基于离心萃取器逆流分级萃取芳香酸对映体的研究

本项目以芳香酸类药物对映体为拆分对象，水溶性β-环糊精为手性萃取剂，提出一种新的手性分离制备技术- - 基于离心萃取器逆流分级萃取芳香酸对映体。本项目基于水溶性β-环糊精萃取分离芳香酸对映体热力学、包合反应萃取动力学模型的基础上，根据水溶性β-环糊精萃取分离芳香酸对映体手性萃取规律，建立逆流分级萃取数学模型，运用Matlab软件平台对手性萃取过程进行模拟和优化，构建多级串联离心萃取工艺，并运用该工艺，对芳香酸外消旋体实现萃取分离，获得最佳操作参数及手性萃取规律。基于CFD-PBM耦合模型，结合包合反应萃取动力学模型，建立离心萃取器手性萃取传递数学模型，模拟离心萃取器中的液-液两相传递现象，结合LDV、PIV对离心萃取器进行流场分析，优化离心萃取器设计，强化手性萃取传质效率，为芳香酸对映体的分离以及萃取设备的设计、放大和过程强化提供科学依据。

手性纯化合物的工业制备是制药工业领域一个重大的基础性课题。本项目以芳香酸类及氨基酸类药物对映体为拆分对象，基于均相反应萃取和界面反应萃取的基本原理提出一种新的手性分离制备技术——基于离心萃取器逆流分级手性萃取技术。本项目基于单级手性萃取模型以及质量守恒定律等，建立了多级离心手性萃取数学模型；通过实验数据与模拟结果比较对模型进行验证，并基于验证后的数学模型，运用Matlab软件平台对多级离心手性萃取过程进行模拟和优化；基于优化结果，构建多级串联离心萃取工艺，对苯基琥珀酸、α-环己基扁桃酸、萘普生、4-硝基苯甘氨酸、奥昔布宁、雌马酚等对映体进行了拆分，实现了对映体高效分离并总结了相关规律。研究发现相比、对映体浓度、萃取剂浓度、水相pH、萃取级数对多级离心萃取分离对映体具有重要影响；通过模型预测值与实验值的比较发现，模型能准确预测多级离心萃取实验结果，且模型对均相反应和界面反应的多级离心萃取过程均能准确模拟。本项目研究的多级离心手性萃取技术易于工业放大、可连续化生产、适用范围广、分离效率高，具有良好的发展潜力。本项目研究获得的多级离心萃取工艺参数以及构建的数学模型为过程开发提供了科学依据。