膜萃取-结晶耦合富集与拆分废水中氨氯地平

来源 :湖南理工学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanqin2394
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氨氯地平是一种有效的钙通道阻滞剂,常用于治疗心绞痛和高血压。作为一种手性药物,其左旋体显示出了优异的钙拮抗性,大约是右旋体的1000倍。但其右旋体在治疗或预防动脉粥样硬化方面也有一定疗效。在其合成、拆分和纯化过程中,产生的废水(或废液)仍含有一定量的氨氯地平。这类废液排入水体中对水生生物毒性极大并且具有长期持续影响,从而对环境、生态以及人类健康造成极其严重的威胁。若能对废液中氨氯地平进行回收处理,具有良好的环境与经济效益。本研究采用膜萃取与结晶联用或耦合的几种新方法富集与拆分回收废液中的氨氯地平。利用膜萃取将废液中的低浓度氨氯地平进行富集,再通过结晶法对富集后的氨氯地平对映体进行拆分回收。这些技术实现了氨氯地平资源化利用,提高了生产总收率,并大大减少了后续生化处理的负荷。从而大幅度地提高企业的经济效益,降低制药废液处理的综合成本。(1)以PVDF疏水性中空纤维膜为基膜,构建膜萃取组件对废水中的氨氯地平进行富集,再利用苯磺酸进行反萃和结晶,一步法回收得到苯磺酸氨氯地平晶体产物。考察了萃取剂P204浓度、氨氯地平浓度、pH和反萃剂苯磺酸浓度等因素对氨氯地平富集回收的影响,获得最佳条件:P204浓度为15 mmol/L,氨氯地平初始浓度为6 mmol/L,pH值为6,苯磺酸浓度为0.1 mol/L,原料液和萃取相流速为100 mL/min和30 mL/min。运行6 h后,废水中氨氯地平的去除率EAD可达到96.17%,反萃液中晶体的收率YAD值为77.65%。该膜萃取-苯磺酸反萃结晶耦合新方法回收率高,且步骤简单,可连续操作。(2)进一步提出一种支撑液膜-水/有机相结晶联用的富集与拆分氨氯地平新方法。第一步构建支撑液膜萃取体系,利用反萃相分散/支撑液膜(SLM-SD)对废水中的氨氯地平富集回收,得到盐酸氨氯地平浓缩物。其废水中氨氯地平的去除率EAD为99.67%,反萃液中氨氯地平的收率Y1,AD为87.91%。第二步水相结晶,将一定量的NaOH和(L)-酒石酸添加到第一步获得的反萃相浓缩液中得到氨氯地平-1/2(L)-酒石酸晶体。结果表明,氨氯地平与(L)-酒石酸摩尔比大于0.5、pH超过6.68时,水相晶体的收率Y2,AD可达到99%。最后将水相晶体溶解在DMSO溶液中,再补加一定量的氨氯地平外消旋体,结晶拆分获得高附加值的(R)-氨氯地平-(L)-酒石酸盐晶体。再向其结晶滤液中加入另一种拆分剂(D)-酒石酸,得到(S)-氨氯地平-(D)-酒石酸盐晶体。优化二甲亚砜和拆分剂的用量后,有机相晶体的ee值超过99%。为了提高总收率,用SLM-SD对最后的滤液中残留的氨氯地平进行了再处理,从而理论总回收率可达近99%。(3)为简化富集与拆分步骤,开发了一种中空纤维膜萃取-酒石酸盐反萃结晶耦合新方法。先用萃取剂P507把废水中的氨氯地平通过中空纤维膜萃取转移到萃取相,然后反萃富集到反萃相中。反萃相为含拆分剂(D)-酒石酸的二甲基亚砜溶液,其中(S)-氨氯地平优先与(D)-酒石酸在反萃相中原位结晶,形成晶体:(S)-AD·1/2(D)-TA·DMSO。实现了氨氯地平的同步富集与拆分,简化了分离步骤。研究了运行时间、氨氯地平浓度、pH、P507浓度、流速、(D)-酒石酸浓度等条件的影响,得到最佳的实验条件:运行时间为18 h,氨氯地平浓度为12 mmol/L,pH为6,萃取剂P507浓度为0.17%,流速为30 mL/min,D-酒石酸浓度为0.065 mol/L,DMSO用量为24 mL,纤维数为70根,温度为22℃。在此条件下,晶体的ee(S)-AD为90.7±1.4%,晶体的收率Y(S)-AD为48.8±2.4%。本文还采用了SEM和HPLC等表征手段对晶体的形貌、组成与纯度进行了分析。上述分离新方法为解决手性药物生产过程中产生的制药废液处理与回收问题提供了一些新的思路,具有一定的研究意义和应用价值。
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