一种基于膜分散的结晶方法技术

本发明专利技术提供了一种基于膜分散的结晶方法，将分散剂通过膜分散的方法均匀地分散到含有待结晶物质的溶液中，使待结晶物质在溶液中的溶解度降低，从而结晶出来。所述膜材料可以是反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜、多孔金属膜等。该结晶方法可以得到晶型更好，容易分离的晶体，提高结晶成品质量；对分子量较大的产品还可起到提高结晶操作速度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于膜分散的结晶方法
本专利技术涉及结晶技术，可用于化工、制药等需要采用结晶方法得到产品的领域，具体而言，涉及一种基于膜分散的结晶方法。
技术介绍
结晶技术是化工、医药等领域常用的得到固体产品的方法，通常结晶过程可以去除杂质，提高产品质量。结晶方法有很多种且不断涌现出结晶新工艺和新技术。以下两种方法是结晶技术经常采用的方法：一是需要结晶的物质溶解在一种溶剂中(以下称为溶剂一)，再加入另一种溶剂(以下称为溶剂二，在本专利技术中也称为分散剂)，使需要结晶的物质在两种溶剂的混合过程中溶解度逐步降低，析出晶体。溶剂一和溶剂二均可为水、有机溶剂，有些产品采用水与有机溶剂的混合物或有机溶剂的混合物作为溶剂一，通过不同溶剂对不同杂质溶解能力不同的原理，达到同时去除不同类型杂质的目的。二是将需要结晶的物质溶解在水或水与有机溶剂的混合溶液中，加入酸、碱、盐的水溶液，通过调节结晶体系的pH值或盐浓度达到降低需要结晶物质溶解度的目的，从而得到晶体。这两种结晶方法相同的地方在于需要往溶剂一溶解的结晶体系中加入分散剂溶剂二来降低整个体系对需要结晶物质的溶解度，多数情况下，可以得到良好的晶体。但在有些情况下采用该方法难以得到良好的晶体，导致后续固液分离困难，产品质量下降，有时甚至无法得到晶体导致结晶失败。导致结晶困难或失败的原因在于，加入分散剂时，由于分散剂对需要结晶的物质溶解度很低，分散剂与结晶溶液接触的局部区域需要结晶的物质溶解度急剧下降，迅速沉淀而不是结晶出来，其中包裹大量杂质。另一方面，有些杂质溶解度与需要结晶的物质溶解度差距较小，也在分散剂与结晶溶液接触的局部区域沉淀下来污染成品。为了解决该问题，经常使用的一种方法是降低加入分散剂的速度，使沉淀出来的需要结晶物质或杂质重新缓慢溶解，再使需要结晶物质在此前产生的晶体表面缓慢生长，但此方法导致结晶时间大幅度延长，部分晶体生长缓慢的产品要数天甚至更长的时间才能得到容易分离，质量合格的产品。另一种方法是采用类似莲蓬头的方式，在加入分散剂时将分散剂尽可能分散成小液滴，使局部溶解度快速降低的区域减小，但这种方法效果有限。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种利用膜技术分散结晶的方法。本专利技术的技术方案如下：一种结晶方法，是在含有待结晶物质的溶液中加入分散剂，使待结晶物质在溶液中的溶解度降低，从而结晶出来，其特征在于，所述分散剂通过膜分散的方法均匀地分散到含有待结晶物质的溶液中。所述膜分散的方法是利用膜材料的通透性均匀地透过分散剂。分散剂能够透过所述膜材料，但待结晶物质的分子不能或者极微量透过该膜材料。根据待结晶物质和分散剂的特性，选择具体的膜材料，可选择的膜材料包括但不限于反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜、多孔金属膜等。需要结晶的物质溶解在水、有机溶剂、水与有机溶剂混合溶液或多种有机溶剂混合溶液中，即为含有待结晶物质的溶液。所述分散剂通常是待结晶物质的不良溶剂，可以是有机溶剂，也可以是水或水的酸、碱、盐溶液，由于本方法显而易见的原理，不排除有机溶剂混合物、有机溶剂水溶液，以及有机溶液与水及酸、碱、盐类的混合物，均适用于本专利技术所述的结晶方法。在具体实现上述结晶方法时，本专利技术设计了将结晶容器、分散剂容器和膜材料组合起来的装置，将结晶容器和分散剂容器用膜材料进行分隔，含有待结晶物质的溶液置于结晶容器中，在分散剂容器中存储或滴加分散剂，分散剂均匀透过膜材料进入结晶容器中。本专利技术还提供了一种结晶装置，包括结晶容器、分散剂容器和膜材料，所述结晶容器和分散剂容器由膜材料隔开，膜材料的边缘与两容器连接处用密封材料密封。上述结晶装置中所述膜材料可以是反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜或多孔金属膜等。优选的，所述结晶容器和分散剂容器均带有搅拌器。膜技术是目前已在化工、医药、环保等领域广泛采用的新技术，其核心材料为可以通过不同大小分子的膜材料，目前常用的材料有反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜、多孔金属膜等。本专利技术将膜方法应用于结晶技术，取得了非常大的成就。膜材料的孔直径在微米以下，甚至达到纳米以下，且每平方毫米分布着多达数万、数十万甚至更多的通透孔，相对于现有的莲蓬头分散方式，本专利技术方法可以得到更大幅度的分散，和更小的局部低溶解度区域。本专利技术采用膜方法来加入分散剂进行结晶，可以得到晶型更好且容易分离晶体，提高了结晶成品质量，对分子量较大的产品还可起到提高结晶操作速度的效果。附图说明图1为本专利技术实施例所用的结晶装置的结构示意图，其中：1-结晶容器，2-分散剂容器，3-膜材料。具体实施方式以下通过具体实施方式的描述对本专利技术作进一步说明，但这并非是对本专利技术的限制，本领域技术人员根据本专利技术的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本专利技术的基本思想，均在本专利技术的范围之内。本专利技术进行了结晶工艺变革的尝试，在加入分散剂的结晶实验中引入了膜材料，通过多次实验验证发现，通过膜分散的方式加入分散剂，可得到晶型更好，容易分离的晶体，提高结晶成品质量的效果，大分子产品结晶还可以提高结晶速度。其中，膜材料尝试了反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜、多孔金属膜，结晶过程尝试的溶剂一有水、乙醇与丙酮及水的混合溶液，结晶过程尝试的溶剂二(即分散剂)有水、乙醇、醋酸溶液、氨水溶液、氯化钠水溶液。本专利技术的结晶方法对于所用的膜材料要求不能透过或极少透过需要结晶的物质分子，但能透过分散剂分子。分散剂分散的方法可以有：直接将分散剂储存在分散剂容器中，逐步分散到结晶容器中；在分散容器中先加入少量溶剂一，缓慢加入分散剂在其中，在我们的实验中，第二种方法得到的产品晶型和质量比第一种方法更好。在本专利技术中，所有的膜材料进行的实验均能得到比常规分散剂加入方式更好的晶型和更好的产品质量，但透过分子量较小的膜材料对提高操作速度帮助不大甚至降低操作速度，而能透过分子越大的膜越能提高操作速度。以下通过例子进一步解释或说明本
技术实现思路
，但这些例子不应被理解为对本专利技术保护范围的限制。为进行该实验，我们制作了如图1所示的结晶设备：包括带搅拌的分散容器和带搅拌的结晶容器两部分，它们之间通过膜材料隔开，并用密封材料将膜材料边缘与两容器密封连接。实施例1取某脂溶性抗生素生产结晶液，其溶剂为乙醇与丙酮及水的混合溶液。需要加入的分散剂为水，采用常规滴加方式结晶为1号实验；将水加入分散容器中，通过反渗透膜扩散到结晶容器中进行结晶作为2号实验。在多次实验过程中我们发现，常规结晶方式最快约可在5小时内得到可分离的晶体，而由于该抗生素分子只有反渗透膜可以阻挡，而水透过反渗透膜的速度太低，2号实验需要约11.5小时才能完成。因此我们将1号实验分为2组，分别编号为1-1、1-2，均匀控制水的滴加时间为5、11.5小时，得到的成品经分离、干燥后检测纯度。为判定分离难度，我们以晶体过滤并洗涤后抽滤至1分钟无液体滴下的时间作为判定分离难易的标准。实验整体结果如表1所示：表1实验编号结晶时间晶体分离情况成品检测纯度1-15小时抽滤10小时57分钟93.87％1-211.5小时抽滤3小时21分钟95.79％2号11.5小时抽滤13分钟97.22％由以上实验可以看出，采用反渗透膜分散结晶方式，晶体分离难度降低，产品质量提高，但结晶操作时间无优势。实施例2取某本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结晶方法，在含有待结晶物质的溶液中加入分散剂，使待结晶物质在溶液中的溶解度降低，从而结晶出来，其特征在于，所述分散剂通过膜分散的方法均匀地分散到含有待结晶物质的溶液中。

【技术特征摘要】
1.一种结晶方法，在含有待结晶物质的溶液中加入分散剂，使待结晶物质在溶液中的溶解度降低，从而结晶出来，其特征在于，所述分散剂通过膜分散的方法均匀地分散到含有待结晶物质的溶液中。2.如权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述膜分散的方法是利用膜材料的通透性均匀地透过分散剂。3.如权利要求2所述的结晶方法，其特征在于，所述膜材料是反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、陶瓷膜或多孔金属膜。4.如权利要求2所述的结晶方法，其特征在于，待结晶物质的分子不能或者极微量透过所述膜材料。5.如权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，所述含有待结晶物质的溶液是指需要结晶的物质溶解在水、有机溶剂、水与有机溶剂混合溶液或多种有机溶剂混合溶液形成的溶液。...

【专利技术属性】
技术研发人员：易昆，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，北大医药重庆大新药业股份有限公司，北大医疗产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11