碱性大孔离子交换树脂分离熊去氧胆酸-答辩.ppt

碱性大孔离子交换树脂分离熊去氧胆酸 研究背景 珍贵中医药材——熊去氧胆酸 常见的生产工艺： Ⅰ直接从熊的胆汁中提取 Ⅱ利用牛羊胆汁中提取出的UDCA的差向异构体——鹅去氧胆酸(CDCA)合成UDCA 目的与意义 采用碱性大孔阴离子交换树脂D201型树脂分离纯化UDCA粗品 有望推广到工业化生产，提高化学合成终产物收率，充分利用原料，降低制备成本 论文主体框架 1前言 1.1 研究意义 1.2 离子交换树脂分离技术的原理及应用 2离子交换法精制熊去氧胆酸 2.1 实验材料和仪器 2.2 实验方法与步骤 3 实验结果和讨论 3.1 熊去氧胆酸的HPLC检测 3.2 吸附交换过程热力学研究 3.3 吸附交换过程动力学研究 3.4 静态条件下不同洗脱剂的选定 3.5 柱操作条件研究 3.6 离子交换柱分离熊去氧胆酸 4 产物的鉴定和表征 4.1 材料与方法 4.2 结果与讨论 5 总结与展望 6 参考论文 1、前言 1.1 研究意义 介绍UDCA基本概念，人类探究历程，巨大的市场需求以及生产难点 1.2 离子交换分离技术 介绍该技术的原理、树脂分类、发展历史与前景，相关的热动力学基本知识，以及工业化推广的可行性 2、实验步骤 2.1 实验材料和仪器 介绍实验主要使用到的原料、仪器设备 2.2 实验方法与步骤 介绍各个部分实验的具体操作方法 该部分笔者进行了清晰阐述，注意到了细节问题，以便他人借阅时得以重复 主要测定：静态吸附等温线、不同温度下吸附动力学曲线、动态吸附穿透曲线，并研究各洗脱剂的选择性 3、结果与讨论 3.1 熊去氧胆酸的HPLC检测 3.2 吸附交换过程热力学研究 Langmuir、Freundlich等温吸附曲线拟合 Vant-Hoff和Gibbs-Helmholtz方程 3.3 吸附交换过程动力学研究 吸附饱和所需时间，验证反应放热 Kannan-Sundaram颗粒内扩散模型拟合不同温度吸附动力学曲线 3.4 静态条件下不同洗脱剂的选定 洗脱条件的确定，根据HPLC检测洗脱液确定洗脱剂的选择性 3.5 柱操作条件研究 不同流速下测定动态吸附穿透曲线，环境温度影响 3.6 离子交换柱分离熊去氧胆酸 绘制洗脱曲线 以ce（mg/ml）为横轴，qe（mg/g）为纵轴作图，对其进行拟合得到等温吸附曲线。曲线良好地拟合Langmuir等温方程式 T/K 拟合的Langmiur等温吸附曲线方程 R2 298 Ce/qe=0.00718Ce+1.8451 0.9967 308 Ce/qe=0.00732Ce+1.2263 0.9952 318 Ce/qe=0.00748Ce+1.2587 0.9960 T/K 拟合Freundlich方程 R2 298 qe=8.4265Ce0.3817 0.9728 308 qe=8.1315Ce0.3936 0.9721 318 qe=8.0020Ce0.3926 0.9710 Freundlich等温方程式q0 = KC1/nf两边取对数： log q = log Kf + nf -1log C 吸附过程热力学参数 由Vant-Hoff和Gibbs-Helmholtz方程可以进一步的求的吸附达到平衡时的吉布斯自由能，焓变和熵变，lnK = ΔS / R - ΔH / RT，ln K与1/T作图得到下图，拟合公式：y=242.37x + 1.3137 根据斜率和截距得到ΔS、ΔH，由ΔS ΔH·ΔG / T得到ΔG，其热力学参数见下表 热力学分析结果 从得到的等温吸附线拟合方程，单比较相关系数而言，Langmiur等温吸附方程能够更好地描述D201离子树脂对熊去氧胆酸的吸附过程，可以初步推测该吸附是一种单分子层的吸附，而Freundlich方程中， qe KC1/ne的1/n介于0.1到0.5之间，说明该吸附是一种优惠吸附，熊去氧胆酸吸附到树脂上这个过程比较容易进行。 从热力学参数的研究可以更加进一步明确树脂对UDCA的吸附过程是一个放热的过程，温度的升高不利于吸附的进行。由于吸附过程中，在不同温度下ΔG始终小于零，说明该过程是可以自发的进行的。ΔS大于零则说明在吸附的过程中固液表面两相自由度增加，由此可以推测该吸附并不是单一的化学吸附，在以离子交换为主导的化学吸附同时，还存在着物理吸附。 在静态条件下，称取湿重为20.000g的D201树脂，用吸水纸吸去多余水分，配制浓度c0 = 20mg /ml的UDCA标准品溶液，V = 20ml时，测定不同温度下的吸附动力学曲线。 从图上可看出D201树脂于298K到318K条件下饱和吸附量为40~50mg左右，吸附饱和所需时间为100min左右。同时还可以看到树脂的饱和吸附量随着温度的增加而降低，验证了之前熊去氧胆