水合物是药物的一种重要存在形式，30%以上的药物都具有水合物。药物的水合物对药物的生产过程、理化性质、制剂工艺以及储存工艺等方面都有非常大的影响。近些年来水合物已日益成为医药行业和结晶工作者的研究重点，是研究药物稳定性和工艺流程的重要环节。因此，对于水合物的结晶热力学及其与无水物之间的转化过程机理的研究具有十分重要的理论意义和应用价值。茶碱是甲基嘌呤类药物，具有强心、利尿、扩张冠状动脉、松弛支气管平滑肌和兴奋中枢经系统等作用，广泛存在于红茶和绿茶之中。卡马西平是一种稳定性好的抗惊厥抗癫痫类药物。茶碱和卡马西平都具有多晶型和水合物，是典型的多晶型物系。本文以茶碱、卡马西平为研究对象，对无水物和水合物之间的相互转化、水合物形成的条件以及晶型对水合物形成的影响进行了系统研究。借助FBRM、ATR-FTIR和PVM三种在线实时监测设备分析了在茶碱晶型Ⅱ向茶碱一水合物转化过程中，溶液浓度和溶液中悬浮粒子粒数及弦长分布的变化。考察了温度和溶液中水含量对晶型转化速率的影响，确定了晶型转化过程中的速控步骤。采用静态法测定了茶碱晶型Ⅱ和茶碱一水合物在水-甲醇以及水-异丙醇两种混合溶剂中的溶解度，考察了溶剂组成对溶解度的影响，并应用(CNIBS)/Redlich–Kister模型和Jouyban–Acree模型对溶解度数据进行了关联。同时应用两种方法测定了不同温度下茶碱晶型Ⅱ向茶碱一水合物进行转化的转晶水活度，利用van’t Hoff方程对不同温度下茶碱晶型Ⅱ的转晶水活度进行关联。绘制了不同温度下，茶碱晶型Ⅱ在水-甲醇和水-异丙醇体系中的三元相图。基于溶度积原理，建立了一新的个理论方程来描述水合物与无水物的溶解度之比和水合物转晶点之间的关系。通过对茶碱晶型Ⅱ向茶碱一水合物的转化过程和卡马西平晶型Ⅲ向卡马西平二水合物转化过程进行分析，测定了一系列温度和水活度下茶碱一水合物与茶碱晶型Ⅱ和卡马西平二水合物与卡马西平晶型Ⅲ的溶解度之比，并由此模型成功预测出茶碱晶型Ⅱ和卡马西平晶型Ⅲ的转晶点。最后，考察了晶型对水合物形成过程的影响。测定茶碱晶型Ⅳ的转晶水活度。系统考察了茶碱晶型Ⅱ和茶碱晶型Ⅳ在甲醇、乙醇、丙酮和乙腈中的溶解度，并且基于溶度积原理建立了不同晶型转晶水活度之间的关系。通过对于茶碱晶型Ⅱ、茶碱晶型Ⅳ和茶碱一水合物的热力学研究，建立了茶碱不同晶型之间相互转化关系图。