800 л метанола. Нужно полностью заменить в реакторе воздух на азот. Откачиваем воздух, запускаем азот. -А покажите ваш манометр. Он калиброван? Когда? Запись в журнале есть? ОК, смотрим дальше - Насосом добавить метанол. А у него флешпойнт -18. Открывать реактор уже нельзя, зайдет воздух, образует потенциально взрывчатую смесь с парами метанола. Следовательно, будь добр, разорись на шнековый дозатор твердого КОН. Если реактор стеклянный - докажи, что нет опасности коррозии стекла с гидроксидом.
И таких вопросов будет сотня и доведут они до белого каления. И по своему члены комиссии правы, ибо их головы в случае серьезной аварии полетят в первую очередь.

[i_van_69]

И таких вопросов будет сотня и доведут они до белого каления. И по своему члены комиссии правы, ибо их головы в случае серьезной аварии полетят в первую очередь.

Да. Это может стать бедой. Вот у меня жена работает: взяла пипетку - только гостированную, стакан - только гостированный, а за спиной стоит военпред и только поробуй взять что-нибудь не по ГОСТу.

[FOX-7]

Все не так. С увеличением масштаба падает цена продукта, но головная боль с безопасностью возрастает многократно....

Здесь Вы абсолютно правы.

Попробуйте сделать простую вещь - растворить 200 кг KOH в 800 л метанола. Нужно полностью заменить в реакторе воздух на азот. Откачиваем воздух, запускаем азот. -А покажите ваш манометр. Он калиброван? Когда? Запись в журнале есть? ....

А зачем откачивать воздух. Сразу азотом вытеснить нельзя? По поводу манометра, в России вопрос будет скорее всего о его поверке.

ОК, смотрим дальше - Насосом добавить метанол. А у него флешпойнт -18. Открывать реактор уже нельзя, зайдет воздух, образует потенциально взрывчатую смесь с парами метанола.

Если процесс вести под азотом, воздух навряд ли зайдет, но открывать конечно не желательно.
А интересная у Вас химия Phobos! Нитрометан, параформ, бром. Бронопол что ли варите?

[Cherep]

Если процесс вести под азотом, воздух навряд ли зайдет, но открывать конечно не желательно.

Думаю, реактор всегда подсоединён к "воздушке" с инертным газом. Под небольшим давлением.
Если открыть люк, чтобы засыпать чего-нибудь, то инертный газ попрёт вместе с парами ЛВЖ.
Прямо в цех. Пары смешаются с воздухом... и может быть привет.

А интересно, можно ли использовать аргон, который тяжелее воздуха и из люка диффундирует медленно. Перекрыть подачу аргона в реактор перед засыпкой...

[Phobos]

Гы! Вообще-то все примеры из разных реакций, но бронопол таки тоже недавно варили. У нас сыпятся заказы от самых разных клиентов, сегодня удобрение, завтра взрывчатка, послезавтра утилизация отходов...Таки интересно.
Кстати, недавно был зарублен один весьма перспективный проект, где броминация шла в броме как растворителе, при небольшом нагреве и давлении. Отходов растворителей нету, все хорошо, но никто не захотел брать на себя обустройство реактора под давлением с тонной брома внутри. То есть ясно, что рано или поздно произойдет разгерметизация во время работы и как бороться с облаком брома никто не знает.

А вакуумировать реактор с последующим заполнением азотом - просто расход азота меньший, чем просто тупо продувать. И да, потом тоже всегда сохраняется небольшой поток азота. И должен быть flowmetr (не знаю, как по-русски), чтоб сразу было видно, если поток азота вдруг прекратился.
Аргон - дороговато будет. Разве что подобрать реактор с минимумом свободного объема, чтоб заполнить практически доверху.

Вот, кстати, еще момент вспомнил (бронополем навеяло) - если нужно в процессе получить кристаллический продукт с заданным размером/формой частиц, то при смене реактора все параметры кристаллизации могут полностью поменяться.

[FOX-7]

У нас сыпятся заказы от самых разных клиентов, сегодня удобрение, завтра взрывчатка, послезавтра утилизация отходов...Таки интересно.
И должен быть flowmetr (не знаю, как по-русски), чтоб сразу было видно, если поток азота вдруг прекратился.
Аргон - дороговато будет. Разве что подобрать реактор с минимумом свободного объема, чтоб заполнить практически доверху.

Вот, кстати, еще момент вспомнил (бронополем навеяло) - если нужно в процессе получить кристаллический продукт с заданным размером/формой частиц, то при смене реактора все параметры кристаллизации могут полностью поменяться.

Не, ну везет буржуям им все, а нам ничего! Свалился бы и на нас дождь заказов. Phobos - перекиньте нам ручеек, поддержите россейского производителя. Хотя бы по взрывчатке и фармацевтике.
P.S.
flowmetr - расходомер, ротаметр, в лабе - счетчик пузырьков , так кажется

[zebrinskiyslava]

есть еще такой классный прием масштабирования: это если нужно получить, например, 1 кг в-ва, то взять 10 чел и каждый делает по 100 г в-ва, а деньги поделить ну или как получится...

Так а если не брать 10 человек а просто 10 самих колб,поставить их "рядком",их соеденить с "притоками" и "отсосами паров" и тп ,ну то есть каждую отдельно.Все эти шланги на автоматику подключить(насосы там и дозаторы и все такое).А еще бы взять, да поместить это все в один большой термостат-вот и температура уже регулируется везде одновременно (вроде бы).А потом после пробного эксперимента окажется что все работает(а такое ведь может быть)а особенно если время реакции сократится.Туда еще таких "рядков" с колбами штук 20 поместить.Ведь в принципе соотношение времени реакции и количеством полученного вещества должно получится прибыльным. Вот я лично не вижу здесь никакой загвоздки.Кто видит?

[S324]

10 колб не влезет в тягу ))
3-4 да, но и то уже не хватает мощности электропроводки, если каждую колбу подогревать 3кВт
см. фото viewtopic.php?f=1&t=17006&start=1700