4-Klórmandulasav enantiomerkeverékeinek gáz antiszolvens frakcionálással történő továbbtisztítása
A modern vegyipar több ágazata, például a gyógyszeripar vagy az agrokémiai ipar számára fontos az enantiomertiszta vegyületek előállítása, mivel az enantiomerek biológiai hatása eltérő lehet. Léteznek enantiomerkeverékek továbbtisztítására hatékony eljárások, azonban legtöbbjük nagymennyiségű szerves oldószer alkalmazását igényeli. Jó alternatívát biztosíthat a szuperkritikus szén-dioxid (scCO2) alkalmazása. A nagynyomású szén-dioxidot kicsapószerként alkalmazó eljárások ígéretesek a nagytisztaságú, kristályos termékek előállítására. Ezen műveletek közé tartozik az általam is alkalmazott gáz antiszolvens frakcionálás.
Az eljárás során először a tisztítani kívánt anyag (enantiomerkeverék vagy diasztereomer só) szerves oldószeres oldatát laboratóriumi autoklávban scCO2-dal elegyítem. Az így előidézett polaritáscsökkenés nukleációhoz vezet. A rendszeren extraktív mosást hajtok végre a segédoldószer és az oldatban maradt komponensek eltávolítására, ezzel valósítva meg a frakcionálást. Nyomásmentesítés után a reaktorból száraz, kristályos termék nyerhető.
Vizsgáltam a 4-klórmandulasav enantiomerkeverékeinek (R)- majd (S)-1-feniletánaminnal történő ekvimoláris diasztereomer sóképzését, így modellezve a diasztereomer sók átkristályosítását (16 MPa; 40 °C 64 mg/ml metanol koncentráció). A továbbtisztítás elvégezhető a 4-klórmandulasav enantiomerkeverék rezolváló ágens nélküli átkristályosításával is (16 MPa; 40 °C-on 16 mg/ml acetonitril koncentráció). Mind a két módszerrel lehetséges az (R)-4-klórmandulasav kristályos fázisban történő feldúsítása.
Az elért enantiomertisztaságokat és kitermeléseket összehasonlítottam a kutatócsoport korábbi, eltérő oldószerkoncentráció mellett elért eredményeivel, illetve a diasztereomer só és a sav jellemző atmoszférikus olvadási fázisdiagramjával. Diasztereomer sóképzés esetén az eutektikus összetétel a csoport korábbi eredményeihez és az olvadási fázisdiagramhoz képest nem változott, de a metanol mennyiségének csökkentése több átkristályosítási lépést tesz szükségessé, megfigyelhető az oldószer-koncentráció hatása. A sav átkristályosítás során az acetonitril-koncentráció növelése nem változtatta meg lényegesen az elérhető enantiomertisztaság-értékeket (ee), azonban a kiindulási ee – termék ee diagram kissé eltérő eutektikus összetételt mutat, mint az olvadásponti mérések eredményéből számított modell. Az eltérést azonban még további vizsgálatokkal igazolni kell.
