乳狀液膜和支撐液膜體系手性分離苯丙氨酸的傳質(zhì)機(jī)理與模型.pdf

1、藥物對(duì)映體的液膜手性分離及其傳質(zhì)模型的研究為當(dāng)前最熱門的課題之一。本文闡述了手性藥物的基本概念，綜述了目前主要的手性拆分方法及其研究進(jìn)展，對(duì)液膜手性拆分過(guò)程的傳質(zhì)機(jī)理及模型研究現(xiàn)狀和意義進(jìn)行了闡述。對(duì)乳狀液膜和中空纖維支撐液膜手性分離苯丙氨酸對(duì)映體的傳質(zhì)機(jī)理及模型進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究與探討，主要研究?jī)?nèi)容如下： 研究了以N-癸基-L-羥基脯氨酸和銅離子配合物為手性載體，Span-80為表面活性劑，煤油為溶劑的乳狀液膜體系手性分離苯

2、丙氨酸對(duì)映體的分離性能?？疾炝烁饕蛩氐葘?duì)選擇性分離性能的影響，從而確定了合適的萃取條件為：表面活性劑Span-80和有機(jī)溶劑煤油體積比8：92；苯丙氨酸外消旋體濃度為1.0mmol/L；手性萃取途徑是從外水相到內(nèi)水相；外水相pH4.8；Cu2+濃度5mmol/L。 通過(guò)對(duì)乳狀液膜手性分離過(guò)程中傳質(zhì)機(jī)理的研究以及各影響因素的分析，得到了可以分析和預(yù)測(cè)乳狀液膜手性拆分過(guò)程傳質(zhì)的反應(yīng)-擴(kuò)散模型，該模型同時(shí)考慮了外水相邊界層的擴(kuò)散阻力和

3、手性對(duì)映體與載體的反應(yīng)阻力。外水相苯丙氨酸對(duì)映體的濃度以及分離因子α表示為： 當(dāng)外相對(duì)映體濃度遠(yuǎn)小于液膜相手性載體濃度時(shí)，該手性傳質(zhì)過(guò)程中外相邊界層的擴(kuò)散為控制步驟，利用數(shù)據(jù)擬合得到了外水相與液膜相界面邊界層擴(kuò)散的傳質(zhì)系數(shù)ke。 將常數(shù)表達(dá)式中引入表觀分配系數(shù)的概念，可以得到改進(jìn)的反應(yīng)-擴(kuò)散模型，改進(jìn)后模型對(duì)外水相D-苯丙氨酸對(duì)映體的濃度分率的模擬值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大偏差大大減小，由20.4％降為10.7％。模型中的常數(shù)表

4、達(dá)式為： 研究了在中空纖維液膜器中采用N-癸基-L-羥基脯氨酸和銅離子配合物為手性載體的支撐液膜體系手性拆分苯丙氨酸對(duì)映體。通過(guò)對(duì)比不同的流體流速對(duì)手性分離過(guò)程的影響，選擇最佳的流體流速為3mm/s。研究了對(duì)映體濃度和分離因子與緩沖溶液pH的變化關(guān)系，選擇緩沖溶液的pH為4.8。 從總傳質(zhì)阻力的角度出發(fā)，通過(guò)對(duì)中空纖維支撐液膜過(guò)程中各影響因素的分析及理論推導(dǎo)，得到了接收相中各手性對(duì)映體濃度以及手性藥物拆分過(guò)程分離因子對(duì)時(shí)

5、間的總傳質(zhì)阻力模型。該數(shù)學(xué)模型同時(shí)考慮了手性對(duì)映體在料液相、接收相與液膜相間的分配行為和料液相邊界層、接收相邊界層以及支撐液膜相的擴(kuò)散阻力。接收相中苯丙氨酸對(duì)映體的濃度及分離因子α可表示為： 利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果，擬合得到了模型中的未知參數(shù)，為以后進(jìn)一步的研究及實(shí)驗(yàn)裝置的放大提供了參考。 αf=1.64；αs=1.52；cs=0.33；cf=1.43進(jìn)一步研究了中空纖維支撐液膜手性分離過(guò)程的傳質(zhì)機(jī)理，得到了描述接收相中各手性對(duì)映

6、體濃度、液膜相中各手性對(duì)映體濃度以及手性藥物拆分過(guò)程分離因子對(duì)時(shí)間變化的偏微分方程組。通過(guò)對(duì)某些條件的假設(shè)與簡(jiǎn)化處理，得到了偏微分方程組的解析解，即反應(yīng)-擴(kuò)散模型。該數(shù)學(xué)模型同時(shí)考慮了手性對(duì)映體與載體的反應(yīng)和料液相邊界層、接收相邊界層以及支撐液膜相的擴(kuò)散阻力。接收相和中空纖維支撐液膜相中苯丙氨酸對(duì)映體的濃度以及手性分離因子可表示為： 在描述手性對(duì)映體與載體反應(yīng)的各因素中，藥物對(duì)映體與載體反應(yīng)的正向速率常數(shù)，反向速率常數(shù)對(duì)濃度和分

7、離因子的影響很小，故可以考慮將其忽略，從而得到該過(guò)程的快速反應(yīng)--擴(kuò)散模型。模型中的常數(shù)λj表達(dá)式化為： 將反應(yīng)-擴(kuò)散模型中手性對(duì)映體與載體的反應(yīng)行為用手性對(duì)映體在料液相、接收相與液膜相間的表觀分配行為取代，同樣可以得到描述接收相中各手性對(duì)映體濃度、液膜相中各手性對(duì)映體濃度以及手性藥物拆分過(guò)程分離因子對(duì)時(shí)間變化的偏微分方程組，其解析解為分配-擴(kuò)散模型。該數(shù)學(xué)模型同時(shí)考慮了手性對(duì)映體的表觀分配行為和料液相邊界層、接收相邊界層以及支

8、撐液膜相的擴(kuò)散阻力。接收相和支撐液膜中苯丙氨酸對(duì)映體的濃度以及手性分離因子可表示為： 將所得到的傳質(zhì)模型對(duì)手性拆分過(guò)程中苯丙氨酸對(duì)映體的濃度和分離因子進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：模型的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠很好地吻合；總傳質(zhì)阻力模型、反應(yīng)-擴(kuò)散模型與快速反應(yīng)-擴(kuò)散模型以及分配-擴(kuò)散模型的模擬結(jié)果基本一致。對(duì)料液相與接收相的pH值，邊界層傳質(zhì)阻力以及液膜傳質(zhì)阻力等因素對(duì)手性拆分過(guò)程中對(duì)映體的濃度和分離因子的影響進(jìn)行分析。結(jié)果表明這些模型能