手性液液萃取拆分氧氟沙星对映体的研究

摘要

氧氟沙星是第三代氟喹诺酮类抗菌剂，在临床运用中极为广泛。氧氟沙星是手性药物，其左旋体L-氧氟沙星与其消旋体相比具有毒副作用小、给药量小和抗药活性高等优点。研究表明，L-氧氟沙星的抗菌活性是右旋体D-氧氟沙星的8-128倍，是其消旋体的2倍。
　　利用手性拆分技术获得光学纯度的L-氧氟沙星是近些年国内外的研究热点之一。目前有许多学者利用手性萃取剂对其进行液液萃取手性拆分。这种方法易于实现大规模生产，具有低能耗、设备简单、操作条件温和的特点。本文采用手性液液萃取法对氧氟沙星消旋体的拆分过程进行研究。研究内容包括:
　　1.针对氧氟沙星水溶性不大，萃取容量小的问题，本文选择乙酸作为助溶剂，以获得较高浓度的氧氟沙星水溶液(＞10000ppm)，再利用L-酒石酸二乙酯(L-TADE)为萃取剂拆分较高浓度的氧氟沙星水溶液，并研究了乙酸浓度、萃取温度、萃取剂浓度、氧氟沙星浓度等对萃取效果的影响，优化得到了合适的萃取条件。当c(L-TADE)=0.5mol/L，c(HAc)=0.1 mol/L，c(ofloxacin)=12000 ppm，t=25℃时，选择性系数达到1.39。相比于已有的研究成果，研究结果实现了氧氟沙星拆分浓度与对映体选择性系数的同步提升。为了从微观层次上理解实验结果，采用分子动力学模拟分别对手性拆分剂和氧氟沙星对映体的相互作用能进行分子动力学模拟研究分析。
　　2.为了进一步提高氧氟沙星的手性液液萃取拆分过程的选择性，对混合萃取剂的拆分效果进行探讨。采用L-酒石酸二乙酯和L-(-)-二苯甲酰酒石酸(L-DBTA)作为混合萃取剂，并优化分析了萃取工艺条件和对其萃取过程的影响。研究结果表明:当t=25℃，c(L-TADE)=0.5mol/L, c(HAc)=0.1mol/L, c(L-DBTA)=0.1mol/L, c(ofloxacin)=8000 ppm时，选择性系数为1.58。采用该混合萃取剂的拆分效果要优于单一萃取剂的拆分效果。
　　3.利用Aspen Plus流程模拟软件对萃取剂酒石酸二乙酯与稀释剂正辛醇的精馏分离过程进行模拟。对精馏过程参数进行优化分析，确定了最佳塔板数、进料位置和回流比。针对常压塔操作温度过高和高压蒸汽成本高的缺点，设计了减压精馏工艺，并对不同操作压力的减压塔进行了分析。

目录

声明

致谢

摘要

缩写、符号清单表

1 文献综述

1．1 前言

1．2 手性拆分方法

1．2．1 结晶拆分法

1．2．2 化学拆分法

1．2．3 生物拆分法

1．2．4 色谱拆分法

1．2．5 膜分离法

1．2．6 手性液液萃取拆分法

1．2．7 各个拆分方法的比较

1．3 手性萃取剂

1．3．1 酒石酸类手性萃取剂

1．3．2 环糊精类手性萃取剂

1．3．3 冠醚类手性萃取剂

1．3．4 金属络合物类手性萃取剂

1．3．5 其他手性萃取剂

1．4 氧氟沙星

1．4．1 氧氟沙星简介

1．4．2 氧氟沙星手性拆分研究进展

1．5 本课题研究目的与研究内容

2 L-酒石酸二乙酯萃取拆分氧氟沙星对映体及分子动力学模拟

2．1 前言

2．2 实验与方法

2．2．1 实验试剂和设备

2．2．2 萃取实验步骤

2．2．3 分析方法

2．2．4 氧氟沙星消旋体水溶液高效液相色谱图

2．3 实验结果分析与讨论

2．3．1 乙酸浓度对氧氟沙星溶解度的影响

2．3．2 液液平衡时间的确定

2．3．3 乙酸浓度对拆分效果的影响

2．3．4 L-酒石酸二乙酯浓度对拆分效果的影响

2．3．5 氧氟沙星浓度对拆分效果的影响

2．3．6 温度对拆分效果的影响

2．3．7 van’t Hoff方程回归

2．4 分子动力学模拟分析

2．4．1 模拟细节

2．4．2 模拟结果分析

2．5 本章小结

3 混合萃取剂拆分氧氟沙星对映体

3．1 前言

3．2 实验与方法

3．2．1 实验试剂和设备

3．2．2 实验步骤

3．3 实验结果分析与讨论

3．3．2 L-DBTA浓度对拆分效果的影响

3．3．3 氧氟沙星浓度对拆分效果的影响

3．3．4 乙酸浓度对拆分效果的影响

3．3．5 温度对拆分效果的影响

3．4 本章小结

4 萃取剂精馏再生工艺设计

4．1 前言

4．2 物性方法的选择

4．3 常压精馏分离模拟

4．4 减压蒸馏模拟

4．4．1 塔压为0．8atm的减压精馏模拟

4．4．2 塔压为0．4atm的减压精馏模拟

4．4．3 塔压为0．04atm的减压精馏模拟

4．4．4 塔压为0．013atm的减压精馏模拟

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简介