化学工业与工程  2018, Vol. 35 Issue (3): 1-1
工业结晶科学与技术专辑

目前,世界各国都已充分认识到发展高端功能晶体粒子产品的重要性,因此都在迅速开发其核心共性关键技术——现代工业结晶技术,以竭力抢占与垄断高端功能产品市场。仅从近年来国际上发表的工业结晶学术论文和产业化方面的专利技术增长情况就可见现代工业结晶技术在国际学术界和工业界的重视程度非同一般。现代工业结晶技术已成为了制造高端晶体产品的核心支撑技术。

传统工业结晶技术正在向高端晶体工程技术发展。晶体工程技术是以构效关系理念为依据,由分子及超分子层次上,研究其结构与性能关系,研究分析高端功能晶体材料的分子空间构象,微观结构及其组装方式对其材料功能的影响,然后依据功能的需求去进行分子及超分子结构设计,进而将信息化模拟分析方法与实验筛选法相结合,确定与开拓高新的结晶技术以制造出所需结构的功能晶体。传统的工业结晶技术只是用于产品的分离与提纯,但20世纪末,人类已深刻认识到决定产品功能与用途的因素不但取决于高纯的化学组成,而且决定于其特征的结构。据统计,60%以上功能粒子产品皆具有同质多晶行为及敏感的构效关系,它们的产品功能特征指标(如药效、生物活性、稳定性、硬度、导电性等)皆取决于特定的形态学指标-即晶形(晶型及晶习)、粒度分布等。也就是说晶体形态学指标是决定功能产品物化性质和功能的本质要素。

遵循绿色化学化工原则,传统工业结晶技术必须向绿色高效集成化发展。随着人们对环境的生态化要求以及能源、资源危机的挑战,结晶精制工艺既要要求选择环境友好的溶剂体系,而且需要使制造过程向集约化、减量化、节能、降耗、减排的目标发展。也就是说,现代工业结晶技术将更加注重与其前后操作单元的绿色集成与耦合。以A晶型盐酸帕罗西汀结晶过程为例,国际专利技术采用三步法制备工艺,天津大学发明的新专利技术采用一步实现A晶型盐酸帕罗西汀的制备,选用绿色易回收溶剂,过程效率大为提高,与国际专利技术相比,节能70%,原材料消耗降低80%,废物排放降低80%;实现了质量和能量集成,达到了对环境影响最小的循环经济发展目标。

随着功能产品的国际市场竞争日益加剧,美、英、日等国竭力抢占与垄断高端功能产品市场,对功能晶体产品制备的专有工业结晶技术均申请了专利保护,并进行技术封锁,现代工业结晶技术正逐渐成为抢占功能晶体产品市场的专有技术。总之,工业结晶技术己成为21世纪高新技术与产品发展的重要支撑,将由"半艺术半科学"阶段进入高新的超分子设计的工程阶段,为社会发展和人类健康服务。

为此本专辑组织了一批优秀论文,集中展现工业结晶技术的新进展。《化学工业与工程》邀请我组织这期专辑,内容涵盖药物多晶型成核、晶型转化、结晶热力学和动力学等方面。

在本专辑出版之际,我谨向为本次专辑撰稿的专家学者致以诚挚的谢意,感谢同行们在本专辑的组织过程中大力支持与通力合作,使本专辑能够顺利与读者见面。希望本专辑的出版,对于现代工业结晶技术在中国的发展能起到一定的推动作用。

天津大学化工学院国家工业结晶工程技术研究中心

2018-05-10