电磁诱导结晶分离东莨菪碱的技术研究

发布时间：2020-03-26 05:34

【摘要】：东莨菪碱是一种应用广泛的托品烷类生物碱,具有多种生物活性,主要从洋金花中提取获得。由于东莨菪碱性质不稳定,生产中常通过冷冻结晶的方法将其转化为氢溴酸东莨菪碱,这样即有利于分离纯化操作,又有利于保护其光学活性。然而,在冷冻结晶过程中,存在结晶时间长、产品收率低等问题。因此,开发一种快速、高效的新型结晶方法,对东莨菪碱的生产具有重要意义。本研究以东莨菪碱为分离对象,考察了电磁诱导结晶分离东莨菪碱的作用效果,探讨了电磁诱导结晶的机理,评价了电磁场下获得的晶体的品质,优化了电磁诱导结晶工艺。主要研究结果如下:(1)磁场对东莨菪碱结晶过程具有增益效果:以结晶诱导时间、晶体生长速率、晶体纯度和回收率等为指标,从磁场方向、磁场强度及结晶溶剂三个角度,考察了磁场对东莨菪碱结晶过程的具体作用效果。发现磁场可以缩短结晶时间、提高晶体纯度、增加晶体生长速率和结晶回收率。(2)磁场破坏了东莨菪碱与溶剂之间的氢键:利用量子化学方法,模拟了东莨菪碱和不同溶剂的最低能量构象,计算出东莨菪碱与不同溶剂间按不同比例结合时的最稳定形态,得出东莨菪碱与不同溶剂之间,均可形成以氢键为主要作用的结合物。然后,通过磁场对溶液物理性质的考察,发现磁场可以使溶液的吸光度增加、表面张力降低、溶解度降低、粘度和密度降低。推测原因为磁场破坏了分子间的氢键,降低了溶质与溶剂和溶剂与溶剂间的分子间相互作用,从而改变溶液物理性质,加速晶核的形成和晶体的生长。(3)磁场提高了氢溴酸东莨菪碱晶体的品质:利用现代分析仪器对氢溴酸东莨菪碱晶体的品质进行了评价。首先,通过红外光谱说明磁场下氢溴酸东莨菪碱的化学结构未发生变化。其次,利用DSC热分析仪检测说明晶体熔程降低、熔点升高和熔融焓升高,表明磁场下晶体排列更加规则和紧密;通过扫描电镜发现磁场对晶体具有“压缩效应”;通过XRD衍射仪说明了磁场下的晶体结晶度更高;通过旋光仪说明了磁场下晶体的旋光度更高。(4)获得了电磁诱导东莨菪碱最佳结晶工艺:对电磁诱导结晶的工艺进行了优化,在考察了溶剂种类、溶液浓度、温度、氢溴酸添加量、磁场强度、磁化时间等因素对结晶过程影响的基础上,选择温度、浓度、氢溴酸添加量为因素,以纯度和回收率为指标,进行三因素三水平响应面实验。最佳工艺条件为:浓度为98 mg/mL,氢溴酸添加量为1:1.1,温度为15℃。在此条件下,氢溴酸东莨菪碱的晶体纯度为:99.22%,回收率为84.14%。
【图文】：

原理图,发生装置,磁场,实物

图 2.1 （a）磁场发生装置实物图；（b）磁场发生装置原理图Fig 2.1 （a）Prototype of the device used for magnetic field generation; （b）Schematicdiagram of the device2.2.2 东莨菪碱的检测方法2.2.2.1 色谱条件

东莨菪碱,溴酸

东莨菪碱的HPLC图
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R284.2;O657

【参考文献】