包合反应萃取分离芳香酸对映体及动力学研究

手性制药是医药行业的前沿领域，外消旋体拆分是获得单一对映体手性药物的一种重要且最经济的方法。本项目提出水溶性β-环糊精包合反应手性萃取分离疏水性芳香酸对映体的新技术。依据手性匹配原理，对β-环糊精分子(2,3,6)位羟基改性，合成具有不同手性识别功能的水溶性β-环糊精。将其作为水相中的手性萃取剂用于萃取疏水性芳香酸对映体，探寻萃取剂种类和浓度、对映体浓度、温度、pH、溶剂等因素对分配系数和分离因子的影响规律；运用分子力学和量子化学方法，研究手性萃取剂对芳香酸对映体的分子识别机理。在此基础上，测定反应速率与萃取剂浓度、对映体浓度、温度等的关系，建立反应萃取动力学模型；然后考察搅拌速率、pH、溶剂、温度、相界面面积及浓度等因素对传质速率的影响，研究水溶性β-环糊精反应萃取过程的传质机理，构建传质模型，结合计算机模拟和多目标优化获得最佳操作条件，为芳香酸对映体的手性萃取过程工业放大提供理论依据。

手性制药是医药行业的前沿领域，外消旋体拆分是获得单一对映体手性药物的一种重要且最经济的方法。本项目提出水溶性β-环糊精包合反应萃取分离疏水性对映体新技术。将水溶性β-环糊精作为水相中的手性萃取剂用于萃取奥昔布宁、普拉洛芬、布洛芬、萘普生等疏水性对映体，探寻萃取剂种类和浓度、对映体浓度、温度、pH、溶剂等因素对分配系数和分离因子的影响规律。深入探讨了β-环糊精及其衍生物萃取分离疏水性药物对映体的机理，综合物理分配平衡、酸碱平衡、包合反应平衡等建立数学模型，对萃取平衡进行模拟。模型能准确预测实验结果，通过模拟优化和实验研究获得最佳萃取条件。在此基础上，研究了水溶性β-环糊精包合反应萃取动力学。考察搅拌速率、界面面积、对映体浓度和萃取剂浓度等条件对传质速率的影响，研究水溶性β-环糊精反应萃取过程的传质机理，构建传质模型。研究发现水溶性β-环糊精包合反应萃取分离疏水性对映体属于快化学反应控制，对对映体反应是一级反应，对萃取剂反应是二级反应。本项目研究获得的热力学和动力学数据为奥昔布宁、普拉洛芬、布洛芬、萘普生等疏水性对映体的萃取分离以及萃取设备的设计和放大提供科学依据。水溶性β-环糊精包合反应手性萃取技术解决了疏水性对映体难以用手性萃取分离这一难题，充分利用了β-环糊精衍生物高的立体选择性，同时水溶性β-环糊精生物相容性好且价格相对低廉，具有广阔的应用前景。