一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统及方法，包括依次连接的进液系统(1)、泵(2)、压力传感器(3)、混合器(4)、过滤柱(5)、色谱柱(6)、PH计(7)、UV检测器(8)、出液系统(9)，通过填充满介质保护液；收集有机酸酯；收集有机酸和清洗装置等步骤完成分离。与现有技术相比，本发明专利技术克服了目前传统工艺，萃取、蒸馏、树脂等在纯化过程中低速低效，高成本的缺点，环境污染、资源浪费等痛点；具有高效、环保、节能、介质使用寿命长等优点。

A Chromatographic System and Method for Separating Organic Acids and Esters

【技术实现步骤摘要】
一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统及方法
本专利技术涉及高效液相色谱分离领域，尤其是涉及一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统及方法。
技术介绍
有机酸及有机酸酯在精细化工领域以及化药、原料药、药物中间体等领域应用广泛，且需求量大，产量大。一般的生产型企业生产规模最少都在吨级以上，所以生产的效率及成本以及质量对生产型企业至关重要。目前，传统化工生产型企业生产有机酸酯类物质都需要有机酸作为原料，产物大部分为酯类物质，但会残留部分有机酸在体系中，影响产品的纯度及质量。接着，采用工业化萃取等手段通过分层分离有机酸及有机酸酯。有机酸一般都在水溶液或者水系缓冲液中，此酸性溶液无法直接排放，因为酸水会污染土壤环境，因此需要通过传统蒸馏手段，得到固体有机酸，作为固废处理。另外，常规的树脂介质可以分离有机酸，但是树脂介质会使用大量的无机强酸强碱，而且占地空间较大、处理速度慢、效率低。本专利技术采用一款特殊强阴离子介质——驿站-20ESQ-1.1-300和色谱系统，高效的分离有机酸和有机酸酯，并且介质机械强度高、传质快、载量高、无需强酸强碱再生、溶剂选择面广、适合各种规格色谱柱系统、可实现自动化等优点。满足工业化色谱制备分离需求。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可实现快速提取、分离、纯化、降低了生产成本，提高效率，节约资源，工艺环保，并能通过色谱柱的按比例放大及自动化控制达到量产效果的分离有机酸与有机酸酯的色谱系统及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，包括依次连接的进液系统、泵、压力传感器、混合器、过滤柱、色谱柱、pH计、UV检测器和出液系统。进一步地，所述的色谱柱内径为400-500mm，高度为2000-2500mm，内壁粗糙度≤0.7μm，材质为316不锈钢、304不锈钢或碳素钢的一种或几种，内部装填型号为高效强阴离子介质。进一步地，所述的高效强阴离子介质的载体为SiO2，孔径为粒径为5-20μm。如市售的型号为驿站-20ESQ-1.1-300的介质。进一步地，所述的进液系统包括进样管路和其上设置的进样阀和进样液位开关，洗脱液管路和其上设置的洗脱阀和洗脱液位开关，平衡清洗液管路及其上设置的平衡清洗阀和平衡清洗液位开关，其中进样管路、洗脱液管路和平衡清洗液管路并联连通泵。进一步地，所述的出液系统包括有机酸酯收集管路及其上设置的收有机酸酯阀和收有机酸酯液位开关；有机酸收集管路及其上设置的收有机酸阀和收有机酸液位开关，排空液管路及其上设置的排空阀和排空液位开关，其中有机酸酯收集管路、有机酸收集管路和排空液管路并连接在UV检测器的出液口。进一步地，所述的UV检测器用于检测有机酸酯的存在，pH计用于检测有机酸的存在，通过UV检测器和pH计的检测信号控制进液系统和出液系统的阀门开关。进一步地，所述的泵为至少两台高压活塞式恒流泵或柱塞泵，每台泵最大流量为10L/min，最大总流量为20L/min，所述的过滤柱直径为100-200mm，高度为250-350mm，用以去除混合物中的固体杂质。一种分离有机酸与有机酸酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将色谱柱内填充满介质保护液，然后将进样阀和排空阀打开，其他阀处于关闭状态，使待分离混合物进入色谱柱内，与介质相互作用；(2)由于有机酸可以和介质相互作用，有机酸酯不与介质相互作用，所以有机酸酯待柱内保护液排出后直接穿出色谱柱，当UV检测器监测到有机酸酯时，立刻发送电信号，使排空阀关闭，收有机酸酯阀打开，开始收集有机酸酯；(3)当介质与有机酸作用饱和时，有机酸会穿出色谱柱，此时使用洗脱剂将有机酸从色谱柱上洗脱下来，当pH计检测到有机酸时，立刻发送电信号，使进样阀和收有机酸酯阀关闭，洗脱阀和收有机酸阀打开，开始收集有机酸，一般饱和进样量≥2倍柱体积，此酸醇混合物可以作为酯化反应的反应体系，循环再使用；(4)当有机酸洗脱完全，pH计不再检测有机酸时，立刻发送电信号，使洗脱阀和收有机酸阀关闭，平衡清洗阀和排空阀打开，开始收集平衡清洗液，此液体为中性溶液，可直接排放或回收其他用途。洗至3-5个柱体积，进入下一个循环。进一步地，步骤(1)中所述的介质保护液包括水、乙醇或异丙醇中的一种或多种，步骤(3)中所述的洗脱剂包括乙醇、甲醇或异丙醇中的一种或几种。进一步地，步骤(2)中所述UV检测器监测到有机酸酯的条件为有机酸酯在210-358nm波长范围内的信号；步骤(3)中所述pH计监测到有机酸的条件为PH值≤n，n＝1-5；步骤(4)中所述pH计不再监测到有机酸的条件为PH值≥m，m＝5-7.5。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)克服了目前传统工艺，萃取、蒸馏、树脂等在纯化过程中低速低效，高成本的缺点，环境污染、资源浪费等痛点；(2)避免使用强酸强碱，具有高效、环保、节能、介质使用寿命长等优点；(3)酸-醇混合液可以用于后续反应体系，洗脱液可以回收利用进入下一个循环，使资源的充分利用。附图说明图1为自动化控制色谱系统总示意图；图2为色谱柱示意图；图3为实施例1中马来酸及马来酸酯的混合样品HPLC色谱图；图4为实施例1中分离后马来酸二乙酯HPLC色谱图；图中标号所示：进液系统1、进样阀111、进样液位开关112、洗脱阀121、洗脱液位开关122、平衡清洗阀131、平衡清洗液位开关132、泵2、压力传感器3、混合器4、过滤柱5、色谱柱6、pH计7、UV检测器8、出液系统9、收有机酸酯阀911、收有机酸酯液位开关912、收有机酸阀921、收有机酸液位开关922、排空阀931、排空液位开关932。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1如图1、2所示，一种分离马来酸与马来酸乙二酯的色谱系统，包括依次连接的进液系统1、泵2、压力传感器3、混合器4、过滤柱5、色谱柱6、pH计7、UV检测器8、出液系统9。其中，色谱柱6内径为450mm，高度为2200mm，内壁粗糙度≤0.7μm，材质为316不锈钢，内部装填型号为驿站-20ESQ-1.1-300的高效强阴离子介质。高效强阴离子介质的载体为改性SiO2，孔径为粒径为20μm，用量为150kg。进液系统1包括进样阀111和进样液位开关112、洗脱阀121和洗脱液位开关122以及平衡清洗阀131和平衡清洗液位开关132。出液系统9包括收马来酸乙二酯阀911和收马来酸乙二酯液位开关912、收马来酸阀921和收马来酸液位开关922以及排空阀931和排空液位开关932。UV检测器8用于检测马来酸乙二酯的存在，pH计7用于检测马来酸的存在，控制系统会通过UV检测器8和pH计7得到的检测信号控制进液系统1和出液系统9的阀门。通过阀门配合UV检测器8和pH计7检测信号输出控制实现制备工艺的自动化。泵2为两台高压活塞式恒流泵，每台泵最大流量为10L/min，工作总流量为6-20L/min；过滤柱5直径为159mm，高度为300mm，介质用量为5kg，用以去除混合物中的固体杂质。分离马来酸与马来酸乙二酯包括以下步骤：(1)先以6-20L/min的流量将色谱柱6内填充满介质保护液乙醇，然后将进样阀111和排空阀931打开，其他阀处于关闭状态，使混合物进入色谱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，包括依次连接的进液系统(1)、泵(2)、压力传感器(3)、混合器(4)、过滤柱(5)、色谱柱(6)、pH计(7)、UV检测器(8)和出液系统(9)。

【技术特征摘要】
1.一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，包括依次连接的进液系统(1)、泵(2)、压力传感器(3)、混合器(4)、过滤柱(5)、色谱柱(6)、pH计(7)、UV检测器(8)和出液系统(9)。2.根据权利要求1所述的一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，所述的色谱柱(6)内径为400-500mm，高度为2000-2500mm，内壁粗糙度≤0.7μm，材质为316不锈钢、304不锈钢或碳素钢的一种或几种，内部装填型号为高效强阴离子介质。3.根据权利要求2所述的一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，所述的高效强阴离子介质的载体为改性SiO2，孔径为粒径为5-20μm。4.根据权利要求1所述的一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，所述的进液系统(1)包括进样管路和其上设置的进样阀(111)和进样液位开关(112)，洗脱液管路和其上设置的洗脱阀(121)和洗脱液位开关(122)，平衡清洗液管路及其上设置的平衡清洗阀(131)和平衡清洗液位开关(132)，其中进样管路、洗脱液管路和平衡清洗液管路并联连通泵(2)。5.根据权利要求1所述的一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，所述的出液系统(9)包括有机酸酯收集管路及其上设置的收有机酸酯阀(911)和收有机酸酯液位开关(912)；有机酸收集管路及其上设置的收有机酸阀(921)和收有机酸液位开关(922)，排空液管路及其上设置的排空阀(931)和排空液位开关(932)，其中有机酸酯收集管路、有机酸收集管路和排空液管路并连接在UV检测器(8)的出液口。6.根据权利要求1所述的一种分离有机酸与有机酸酯的色谱系统，其特征在于，所述的UV检测器(8)用于检测有机酸酯的存在，pH计(7)用于检测有机酸的存在，通过UV检测器(8)和pH计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，陈平，朱文瑾，张军东，汤祥忠，谢磊，
申请(专利权)人：上海渔霁生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31