手性萃取分离邻甲扁桃酸和氨基酸对映体动力学研究

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本论文对邻甲扁桃酸(HA)、苯丙氨酸(Phe)、苯甘氨酸(PhgH)及D-对羟基苯甘氨酸(D-HPG)四种对映体的手性萃取动力学进行研究,通过大量实验获得了手性萃取分离对映体的最佳参数,并建立了手性萃取分离对映体的动力学模型。本文的主要研究内容及实验结果如下:反应萃取分离HA对映体的研究体系。采用均相反应模型对萃取过程的动力学进行描述,整个萃取过程中伴随着化学反应。实验分别考察了两相之间的接触面积、有机相中邻甲扁桃酸对映体的初始浓度、水相中亲水性萃取剂(羟丙基-β-环糊精)的浓度、水相pH以及搅拌速度等影响因素对反应萃取分离邻甲扁桃酸对映体初始速度的影响。实验结果表明:该萃取反应对于HA的浓度为一级反应,对于羟丙基-β-环糊精的浓度为二级反应。S-HA和R-HA的正向速率常数分别为4.343×10-4m6/(mol2·s)及4.873×10-4m6/(mol2·s)。Hatta准数HaS及HaR分别为4.682和4.958。反应萃取分离Phe、PhgH及D-HPG的研究体系。选用界面反应模型并通过恒界面池法对萃取反应的内在动力学进行研究。分别考察了搅拌速度、两相接触面积、水相pH、有机相中萃取剂(BINAP金属络合物)的初始浓度及水相中对映体的初始浓度五大因素对萃取反应初始速度的影响,运用动力学模型对实验结果进行预测并与实验值进行比较。实验结果表明:手性萃取分离Phe体系中,萃取反应对于Phe的浓度为一级反应,对于BINAP金属络合物的浓度为半级反应,D-Phe和L-Phe的速率常数分别为7.93×10-5m5/2/(mol1/2.s)及1.29×10-4m5/2/(mol1/2.s);手性萃取分离PhgH体系中,萃取反应对于PhgH的浓度为1.4级反应,对于BINAP金属络合物的浓度为0.3级反应,D-PhgH和L-PhgH的速率常数分别为3.14×10-5m3.4/(mol0.7.s)及4.03×10-5m3.4/(mol0.7.s);手性萃取分离D-HPG体系中,萃取反应对于D-HPG的浓度为0.6级反应,对于BINAP金属络合物的浓度为0.8级反应,D-HPG的速率常数为1.0×10-3.5m2.2/(mol0.4·s)。将实验结果与模型模拟结果进行比较,可发现萃取实验的实验值与模型预测值几乎完全吻合。
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