模擬移動(dòng)床色譜分離天然產(chǎn)物的研究.pdf

1、模擬移動(dòng)床(simulatedmovingbed，SMB)技術(shù)始于上世紀(jì)六十年代，最早在石油化工行業(yè)中得以應(yīng)用。該技術(shù)具有連續(xù)進(jìn)樣，填料利用率高和分離效果佳等優(yōu)點(diǎn)。隨著理論和制造技術(shù)的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域得到了極大的擴(kuò)展。更加高效的色譜柱和可靠的SMB系統(tǒng)，使得它可以應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜化合物的分離制備。尤其是在手性藥物中分離的應(yīng)用，極大地推動(dòng)了SMB的研究工作。SMB技術(shù)在天然產(chǎn)物分離制備領(lǐng)域中也得到了極大的發(fā)展。
　　本論文第一章的文獻(xiàn)

2、綜述簡(jiǎn)單介紹了SMB的發(fā)展歷程和工藝形式。
　　第二章介紹了本實(shí)驗(yàn)選用的過(guò)程模型和數(shù)值分析方法，以及相關(guān)的預(yù)測(cè)理論。同時(shí)還介紹了本次實(shí)驗(yàn)所用的SMB設(shè)備系統(tǒng)。
　　實(shí)驗(yàn)和理論研究可以分為三章。第三章的主要內(nèi)容是三區(qū)模擬移動(dòng)床制備純化柚皮苷的研究。首先，依據(jù)三角形法和樣品組分性質(zhì)確定一系列操作條件進(jìn)行制備測(cè)試。對(duì)比不同操作條件下柚皮苷的相對(duì)純度、回收率、產(chǎn)率和溶劑耗量。以相對(duì)純度100％和回收率高于80％為制備標(biāo)準(zhǔn)確定了有效操

3、作點(diǎn)的位置。根據(jù)操作點(diǎn)的位置，在(m2，m3)平面中確定有效操作范圍。該范圍落在三角形區(qū)域內(nèi)和純萃余區(qū)域邊界上。分析范圍內(nèi)進(jìn)樣流速和切換時(shí)間的選擇對(duì)分離效果的影響。采用平衡擴(kuò)散模型和物料守恒關(guān)系建立模擬方法。通過(guò)該方法對(duì)所設(shè)操作條件進(jìn)行模擬計(jì)算。得到的模擬數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)基本吻合。說(shuō)明了該模擬方法可以用于驗(yàn)證柚皮苷制備純化操作條件的可行性。
　　第四章的主要內(nèi)容為串聯(lián)SMB分離三組分混合物工藝的研究。首先，本章介紹了五區(qū)串聯(lián)SMB制

4、備三組分中中等保留組分的工作原理和工藝結(jié)構(gòu)，利用局部平衡方程和三角形理論，在保證組分分離純度的條件下，確定各區(qū)m值的限制范圍。通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了串聯(lián)SMB第二級(jí)進(jìn)料濃度周期性波動(dòng)是保證制備組分高回收率的要素。但同時(shí)不合適的進(jìn)樣濃度波動(dòng)反而會(huì)造成更大的回收率損失。然后，根據(jù)五區(qū)串聯(lián)SMB只能制備中等保留組分和無(wú)法靈活調(diào)控支路流速的缺點(diǎn)，本文提出了改進(jìn)六區(qū)和七區(qū)串聯(lián)SMB工藝。改進(jìn)工藝是在原有五區(qū)基礎(chǔ)上設(shè)置額外的區(qū)，可在保證制備純度的條件下

5、，讓支路流速可調(diào)范圍增大。同樣，采用之前的方法確定改進(jìn)工藝在保證制備純度的條件下各區(qū)m值的限制范圍。采用模擬實(shí)驗(yàn)分析對(duì)比各操作點(diǎn)的分離效果，推測(cè)第二級(jí)操作點(diǎn)的位置對(duì)各組分回收率的影響，并作出了變化趨勢(shì)圖。最后，提出了支路死體積會(huì)對(duì)第二級(jí)進(jìn)料濃度波動(dòng)的造成延遲作用。通過(guò)模擬試驗(yàn)比較這些工藝應(yīng)對(duì)這種延遲時(shí)的組分回收率損失程度。發(fā)現(xiàn)五區(qū)串聯(lián)SMB在保證制備組分純度的條件下，死體積增大造成的組分回收率損失很大。而六區(qū)和七區(qū)SMB的第二級(jí)操作點(diǎn)落

6、在三角形范圍內(nèi)，回收率基本與死體積無(wú)關(guān)。結(jié)果證實(shí)了改進(jìn)SMB的在實(shí)際應(yīng)用中面對(duì)支路死體積問(wèn)題的可靠性。
　　第五章的主要內(nèi)容是采用改進(jìn)六區(qū)串聯(lián)SMB工藝同時(shí)分離制備魚(yú)油乙酯粗品中的DHA乙酯和EPA乙酯。根據(jù)實(shí)際設(shè)備和樣品分離要求，選取(4+1+3)SMB作為本次實(shí)驗(yàn)所用的工藝。Octave1001K色譜系統(tǒng)中，8根制備柱在各區(qū)的分配為1/2/1/1/2/1。通過(guò)高效液相色譜的檢測(cè)，確定柱參數(shù)和組分保留性質(zhì)。結(jié)合三角形法，選取不同

7、操作條件點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際分離實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)際分離檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)，分析各操作條件對(duì)分離效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)備和工藝條件下選取合適的操作條件，可使EPA-EE和DHA-EE的相對(duì)純度達(dá)到99％以上，基本上達(dá)到了同時(shí)分離純化的效果。第二級(jí)操作點(diǎn)位置對(duì)回收率的影響基本符合第四章確定的變化趨勢(shì)。在各區(qū)m值限制范圍內(nèi)所設(shè)的操作條件都可以得到相對(duì)純度較高的產(chǎn)品組分。當(dāng)固定第二級(jí)操作點(diǎn)，同時(shí)變動(dòng)第一級(jí)操作點(diǎn)位置時(shí)，4區(qū)流速會(huì)發(fā)生改變，從而使EPA-E