JP2008155173A - Solvent substitution apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は共沸によって溶剤を置換する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for replacing a solvent by azeotropy.
溶液中の目的物質を晶析させる方法としては、目的物質の溶解性に優れる良溶剤に目的物質を溶解した後に、この良溶剤と共沸しかつ目的物質の溶解性がより低い貧溶剤を前記溶液に供給し、目的物質と良溶剤と貧溶剤とを含む液体を濃縮して良溶剤と貧溶剤とを共沸させ、良溶剤を貧溶剤に置換し、その後目的物質を晶析させる方法が知られている。 As a method for crystallizing a target substance in a solution, after dissolving the target substance in a good solvent excellent in solubility of the target substance, a poor solvent which is azeotroped with the good solvent and has a lower solubility of the target substance is described above. A method of supplying a solution, concentrating a liquid containing a target substance, a good solvent, and a poor solvent to azeotrope the good solvent and the poor solvent, substituting the good solvent with the poor solvent, and then crystallizing the target substance. Are known.
このような方法において溶液中の良溶剤を貧溶剤に置換するための装置としては、例えば目的物質の前記良溶剤の溶液と貧溶剤とが収容され、収容された液体を濃縮するための濃縮槽と、貧溶剤を濃縮槽に供給するための装置と、濃縮槽中の液体を加熱するための加熱装置と、濃縮槽中の液体の蒸気を冷却するための凝縮器と、凝縮器で生成した凝縮液を収容するための留出槽とを有する溶剤置換装置がある。 In such a method, as a device for replacing the good solvent in the solution with the poor solvent, for example, the solution of the good solvent as the target substance and the poor solvent are contained, and a concentration tank for concentrating the contained liquid And a device for supplying the poor solvent to the concentration tank, a heating device for heating the liquid in the concentration tank, a condenser for cooling the vapor of the liquid in the concentration tank, and the condenser There is a solvent displacement device having a distillation tank for containing condensate.
前記溶剤置換装置における溶剤置換操作の終点は、直接又は間接的に測定される、濃縮槽中の液体における良溶剤或いは貧溶剤の濃度によって確認することができる。前記終点は、例えば濃縮槽中の液体又は凝縮液の一部を採取し、ガスクロマトグラフィー(GC)等の適当な公知の検出器によって、採取した液体における良溶剤の濃度を検出することによって確認することができる。 The end point of the solvent replacement operation in the solvent replacement apparatus can be confirmed by the concentration of the good solvent or the poor solvent in the liquid in the concentration tank, which is directly or indirectly measured. The end point is confirmed by, for example, collecting a part of the liquid or condensate in the concentrating tank and detecting the concentration of the good solvent in the collected liquid by an appropriate known detector such as gas chromatography (GC). can do.
例えば医薬又はその中間体としての光学異性体を溶液中の目的物質とする晶析では、この目的物質を溶解する第一の溶剤に目的物質を溶解した溶液を濃縮槽に仕込み、一方で第一の溶剤と共沸しかつ第一の溶剤に比べて前記目的物質の溶解性が低い第二の溶剤を濃縮槽に所定量仕込んだ後、濃縮槽内の減圧と加熱とによって第一及び第二の溶剤を共沸させ、濃縮槽中の第一の溶剤を第二の溶剤に置換する操作を行うことがある。この操作はバッチ式の操作である。第二の溶剤の濃縮槽への仕込みから共沸までの操作は、第一の溶剤中の前記目的物質の量にもよるが、通常は複数回、例えば三回程度行われる。その後、凝縮液の一部を作業者が現場にて採取し、採取した凝縮液における第一の溶剤の濃度をGCによって検出し、第一の溶剤の濃度が一定値以下になったことを確認し、第一の溶剤から第二の溶剤への置換の終点が確認される。 For example, in crystallization using an optical isomer as a pharmaceutical or its intermediate as a target substance in a solution, a solution in which the target substance is dissolved in a first solvent that dissolves the target substance is charged into a concentration tank, while the first A predetermined amount of a second solvent which is azeotroped with the solvent and has a lower solubility of the target substance than the first solvent is charged into the concentration tank, and then the first and second are reduced by pressure reduction and heating in the concentration tank. The solvent may be azeotroped and the first solvent in the concentration tank may be replaced with the second solvent. This operation is a batch operation. The operation from charging of the second solvent into the concentration tank to azeotropy is usually performed a plurality of times, for example, about three times, depending on the amount of the target substance in the first solvent. Then, a part of the condensate is collected on site by the operator, the concentration of the first solvent in the collected condensate is detected by GC, and it is confirmed that the concentration of the first solvent is below a certain value. Then, the end point of the substitution from the first solvent to the second solvent is confirmed.
しかしながら前述したような確認方法では、操作の終点の確認のために、製造工程(共沸工程)を一旦中断し、現場でのサンプリング操作、サンプルの分析操作、及び分析結果を作業者が確認する操作が行われる。このため、前述の確認方法では、確認のための時間と作業負荷とが必要となる。さらに、最初に濃縮槽に仕込む第一の溶剤の量が変わると前述のバッチ操作の回数も変わることがある。このため、前述の確認方法では、第一の溶剤の仕込み量が変わるたびに、その都度サンプリングと分析と確認との作業が必要になることがある。 However, in the confirmation method as described above, in order to confirm the end point of the operation, the manufacturing process (azeotropic process) is temporarily interrupted, and the operator confirms the sampling operation on the spot, the sample analysis operation, and the analysis result. The operation is performed. For this reason, the confirmation method described above requires time for confirmation and a work load. Further, when the amount of the first solvent initially charged in the concentration tank is changed, the number of batch operations described above may be changed. For this reason, the above-described confirmation method may require sampling, analysis, and confirmation each time the charge amount of the first solvent changes.
一方で、サンプリングを伴わない、工程中の液体の分析を利用する技術としては、例えば蒸留塔の運転制御において、塔頂液及び塔底液の一方又は両方の組成を近赤外線スペクトルで分析し、得られた測定値を用いて塔頂液及び塔底液の一方又は両方の組成を一定にする方法(例えば、特許文献1参照)や、分液時における流出液の近赤外領域の光の吸収率を測定し、測定された吸収率の変化に基づき流出液の流路を切り替える方法(例えば、特許文献2参照)が知られている。
本発明は、共沸を利用する溶剤の置換における溶液の組成を自動的かつ即時に観測することができる技術を提供する。
また本発明は、共沸を利用する溶剤の置換の運転操作を自動で行うことができる技術を提供する。
The present invention provides a technique capable of automatically and immediately observing the composition of a solution in solvent replacement using azeotropy.
The present invention also provides a technique capable of automatically performing an operation of replacing a solvent using azeotropy.
本発明は、共沸を利用した溶剤の置換において、プロセスラインに近赤外分光センサを取り付け、このセンサにより溶液中の対象となる成分(溶剤)の濃度を測定することで溶剤置換操作の終点を確認する。また本発明は、近赤外分光センサの測定データに基づいて、溶剤の仕込み量の決定、操作回数の決定、タンク内の減圧、ジャケットによるタンク内の温度の調節の開始及び停止、タンクへの溶液の仕込み及び排出に係る弁の開閉のような、バッチ式の溶剤置換操作における各操作を制御装置によって制御することで自動化する。 In the solvent replacement using azeotropy, the present invention attaches a near-infrared spectroscopic sensor to the process line and measures the concentration of the target component (solvent) in the solution with this sensor, thereby ending the solvent replacement operation. Confirm. Further, the present invention is based on the measurement data of the near-infrared spectroscopic sensor, determines the amount of the solvent charged, determines the number of operations, decompresses the tank, starts and stops adjusting the temperature in the tank by the jacket, Each operation in the batch-type solvent replacement operation, such as opening and closing of a valve related to the charging and discharging of the solution, is automated by being controlled by a control device.
すなわち本発明は、目的物質とこの目的物質を溶解する第一の溶剤とを含む溶液と、前記第一の溶剤と共沸しかつ第一の溶剤に比べて前記目的物質の溶解性が低い第二の溶剤とが収容され、収容された液体を濃縮するための濃縮槽と、前記第二の溶剤を前記濃縮槽に供給するための第二の溶剤供給装置と、前記濃縮槽中の液体を加熱するための加熱装置と、前記濃縮槽で発生した濃縮層中の液体の蒸気を冷却するための凝縮器と、前記凝縮器で生成した凝縮液を収容するための留出槽と、前記凝縮液又は前記濃縮槽中の液体における第一或いは第二の溶剤の濃度を検出するための検出器と、少なくとも前記第二の溶剤の前記濃縮槽への供給及び前記加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱を前記検出器の検出値に応じて制御するための制御装置とを有し、前記検出器は近赤外分光センサである溶剤置換装置を提供する。 That is, the present invention relates to a solution containing a target substance and a first solvent that dissolves the target substance, and azeotropic with the first solvent and has a lower solubility of the target substance than the first solvent. A second tank containing a second solvent, a second tank supply device for supplying the second solvent to the second tank, and a second liquid supply device for supplying the second solvent to the second tank. A heating device for heating, a condenser for cooling the vapor of the liquid in the concentrated layer generated in the concentration tank, a distilling tank for containing the condensate generated in the condenser, and the condensation A detector for detecting the concentration of the first or second solvent in the liquid or the liquid in the concentration tank, and supply of at least the second solvent to the concentration tank and the liquid in the concentration tank by the heating device Control device for controlling heating of the detector according to the detection value of the detector Have, the detector provides a solvent replacement unit is a near-infrared spectroscopic sensor.
前記装置によれば、溶剤置換操作中において凝縮液又は濃縮槽中の液体の組成を高い精度で自動的かつ即時に検出することが可能であり、共沸を利用する溶剤の置換において、溶剤置換操作を止めることなく、また溶剤を採取することなく溶剤置換操作の終点を確認することが可能となる。 According to the apparatus, it is possible to automatically and immediately detect the composition of the condensate or the liquid in the concentrating tank during the solvent replacement operation, and in the solvent replacement using azeotrope, the solvent replacement It is possible to confirm the end point of the solvent replacement operation without stopping the operation and without collecting the solvent.
また前記装置によれば、溶剤置換操作中の凝縮液又は濃縮槽中の液体の組成の測定データに基づいて溶剤置換における各操作を制御装置によって実施することが可能となる。 Moreover, according to the said apparatus, it becomes possible to implement each operation in solvent substitution by a control apparatus based on the measurement data of the composition of the condensate in solvent replacement operation, or the liquid in a concentration tank.
本発明では、前記溶剤置換装置が、前記凝縮液を前記濃縮槽に供給するための還流管と、前記凝縮器から前記留出槽及び前記還流管のいずれか一方又は両方への前記凝縮液の流路を形成するための流路形成装置とをさらに有し、前記検出器は前記還流管の凝縮液における第一又は第二の溶剤の濃度を検出するための装置であると、還流液の組成の検出によって溶剤置換操作の終点を確認することが可能となる。 In the present invention, the solvent replacement device includes a reflux pipe for supplying the condensate to the concentration tank, and the condensate from the condenser to one or both of the distillation tank and the reflux pipe. A flow path forming device for forming a flow path, and the detector is a device for detecting the concentration of the first or second solvent in the condensate in the reflux pipe. The end point of the solvent replacement operation can be confirmed by detecting the composition.
また本発明は、前記目的物質が医薬又はその中間体である場合や、前記目的物質が、複数のカラムが連結されてなる無端状の流路に目的物質を含有する試料溶液と移動相とを供給し、かつ無端状の流路から移動相を排出する擬似移動床式クロマトグラフィーで得られた場合や、前記目的物質が超臨界流体と二種以上の溶剤とからなる流体を移動相として用いる超臨界流体クロマトグラフィーで得られた場合にも好適である。 The present invention also provides a sample solution containing a target substance and a mobile phase in an endless channel formed by connecting a plurality of columns when the target substance is a medicine or an intermediate thereof. When obtained by simulated moving bed chromatography that supplies and discharges a mobile phase from an endless channel, or a fluid in which the target substance is a supercritical fluid and two or more solvents is used as the mobile phase It is also suitable when obtained by supercritical fluid chromatography.
本発明の溶剤置換装置は、前記濃縮槽、前記第二の溶剤供給装置、前記加熱装置、前記凝縮器、前記留出槽、前記検出器、及び前記制御装置を有し、前記検出器が近赤外分光センサであることから、共沸を利用する溶剤の置換における溶液の組成を自動的かつ即時に観測することができる。また本発明の溶剤置換装置は、共沸を利用する溶剤の置換の運転操作を自動で行うことも可能である。 The solvent replacement device of the present invention includes the concentration tank, the second solvent supply device, the heating device, the condenser, the distilling tank, the detector, and the control device, and the detector is close. Since it is an infrared spectroscopic sensor, it is possible to automatically and immediately observe the composition of the solution in the solvent replacement using azeotropy. In addition, the solvent replacement apparatus of the present invention can automatically perform an operation of replacing a solvent using azeotropic distillation.
本発明の溶剤置換装置は、前記還流管と前記流路形成装置とをさらに有し、前記検出器が前記還流管の凝縮液における第一又は第二の溶剤の濃度を検出するための装置であると、還流液の組成から溶剤置換操作の終点を確認することができる。また、凝縮液の還流が可能となり、揮発性の高い成分を前記溶液から優先的に除去することも可能となる。 The solvent replacement device of the present invention further includes the reflux pipe and the flow path forming device, and the detector is a device for detecting the concentration of the first or second solvent in the condensed liquid of the reflux pipe. If so, the end point of the solvent replacement operation can be confirmed from the composition of the reflux liquid. Further, the condensate can be refluxed, and a highly volatile component can be preferentially removed from the solution.
本発明の溶剤置換装置は、前記目的物質が医薬又はその中間体である場合や、前記目的物質が、複数のカラムが連結されてなる無端状の流路に目的物質を含有する試料溶液と移動相とを供給し、かつ無端状の流路から移動相を排出する擬似移動床式クロマトグラフィーで得られた場合や、前記目的物質が超臨界流体と二種以上の溶剤とからなる流体を移動相として用いる超臨界流体クロマトグラフィーで得られた場合のように、目的物質からの不純物の高度な除去が望まれる場合や、移動相の溶剤が不純物として混入しやすい目的物質を用いる場合において、より高度に精製された目的物質を得る観点でより一層効果的である。 The solvent displacement apparatus according to the present invention can be used when the target substance is a medicine or an intermediate thereof, or when the target substance moves with a sample solution containing the target substance in an endless channel formed by connecting a plurality of columns. The target substance moves through a fluid consisting of a supercritical fluid and two or more solvents when obtained by simulated moving bed chromatography that supplies a phase and discharges the mobile phase from an endless channel. When high-level removal of impurities from the target substance is desired, as in the case obtained by supercritical fluid chromatography used as a phase, or when a target substance that is easily mixed with impurities as a mobile phase solvent is used. This is even more effective from the viewpoint of obtaining a highly purified target substance.
本発明の溶剤置換装置は、目的物質とこの目的物質を溶解する第一の溶剤とを含む溶液と、前記第一の溶剤と共沸しかつ第一の溶剤に比べて前記目的物質の溶解性が低い第二の溶剤とが収容され、収容された液体を濃縮するための濃縮槽と、前記第二の溶剤を前記濃縮槽に供給するための第二の溶剤供給装置と、前記濃縮槽で発生した濃縮層中の液体を加熱するための加熱装置と、前記濃縮槽中の液体の蒸気を冷却するための凝縮器と、前記凝縮器で生成した凝縮液を収容するための留出槽と、前記凝縮液又は前記濃縮槽中の液体における第一或いは第二の溶剤の濃度を検出するための検出器と、少なくとも前記第二の溶剤の前記濃縮槽への供給及び前記加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱を前記検出器の検出値に応じて制御するための制御装置とを有する。本発明では、前記検出器には、近赤外領域(例えば0.8〜2.5μm)における反射光(又は透過光)の波長ごとの強度を検出することができる近赤外分光センサが用いられる。 The solvent replacement apparatus of the present invention comprises a solution containing a target substance and a first solvent that dissolves the target substance, and is azeotropic with the first solvent and has a solubility in the target substance as compared with the first solvent. A second tank having a low concentration, a concentration tank for concentrating the stored liquid, a second solvent supply device for supplying the second solvent to the concentration tank, and the concentration tank A heating device for heating the liquid in the generated concentrated layer, a condenser for cooling the vapor of the liquid in the concentration tank, and a distilling tank for containing the condensate generated in the condenser A detector for detecting the concentration of the first or second solvent in the condensate or the liquid in the concentration tank, and supply of at least the second solvent to the concentration tank and a concentration tank by the heating device Control for controlling the heating of the liquid in accordance with the detection value of the detector. And a device. In the present invention, the detector is a near-infrared spectroscopic sensor that can detect the intensity of each reflected light (or transmitted light) in the near-infrared region (for example, 0.8 to 2.5 μm). It is done.
前記濃縮槽は、目的物質とこの目的物質を溶解する第一の溶剤とを含む溶液と前記第二の溶剤とを収容し、これらの液体を共沸させることができる容器であれば特に限定されない。前記液体の共沸は一般に減圧下で行われることから、濃縮槽には、槽内を減圧可能な公知の槽を用いることができる。 The concentration tank is not particularly limited as long as it contains a solution containing a target substance and a first solvent that dissolves the target substance and the second solvent, and can azeotrope these liquids. . Since the azeotropic distillation of the liquid is generally performed under reduced pressure, a known tank capable of reducing the pressure in the tank can be used as the concentration tank.
前記第二の溶剤供給装置は、前記第二の溶剤を濃縮槽に供給することができる装置であれば特に限定されない。第二の溶剤供給装置は、公知の種々の部材や装置を用いて構成することができる。例えば第二の溶剤供給装置は、第二の溶剤を収容するための第二の溶剤槽と、第二の溶剤槽と前記濃縮槽とを接続する第二の溶剤供給管と、第二の溶剤供給管の溶剤を濃縮槽に向けて供給するためのポンプと、第二の溶剤供給管を開閉するための弁とから構成することができる。 The second solvent supply device is not particularly limited as long as it is a device that can supply the second solvent to the concentration tank. A 2nd solvent supply apparatus can be comprised using a well-known various member and apparatus. For example, the second solvent supply device includes a second solvent tank for containing the second solvent, a second solvent supply pipe connecting the second solvent tank and the concentration tank, and a second solvent. It can comprise from the pump for supplying the solvent of a supply pipe | tube toward a concentration tank, and the valve for opening and closing a 2nd solvent supply pipe | tube.
前記加熱装置は、濃縮槽中の液体を加熱することができる装置であれば特に限定されない。加熱装置には、濃縮槽の外周部に熱媒の流路を形成するジャケットやコイル、濃縮槽内に設けられる電気ヒータ等の、槽内の液体を加熱可能な公知の装置を用いることができる。前記加熱装置は、濃縮槽中の液体の冷却も含めた温度調整を実現する観点から、ジャケットやコイルであることが好ましい。 The said heating apparatus will not be specifically limited if it is an apparatus which can heat the liquid in a concentration tank. As the heating device, a known device capable of heating the liquid in the tank, such as a jacket or a coil that forms a flow path of the heat medium in the outer peripheral portion of the concentration tank, or an electric heater provided in the concentration tank can be used. . The heating device is preferably a jacket or a coil from the viewpoint of realizing temperature adjustment including cooling of the liquid in the concentration tank.
前記凝縮器は、濃縮槽で加熱された液体の蒸気を冷却して凝縮させることができる装置であれば特に限定されない。凝縮器には溶剤の濃縮に用いられる公知の装置を用いることができる。 The condenser is not particularly limited as long as it is a device capable of cooling and condensing liquid vapor heated in the concentration tank. A known apparatus used for concentrating the solvent can be used for the condenser.
前記留出槽は、凝縮器で生成した凝縮液を収容することができる容器であれば特に限定されない。前記溶液の共沸を減圧下で行う場合では、留出槽には槽内を減圧可能な公知の槽を用いることが好ましい。 The said distillation tank will not be specifically limited if it is a container which can accommodate the condensate produced | generated with the condenser. When the azeotropic distillation of the solution is performed under reduced pressure, it is preferable to use a known tank capable of reducing the pressure inside the distillation tank.
前記検出器は、前記凝縮液又は前記濃縮槽中の液体における第一或いは第二の溶剤の濃度を検出する近赤外分光センサである。検出器は、第一又は第二の溶剤の濃度を少なくとも検出することができれば特に限定されず、第一又は第二の溶剤の濃度以外にも、他の溶剤や目的物質に付随する不純物等の他の成分の濃度をさらに検出しても良い。 The detector is a near-infrared spectroscopic sensor that detects the concentration of the first or second solvent in the condensed liquid or the liquid in the concentrating tank. The detector is not particularly limited as long as it can detect at least the concentration of the first or second solvent. In addition to the concentration of the first or second solvent, other detectors such as impurities associated with other solvents and target substances can be used. You may further detect the density | concentration of another component.
また検出器は、凝縮液及び濃縮槽中の液体のいずれか一方又は両方を測定する位置に適当数設けることができる。複数の検出器を設ける場合では、凝縮液及び濃縮槽中の液体の組成を検出するための検出器の少なくとも一つには近赤外分光センサが用いられるが、他の検出器は、近赤外分光センサであっても良いし他のセンサであっても良い。 Further, an appropriate number of detectors can be provided at positions for measuring one or both of the condensate and the liquid in the concentrating tank. In the case of providing a plurality of detectors, a near-infrared spectroscopic sensor is used as at least one of the detectors for detecting the composition of the condensate and the liquid in the concentration tank, An external spectroscopic sensor or another sensor may be used.
凝縮液の組成を検出する近赤外分光センサは、例えば凝縮器と留出槽とを接続する凝縮液の流路や、留出槽に設けられる。また濃縮槽中の液体の組成を検出する近赤外分光センサは、例えば濃縮槽に設けられる。近赤外分光センサには、例えばブルカー・オプティクス社製のMATRIXシリーズ等の公知の近赤外分光センサを用いることができる。また前記他のセンサには、凝縮液や濃縮槽中の液体の少なくとも一部の成分を直接又は間接的に検出することができるセンサを用いることができ、例えば濃縮槽中の液体又は凝縮液の誘電率を検出するための誘電率測定装置等が挙げられる。 The near-infrared spectroscopic sensor for detecting the composition of the condensate is provided, for example, in a condensate flow path connecting the condenser and the distillation tank or in the distillation tank. Moreover, the near-infrared spectroscopic sensor which detects the composition of the liquid in a concentration tank is provided in a concentration tank, for example. As the near-infrared spectroscopic sensor, for example, a known near-infrared spectroscopic sensor such as MATRIX series manufactured by Bruker Optics can be used. The other sensor may be a sensor capable of directly or indirectly detecting at least a part of the condensate or the liquid in the concentrating tank. For example, the liquid or condensate in the concentrating tank may be used. Examples thereof include a dielectric constant measuring device for detecting the dielectric constant.
前記制御装置は、少なくとも前記第二の溶剤の前記濃縮槽への供給及び前記加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱を前記検出器の検出値に応じて制御することができる装置であれば特に限定されない。第二の溶剤の前記濃縮槽への供給は、検出器で検出される第一又は第二の溶剤の濃度に基づいて制御装置によって制御することもできるし、また前記濃縮槽にさらに液量計を設け、この液量計の検出値をさらに利用して制御装置によって制御することもできる。 The control device is particularly a device that can control at least the supply of the second solvent to the concentration tank and the heating of the liquid in the concentration tank by the heating device according to the detection value of the detector. It is not limited. The supply of the second solvent to the concentration tank can be controlled by a control device based on the concentration of the first or second solvent detected by the detector, and a liquid meter is further added to the concentration tank. And the control value can be further controlled using the detected value of the liquid meter.
第二の溶剤の前記濃縮槽への供給について、検出器で検出される第一又は第二の溶剤の濃度に基づく制御には、例えば前記検出器による第一又は第二の溶剤の濃度の検出値と前記制御装置に予め記憶されている第一又は第二の溶剤の濃度の設定値とを比較し、前記検出値が前記設定値から外れたとき(例えば前記設定値を下回ったとき)に制御装置が第二の溶剤を濃縮槽に所定量供給させる制御が挙げられる。また前記液量計によれば、制御装置は、制御装置に予め設定されている濃縮槽の液量の許容値の範囲(許容容量)から濃縮槽の液量の検出値が外れたときに、制御装置が第二の溶剤を濃縮槽の許容容量の範囲内で連続して、又は上限まで断続的に供給させる制御を行うことができる。このような液量に基づく制御を、制御装置は前記検出器の検出値に応じて行うことができる。 Regarding the supply of the second solvent to the concentration tank, the control based on the concentration of the first or second solvent detected by the detector may be performed by, for example, detecting the concentration of the first or second solvent by the detector. When the detected value deviates from the set value (for example, when it falls below the set value), the value is compared with the set value of the concentration of the first or second solvent stored in the control device in advance. For example, the control device may supply a predetermined amount of the second solvent to the concentration tank. Further, according to the liquid meter, when the control device deviates from the permissible value range (permissible capacity) of the concentration liquid in the concentration tank preset in the control device, The control device can perform control to supply the second solvent continuously within the allowable capacity of the concentration tank or intermittently up to the upper limit. The control device can perform the control based on the liquid amount according to the detection value of the detector.
さらに第二の溶剤の前記濃縮槽への供給について、前記制御装置は、溶剤置換操作における作業員の負担のさらなる軽減の観点から、第二の溶剤の仕込み量及び仕込み操作の回数を決定する装置であることが好ましい。第二の溶剤の仕込み量及び仕込み操作の回数は、例えば濃縮槽に供給された溶液中の第一の溶剤の量と、第一及び第二の溶剤の共沸混合比と、共沸後に濃縮槽に収容されているべき第二の溶剤の量とから制御装置が第二の溶剤の総供給量を決定し、求められた第二の溶剤の総供給量と第二の溶剤の一回当たりの濃縮
槽への仕込み量とに基づいて制御装置が仕込み操作の回数を決定することによって行うことができる。第二の溶剤を濃縮槽へ複数回仕込む時の各仕込み量は、一定の値であっても良いし、共沸の進行による前記溶液中の第一の溶剤の減量を見込んで、回数を重ねるにつれて増やされている異なる値であっても良い。
Furthermore, for the supply of the second solvent to the concentration tank, the control device determines the amount of the second solvent charged and the number of times of the charging operation from the viewpoint of further reducing the burden on the worker in the solvent replacement operation. It is preferable that The amount of charge of the second solvent and the number of charge operations are, for example, the amount of the first solvent in the solution supplied to the concentration tank, the azeotropic mixture ratio of the first and second solvents, and the concentration after azeotropy. The controller determines the total supply amount of the second solvent from the amount of the second solvent that should be accommodated in the tank, and the determined total supply amount of the second solvent and the amount of the second solvent per time. The control device can determine the number of charging operations based on the amount charged to the concentration tank. Each charged amount when the second solvent is charged into the concentration tank a plurality of times may be a constant value, or the number of times is increased in anticipation of a decrease in the first solvent in the solution due to the progress of azeotropy. It may be a different value that is increased with time.
前記加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱は、検出器で検出される第一又は第二の溶剤の濃度に基づいて制御することができる。例えば加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱は、前記検出器による第一又は第二の溶剤の濃度の検出値と前記制御装置に予め記憶されている第一又は第二の溶剤の濃度の設定値とを比較し、前記検出値が前記設定値の範囲内のときに加熱装置によって濃縮槽中の液体を加熱させる制御が挙げられる。 The heating of the liquid in the concentration tank by the heating device can be controlled based on the concentration of the first or second solvent detected by the detector. For example, the heating of the liquid in the concentration tank by the heating device is performed by setting the first or second solvent concentration detected by the detector and the first or second solvent concentration stored in advance in the control device. A control for comparing the value and heating the liquid in the concentrating tank by the heating device when the detected value is within the set value range can be mentioned.
本発明の溶剤置換装置は、前述した装置や部材以外の他の手段をさらに有していても良い。前記他の手段は、溶剤の濃縮及び目的物質の晶析に使用することができ、また種々の操作を自動制御するために使用することができる機器であれば特に限定されない。前記他の手段には、前記凝縮液を前記濃縮槽に供給するための還流管や、前記凝縮器から前記留出槽及び前記還流管への前記凝縮液の流路を形成するための流路形成装置等が挙げられる。 The solvent replacement apparatus of the present invention may further include other means other than the above-described apparatuses and members. The other means is not particularly limited as long as it can be used for concentration of a solvent and crystallization of a target substance and can be used for automatically controlling various operations. The other means includes a reflux pipe for supplying the condensate to the concentration tank, and a flow path for forming a flow path for the condensate from the condenser to the distillation tank and the reflux pipe. Examples thereof include a forming apparatus.
前記還流管は、前記濃縮槽への前記凝縮液の流路を形成する管であれば特に限定されない。還流管には、減圧濃縮における減圧度や溶剤の種類等の諸条件に応じた適当な公知の管を用いることができる。なお、還流管が設けられる場合では、前記凝縮液の任意の成分の濃度を検出するために、検出器を還流管に設けても良い。 The reflux pipe is not particularly limited as long as it forms a flow path for the condensate to the concentration tank. As the reflux tube, an appropriate known tube can be used according to various conditions such as the degree of reduced pressure in vacuum concentration and the type of solvent. In the case where a reflux pipe is provided, a detector may be provided in the reflux pipe in order to detect the concentration of an arbitrary component of the condensate.
また前記流路形成装置は、前記凝縮器から前記留出槽への前記凝縮液の流路を形成することができる装置、凝縮器から前記還流管への凝縮液の流路を形成することができる装置、又は凝縮器から留出槽及び還流管への凝縮液の流路を形成することができる装置であれば特に限定されない。流路形成装置には、例えば凝縮器と留出槽とを接続する凝縮液供給管と、この管に接続される還流管との接続位置に設けられる三方弁や、前記凝縮液供給管及び還流管のそれぞれに設けられる二以上の二方弁を用いることができる。 Further, the flow path forming device can form a flow path for the condensate from the condenser to the distilling tank, and can form a flow path for the condensate from the condenser to the reflux pipe. The apparatus is not particularly limited as long as it is an apparatus that can form a flow path of condensate from the condenser to the distillation tank and the reflux pipe. The flow path forming device includes, for example, a three-way valve provided at a connection position between a condensate supply pipe connecting a condenser and a distillation tank and a reflux pipe connected to the pipe, and the condensate supply pipe and the reflux Two or more two-way valves provided in each of the tubes can be used.
さらに前記他の手段には、濃縮槽内を減圧するための減圧装置や、前記目的物質と前記第一の溶剤とを含む溶液を濃縮槽に供給するための溶液供給装置等が挙げられる。 Furthermore, the other means includes a decompression device for decompressing the inside of the concentration tank, a solution supply device for supplying a solution containing the target substance and the first solvent to the concentration tank, and the like.
前記減圧装置は、濃縮槽内の溶剤の濃縮の雰囲気を減圧させることができる装置であれば特に限定されない。減圧装置には、真空ポンプ等の公知の減圧装置を用いることができる。減圧装置は、凝縮器かそれよりも下流側の凝縮液の流路に接続されることが好ましい。 The decompression device is not particularly limited as long as it can decompress the solvent concentration atmosphere in the concentration tank. As the decompression device, a known decompression device such as a vacuum pump can be used. The decompression device is preferably connected to the condenser or the condensate flow path downstream of the condenser.
前記溶液供給装置は、前記溶液を濃縮槽に供給することができる装置であれば特に限定されない。溶液供給装置は、第二の溶剤供給装置と同様に、公知の種々の部材や装置を用いて構成することができ、例えば前記溶液を収容するための溶液槽と、溶液槽と濃縮槽とを接続する溶液供給管と、溶液供給管の溶液を濃縮槽に向けて供給するためのポンプと、溶液供給管を開閉するための弁とから構成することができる。 The said solution supply apparatus will not be specifically limited if it is an apparatus which can supply the said solution to a concentration tank. Similarly to the second solvent supply device, the solution supply device can be configured using various known members and devices. For example, a solution tank for storing the solution, a solution tank, and a concentration tank are provided. A solution supply pipe to be connected, a pump for supplying the solution in the solution supply pipe toward the concentration tank, and a valve for opening and closing the solution supply pipe can be used.
さらに前記他の手段には、近赤外分光センサによる溶剤の濃度の検出の精度の観点から、コイルやジャケット等の検出される溶剤の温度を調整するための装置、検出される溶剤の温度を測定する温度計、検出対象となる溶剤の検出を妨害する成分(例えば検出対象溶剤がアルコールのときの水)を検出前に、すなわち前記溶液、前記液体又は前記凝縮液から吸着して除去するための吸着装置等が挙げられる。これらの他の手段にも公知の手段を用いることができる。 Furthermore, from the viewpoint of the accuracy of detection of the solvent concentration by the near-infrared spectroscopic sensor, the other means includes a device for adjusting the temperature of the detected solvent such as a coil or a jacket, and the temperature of the detected solvent. In order to adsorb and remove the thermometer to be measured and components that interfere with the detection of the solvent to be detected (for example, water when the solvent to be detected is alcohol) from the solution, the liquid or the condensate before detection. And the like. Known means can be used for these other means.
なお、前記制御装置は、前記他の手段によるさらなる操作をさらに制御する装置であることが溶剤置換操作における作業員の負担のさらなる軽減の観点から好ましい。前記さらなる操作には、例えば溶液供給装置から濃縮槽への溶液の供給、減圧濃縮の場合における濃縮槽内の減圧、濃縮槽中の液体の排出等が挙げられる。 The control device is preferably a device that further controls the further operation by the other means from the viewpoint of further reducing the burden on the worker in the solvent replacement operation. Examples of the further operation include supply of the solution from the solution supply device to the concentration tank, pressure reduction in the concentration tank in the case of vacuum concentration, and discharge of the liquid in the concentration tank.
溶液供給装置から濃縮槽への溶液の供給は、例えば溶剤置換運転の開始の指示に際して、設定されている溶液の量を制御装置が濃縮槽に溶液供給装置により供給させることによって行うことができる。溶液の供給量は、溶液槽から濃縮槽へ溶液を供給するポンプの運転や溶液槽と濃縮槽との間に介在する弁の開閉によって制御することができるが、溶液槽の液量や濃縮槽の液量の検出を前記制御に利用しても良い。 The supply of the solution from the solution supply device to the concentration tank can be performed, for example, when the controller supplies the set amount of the solution to the concentration tank by the solution supply device when instructing the start of the solvent replacement operation. The amount of solution supplied can be controlled by operating a pump that supplies the solution from the solution tank to the concentration tank, or by opening and closing a valve interposed between the solution tank and the concentration tank. Detection of the amount of liquid may be used for the control.
また減圧濃縮の場合における濃縮槽内の減圧は、例えば濃縮槽中の液量又は前記検出器の検出値に応じて、真空ポンプの運転又は真空ポンプと濃縮槽とを接続する管における弁の開閉の制御によって、予め設定されている圧力に制御装置が濃縮槽内を減圧させることにより行うことができる。 Further, in the case of vacuum concentration, the pressure in the concentration tank is determined by the operation of the vacuum pump or the opening / closing of a valve in the pipe connecting the vacuum pump and the concentration tank, depending on the amount of liquid in the concentration tank or the detection value of the detector. This control can be performed by the control device reducing the pressure in the concentration tank to a preset pressure.
また濃縮槽中の液体の排出は、例えば濃縮運転(溶剤置換)の終点の確認の後に、又はその後の晶析操作の制御の後に、制御装置が濃縮槽の底部に設けられている弁を開かせることによって行うことができる。 In addition, for example, after confirming the end point of the concentration operation (solvent replacement) or after controlling the crystallization operation, the controller opens the valve provided at the bottom of the concentration tank. Can be done.
この他にも、前記制御装置は、溶剤置換装置の構成に応じて、溶剤置換装置を構成する種々の装置を適切に制御することができる。前記制御装置には、プラントの運転制御に用いられる公知の制御装置を用いることができる。 In addition, the control device can appropriately control various devices constituting the solvent replacement device in accordance with the configuration of the solvent replacement device. A known control device used for plant operation control can be used as the control device.
前記第一の溶剤及び第二の溶剤は、互いに共沸する溶剤でありかつ前記目的物質の溶解度が異なる溶剤が公知の溶剤の中からそれぞれ一種又は二種以上の溶剤が選ばれる。第一及び第二の溶剤は、各溶剤の沸点、共沸点、各溶剤における目的物質の溶解度、これらの溶剤における目的物質の溶解度差、及び近赤外分光センサで検出される、溶剤に特有の波数の領域等の諸条件に応じて、水及び公知の有機溶剤から適宜選ぶことができる。 The first solvent and the second solvent are solvents that are azeotropic with each other, and one or two or more kinds of solvents are selected from known solvents in which the solubility of the target substance is different. The first and second solvents are specific to the solvent, as detected by the near-infrared spectroscopic sensor, the boiling point and azeotropic point of each solvent, the solubility of the target substance in each solvent, the difference in solubility of the target substance in these solvents Depending on various conditions such as the wave number region, water and a known organic solvent can be selected as appropriate.
前記の有機溶剤には、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)等の一般的なアルコール、酢酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、酢酸メチル、及びジエチルアミン等の極性の高い溶剤、クロロホルムやアセトニトリル等の極性がさほど高くない溶剤、n−ヘキサンやシクロヘキサン等の極性の低い溶剤等、クロマトグラフィー装置で移動相として一般的に用いられる種々の有機溶剤が挙げられる。さらに前記の有機溶剤にはヘプタン、tert−ブチルメチルエーテル(MTBE)、アセトン、トルエン、塩化メチレン、1,4−ジオキサン、及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)等も挙げられる。 Examples of the organic solvent include general alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol (IPA), highly polar solvents such as acetic acid, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, ethyl acetate, methyl acetate, and diethylamine, chloroform And various organic solvents generally used as a mobile phase in a chromatographic apparatus, such as a solvent with low polarity such as acetonitrile and a solvent with low polarity such as n-hexane and cyclohexane. Further, examples of the organic solvent include heptane, tert-butyl methyl ether (MTBE), acetone, toluene, methylene chloride, 1,4-dioxane, and N, N-dimethylacetamide (DMAc).
溶剤の沸点や溶解度に関する条件については、共沸による溶剤置換の通常の条件を採用することができる。近赤外分光センサで検出される前記波数の領域については、第一の溶剤の濃度変化に応じて変化する第一の溶剤に特有の第一の領域の波数と、第二の溶剤の濃度変化に応じて変化する第二の溶剤に特有の第二の領域の波数とがそれぞれ判別可能な二種以上の溶剤から第一及び第二の溶剤を選ぶことができる。 As for conditions regarding the boiling point and solubility of the solvent, normal conditions for solvent replacement by azeotropic distillation can be employed. Regarding the wave number region detected by the near infrared spectroscopic sensor, the wave number of the first region peculiar to the first solvent that changes in accordance with the concentration change of the first solvent and the concentration change of the second solvent The first and second solvents can be selected from two or more kinds of solvents that can be distinguished from the wave number of the second region specific to the second solvent that changes in accordance with the second solvent.
近赤外分光センサで検出される、溶剤に特有の波数としては、例えばアセトニトリルであれば6873.3〜7332.3cm-1が挙げられ、メタノールであれば6873.3〜7332.3cm-1及び4713.4〜5114.5cm-1が挙げられ、IPAであれば6611.1〜6919.6cm-1が挙げられ、n−ヘキサンであれば8153.9〜
8377.6cm-1が挙げられ、ジエチルアミンであれば6449.06〜6468.35cm-1が挙げられる。前記の溶剤中で近赤外分光センサで検出することができる二種以上の溶剤の組み合わせとしては、アセトニトリルとIPAの組み合わせ以外のあらゆる組み合わせが挙げられる。なお、溶剤に特有の波数の領域は、例えば二種以上の溶剤の混合溶剤において所定の溶剤の濃度を変えながら混合溶剤を近赤外分光センサで分析することによって求めることができる。
Examples of the wave number peculiar to the solvent detected by the near-infrared spectroscopic sensor include 6873.3 to 7332.3 cm −1 for acetonitrile, and 6873.3 to 7332.3 cm −1 for methanol. 4713.4~5114.5Cm -1 can be mentioned, 6611.1~6919.6cm -1 can be mentioned if IPA, 8153.9~ if n- hexane
8377.6 cm < -1 > is mentioned, and it is 6449.06-6468.35 cm < -1 > if it is diethylamine. Examples of combinations of two or more solvents that can be detected with a near-infrared spectroscopic sensor in the solvent include all combinations other than the combination of acetonitrile and IPA. The wave number region peculiar to the solvent can be determined by analyzing the mixed solvent with a near-infrared spectroscopic sensor while changing the concentration of a predetermined solvent in a mixed solvent of two or more solvents, for example.
前記目的物質は、減圧濃縮等の溶剤の置換時における濃縮でも変性せず、かつ第一の溶剤に溶解する物質であれば特に限定されない。 The target substance is not particularly limited as long as it is a substance that is not denatured by concentration at the time of substitution of a solvent such as vacuum concentration and is soluble in the first solvent.
前記第一の溶剤と前記目的物質とを含有する前記溶液は、目的物質と第一の溶剤とを混合して得ることができるし、また目的物質を含有する組成物と第一の溶剤とを混合して得ることもできる。前記目的物質を含む組成物には、例えばカラムクロマトグラフィー等の分離方法で得られた目的物質の溶液、その濃縮液、目的物質を得るための反応の反応生成物、及びその精製物等が挙げられる。 The solution containing the first solvent and the target substance can be obtained by mixing the target substance and the first solvent, and the composition containing the target substance and the first solvent are mixed. It can also be obtained by mixing. Examples of the composition containing the target substance include a solution of the target substance obtained by a separation method such as column chromatography, a concentrated liquid thereof, a reaction product of a reaction for obtaining the target substance, and a purified product thereof. It is done.
本発明では、第一及び第二の溶剤以外の、前記濃縮槽中の液体に含まれる特定の成分の除去を、共沸による溶剤の置換の前後に行うことが、又は共沸による溶剤の置換と並行することが可能である。前記特定の成分としては、例えば第一及び第二の溶剤に比べて沸点が低い成分、第一及び第二の溶剤に比べて揮発性が高い成分、及び第一の溶剤又は第二の溶剤と共沸する成分等が挙げられる。 In the present invention, the removal of specific components contained in the liquid in the concentration tank other than the first and second solvents may be performed before or after the solvent replacement by azeotropy, or the solvent replacement by azeotrope. Is possible in parallel. Examples of the specific component include a component having a lower boiling point than the first and second solvents, a component having higher volatility than the first and second solvents, and the first solvent or the second solvent. Examples include azeotropic components.
例えば前記目的物質は、カラムクロマトグラフィーによって混合物中から所望の成分を分離して製造することができる。この場合、前記目的物質は、通常、濃縮された溶液の状態で得られる。またカラムクロマトグラフィーによる分離では、分離中の目的物質の安定性を向上させるために、有機酸や有機塩基等の添加剤を、移動相に適量添加することが知られている。前記特定の成分には、前記移動相に用いられる溶剤や前記添加剤が挙げられる。 For example, the target substance can be produced by separating desired components from the mixture by column chromatography. In this case, the target substance is usually obtained in the form of a concentrated solution. In separation by column chromatography, it is known that an appropriate amount of an additive such as an organic acid or an organic base is added to the mobile phase in order to improve the stability of the target substance during the separation. Examples of the specific component include solvents and additives used in the mobile phase.
前記カラムクロマトグラフィーには、高速液体クロマトグラフィー、擬似移動床式クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、及び擬似移動床式超臨界流体クロマトグラフィー等の、公知の種々の方法が挙げられる。 Examples of the column chromatography include various known methods such as high performance liquid chromatography, simulated moving bed chromatography, supercritical fluid chromatography, and simulated moving bed supercritical fluid chromatography.
前記カラムクロマトグラフィーでは、水、酸、アルカリ、有機溶剤、及びこれらのうちの二種以上を含有する混合溶剤等の、公知の種々の溶剤を移動相として用いることができる。このような移動相用溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、酢酸メチル及びジエチルアミン等の極性の高い溶剤、クロロホルムやアセトニトリル等の極性がさほど高くない溶剤、n−ヘキサン等の極性の低い溶剤、ヘプタン、tert−ブチルメチルエーテル、アセトン、トルエン、塩化メチレン、1,4−ジオキサン、及びN,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。 In the column chromatography, various known solvents such as water, acids, alkalis, organic solvents, and mixed solvents containing two or more of these can be used as the mobile phase. Examples of such mobile phase solvents include highly polar solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetic acid, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, ethyl acetate, methyl acetate and diethylamine, and less polar solvents such as chloroform and acetonitrile. Non-high solvent, low polarity solvent such as n-hexane, heptane, tert-butyl methyl ether, acetone, toluene, methylene chloride, 1,4-dioxane, N, N-dimethylacetamide and the like.
これらのカラムクロマトグラフィーにおける前記添加剤は、分離中の目的物質を安定化させることができる物質であれば特に限定されない。前記添加剤は、pH等の移動相の物性や目的物質の物性等の観点から適宜選ぶことができる。前記添加剤には、例えば酢酸のようなカルボン酸、及びジエチルアミンのようなアミン等が挙げられる。 The additive in these column chromatography is not particularly limited as long as it can stabilize the target substance during separation. The additive can be appropriately selected from the viewpoint of the physical properties of the mobile phase such as pH and the physical properties of the target substance. Examples of the additive include a carboxylic acid such as acetic acid and an amine such as diethylamine.
前記添加剤の添加量は、分離中の目的物質を安定させ、かつ目的物質の分離に悪影響を及ぼさない範囲であれば特に限定されないが、移動相全量に対して0.01〜0.5体積%であることが好ましく、0.01〜0.2体積%であることがより好ましい。 The addition amount of the additive is not particularly limited as long as it stabilizes the target substance during separation and does not adversely affect the separation of the target substance, but is 0.01 to 0.5 volume with respect to the total amount of the mobile phase. % Is preferable, and 0.01 to 0.2% by volume is more preferable.
前記カラムクロマトグラフィーには、生産性に優れる方法として、擬似移動床式クロマトグラフィーや超臨界流体クロマトグラフィーが知られている。これらのカラムクロマトグラフィーは、目的物質の種類や分離剤の種類に応じて、通常行われるように実施することができる。 As the column chromatography, simulated moving bed chromatography and supercritical fluid chromatography are known as methods with excellent productivity. These column chromatography can be carried out as usual, depending on the type of target substance and the type of separating agent.
擬似移動床式クロマトグラフィーは、複数のカラムが直列に接続されてなる無端状の流路と、無端状の流路に移動相を供給するための第一の流路と、目的物質を含有する移動相を無端状の流路に供給するための第二の流路と、無端状の流路から移動相を排出するための第一及び第二の排出用流路とを有する装置を用いて行うことができる。 The simulated moving bed chromatography contains an endless channel in which a plurality of columns are connected in series, a first channel for supplying a mobile phase to the endless channel, and a target substance. Using an apparatus having a second flow path for supplying a mobile phase to an endless flow path, and first and second discharge flow paths for discharging the mobile phase from the endless flow path It can be carried out.
超臨界流体クロマトグラフィーでは、移動相の極性の調整や目的物質に対する溶解性の向上の観点から、超臨界流体と前記移動相用溶剤とを含有する流体を移動相として用いることができる。超臨界流体クロマトグラフィーは、超臨界流体と溶剤とが混合した流体である移動相を生成する移動相生成装置と、生成した移動相に目的物質を含有する試料を注入するための注入器と、注入された試料中の目的物質を分離するためのカラムと、カラムを通った移動相中の物質を検出する検出器と、超臨界流体生成装置から検出器までの系内の圧力を所定の圧力に保つための背圧弁と、背圧弁を通過した移動相から超臨界流体を溶剤とを分離する気液分離装置とを有する装置を用いて行うことができる。 In supercritical fluid chromatography, a fluid containing a supercritical fluid and the mobile phase solvent can be used as the mobile phase from the viewpoint of adjusting the polarity of the mobile phase and improving the solubility in the target substance. Supercritical fluid chromatography is a mobile phase generation device that generates a mobile phase that is a fluid in which a supercritical fluid and a solvent are mixed, an injector for injecting a sample containing a target substance into the generated mobile phase, The column for separating the target substance in the injected sample, the detector for detecting the substance in the mobile phase passing through the column, and the pressure in the system from the supercritical fluid generator to the detector are set to a predetermined pressure. It is possible to use a device having a back pressure valve for maintaining the pressure and a gas-liquid separation device for separating the supercritical fluid from the solvent from the mobile phase that has passed through the back pressure valve.
超臨界流体クロマトグラフィーにおける超臨界流体としては、臨界圧力以上及び臨界温度以上のいずれか一方又は両方の状態(すなわち超臨界状態)にある物質が用いられる。超臨界流体として用いられる物質としては、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。 As the supercritical fluid in the supercritical fluid chromatography, a substance that is in one or both of a state of a critical pressure or higher and a critical temperature or higher (that is, a supercritical state) is used. Examples of substances used as the supercritical fluid include carbon dioxide, ammonia, sulfur dioxide, hydrogen halide, nitrous oxide, hydrogen sulfide, methane, ethane, propane, butane, ethylene, propylene, halogenated hydrocarbons, water, and the like. Can be mentioned.
前記カラムクロマトグラフィーにおいて、混合物から目的物質を分離するための、カラムに充填又は収容される分離剤は、目的物質の種類に応じて種々の分離剤の中から適宜選ぶことができる。例えば目的物質が光学異性体である場合では、前記分離剤としては、例えば国際公開95/23125号パンフレットにも記載されているような、セルロース、アミロース、セルロースのエステル誘導体、セルロースのカルバメート誘導体、アミロースのエステル誘導体、及びアミロースのカルバメート誘導体等の、多糖又は多糖誘導体を含む分離剤を好適に用いることができる。 In the column chromatography, the separation agent packed or contained in the column for separating the target substance from the mixture can be appropriately selected from various separation agents according to the type of the target substance. For example, when the target substance is an optical isomer, examples of the separating agent include cellulose, amylose, cellulose ester derivatives, cellulose carbamate derivatives, and amylose as described in WO95 / 23125 pamphlet. Separation agents containing polysaccharides or polysaccharide derivatives such as ester derivatives of amylose and carbamate derivatives of amylose can be suitably used.
これらの分離剤の形態は特に限定されず、例えばシリカゲルやアルミナによって構成されている公知の担体に担持されている形態であっても良いし、分離剤そのものが粒子状等のカラム管に収容される形状に成型されている形態であっても良い。このような分離剤の形態は、例えば特許第2783819号明細書に記載されているような公知の方法によって実現させることができる。 The form of these separating agents is not particularly limited. For example, the separating agent may be supported on a known carrier made of silica gel or alumina, or the separating agent itself is contained in a particulate column tube. The form shape | molded to the shape which may be sufficient. Such a form of the separating agent can be realized by a known method as described in, for example, Japanese Patent No. 2778419.
前記超臨界流体クロマトグラフィーにおいて、移動相における超臨界流体に対する移動相用溶剤の混合比は、目的物質の種類や分離剤の分離能等の諸条件に応じて適宜決めることができる。 In the supercritical fluid chromatography, the mixing ratio of the mobile phase solvent to the supercritical fluid in the mobile phase can be appropriately determined according to various conditions such as the type of the target substance and the separation ability of the separating agent.
前記カラムクロマトグラフィー装置では、目的物質が移動相に溶解した状態で得られる。前記カラムクロマトグラフィー装置は、分離後の移動相から移動相のみを回収する装置をさらに有することが、移動相の溶剤の使用量の低減や環境への負荷の軽減の観点から好ましい。このような回収装置には、カラムクロマトグラフィー装置から排出された移動相の少なくとも一部を蒸発させて留出させるための蒸発装置と、前記蒸発装置から留出した留出液を収容する回収槽と、前記蒸発装置で濃縮された濃縮液を収容する貯留槽と、回収
槽中の留出液の組成を調整するための調整装置とを有する装置が挙げられる。
In the column chromatography apparatus, the target substance is obtained in a state dissolved in the mobile phase. The column chromatography apparatus preferably further includes an apparatus for recovering only the mobile phase from the separated mobile phase from the viewpoint of reducing the amount of solvent used in the mobile phase and reducing the burden on the environment. Such a recovery device includes an evaporation device for evaporating and distilling at least a part of the mobile phase discharged from the column chromatography device, and a recovery tank for storing the distillate distilled from the evaporation device. And a storage tank that contains the concentrated liquid concentrated in the evaporator, and an adjustment apparatus for adjusting the composition of the distillate in the recovery tank.
また前記超臨界流体クロマトグラフィー装置は、気液分離装置で分離された気体を超臨界流体に再生するために回収する装置をさらに有することが、超臨界流体を構成する成分の使用量の低減や環境への負荷の軽減の観点から好ましい。このような気体回収装置には、例えば前記気液接触装置と前記超臨界流体精製装置とを接続するガス回収管と、ガス回収管を流れる回収ガスから液体を分離するための気液分離装置とを有する装置が挙げられる。 In addition, the supercritical fluid chromatography device further includes a device for recovering the gas separated by the gas-liquid separation device to regenerate the supercritical fluid, thereby reducing the amount of components constituting the supercritical fluid. This is preferable from the viewpoint of reducing the load on the environment. Such a gas recovery apparatus includes, for example, a gas recovery pipe connecting the gas-liquid contact apparatus and the supercritical fluid purification apparatus, and a gas-liquid separation apparatus for separating a liquid from a recovery gas flowing in the gas recovery pipe; The apparatus which has is mentioned.
前記回収溶剤を用いるカラムクロマトグラフィー装置では、前述した添加剤等の特定の成分の移動相中における濃度が、移動相の回収の繰り返しに従って高くなることがあり、目的物質に同伴する前記特定の成分の濃度が高くなることがある。したがって、溶剤の置換と特定の成分の除去とを並行することが可能な本発明の溶剤置換装置に、前記回収装置を用いるカラムクロマトグラフィーによって得られた目的物質を適用することは、高い純度の目的物質を得る観点からより一層効果的である。したがって本発明の溶剤置換装置は、目的物質に医薬やその中間体を用いる場合に好適である。 In the column chromatography apparatus using the recovery solvent, the concentration of the specific component such as the above-mentioned additive in the mobile phase may increase as the mobile phase is repeatedly recovered, and the specific component accompanying the target substance may be increased. The concentration of can be high. Therefore, applying the target substance obtained by column chromatography using the recovery apparatus to the solvent replacement apparatus of the present invention capable of performing the solvent replacement and the removal of a specific component in parallel is highly purified. More effective from the viewpoint of obtaining the target substance. Therefore, the solvent displacement device of the present invention is suitable when a drug or its intermediate is used as the target substance.
さらに、カラムクロマトグラフィーによって得られた目的物質を用いる場合では、前述したカラムクロマトグラフィーを実施できる装置と本発明の溶剤置換装置とを含む分離精製システムを構築することも可能である。 Furthermore, when the target substance obtained by column chromatography is used, it is possible to construct a separation and purification system including the above-described apparatus capable of performing column chromatography and the solvent displacement apparatus of the present invention.
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施の形態における溶剤置換装置は、図1に示されるように、目的物質とこの目的物質を溶解する第一の溶剤とを含む溶液が収容されている溶液槽1と、第一の溶剤と共沸しかつ第一の溶剤に比べて目的物質の溶解性が低い第二の溶剤が収容されている第二の溶剤槽2と、溶液槽1の溶液と第二の溶剤槽2における第二の溶剤とが供給される濃縮槽3と、濃縮槽中の液体を加熱するための加熱装置4と、濃縮槽3中の液体の蒸気を冷却するための凝縮器5と、凝縮器5で生成した凝縮液を収容するための留出槽6と、凝縮液における第一又は第二の溶剤の濃度を検出するための近赤外分光センサ7と、近赤外分光センサ7の検出信号が入力される制御装置8とを有する。
As shown in FIG. 1, the solvent replacement device according to one embodiment of the present invention includes a solution tank 1 containing a solution containing a target substance and a first solvent that dissolves the target substance, A second
溶液槽1と濃縮槽3とは溶液供給管9によって接続されている。溶液供給管9には、溶液を濃縮槽3に向けて送るためのポンプ10と、溶液供給管9を開閉するための弁11とが設けられている。溶液槽1、溶液供給管9、ポンプ10及び弁11は、溶液供給装置を構成している。
The solution tank 1 and the
第二の溶剤槽2と濃縮槽3とは第二の溶剤供給管12によって接続されている。第二の溶剤供給管12には、第二の溶剤を濃縮槽に向けて送るためのポンプ13と、第二の溶剤供給管12を開閉するための弁14とが設けられている。第二の溶剤槽2、第二の溶剤供給管12、ポンプ13及び弁14は、第二の溶剤供給装置を構成している。
The second
濃縮槽3と凝縮器5とは蒸気供給管15によって接続されている。凝縮器5と留出槽6とは凝縮液供給管16によって接続されている。凝縮液供給管16には三方弁17と近赤外分光センサ7(例えばブルカー・オプティクス社製のMATRIXシリーズ)とが設けられている。
The
濃縮槽3は濃縮槽3中の液体を排出するための排出管18をさらに有する。排出管18には排出管18を開閉するための弁19が設けられている。
The
加熱装置4は濃縮槽3の外周部に熱媒の流路を形成するジャケットである。加熱装置4は不図示の熱媒供給装置に接続されており、温度が制御された熱媒が熱媒供給装置から供給される。
The
凝縮器5には排気管20が接続されている。排気管20には、排気管20を開閉するための弁21と、凝縮器5の雰囲気を吸引する真空ポンプ22とが設けられている。
An
三方弁17と濃縮槽3とは還流管23によって接続されている。三方弁17は、流路形成装置であり、凝縮器5から留出槽6への流路か、又は凝縮器5から濃縮槽3への流路のいずれかを形成する。
The three-
制御装置8は、図示しないが、弁11、14、18及び21、三方弁17、ポンプ10及び13、真空ポンプ22、及び前記熱媒供給装置のそれぞれに接続されており、近赤外分光センサ7の検出値及び予め入力されているプログラムのいずれか一方又は両方に従って、これらの機器の操作量を制御するように構成されている。また、溶液槽1、第二の溶剤槽2、濃縮槽3及び留出槽6には、槽内の液量を検出するための不図示の液量計がそれぞれ設けられており、これらの液量計も制御装置8に接続されている。
Although not shown, the
目的物質は、例えば医薬品又はその中間体としての光学異性体であり、前記目的物質はカラムクロマトグラフィーによって分離され、移動相の濃縮液から取り出されたものであり、第一の溶剤はエタノールであり、第二の溶剤はn−ヘキサンであるとする。 The target substance is, for example, a pharmaceutical product or an optical isomer as an intermediate thereof. The target substance is separated by column chromatography and taken out from the concentrated liquid of the mobile phase, and the first solvent is ethanol. The second solvent is n-hexane.
前記目的物質及びエタノールは溶液槽1に供給され、溶液槽1には前記目的物質のエタノール溶液が収容される。一方で第二の溶剤槽2にはn−ヘキサンが収容されている。溶液槽1に供給されたエタノールの量は、制御装置8に入力される。この入力は、作業員による入力であっても良い。又は、前記入力に代えて、溶液槽1に溶液中のエタノールの濃度を検出可能な近赤外分光センサ等の検出器を設け、この検出器から入力された検出値から制御装置8が溶液中のエタノールの量を求めても良い。
The target substance and ethanol are supplied to the solution tank 1, and the solution tank 1 stores an ethanol solution of the target substance. On the other hand, n-hexane is accommodated in the second
制御装置8は弁11を開きポンプ10を運転させて、溶液槽1の前記目的物質の溶液を濃縮槽3に所定量(例えば濃縮槽3において液体の収容が許容される容量の半分)供給する。前記目的物質の溶液を濃縮槽3へ所定量供給したら、制御装置8はポンプ10の運転を停止し弁11を閉じる。
The
制御装置8は、例えばエタノールの留出量が最大となるエタノールとn−ヘキサンとの共沸混合比に基づいて、濃縮槽3に供給された前記目的物質の溶液中のエタノールの留出に必要なn−ヘキサンの量を求める。そして制御装置8は、求められたn−ヘキサンの量に、エタノール留出後に濃縮槽3に収容されているべきn−ヘキサンの量を足してn−ヘキサンの総供給量を求める。さらに制御装置8は、求められたn−ヘキサンの総供給量を濃縮槽3の残りの許容容量である許容容量の半分の量で除し、得られた数値に小数点以下の値が含まれる場合では一の位の値を一つ繰り上げて、第二の溶剤槽2からのn−ヘキサンの仕込み回数(バッチ数)を求める。
The
制御装置8は、弁14を開き、ポンプ13を運転させて、濃縮槽3の許容容量の半分の量のn−ヘキサンを第二の溶剤槽2から濃縮槽3へ供給する。n−ヘキサンを濃縮槽3へ供給したら、制御装置8はポンプ13の運転を停止し弁14を閉じる。
The
濃縮槽3への前記目的物質の溶液又はn−ヘキサンの供給の制御は、溶液槽1、第二の溶剤槽2、及び濃縮槽3に設けられている液量計の検出値、又はポンプ10、13のそれぞれの運転量によってさらに確認しながら行われても良い。
Control of supply of the solution of the target substance or n-hexane to the
制御装置8は、例えば前記目的物質の熱安定性が得られる範囲の温度や、共沸によってエタノールの留出量が最大となる温度や圧力に基づいて、前記熱媒供給装置によって水等の熱媒の温度を調整し、熱媒供給装置とジャケットとの間で温度が調整された熱媒を循環させ、濃縮槽3中の液体を加熱し、また弁21を開き真空ポンプ22を運転させ、濃縮槽3から凝縮器5を経て留出槽6に至る系を減圧させる。このような加熱と系の減圧とにより、濃縮槽3でエタノールとn−ヘキサンとが共沸する。
For example, the
濃縮槽3において発生したエタノールとn−ヘキサンの蒸気は、蒸気供給管15を通って凝縮器5に供給される。凝縮器5に供給された溶剤の蒸気は冷却されて凝縮し、凝縮液となる。凝縮液は、凝縮液供給管16、三方弁17、及び近赤外分光センサ7を経て留出槽6に供給される。
Ethanol and n-hexane vapor generated in the
近赤外分光センサ7は、凝縮液供給管16中の凝縮液の近赤外領域(例えば0.8〜2.5μm)における反射光(又は透過光)の波長ごとの強度を検出し、その信号を制御装置8に送信する。制御装置8は前記検出値から特定の成分に特有の波長の強度を必要に応じて補正し、特定の成分の濃度を算出する。制御装置8は、前記検出値から例えば凝縮液中のエタノール及びn−ヘキサンの濃度を算出し、得られたエタノールの濃度の検出値やn−ヘキサンの濃度の検出値が予め設定されているエタノールの濃度の設定値やn−ヘキサンの濃度の設定値の範囲内か否かを判定する。
The near-
例えば制御装置8は、n−ヘキサンの濃度の検出値がn−ヘキサンの濃度の設定値の範囲内である場合は、溶剤置換のための共沸が正常に行われていると判断し、前述した加熱と減圧との制御を続行する。n−ヘキサンの濃度の検出値がn−ヘキサンの濃度の設定値を下回る場合では、制御装置8は、濃縮槽3中のn−ヘキサンの量が不足していると判断し、前述したように第二の溶剤槽2からn−ヘキサンを濃縮槽3に供給する。このようにして、先に求めた、第二の溶剤槽2からのn−ヘキサンの仕込み回数のn−ヘキサンの補給が行われる。
For example, when the detected value of the n-hexane concentration is within the range of the set value of the n-hexane concentration, the
n−ヘキサンの濃度の検出値がn−ヘキサンの濃度の設定値の範囲内であり、かつエタノールの濃度の検出値がエタノールの濃度の設定値を下回る場合では、制御装置8は、共沸による溶剤置換が終了したと判断し、弁21を閉じ真空ポンプ22を停止し、また前記熱媒供給装置における熱媒の温度を必要に応じて調整し、減圧濃縮運転を停止する。前述した操作により、濃縮槽3に供給された前記目的物質の溶液の溶剤はエタノールからn−ヘキサンに置換される。
When the detected value of the concentration of n-hexane is within the range of the set value of the concentration of n-hexane and the detected value of the concentration of ethanol is lower than the set value of the concentration of ethanol, the
なお、先に求めた総供給量のn−ヘキサンの供給と減圧濃縮とを実施してもなお減圧濃縮が必要な場合、すなわちn−ヘキサンの濃度の検出値がn−ヘキサンの濃度の設定値の範囲内でありかつエタノールの濃度の検出値がエタノールの濃度の設定値を下回る場合では、制御装置8は、n−ヘキサンをもう一回分補給し、減圧濃縮運転を行う。
In addition, even if it carries out supply of n-hexane of the total supply amount calculated | required previously and vacuum concentration, the reduced value concentration is still needed, ie, the detected value of the concentration of n-hexane is the setting value of the concentration of n-hexane. When the detected value of the ethanol concentration falls below the set value of the ethanol concentration, the
一方で、制御装置8は、留出槽6における前記液量計の検出値が留出槽6の液量の設定値(例えば留出槽6の許容容量)を上回ると、弁21を閉じ、凝縮器5と濃縮槽3とを接続するように三方弁17を操作して凝縮器5から濃縮槽3への凝縮液の流路を形成し、留出槽6から凝縮液の排出を指示するか又は実施する。留出槽6から凝縮液が排出されたら、制御装置8は三方弁17を操作して凝縮器5から留出槽6への流路を再び形成し、弁21を開いて減圧濃縮運転を続ける。
On the other hand, the
前記溶液の溶剤がエタノールからn−ヘキサンへ置換されたら、制御装置8は弁19を開き、濃縮槽3中の液体を濃縮槽3から排出管18へ排出する。なお、エタノールからn
−ヘキサンへの置換が確認された後に濃縮槽3の液量の検出値が濃縮槽3の液量の設定値又は算出値よりも少ない場合には、制御装置8は、第二の溶剤槽2からn−ヘキサンを必要量供給させて濃縮槽3の液量を調整する。制御装置8は、前記熱媒供給装置における熱媒の温度をさらに調整し、前記目的物質を析出させた後に、前記目的物質のスラリーを排出管18に排出しても良い。
When the solvent of the solution is replaced from ethanol to n-hexane, the
When the detected value of the liquid amount in the
本実施の形態によれば、凝縮液のサンプリングをせずに近赤外分光センサ7によって凝縮液中のエタノール濃度を連続して測定することができ、共沸のための減圧濃縮運転をサンプリングのために中断することなく減圧濃縮運転の終点を確認することができる。
According to this embodiment, the ethanol concentration in the condensate can be continuously measured by the near-
また本実施の形態によれば、制御装置8は少なくともn−ヘキサンの濃縮槽3への供給及び加熱装置4による濃縮槽3中の液体の加熱を近赤外分光センサ7の検出値に応じて制御し、さらに系内の減圧を制御することから、減圧濃縮運転の一連の操作を自動化することができる。
Further, according to the present embodiment, the
また本実施の形態では、三方弁17及び還流管23をさらに有することから、減圧濃縮運転を中断せずに留出槽6の凝縮液を留出槽6から排出することができる。
Moreover, in this Embodiment, since it further has the three-
また本実施の形態では、加熱装置4がジャケットであることから、熱媒の温度によって濃縮槽3中の液体の温度を調整することができることから、濃縮槽3中の液体を冷却することも可能である。したがって、前述した溶剤の置換に引き続き、目的物質の晶析を濃縮槽3において行うことも可能である。
Moreover, in this Embodiment, since the
本実施の形態では、近赤外分光センサ7によるエタノール及びn−ヘキサンの濃度の検出値に基づいてn−ヘキサンの補給を制御しているが、近赤外分光センサ7では置換したい溶剤であるエタノールの濃度のみを検出し、n−ヘキサンの補給は、濃縮槽3における液量計の検出値に基づいて濃縮槽3の液量が常に濃縮槽3の許容容量の範囲内にあるように、第二の溶剤槽2から濃縮槽3へ制御総理8によってn−ヘキサンを供給させることにより行うこともできる。
In the present embodiment, replenishment of n-hexane is controlled based on the detected values of ethanol and n-hexane concentrations by the near infrared
本実施の形態では、近赤外分光センサ7を凝縮液供給管16に設けているが、近赤外分光センサ7は、図2に示すように還流管23に設けても良いし、図3に示すように濃縮槽3に設けても良い。
In the present embodiment, the near-
近赤外分光センサ7を還流管23に設ける場合では、バッチごとに凝縮液中のエタノール濃度を測定することができる。したがって、減圧濃縮の条件が既にわかっている減圧濃縮運転をさらに簡略にする観点からより一層効果的である。
In the case where the near-
近赤外分光センサ7を濃縮槽3に設ける場合では、濃縮槽3中の液体のエタノールの濃度を測定することができる。図1や図2に示すように凝縮液のエタノールの濃度を近赤外分光センサ7で測定する場合では、制御装置8には、エタノールの濃度の設定値としては、濃縮槽3中の液体における所望のエタノールの濃度が得られるまでの凝縮液におけるエタノール濃度の値の範囲が設定される。しかしながら、濃縮槽3中の液体のエタノール濃度を近赤外分光センサ7で測定する場合では、濃縮槽3中の液体における所望のエタノール濃度を直接、エタノールの濃度の設定値とすることができるので、減圧濃縮運転の制御の条件設定をさらに簡略にする観点からより一層効果的である。また、近赤外分光センサ7を濃縮槽3に設けることは、溶剤の置換の条件の検討に好適である。
When the near-
また本実施の形態では、流路形成装置に三方弁17を用いているが、三方弁17に代えて図4に示すように、凝縮液供給管16と還流管23との接続箇所と近赤外分光センサ1
7との間の凝縮液供給管16を開閉するための弁24と、還流管23を開閉するための弁25とを設け、これらの弁を制御装置8に接続して制御装置8で制御できるように構成しても良い。二つの弁24及び25によって流路形成装置を構成すると、留出槽6と還流管23との両方へ任意の割合で凝縮液を分配することができる。
In the present embodiment, the three-
7 is provided with a
溶液槽1に供給される前記目的物質に、カラムクロマトグラフィーの移動相に用いられる溶剤や添加剤のような不純物が同伴している場合があるが、本発明では、近赤外分光センサ7で検出された信号から、この不純物に特有の波長の光の強度を必要に応じて補正して、不純物の濃度を求めることが可能である。この場合、制御装置8は、この不純物の濃度の検出値と不純物の濃度の設定値とを比較して濃縮槽3中の液体における不純物の濃度が所定値以下になっていることをさらに確認し、必要に応じて減圧濃縮運転をさらに制御しても良い。
In some cases, the target substance supplied to the solution tank 1 is accompanied by impurities such as solvents and additives used in the mobile phase of column chromatography. From the detected signal, it is possible to correct the intensity of light having a wavelength peculiar to the impurity as necessary, and obtain the impurity concentration. In this case, the
例えば不純物が留出しやすい成分である場合では、近赤外分光センサ7を用いて凝縮液中の不純物の濃度を求め、不純物の濃度の検出値が不純物の濃度の設定値を下回ったことを確認することによって、濃縮槽3中の液体からの不純物の除去の終点を決定しても良い。
For example, when impurities are easily distilled components, the concentration of impurities in the condensate is obtained using the near-
不純物がエタノールとn−ヘキサンとの存在下よりもエタノール単独の条件での濃縮で留出しやすい成分である場合では、制御装置8は、第二の溶剤槽2から濃縮槽3へのn−ヘキサンの供給前に、不純物を除去するための減圧濃縮運転を行う。不純物がエタノールとn−ヘキサンとの存在下よりもn−ヘキサン単独の条件での濃縮で留出しやすい成分である場合では、制御装置8は、前述した溶剤置換のための減圧濃縮運転の後に、不純物を除去するための減圧濃縮運転をさらに行う。これらの不純物除去用の減圧濃縮運転は、前述した溶剤置換のための減圧濃縮運転と同様に、近赤外分光センサ7による検出値と設定値との比較によってその終点を決定することができる。
In the case where the impurity is a component that is more easily distilled out by concentration under the condition of ethanol alone than in the presence of ethanol and n-hexane, the
カラムクロマトグラフィーによって混合物から分離された成分を目的物質として用いる場合では、前記不純物を同伴しやすい。このようなカラムクロマトグラフィーとして、目的物質の生産性に優れる形態を以下に示す。 When the component separated from the mixture by column chromatography is used as the target substance, the impurities are easily accompanied. As such a column chromatography, the form which is excellent in the productivity of a target substance is shown below.
<擬似移動床式クロマトグラフィー>
擬似移動床式クロマトグラフィーは、図5に示す装置を用いて行うことができる。この擬似移動床式クロマトグラフィー装置は、12本のカラムa〜lが直列に接続されてなる無端状の流路31と、無端状の流路31に移動相を供給するための第一の流路32と、目的物質を含有する移動相を無端状の流路31に供給するための第二の流路33と、無端状の流路31から移動相を排出するための第一及び第二の排出用流路34、35と、無端状の流路31において移動相を循環させるための循環ポンプ36とを有する。
<Pseudo moving bed chromatography>
Simulated moving bed chromatography can be performed using the apparatus shown in FIG. The simulated moving bed chromatography apparatus includes an
前記擬似移動床式クロマトグラフィー装置は、さらに、第一の排出用流路33に直列に接続されている三基の蒸発装置37〜39と、蒸発装置37〜39のそれぞれの塔頂に接続され、蒸発装置37〜39から留出した留出液が流される第一の留出液流路40と、蒸発装置39の缶出液を収容するための第一の貯留槽41とを有する。
The simulated moving bed chromatography apparatus is further connected to the tops of three
前記擬似移動床式クロマトグラフィー装置は、さらに、第二の排出用流路34に直列に接続されている三基の蒸発装置42〜44と、蒸発装置42〜44のそれぞれの塔頂に接続され、蒸発装置42〜44から留出した留出液が流される第二の留出液流路45と、蒸発装置44の缶出液を収容するための第二の貯留槽46とを有する。
The simulated moving bed chromatography apparatus is further connected to the top of each of three
前記擬似移動床式クロマトグラフィー装置は、さらに第一及び第二の留出液流路40、
45のそれぞれが接続されこれらの留出液流路の留出液が収容される回収槽47と、回収槽47に回収された留出液を精製するための蒸留装置48と、精製された留出液の組成を調整するための溶剤調整装置49と、溶剤調整装置49と第一の流路32とを接続する再利用用流路50とを有する。
The simulated moving bed chromatography apparatus further includes first and second
45 are connected to each other, a
無端状の流路31は、カラムa〜lと、カラムa〜lのそれぞれを直列に接続する複数の接続用流路とから構成されている。第一及び第二の流路32、33、第一及び第二の排出用流路34、35のそれそれの流路は、前記接続用流路のそれぞれに接続されており、特定の接続用流路に対して開閉するように構成されている。
The
蒸発装置37〜39は、蒸発装置37の缶出液が蒸発装置38に供給され、蒸発装置38の缶出液が蒸発装置39に供給されるように接続されている。同様に、蒸発装置42〜44は、蒸発装置42の缶出液が蒸発装置43に供給され、蒸発装置43の缶出液が蒸発装置44に供給されるように接続されている。
The
溶剤調整装置49は、例えば米国特許第6325898号明細書に開示されている装置を利用した装置であって、誘電率測定装置に代えて、例えばブルカー・オプティクス社製のMATRIXシリーズ等の近赤外分光センサを設けた装置である。
The
目的物質が光学異性体であり、試料溶液が光学異性体の混合物であり、カラムには例えば特許第2783819号明細書に記載の方法によって製造されるセルロースのカルバメート誘導体からなる粒子が分離剤として収容されており、50体積%のメタノールと50体積%のアセトニトリルとの混合溶剤に総量で0.01体積%のジエチルアミンを混合した混合溶剤を移動相とする場合を例に、前記装置による擬似移動床式クロマトグラフィーを説明する。 The target substance is an optical isomer, the sample solution is a mixture of optical isomers, and the column contains particles made of a carbamate derivative of cellulose produced by the method described in, for example, Japanese Patent No. 2783819 as a separating agent. In the case of using as a mobile phase a mixed solvent prepared by mixing a total volume of 0.01% by volume of diethylamine with a mixed solvent of 50% by volume of methanol and 50% by volume of acetonitrile, the simulated moving bed by the above apparatus is used. Formula chromatography will be described.
第一の流路32は、例えばカラムlとカラムaとの間から無端状の流路31に移動相を供給する。第二の流路33は、例えばカラムfとカラムgとの間から無端状の流路31に試料溶液を供給する。第一の排出用流路33は、無端状の流路31の移動相を、例えばカラムcとカラムdとの間から排出する。第二の排出用流路34は、無端状の流路31の移動相を、例えばカラムiとカラムjとの間から排出する。
The
無端状の流路31に供給された試料溶液中の光学異性体は、まずカラムgの分離剤に吸着する。試料溶液中の光学異性体のうち、分離剤に吸着しやすい成分(以下、この成分を「エクストラクト」とも言う)は分離剤に強く吸着し、分離剤に吸着しにくい成分(以下、この成分を「ラフィネート」とも言う)は、エクストラクトに比べて弱く吸着する。ラフィネート及びエクストラクトは、共に移動相の流れによってカラムgを移動するが、ラフィネートは、エクストラクトよりも移動相が流れる方向における下流側に分布する。
The optical isomer in the sample solution supplied to the
ラフィネート及びエクストラクトがカラムgを流出したら、第一及び第二の流路32、33、第一及び第二の排出用流路34、35のそれぞれを、カラム一本分下流側の位置で接続して流路を切り替える。すなわち、無端状の流路31において、第一の流路32はカラムaとカラムbとの間に接続し、第二の流路33はカラムgとカラムhとの間に接続し、第一の排出用流路34はカラムdとカラムeとの間に接続し、第二の排出用流路35はカラムjとカラムkとの間に接続する。ラフィネート及びエクストラクトがカラムgを通過する時間を1ピリオドとしたときに、前述したような流路の切り替えを1ピリオドごとに行う。
When the raffinate and the extract flow out of the column g, the first and
前述した流路の切り替えを数ピリオド続けると、分離剤に対する吸着性に起因するエクストラクトの分布とラフィネートの分布との偏りがより顕在化する。すなわち、試料溶液
の供給位置に対して、無端状の流路31における移動相の流れ方向の上流側にはエクストラクトが主に分布して濃縮され、下流側にはラフィネートが主に分布して濃縮される。偏在し濃縮されたエクストラクトは、無端状の流路31から移動相とともに第一の排出用流路34を介して排出され、偏在し濃縮されたラフィネートは、無端状の流路31から移動相とともに第二の排出用流路35を介して排出される。
If the above-described channel switching is continued for several periods, the bias between the extract distribution and the raffinate distribution due to the adsorptivity to the separating agent becomes more apparent. That is, the extract is mainly distributed and concentrated on the upstream side in the flow direction of the mobile phase in the
なお、エクストラクト及びラフィネートが無端状の流路から排出されるようになると、無端状の流路におけるエクストラクトとラフィネートの分布はほぼ一定となる。したがって、移動相と試料溶液の無端状の流路31への供給と、無端状の流路31からの移動相の排出とを一定に行い、前述した流路の切り替えをピリオドごとに行うと、試料溶液の供給と分離された目的物質を含有する移動相の排出とが連続して行われる。
When the extract and the raffinate are discharged from the endless channel, the distribution of the extract and the raffinate in the endless channel becomes almost constant. Therefore, when the supply of the mobile phase and the sample solution to the
第一の排出用流路34に排出されたエクストラクトを含有する移動相は、蒸発装置37〜39によって、まず30〜50質量%まで、次いで40〜70質量%まで、さらに60〜99質量%まで、段階的に濃縮される。エクストラクトを含有する濃縮された移動相は第一の貯留槽41に収容され、蒸発装置37〜39から留出した留出液は第一の留出液流路39を介して回収槽47に収容される。
The mobile phase containing the extract discharged into the
同様に、第二の排出用流路35に排出されたラフィネートを含有する移動相は、蒸発装置42〜44によって段階的に濃縮される。ラフィネートを含有する濃縮された移動相は第二の貯留槽46に収容され、蒸発装置42〜44から留出した留出液は第二の留出液流路45を介して回収槽47に収容される。
Similarly, the mobile phase containing the raffinate discharged to the
第一の貯留槽41に収容された液又は第二の貯留槽46に収容された液は、そのまま又は洗浄等の適当な作業が行われ、目的物質として本発明の溶剤置換装置に用いられる。
The liquid stored in the
なお、回収槽47に収容された留出液は、蒸留装置48に供給されてさらに精製され、溶剤調整装置49に供給されて移動相の組成に調整され、再利用用流路50を介して第一の流路32に供給され、移動相として再利用される。
The distillate stored in the
<超臨界流体クロマトグラフィー>
超臨界流体クロマトグラフィーは、図6に示す装置を用いて行うことができる。この超臨界流体クロマトグラフィー装置は、二酸化炭素が高圧で充填されているボンベ51と、ボンベ51から供給される二酸化炭素を冷却して液化ガスとするための熱交換器52と、熱交換器52で生成した液化ガスを収容するためのバッファタンク53と、バッファタンク53に収容された液化ガスを定量的に送るための高圧ポンプ54と、溶剤を収容する溶剤タンク55と、高圧ポンプ54で送られる液化ガスに溶剤タンク55から溶剤を定量的に供給するための高圧ポンプ56と、液化ガスと溶剤との混合液を加熱して混合液中の液化ガスを超臨界流体とし、超臨界流体と溶剤との混合流体である移動相を生成するための熱交換器57とを有する。
<Supercritical fluid chromatography>
Supercritical fluid chromatography can be performed using the apparatus shown in FIG. This supercritical fluid chromatography device includes a
前記超臨界流体クロマトグラフィー装置は、さらに、生成した移動相に目的物質を含有する試料を注入するための注入器58と、注入された試料中の目的物質を分離するためのカラム59と、カラム59を通った移動相中の物質を検出する検出器60と、高圧ポンプ54から検出器60までの系内の圧力を所定の圧力に保つための背圧弁61とを有する。
The supercritical fluid chromatography apparatus further includes an
前記超臨界流体クロマトグラフィー装置は、さらに、背圧弁61に対して並列に接続され背圧弁61を通過した移動相を気液分離するための二台の気液分離装置62、63と、背圧弁61とそれぞれの気液分離装置62、63とを接続する流路を開閉するための弁64、65と、気液分離装置62、63で分離された液相を収容する第一の槽66、67と
、第一の槽66に接続されている第一の排出用流路34を開閉するための弁68と、第一の槽67に接続されている第二の排出用流路35を開閉するための弁69とを有する。第一及び第二の排出用流路34、35から溶剤調整装置49までは、前述した擬似移動床式クロマトグラフィー装置と同様に構成されている。
The supercritical fluid chromatography device further includes two gas-
前記超臨界流体クロマトグラフィー装置は、さらに、気液分離装置62、63と熱交換器52とを接続するガス回収管70と、ガス回収管70を流れる回収ガスから液体を分離するための気液分離装置71と、気液分離装置71から気液分離装置62へのガスの逆流を防止するための逆止弁72と、気液分離装置71から気液分離装置63へのガスの逆流を防止するための逆止弁73と、気液分離装置71で分離された液相を収容する第二の槽74と、第二の槽74に接続されている第三の槽75と、第二の槽74と第三の槽75とを接続する管を開閉するための弁76と、ボンベ51から所定の圧力で二酸化炭素のガスを供給するためのレギュレータ77と、熱交換器52からボンベ51へのガスの逆流を防止するための逆止弁78と、溶剤調整装置49と溶剤タンク55とを接続する再利用用流路79とを有する。
The supercritical fluid chromatography apparatus further includes a
目的物質、試料溶液、カラムに収容されている分離剤、及び前記擬似移動床式クロマトグラフィーにおける移動相を溶剤とする場合を例に、前記装置による超臨界流体クロマトグラフィーを説明する。 Supercritical fluid chromatography using the above apparatus will be described by taking as an example a case where a target substance, a sample solution, a separating agent contained in a column, and a mobile phase in the simulated moving bed chromatography are used as a solvent.
ボンベ51から適当な初期圧力で二酸化炭素が熱交換器52に供給される。供給された二酸化炭素は熱交換器52で冷却されて液化ガスとなり、バッファタンク53に収容される。バッファタンク53に収容された液化ガスは、高圧ポンプ54によって定量的に熱交換器57に向けて送られ、背圧弁61で規定される所定の圧力(例えば臨界圧力)まで加圧されながら熱交換器57に供給される。
Carbon dioxide is supplied from the
一方で溶剤タンク55からは、溶剤が熱交換器57に向けて高圧ポンプ56によって定量的に送られる。前記溶剤は熱交換器57に供給される前に液化ガスと合流し、混合する。液化ガスと溶剤との混合液は、熱交換器57に供給されて所定の温度(例えば臨界温度又はカラム59の設定温度)まで加熱される。この加熱により、混合物中の液化ガスが超臨界流体となり、超臨界流体と溶剤とを含有する移動相が生成する。
On the other hand, the solvent is quantitatively sent from the
生成した移動相には、目的物質を含有する試料が注入器58から注入される。試料が注入された移動相はカラム59に送られる。カラム59では試料中から目的物質が分離される。目的物質は検出器60で検出される。検出器60で目的物質が検出されると、例えば第一の排出用流路16に対応する弁64が開き、弁65は閉じる。目的物質を含有する移動相は、背圧弁61に送られる。
A sample containing the target substance is injected from the
背圧弁61を通過した移動相は、背圧弁61による圧力調整から解除され、減圧され、気液分離装置62に供給される。気液分離装置62に送られた移動相は気液分離される。超臨界流体を形成していた二酸化炭素は気相として移動相から分離し、目的物質及び溶剤は液相として移動相から分離する。気液分離装置62で分離された二酸化炭素は、逆止弁72を通って気液分離装置71に送られる。気液分離装置62で分離された液相は、第一の槽66に収容される。
The mobile phase that has passed through the
第一の槽66に収容された液相は、目的物質を含有する溶剤の溶液である。この溶液は、前記擬似移動床式クロマトグラフィーにおいて説明したように、第一の排出用流路34を通り、濃縮され、第一の貯留槽41に収容され、必要に応じて適当な処理が施され、本発明の溶剤置換装置に目的物質として用いられる。また前記液相の溶剤は、前述したように回収され、精製され、組成が調整され、再利用用流路79を通って溶剤タンク55に供
給され、移動相の一部を構成する溶剤に再利用される。
The liquid phase accommodated in the
一方で気液分離装置71に送られた二酸化炭素のガス(回収ガス)は、気液分離装置71によって気液分離される。回収ガスに含まれていた微量の液相(溶剤)は、第二の槽74に収容され、次いで第三の槽75に収容され、廃棄される。
On the other hand, the carbon dioxide gas (recovered gas) sent to the gas-
気液分離装置71によって精製された回収ガスは、ガス回収管70を通って熱交換器52へ送られる。回収ガスの圧力がレギュレータ77で規定されている前記初期圧力よりも高い場合は、回収ガスが熱交換器52に供給され、液化される。液化された回収ガスは、移動相の一部を構成する超臨界流体となる液化ガスに再利用される。
The recovered gas purified by the gas-
回収ガスの圧力がレギュレータ77で規定されている前記初期圧力よりも低い場合は、ボンベ51からの新規の二酸化炭素のガスが熱交換器52に供給され、液化される。
When the pressure of the recovered gas is lower than the initial pressure defined by the
なお、目的物質以外の他の物質が検出器60によって検出されると、気液分離装置62に対応する弁64が閉じ、気液分離装置63に対応する弁65が開く。気液分離装置63では、前述した気液分離装置62と同様に、移動相中の二酸化炭素が気相として逆止弁73を通って気液分離装置71に送られ、移動相中の溶剤成分が液相として第一の槽67に収容される。
When a substance other than the target substance is detected by the
第一の槽67に収容された液相も、前述したように濃縮され、前記他の物質を含有する溶液が第二の貯留槽46に収容され、留出液は前記溶剤として再利用される。また気液分離装置71に送られた回収ガスも、前述したようにその圧力に応じて液化ガスに再利用される。第二の貯留槽46に収容された溶液は、加熱等によって前記他の物質をラセミ化し、試料溶液として再利用しても良い。
The liquid phase stored in the
1 溶液槽
2 第二の溶剤槽
3 濃縮槽
4 加熱装置
5 凝縮器
6 留出槽
7 近赤外分光センサ
8 制御装置
9 溶液供給管
10、13 ポンプ
11、14、19、21、64、65、68、69、76 弁
12 第二の溶剤供給管
15 蒸気供給管
16 凝縮液供給管
17 三方弁
18 排出管
20 排気管
22 真空ポンプ
23 還流管
31 無端状の流路
32 第一の流路
33 第二の流路
34 第一の排出用流路
35 第二の排出用流路
36 循環ポンプ
37〜39、42〜44 蒸発装置
40 第一の留出液流路
41 第一の貯留槽
42 第二の留出液流路
46 第二の貯留槽
47 回収槽
48 蒸留装置
49 溶剤調整装置
50、79 再利用用流路
51 ボンベ
52、57 熱交換器
53 バッファタンク
54、56 高圧ポンプ
55 溶剤タンク
58 注入器
60 検出器
61 背圧弁
62、63、71 気液分離装置
66、67 第一の槽
70 ガス回収管
72、73、78 逆止弁
74 第二の槽
75 第三の槽
77 レギュレータ
a〜l、59 カラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記第二の溶剤を前記濃縮槽に供給するための第二の溶剤供給装置と、
前記濃縮槽中の液体を加熱するための加熱装置と、
前記濃縮槽で発生した濃縮槽中の液体の蒸気を冷却して凝縮させるための凝縮器と、
前記凝縮器で生成した凝縮液を収容するための留出槽と、
前記凝縮液又は前記濃縮槽中の液体における第一或いは第二の溶剤の濃度を検出するための検出器と、
少なくとも前記第二の溶剤の前記濃縮槽への供給及び前記加熱装置による濃縮槽中の液体の加熱を前記検出器の検出値に応じて制御するための制御装置とを有し、
前記検出器は近赤外分光センサであることを特徴とする溶剤置換装置。 A solution containing a target substance and a first solvent that dissolves the target substance; and a second solvent that is azeotropic with the first solvent and has a lower solubility in the target substance than the first solvent. A concentration tank for concentrating the contained and contained liquid;
A second solvent supply device for supplying the second solvent to the concentration tank;
A heating device for heating the liquid in the concentration tank;
A condenser for cooling and condensing liquid vapor in the concentration tank generated in the concentration tank;
A distillation tank for containing the condensate produced in the condenser;
A detector for detecting the concentration of the first or second solvent in the condensate or the liquid in the concentration tank;
A controller for controlling at least the supply of the second solvent to the concentration tank and the heating of the liquid in the concentration tank by the heating device according to the detection value of the detector;
The detector is a near infrared spectroscopy sensor.
前記検出器は前記還流管の凝縮液における第一又は第二の溶剤の濃度を検出するための装置であることを特徴とする請求項1記載の溶剤置換装置。 A reflux pipe for supplying the condensate to the concentration tank, and a flow path formation for forming a flow path for the condensate from the condenser to one or both of the distillation tank and the reflux pipe And further comprising a device,
2. The solvent replacement device according to claim 1, wherein the detector is a device for detecting the concentration of the first or second solvent in the condensate in the reflux pipe.
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JP2006349502A JP2008155173A (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Solvent substitution apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102017220514A1 (en) * | 2017-11-16 | 2019-05-16 | Unisensor Sensorsysteme Gmbh | Method and device for detecting foreign substances in a liquid medium |
US20210231622A1 (en) * | 2018-06-07 | 2021-07-29 | Shimadzu Corporation | Method of measuring accuracy of concentration in sending liquid in gradient and liquid chromatograph having function of executing method |
-
2006
- 2006-12-26 JP JP2006349502A patent/JP2008155173A/en active Pending
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