使用概念片段预测物理性质的计算机方法和系统技术方案

这项发明专利技术揭示进行工业制造、研究或开发的方法。该方法包括下列计算机实现的步骤：通过确定每个化学物种的至少一种概念片段给至少两个化学物种的混合物的至少一个物理性质建立模型。确定每个化学物物种的至少一种概念片段的步骤包括定义每种概念片段的同一性和等效数目。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用概念片段预测物理性质的计算机方法和系统 相关申请这份申请是作为2004年2月24日申请的第10/785，925号申请 的部分继续于2005年9月30日申请的第11/241，675号申请的部分 继续申请并且要求优先。这两份申请的全部教导在此通过引证被 并入。
技术介绍
化学混合物的物理性质建立模型是许多工业和生产过程的 重要工作。明确地-说，对于生产i丈计和生产控制这样的应用领域 来说，各种不同的混合物的物理性质的准确建模是至关紧要的。 举例来i兌，给化学混合物的物理性质建立才莫型在选择适合用于化 学过程的溶剂的时候往往是有用的。溶剂选择是在制药和农业化学工业的化学合成和配方研发 阶段的重要工作。溶剂选择能对反应速率、萃取效率、结晶化率 和生产力等等产生直接影响。改进的溶剂选择带来这样的利益， 例如，较快速的产品分离和提纯、减少溶剂析出和较少的浪费、 较低的总成本和改进的生产过程。在选择溶剂方面，考虑过溶剂-溶质混合物的各种不同的相行 为特性。举例来说，蒸汽-液体平衡(VLE)行为在考虑到溶剂从反 应混合物中析出时是重要的，而液体-液体互溶性(LLE)在使用第 二溶剂从反应媒体中萃取目标分子的时候是重要的。就溶解度计算而言，当通过在降低的温度下或添加阻溶剂的情况下结晶分离产品的时候，固液平衡(SLE)是关键性质。对于许多应用，在溶剂选择过程中，有tt百种典型的溶剂(不 提它们几乎无穷尽的混合物)是候选的。在大多数情况下，只有 不充分的相平纟軒数据作为纟皮告知的溶剂选择4吏用。举例来i兌，在 药学应用中，情况往往是只是不存在涉及溶剂中的新药分子的相 平衡数据。虽然可以采用有限的溶解度实验作为试凑过程部分， 但是溶剂选择在很大程度上靠研究员的偏爱或先前的经验指定。许多溶解度评估技术已经被用来给各种成份在化学混合物 中的溶解度建立模型。 一些例子包括Hansen模型和UNIFAC基团 贡献模型。遗憾的是，这些才莫型相当不充分，因为它们主要是为 分子量在数十和低端数百道尔顿的石化产品开发的。这些模型不 能为分子量较大的化学品(例如，在药学应用中遇到的那些^艮好 地外推。药品通常是分子量在大约200-600道尔顿范围内的复杂 的大分子。或许，在溶剂选择过程中最普遍使用的方法是溶解度参数模 型，即，正^见溶液理"i仑和Hansen溶解度参IM^型。没有这些溶解 度参数模型的二元参数，而且他们全部仅仅遵循"同类溶解同类" 的经验指南。正规溶液模型只适用于非极性溶液，而不适用于这 样的溶液，即在该溶液中极性的或氢键结合的相互作用是重要。 Hansen模型根据三个部分溶解度参数扩充溶解度参数概念以便 较好解释极性和氩键的影响。在书中，Hansen发表了 800多种溶剂的溶解度参数。见Hansen, CM.， MANSEN， SOLUBILITY PARAMETERS: A USER'S HANDBOOK (溶解度参数用户手册)(2000)。因为Hansen的书 包含大多数常用溶剂的参数，所以Hansen模型方面的问题在于依据可得的-容解度数据在溶剂选择过程中对感兴趣的溶质的回归确定Hansen溶解度参数。 一旦确定，这些Hansen参数4是供用来计 算活度系数和该溶质在数据库中所有其它的溶剂中的溶解度的 基础。就药学程序设计而言，Bakken等人净艮告说Hansen才莫型不仅 能以士200%的精确度与溶解度数据相关，而且能提供少许预测能 力。见Bakken等人在2003年10月5画8曰在New Orleans, LA和2003 年10月19-22日在Paris， France召开的AspenTech User Group Meeting(会议)上发表的论文 "Solubility Modeling in Pharmaceutical Process Design(药学禾呈序i殳计中的溶解度建才莫)"。当没有凝:才居可用的时4吳，UNIFAC官能团贡献法有时净皮用于 溶剂选择。与溶解度参数模型相比较，UNIFAC的强度会受到它 的分子热力学基础的影响。它用官能团的相克念描述混合物的液相 非理想性。混合物中所有的分子都用 一 组预先定义的UNIF AC官 能团描述特性。液相非理想性是这些官能团之间的实际相互作用 的结果而分子的活度系数起源于官能团的那些，即，官能团添加 头见则。这些实际的相互作用已经依据包含这些官能团的系统的可 得的相平纟軒数据被预先确定。只要这些分子由一组预先定义的官 能团或相似的基团组成，UNIFAC就给出适合有小的非电解质分 子的混合物的相平纟釺(VLE、 LLE和SLE)的预测。UNIFAC对于有复杂的大分子的系统是失败的，对于这才羊的 系统要么是该官能团添加关见则变成无效的要么是由于不明确的 UNIFAC官能团。UNIFAC也不适用于离子物种，这对于药学程 序是一个重要的问题。UNIFAC的另一个缺点是即使当有价值的 数据变成可得的，UNIFAC也不能用来与该数据相关。就药学程 序i更计而言，Bakken等人才艮告，UNIFAC才莫型只能以涉及ln25c(lnx of 2)的RMS(均方根)误差或大约士500。/。的精确度预测溶解度，而 且它纟是供小的实际值Id。存在对精确地给化学品混合物的 一个或多个物理性质建立 才莫型的新的、简单的实际方法的需求，包4舌？？？？？？
技术实现思路
本专利技术为包括电解质的化学物种混合物的物理性质的相关 和预测提供有效的工具。在本专利技术一个实施方案中，本专利技术以进4亍工业制造、研究或 开发的方法为特色。该方法包括通过确定每个化学物种的至少一 种冲既念片賴j合至少两个4匕学物种的混合物的至少 一 个物理性质 建立才莫型的用计算才几实现的步骤。确定每个化学物种的至少 一种 概念片段的步骤包括定义每种概念片段的同 一性和等效数目。在第一优选的实施方案中，所述方法进一步包括l吏用确定的 斗既念片,殳计算该混合物的至少 一 个物理性质和提供对计算物理 性质的分4斤的步骤。所述分4斤形成该混合物的至少 一个物理性质 的模型。第二优选的实施方案包括包含电解质的混合物。 第二优选的实施方案的一些实施方案，所述方法进一步包括「<吏用确定的纟既念电解质片賴:计算该混合物的至少 一个物理性质和提供对计算物理性质的分析的步骤。所述分析形成该混合物的 至少 一 个物理性质的才莫型。在一个实施方案中，本专利技术以进行药学活动的方法为特色。 所述方法包括通过确定每个化学物种的至少 一种;f既念片l殳纟合至 少两个^f匕学物种的混合物的至少 一 个物理性质建立才莫型的步骤。 确定每个化学物种的至少 一种扭X念片#殳的步骤包4舌定义每种扭克念片^a的同一性和等效数目。在优选的实施方案中，进4亍药学活动的方法进一步包括-使用 确定的扭克念片革殳计算该混合物的至少 一个物理性质和提供对计 算物理性质的分析的步骤。所述分析形成该混合物的至少 一 个物 理性质的才莫型。第一优选的实施方案的一些实施方案，该混合物 包括至少一个液相和至少一个固相。更优选，该液相是无定形相。在另一个优选的实施方案中，进4亍药学活动的方法包4舌包含 电解质的混合物。第二优选的实施方案的一些实施方案进一步包 括使用确定的概念电解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进行工业制造、研究或开发的的方法，该方法包括：通过确定每个化学物种的至少一种概念片段给至少两个化学物种的混合物的至少一个物理性质建立模型的步骤，其中包括定义每个概念上的片段同一性和等效数目。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超群，
申请(专利权)人：阿斯潘技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]