模拟移动床色谱分离方法技术

在模拟移动床色谱分离方法中，用超临界流体作为洗脱剂，因而分离效率和操作明显改善，而且无需色谱分离后的浓缩步骤。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。具体而言，本专利技术涉及一种新的，该方法中单元柱的理论塔板数显著增加，分离和操作效率高且不需要后续的浓缩步骤。色谱分离方法在工业上已被广泛地用作从含多种物质如异构混合物的储液分离特定成份的手段。色谱分离方法包括间歇式方法和模拟移动床方法。两种情况下，所用吸附剂为离子交换树脂、沸石、硅胶等，所用洗脱剂为水和有机溶剂。在色谱分离中，当储液与一种洗脱剂一起通过一个装有吸附剂的柱时，储液中的特定成份与其它成份分离，这是由于吸附剂对它们的吸附性不同，因此得到一种含特定成份溶液和另一种不含所说成份的溶液。可通过回收含特定成份溶液并将其浓缩而得到该特定成份。然而，单元柱中洗脱剂的扩散速率是有限的，因此，为了改进分离效果增加单元柱的理论塔板数是困难的。同时由于分离后的溶液中目标成份浓度低，这样就需要进行浓缩处理，并需要一个用来存放稀溶液的存放设备。从工业生产观点看稀溶液的浓缩是低效的且落后的也就是说，对于大规模分离过程而言，需要大量设备并且需要大型工厂。本专利技术是要提供一种改进的，通过增加单元柱的理论塔板数而克服了上述缺陷，该方法分离和操作效率高且不需要后续的浓缩步骤。为解决上述问题，经对深入细致地研究，我们发现，对于从含多种物质的储料中分离特定目的物质而言，如果在模拟流动床色谱分离中使用超临界流体，将增加单元柱的理论塔板数，因而分离更有效，并可省去浓缩操作步骤。本专利技术提供了一种用于分离混合物的模拟移动床色谱方法，该方法包括形成一个由多个柱组成的循环回路，每个柱有一个进口和一个出口，并装有固体吸附剂，所说各柱串联且环形连接；将作为洗脱剂的超临界流体经第一单元柱入口(第一入口)导入以促使循环通过回路；用所说流体使吸附在所说柱上和其后的几个柱上的物质解吸，经这些柱的最后一个的出口(第一出口)放出富含在这些柱上吸附并从其上解吸的物质的溶质将含要分离的多种物质的储液经下一个柱的入口(第二入口)导入下一个柱，使目标物质吸附在所说柱和其后的几个柱中的吸附剂上；经这些柱的最后一个柱的出口(第二出口)放出没在这些柱上吸附的残液；让余下的溶液和超临界流体通过其后的几个柱子并再循环到第一柱；依次第一工作入口、第一工作出口、第二工作入口和第二工作出口在流体流动方向上以预定时间间隔连续逐柱进行切换，因此将可能吸附物质和不可吸附物质分离。本专利技术还提供了一种如上所述的，其中固体吸附剂是旋光折开填充剂。本专利技术另外还提供了一种如上所述的，其中固体吸附剂选自纤维素酯衍生物颗粒和纤维素氨基甲酸酯衍生物颗粒以及负载于载体上的这些物质。本专利技术另外还提供了一种如上所述的其中被分离的混合物是旋光异构混合物、非对映异构体混合物或结构异构体混合物。本专利技术另外还提供了一种如上所述的其中所有柱中每四分之一个柱子被用于解吸步骤、纯化步骤、吸附步骤和洗脱剂回收步骤。柱的总数从理论上说至少为四。因此，术语“一系列”包括零，但通常为8或更多柱。通常柱的数目为偶数，并以相等数量柱分配给各步骤。现在参考附图对专利技术进行说明。附图说明图1是用于本专利技术的典型设备示意图。图2是本专利技术一种采用12个单元柱的实施方案的简单示意图。在以下本专利技术方法的实施方案中，目标物借助模拟移动床(B)从含有欲分离的多种物质的流体(A)中分离出来。(A)含多种物质的储液适用于本专利技术的储液没有特殊限定。这些溶液的实例为含有可用于药物、农药、食料、饲料、香料等中的化合物的溶液。例如作为药物的擦里多米德镇静剂、氯喹等；作为有机磷农药的EPN；作为调味料的谷氨酸单钠盐，在香料中使用的甲醇。还包括旋光醇、酯、胺、酰胺、羧酸等的旋光异构体的混合物。它们的例子有如旋光氨基酸的洒石酸酯非对映异构体混合物、旋光胺的樟脑磺酸酯非对映异构体混合物等；如顺一反位异构体的结构异构体混合物，等等。此外，本专利技术方法可以用来分离正己烷和环己烷的混合物；如烃、醇、醛和酮等沸点相近的化合物的混合物；含葡萄糖和果糖的水溶液；麦芽糖和大于麦芽三糖的多糖混合物；包括寡糖的异构糖的混合物；脂肪酸和甘油三酯的混合物等。同时，于1980年出版的“US Pharmaceutical Dictionaryof Drug Names”所述药物和“The Pesticicle Mannuals”(1979)中所述的农药包括在本专利技术所述方法适用的物质中。以上描述中，含旋光异构体混合物、非对映异构体混合物和结构异构体混合物的溶液可以作为本专利技术方法最适用的物质。(B)模拟移动床色谱的设备在本专利技术方法中使用的模拟移动床色谱设备包括一条循环回路，该回路由多个装有固体吸附剂并具有一个入口、一个出口的柱组成。在该回路中，设有一个第一入口，通过它导入超临界流体；设有一个第一出口，通过它放出富集了经吸附和解吸的物质的流体(称作提取液)；设有第二入口，通过它将含多种物质的储液和超临界流体导入；设备一个第二出口，通过它放出富集了未经吸附物质溶液(称作残液)，依此回路方向流体流经系列柱的每一个。该设备进一步设有阀装置，可以在预定时间间隔逐柱移动第一和第二入口以及第一和第二出口的位置。在操作时，储液和超临界流体经第二入口导入环路，残液和提取液经第一和第二出口放出。经第一入口加入另一部分作为洗脱剂的超临界流体。在图1给出一种模拟移动床色谱设备的实例。该设备包括8个单元柱。经线路(管道)13一个泵，一个旋转阀B、多个管道和止回阀7a-7h向各柱供给洗脱剂，即超临界流体。经线路(管道)15一旋转阀A，多个管道和止回阀7a-7h向各柱提供储液。连接旋转阀B的第一管道和连接旋转阀A的第一管道(如图1底部两个8平行线路最上边的线路)可经止回阀7a将超临界流体和储液送到第二单元柱。以同样方式，第二管道可将其送到第三单元柱，第三管道送到第四单元柱如此下去。提取液通过操作旋转阀D和相连泵经线路(管道)14从任一单元柱中放出。残液可通过操作旋转阀E和相连泵经线路(管道)16放出。余下的储液和部分超临界流体经线路(管道)17再循环。部分超临界流体经旋转阀C、泵18和线路(管道)19再循环到第一单元柱。控制旋转阀打开需要打开的入口和出口。具体而言，例如，在这种情况下，第一工作入口、第一工作出口、及装于下一柱的第二工作入口和第二工作出口，在流体流动方向上以预定时间间隔逐柱进行切换。对旋转阀的操作是自动控制的。图1所示设备可由本领域普通技术人员进行制作，不需要进一步详细说明。对柱的数目设有严格限制，只需从化学工程的角度出发考虑运行规模而进行适当的选择。维持循环回路的内压力足以使洗脱剂流体保持超临界状态。实际上该压力不低于60atm.优选不低于70atm.回路温度通常不低于30℃，优选不低于40℃。如果压力低于以上所述值，洗脱液不能保持液体状态，因此它以气态循环，这将导致分离效果下降。温度范围低于上述值，也将降低分离效果。超临界流体术语“超临界流体”是指在温度高于临界温度并且压力大于临界压力下以液体存在的流体。可以处在这种状态的有用物质的具体实例有二氧化碳、一氧化氮、氨、二氧化硫、卤化氢、硫化氢、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、卤代烃等。当考虑到爆炸性、对人的毒性等时，二氧化碳最优选。当该气体用作超临界流体时，在温度不低于31.3℃和压力不低于79.9atm.下使用，也就是这些气体的临界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离多种物质混合物的模拟移动床色谱方法，包括：形成一个由多个柱组成的循环回路，每个柱有一个进口和一个出口，并装有固体吸附剂，所说柱串联且环形连接，将作为洗脱剂的超临界流体经第一单元柱入口（第一入口）导入以促使循环通过回路，用所说流体使吸附在所说柱和其后的几个柱上的物质解吸，经这些柱的最后一个出口（第一出口）放出富含在这些柱上吸附并从其上解吸的物质的溶液，将含要分离的多种物质的储液经下一个入口（第一入口）导入下一个柱，使目标物质吸附在所说柱和其后几个柱中的吸附剂上；经这些柱的最后一个柱的出口（第二出口）放出没在这些柱上吸附的残液，让余下的溶液和超临界流体通过其后的几个柱并再循环到第一柱，依次第一工作入口，第一工作出口，第二工作入口和第二工作出口在流体流动的方向上以预定时间间隔连续逐柱进行切换，因此将被吸附物质和不可被吸附物质分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：池田浩和，根河雅一，
申请(专利权)人：代科化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]