分馏萃取手性分离外消旋体研究-化学工程与技术专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 湘潭大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 药物分子结构基团在空间排列有差异的化合物称为立体异构体，在空间上不 能重合，互为镜像关系的立体异构体称为对映体异构体，它们就如同人类的左右 手一样具有手性。液-液手性溶剂萃取分离法分离手性药物与其他分离方法相比 具有更多的优势。第一，对温度的要求低，节省能源；第二，萃取分离过程中没 有使用气体或者固体物，操作方便；第三，手性萃取剂具有高的对映体选择性， 分离性能好，适用范围广；第四，液液萃取使用合适的设备可以实现连续生产， 易于工业放大生产，对设备要求不高。 本论文以水溶性羟丙基-β-环糊精和 CuPF6{(S)-BINAP}为手性萃取剂，使用 多级环隙式离心萃取器，分馏萃取手性分离萘普生和 4-硝基苯甘氨酸对映体。从 单级均相反应机理模型和界面反应机理模型结合质量守恒定律以及相平衡方程， 分别建立了分馏萃取手性分离萘普生对映体数学模型和分馏萃取手性分离 4-硝 基苯甘氨酸对映体数学模型，采用严格计算法基于 Matlab 平台编写了模拟程序。 通过一系列实验和模拟对萘普生(NAP)对映体和 4-硝基苯甘氨酸(PGL)对映体进 行了分馏萃取手性分离研究。获得了一系列分馏萃取规律，相关预测函数和最佳 工艺操作参数，为萘普生和 4-硝基苯甘氨酸对映体的分离以及环隙式离心萃取器 的设计和放大提供了科学依据。本论文主要研究工作和结果如下： 1、分馏萃取手性分离 NAP 对映体的研究：基于均相反应机理模型结合质量 守恒定律以及相平衡方程建立分馏萃取手性分离萘普生对映体数学模型，采用严 格计算法基于 Matlab 平台编写模拟程序包。通过实验和模拟研究相比 W/O、羟 丙基-β-环糊精浓度等工艺参数对萃取分离过程的影响。通过模拟预测和优化分 析获得了分馏萃取对称分离萘普生对映体完全分离最佳工艺参数预测函数：Nmin = 22.74[HP-β-CD]-0.35，W/F = 3.505[HP-β-CD]-0.91，W/O = 0.637[HP-β-CD]-0.71。 2、分馏萃取手性分离 PGL 对映体的研究：基于界面反应机理模型结合质量 守恒定律以及相平衡方程建立分馏萃取手性分离 4-硝基苯甘氨酸对映体数学模 型，采用严格计算法基于 Matlab 平台编写模拟程序包。通过实验和模拟研究相 比 O/W、CuPF6{(S)-BINAP}浓度、PF6-浓度等工艺参数对萃取分离过程的影响。 通过模拟和优化获得了分馏萃取对称分离 4-硝基苯甘氨酸对映体重要结论：当萃 取剂过剩量为 1.0 和 2.0 时，分别只需 18 级和 14 级离心萃取器，既可以达到 99% eeeq。 关键词：外消旋体；分馏萃取；环隙式离心萃取器；模拟优化 I Abstract In the thesis, fractional extraction of naproxen and 4-nitro-D,L-phenylalanine was investigated with HP-β-CD and CuPF6{(S)-BINAP} as enantioselective extractants in annular centrifugal contactors. Fractional extraction equilibrium models were developed based on homogeneous reaction mechanism and interfacial reaction mechanism combining with the law of mass conservation and liquid-liquid equilibrium equations. Rigorous calculation method was used to write simulated program by Matlab