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4-氯二苯甲醇对映体在Chiralpak AD柱上吸附等温线的测定及其在模拟移动床色谱上分离的模拟研究

作　者: 孙玉高
导　师: 徐进
学　校: 温州大学
专　业: 应用化学
关键词: 吸附等温线 4-氯二苯甲醇液相色谱逆向法手性分离模拟移动床
分类号: R914
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

4-氯二苯甲醇（4-chlorobenzhydrol）是合成二苯哌嗪类抗过敏性药物的重要医药中间体，目前工业生产中采用消旋4-氯二苯甲醇合成消旋的抗过敏药物，再对产品进行拆分。浪费工业原料，环境成本高；并且R-4-氯二苯甲醇是工业中合成中枢性镇咳药S-盐酸氯哌丁的重要原料药。因此获得单一构型的4-氯二苯甲醇具有巨大的环境价值和商业价值。由于液相色谱拆分能力强，拆分成本低，拆分效率高，环境污染小，液相色谱拆分手性药物受到越来越多的关注。特别是模拟移动床（Simulatedmoving bed，SMB）色谱，能大量节约溶剂，可实现低选择性体系的完全分离。本论文在25℃下用逆向法（Inverse method）测定了4-氯二苯甲醇在直链淀粉手性固定相（Chiralpak AD）上的竞争吸附等温线。用平衡扩散（Equilibrium dispersive）模型描述4-氯二苯甲醇对映体在固定相上吸附脱附的瞬态过程。使用非支配基因算法（NSGA-II）和Levenberg-Marquardt算法（LMA）对等温线参数进行拟合，比较了Linear、Langmuir、Linear+Langmuir和Bi-Langmuir四种吸附等温线模型下的拟合结果和拟合后的流出曲线，考察了柱效、进样量对拟合的影响，以及分别拟合三条曲线与同时拟合三条曲线的差别，表明用5参数Bi-Langmuir模型拟合出来的流出曲线与实验得到过载流出曲线吻合程度最好，进样量越高拟合得到的过载流出曲线与实验得到的过载流出曲线越吻合。采用5参数Bi-Langmuir模型拟合出来的等温线结果，结合三角形理论确定4-氯二苯甲醇在SMB上完全分离的三角形区域，选取区域内的一个操作点进行SMB拆分4-氯二苯甲醇的模拟研究。画出了SMB达到稳态过程中两种组分的纯度和回收率的变化曲线图以及达到稳态后的内部浓度曲线图，考察了切换时间、各区色谱柱分配、Ⅱ区和Ⅲ区流量对拆分的影响。验证了SMB操作参数的敏感性，对4-氯二苯甲醇的中试拆分具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-31
  1.1 手性药物  10-13
    1.1.1 4-氯二苯甲醇  10-11
    1.1.2 手性药物的制备和拆分研究进展  11-13
  1.2 手性固定相  13
  1.3 色谱柱模型  13-19
    1.3.1 色谱模型的几个基本概念  13-14
    1.3.2 色谱柱内的流体行为  14-15
    1.3.3 色谱的评价及相关常数  15-16
    1.3.4 色谱柱模型  16-19
  1.4 吸附等温线  19-24
    1.4.1 吸附等温线的分类  19-21
    1.4.2 吸附等温线的测定方法  21-24
  1.5 模拟移动床色谱  24-29
    1.5.1 模拟移动色谱的发展历程  24-26
    1.5.2 模拟移动床色谱的应用  26-28
    1.5.3 模拟移动床色谱的原理、建模和优化  28-29
    1.5.4 模拟移动床色谱模拟工具介绍  29
  1.6 本课题的研究意义和主要内容  29-31
第二章 4-氯二苯甲醇的色谱条件的选择及色谱系统参数的测定  31-38
  2.1 引言  31
  2.2 实验部分  31-33
    2.2.1 主要原料与试剂  31
    2.2.2 主要仪器  31
    2.2.3 色谱条件选择实验溶夜的配制和实验过程  31-32
    2.2.4 色谱柱参数测定实验溶夜的配制和实验过程  32-33
  2.3 实验结果与讨论  33-36
    2.3.1 检测器波长选择的实验  33
    2.3.2 色谱泵校正的实验  33-34
    2.3.3 流动相的组成对拆分的影响  34-35
    2.3.4 色谱柱死体积的测定  35-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章逆向法测定 4-氯二苯甲醇对映体在 Chiralpak AD 柱上的吸附等温线  38-52
  3.1 引言  38
  3.2 数学模型描述  38-40
    3.2.1 SMB 模型  38-39
    3.2.2 吸附等温线模型  39-40
  3.3 实验部分  40-43
    3.3.1 主要原料与试剂  40
    3.3.2 实验仪器  40
    3.3.3 4-氯二苯甲醇溶解度的实验  40-41
    3.3.4 色谱系统压力测试的实验  41
    3.3.5 测定紫外检测器校正曲线的实验  41
    3.3.6 测定 Chiralpak AD 柱柱效的实验  41-42
    3.3.7 4-氯二苯甲醇对映体在 Chiralpak AD 色谱柱上过载流出曲线的实验  42
    3.3.8 吸附模型参数的拟合  42-43
  3.4 实验结果与讨论  43-51
    3.4.1 溶解度实验  43-44
    3.4.2 色谱系统压力测试的实验  44-45
    3.4.3 紫外检测器的校正曲线  45
    3.4.4 Chiralpak AD 柱柱效  45-46
    3.4.5 4-氯二苯甲醇对映体在 Chiralpak AD 色谱柱上过载流出曲线  46
    3.4.6 4-氯二苯甲醇对映体在 Chiralpak AD 色谱柱上过载流出曲线的拟合  46-51
  3.5 本章小结  51-52
第四章 SMB 拆分 4-氯二苯甲醇对映体的模拟研究  52-61
  4.1 引言  52
  4.2 SMB 原理及建模  52-54
  4.3 SMB 拆分 4-氯二苯甲醇对映体的模拟研究  54-60
    4.3.1 完全分离区域及常规模拟  54-57
    4.3.2 切换时间（ts）的影响  57-58
    4.3.3 各区柱数配置(c)的优化  58-59
    4.3.4 Ⅱ区和Ⅲ区流量对纯度和回收率的影响  59-60
  4.4 本章小结  60-61
第五章结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间的科研成果  68

4-氯二苯甲醇对映体在Chiralpak AD柱上吸附等温线的测定及其在模拟移动床色谱上分离的模拟研究

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