用模拟移动床色谱分离提纯Ｃ６０的方法技术

本发明专利技术公开了一种用模拟移动床色谱分离提纯Ｃ↓［６０］的方法，以提高Ｃ↓［６０］产品纯度和收率。该方法包括以下步骤：用电弧放电得到的碳灰经甲苯萃取得到的粗富勒烯作为原料；以甲醇／甲苯混合溶剂为流动相，用模拟移动床进行纯化，纯化过程包括色谱柱填料及流动相选择，样液的配制、流动相的配制，模拟移动床色谱参数选择。然后将模拟移动床产品残余液及萃取液分别用薄膜旋转蒸发器浓缩至无液体，用甲苯洗出后在真空干燥箱轰干至恒重。最后用ＨＰＬＣ法检测，得到纯度为９９％的Ｃ↓［６０］成品。本发明专利技术分离提纯的Ｃ↓［６０］集中度高，节省大量的流动相，并且能实现大规模连续化生产，大大降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及富勒烯类纯碳分子的分离方法，特别是采用模拟移动床色谱技术分离提纯C6。的方法。
技术介绍
碳富勒烯是20世纪80年代发现的新型纯碳分子。通过对碳富勒烯及其衍生 物的研究，人们发现碳富勒烯及其衍生物在电子光敏器件、超导、发光材料、分 子磁体、催化、生物医学等诸多方面，都有着很好的应用前景。碳富勒烯及其同 系物己被称为"21世纪材料的先驱"。进行碳富勒烯及其衍生物开发与应用研究，首先要获得大量高纯度的C60。目前获得C60普遍应用的分离方法有中性氧化铝柱色层法、活性炭与硅胶混合为固定相的柱色层法、高效液相色谱法(HPLC)、升华法、重结晶法、化学法 等。上述方法各有其不足，例如分离效率低、规模小、成本高等缺点。模拟移动床色谱分离技术近年来发展非常迅速，很多专利文献报道了模拟移 动床色谱法分离手性药物，如光学异构体、外消旋物质和对映体，以及二甲苯异 构体的分离。其中US5， 518， 625专利文献涉及了心得安，氨酰心安和3—氯 一苯一 1 一丙醇的手性分离。德国德雷斯顿药品工业有限公司在中国专利局申请了用模拟移动床色谱分离法制取高纯环苞菌素的专利。日本代科化学株式会社和 日产化学工业株式会社开发了模拟移动床法分离甲羟戊酸内酯类化合物技术。中 国鞍山科技大学开发了模拟移动床色谱分离卡波前列腺甲酯和生物药物替考拉宁技术。但是，对于富勒烯C60的模拟移动床色谱分离方法仍未见公开报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用模拟移动床色谱分离提纯C60的方法，以提高C6Q产品 纯度和收率。本专利技术提供的用模拟移动床色谱分离提纯C60的方法包括以下步骤1原料:用电弧放电得到的碳灰经甲苯萃取得到的粗富勒烯，其中Cso含量80%， C7。含量10%。2以甲醇/甲苯混合溶剂为流动相，用模拟移动床进行纯化。 2.1设备及条件选择采用模拟移动床色谱系统，该系统包括洗脱泵、进样泵、萃取泵、色谱柱、 7通阀、9通阀、4通和连接管组成。洗脱泵流量0—10mL / min，压力0-10Mpa; 进样泵流量0—30mL/h，压力0—8Mpa;萃取泵流量0-10mL/min，压力O—IO Mpa;工作温度25—30'C。色谱柱为1 xiOcm的半制备柱。 2.2色谱柱填料及流动相选择选用反相硅胶ODS填料，粒度为30~40um，流动相为甲苯与甲醇的混合物。 2.3分离步骤 2.3.1样液的配制以经过萃取所得粗富勒烯为原料，其中含(:6()80%、 C7()10%，用甲苯溶解、 沉降、0.45pm滤膜过滤，滤液浓度为饱和溶液。 2.3.2流动相的配制I 甲苯甲醇=6: 4 (V:V)II 甲苯甲醇=5: 5 (V:V) 2.3.3模拟移动床色谱参数色谱柱分配方式解吸段1根柱、精制段1根柱、吸附段2根柱。 各泵参数进样泵流速U产12mL/h，洗脱泵流速Ud=2mL/min， 萃取泵流速 Ue=2mL/min ，残余液流速Ur=2.2mL/min。 操作温度25-30°C。流动相及切换时间切除C6o后杂质用流动相n，切换时间ts=19.5~20.5min， 残余液R为产品；切除C6o前杂质用流动相I，切换时间ts=14.5~15.5min;萃取 液E为产品。2.3.4浓缩残余液及萃取液分别用薄膜旋转蒸发器浓縮至无液体，用甲苯洗出后在真空干燥箱轰干至恒重，得到C60产品。3HPLC法检测检测条件Diamonsil色谱柱，ODS填料，5pm， 4.6x250mm， 2SPD-10AVPUV检测器，流动相甲醇甲苯=5: 5(V:V)，流速1.5mL/min，检测波长是325nm,进样量20",室温。检测结果见下图。由C6o对照品来确定产品中的组分，并由面积归一化法标定C6o的纯度为99% 。本专利技术提供的用模拟移动床色谱分离提纯C6Q的方法与柱色层法、高效液相 色谱法(HPLC)相比，其显著优势在于能连续高效的从粗富勒烯((:6()含量80%，和。7()含量10%)中分离提纯出高纯度的C60，C6C的集中度高，节省大量的流动相，并且能实现大规模连续化生产，大大降低生产成本。 附图说明图l粗富勒烯原料液的HPLC谱图2切除C6o后杂质的模拟移动床残余液(R)的HPLC谱图； 图3切除C6o前杂质的模拟移动床萃取液(E) HPLC谱图； 图4模拟移动床色谱系统连续操作时相邻两次切换示意图。 具体实施例方式以提纯<:6()小型实验为例，取10毫克粗富勒烯((:6()含量80%，(:7()含量10%)，用甲苯溶解、沉降、0.45pm滤膜过滤，滤液为含粗富勒烯的饱和溶液，作为模 拟移动床的分离原料，粗富勒烯原料液的HPLC谱图如图1所示。以甲醇/甲 苯混合溶剂为流动相，用模拟移动床进行纯化。 实验操作分为两步(1) 选择切除C60后杂质将样品原料以甲苯为溶剂配成饱和溶液，以每小时12mL的流速进入模拟移 动床。如图4所示，切换时间为20min，流动相为甲醇甲苯=5: 5(V:V)， III带(吸附带，残余液)流速2.2mL/min， I带(解吸带，萃取液)流速2mL/min， II带(精制带)流速2mL/min。得到了浓度较低的萃取液和萃余液，其中萃余液为切除C60后杂质的产品液。产品液经旋转蒸发后得到切除C60后杂质的C60粗品，纯度为85%，收率85%。(2) 选择切除C6o前杂质 将(l)所得到的合格的萃余液浓縮后作原料液，以每小时12mL的流速进入移动床，切换时间16min，流动相甲醇甲苯=6: 4(V:V)，其它条件同(1)不变。 得到了浓度较低的萃取液和残余液，其中萃取液为产品液。残余液及萃取液分别用薄膜旋转蒸发器浓縮至无液体，用甲苯洗出后在真空干燥箱轰干至恒重。产品 液浓縮得到C6Q精品，经HPLC检测纯度为99%，收率65%。成品HPLC法检测，检测条件Diamonsil色谱柱，ODS填料，5pm， 4.6x250mm， 2SPD-10AVPUV检须iJ器，流动相甲醇甲苯=50: 50(V:V)，流速1.5mL/min，检测波长是325nm，进样量20",室温。检测结果见图2、图3。由<36()对照品 来确定产品中的组分，并由面积归一化法标定C6o的纯度为99% 。权利要求1.一种用模拟移动床色谱分离提纯C60的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)原料用电弧放电得到的碳灰经甲苯萃取得到的粗富勒烯，C60含量80％，和C70含量10％；(2)以甲醇/甲苯混合溶剂为流动相，用模拟移动床进行纯化；(2.1)设备及条件选择采用模拟移动床色谱系统，该系统包括洗脱泵、进样泵、萃取泵、色谱柱、7通阀、9通阀、4通和连接管组成，洗脱泵流量0-10mL/min，压力0-10Mpa；进样泵流量0-30mL/h，压力0-8Mpa；萃取泵流量0-10mL/min，压力0-10Mpa；工作温度25-30℃，色谱柱为1×10cm的半制备柱；(2.2)色谱柱填料及流动相选择选用反相硅胶ODS填料，粒度为30-40um，流动相为甲苯与甲醇的混合物；(2.3)分离步骤(2.3.1)样液的配制以经过萃取所得粗富勒烯为原料，其中含C60 80％、C70 10％，用甲苯溶解、沉降、0.45μm滤膜过滤，滤液浓度为饱和溶液；(2.3.2)流动相的配制I 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用模拟移动床色谱分离提纯Ｃ↓［６０］的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：　（１）原料：用电弧放电得到的碳灰经甲苯萃取得到的粗富勒烯，Ｃ↓［６０］含量８０％，和Ｃ↓［７０］含量１０％；　（２）以甲醇／甲苯混合溶剂为流动相，用模拟移动床进行纯化；　（２．１）设备及条件选择　采用模拟移动床色谱系统，该系统包括洗脱泵、进样泵、萃取泵、色谱柱、７通阀、９通阀、４通和连接管组成，洗脱泵流量０－１０ｍＬ／ｍｉｎ，压力０－１０Ｍｐａ；进样泵流量０－３０ｍＬ／ｈ，压力０－８Ｍｐａ；萃取泵流量０－１０ｍＬ／ｍｉｎ，压力０－１０Ｍｐａ；工作温度２５－３０℃，色谱柱为１×１０ｃｍ的半制备柱；　（２．２）色谱柱填料及流动相选择　选用反相硅胶ＯＤＳ填料，粒度为３０－４０ｕｍ，流动相为甲苯与甲醇的混合物；　（２．３）分离步骤　（２．３．１）样液的配制　以经过萃取所得粗富勒烯为原料，其中含Ｃ↓［６０］　８０％、Ｃ↓［７０］　１０％，用甲苯溶解、沉降、０．４５μｍ滤膜过滤，滤液浓度为饱和溶液；　（２．３．２）流动相的配制　Ⅰ　甲苯∶甲醇＝６∶４（Ｖ∶Ｖ）　Ⅱ　甲苯∶甲醇＝５∶５（Ｖ∶Ｖ）　（２．３．３）模拟移动床色谱参数　色谱柱分配方式：解吸段１根柱、精制段１根柱、吸附段２根柱；　各泵参数：进样泵流速Ｕ↓［ｆ］＝１２ｍＬ／ｈ，洗脱泵流速Ｕ↓［ｄ］＝２ｍＬ／ｍｉｎ，萃取泵流速Ｕｅ＝２ｍＬ／ｍｉｎ，残余液流速Ｕ↓［ｒ］＝２．２ｍＬ／ｍｉｎ；　操作温度：２５－３０℃；　流动相及切换时间：切除Ｃ↓［６０］后杂质用流动相Ⅱ，切换时间ｔ↓［ｓ］＝１９．５～２０．５ｍｉｎ，残余液Ｒ为产品；切除Ｃ↓［６０］前杂质用流动相Ⅰ，切换时间ｔ↓［ｓ］＝１４．５～１５．５ｍｉｎ；萃取液Ｅ为产品；　（２．３．４）浓缩　残余液及萃取液分别用薄膜旋转蒸发器浓缩至无液体，用甲苯洗出后在真空干燥箱轰干至恒重，得到Ｃ↓［６０］产品；　（３）成品ＨＰＬＣ法检测　检测条件：Ｄｉａｍｏｎｓｉｌ色谱柱，ＯＤＳ填料，５μｍ，４．６×２５０ｍｍ，２ＳＰＤ－１０ＡＶＰ　ＵＶ检测器，流动相甲醇∶甲苯＝５０∶５０（Ｖ∶Ｖ），流速１．５ｍＬ／ｍｉｎ，检测波长是３２５ｎｍ，进样量２０μＬ，室温，由Ｃ↓［６０］对照品来确定产品中的组分，并由面积归一化法标定Ｃ↓［６０］的纯度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪飞，高丽娟，赖仕全，林炳昌，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]