专利名称：一种手性药物分离用双柱切换色谱制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及手性药物分离技术，具体地说是一种手性药物分离用双柱切换色谱制备装置。
国际上最常用的手性药物对映体拆分方法是化学法、酶法拆分和色谱法。与化学方法和酶法拆分相比较，色谱法由于具有回收率高，重复性好、选择性好、操作简单、成本低以及开发时间短等优点而倍受人们青睐。为了节约手性化合物液相色谱制备成本，最具有吸引力的制备色谱技术是模拟移动床色谱，它将8～12节色谱柱串联起来，用一循环泵使被分离的样品在柱内不断循环达到所需分离，然后将其在预定时间和柱位置流出。和一般制备色谱相比，可以用较短的色谱柱分离难分离对象，也可节约大量的流动相和昂贵的手性固定相。文献1J.Strube，S.Haumreisser，H.S.Traub，M.Schulte，R.Ditz，Org.Proc.Res.Dev.，1998，2，305；文献2C.B.Ching，B.G.Lim，J.Chromatogr.，1992，634，215；文献3M.Schulte，R.Ditz，R.M.Devant，J.N.Kinkel，F.Charton，J.Chromatogr.，1997，769，93；文献4E.R.Francotte，P.Richert，J.Chromatogr.，1997，769，101；文献5L.S.Pais，J.M.Loureiro，A.E.Rodigues，Chem.Eng.Sci.，1997，52，245；文献6D.W.Guest，J.Chromatogr.，1997，760，159，由于采用不同的填料和柱子规模，文献中报道的模拟移动床色谱分离手性药物的量一般在每天几克到一二百克之间。在分离手性药物时，为了提高产率，进样量通常很大，这时色谱峰会发生严重的重叠。如果将这部分样品收集浓缩后再进样，这需要额外的费用，同时重叠部分也有一定程度的分离，重新进样会浪费掉这部分分离，也就是说会浪费一定固定相的利用率。另一种在手性药物分离中用的较多的制备色谱技术是再循环色谱，再循环色谱可以解决这一问题，它将重叠部分的样品和新的进样一起进入色谱柱中进行分离。模拟移动床色谱和再循环色谱分离进样及采出点相对于浓度分布的位置，是非常相似的，而且再循环色谱的设备投资要远低于模拟移动床色谱。但是，再循环色谱间歇操作，其分离效率、样品的处理量和对溶剂的节约都要低于模拟移动床色谱。
本发明的目的是提供一种固定相利用率高、分离效率高的手性药物分离用双柱切换色谱制备装置。
本发明的技术方案是用计算机控制，主要由四根色谱柱、三个电磁阀、制备泵组成，其中待拆分的原料容器经制备泵、进样电磁阀与预柱连接，溶剂容器接到进样电磁阀，预柱通过切换电磁阀与第一～二手性制备柱串联后和平衡柱相连，平衡柱输出端经紫外检测器、收集电磁阀分别至产品收集容器A、B和溶剂回收容器；所述切换电磁阀为六通电磁阀，其具体连接方式为1端接预柱出口，2、5端接手性制备柱两端，3、6端接手性制备柱两端，4端接平衡柱入口；所述进样电磁阀与泵和预柱相联，收集电磁阀与检测器和三个收集容器相联；所述制备泵、三个电磁阀及紫外检测器与计算机电连接。
本发明分离原理是大规模分离制备手性药物，要求每次都要大量进样，大量进样可以通过低浓度大体积进样和高浓度进样，出于优化操作的考虑高浓度进样更为可取。在这种高浓度进样情况下，样品在固定相上的吸附呈现强的非线性，同时色谱峰就将产生重叠，重叠部分得不到完全分离。重叠部分两侧可以得到分离较好，较纯的组分，本发明就是在色谱峰产生重叠部分两侧将样品采出，而在峰重叠处进样。这样在柱系统中产生的样品浓度分布与模拟移动床色谱和循环色谱中的相似，而且由本发明双柱切换装置的进样和采出在浓度分布中的位置也与模拟移动床色谱和循环色谱中的也很相似，都是在峰重叠的部分进样在两端分离较好的部分采出。本发明采用双柱切换结构，其分离过程就是双柱切换过程，即通过切换电磁阀和两根手性制备柱完成。如图2a、2b所示，样品经过切换电磁阀进入一根手性制备柱并在其中进行分离，当保留值小的组分分流出该柱子的时候，切换电磁阀进行切换将前端要收集的部分切出系统；当前端要收集部分基本上切出系统后，切换电磁阀再次切换，将循环部分也就是没有完全分离的部分切到另一根手性制备柱中；在循环部分完全进入所述另一根手性制备柱以后，切换电磁阀切换将后端要收集部分切出系统，如此循环，达到操作的稳定；在进样量比较小的情况下，对于比较难分的样品采用循环的办法使之在系统装置中循环多次以提高分离度，这样相当于在不提高压力的情况下使柱长增加几倍；在进样量较大的情况下，采用峰切割的方法使未得到分离的部分在系统装置中循环，这样可以提高手性固定相的利用率和提高产率。
本发明具有如下优点1.固定相利用率高，分离效率高。采用本发明在进样量比较小的情况下，对于比较难分的样品采用循环的办法使之在系统装置中循环多次以提高分离度，这样相当于在不提高压力的情况下使柱长增加几倍；在进样量较大的情况下，采用峰切割的方法使未得到分离的部分在系统装置中循环，这样可以提高手性固定相的利用率和提高产率。
2.成本低，操作简单。本发明与多柱模拟移动床色谱相比较，利用切换电磁阀和手性制备柱的设计，实现了双柱切换分离，其设备成本只有后者的十分之一左右，同时由于本发明考虑了溶剂回收的问题，因此在节省溶剂方面本发明比较接近多柱的模拟移动床，也优于通常的制备色谱。进一步，样品只在两柱之间循环不再次经过泵，其柱外效应远低于再循环色谱，加之由计算机控制，自动化程度高，具有操作简单和操作模式灵活等优点。
图1为本发明结构示意图。
图2a为图1中切换电磁通阀一个切换实施例连接示意图。
图2b为图1中切换电磁通阀另一个切换实施例连接示意图。
图3a为本发明双柱分离原理图(状态1)。
图3b为本发明双柱分离原理图(状态2)。
图3c为本发明双柱分离原理图(状态3)。
图3d为本发明双柱分离原理图(状态4)。
图4a为图3c分离过程浓度分布图(开始)。
图4b为图3c分离过程浓度分布图(结束)。
图5a为本发明实施例中分离华法令纯度分析图，其中分子空间构形为S-华法令(S-Warfarin)对映体。
图5b为本发明实施例中分离华法令纯度分析图，其中分子空间构形为R-华法令(R-Warfarin)对映体。
下面结合附图和实施例详述本发明。
实施例1如图1所示，用计算机15控制，主要由四根色谱柱、三个电磁阀、制备泵组成，其中待拆分的原料容器10经制备泵7、进样电磁阀2与预柱1连接，溶剂容器9接到进样电磁阀2，预柱1通过切换电磁阀3分别与第一～二手性制备柱41、42串联后和平衡柱5相连，平衡柱5输出端经紫外检测器6、收集电磁阀8分别至产品收集容器A11、B12和溶剂回收容器13；所述切换电磁阀3为六通电磁阀；所述进样电磁阀2和收集电磁阀8为八通电磁阀；所述制备泵7、三个电磁阀及紫外检测器6与计算机电连接。
用于手性药物华法令分离溶剂和样品由制备泵7打到系统中，样品首先通过预柱1再进入手性制备柱41、42，由切换电磁阀3的切换在两个手性制备柱41、42中循环，分离好的样品经平衡柱5、收集电磁阀8由收集容器A11、B12收集。
经对华法令进行了连续的高纯度的分离制备，分离后对映体纯度可达到97％以上，产品的纯度分析见附图5a、5b。与普通的制备色谱相比较可节省溶剂50％以上，而且可以节省大量的再次处理样品所耗费的能量。
采用切换电磁阀3实现两根手性制备柱41、42切换连接方法如图2a、2b所示，同心双圆代表本发明采用的六通阀，其连接方式是1端接预柱1出口，2、5端接手性制备柱41两端，3、6端接手性制备柱42两端，4端接平衡柱5入口；用切换电磁阀3将两个手性制备柱串联起来，通过切换电磁阀3的切换改变所述两根色谱柱的分离先后顺序；切换电磁阀3有两个位置，当阀处在如图2a位置1时，手性制备柱41在前，当阀处在如图2b位置2时，手性制备柱42在前，通过这种切换，可以将要收集的部分切出系统，将没分开的部分切到另一根柱子中。
组分在系统中分离的情况如图3a、3b、3c、3d所示，其中样品经过六通切换电磁阀3进入第一手性制备柱41并在柱子中进行分离如图3a所示，为状态1；当保留值小的组分流出该柱子的时候，切换电磁阀3进行切换，将前端要收集的部分切出系统，如图3b所示，为状态2；当前端要收集部分基本上切出系统后，切换电磁阀3再次切换，将循环部分，也就是没有完全分离的部分切到第二手性制备柱42中，如图3c所示，为状态3；在循环部分完全进入第二手性制备柱42以后，切换电磁阀3切换，将后端要收集部分切出系统，如图3d所示，为状态4。其中本发明在两个时间上进样，即分别在状态3的开始和结束时进样。这两种进样在浓度分布上的位置如图4a、4b所示，进样分别位于循环部分也就是未分离部分样品的前后两端。
本发明所述制备泵7、三个电磁阀及紫外检测器6分别通过泵控板、控制电路板及数据采集板经控制接口(RS-232串口协议)14与计算机15电连接，其电路及程序控制部分为现有技术，紫外检测器采用市购UV200紫外可变波长检测器。
权利要求
1.一种手性药物分离用双柱切换色谱制备装置，其特征在于用计算机(15)控制，主要由四根色谱柱、三个电磁阀、制备泵组成，其中待拆分的原料容器(10)经制备泵(7)、进样电磁阀(2)与预柱(1)连接，溶剂容器(9)接到进样电磁阀(2)，预柱(1)通过切换电磁阀(3)与第一～二手性制备柱(41、42)串联后和平衡柱(5)相连，平衡柱(5)输出端经紫外检测器(6)、收集电磁阀(8)分别至产品收集容器A、B(11、12)和溶剂回收容器(13)。
2.按照权利要求1所述手性药物分离用双柱切换色谱制备装置，其特征在于所述切换电磁阀(3)为六通电磁阀，其具体连接方式为1端接预柱(1)出口，2、5端接手性制备柱(41)两端，3、6端接手性制备柱(42)两端，4端接平衡柱(5)入口。
3.按照权利要求1所述手性药物分离用双柱切换色谱制备装置，其特征在于所述制备泵(7)、三个电磁阀及紫外检测器(6)与计算机(15)电连接。
全文摘要
本发明涉及手性药物分离技术，具体地说是一种手性药物分离用双柱切换色谱制备装置。它用计算机控制，主要由四根色谱柱、三个电磁阀、制备泵组成，其中待拆分的原料容器经制备泵、进样电磁阀与预柱连接，溶剂容器接到进样电磁阀，预柱通过切换电磁阀与第一～二手性制备柱串联后和平衡柱相连，平衡柱输出端经紫外检测器、收集电磁阀分别至产品收集容器A、B和溶剂回收容器。本发明固定相利用率高，分离效率高，成本低，操作简单。
文档编号G01N30/46GK1392413SQ0111407
公开日2003年1月22日 申请日期2001年6月15日 优先权日2001年6月15日
发明者张曾子, 邹汉法, 姚平经, 陈小明, 张强 申请人:中国科学院大连化学物理研究所