连续生产β-内酰胺类抗生素

结晶通常被认为是生产所需化学物质的最后一步，尤其是在产品的纯度和形态非常重要的情况下。在目前的工作中，通过将结晶过程与合成反应耦合，从而提高了整个过程的产量和选择性。研究的重点是在酶催化下合成 beta-内酰胺类抗生素，这种抗生素是全球消耗量最大的药品之一。除了对系统进行动力学控制以避免水解外，提高过程产率和选择性的另一种方法是将目标物的合成过程与结晶动力学控制相结合，使目标物的浓度保持在较低值，从而有效降低不希望发生的反应速率并稳定产物种类。在连续容器中执行这些步骤提供了许多连续生产所独有的机会，例如更容易的过程控制器、更高的生产率以及消除批次间的差异。

在本报告所述的工作中，通过将相关的反应和结晶动力学模型结合起来，并参考过程分析技术（FBRM、ReactIR、PVM），为一个包括 MSMPR 反应器-结晶器的试验工厂开发了一个过程模型。然后利用工艺模拟来评估不同条件下生产率和反应物转化率等不同工艺属性之间的相互作用。下一步，我们建造了一个中试工厂，其中包括进料储库、一个 MSMPR 反应器-结晶器、一个分离器和一个过滤装置，用于以 2-10 克/小时的生产率连续生产β-内酰胺类抗生素结晶。该系统特有的一个关键挑战包括如何将固体支撑的生物催化剂与产品结晶分离。前者必须保留在系统中，而后者（结晶产物）则必须去除。