Design der Kristallisation zur Vermeidung von Flüssig-Flüssig-Phasentrennung
PAT und Modellierung für das Verständnis und die Optimierung der Kristallisation
Die Kristallisation ist ein entscheidender Reinigungs- und Trennungsprozess in der pharmazeutischen Industrie. Ein gut entwickelter Kristallisationsprozess sollte nicht nur eine außergewöhnliche chemische Reinheit, eine hohe Ausbeute und einen hohen Durchsatz liefern, sondern auch die Möglichkeit bieten, die physikalischen Eigenschaften zu kontrollieren und die nachgelagerten Prozesse zu verbessern (z.B. die Filtration und Trocknung des Wirkstoffs und die Formulierung des Wirkstoffs zum Arzneimittel).
Dieser Vortrag befasst sich mit einer Fallstudie über einen niedermolekularen Wirkstoff, bei dem während der Prozessentwicklung die Herausforderung der Flüssig-Flüssig-Phasentrennung (oder des Ausölens) auftrat. Um die Flüssig-Flüssig-Phasentrennung zu vermeiden und den Gehalt an Restlösungsmitteln in der endgültigen Arzneimittelsubstanz zu kontrollieren, mussten Änderungen am Kristallisationsdesign vorgenommen werden. Die Methodik der regressiven UNIFAC-Gruppenbeitragstheorie wurde verwendet, um das Phasenverhalten zu modellieren und die Flüssig-Flüssig-Phasengrenzen in binären Lösungsmittelsystemen vorherzusagen, einschließlich der Auswirkungen der Arzneimittelsubstanz; diese Daten wurden dann verwendet, um einen kristallisation prozess zu entwerfen, der den zweiphasigen Flüssigbereich vermeidet.
Prozessanalysetechnologien (PAT) wurden eingesetzt, um In-situ-Daten für die Modellierung der Kristallisation zu sammeln und die Auswahl der optimalen Prozessparameter zu steuern. Die Kristallmorphologie und die Partikelgröße wurden durch die Keimoberfläche, die Kontrolle der Kristallisationskinetik (Keimbildung und Wachstum) und die Anwendung des Slurry-Mahlens kontrolliert. Die kombinierten In-silico- und In-situ-Techniken aus dieser Arbeit bilden die Grundlage für das Verständnis und die Vorhersage der Flüssig-Flüssig-Phasentrennung während der Kristallisation und können für die Gestaltung zukünftiger Prozesse in komplexen Lösungsmittelsystemen verwendet werden.
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Über den Referenten
Zhenshu (Stan) Wang, Ph.D
Eli Lilly und Unternehmen
Dr. Zhenshu (Stan) Wang studierte an der University of Minnesota mit den Hauptfächern Chemieingenieurwesen, Chemie und Mathematik. Anschließend schloss er seinen Master und seinen Ph.D. am MIT bei Professor Yuriy Roman mit einer Arbeit zum Thema "Abstimmung der geometrischen und elektronischen Struktur von Edelmetallen mit Kern-Schale-Plattform als verbesserte Katalysatoren" ab. Anschließend arbeitete er bei Eli Lilly and Company als Associate Senior Consultant Engineer in der Abteilung für Design und Entwicklung synthetischer Moleküle an der Entwicklung von Verfahren.
