晶析操作で思い通りに結晶粒子の特性を作り込むポイント

合成の後に「再結晶」や「再沈」操作が分離精製のために実施されますが、その際のレシピの少しの違いが、純度に影響したり、固液分離の困難さに影響したりします。実は、「再結晶」や「再沈」にもテクノロジーがあり、それがプロセスでいう「晶析操作」であり、レシピエンジニアリングです。この晶析操作を利用した結晶性のコナを製造する技術は、医薬・食品のみならず、電池材料などスマート材料開発の分野で幅広く利用されています。結晶性物質を取り扱う分野はここ最近拡大すると同時に、その製造方法も回分操作から、連続フロー製造へと変化してきています。しかし、結晶性物質を対象とする限り、核化・成長を取り扱う「晶析の原理」や、固相の「分析方法」そして「スケールアップ」などは、思い通りの精製を行ったり、思い通りの結晶粒子を創製したりするのに必要な技術基盤です。 　そこでこの講演では、”結晶粒子群の純度”をいかにして向上させるのか、そして”結晶粒径分布”をどう改善するかなど、結晶性のコナ特性を思い通りに作り込むためのレシピの工夫を、晶析のメカニズムの基礎や結晶化現象の解析方法、そして操作戦略の観点から易しく解説します。また、結晶多形制御や結晶形態改善などの実践的な話題や、なぜ今、連続フロー製造が注目されているか、その独特な要件についても概説します。

1. 「再沈」「再結晶」と晶析との接点
   - 晶析操作で何ができるのか -
   1. 結晶化で遭遇する問題事例
   2. 有機合成と工業晶析操作との接点
   3. 晶析操作の目的と原理
   4. 回分晶析から連続フロー製造への展開
2. 「再結晶」によって結晶が創られるメカニズムを探る
   - 結晶化現象をどう整理し理解するのか -
   1. 結晶化の推進力と固液平衡
   2. 核発生速度と成長速度論
   3. 演習で理解する晶析現象
3. 今すぐ役立つ結晶性のコナを創るためのポイント
   - 結晶性のコナ特性とレシピとの因果関係に基づく問題解決アプローチ -
   1. 結晶の粒径分布を思い通りにしたい場合
      1. 粒径分布はいかに決定されるか
      2. 粒径分布の数値的取り扱い
   2. 安定した結晶を思い通りに創りたい場合
      1. 結晶多形に及ぼす晶析操作因子とは
      2. 結晶多形制御の戦略
   3. 結晶の外形を思い通りに創りたい場合
      1. 結晶形態に及ぼす晶析操作因子とは
      2. 結晶形態制御の戦略
   4. 結晶の純度を思い通りに良くしたい場合
   5. オイルアウトの回避方法と晶析操作
   6. 演習で理解する結晶品質の制御
4. 今すぐ役立つ結晶性のコナ特性の測定法
   - 思い通りに結晶を創るための測定機器の実践的使い方 -
   1. DSCデータから何を読み取るか
      1. DSC (示差走査熱量計) でわかること
      2. DSC測定データの解釈とその応用
   2. XRDデータから何を読み取るか
      1. XRD (粉末X線回折) 測定データの意味
      2. XRD測定データと結晶形態・結晶子径との関連性
5. 思い通りに結晶性のコナを創るための晶析操作設計法
   - 結晶品質の作り込みレシピを立てるためには -
   1. 晶析操作の基本戦略
   2. 晶析操作設計の留意点 – 冷却晶析や非 (貧) 溶媒添加法 -
   3. 反応を伴う晶析操作の戦略
   4. 結晶粒子群の連続フロー製造が注目される特殊要件
   5. 連続フロー製造の展開
   6. 晶析のスケールアップに関わる最近の話題
6. 最新晶析技術紹介
   - 最先端のラボで使われている技術を理解する -
   1. オンラインセンサー利用技術
   2. 光学分析利用技術
      • FT-IR
      • ラマン
7. まとめ