一种改进的模拟移动床分离方法技术

本发明专利技术公开一种改进的模拟移动床分离方法，将模拟移动床的Ⅱ区与Ⅲ区断开，将原料液直接流入Ⅲ区，定期将Ⅱ区流出液收集，并补充溶剂和原料，然后与初始原料液合并再流入Ⅲ区，在萃余液出口和萃取液出口分别收集弱吸附组分和强吸附组分的流分。当流动相组成显著影响强吸附组分的吸附能力时，进一步将Ⅰ区与Ⅳ区也断开，定期收集Ⅱ、Ⅳ区流出液并混合，补充溶剂和原料，然后与原料液合并再流入Ⅲ区；其中洗脱液中具有强洗脱能力的溶剂的体积百分含量高于原料液中强洗脱能力的溶剂的体积百分含量。本发明专利技术改进的模拟移动床分离方法可以在增加模拟移动床的原料处理量和提高产品浓度的同时降低系统操作压力和溶剂用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，分离科学面临着新的挑战分离对象越来越复杂，分离难度越来越大，与 此同时对产品纯度的要求则越来越高。间歇制备色谱作为一种高效分离手段，可在一定 程度上满足这些要求。但由于其固有的固定相和流动相用量大、固定相利用率低、分离 产物稀释度高、分离成本过高等缺点，严重阻碍了它的工业应用。产生于上世纪60年代的模拟移动床色谱(Simulated Moving Bed, SMB)由于克服了间歇制备色谱的缺点， 日益受到重视。尤其自上世纪90年代以来，因其在手性拆分领域的成功应用，目前对 模拟移动床的研究十分活跃。如图1所示，现有技术即常规的模拟移动床以色谱为操作单元，将多根色谱柱首尾 相接成一闭环(多根色谱柱以串联方式连接)，进料液(Feed)、洗脱液(Eluent)入口与萃 取液(Extmct)、萃余液(Raffinate)出口将之分为I、 II、 III禾tl IV四个区间。每隔一定时间， 四股物料的进、出口位置分别沿流动相方向移动至下一根柱子出口 (或各根柱子均沿流 动相逆向移动一根柱长)，以此来模拟固定相和流动相之间的逆流移动。在洗脱液入口 和萃取液出口之间称为I区，其作用在于将强吸附组分从固定相上解吸下来而再生固定 相，故强吸附组分将随流动相朝萃取液出口移动；在萃取液出口和进料液入口之间为II 区，在进料液入口和萃余液出口之间则为第III区，II区和III区的功用相同，强组分在 这两区均被固定相吸附而沿着固定相的模拟逆流方向朝萃取液出口移动，弱组分则被流 动相解吸而随着流动相向萃余液出口移动；在萃余液出口和洗脱液入口之间为IV区， 弱吸附组分在这一区被固定相吸附而沿着固定相的模拟逆流方向朝萃余液出口移动，流 动相在此区得到再生，故从IV区流出的流动相可全部进入I区。这种独特的固定相和 流动相之间的模拟逆流操作特征， 一方面保持了固定床间歇制备色谱的优点，设备简单， 避免了实现固定相真正逆流的困难；另一方面则发挥逆流的特点，增大了液固两相间的 传质推动力，固定相和流动相得到充分利用，从而从根本上实现了色谱的分离效率。但在现有的模拟移动床分离方法中，II区流出液与预先配制的新鲜原料液混合后直 接流入III区。因模拟移动床系统内的强吸附组分和弱吸附组分总是不断地从萃取液和 萃余液出口流出，同时在分离过程中存在传质阻力和轴向弥散等各种非理想因素，故模 拟移动床内的组分浓度将总是小于原料液浓度，因而III区入口溶液(II区流出液和新鲜原料液混合)的浓度亦将总小于原料液浓度。实际上，n区流出液为模拟移动床的一个循 环液，其与新鲜原料液混合后再进入m区，故ni区入口溶液才是模拟移动床真正的进 样液。显然，如果能够提高这一真正的进样液浓度，则有利于增加床层内部浓度，由此 提高产品浓度和原料处理量。例如，将新鲜原料液直接泵入ni区(不是与n区流出液 混合后再流入m区)将能实现这一思想。此外，常规的模拟移动床分离中，模拟移动床内部的流动相组成恒定。由于模拟移动床的I区要求固定相再生完全，故当强吸附组 分的吸附能力很强时，需要提高I区的流动相流速，这势必提高系统的操作压力和溶剂 消耗量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，而提出一种改进的模拟移 动床分离方法，该方法可以在增加模拟移动床的原料处理量和提高产品浓度的同时降低 系统操作压力和溶剂消耗量。本专利技术的技术方案是这样实现的，以色谱柱为操作单元，将多根色谱柱串联，其中 洗脱液入口、萃取液出口、原料液入口和萃余液出口将多根串联的色谱柱分为I、 II、 III 和IV四个区间，每隔一定时间，各根色谱柱均沿流动相逆向移动一根柱长进行切换；其特征在于分离过程中，始终将n区与ni区断开；将原料液直接流入模拟移动床的III区；定期将II区流出液收集，并补充溶剂和原料，然后与剩余的初始原料液合并再 流入III区；在萃余液出口和萃取液出口分别收集弱吸附组分和强吸附组分的流分。在上述的改进方法中，当强吸附组分的吸附能力特别强，且流动相组成对其吸附能 力影响显著时，可同时将I区与IV区断开，洗脱液直接流入模拟移动床的I区，其中洗 脱液和原料液分别由洗脱能力不同的多种溶剂配制而成，洗脱液中具有强洗脱能力的溶 剂的体积百分含量高于原料液中强洗脱能力的溶剂的体积百分含量。这样，III区流动相组成与溶解原料用的溶液组成相同，而i区流动相组成则与洗脱液组成相同，使得i n 区流动相的洗脱能力强于m iv区流动相的洗脱能力。并将上述的IV区流出液与II区流出液定期收集混合，并补充溶剂和原料，然后与剩余的初始原料液合并再流入ni区。需要特别指出，n和iv区流出液组成和流量是事 先确定的，因而定期收集并混合后的溶液体积和组成也可确定，故据此可以很容易确定 往此混合溶液中补充纯溶剂的量，使得配制后的溶液组成与ni区流动相组成相同。上述的补充溶剂为洗脱能力弱的溶剂。本专利技术与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果-1. 采用将n、 in区断开，原料液直接泵入m区，能够提高in区入口溶液浓度和产 品浓度并增大了原料处理量。2. 采用将n、 ni区断开的同时将i、 iv区也断开，将n、 iv区流出液收集混合， 配制与初始原料液组成相同的新鲜原料液再直接泵入ni区，洗脱液直接流入模拟移动 床的i区，且使洗脱液中具有强洗脱能力的溶剂(强溶剂)的体积百分含量高于原料液 中强洗脱能力的溶剂的体积百分含量，降低了洗脱液用量和系统操作压力。附图说明图i为常规的模拟移动床系统结构图。图2为本专利技术改进的模拟移动床系统结构图。图3为本专利技术进一步改进的模拟移动床系统结构图。其中各数字和符号代表的意思为1~8-色谱柱编号；PI-进样泵；P2-IV区循环泵; P3-洗脱液泵；P4-II区循环泵。 具体实施例方式下面通过具体实施例，详细说明本专利技术。采用本专利技术改进的模拟移动床分离方法，将外消旋奥美拉唑分离成两个组分弱吸 附组分…-左旋奥美拉唑，从萃余液出口采出；强吸附组分--右旋奥美拉唑，从萃取液 出口采出。外消旋奥美拉唑原料购自浙江华义医药有限公司，含左旋奥美拉唑和右旋奥 美拉唑。1.流动相组成与奥美拉唑对映体的吸附平衡常数的关系采用正己烷/乙醇作流动相，用自制的纤维素三苯基氨基甲酸酯手性柱(柱子内径2cm，柱长10cm)来拆分外消旋奥美拉唑。手性柱的制备方法参见专利200510049387.0。 各个对映体化合物的吸附平衡常数随流动相组成的变化关系如表1所示表1流动相组成对奥美拉唑对映体吸附平衡常数的影响<table>table see original document page 5</column></row><table>表1中，Kt和K2分别为左旋奥美拉唑和右旋奥美拉唑的吸附平衡常数。从表1可 知，两个对映体的吸附平常数均随流动相中正己烷含量增加而增加。故用传统模拟移动 分离方法拆分外消旋奥美拉唑时，如果降低流动相中无水乙醇含量，有利于提高进样液 流量，但洗脱液用量将随之增加；反之虽然能降低洗脱液用量，但将同时减少进样液流2.改进的模拟移动床分离系统如图2所示，改进的模拟移动床分离系统包括进样泵、洗脱液泵、II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进的模拟移动床分离方法，以色谱柱为操作单元，将多根色谱柱串联，其中洗脱液入口、萃取液出口、原料液入口和萃余液出口将多根串联的色谱柱分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四个区间，每隔一定时间，各根色谱柱均沿流动相逆向移动一根柱长进行切换；其特征在于：分离过程中，始终将Ⅱ区与Ⅲ区断开；将原料液直接流入模拟移动床的Ⅲ区；定期将Ⅱ区流出液收集，并补充溶剂和原料，然后与剩余的初始原料液合并再流入Ⅲ区；在萃余液出口和萃取液出口分别收集弱吸附组分和强吸附组分的流分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：危凤，赵迎宪，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]