张明 · 化学合成
个人总结
资深合成研究员,拥有约5年从实验室到工业化生产的全链条经验,擅长有机合成工艺优化与绿色化学技术应用。主导多个药物中间体及高分子材料的合成路线革新,通过催化剂设计、一锅法串联及连续流反应,实现收率提升30%以上,成本降低超40%。在绿色溶剂替代、无金属催化及PAT过程监控方面,成功推动多项技术落地,年节省溶剂成本60万元,大幅降低VOC排放。核心技能涵盖手性催化、中试放大、成本控制与工艺转移。
工作经历
主导某抗病毒药物关键中间体的合成路线优化,通过调整催化剂体系和反应条件,将总收率从62%提升至85%,并将反应步骤从5步缩短至3步,实验室规模单批产量达200 g。
针对传统还原工艺中金属残留问题,设计无金属催化氢化方案,成功实现50 L反应釜中试放大,产物纯度>99.5%,金属残留量低于10 ppm,满足医药级标准。
负责三个药物中间体从克级到百公斤级的中试放大,通过优化结晶工艺与溶剂回收方案,使整体生产成本降低32%,并确保三批次重复性RSD<3%。
开发一锅法串联反应合成含氮杂环中间体,避免中间体分离步骤,中试放大后单批次产能提升至150 kg,反应时间从48 h缩短至16 h,能耗降低40%。
建立基于在线PAT技术的中试过程监控体系,实时监测反应转化率及杂质生成,将中试放大过程中的批次失败率从15%降至2%,并提前识别关键工艺风险点。
针对某抗肿瘤候选药物关键中间体收率低(仅32%)且纯化困难的问题,重新设计逆合成路线,引入钯催化C-N偶联反应替代原Friedel-Crafts路径,使收率提升至68%,单位生产成本降低41%(约2.3万元/kg)。
为降低某神经系统类小分子化合物的总合成成本,将原6步线性路线改造为4步汇聚式路线,通过筛选廉价配体替代贵金属催化剂,最终使原料成本下降37%,单批次生产周期从9天缩短至5天。
针对某靶向分子骨架稳定性差导致的副产物问题,开发pH梯度淬灭和低温结晶组合工艺,将产品纯度从94%提升至99.2%,杂质含量低于0.15%,减少纯化步骤后节省加工成本约1.1万元/kg。
主导完成3个创新小分子候选化合物的工艺转移,通过设计DoE实验优化反应参数(温度、当量、加料速率),使平均收率从实验室小试的55%稳定放大至中试的82%,单耗降低22%,累计为项目节省研发及试生产成本超过400万元。
针对某手性亚砜类中间体的消旋问题,引入手性磷酸催化不对称氧化策略,替代传统拆分法,将ee值从85%提高到97%,同时取消柱色谱纯化步骤,溶剂用量减少60%,综合生产成本下降28%。
主导新型可降解高分子材料的合成项目,设计并优化绿色催化剂催化的开环聚合路线,使单体转化率提升至98%,收率稳定达92%,成功完成百公斤级中试放大,降解周期控制在6个月以内。
针对高分子材料耐热性不足问题,引入纳米二氧化硅表面修饰技术,优化分散工艺后热分解温度提高35℃,同时保持透光率>85%,客户认证通过并投入产线。
推动生物基溶剂替代传统甲苯在聚合反应中的应用,系统筛选12种绿色溶剂后确定最佳体系,VOC排放量降低72%,溶剂回收率提高至95%,年节省成本约80万元。
主导开发连续挤出聚合工艺替代传统间歇釜式反应,通过微通道混合与温度控制优化,将生产周期从8小时缩短至2小时,能耗降低42%,已建成千吨级产线并投产。
建立高分子材料改性配方数据库,完成50余种改性剂的快速筛选与正交试验,使产品拉伸强度提升28%,断裂伸长率保持在85%以上,获得下游企业批量订单。
项目经历
针对某制药企业手性催化剂开发项目,作为项目负责人系统分析现有路线瓶颈,重新设计以廉价手性源为起始原料的合成路线,将总收率从32%提升至68%,对映选择性稳定在99.2%以上,单步反应时间缩短40%。
在催化剂关键不对称氢化步骤中,引入双金属协同催化体系并优化配体比例,将副产物含量从5.8%降至0.6%,同时将催化剂用量从5 mol%降至1.2 mol%,大幅降低原料成本约55%。
主导建立中试放大工艺,通过优化结晶条件与溶剂回收方案,实现单批次产量达公斤级,产品纯度≥99.5%,总收率保持在65%以上,为后续百公斤级生产奠定基础。
组织团队完成56批次重复性验证,相对标准偏差(RSD)<2%,并撰写完整技术报告与SOP,凭借该项目成果获得公司年度创新一等奖,该合成工艺已申请两项发明专利。
针对传统釜式硝化反应中强放热、易爆炸的安全痛点,作为主要实施人设计并搭建微通道连续流反应系统,通过精确控温与毫秒级混合将反应绝热温升控制在3℃以内,实现全流程本质安全化,项目安全评分提升50%。
主导微通道反应器几何参数与流速优化实验,在3个月内将硝化产物收率从间歇工艺的82%提高至96%,同时将副产物(多硝基化合物)含量从5.2%降至0.3%以下。
通过集成在线红外监测与自动控制回路,将反应停留时间从传统釜式的6小时缩短至45秒,并实现连续稳定运行72小时以上,单批次产能达到200 kg/天,满足中试放大需求。
完成连续流工艺从实验室(50 g/h)到百公斤级中试(50 kg/h)的放大验证,产出产品纯度99.5%以上,废酸排放量较间歇工艺减少70%,获得公司年度工艺创新一等奖。
主导评估12种环保型溶剂(如2-MeTHF、生物基酯类)对3个关键中间体反应步骤的替代可行性,通过溶解度、反应活性及回收率测试,筛选出2种候选溶剂体系,其中生物基酯类溶剂在酯化步骤中使反应时间缩短30%。
设计并完成5批次公斤级验证实验,将传统二氯甲烷工艺切换为环戊基甲醚体系,将VOC排放量降低82%,同时产物收率保持在97%以上,纯度提升1.2个百分点。
建立溶剂回收闭环方案,经连续10次循环测试,溶剂纯度仅下降3%,实现单耗下降45%,并通过公司EHS及工艺委员会审批,推动新溶剂在3条生产线全面投产。
撰写《绿色溶剂替代技术规程》并培训2批共17名操作人员,确保工艺切换后3个月内无安全事件发生,年减少有机溶剂使用量约18吨,直接节省溶剂采购成本约60万元。
教育经历
专业技能
荣誉奖项
因开发新型催化剂工艺而获得公司年度创新奖
因在绿色溶剂项目中表现突出,被评为集团优秀员工
获得国家知识产权局授权的发明专利,涉及一种手性催化剂的制备方法
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