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实验室常用纯化方法荟萃

时间:2022-07-18 10:07:00 点击:483次

实验室中常用的纯化方法

在新药仿制药的研发过程中,工艺占很大比例。做工艺多的学生会遇到这样的问题。我终于把产品合成了。结果,纯度达不到要求。净化占据了大部分的研发时间。面对主管领导期待的眼睛和凶猛的面孔,我迫不及待地想成为超级体内的女神斯进入分子位面,用手抓杂质扔进垃圾堆。“老实干活去”同事“小辉辉”一巴掌叫醒了我!

说实话,常用的纯化主要分为重结晶纯化和其他纯化;其他纯化包括很多内容,如打浆、过柱、吸附等。

1.实验室主要重结晶纯化操作

先说重结晶。重结晶一般作为冷却结晶、溶析结晶(又称反溶剂结晶)、蒸发结晶、熔融结晶等。前两种属于溶液结晶,而熔融结晶主要在分离异构体等文献中。可怜的是,我知道手工分裂,还没有接触过熔融结晶。

1.冷却结晶:将纯化产品加入溶剂中加热至溶解后冷却结晶的过程称为冷却结晶。

俗话说,冷却重结晶一般是将粗糙的产品和适当的溶剂加热溶解,趁热过滤(如果不需要去除机械杂质,则应稍微去除),冷却结晶,过滤干燥。冷却结晶应该是常用的。我相信学生们在这篇文章中接触多的溶剂选择原则。让我少点水。

选择合适的溶剂是重结晶的关键之一,合适的试剂应满足以下条件:

(1)与纯化合物不起化学作用(这句话是废话)。

(2)化合物应易溶于热溶剂,但在冷溶剂中几乎不溶;反向也有,从未接触过。

(3)杂质的溶解度应大或小。

(4)能得到更好的晶体,当然也没有定型,有时还要多加一个转晶过程。

(5)溶剂沸点适中。溶解度变化不大,分离困难,操作困难;溶剂过高不易去除,导致溶剂残留过多。

(6)单一溶剂优先,三类溶剂优先,操作安全优先(避免低闪点溶剂)。

根据溶剂的选择“相似相溶”一般原理。溶质通常溶解在结构相似的溶剂中。一般来说,极性溶剂溶解极性固体,非极性溶剂溶解非极性固体。在实验中,通常需要多次实验来确定使用哪种溶剂(似乎是胡说八道)。

总之,选择重结晶溶剂的一般原则是热溶解度大、冷溶解度小、杂质溶解度大或冷热小,产品在重结晶温度下稳定性好;溶剂沸点不宜过高或过低,主要利用不同溶剂中产品差异选择目标溶剂。

1.2反溶剂结晶:将待净化的产品溶解在一定的良溶剂中,然后加入不良溶剂沉淀产品。

反溶剂结晶又称抽提结晶,多用于制药行业。反溶剂结晶法是将良溶剂(又称正溶剂)与不良溶剂(即反溶剂)结合使用,通过添加不良溶剂降低待结晶物在溶剂中的溶解度,达到晶体净化的目的。

反溶剂结晶有两个原理:①正反溶剂要相溶,②待重结晶溶于正溶剂,不溶于或微溶于不良溶剂。

反溶剂结晶简单易行,但实际操作相当复杂。一是正反溶剂的选择要经过大量筛选;二是正反溶剂的用量。好的溶剂不能太多,否则产品损失会很大,不好的溶剂量会很头疼。如果加多了,没有纯化效果,损失会太大,所以要多做用量筛选。

1.3蒸发结晶:纯化产品溶解后自然挥发或蒸发大部分溶剂以沉淀产品。

说到蒸发结晶,我不得不提到一段悲伤的回忆。当时组长让我溶解化合物,旋蒸净化。当时我看起来很傻,所以怎么净化,然后纠结了很久,问组长怎么做(为什么纠结?我觉得组长太丑了)。组长直接发了十几篇结晶文献让我仔细看。之后,我特意抽查了学习成绩——

说实话,蒸发结晶一般是在纯化物溶解后通过旋蒸或常压蒸馏去除大部分溶剂。在这个过程中,高纯度的产品将被优先考虑。剩余溶剂较少后,将直接过滤,大部分杂质将与母液一起分离。此外,晶型研究可用于单晶培养、无定型晶型制备等,即溶解和过滤化合物,静置缓慢挥发。

2.常用于其他纯化操作

2.1打浆纯化

没什么好说的,就是要找出杂质和产品在某种溶剂中溶解度的差异,进行打浆除杂。打浆操作一般是去除液体反应中的残留物或更难干燥溶剂。

2.2柱层析纯化

上面还说有一把40米大的刀,现在又提到柱层分析,但是我的脸皮很厚,虽然批评我!

说实话,做新药和仿制药已经四年多了。原料药过程中只有一次需要过柱,的项目就是过快柱除杂的想法。不可否认柱层析的纯化效果,但如果原料药项目使用柱层析纯化,会消耗大量溶剂,产生大量废液,生产成本过高。因此,在研究阶段,应尽量避免柱层析。如果绕不过去,用快速柱法纯化。

2.30%盐及解离,改变盐形式纯化

将纯化产品溶解成盐后解离,或改变产品盐基去除大部分杂质。

这种手工拆分应该是常用的。由于盐形式的变化会显著影响溶解度,这是另一种有用的结晶技术。例如,目标化合物在所选溶剂中的溶解度可能较低。但盐变成后,其溶解度显著增加,可完全溶解。纯目标化合物的盐可以通过冷却和反溶剂结晶来获得。另一种情况是,目标化合物可以溶解在所选溶剂中,而盐变成后溶剂中的溶解度较低。

2.4酸碱析晶纯化

纯化产品调整酸碱后溶于水,然后反向调整PH沉淀产品的过程。该方法对溶于水的杂质有很好的去除作用。

2.5活性炭或硅胶或硅藻土吸附纯化

活性炭吸附、硅胶吸附除杂的主要操作是将纯化产品在溶剂中加热溶解后再加入活性炭或硅胶,搅拌一定时间后趁热过滤,母液冷却沉淀。活性炭和硅胶的添加量一般为1-5%。这种纯化方法可以去除吸附性好的杂质,顺便脱色。当然,如果硅胶或活性炭对产品的吸附性也很好,收率会降低很多。

硅藻土的主要成分与硅胶相似,常用于纯化产品过滤前的溶解。一般操作是在纯化产品溶解后,将硅藻土或硅胶铺在漏斗上进行过滤。事实上,这是一种过快的短柱方法。该方法对去除大极性杂质和钯等重金属有很好的效果。至于其他杂质,这取决于它的心情。

2.6制备分离(正反相制备或正反相制备或HPLC制备)

制备分离一般采用液相收集特定峰值,常用于杂质研究过程。

这是合成人员的。在杂质研究过程中,由于杂质的分离和合成质量相对较少,净化杂质的方法是制备和分离。样品送给分析师,然后等待杂质分离和收集。条件好的公司一般都会配备,没有条件吗?这只能是一个小柱子。

2.7薄层色谱分离

总之,刮小板或刮大板(你知道)通常用于杂质研究和制备。毕竟,一块大板多可以涂20块mg待分离产品。

2.8蒸馏和精馏操作

蒸馏是一种分离液体混合物的方法;蒸馏是多次简单蒸馏的组合。蒸馏是蒸馏的一部分,一般用于分离几个组分,主要是异构体分离。其实可以简单理解,有回流操作的蒸馏是蒸馏,没有回流的只是蒸馏。

说到蒸馏,真的比柱子净化好,但是限制太大了。常用于纯化油中间体。

2.8干燥(鼓风、真空、冻干)

是的,干燥也是一种纯化的手段。有效的干燥方法可以将溶剂残留控制在标准范围内。甲苯、乙腈等难以去除的溶剂质量标准中限度很低。干燥方法、温度和持续时间对去除效果影响很大,因此对干燥条件的调查也非常重要。


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