JP4430977B2 - Process for producing optical isomers by supercritical fluid chromatography - Google Patents
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Description
本発明は、超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造方法に関し、特に、超臨界流体と溶媒とを含有する移動相から、超臨界流体を形成するガス成分を回収し、移動相に含有される超臨界流体に再利用する超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing optical isomers by supercritical fluid chromatography, and in particular, a gas component that forms a supercritical fluid is recovered from a mobile phase containing a supercritical fluid and a solvent, and is contained in the mobile phase. The present invention relates to a method for producing optical isomers by supercritical fluid chromatography that is reused in supercritical fluids.
光学異性体の製造には、種々の方法が知られている。このような光学異性体の製造方法としては、例えばラセミ体のような光学異性体の混合物から所望の光学異性体を分離して製造する方法が知られている。前記混合物から所望の光学異性体を分離して製造する場合では、光学異性体の用途にもよるが、生体への有効性や安全性の観点から、高い分離能が望まれている。 Various methods are known for the production of optical isomers. As a method for producing such an optical isomer, for example, a method for producing a desired optical isomer by separating it from a mixture of optical isomers such as a racemate is known. In the case of producing a desired optical isomer by separating it from the mixture, high resolution is desired from the viewpoint of effectiveness and safety to living bodies, although it depends on the use of the optical isomer.
超臨界流体は、気体と液体との特長を併せ持つ流体として、種々の分離技術への応用が検討されている。このような分離技術の一つとして、超臨界流体を移動相に利用する超臨界流体クロマトグラフィーが知られている。超臨界流体は、優れた溶解性や輸送物性を有するが、これらの優れた特性は条件によって変動しやすい。したがって、超臨界流体クロマトグラフィーは、安定した条件で行うことが重要であり、超臨界流体クロマトグラフィーで光学分割を行う場合では、条件の適正化や安定化がより一層重要である。 The supercritical fluid is considered as a fluid having both characteristics of gas and liquid, and its application to various separation techniques is being studied. As one of such separation techniques, supercritical fluid chromatography using a supercritical fluid as a mobile phase is known. Supercritical fluids have excellent solubility and transport properties, but these excellent properties are likely to vary depending on conditions. Therefore, it is important to perform supercritical fluid chromatography under stable conditions, and in the case of performing optical resolution with supercritical fluid chromatography, optimization and stabilization of conditions are even more important.
また、超臨界流体には、扱い易さ、価格、環境に対する安全性等の観点から、二酸化炭素の超臨界流体が通常用いられる。二酸化炭素の超臨界流体を用いる場合では、超臨界流体の溶解度を増やす目的で、溶質の種類に応じて少量のアルコールやケトン等の有機溶剤をモディファイアとして二酸化炭素の超臨界流体に加えることがある。 As the supercritical fluid, a supercritical fluid of carbon dioxide is usually used from the viewpoints of ease of handling, cost, safety to the environment, and the like. In the case of using a supercritical fluid of carbon dioxide, a small amount of an organic solvent such as alcohol or ketone may be added as a modifier to the supercritical fluid of carbon dioxide depending on the type of solute in order to increase the solubility of the supercritical fluid. is there.
また、二酸化炭素は、超臨界流体の原料として、扱い易さ、価格、環境に対する安全性等に優れているものの、超臨界流体クロマトグラフィーで光学異性体を工業的に製造する場合では、二酸化炭素を回収し、再利用することが望まれる。 Carbon dioxide is a raw material for supercritical fluids, which is easy to handle, inexpensive, and safe for the environment. However, when optical isomers are industrially produced by supercritical fluid chromatography, carbon dioxide It is hoped that these will be recovered and reused.
したがって、超臨界流体クロマトグラフィーによって光学異性体を製造するにあたり、超臨界流体を形成するガス成分を回収し、再利用する場合では、再利用したときに光学分割に影響を及ぼさない程度に十分高い純度のガス成分を再利用することが重要である。 Therefore, when producing optical isomers by supercritical fluid chromatography, when recovering and reusing the gas components that form the supercritical fluid, it is sufficiently high that it does not affect the optical resolution when reused. It is important to recycle the purity gas component.
一方、超臨界流体クロマトグラフィーと超臨界流体の再利用とを含む技術としては、ボンベから供給された超臨界流体をポンプで送液し、この超臨界流体に試料を注入し、試料を注入した超臨界流体をカラムに通し、カラムに通した超臨界流体の圧力を減圧して溶質を析出させ、析出させた溶質と超臨界流体とを分離し、分離された超臨界流体を前記ポンプに送って再利用する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 On the other hand, as a technique including supercritical fluid chromatography and reuse of supercritical fluid, a supercritical fluid supplied from a cylinder is pumped, a sample is injected into the supercritical fluid, and a sample is injected. Pass the supercritical fluid through the column, reduce the pressure of the supercritical fluid passed through the column to precipitate the solute, separate the precipitated solute and supercritical fluid, and send the separated supercritical fluid to the pump. A technique for reusing the information is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、前述した技術では、前記モディファイアを含有する移動相の使用が示されておらず、例えば、モディファイアを含有する移動相を用いる際の超臨界流体の再利用、このような移動相を用いる際に再利用される超臨界流体成分の純度の確保、光学異性体の製造への適用等について、検討の余地が残されている。
本発明は、超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を用いる超臨界流体クロマトグラフィーによって光学異性体を製造するにあたり、超臨界流体を形成するガスを再利用することができ、かつ光学異性体を安定して製造することができる方法を提供することを課題とする。 The present invention can recycle a gas forming a supercritical fluid when producing an optical isomer by supercritical fluid chromatography using a mobile phase containing a supercritical fluid and a solvent, and the optical isomer. It is an object of the present invention to provide a method capable of stably producing the above.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、カラムを通過した移動相から超臨界流体を形成するガスを分離し、分離されたガスであって所定以上の純度のガスから液化ガスを生成し、この液化ガスを移動相中の超臨界流体に再利用する方法を提供する。 As a means for solving the above problems, the present invention separates a gas that forms a supercritical fluid from a mobile phase that has passed through a column, and generates a liquefied gas from the separated gas having a purity of a predetermined level or higher. And a method for reusing the liquefied gas as a supercritical fluid in the mobile phase.
すなわち本発明は、超臨界流体を含有する移動相に、光学異性体の混合物を含有する試料を注入し、試料が注入された移動相を、光学異性体を識別する充填剤を有するカラムに通し、試料中の所望の光学異性体を混合物から分離して製造する方法であって、液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成する工程と、カラムを通った移動相を溶媒と液化ガスを形成していたガスとに分離する工程と、分離されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用する工程と、を含む、超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造方法である。 That is, the present invention injects a sample containing a mixture of optical isomers into a mobile phase containing a supercritical fluid, and passes the mobile phase into which the sample has been injected through a column having a packing for identifying the optical isomers. , A method for producing a desired optical isomer in a sample by separating it from a mixture, the step of generating a mobile phase containing a supercritical fluid generated from a liquefied gas and a solvent, and movement through a column The phase is separated into the solvent and the gas that has formed the liquefied gas, and the separated gas, and the gas in which the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than the predetermined concentration, is liquefied and contained in the mobile phase A method for producing an optical isomer by supercritical fluid chromatography.
このような方法によれば、超臨界流体を形成するガスを移動相から分離し、再び移動相に利用することができる。また、溶媒の濃度が所定の濃度以下のガスが移動相に再利用されるので、超臨界流体の再利用に伴う移動相の組成の変化が抑制される。したがって、このような移動相の組成の変化に伴う超臨界流体クロマトグラフィーにおける光学分割への影響が抑制されるので、光学異性体を安定して製造することが可能となる。 According to such a method, the gas forming the supercritical fluid can be separated from the mobile phase and used again for the mobile phase. In addition, since a gas having a solvent concentration equal to or lower than a predetermined concentration is reused in the mobile phase, a change in the composition of the mobile phase accompanying the reuse of the supercritical fluid is suppressed. Therefore, since the influence on the optical resolution in supercritical fluid chromatography accompanying such a change in the composition of the mobile phase is suppressed, the optical isomer can be stably produced.
本発明は、前記所定の濃度は1体積%であることが好ましい。このような方法によれば、超臨界流体と溶媒との組成比がほぼ一定に保たれる。したがって、移動相の組成の変化に伴う超臨界流体クロマトグラフィーにおける光学分割への影響がほとんどなく、光学異性体の製造における安定性がより一層高まる。 In the present invention, the predetermined concentration is preferably 1% by volume. According to such a method, the composition ratio between the supercritical fluid and the solvent is kept substantially constant. Therefore, there is almost no influence on the optical resolution in supercritical fluid chromatography accompanying the change in the composition of the mobile phase, and the stability in the production of optical isomers is further enhanced.
また本発明は、再利用する工程では、溶媒の濃度が所定の濃度以下の前記分離されたガスの圧力が、液化ガスを生成するために新規に供給されるガスの圧力よりも高いときに、分離されたガスを液化することが好ましい。このような方法によれば、移動相に含有される超臨界流体を形成するにあたり、前記分離されたガスが新規に供給されるガスに対して優先して用いられる。したがって超臨界流体を生成するにあたり、移動相から分離されたガスのほとんどを移動相に含有される超臨界流体に再利用することが可能となり、新規のガスの使用量が抑制される。 Further, the present invention is a recycling step, wherein the pressure of the separated gas having a solvent concentration equal to or lower than a predetermined concentration is higher than the pressure of a gas newly supplied to generate a liquefied gas. It is preferable to liquefy the separated gas. According to such a method, when the supercritical fluid contained in the mobile phase is formed, the separated gas is used with priority over the newly supplied gas. Therefore, in generating the supercritical fluid, most of the gas separated from the mobile phase can be reused as the supercritical fluid contained in the mobile phase, and the amount of new gas used is suppressed.
また本発明は、分離する工程で分離された溶媒の圧力を下げる工程と、減圧によって溶媒から分離するガスを回収する工程とをさらに含み、回収されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用することが好ましい。このような方法によれば、移動相から分離された溶媒に含まれるガスがさらに回収され、ガスの回収率がより一層高められる。 The present invention further includes a step of lowering the pressure of the solvent separated in the step of separating and a step of recovering the gas separated from the solvent by decompression, wherein the concentration of the solvent in the recovered gas is a gas. A gas having a predetermined concentration or less is preferably used as a liquefied gas and reused as a supercritical fluid contained in the mobile phase. According to such a method, the gas contained in the solvent separated from the mobile phase is further recovered, and the gas recovery rate is further enhanced.
また本発明は、回収されたガスを、前記分離されたガスの圧力よりも高い圧力まで圧縮する工程をさらに含むことが好ましい。このような方法によれば、これらのガスの圧力差を使用して、前記回収されたガスを前記分離されたガスに容易に合流させることが可能となり、ガスの液化等のその後の処理を一括して行うことが可能となる。 The present invention preferably further includes a step of compressing the recovered gas to a pressure higher than the pressure of the separated gas. According to such a method, it becomes possible to easily join the recovered gas to the separated gas by using the pressure difference between these gases, and perform subsequent processing such as gas liquefaction all at once. Can be performed.
また本発明は、前記分離されたガス及び前記回収されたガスのいずれか一方又は両方に
、ガス中に残存する溶媒を除去する処理を施す工程をさらに含むことが好ましい。このような方法によれば、溶媒から分離されたガス中の溶媒の濃度をさらに低減させることが可能となる。
Moreover, it is preferable that this invention further includes the process of performing the process which removes the solvent which remains in either or both of the said isolate | separated gas and the collect | recovered gas. According to such a method, the concentration of the solvent in the gas separated from the solvent can be further reduced.
また本発明では、充填剤には、光学異性体を識別する多糖類又はその誘導体である多糖類誘導体を含有する充填剤を用いることが好ましい。このような方法によれば、種々の光学異性体の生産性が高められる。このような観点から、本発明では、前記多糖類はセルロース又はアミロースであることがより好ましい。
Moreover, in this invention, it is preferable to use the filler containing the polysaccharide derivative which is the polysaccharide which identifies an optical isomer, or its derivative (s) as a filler. According to such a method, productivity of various optical isomers can be enhanced. From this viewpoint, in the present invention, it is more preferable that the polysaccharide is cellulose scan or amylose.
本発明では、超臨界流体を含有する移動相に、光学異性体の混合物を含有する試料を注入し、試料が注入された移動相を、光学異性体を識別する充填剤を有するカラムに通し、試料中の所望の光学異性体を混合物から分離して製造する方法であって、液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成する工程と、カラムを通った移動相を溶媒と液化ガスを形成していたガスとに分離する工程と、分離されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用する工程と、を含むことから、超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を用いる超臨界流体クロマトグラフィーによって光学異性体を製造するにあたり、超臨界流体を形成するガスを再利用することができ、かつ光学異性体を安定して製造することができる In the present invention, a sample containing a mixture of optical isomers is injected into a mobile phase containing a supercritical fluid, and the mobile phase into which the sample has been injected is passed through a column having a packing for identifying the optical isomers. A method for producing a desired optical isomer in a sample by separating the mixture from a mixture, the step of generating a mobile phase containing a supercritical fluid and a solvent generated from a liquefied gas, and a mobile phase passing through a column Is separated into a solvent and a gas that has formed a liquefied gas, and a gas that is the separated gas and the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than a predetermined concentration is defined as a liquefied gas and contained in the mobile phase. A gas that forms a supercritical fluid in the production of optical isomers by supercritical fluid chromatography using a mobile phase containing a supercritical fluid and a solvent. Can be reused Can be can be, and to stably manufacture the optical isomers
また本発明では、前記所定の濃度は1体積%であると、光学異性体を安定して製造する観点からより一層効果的である。 In the present invention, if the predetermined concentration is 1% by volume, it is more effective from the viewpoint of stably producing optical isomers.
また本発明では、再利用する工程では、溶媒の濃度が所定の濃度以下の前記分離されたガスの圧力が、液化ガスを生成するために新規に供給されるガスの圧力よりも高いときに、前記分離されたガスを液化すると、超臨界流体を形成するガスの再利用率を簡易な構成で高める観点からより一層効果的である。 In the present invention, in the step of reusing, when the pressure of the separated gas having a solvent concentration equal to or lower than a predetermined concentration is higher than the pressure of a gas newly supplied to generate a liquefied gas, When the separated gas is liquefied, it is more effective from the viewpoint of increasing the reuse rate of the gas forming the supercritical fluid with a simple configuration.
また本発明では、分離する工程で分離された溶媒の圧力を下げる工程と、減圧によって溶媒から分離するガスを回収する工程とをさらに含み、回収されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用すると、超臨界流体の形成に再利用されるガスの回収率を高める観点からより一層効果的である。 The present invention further includes a step of lowering the pressure of the solvent separated in the step of separating and a step of recovering the gas separated from the solvent by decompression, wherein the concentration of the solvent in the recovered gas is a gas. When a gas having a predetermined concentration or less is used as a liquefied gas and reused in the supercritical fluid contained in the mobile phase, it is more effective from the viewpoint of increasing the recovery rate of the gas reused in the formation of the supercritical fluid. is there.
また本発明では、前記回収されたガスを、前記分離されたガスの圧力よりも高い圧力まで圧縮する工程をさらに含むと、簡易な構成や操作で、超臨界流体の形成に再利用されるガスの回収率を高める観点からより一層効果的である。 Further, in the present invention, when the recovered gas further includes a step of compressing the recovered gas to a pressure higher than the pressure of the separated gas, the gas reused for forming the supercritical fluid with a simple configuration and operation. Is more effective from the viewpoint of increasing the recovery rate.
また本発明では、前記分離されたガス及び前記回収されたガスのいずれか一方又は両方に、ガス中に残存する前記溶媒を除去する処理を施す工程をさらに含むと、光学異性体を安定して製造する観点からより一層効果的である。 Further, in the present invention, when one or both of the separated gas and the recovered gas is further subjected to a treatment for removing the solvent remaining in the gas, the optical isomer can be stabilized. More effective from the viewpoint of manufacturing.
また本発明では、充填剤には、光学異性体を識別する多糖類又はその誘導体である多糖類誘導体を含有する充填剤を用いると、光学異性体の生産性を高める観点からより一層効果的であり、前記多糖類はセルロース又はアミロースであるとさらに一層効果的である。 Further, in the present invention, when a filler containing a polysaccharide for identifying optical isomers or a polysaccharide derivative that is a derivative thereof is used as the filler, it is more effective from the viewpoint of increasing the productivity of the optical isomer. There, wherein the polysaccharide is even more effective when is cellulose scan or amylose.
本発明の光学異性体の製造方法は、超臨界流体を含有する移動相に、光学異性体の混合物を含有する試料を注入し、試料が注入された移動相を、光学異性体を識別する充填剤を
有するカラムに通し、試料中の所望の光学異性体を混合物から分離して製造する。
In the method for producing an optical isomer of the present invention, a sample containing a mixture of optical isomers is injected into a mobile phase containing a supercritical fluid, and the mobile phase into which the sample is injected is packed to identify the optical isomers. The desired optical isomers in the sample are separated from the mixture and produced through a column having an agent.
本発明では、前記移動相への試料の注入や、カラム通過後の移動相中の試料の検出、試料の調製等の超臨界流体クロマトグラフィーについての基本的な操作については、超臨界流体クロマトグラフィーや高速液体クロマトグラフィーで通常行われている操作と同様に行うことができ、また公知の技術を利用して行うことができる。例えば前記移動相への前記試料の注入には、前述した特許文献1に記載されているような、注入時における圧力の変動が生じない注入方法を採用することが、光学異性体のカラムにおける分離効率を高め、光学異性体の生産性を高める観点から好ましい。 In the present invention, the basic operations for supercritical fluid chromatography such as injection of the sample into the mobile phase, detection of the sample in the mobile phase after passing through the column, preparation of the sample, etc. And can be carried out in the same manner as that usually carried out in high performance liquid chromatography, and can be carried out using known techniques. For example, for the injection of the sample into the mobile phase, it is possible to separate the optical isomers in the column by adopting an injection method that does not cause a pressure fluctuation during the injection as described in Patent Document 1 described above. It is preferable from the viewpoint of increasing the efficiency and increasing the productivity of the optical isomer.
本発明の光学異性体は、液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成する移動相生成工程と、カラムを通った移動相を、溶媒と液化ガスを構成していたガスとに分離する気液分離工程と、分離されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用するガス再利用工程とを含む。 The optical isomer of the present invention comprises a mobile phase generation step for generating a mobile phase containing a supercritical fluid generated from a liquefied gas and a solvent, and a mobile phase that has passed through the column as a solvent and a liquefied gas. A gas-liquid separation step for separating the gas into a supercritical fluid contained in the mobile phase as a liquefied gas, wherein the separated gas and the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than a predetermined concentration. Gas recycling process to be used.
前記移動相生成工程では、超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成する。超臨界流体は、液化ガスから生成する。本発明において「超臨界流体」とは、臨界温度及び臨界圧力のいずれか一方、又は両方を超えた状態にある物質である。本発明において超臨界流体は、例えば液化ガスの加圧及び加熱のいずれか一方、又は両方によって生成させることができる。 In the mobile phase generation step, a mobile phase containing a supercritical fluid and a solvent is generated. A supercritical fluid is generated from a liquefied gas. In the present invention, the “supercritical fluid” is a substance that is in a state exceeding one or both of a critical temperature and a critical pressure. In the present invention, the supercritical fluid can be generated, for example, by one or both of pressurization and heating of a liquefied gas.
前記超臨界流体には、例えば超臨界流体抽出に用いられる公知の物質を用いることができる。このような物質としては、例えば二酸化炭素、アンモニア、二酸化イオウ、ハロゲン化水素、亜酸化窒素、硫化水素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン、ハロゲン化炭化水素、水等が挙げられる。前記物質は、可燃性、爆発性、人体への有害性、取り扱いの容易性や経済性等の観点から、二酸化炭素が好ましい。 As the supercritical fluid, for example, a known substance used for supercritical fluid extraction can be used. Examples of such substances include carbon dioxide, ammonia, sulfur dioxide, hydrogen halide, nitrous oxide, hydrogen sulfide, methane, ethane, propane, butane, ethylene, propylene, halogenated hydrocarbon, and water. The substance is preferably carbon dioxide from the viewpoints of flammability, explosiveness, harmfulness to the human body, ease of handling and economy.
前記溶媒には、光学異性体や充填剤の種類に応じて公知の溶媒から選択される溶媒を用いることができる。このような溶媒としては、例えばエタノールや2−プロパノール等の低級アルコール、アセトン等のケトン、アセトニトリル、酢酸エチル、水等が挙げられる。 As the solvent, a solvent selected from known solvents according to the type of optical isomer or filler can be used. Examples of such a solvent include lower alcohols such as ethanol and 2-propanol, ketones such as acetone, acetonitrile, ethyl acetate, and water.
移動相中の前記溶媒の混合比率は、分離対象の光学異性体の種類や、充填剤の種類等の条件によって異なるが、移動相全量に対して5〜30質量%程度であることが、光学異性体の製造における生産性を高める観点から好ましい。 The mixing ratio of the solvent in the mobile phase varies depending on conditions such as the type of optical isomer to be separated and the type of filler, but it is about 5 to 30% by mass with respect to the total amount of the mobile phase. This is preferable from the viewpoint of increasing productivity in the production of isomers.
前記移動相は、その生成方法については特に限定されず、例えば超臨界流体と溶媒とを混合して生成しても良いし、又は前記液化ガスと溶媒とを混合した後に、この混合液に対して加圧及び加熱のいずれか一方又は両方をし、混合液中の液化ガスを超臨界流体とすることによって生成しても良い。前記液化ガス又は超臨界流体と前記溶媒との混合は、例えば高速液体クロマトグラフィーで行われているように、それぞれの流体を定量ポンプによってそれぞれ所定の流量で送液し、一方の流体を他方の流体に合流させることによって行うことができる。 The production method of the mobile phase is not particularly limited. For example, the mobile phase may be produced by mixing a supercritical fluid and a solvent, or after mixing the liquefied gas and the solvent, Then, either or both of pressurization and heating may be performed, and the liquefied gas in the mixed solution may be generated as a supercritical fluid. The mixing of the liquefied gas or supercritical fluid and the solvent is carried out by feeding each fluid at a predetermined flow rate by a metering pump, for example, as in high performance liquid chromatography. This can be done by joining the fluid.
前記液化ガスは、ボンベに収容されている液化ガスであっても良いし、例えばガスを圧縮機で圧縮して液化させたもののように、ガスの圧力及び温度を調整してガスから生成されるものであっても良い。ガスの圧力の調整には、圧縮機や、背圧弁等の圧力調整手段を用いることができ、ガスの温度の調整には、熱交換器等の温度調整手段を用いることができる。 The liquefied gas may be a liquefied gas accommodated in a cylinder, or is generated from the gas by adjusting the pressure and temperature of the gas, for example, the gas is compressed and liquefied by a compressor. It may be a thing. Pressure adjustment means such as a compressor and a back pressure valve can be used for adjusting the gas pressure, and temperature adjustment means such as a heat exchanger can be used for adjusting the gas temperature.
前記気液分離工程では、カラムを通った移動相を、溶媒と液化ガスを構成していたガスとに分離する。移動相からの溶媒とガスとの気液分離は、例えば背圧弁等の圧力調整弁を用いた移動相の減圧によって行うことができるが、気液分離装置をさらに用いることが好ましい。このような気液分離装置には、例えば両端が開口している外筒と、前記外筒の一端の開口を塞ぐフランジ部と、前記外筒の内周壁面に沿って周方向に前記移動相を外筒内に導入する導入部と、両端が開口しており、前記フランジ部を貫いて前記導入部よりも前記外筒の他端側に延出する内筒とを有する気液分離装置を用いることが好ましい。 In the gas-liquid separation step, the mobile phase that has passed through the column is separated into a solvent and a gas constituting the liquefied gas. The gas-liquid separation of the solvent and gas from the mobile phase can be performed, for example, by reducing the pressure of the mobile phase using a pressure regulating valve such as a back pressure valve, but it is preferable to further use a gas-liquid separation device. Such a gas-liquid separator includes, for example, an outer cylinder that is open at both ends, a flange portion that closes an opening at one end of the outer cylinder, and the mobile phase in the circumferential direction along the inner peripheral wall surface of the outer cylinder. A gas-liquid separation device having an introduction part for introducing the gas into the outer cylinder, and an inner cylinder that is open at both ends and extends to the other end side of the outer cylinder through the flange part. It is preferable to use it.
前記気液分離装置によれば、前記内筒が、前記導入部よりも前記外筒の他端側に延出していることから、導入部から導入された前記移動相の飛沫が、内筒から排出されるガス中に含まれにくく、ガス中の溶媒や光学異性体の濃度を低減させることが可能である。また、外筒が筒状であることから、内周壁面に均等に圧力がかかるので、気液分離装置の耐久性が高められる。このように前記気液分離装置は、高圧条件下で純度の高いガスを回収することが可能であるので、超臨界流体クロマトグラフィーでのより精密な分離を要求される光学異性体の分離において、移動相から分離されたガスを移動相に再利用する技術に好適に用いられる。 According to the gas-liquid separation device, since the inner cylinder extends to the other end side of the outer cylinder from the introduction part, the droplets of the mobile phase introduced from the introduction part are separated from the inner cylinder. It is difficult to be contained in the exhausted gas, and it is possible to reduce the concentration of the solvent and optical isomers in the gas. Further, since the outer cylinder is cylindrical, pressure is evenly applied to the inner peripheral wall surface, so that the durability of the gas-liquid separator is enhanced. As described above, the gas-liquid separation device can recover a high-purity gas under high-pressure conditions. Therefore, in separation of optical isomers that require more precise separation in supercritical fluid chromatography, It is suitably used in a technique for reusing a gas separated from a mobile phase as a mobile phase.
また、前記外筒の外周壁面を覆い外筒の温度を調整するためのジャケットと、前記ジャケット内を通って前記導入部に接続され、前記移動相を前記導入部に供給するための移動相供給管とをさらに有すると、外筒における気液分離の分離効率をより一層高める上で好ましい。また、外筒内に導入される前に移動相の温度が外筒の温度に調整され、外筒における気液分離の分離効率をより一層高める上で好ましい。 A jacket for covering the outer peripheral wall surface of the outer cylinder and adjusting the temperature of the outer cylinder; and a mobile phase supply for supplying the mobile phase to the introduction section, connected to the introduction section through the jacket It is preferable to further include a tube in order to further increase the separation efficiency of gas-liquid separation in the outer cylinder. Further, the temperature of the mobile phase is adjusted to the temperature of the outer cylinder before being introduced into the outer cylinder, which is preferable for further improving the separation efficiency of gas-liquid separation in the outer cylinder.
前記外筒は、前記導入部から導入された移動相が一端側から他端側へ内周壁面に沿ってらせん状に流れ得るものであれば特に限定されない。前記外筒は、一般に円筒状であるが、外筒内に導入された移動相の流速に偏りを生じさせるためや、適度な衝撃を与えるため等の目的から、断面における内周壁面の形状が楕円形や多角形等の略円形となっている筒であっても良い。 The outer cylinder is not particularly limited as long as the mobile phase introduced from the introduction part can flow spirally along the inner peripheral wall surface from one end side to the other end side. The outer cylinder is generally cylindrical, but the shape of the inner peripheral wall surface in the cross section is for the purpose of causing a bias in the flow velocity of the mobile phase introduced into the outer cylinder, or for giving an appropriate impact. It may be a cylinder having a substantially circular shape such as an ellipse or a polygon.
前記フランジ部は、前記外筒の一端の開口を塞ぐものであれば特に限定されない。このようなフランジ部は、例えば内筒の設置と外筒の閉塞とを行うための径違いユニオンを好適に用いることができる。 The flange portion is not particularly limited as long as it closes the opening at one end of the outer cylinder. For such a flange portion, for example, a non-diameter union for installing the inner cylinder and closing the outer cylinder can be suitably used.
前記導入部は、前記外筒の断面形状における内周壁面の接線に沿って前記移動相を外筒内に導入するノズルや管によって形成することができる。前記移動相は、通常は前記外筒の横断方向に対して平行な方向に導入される。本発明ではこれに限定されず、前記導入部を、外筒の横断方向に対して平行に設けても良いし、斜めに設けても良い。 The introduction portion can be formed by a nozzle or a tube that introduces the mobile phase into the outer cylinder along a tangent line of the inner peripheral wall surface in the cross-sectional shape of the outer cylinder. The mobile phase is usually introduced in a direction parallel to the transverse direction of the outer cylinder. The present invention is not limited to this, and the introduction portion may be provided in parallel to the transverse direction of the outer cylinder, or may be provided obliquely.
前記内筒は、前記外筒よりも径の小さい管であれば、その断面形状は特に限定されない。前記内筒は、外筒での移動相の飛沫のガス中への混入を防止する観点から、前記外筒において前記導入部よりも他端側に十分に延出するように構成される。このような内筒の延出長さは、外筒への移動相の導入条件や外筒の径、及び内筒の径等の諸条件によって異なる。前記内筒は、外筒内に導入された移動相の流れが勢いを失い、移動相が外筒の内周壁面を伝わる、すなわち内周壁面からの飛沫が起こらなくなる位置まで延出させれば良い。 If the inner cylinder is a pipe having a smaller diameter than the outer cylinder, the cross-sectional shape is not particularly limited. The inner cylinder is configured to sufficiently extend to the other end side of the outer cylinder from the introduction portion, from the viewpoint of preventing the mobile phase droplets from being mixed into the gas in the outer cylinder. Such an extension length of the inner cylinder varies depending on various conditions such as the introduction condition of the mobile phase to the outer cylinder, the diameter of the outer cylinder, and the diameter of the inner cylinder. The inner cylinder is extended to a position where the flow of the mobile phase introduced into the outer cylinder loses momentum and the mobile phase is transmitted along the inner peripheral wall surface of the outer cylinder, that is, no splashing from the inner peripheral wall surface occurs. good.
前記ジャケットには、前記外筒の外側に熱媒を循環させる通常のジャケットを用いることができる。ジャケットに供給される熱媒が温媒であれば、ガスの分離効率を高める上で効果的であり、ジャケットに供給される熱媒が冷媒であれば、光学異性体の前記溶媒に対する溶解度を下げる上で効果的である。 As the jacket, a normal jacket in which a heat medium is circulated outside the outer cylinder can be used. If the heating medium supplied to the jacket is a heating medium, it is effective in increasing the gas separation efficiency. If the heating medium supplied to the jacket is a refrigerant, the solubility of the optical isomer in the solvent is lowered. Effective above.
前記移動相供給管は、気液分離前の移動相の温度を外筒における温度に予め調整する観点から、ジャケット内に長く設けられていることが好ましい。例えば前記移動相供給管は、ジャケット内において蛇行形状に設けられていることや、外筒の外周壁面にらせん状に設けられていることが好ましい。このような移動相供給管は、特に前記熱媒が温媒である場合に、外筒内に導入されたときの移動相の温度変化による飛沫を抑制する上で好ましい。 The mobile phase supply pipe is preferably provided long in the jacket from the viewpoint of preliminarily adjusting the temperature of the mobile phase before gas-liquid separation to the temperature in the outer cylinder. For example, the mobile phase supply pipe is preferably provided in a meandering shape in the jacket, or provided in a spiral shape on the outer peripheral wall surface of the outer cylinder. Such a mobile phase supply pipe is preferable in order to suppress splashing due to a temperature change of the mobile phase when introduced into the outer cylinder, particularly when the heating medium is a heating medium.
なお、前記気液分離工程で分離された溶媒には、光学異性体が含有されている。この光学異性体は、分離された溶媒を高圧条件下から減圧し、必要に応じて減圧濃縮等の公知の方法を採用することにより、前記溶媒から得られる。 The solvent separated in the gas-liquid separation step contains an optical isomer. This optical isomer can be obtained from the solvent by reducing the pressure of the separated solvent under high pressure conditions and, if necessary, using a known method such as concentration under reduced pressure.
前記ガス再利用工程では、前記気液分離工程で分離されたガス(以下「一次回収ガス」とも言う)であってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である一次回収ガスを、液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用する。ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である一次回収ガスは、一次回収ガス中の溶媒の濃度を測定し、所定の濃度以下であることを確認する第一の方法や、一次回収ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下になるように気液分離手段で気液分離する第二の方法等によって得られる。 In the gas recycling step, the primary recovery gas, which is the gas separated in the gas-liquid separation step (hereinafter also referred to as “primary recovery gas”) and the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than a predetermined concentration, is converted into liquefied gas. And reused in the supercritical fluid contained in the mobile phase. The primary recovery gas in which the concentration of the solvent in the gas is less than or equal to the predetermined concentration is the first method for measuring the concentration of the solvent in the primary recovery gas and confirming that it is below the predetermined concentration, or in the primary recovery gas It is obtained by a second method of gas-liquid separation by a gas-liquid separation means so that the concentration of the solvent becomes a predetermined concentration or less.
前記第一の方法としては、例えば一次回収ガスの流路に、一次回収ガスを収容するためのタンクを設け、タンクに収容された一次回収ガス中の溶媒の濃度を測定し、溶媒の濃度が所定の濃度以下であることを確認したらこのタンクに収容された一次回収ガスを液化ガスの生成に用いる方法が挙げられる。前記タンクは、一次回収ガスの流路に並列に設けられる複数のタンクであることが、一次回収ガス中の溶媒の濃度の測定と、一次回収ガスの再利用とを連続して行う観点から好ましい。 As the first method, for example, a tank for storing the primary recovery gas is provided in the flow path of the primary recovery gas, the concentration of the solvent in the primary recovery gas stored in the tank is measured, and the concentration of the solvent is If it is confirmed that the concentration is lower than the predetermined concentration, a method of using the primary recovery gas stored in the tank for generating liquefied gas can be mentioned. The tank is preferably a plurality of tanks provided in parallel with the flow path of the primary recovery gas, from the viewpoint of continuously measuring the concentration of the solvent in the primary recovery gas and reusing the primary recovery gas. .
前記第二の方法としては、例えば一次回収ガスの流路に、一次回収ガス中の溶媒の濃度を検出する手段と、この検出手段を迂回する一次回収ガス用バイパス流路と、このバイパス流路中に設けられる気液分離手段と、前記検出手段と前記バイパス流路とに一次回収ガスを所望の割合で分配する流体分配手段とを用い、一次回収ガス中の溶媒の濃度を連続して測定し、一次回収ガス中の溶媒の濃度に応じて一次回収ガスの一部又は全部の気液分離を行う方法が挙げられる。 The second method includes, for example, a means for detecting the concentration of the solvent in the primary recovery gas in the primary recovery gas flow path, a primary recovery gas bypass flow path that bypasses the detection means, and the bypass flow path. The concentration of the solvent in the primary recovery gas is continuously measured by using the gas-liquid separation means provided therein and the fluid distribution means for distributing the primary recovery gas to the detection means and the bypass flow path in a desired ratio. In addition, a method of performing gas-liquid separation of a part or all of the primary recovery gas according to the concentration of the solvent in the primary recovery gas can be mentioned.
また前記第二の方法としては、例えば一次回収ガスの流路に、一次回収ガス中の溶媒の濃度を前記所定の濃度以下とするのに十分なだけ、気液分離手段を設ける方法が挙げられる。このような方法では、前記気液分離手段を場合によっては複数台設ける必要があり、装置の構成が複雑になるが、一次回収ガス中の溶媒の濃度を測定しなくても良い。この方法における気液分離手段の設置台数は、例えば実際の設置台数とそのときの一次回収ガス中の溶媒の濃度との実測値に基づいて求めることができる。 Further, as the second method, for example, there is a method in which a gas-liquid separation means is provided in the flow path of the primary recovery gas so that the concentration of the solvent in the primary recovery gas is not more than the predetermined concentration. . In such a method, it is necessary to provide a plurality of gas-liquid separation means depending on the case, and the configuration of the apparatus becomes complicated. However, the concentration of the solvent in the primary recovery gas need not be measured. The number of gas-liquid separation means installed in this method can be obtained, for example, based on the measured value of the actual number of installed units and the concentration of the solvent in the primary recovery gas at that time.
前記第一の方法及び第二の方法において、一次回収ガス中の溶媒の濃度を検出する場合に、一次回収ガス中の溶媒の濃度を検出する方法としては、ガス中の溶媒の濃度を検出できる方法であれば特に限定されない。このような検出方法としては、例えば前記タンク中のガスに含有される前記溶媒をガスクロマトグラフィーによって定量し、一次回収ガス中の溶媒の濃度を求める方法や、前記タンクや前記流路中の一次回収ガス中の溶媒を検出するガスセンサを用いる方法が挙げられる。本発明において、一次回収ガス中の溶媒の濃度の測定は、常時行っても良いし、適当な頻度で行っても良い。 In the first method and the second method, when the concentration of the solvent in the primary recovery gas is detected, as a method for detecting the concentration of the solvent in the primary recovery gas, the concentration of the solvent in the gas can be detected. If it is a method, it will not specifically limit. As such a detection method, for example, the solvent contained in the gas in the tank is quantified by gas chromatography to determine the concentration of the solvent in the primary recovery gas, or the primary in the tank or the flow path. A method using a gas sensor for detecting a solvent in the recovered gas is mentioned. In the present invention, the measurement of the concentration of the solvent in the primary recovery gas may be performed constantly or at an appropriate frequency.
前記第一の方法及び第二の方法では、公知の手段等を用いることができる。例えば前記気液分離手段には、前述した気液分離装置や、一次回収ガス中から前記溶媒を吸着する液
体又は固体の吸着剤をガスの流路中に有する吸着装置等が用いられる。また前記流体分配手段には、例えば自動弁やバタフライ弁等が用いられる。また前記第一の方法及び第二の方法では、圧縮機や、背圧弁、圧力調整弁、自動弁等の公知の手段を用いて、回収ガスの圧力を制御し、また回収ガスの流路を適宜開閉することにより、回収ガスの流れを制御することができる。
In the first method and the second method, known means and the like can be used. For example, as the gas-liquid separation means, the gas-liquid separation device described above, an adsorption device having a liquid or solid adsorbent that adsorbs the solvent from the primary recovery gas in the gas flow path, or the like is used. For example, an automatic valve or a butterfly valve is used as the fluid distributing means. In the first method and the second method, the pressure of the recovered gas is controlled using a known means such as a compressor, a back pressure valve, a pressure regulating valve, an automatic valve, and the flow path of the recovered gas is set. By appropriately opening and closing, the flow of the recovered gas can be controlled.
ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である一次回収ガスは、液化ガスとされる。一次回収ガスの液化は、前述したように、圧縮機、圧力調整手段、及び温度調整手段等を用いることによって行うことができる。得られた液化ガスは、前述した移動相生成工程における液化ガスとして、本発明の製造方法において再利用される。 The primary recovery gas in which the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than a predetermined concentration is liquefied gas. As described above, the primary recovery gas can be liquefied by using a compressor, a pressure adjusting unit, a temperature adjusting unit, and the like. The obtained liquefied gas is reused in the production method of the present invention as the liquefied gas in the mobile phase generation step described above.
前記所定の濃度は、回収ガス中の溶媒の濃度である。前記所定の濃度は、回収ガスを液化ガスとし、液化ガスを移動相に再利用したときに、光学異性体の生産性を著しく低下させることがない濃度であれば良い。 The predetermined concentration is the concentration of the solvent in the recovered gas. The predetermined concentration may be a concentration that does not significantly reduce the productivity of optical isomers when the recovered gas is used as a liquefied gas and the liquefied gas is reused as a mobile phase.
前記所定の濃度は、光学異性体の種類や用途、溶媒の種類や移動相中における含有量、ガスの種類等の種々の条件によって異なるが、回収ガス中の溶媒の濃度として1体積%以下、さらには0.5体積%以下であることが、移動相の組成の変化による光学異性体の分離能の変化を抑制し、超臨界流体クロマトグラフィーによって光学異性体を安定して製造する観点から好ましい。前記所定の濃度は、例えば一次回収ガス中の溶媒の濃度の定量により求めることができる。回収ガス中の溶媒の濃度は、例えばさらなる気液分離操作や、新規のガスによる希釈等によって調整することが可能である。 The predetermined concentration varies depending on various conditions such as the type and use of the optical isomer, the type of solvent and the content in the mobile phase, and the type of gas, but the concentration of the solvent in the recovered gas is 1% by volume or less, Further, it is preferably 0.5% by volume or less from the viewpoint of suppressing the change in the resolution of the optical isomer due to the change in the composition of the mobile phase and stably producing the optical isomer by supercritical fluid chromatography. . The predetermined concentration can be obtained, for example, by determining the concentration of the solvent in the primary recovery gas. The concentration of the solvent in the recovered gas can be adjusted by, for example, further gas-liquid separation operation or dilution with a new gas.
前記ガス再利用工程では、液化ガスを生成する場合に、溶媒の濃度が所定の濃度以下の一次回収ガスの圧力が、液化ガスを生成するために新規に供給されるガスの圧力よりも高いときに、一次回収ガスを液化することが、ガスを十分に再利用する観点から好ましい。このようなガスの圧力の制御は、例えば液化ガスを生成する前述した手段に対して、一次回収ガスの流路と新規のガスの流路とを、背圧弁等の圧力調整手段を介して接続し、一次回収ガスの圧力の設定値を新規のガスの圧力の設定値に比べて高くすることによって行うことができる。 In the gas recycling step, when the liquefied gas is generated, the pressure of the primary recovery gas having a solvent concentration equal to or lower than a predetermined concentration is higher than the pressure of the gas newly supplied to generate the liquefied gas. In addition, it is preferable to liquefy the primary recovery gas from the viewpoint of sufficiently reusing the gas. Such gas pressure control is achieved, for example, by connecting the primary recovery gas flow path and the new gas flow path to the above-described means for generating liquefied gas through a pressure adjusting means such as a back pressure valve. However, it can be performed by increasing the set value of the pressure of the primary recovery gas compared to the set value of the pressure of the new gas.
この場合における一次回収ガスの圧力の設定値は、前記新規のガスの圧力の設定値よりも高い値であれば良く、特に限定されないが、一次回収ガスの圧力と前記新規のガスの圧力との差圧は、例えば0.1MPa以上であることが好ましい。 In this case, the set value of the pressure of the primary recovery gas is not particularly limited as long as it is higher than the set value of the pressure of the new gas, but the pressure between the pressure of the primary recovery gas and the pressure of the new gas is not particularly limited. The differential pressure is preferably 0.1 MPa or more, for example.
また前記一次回収ガスの圧力の設定値があまり高すぎると、前記気液分離工程での気液分離が十分に行われなかったり、或いは分離された溶媒にガスが再溶解することがある。したがって前記一次回収ガスの圧力の設定値は、前記一次回収ガスの前記溶媒への再溶解を抑制する観点からも、前記溶媒に対するガスの溶解性に応じて設定される。例えば二酸化炭素の超臨界流体を用い、溶媒として通常の有機溶媒を用いる場合では、前記一次回収ガスの圧力は、1〜10MPa程度に設定されていることが、一次回収ガスの前記溶媒への再溶解を抑制し、また一次回収ガスの再利用率を高める観点から好ましい。 In addition, if the set value of the pressure of the primary recovery gas is too high, gas-liquid separation in the gas-liquid separation step may not be performed sufficiently, or the gas may be redissolved in the separated solvent. Therefore, the set value of the pressure of the primary recovery gas is set according to the solubility of the gas in the solvent from the viewpoint of suppressing re-dissolution of the primary recovery gas in the solvent. For example, when a supercritical fluid of carbon dioxide is used and a normal organic solvent is used as the solvent, the pressure of the primary recovery gas is set to about 1 to 10 MPa. It is preferable from the viewpoint of suppressing dissolution and increasing the reuse rate of the primary recovery gas.
本発明では、気液分離工程において分離された溶媒からさらにガスを回収することもできる。気液分離後の溶媒からのガスの回収は、気液分離工程で分離された溶媒の圧力を下げる減圧工程と、減圧によって溶媒から分離するガスを回収する回収工程とによって行うことができる。 In the present invention, gas can be further recovered from the solvent separated in the gas-liquid separation step. The recovery of the gas from the solvent after the gas-liquid separation can be performed by a depressurization step for reducing the pressure of the solvent separated in the gas-liquid separation step and a recovery step for recovering the gas separated from the solvent by the depressurization.
前記減圧工程は、密閉された系内で溶媒をさらに減圧することができる工程であれば特に限定されない。このような工程は、例えば密閉可能な容器に前記溶媒を収容し、この密
閉可能な容器内の圧力を、収容前の前記溶媒の圧力よりも低い圧力とすることによって行うことができる。容器内の圧力は、溶媒が収容される前に予め所定の圧力に設定されていても良いし、溶媒が収容された後に連続して、又は段階的に減圧することによって調整しても良い。
The decompression step is not particularly limited as long as the solvent can be further decompressed in a sealed system. Such a process can be performed, for example, by storing the solvent in a sealable container and setting the pressure in the sealable container to a pressure lower than the pressure of the solvent before storage. The pressure in the container may be set in advance to a predetermined pressure before the solvent is accommodated, or may be adjusted by reducing the pressure continuously or stepwise after the solvent is accommodated.
また前記回収工程は、減圧工程において溶媒から分離するガス(以下、「二次回収ガス」とも言う)を回収する工程であれば特に限定されない。このような工程は、例えば圧力調整後の前記容器中のガスの回収や、圧力調整時に溶媒から放出されるガスの回収等によって行うことができる。 The recovery step is not particularly limited as long as it is a step of recovering a gas that is separated from the solvent in the decompression step (hereinafter also referred to as “secondary recovery gas”). Such a process can be performed, for example, by collecting gas in the container after pressure adjustment, collecting gas released from the solvent at the time of pressure adjustment, or the like.
前記容器は単数でも良いが、複数用いることが好ましい。例えば前記容器を前記気液分離装置に対して直列に複数接続する場合では、複数段の溶媒の減圧及び複数段のガスの回収を連続して行うことができ、例えば二次回収ガスの回収率を高めることが可能である。また前記容器を前記気液分離装置に対して並列に複数接続する場合では、一台の気液分離装置に対して一段の溶媒の減圧及び一段のガスの回収を連続して行うことができる。直列に接続する場合の容器の数は、特に限定されないが、設備や操作の簡易さや、前記溶媒からのガスの回収率を高める等の観点から、1〜3程度が好ましい。 A single container may be used, but a plurality of containers are preferably used. For example, in the case where a plurality of the containers are connected in series to the gas-liquid separation device, a plurality of stages of solvent decompression and a plurality of stages of gas recovery can be performed continuously. For example, the recovery rate of the secondary recovery gas It is possible to increase. In the case where a plurality of the containers are connected in parallel to the gas-liquid separator, it is possible to continuously perform one-stage solvent decompression and one-stage gas recovery for one gas-liquid separator. The number of containers in the case of connecting in series is not particularly limited, but is preferably about 1 to 3 from the viewpoints of ease of equipment and operation and increasing the recovery rate of gas from the solvent.
また、前記減圧工程において、溶媒を低圧側の容器に送液する場合では、溶媒からガスが放出される際の気化熱によって溶媒の温度が低下することがある。このような場合では、容器や容器間を接続する管の温度を調整する手段を有することが、送液中の溶媒からの光学異性体の析出や容器内における光学異性体の付着や残留を抑制する観点から好ましい。このような手段には、例えばジャケットや加熱コイル等の公知の手段を用いることができる。 In the decompression step, when the solvent is fed to a low-pressure side container, the temperature of the solvent may be lowered by the heat of vaporization when the gas is released from the solvent. In such a case, having a means to adjust the temperature of the containers and the pipes connecting the containers suppresses the precipitation of optical isomers from the solvent during liquid feeding and the adhesion and residual of the optical isomers in the container. From the viewpoint of As such means, known means such as a jacket and a heating coil can be used.
前記二次回収ガスは、ガス中の溶媒の濃度が前記所定の濃度以下であれば、一次回収ガスと同様に液化ガスとし、移動相に含有される超臨界流体に再利用することができる。本発明では、二次回収ガスを一次回収ガスの圧力によりも高い圧力に圧縮しても良い。このような工程を含むことにより、二次回収ガスを一次回収ガスに容易に合流させることができる。二次回収ガスは、ガス再利用工程前の一次回収ガスに合流させることが、装置や操作の簡略化の観点から好ましい。 If the concentration of the solvent in the gas is equal to or lower than the predetermined concentration, the secondary recovery gas can be liquefied like the primary recovery gas and reused as a supercritical fluid contained in the mobile phase. In the present invention, the secondary recovery gas may be compressed to a higher pressure than the pressure of the primary recovery gas. By including such a step, the secondary recovery gas can be easily merged with the primary recovery gas. The secondary recovery gas is preferably joined to the primary recovery gas before the gas recycling step from the viewpoint of simplifying the apparatus and operation.
二次回収ガスの圧縮は、例えば圧縮機を用いて行うことができる。また、圧縮された二次回収ガスの一次回収ガスへの合流は、例えば二次回収ガスの流路と一次回収ガスの流路とを、背圧弁等の圧力調整手段を介して接続し、二次回収ガスの圧力を一次回収ガスの圧力よりも高く設定することによって行うことができる。 The secondary recovery gas can be compressed using, for example, a compressor. In addition, the compressed secondary recovery gas may be merged into the primary recovery gas by, for example, connecting the flow path of the secondary recovery gas and the flow path of the primary recovery gas via a pressure adjusting means such as a back pressure valve. This can be done by setting the pressure of the secondary recovery gas higher than the pressure of the primary recovery gas.
本発明では、前記一次回収ガス及び前記二次回収ガスのいずれか一方又は両方に、ガス中に残存する溶媒を除去する処理を施しても良い。このような処理は、ガス再利用工程前のガスに行うことが、ガス中の溶媒の濃度を低減させる観点から好ましい。またこのような処理は、前述した気液分離装置や吸着装置を用いることによって行うことができる。 In the present invention, one or both of the primary recovery gas and the secondary recovery gas may be subjected to a treatment for removing the solvent remaining in the gas. Such treatment is preferably performed on the gas before the gas recycling step from the viewpoint of reducing the concentration of the solvent in the gas. Moreover, such a process can be performed by using the gas-liquid separation apparatus and adsorption apparatus mentioned above.
本発明に用いられる充填剤は、光学異性体を識別する充填剤であれば良いが、汎用性や生産性等の観点から、光学異性体を識別する多糖類又はその誘導体である多糖類誘導体を含有する充填剤であることが好ましい。 The filler used in the present invention may be any filler that identifies optical isomers, but from the viewpoints of versatility and productivity, polysaccharides that identify optical isomers or polysaccharide derivatives that are derivatives thereof are used. The filler is preferably contained.
前記多糖類としては、天然多糖類、合成多糖類及び天然物変性多糖類のいずれも問わず、キラリティーを有するものであれば用いることができる。そのなかでも結合様式が規則正しいものは、光学異性体の分離能力をより高めることが可能となり、好適である。 Any of natural polysaccharides, synthetic polysaccharides, and natural product-modified polysaccharides can be used as the polysaccharide as long as it has chirality. Among them, those having a regular bonding mode are preferable because the ability to separate optical isomers can be further increased.
このような多糖類としては、例えばセルロース、アミロース、キシラン、キトサン、キチン、マンナン、イヌリン、カードラン、デンプン、デキストラン、アミロペクチン、ブスツラン、グルカン、ガラクタン、レバン、ブルラン、アガロース、アルギン酸、アミロースを含有するデンプン等が挙げられる。それらの中でも、高純度の多糖類として容易に入手することのできるセルロース、アミロース、キシラン、キトサン、キチン、マンナン、イヌリン、カードラン等が好ましく、セルロース、アミロースが特に好ましい。 Examples of such polysaccharides include cellulose, amylose, xylan, chitosan, chitin, mannan, inulin, curdlan, starch, dextran, amylopectin, bustulan, glucan, galactan, levan, bullulan, agarose, alginic acid, amylose. Examples include starch. Among these, cellulose, amylose, xylan, chitosan, chitin, mannan, inulin, curdlan and the like that can be easily obtained as high-purity polysaccharides are preferable, and cellulose and amylose are particularly preferable.
また、前記多糖類の数平均重合度(1分子中に含まれるピラノース環あるいはフラノース環の平均数)は、5以上、好ましくは10以上であり、取り扱いの容易さ等の点から、一般に3,000以下であることが望ましい。 The number average degree of polymerization (average number of pyranose rings or furanose rings contained in one molecule) of the polysaccharide is 5 or more, preferably 10 or more. 000 or less is desirable.
前記多糖類誘導体としては、前記多糖類のエステル誘導体やカルバメート誘導体等が、好ましい多糖類誘導体として挙げられる。 Examples of the polysaccharide derivatives include ester derivatives and carbamate derivatives of the polysaccharides as preferable polysaccharide derivatives.
前記充填剤には、公知の種々の形態の充填剤を用いることができる。このような充填剤としては、例えば粒子状や一体成形型のシリカゲルの担体とこれに担持される前記多糖類や多糖類誘導体とからなる充填剤や、多糖類や多糖類誘導体からなる充填剤のように、光学識別部位のみから構成されている充填剤等が挙げられる。 As the filler, various types of known fillers can be used. As such a filler, for example, a filler made of a particulate or integrally-molded silica gel carrier and the polysaccharide or polysaccharide derivative carried on the carrier, or a filler made of a polysaccharide or polysaccharide derivative is used. Thus, the filler etc. which are comprised only from the optical identification part are mentioned.
本発明では、光学異性体の生産性をより一層向上させる観点から、多糖類や多糖類誘導体からなる充填剤を用いることが好ましい。このような充填剤は、例えば粒子状等の所望の形状に多糖類誘導体で形成されている液滴中で、多糖類誘導体の水酸基同士を架橋させることや、粒子状等の所望の形状に多糖類で形成されている充填剤母体を、必要に応じてエステル化やカルバメート化することによって得ることができる。 In the present invention, from the viewpoint of further improving the productivity of optical isomers, it is preferable to use a filler comprising a polysaccharide or a polysaccharide derivative. Such a filler is used to crosslink the hydroxyl groups of a polysaccharide derivative in a droplet formed of a polysaccharide derivative in a desired shape such as a particulate shape, or to have a desired shape such as a particulate shape. The filler matrix formed of saccharides can be obtained by esterification or carbamate formation as necessary.
本発明では、前記気液分離工程において多量の前記溶媒が分離される場合に特に有効である。このような場合としては、例えば工業的な生産等のように、内径の大きなカラムを用いて光学異性体を前記混合物から分離して製造する場合が挙げられる。このような場合におけるカラムの内径は10cm以上であることが好ましく、20cm以上であることがより好ましい。 The present invention is particularly effective when a large amount of the solvent is separated in the gas-liquid separation step. Examples of such a case include a case where an optical isomer is separated from the mixture using a column having a large inner diameter, such as industrial production. In such a case, the inner diameter of the column is preferably 10 cm or more, and more preferably 20 cm or more.
なお、本発明は、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに他の工程を含んでいても良い。例えば、本発明では、超臨界流体を形成するガスの再利用を繰り返し行うことから、本発明を長期にわたって実施すると、前記液化ガスや超臨界流体に溶解する不純物がガスの再利用に伴って系内に蓄積され、光学異性体の製造に影響を及ぼす可能性がある。本発明は、このような蓄積される不純物を除去する不純物除去工程をさらに含んでいても良い。 It should be noted that the present invention may further include other steps as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, in the present invention, the gas that forms the supercritical fluid is repeatedly reused. Therefore, when the present invention is carried out over a long period of time, impurities dissolved in the liquefied gas and the supercritical fluid are generated along with the reuse of the gas. And can affect the production of optical isomers. The present invention may further include an impurity removal step for removing such accumulated impurities.
前記不純物除去工程では、回収ガスから不純物を除去しても良いし、移動相から不純物を除去しても良い。回収ガスから不純物を除去する方法としては、例えば前記一次回収ガス及び前記二次回収ガスの流路に、前記不純物を吸着する液状又は固体の吸着剤を有する吸着装置を設け、回収ガスを吸着剤に通す方法が挙げられる。移動相から不純物を除去する方法としては、例えば移動相に試料を注入するインジェクタよりも上流側の移動相の流路に前記不純物を吸着するガードカラムを設け、このガードカラムに移動相を通す方法が挙げられる。 In the impurity removal step, impurities may be removed from the recovered gas, or impurities may be removed from the mobile phase. As a method for removing impurities from the recovery gas, for example, an adsorption device having a liquid or solid adsorbent that adsorbs the impurities is provided in the flow path of the primary recovery gas and the secondary recovery gas, and the recovery gas is adsorbed. The method of passing through is mentioned. As a method for removing impurities from the mobile phase, for example, a method in which a guard column that adsorbs the impurities is provided in the flow path of the mobile phase upstream of the injector that injects the sample into the mobile phase, and the mobile phase is passed through the guard column. Is mentioned.
本発明は、高い光学分離精度と、安定した条件での大量の光学異性体を製造することが望まれる、製薬中の有効成分の製造等の、高光学純度の光学異性体の工業生産に適用することができる。 The present invention is applied to industrial production of optical isomers with high optical purity, such as production of active ingredients in pharmaceuticals, where high optical separation accuracy and production of large amounts of optical isomers under stable conditions are desired. can do.
以下、本発明の一実施の形態を、図面に基づいて説明する。まず、本発明の分離方法に用いられる超臨界流体クロマト分取装置を図1に示す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a supercritical fluid chromatographic fractionation apparatus used in the separation method of the present invention is shown in FIG.
前記超臨界流体クロマト分取装置は、図1に示すように、高圧の二酸化炭素が充填されている、ガス供給手段としてのボンベ1と、ボンベ1から供給される二酸化炭素を冷却して液化するための熱交換器2と、熱交換器2で生成した二酸化炭素の液化ガスを送液するためのポンプ3と、溶媒を収容する溶媒タンク4と、ポンプ3で送られる液化ガスに溶媒タンク4から供給される溶媒を供給するためのポンプ5と、前記液化ガスと前記溶媒との混合溶媒を加熱して前記液化ガスを超臨界流体にするための熱交換器6と、生成した超臨界流体と前記溶媒との混合物である移動相に、光学異性体を含有する試料を注入するためのインジェクタ7と、注入された試料中の光学異性体を分離するためのカラム8と、カラム8を通った移動相中の物質を検出する検出器9と、ポンプ3から検出器9までの系内の圧力を所定の圧力に保つための圧力調整装置である第一の背圧弁10とを有する。
As shown in FIG. 1, the supercritical fluid chromatographic separation apparatus cools and liquefies a cylinder 1 serving as a gas supply unit, which is filled with high-pressure carbon dioxide, and carbon dioxide supplied from the cylinder 1. Heat exchanger 2, a
さらに前記超臨界流体クロマト分取装置は、第一の背圧弁10を通過して圧力が調整された移動相を気液分離するための複数の気液分離装置11と、各気液分離装置11に対応して設けられ、気液分離装置11で分離した液を収容する複数の第一の槽12と、第一の背圧弁10から各気液分離装置11及び第一の槽12まで系内の圧力を所定の圧力に保つための第二の背圧弁13とを有する。
Further, the supercritical fluid chromatographic separation device includes a plurality of gas-
さらに前記超臨界流体クロマト分取装置は、各第一の槽12に対応して設けられ第一の槽12に収容された液が供給される複数の第二の槽14と、各第二の槽14から回収されるガス(二次回収ガス)を圧縮するための圧縮機15と、圧縮機15で圧縮された二次回収ガスの圧力を所定の圧力に保つための第三の背圧弁16とを有する。
Further, the supercritical fluid chromatographic separation device includes a plurality of
さらに前記超臨界流体クロマト分取装置は、第二の背圧弁13で所定の圧力に調整された、気液分離装置11で分離したガス(一次回収ガス)、及び第三の背圧弁16で所定の圧力に調整された二次回収ガス中の液体を除去するための精製装置17と、精製装置17で除去された液を収容する第三の槽18と、精製装置17で精製されたガスが収容されるガス収容タンク19とを有する。
Further, the supercritical fluid chromatographic separation device has a gas (primary recovered gas) separated by the gas-
ボンベ1、熱交換器2、ポンプ3、熱交換器6、インジェクタ7、カラム8、検出器9、及び第一の背圧弁10は、管で直列に接続されている。溶媒タンク4とポンプ5とは管で接続されており、ポンプ5は、ポンプ3と熱交換器6とを接続する管に、管で接続されている。
The cylinder 1, the heat exchanger 2, the
気液分離装置11は、第一の背圧弁10及び第二の背圧弁13に対して並列に管で接続されている。それぞれの気液分離装置11、第一の槽12、及び第二の槽14は直列に管で接続されている。
The gas-
第二の槽14は、圧縮機15に対して並列に管で接続されている。圧縮機15と第三の背圧弁16とは直列に管で接続されている。第二の背圧弁13と第三の背圧弁16とは、精製装置17に対して並列に管で接続されている。
The
精製装置17と第三の槽18、及び精製装置17とガス収容タンク19とはそれぞれ管で直列に接続されている。ガス収容タンク19は熱交換器2と管で接続されている。
The
ボンベ1と熱交換器2との間には、ボンベ1から所定の圧力で二酸化炭素を放出する圧力調整弁20と、熱交換器2側からポンプ1側へのガスの逆流を防止する逆止弁25とが設けられている。熱交換器2とポンプ3との間には、熱交換器2で生成した液化ガスを受
けるバッファタンク22が設けられている。また、カラム8は、カラム8内を所定の温度に調整するためのカラムオーブン23に収容されている。
Between the cylinder 1 and the heat exchanger 2, a
第一の背圧弁10と各気液分離装置11との間には、第一の背圧弁10からの移動相の供給先を選択できるように、それぞれの気液分離装置11に対応してバルブ24が設けられている。各気液分離装置11と第一の背圧弁13との間には、第一の背圧弁13側から各気液分離装置11へのガスの逆流を防止するための逆止弁25が、それぞれの気液分離装置11に対応して設けられている。
Between the first
第一の槽12と第二の槽14との間には、第一の槽12と第二の槽14とを接続する管を開閉するバルブ26と、前記管を温めるための加熱コイル27とがそれぞれ設けられている。また第二の槽14と圧縮機15との間には、圧縮機15側からの二次回収ガスの逆流を防止するための逆止弁28がそれぞれの第二の槽14に対応して設けられている。
Between the
第二の背圧弁13と精製装置17との間には、精製装置17から第二の背圧弁13へのガスの逆流を防止するための逆止弁29が設けられており、第三の背圧弁16と精製装置17との間には、精製装置17から第三の背圧弁16へのガスの逆流を防止するための逆止弁30が設けられている。
Between the second
ポンプ3及び5は、定量的に送液できるポンプである。またカラム8は、例えばセルロース 2,3−ビス(3,5−ジメチルフェニルカルバメート)のような多糖類誘導体を含有する充填剤を有している。前記充填剤には、光学異性体を識別する多糖類誘導体がシリカ等の担体に担持されてなる充填剤や、或いは担体を有さず前記多糖類誘導体で形成されている充填剤が用いられる。
The
第一の背圧弁10は、カラム8側、すなわち一次側の系の圧力を所定の圧力(P1、例えば20MPa)に維持するように、この所定圧力以上となるときに移動相を気液分離装置11側、すなわち二次側に逃がすように開閉する弁である。
The first
同様に、第二の背圧弁13は、気液分離装置11側の系の圧力を所定の圧力P2に維持し、P2以上の圧力となるときに一次回収ガスを精製装置17側に逃がすように開閉する弁である。第三の背圧弁16は、圧縮された二次回収ガスの圧力を所定の圧力P3に維持し、P3以上の圧力となるときに二次回収ガスを精製装置17側に逃がすように開閉する弁である。圧力調整弁20は、所定の圧力P0でボンベ1から二酸化炭素を放出するように開閉する弁である。
Similarly, the second
なお、P0は、液化ガスを生成するのに十分な圧力に設定されており、液化ガスの種類によって決定される。P1は、光学異性体を移動相によって溶出するのに十分な圧力に設定されており、超臨界流体の種類、移動相の組成、移動相の溶解性等によって決定される。P2とP3は、ともにP0よりもわずかに大きな値に設定されており、P2はP3よりもわずかに小さい値に設定されている。 P 0 is set to a pressure sufficient to generate liquefied gas, and is determined by the type of liquefied gas. P 1 is set to a pressure sufficient to elute the optical isomer by the mobile phase, and is determined by the type of supercritical fluid, the composition of the mobile phase, the solubility of the mobile phase, and the like. P 2 and P 3 are both set to a value slightly larger than P 0 , and P 2 is set to a value slightly smaller than P 3 .
また、検出器9には、検出器9での検出結果に応じて、所定のバルブ24及び第一の槽12及び第三の槽18の開閉を制御する不図示の制御装置に接続されている。
The detector 9 is connected to a control device (not shown) that controls opening and closing of the
気液分離装置11は、図2及び図3に示すように、両端が開口している円筒状の外筒31と、外筒31の一端の開口を塞ぐフランジ部32と、外筒31の横断面形状における内周面の接線に沿って設けられて外筒31内に開口する管である導入部33と、両端が開口しており、フランジ部32を貫いて導入部33よりも外筒31の他端側に延出する内筒34と、外筒31の外周壁面を覆い熱媒の循環路を形成するジャケット35と、ジャケット
35内を通って導入部33に接続される移動相供給管36とを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the gas-
ジャケット35には、他端側に熱媒の供給口37が設けられ、一端側に熱媒の排出口38が設けられている。移動相供給管36は、ジャケット35の一端部からジャケット35内に通され、ジャケット35の一端側から他端側に向けて外筒31の外周にらせん状に巻きつけられ、ジャケット35の他端側から外部に出て、導入部33に接続されている。移動相供給管36はバルブ24に接続される。内筒34は精製装置17に接続される。外筒31の他端は第一の槽12に接続される。供給口37及び排出口38は、不図示の熱媒循環手段に接続される。
The
精製装置17は、図2及び図3に示した気液分離装置11と同じ構成とされている。精製装置17では、移動相供給管36は逆止弁29及び30に接続される。内筒34はガス収容タンク19に接続される。外筒31の他端は第三の槽18に接続される。供給口37及び排出口38は、気液分離装置11と同様に、不図示の熱媒循環手段に接続される。
The
気液分離装置11及び精製装置17のジャケット35には熱媒が循環しており、外筒31の温度が所定の温度に調整されている。
A heat medium circulates in the
なお、前記超臨界流体クロマト分取装置では、図示しないが、これらのほかにも、バルブ、逆止弁、安全弁等の弁や、圧力計、温度計、流量計等の各種検出手段、ヒータやブラインチラー、アキュムレータ等の周辺機器が適所に設けられている。 In addition, although not shown in the supercritical fluid chromatographic fractionation device, in addition to these, valves such as valves, check valves, safety valves, various detection means such as pressure gauges, thermometers, flow meters, heaters, Peripheral devices such as brachinlers and accumulators are in place.
本実施の形態では、圧力調整弁20を調整して、所定の圧力P0(例えば4〜5MPa)でボンベ1から二酸化炭素を熱交換器2に供給する。二酸化炭素は、熱交換器2において冷却されて液化する。
In the present embodiment, the
熱交換器2で生成した二酸化炭素の液化ガスは、バッファタンク22に収容され、ポンプ3によって所定の流量で熱交換器6に供給される。熱交換器6に供給される液化ガスには、溶媒タンク4からポンプ5によって所定の流量で送られてきた低級アルコールやアセトニトリル等の有機溶媒、これらの混合溶媒、又はこれらの有機溶媒と水との混合溶媒が供給され、前記液化ガスと前記溶媒とが所定の割合で混合される。
The carbon dioxide liquefied gas generated in the heat exchanger 2 is accommodated in the
前記液化ガスと前記溶媒とからなる混合溶媒は、第一の背圧弁10で設定されている所定の圧力P1まで、ポンプ3、5による送液の過程で加圧され、熱交換器6に供給される。熱交換器6では、前記混合溶媒を加熱して混合溶媒中の液化ガスを超臨界流体とし、併せて、この超臨界流体と前記溶媒とが混合してなる移動相の温度を、カラムオーブン23で設定されているカラム8の温度(例えば40℃)に調整する。このようにして、液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相が生成する。温度が調整された移動相には、インジェクタ7から、分離対象物である光学異性体を含有する混合物の溶液が試料として注入される。
The mixed solvent composed of the liquefied gas and the solvent is pressurized in the course of liquid feeding by the
インジェクタ7によって試料が注入された移動相は、カラム8に通され、試料中の光学異性体の一方が前記混合物から分離する。
The mobile phase into which the sample has been injected by the injector 7 is passed through the
カラム8を通過した移動相中の光学異性体は検出器9によって検出される。前記不図示の制御装置は、検出器9での検出結果に応じて、所定のバルブ24を開き、その他のバルブ24を閉じる。検出器9を通過した移動相は、第一の背圧弁10に送られる。第一の背圧弁10での通過に伴い、移動相の圧力は、P1から第二の背圧弁13で設定されている所定の圧力P2に下がり、所定のバルブ24から所定の気液分離装置11の移動相供給管36に供給される。
The optical isomer in the mobile phase that has passed through the
気液分離装置11では、移動相供給管36に供給された移動相は、ジャケット35内を、外筒31の外周面に沿ってらせん状に移動した後に導入部33に供給される。これにより、移動相は、導入部33に供給される前に、外筒31の温度に予備的に調整される。温度が調整された移動相は、導入部33から外筒31に導入される。移動相は、外筒31の内周壁面の周方向に沿って円運動をしながら落下する。この過程において移動相中の二酸化炭素の多くは移動相からガスとして分離する。このようにして、カラムを通った移動相が溶媒と液化ガスを形成していたガスとに分離される。
In the gas-
ここで、まず気液分離装置11で分離された溶媒について説明する。気液分離装置1で分離された溶媒には、溶媒、カラム8で試料中から分離された所定の光学異性体、及び超臨界流体を形成していたガス成分の残留分が含有されている。この溶液は、外筒31の内周壁面に沿って落下し、第一の槽12に収容される。
Here, the solvent separated by the gas-
第一の槽12に収容された前記溶液は、光学異性体を溶出したときの圧力P1からP2に減圧され、また超臨界流体を形成していたガス成分もその多くが除かれていることから、前記溶液では光学異性体が濃縮されている。
The solution contained in the
ここで所定のバルブ26を開くと、第一の槽12に収容されている溶液は、加熱コイル27で加熱されている管を通って所定の第二の槽14に収容される。第二の槽14の圧力はほぼ大気圧とされており、第二の槽14に収容された溶液からは、更にガス成分が放出され、光学異性体もより一層濃縮される。このようにして、移動相から分離された前記溶液の圧力がさらに下げられる。なおバルブ26の開閉は、例えば第二の槽14内の圧力の検出結果に基づいて前述した制御装置によって行われる。
When the
第二の槽14に収容された溶液からは光学異性体が取り出される。光学異性体の取り出しは、必要に応じて減圧濃縮等の公知の方法を採用することにより行われ、例えば前記溶液中の光学異性体を析出させ、又は前記溶液を揮発させることによって行われる。このようにして試料中の所望の光学異性体が前記混合物から分離され、製造される。
The optical isomer is extracted from the solution stored in the
次に気液分離装置11で分離されたガスについて説明する。気液分離装置11では、外筒31では、移動相が外筒31に強い勢いで導入される際に、また外筒31内を移動相が上記のように流れる間に、移動相の飛沫が生じるが、内筒34が導入部33よりも外筒31の他端側(図2の気液分離装置11では下側)まで延出している。このため、前述した飛沫は、再び溶媒に吸収され、又はそのまま外筒31を落下していき、内筒34内に入りにくい。したがって、内筒34からは、前述した飛沫の混入の少ないガスが回収される。気液分離装置11で分離された一次回収ガスは、逆止弁25を通り、第二の背圧弁13によって所定の圧力P2に保たれる。
Next, the gas separated by the gas-
次に第二の槽14で分離するガスについて説明する。第二の槽14において前記溶液からさらに放出されたガスは、逆止弁28を通って圧縮機15に供給される。このようにして第二の槽14での減圧によって前記溶液から分離するガスが回収される。圧縮機15に供給された二次回収ガスは、第三の背圧弁16で設定されている所定の圧力P3まで圧縮される。このようにして、二次回収ガスが一次回収ガスの圧力よりも高い圧力まで圧縮される。
Next, the gas separated in the
一次回収ガス及び二次回収ガスは超臨界流体へ再利用される。まず一次回収ガスの再利用について説明する。 The primary recovery gas and the secondary recovery gas are recycled to the supercritical fluid. First, the reuse of the primary recovery gas will be described.
二次回収ガスの回収量が圧力P3まで加圧するのに十分ではない場合では、一次回収ガ
スが第二の背圧弁13、逆止弁29を通って精製装置17に供給される。精製装置17に供給された一次回収ガスは、移動相供給管34から導入部33を通り、外筒31に導入され、内筒を通って精製装置17から排出される。精製装置17では、例えば気液分離装置11での気液分離によって飛沫同伴した微量の溶媒が除去される。このようにして、一次回収ガス中に残存する溶媒を除去する処理が一次回収ガスに施される。
When the recovered amount of the secondary recovery gas is not sufficient to pressurize to the pressure P 3 , the primary recovery gas is supplied to the
精製装置17から排出された一次回収ガスは、ガス収容タンク19に収容される。ガス収容タンク19に収容された一次回収ガスは、例えばサンプリングされ、熱伝導率検出器(TCD)を用いるガスクロマトグラフィーによってガス中の溶媒の濃度が測定される。
The primary recovery gas discharged from the
一次回収ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度(例えば1体積%)以下であれば、ガス収容タンク19に収容されている一次回収ガスは熱交換器2に供給される。熱交換器2に供給された一次回収ガスは、ボンベ1からのガスと同様に液化される。このようにして、ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である一次回収ガスが液化ガスとされ、移動相に含有される超臨界流体に再利用される。
If the concentration of the solvent in the primary recovery gas is a predetermined concentration (for example, 1% by volume) or less, the primary recovery gas stored in the
熱交換器2に供給される一次回収ガスの圧力は、第二の背圧弁13で設定されている圧力P2であり、P2は圧力調整弁20で設定されている圧力P0よりもわずかに大きい値に設定されていることから、一次回収ガスはボンベ1からの新規のガスに対して優先して熱交換器2に送られる。このようにして、一次回収ガスの圧力がボンベ1からの新規のガスの圧力よりも高いときに、一次回収ガスが液化される。
The pressure of the primary recovery gas supplied to the heat exchanger 2 is the pressure P 2 set by the second
次に二次回収ガスの再利用について説明する。
二次回収ガスが圧力P3まで加圧されている場合では、二次回収ガスが第三の背圧弁16、逆止弁30を通って精製装置17に供給される。精製装置17に供給された二次回収ガスからは、一次回収ガスと同様に、例えば第二の槽14での解圧によって飛沫同伴した微量の溶媒が除去される。このようにして、二次回収ガス中に残存する溶媒を除去する処理が二次回収ガスに施される。
Next, the reuse of the secondary recovery gas will be described.
When the secondary recovery gas is pressurized to the pressure P 3 , the secondary recovery gas is supplied to the
精製装置17から排出された二次回収ガスは、ガス収容タンク19に収容され、一次回収ガスと同様にガス中の溶媒の濃度が測定され、ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度(例えば1体積%)以下であれば熱交換器2に供給される。熱交換器2に供給された二次回収ガスは、ボンベ1からのガスと同様に液化される。このようにして、ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である二次回収ガスが液化ガスとされ、移動相に含有される超臨界流体に再利用される。
The secondary recovery gas discharged from the
熱交換器2に供給される二次回収ガスの圧力は、第三の背圧弁16で設定されている圧力P3であり、P3は圧力調整弁20で設定されている圧力P0よりもわずかに大きい値に設定されていることから、二次回収ガスはボンベ1からの新規のガスに対して優先して熱交換器2に送られる。このようにして、二次回収ガスの圧力がボンベ1からの新規のガスの圧力よりも高いときに、二次回収ガスが液化される。
The pressure of the secondary recovery gas supplied to the heat exchanger 2 is the pressure P 3 set by the third
なお、ガス収容タンク19において、ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度よりも高い場合では、ガス収容タンク19内の回収ガスは、ガス収容タンク19から系外に排出される。排出された回収ガスは、外気に排出しても良いし、適当な溶媒除去処理を施した後、例えば第二の槽14に戻して再利用しても良いし、コンデンサ等で圧縮してボンベに収容して再利用しても良い。あるいは、ガス中の溶媒の濃度が所定の濃度よりも高い場合では、ボンベ1から新規のガスを、例えば圧縮機を用いてガス収容タンク19に導入し、ガス収容タンク19中の回収ガスを十分に希釈し、熱交換器2に供給しても良い。
In the
また、ガス収容タンク19から熱交換器2に供給される回収ガスのボンベ1への流れは、逆止弁21によって防止されている。また、回収ガスの圧力が圧力調整弁20で設定されている圧力よりも低い場合では、ボンベ1から二酸化炭素が熱交換器2に向けて供給されるが、ボンベ1からのガスの逆流は、逆止弁29及び逆止弁30によって防止されている。
In addition, the flow of the recovered gas supplied from the
以後、検出器9で検出される物質に応じてバルブ24の開閉が適宜行われ、試料中の所望の光学異性体が取り分けられる。
Thereafter, the
本実施の形態では、超臨界流体用に供給される二酸化炭素の回収率は、溶媒の種類や移動相の組成等によって異なるが、例えば二酸化炭素とメタノールとからなる移動相を用いた場合の一次回収率は、理論値で80%程度であり、未回収の20%は、主に気液分離装置11で溶媒に再溶解した分であると考えられる。また二酸化炭素とアクリロニトリルとからなる移動相(二酸化炭素/アクリロニトリル:60/40(vol%))を用いた場合の一次回収時のロスは約30%程度である。
In the present embodiment, the recovery rate of carbon dioxide supplied for the supercritical fluid varies depending on the type of solvent, the composition of the mobile phase, and the like. For example, a primary phase when a mobile phase composed of carbon dioxide and methanol is used. The recovery rate is about 80% in theory, and the unrecovered 20% is considered to be a portion re-dissolved in the solvent mainly by the gas-
また、本実施の形態では、二酸化炭素の超臨界流体を用いることで、移動相へ酸を添加することなく、またエステル化することなく、有機カルボン酸等の酸性物質をそのまま分離することが可能である。これは、移動相中の二酸化炭素が弱酸性を示すためと考えられる。移動相へ酸を添加しなくても良いことから、所望の物質としての前記酸性物質の分解を抑制することができ、またエステル化しなくても良いことから、エステル化してから分離する場合に比べて、試料からの前記酸性物質の収率を高めることが可能である。 In this embodiment, by using a supercritical fluid of carbon dioxide, it is possible to separate an acidic substance such as an organic carboxylic acid as it is without adding an acid to the mobile phase and without performing esterification. It is. This is considered because the carbon dioxide in a mobile phase shows weak acidity. Since it is not necessary to add an acid to the mobile phase, the decomposition of the acidic substance as a desired substance can be suppressed, and since it is not necessary to esterify, compared to the case of separation after esterification Thus, the yield of the acidic substance from the sample can be increased.
また、本実施の形態では、光学異性体を高い純度で分離することが可能である。例えばグアイフェネシン(Guaifenesin)のラセミ体の光学分割では、光学純度が99.0%のR体が94.9%の収率で得られ、光学純度が98.8%のS体が98.8%の収率で得られる。 In the present embodiment, optical isomers can be separated with high purity. For example, in the optical resolution of a racemic guaifenesin, 99.0% R-isomer is obtained in a yield of 94.9%, and 98.8% S-isomer is 98.8% in optical purity. The yield is obtained.
また、本実施の形態では、試料を断続的に移動相に注入することにより、高い生産性で試料中の所望の物質を分離することが可能である。例えば上記の光学分割では、カラムの充填剤1kgでの一日当たりの光学異性体の生産量にして4.06kgの光学異性体の生産が可能となる。 In this embodiment mode, a desired substance in a sample can be separated with high productivity by intermittently injecting the sample into the mobile phase. For example, in the above optical resolution, it is possible to produce 4.06 kg of an optical isomer per 1 kg of the column packing material per day.
なお、本実施の形態では、液化ガスに溶媒を混合した後に、混合溶媒の温度を調整して混合溶媒中の液化ガスを超臨界流体としているが、例えば溶媒が混合される前の液化ガスを、液化ガスの温度が臨界温度を超えるように加熱する熱交換器をさらに設け、超臨界流体に溶媒を混合した後に、カラム8での分離に適した温度に移動相の温度を調整しても良い。
In this embodiment, after the solvent is mixed with the liquefied gas, the temperature of the mixed solvent is adjusted to use the liquefied gas in the mixed solvent as a supercritical fluid. For example, the liquefied gas before the solvent is mixed is used. A heat exchanger that heats the liquefied gas so that it exceeds the critical temperature, and after mixing the solvent with the supercritical fluid, the temperature of the mobile phase may be adjusted to a temperature suitable for separation in the
また、本実施の形態では、ガスが上方に、溶媒が下方にそれぞれ分離するように気液分離装置11が設けられているが、本発明はこのような設置に限定されず、鉛直方向に対して斜めに、又は直交するように気液分離装置11及び精製装置17を設けても良い。
In the present embodiment, the gas-
また、本実施の形態では、回収ガス中から溶媒を除去するためのさらなる手段を設けても良い。このような手段としては、例えば圧縮機15と第三の背圧弁16との間に設けられるバッファタンク等が挙げられる。
Moreover, in this Embodiment, you may provide the further means for removing a solvent from collection | recovery gas. Examples of such means include a buffer tank provided between the compressor 15 and the third
また、本実施の形態では、一つのガス収容タンク19を設けた形態を示したが、複数のガス収容タンク19を精製装置17に対して並列に設けても良い。このような形態によれば、ガス中の溶媒の濃度の検出において、所要時間が長い検出方法を適用することができ
、例えばガス中の溶媒の濃度の検出精度のさらなる向上を図ることが可能となり、或いはより安価な検出機器を使用することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the configuration in which one
また、本実施の形態では、ガス収容タンク19に収容したガス中の溶媒の濃度を検出する形態を示したが、ガス収容タンク19の代わりに複数の精製装置を直列に接続しても良い。このような形態によれば、溶媒が全く含有されないか、又は前記所定の濃度以下の溶媒しか含有されない回収ガスが必ず得られ、ガス中の溶媒の濃度の検出を省くことが可能である。なお、このような形態では、回収ガスがこれらの精製装置を順次流すための手段を設ける必要がある。このような手段としては、例えば精製装置間に適当な圧力差を設けるために適宜設置される圧縮機や背圧弁等が挙げられる。
Moreover, although the form which detects the density | concentration of the solvent in the gas accommodated in the
また、本実施の形態では、気液分離装置11及び第二の槽14の二段でガスが回収される形態を示したが、第二の槽14に対してさらに直列に槽を設け、これらを第二の槽14のように構成することにより、三段や、四段、さらにそれ以上の段数でガスを回収することも可能である。
In the present embodiment, the gas is recovered in two stages of the gas-
本実施の形態では、試料中の光学異性体を含む移動相を気液分離することから、分離された液に所望の光学異性体が含まれ、この分離された液を解圧することで、所望の光学異性体を濃縮された状態で容易に回収することができる。また解圧するだけで所望の光学異性体を濃縮した状態で回収することができることから、熱によって経時的に変化しやすいような、熱に対して不安定な光学異性体の分離にも有利である。 In this embodiment, since the mobile phase containing the optical isomer in the sample is gas-liquid separated, the desired liquid isomer is contained in the separated liquid, and the desired pressure is obtained by decompressing the separated liquid. These optical isomers can be easily recovered in a concentrated state. In addition, since the desired optical isomer can be recovered in a concentrated state by simply decompressing it, it is advantageous for the separation of optically unstable optical isomers that are likely to change over time due to heat. .
また、本実施の形態では、超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造において、液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成し、カラムを通った移動相を溶媒と液化ガスを形成していたガスとに分離し、分離したガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下(より好ましくは1体積%以下)であるガスを液化して超臨界流体に再利用することから、超臨界流体を形成するガスを再利用することができる。これにより、二酸化炭素のコストを削減することができる。また、超臨界流体クロマトグラフィーにおける二酸化炭素の環境への排出を抑制することができる。 In the present embodiment, in the production of optical isomers by supercritical fluid chromatography, a mobile phase containing a supercritical fluid generated from a liquefied gas and a solvent is generated, and the mobile phase that has passed through the column is converted into a solvent. The gas in which the concentration of the solvent in the separated gas is not more than a predetermined concentration (more preferably not more than 1% by volume) is liquefied and reused as a supercritical fluid. Thus, the gas forming the supercritical fluid can be reused. Thereby, the cost of carbon dioxide can be reduced. Moreover, the discharge | release to the environment of the carbon dioxide in a supercritical fluid chromatography can be suppressed.
また、本実施の形態では、分離されたガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを再利用することから、ガスの再利用で生成される液化ガス中の溶媒の濃度は常に前記所定の濃度以下となり、このような液化ガスから生成される超臨界流体を含有する移動相の組成の変動を防止することができる。したがって、光学異性体を安定して製造することができる。 Further, in this embodiment, since the gas whose concentration in the separated gas is equal to or lower than the predetermined concentration is reused, the concentration of the solvent in the liquefied gas generated by gas reuse is always the above. It becomes below a predetermined density | concentration and the fluctuation | variation of the composition of the mobile phase containing the supercritical fluid produced | generated from such a liquefied gas can be prevented. Therefore, the optical isomer can be stably produced.
また、本実施の形態では、それぞれの次回収ガスの圧力がボンベ1からの新規のガスの圧力よりも高いときにそれぞれの回収ガスが液化されることから、それぞれの回収ガスの再利用をより簡易な構成や操作で行うことができる。 Further, in the present embodiment, each recovered gas is liquefied when the pressure of each subsequent recovered gas is higher than the pressure of the new gas from the cylinder 1, so that the recovered gas can be reused more. It can be performed with a simple configuration and operation.
また、本実施の形態では、移動相から分離された溶液の圧力がさらに下げられ、またこの溶液の減圧によって溶液から分離する二次回収ガスがさらに回収され、さらにガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下である二次回収ガスが液化ガスとされ、再利用されることから、移動相からのガスの回収率をより一層高めることができる。 Further, in the present embodiment, the pressure of the solution separated from the mobile phase is further reduced, and the secondary recovery gas separated from the solution is further recovered by reducing the pressure of the solution. Further, the concentration of the solvent in the gas is predetermined. Since the secondary recovery gas having a concentration equal to or less than the above is used as the liquefied gas and reused, the recovery rate of the gas from the mobile phase can be further increased.
また、本実施の形態では、二次回収ガスが一次回収ガスの圧力よりも高い圧力まで圧縮されることから、二次回収ガスを一次回収ガスが流れる管に合流させることができ、各回収ガスに対応した構成の重複が防止され、簡易な構成や操作で二次回収ガスを再利用することができる。 In the present embodiment, since the secondary recovery gas is compressed to a pressure higher than the pressure of the primary recovery gas, the secondary recovery gas can be joined to the pipe through which the primary recovery gas flows. Therefore, the secondary recovery gas can be reused with a simple configuration and operation.
また、本実施の形態では、それぞれの回収ガス中に残存する溶媒を除去する処理がそれぞれの回収ガスに施されることから、回収ガス中の溶媒の濃度をさらに低減させることができ、光学異性体の製造を長期にわたってより一層安定して行うことができる。 Further, in the present embodiment, since the process for removing the solvent remaining in each recovered gas is performed on each recovered gas, the concentration of the solvent in the recovered gas can be further reduced, and the optical isomerism can be reduced. The body can be manufactured more stably over a long period of time.
また、本実施の形態では、光学異性体を識別する多糖類誘導体を含有する充填剤が用いられることから、種々の光学異性体の分離に対応することができ、また光学分離能に優れることから、超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造における生産性をより一層高めることができる。 In the present embodiment, since a filler containing a polysaccharide derivative that identifies optical isomers is used, it is possible to deal with separation of various optical isomers and is excellent in optical resolution. Further, productivity in the production of optical isomers by supercritical fluid chromatography can be further enhanced.
また本実施の形態では、外筒31での移動相の飛沫が生じない位置まで外筒31内に延出する内筒34を備えた気液分離装置11を用いることから、気液分離の際に生じる移動相の飛沫の混入を少なくすることができ、再利用可能な純度の高いガスを気液分離によって得ることができる。
In the present embodiment, since the gas-
また本実施の形態では、外筒31に導入される前の移動相を、外筒31の温度を調整するためのジャケット35内を通すことから、外筒31に導入される前の移動相の温度を外筒31の温度に予め調整することができる。したがって、外筒31の温度調整による気液分離の効率をより一層高めることができる。
In the present embodiment, since the mobile phase before being introduced into the
また本実施の形態では、移動相供給管36をジャケット35内において外筒31の外周壁面に巻きつける形状に設けたことから、外筒31の温度調整による気液分離の効率をコンパクトな構成で高めることができる。
In the present embodiment, since the mobile
また本実施の形態では、外筒31が円筒状であることから、外筒31の周壁に均一に圧力がかかるので、超臨界流体クロマトグラフィーのような高圧条件下での気液分離における気液分離装置11の耐久性をより一層高めることができる。
Further, in the present embodiment, since the
また本実施の形態では、ボンベ1と熱交換器2との間に、熱交換器2からボンベ1への向きのガスの流れを防止する逆止弁21が設けられていることから、精製装置17で精製されたガスのボンベ1への流入を防止することができる。
In the present embodiment, since the
また本実施の形態では、それぞれの気液分離装置11やそれぞれの第二の槽14に対応して逆止弁が設けられており、また第二の背圧弁13及び第三の背圧弁16と精製装置17との間にも逆止弁が設けられていることから、気液分離装置11間、第二の槽14間、及び第二及び第三の背圧弁間でのガスの混合、及びこれによる装置の汚染を防止することができる。
Further, in the present embodiment, check valves are provided corresponding to the respective gas-
また本実施の形態では、第一の槽12と第二の槽14とを接続する前記溶液の流路を例えば加熱コイル27によって保温することから、前記溶液の送液中における減圧で気化熱の発生による溶液の温度の低下を防止することができ、前記溶液の流路や第二の槽14の光学異性体の付着や残留を抑制することができる。
In the present embodiment, since the flow path of the solution connecting the
1 ボンベ
2、6 熱交換器
3、5 ポンプ
4 溶媒タンク
7 インジェクタ
8 カラム
9 検出器
10 第一の背圧弁
11 気液分離装置
12 第一の槽
13 第二の背圧弁
14 第二の槽
15 圧縮機
16 第三の背圧弁
17 精製装置
18 第三の槽
19 ガス収容タンク
20 圧力調整弁
21、25、28〜30 逆止弁
22 バッファタンク
23 カラムオーブン
24、26 バルブ
27 加熱コイル
31 外筒
32 フランジ部
33 導入部
34 内筒
35 ジャケット
36 移動相供給管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder 2, 6
Claims (7)
液化ガスから生成される超臨界流体と溶媒とを含有する移動相を生成する工程と、
前記カラムを通った移動相を前記溶媒と前記液化ガスを形成していたガスとに分離する工程と、
分離されたガスであってガス中の前記溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、前記移動相に含有される超臨界流体に再利用する工程と、を含み、
前記再利用する工程では、前記溶媒の濃度が所定の濃度以下の前記分離されたガスの圧力が、前記液化ガスを生成するために新規に供給されるガスの圧力よりも高いときに、前記分離されたガスを液化することを特徴とする、超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造方法。 A sample containing a mixture of optical isomers is injected into a mobile phase containing a supercritical fluid, and the mobile phase into which the sample has been injected is passed through a column having a filler that identifies the optical isomer, A method for producing a desired optical isomer by separating it from the mixture,
Generating a mobile phase containing a supercritical fluid generated from a liquefied gas and a solvent;
Separating the mobile phase that has passed through the column into the solvent and the gas that formed the liquefied gas;
Gas the concentration of the solvent in a separate gas gas is equal to or less than a predetermined concentration, and liquefied gas, viewed including the steps, a to reuse the supercritical fluid contained in the mobile phase,
In the recycling step, when the pressure of the separated gas having a concentration of the solvent equal to or lower than a predetermined concentration is higher than the pressure of a gas newly supplied to generate the liquefied gas, the separation is performed. A method for producing an optical isomer by supercritical fluid chromatography, wherein the gas is liquefied .
回収されたガスであってガス中の溶媒の濃度が所定の濃度以下であるガスを、液化ガスとし、前記移動相に含有される超臨界流体に再利用することを特徴とする請求項1又は2に記載の超臨界流体クロマトグラフィーによる光学異性体の製造方法。 Further comprising a step of lowering the pressure of the solvent separated in the step of separating, and a step of recovering a gas separated from the solvent by reduced pressure,
The gas concentration of the solvent was by gas is recovered gas is equal to or less than a predetermined concentration, and liquefied gas, according to claim 1, characterized in that reuse the supercritical fluid contained in the mobile phase or 3. A method for producing an optical isomer by supercritical fluid chromatography according to 2 .
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