模擬移動床色譜分離天然產(chǎn)物的研究.pdf

1、模擬移動床(simulatedmovingbed，SMB)技術始于上世紀六十年代，最早在石油化工行業(yè)中得以應用。該技術具有連續(xù)進樣，填料利用率高和分離效果佳等優(yōu)點。隨著理論和制造技術的發(fā)展，它的應用領域得到了極大的擴展。更加高效的色譜柱和可靠的SMB系統(tǒng)，使得它可以應對更加復雜化合物的分離制備。尤其是在手性藥物中分離的應用，極大地推動了SMB的研究工作。SMB技術在天然產(chǎn)物分離制備領域中也得到了極大的發(fā)展。
　　本論文第一章的文獻

2、綜述簡單介紹了SMB的發(fā)展歷程和工藝形式。
　　第二章介紹了本實驗選用的過程模型和數(shù)值分析方法，以及相關的預測理論。同時還介紹了本次實驗所用的SMB設備系統(tǒng)。
　　實驗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確定一系列操作條件進行制備測試。對比不同操作條件下柚皮苷的相對純度、回收率、產(chǎn)率和溶劑耗量。以相對純度100％和回收率高于80％為制備標準確定了有效操

3、作點的位置。根據(jù)操作點的位置，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)進樣流速和切換時間的選擇對分離效果的影響。采用平衡擴散模型和物料守恒關系建立模擬方法。通過該方法對所設操作條件進行模擬計算。得到的模擬數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)基本吻合。說明了該模擬方法可以用于驗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構，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。通過模擬實驗驗證了串聯(lián)SMB第二級進料濃度周期性波動是保證制備組分高回收率的要素。但同時不合適的進樣濃度波動反而會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法靈活調(diào)控支路流速的缺點，本文提出了改進六區(qū)和七區(qū)串聯(lián)SMB工藝。改進工藝是在原有五區(qū)基礎上設置額外的區(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。采用模擬實驗分析對比各操作點的分離效果，推測第二級操作點的位置對各組分回收率的影響，并作出了變化趨勢圖。最后，提出了支路死體積會對第二級進料濃度波動的造成延遲作用。通過模擬試驗比較這些工藝應對這種延遲時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的第二級操作點落

6、在三角形范圍內(nèi)，回收率基本與死體積無關。結果證實了改進SMB的在實際應用中面對支路死體積問題的可靠性。
　　第五章的主要內(nèi)容是采用改進六區(qū)串聯(lián)SMB工藝同時分離制備魚油乙酯粗品中的DHA乙酯和EPA乙酯。根據(jù)實際設備和樣品分離要求，選取(4+1+3)SMB作為本次實驗所用的工藝。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。通過高效液相色譜的檢測，確定柱參數(shù)和組分保留性質。結合三角形法，選取不同

7、操作條件點進行實際分離實驗。根據(jù)實際分離檢測得到的數(shù)據(jù)，分析各操作條件對分離效果的影響。實驗結果表明，該設備和工藝條件下選取合適的操作條件，可使EPA-EE和DHA-EE的相對純度達到99％以上，基本上達到了同時分離純化的效果。第二級操作點位置對回收率的影響基本符合第四章確定的變化趨勢。在各區(qū)m值限制范圍內(nèi)所設的操作條件都可以得到相對純度較高的產(chǎn)品組分。當固定第二級操作點，同時變動第一級操作點位置時，4區(qū)流速會發(fā)生改變，從而使EPA-E