(R,S)-扁桃酸的合成、固液相平衡、分離純化及手性拆分研究.pdf

1、(R,S)-扁桃酸在有機(jī)合成和藥物合成領(lǐng)域有著非常重要的用途，其具有光學(xué)活性的單體也常常是合成許多手性藥物的中間體且藥效比外消旋體的要高出好幾倍。由于用化學(xué)合成法得到的大多都是扁桃酸外消旋體和鈉鹽的混合物，因此，對(R,S)-扁桃酸的分離純化及拆分的研究有著十分重要的意義。本文通過相轉(zhuǎn)移催化法合成了外消旋體扁桃酸，并研究了外消旋體扁桃酸的分離純化及手性拆分。
　　用相轉(zhuǎn)移催化法（PTC）合成了外消旋體扁桃酸，通過單因素實(shí)驗(yàn)討論了不

2、同催化劑、不同催化劑量、不同反應(yīng)溫度、不同反應(yīng)時間、不同物料比以及不同的堿滴加時間對產(chǎn)物収率的影響。結(jié)果表明在相轉(zhuǎn)移條件下由苯甲醛與氯仿合成外消旋體扁桃酸的最佳的反應(yīng)條件為：以TEBA為相轉(zhuǎn)移催化劑，回流攪拌3 h，用量為苯甲醛的3％(摩爾分?jǐn)?shù))，苯甲醛：氯仿=2（摩爾比），反應(yīng)溫度為60℃，滴加時間為1 h。
　　按此路線合成的外消旋體扁桃酸的液體中含有扁桃酸外消旋體和氯化鈉。傳統(tǒng)的方法是用乙醚先萃取掉沒有反應(yīng)的氯仿，然后用乙醚

3、多次萃取酸化液當(dāng)中的扁桃酸外消旋體，最后用苯結(jié)晶。由于此分離路線存在易燃易爆和有毒的風(fēng)險。而相圖是研究和解決相平衡的工具，對物質(zhì)的分離和純化具有重要的理論指導(dǎo)作用，為了高效分離出扁桃酸外消旋體，我們需要尋找一種適合的溶劑來構(gòu)建相圖。所以，本文采用平衡法測定了大氣壓下T=283.15-338.15 K時，外消旋體扁桃酸在純水溶劑水、甲醇、乙醇、正丙醇和二元混合溶劑甲醇（或乙醇或正丙醇，w1～15%，w2～25%，w3～35%, w4～45

4、%）+水中的摩爾分?jǐn)?shù)溶解度并用重量分析法分析了飽和溶液中的組成成分。用ideal模型、Apelblat模型、λh(Buchowski)模型、Wilson模型、NRTL模型關(guān)聯(lián)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，回歸出來最優(yōu)參數(shù)，在最優(yōu)參數(shù)下計算了計算值和實(shí)驗(yàn)值之間的相對偏差和平均相對偏差，ideal模型、Apelblat模型、λh(Buchowski)模型、Wilson模型、NRTL模型的總體相對平均偏差分別為1.276%,0.934%,1.456%,0.62

5、4%,1.302%，說明實(shí)驗(yàn)值和計算值吻合的很好，因此實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以用來作為構(gòu)建相圖的依據(jù)并用來指導(dǎo)外消旋體扁桃酸的分離。用范特霍夫方程計算了溶解過程中的標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾熵變、標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾吉布斯自由能變以及標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾焓變和標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾熵變對標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾吉布斯自由能變的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明，外消旋體扁桃酸在各種溶劑中的溶解過程當(dāng)中標(biāo)準(zhǔn)表觀吉布斯自由能變、標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾焓變以及標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾熵變都是正數(shù)，說明了溶解過程不是自發(fā)的行為，是

6、吸熱過程。標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾熵變對于標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾吉布斯自由能變的貢獻(xiàn)比標(biāo)準(zhǔn)表觀摩爾焓變大。
　　本文測定了大氣壓力下 T=283.15-338.15 K時，扁桃酸+氯化鈉+水和乙醇(w1～15%，w2～25%，w3～35%)+水中的相互溶解度。根據(jù)得到的相互溶解度數(shù)據(jù)分別構(gòu)建了不同溫度下的三元和四元相圖，用圖解法計算了首次循環(huán)和穩(wěn)定循環(huán)扁桃酸和氯化鈉的析出率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在相同的循環(huán)路徑下扁桃酸+氯化鈉+水三元體系分離效率比扁桃酸+氯化鈉+

7、乙醇(w1～15%，w2～25%，w3～35%)+水四元體系的要高，且能量消耗較小、操作簡單，因此適用于作為分離扁桃酸外消旋體和氯化鈉的理論依據(jù)。由于氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，所以在扁桃酸外消旋體存在下不同溫度的氯化鈉的溶解度曲線離的都很接近。相反地，扁桃酸外消旋體的溶解度隨溫度變化較大，所以在氯化鈉存在下不同溫度的扁桃酸外消旋體的溶解度曲線就離的比較遠(yuǎn)。另外，由于它們對溫度的敏感程度不一樣，所以使共飽和點(diǎn)隨著溫度的升高逐漸往右下方

8、移動。結(jié)果，(R，S)-扁桃酸飽和區(qū)變得越來越大而氯化鈉的飽和區(qū)變得越來越小。
　　本文采取的是固膜拆分法：將纖維素涂敷在以氧化鋯改性的氧化鋁通道薄膜為基膜的膜上，以（S）-扁桃酸為印記分子，用模板合成法制備出分子印記納米通道復(fù)合膜并用來拆分結(jié)晶出來的扁桃酸外消旋體。用掃描電鏡（SEM）表征了膜的形態(tài)。在相同實(shí)驗(yàn)條件下的滲透實(shí)驗(yàn)表明該膜對扁桃酸對映體（MA）的拆分效果要優(yōu)與蘋果酸和乳酸對映體?？疾炝髓T膜液中不同纖維素含量對膜性能和

9、形態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)纖維素含量為15 wt.%時膜的性能最好，同時比較了分子印記纖維素膜和非分子印記纖維素膜，發(fā)現(xiàn)含有印記分子的纖維素膜的流通量和對映體過量值都比非分子印記纖維素膜的高，所以我們用含有印記分子15 wt.%的纖維素作為制備分子印記納米通道復(fù)合膜的基礎(chǔ)。比較了不同的模板孔徑對膜性能的影響，發(fā)現(xiàn)，隨著孔徑的增大，流通量增大的同時，選擇性并沒有降低，與傳統(tǒng)的手性拆分膜相比，流通量將近增大了10倍，分離因子高達(dá)35。另外，還比