Creation of high-density drug-selective air-water interface for the sustainable and efficient aqueous separation system

创建高密度药物选择性空气-水界面，用于可持续、高效的水分离系统

基本信息

批准号：
22H02115
负责人：
齋藤徹
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kitami Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

気液界面への薬物および色素の選択的吸着現象に基づく２つの分離技術として、気泡分離（無界面活性剤浮選）－析出技術および気泡増幅精密ろ過技術を創案した。気泡分離（無界面活性剤浮選）－析出技術については、薬物合成後の粗製物をフローテーション分離し、３回の繰り返しにより、繰り返し再結晶により得られる高純度物質と同等の高純度品に精製することができた。原料物質や中間体と比較して気液界面への吸着性が高い生成物が優先的に気泡と共に水中を上昇し、水面付近で濃縮されることにより析出したと考えられる。気液界面近傍における分子動力学シミュレーションの計算結果および動的表面張力の測定結果より、生成物、特に塩基性薬物や色素が気液界面に優先的に吸着することが明らかになった。薬物原料（ビルデイングブロック）と薬物について気液界面の吸着性と気泡分離による回収率を求め、気泡分離技術の適用指針を得た。気泡増幅精密ろ過技術については、ホモジナイザーで気泡を発生させながら、親水性PTFEメンブレンフィルター（孔径0.2マイクロメートル）を通過させると、気液界面への吸着性の高い色素が選択的に阻止されるようになった。色素の阻止率は、気泡の発生量、すなわち気液界面積の増加につれて増加した。気液界面への吸着性は色素の疎水性と相関したことから、本法においても、原料物質と成績物との相互分離に適用できると期待される。しかし、さらに気液界面積を増加させるために気泡径を小さくすると、気泡がメンブレンフィルターの孔を通過するようになり、色素は阻止されなくなった。

我们根据药物和染料选择性吸附到气液界面的现象创造了两种分离技术：气泡分离（无表面活性剂浮选）-沉淀技术和气泡放大微滤技术。气泡分离（无表面活性剂浮选）——关于沉淀技术，将药物合成后的粗品通过浮选分离，重复3次，就成为与反复重结晶得到的高纯度物质相当的高纯度产品。我能够完善它。据认为，与原料和中间体相比，在气液界面上高度吸附的产物优先与气泡一起在水中上升，在水面附近浓缩，然后沉淀。气液界面附近的分子动力学模拟和动态表面张力测量结果表明，产物，特别是碱性药物和染料，优先吸附在气液界面。我们测定了药物原料（积木）和药物在气液界面的吸附特性和气泡分离回收率，并获得了气泡分离技术的应用指南。关于气泡放大微滤技术，当用均化器产生气泡并通过亲水性PTFE膜过滤器（孔径0.2微米）时，高度吸附在气液界面上的染料被选择性地阻挡。染料的废品率随着气泡量即气液界面面积的增加而增加。由于气液界面的吸附与染料的疏水性相关，因此预计该方法也可以应用于原料和成品的相互分离。然而，当气泡直径减小以进一步增加气液界面面积时，气泡开始穿过膜过滤器的孔隙，并且染料不再被阻挡。