JP7481508B2 - 有機原料液の脱水方法 - Google Patents
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Description
[1] 第一の有機溶媒、水及び第一の溶質を含む原料液から脱水をするための方法であって、
前記原料液と、第二の有機溶媒を含む誘導有機液とを、正浸透膜を介して接触させ、水分率が1質量%未満に脱水された脱水原料液を得る脱水工程を含み、
ここで前記脱水工程における前記原料液の当初の水分率は、1質量%以上30質量%未満であり、前記誘導有機液の当初の水分率は、前記原料液の当初の水分率よりも小さい、方法。
[2] 前記正浸透膜が、分離活性層と微細孔性支持膜とで構成される複合膜であり、
前記誘導有機液と前記分離活性層との溶解度パラメータの差ΔHSPが、ΔHSP<16(MPa)0.5であり、かつ
前記誘導有機液の飽和含水量が0.5質量%以上である、
上記態様1に記載の方法。
[3] 前記誘導有機液の溶解度パラメータが、13(MPa)0.5≦δd≦20(MPa)0.5、2(MPa)0.5≦δp≦18(MPa)0.5、2(MPa)0.5≦δH≦28(MPa)0.5である、
上記態様1又は2に記載の方法。
[4] 前記誘導有機液が、第二の溶質及び/又は乾燥剤をさらに含む、
上記態様1~3のいずれかに記載の方法。
[5] 前記脱水工程が、前記原料液を循環させる原料液系、及び、前記誘導有機液を循環させる誘導液系を備える脱水装置において実行され、
前記原料液系及び前記誘導液系は、前記第一の有機溶媒及び前記第二の有機溶媒の気化による系外への移動を抑制するように構成される、
上記態様1~4のいずれかに記載の方法。
[6] 前記第二の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、シクロペンチルメチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール、酢酸、アセトン、アニソール、ベンゼン、クロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、クメン、シクロヘキサン、1,2―ジクロロエタン、1,2-ジクロロエテン、ジクロロメタン、1,2-ジメトキシエタン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,4-ジオキサン、エチルエーテル、ギ酸エチル、ホルムアミド、ギ酸、ヘプタン、ヘキサン、メチルブチルケトン、メチルシクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ペンタン、ニトロメタン、ピリジン、スルホラン、テトラリン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエテン、及びキシレンからなる群から選択される少なくとも1種である、
上記態様1~5のいずれかに記載の方法。
[7] 前記脱水工程において、前記第一の有機溶媒を含み、かつ、水分率が0.5質量%以下の有機液が、脱水及び濃縮によって減容した前記原料液に補充される、
上記態様1~6のいずれかに記載の方法。
[8] 前記脱水原料液中の第一の溶質が、無水条件下において前記第一の溶質と他の試薬との化学反応を行う禁水反応に供される、
上記態様1~7のいずれかに記載の方法。
[9] 前記方法が、前記第一の溶質を晶析によって精製する晶析工程をさらに含む、
上記態様1~8のいずれかに記載の方法。
[10] 前記方法が、前記脱水工程の前に、前記第一の溶質を含む液から有機層を抽出する分液工程をさらに含み、
前記有機層を前記原料液として用いる、
上記態様1~9のいずれかに記載の方法。
[11] 前記方法が、再生工程をさらに含み、
前記再生工程は、前記原料液から前記誘導有機液へ移動した水を前記誘導有機液から除去する工程である、
上記態様1~10のいずれかに記載の方法。
[12] 前記再生工程において、乾燥剤又は脱水試薬が、前記誘導有機液中に添加される、
上記態様11に記載の方法。
[13] 前記再生工程において、前記誘導有機液は、共沸蒸留又は膜処理によって脱水される、
上記態様11又は12に記載の方法。
[14] 前記方法が、前記脱水工程の前に粗脱水工程をさらに含み、
前記粗脱水工程は、粗原料液と、第三の溶質を含む誘導水溶液とを、正浸透膜を介して接触させて、水分率が1質量%以上30質量%未満に脱水された原料液を得る工程である、
上記態様1~13のいずれかに記載の方法。
[15] 前記粗脱水工程が、前記粗原料液を循環させる原料液系、及び、前記誘導水溶液を循環させる誘導液系を備える脱水装置において実行され、
前記原料液系は、前記第一の有機溶媒の気化による系外への移動を抑制するように構成される、
上記態様14に記載の方法。
[16] 前記粗脱水工程において、前記第一の有機溶媒を含み、かつ、水分率が0.5質量%以下の有機液が、脱水及び濃縮によって減容した前記粗原料液に補充される、
上記態様14又は15に記載の方法。
[17] 前記方法が、医薬の製造において用いられる、上記態様1~16のいずれかに記載の方法。
図1は、脱水装置の一例を示す概念図であり、図2は、正浸透膜モジュールの一例を示す断面図であり、図3及び4は、本実施形態の方法の手順を説明するためのフローチャートである。図1~4を参照し、本実施形態の方法は、第一の有機溶媒、水及び第一の溶質を含む原料液4から脱水をするための方法である。本実施形態の方法は、原料液4と、第二の有機溶媒を含む誘導有機液5とを、正浸透膜23を介して接触させ、水分率が1質量%未満に脱水された脱水原料液を得る脱水工程S103を含むことを特徴とする。原料液4は、例えば、脱水工程S103の前に実行される分液工程S101において、第一の溶質を含む液から抽出された有機層であってよい。
図1~4を参照し、脱水工程S103を実行する脱水装置1の構成の一例を説明する。脱水装置1は、正浸透膜モジュール20を介して接触する、原料液系12及び誘導液系13によって構成される。以下、各構成要素について説明する。
図1及び2を参照し、正浸透膜モジュール20は、筒状のハウジング30に複数の中空糸状の正浸透膜23から成る中空糸膜束を充填し、該中空糸膜束の両端を接着剤固定部24,25でハウジング30に固定した構造を有する。ハウジング30は、その側面にシェル側導管21,22を備え、両端にヘッダー26,27を備える。ここで接着剤固定部24,25は、それぞれ、中空糸の中空部を閉塞しないように固化されている。
図1に示すように、原料液系12は、原料液タンク2、原料液送液配管6,7、及び、原料液送液ポンプ8を備える。原料液タンク2には、原料液4が充填され、原料液4は、原料液系12内で循環している。具体的には、原料液4は、原料液送液ポンプ8により原料液送液配管6を通り、コア側導管28から正浸透膜モジュール20に入る。そして、原料液4は、正浸透膜23の内側を通過した後コア側導管29から排出され、原料液送液配管7を通って原料液タンク2に戻る。
誘導液系13は、誘導液タンク3、誘導液送液配管9,10、及び、誘導液送液ポンプ11を備える。誘導液タンク3には、誘導有機液5が充填され、誘導有機液5は、誘導液系13内で循環している。具体的には、誘導有機液5は、誘導液送液ポンプ11により誘導液送液配管9を通り、シェル側導管21から正浸透膜モジュール20に入る。そして、誘導有機液5は、正浸透膜23の外側を通過した後シェル側導管22から排出され、誘導液送液配管10を通って誘導液タンク3に戻る。
正浸透膜23としては、水を通過させる半透膜の性質を有する膜を制限なく使用可能である。正浸透膜23は、高い膜強度を確保する観点から、支持層(支持膜)上に分離活性層を有する複合型の膜であることが好ましい。支持膜は、平膜であっても中空糸膜であってもよい。支持膜が平膜である場合、支持膜の片面又は両面に分離活性層を有してよい。支持膜が中空糸膜である場合、中空糸膜の外表面若しくは内表面、又はこれらの双方の面上に分離活性層を有してよい。
原料液4は、第一の有機溶媒、水及び第一の溶質を含む有機溶液である。ここで脱水工程S103における原料液4の当初の水分率は、1質量%以上30質量%未満であり、好ましくは、1質量%以上20質量%未満であり、より好ましくは、1質量%以上15質量%未満である。ここで「当初の水分率」とは、原料液4を原料液タンク2内に準備する時点、又は、誘導有機液5を誘導液タンク3内に準備する時点における、原料液4又は誘導有機液5の水分率のことを指し、以下において同様である。水分率の測定方法は後述する。
誘導有機液5は、第二の有機溶媒を含む。ここで第二の有機溶媒は、正浸透膜23を透過しない有機液である。誘導有機液5が水溶液ではなく、正浸透膜23を透過しない第二の有機溶媒を含む有機液であることで、誘導有機液5から原料液4への水の拡散を防ぐことができ、少量の水を含む原料液4の脱水を効果的に行うことができる。
V1,V2,…Vnは、成分1,2,…nの各々の体積分率であり、
δd1,δd2,…δdnは、成分1,2,…nの各々のHSPの分散項であり、
δp1,δp2,…δpnは、成分1,2,…nの各々のHSPの極性項であり、
δH1,δH2,…δHnは、成分1,2,…nの各々のHSPの水素結合項である。)
第一の有機溶媒と第二の有機溶媒とは、互いに同種でも異種でもよい。
図3を参照し、第一の実施形態に係る方法について説明する。この方法は、例えば医薬の製造において、水分を含んだ有機層を分液によって抽出し、所望の水分量に脱水した後に晶析又は禁水反応を行う、という手順を想定したものである。
図4を参照し、第二の実施形態に係る方法として、医薬の製造において、水溶液から溶質を晶析後、得られる湿結晶を有機溶媒に溶解させ、脱水した後に禁水反応を行う手順を想定した方法について説明する。
(正浸透膜モジュールの作製)
エチレンと一酸化炭素とが完全交互共重合した極限粘度2.2dL/gのポリケトンを、ポリマー濃度が15質量%となるように65質量%レゾルシン水溶液に添加し、80℃において2時間攪拌溶解し、脱泡を行って、均一透明な紡糸原液を得た。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記の紡糸原液を充填し、二重紡口の内側から25質量%のメタノール水溶液を、外側から上記の紡糸原液を、それぞれ、40質量%メタノール水溶液を満たした凝固槽中に押し出して、相分離により中空糸膜を形成した。
分離活性層のHSPは、以下のようにモデル化して計算した。一般的に、この方法で界面重合して得られる分離活性層の繰り返し単位は、下記式(1):
で表される。
上記のモデル化によって得たモノマー構造のHSPを、市販のソフトウェアWinmostar9.4.11のアドオンであるHansen SP & QSPRモデルを使用して計算したところ、δd=20.5(MPa)0.5、δp=11.47(MPa)0.5、δH=7.22(MPa)0.5であり、HSPは、24.58(MPa)0.5であった。
また、誘導有機液の第二の有機溶媒のHSPも、上記と同様、市販のソフトウェアWinmostar9.4.11のアドオンであるHansen SP & QSPRモデルを使用して計算した。
結果を表1に纏める。
1mLのシリンジで原料液、粗原料液、又は誘導有機液約0.5mLを取り、カールフィッシャー水分測定装置(形式CA-200、(株)三菱化学アナリテック製)に約0.1mL注入し、水分率を測定した。なお、誘導有機液中に乾燥剤としてモレキュラーシーブを含む実施例4及び実施例6では、上澄みの誘導有機液のみをサンプリングした。
脱水効率は、原料液(FS)水分率及び原料液(FS)量に基づき、以下の式に基づいて求めた。なおtは30(分)とした。
A:40%以上
B:30%以上40%未満
C:30%未満
本実施例は、図1に示した脱水装置を用いて、室温(23℃)にて行った。原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖10質量%を含有する酢酸イソプロピル溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、2.0質量%であった。誘導有機液としては、第二の溶質であるオルトギ酸トリエチル10質量%及びパラトルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)触媒量を含有する、酢酸イソプロピル溶液を400mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%未満であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。原料液を流速40mL/分で、誘導有機液を340mL/分でそれぞれ循環させ、正浸透膜を介して接触させた。脱水装置を4時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.6質量%であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖10質量%を含有する酢酸エチル溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、3.0質量%であった。誘導有機液としては、第二の溶質であるオルトギ酸トリエチル10質量%及びパラトルエンスルホン酸触媒量を含有する、酢酸エチル溶液を400mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%未満であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.7質量%であった。
原料液としては、第一の溶質であるキニーネ10質量%を含有するテトラヒドロフラン(THF)溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、9.0質量%であった。誘導溶液としては、第二の溶質であるオルトギ酸トリエチル10質量%及びパラトルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)触媒量を含有するテトラヒドロフラン溶液を400mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%未満であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.8質量%であった。
原料液としては、第一の溶質であるとしてキニーネ10質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、9.0質量%であった。誘導溶液としては、第二の溶質であるトルエン10質量%、及び、乾燥剤であるモレキュラーシーブ約100gを含有するテトラヒドロフラン溶液を400mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.9質量%であった。
原料液としては、第一の溶質であるキニーネ10質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、3.0質量%であった。誘導有機液としては、第二の有機溶媒であるテトラヒドロフランを2000mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.1質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を7時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.9質量%であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖10質量%を含有する酢酸イソプロピル溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、2.0質量%であった。誘導有機液としては、乾燥剤であるモレキュラーシーブ約100gを含有する酢酸イソプロピルを600mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。本実施例では、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をしない状態で、脱水操作を行った。実施例1と同様の条件で脱水装置を5時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.8質量%であった。
比較例1は、誘導液として有機液ではなく水溶液を使用した。原料液としては、第一の溶質であるキニーネ10質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、9.0質量%であった。誘導液としては、第二の溶質である塩化マグネシウム20質量%を含有する水溶液を400mL使用した。溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を1.5時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、7.2質量%であった。原料液の水分率は低下したものの、1質量%未満にはできなかった。
比較例2は、比較例1と同様に、誘導液として水溶液を使用した。原料液としては、第一の溶質であるキニーネ10質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、1.3質量%であった。誘導液としては、第二の溶質である塩化マグネシウム20質量%を含有する水溶液を400mL使用した。溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を1.5時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、4.8質量%であった。原料液の水分率が上昇するという結果となり、原料液の脱水はできなかった。
比較例3は、比較例1と同様に、誘導液として水溶液を使用した。原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖10質量%を含有する酢酸エチル溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、2.1質量%であった。誘導液としては、第二の溶質である塩化マグネシウム20質量%を含有する水溶液を400mL使用した。溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を1.5時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、2.4質量%であった。原料液の水分率が上昇するという結果となり、原料液の脱水はできなかった。
比較例4では、比較例1と同様に、誘導液として水溶液を使用した。また、第一の有機溶媒には、正浸透膜を透過するメタノールを選択した。原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖1質量%を含有するメタノール溶液を1000mL使用した。原料液の当初の水分率は、10.2質量%であった。誘導液としては、第二の溶質である塩化マグネシウム10質量%を含有する水溶液を1600mL使用した。溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を7時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、38.5質量%であった。原料液の水分率が上昇するという結果となり、原料液の脱水はできなかった。
比較例5では、第一の有機溶媒及び第二の有機溶媒に、正浸透膜を透過するメタノールを選択した。原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖1質量%を含有するメタノール溶液を900mL使用した。原料液の当初の水分率は、9.4質量%であった。誘導有機液としては、第二の溶質である塩化マグネシウム10質量%を含有するメタノール溶液を1400mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.13質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を3.5時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、3.0質量%であった。原料液の水分率は低下したものの、1質量%未満にはできなかった。
比較例6は、原料液より誘導有機液の方が、当初の水分率が高い条件で実験した。原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖5質量%を含有するt-ブチルメチルエーテル溶液を200mL使用した。原料液の当初の水分率は、1.3質量%であった。誘導液としては、第二の溶質であるトルエン10質量%を含有する酢酸イソプロピル溶液を600mL使用した。誘導有機液の当初の水分率は、1.5質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を1時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率を測定した所、1.4質量%であった。原料液の水分率が上昇するという結果となり、原料液の脱水はできなかった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導有機液としては、テトラヒドロフランを400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.4質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率及び重量から求めた脱水効率は、33%(評価B)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導有機液としては、酢酸エチルを400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.4質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は42%(評価A)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導有機液としては、メタノールを400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.5質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は23%(評価C)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導有機液としては、テトラヒドロフランとシクロヘキサンを体積比で1:3に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.9質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は27%(評価C)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導溶液としては、テトラヒドロフランとシクロヘキサンを体積比で1:1に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.8質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は39%(評価B)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導溶液としては、テトラヒドロフランとN-メチルピロリドンを体積比で1:1に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.4質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は32%(評価B)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導溶液としては、テトラヒドロフランとジクロロメタンを体積比で1:1に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.5質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は41%(評価A)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導溶液としては、テトラヒドロフランとジクロロメタンを体積比で1:3に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.8質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は38%(評価B)であった。
原料液としては、第一の溶質であるオクタアセチルショ糖0.1質量%を含有するテトラヒドロフラン溶液を200g使用した。原料液の当初の水分率は、1.1質量%であった。誘導溶液としては、テトラヒドロフランとジクロロメタンを体積比で1:9に混ぜた溶液を400g使用した。誘導有機液の当初の水分率は、0.01質量%であった。有機溶媒が気化によってタンク外へ移動しないように、原料液タンク及び誘導液タンクに蓋をした。実施例1と同様の条件で脱水装置を2時間稼働させた後、回収した脱水原料液の水分率は0.9質量%であった。また、0分後及び30分後に測定した原料液の水分率、重量から、脱水効率は37%(評価B)であった。
2 原料液タンク
3 誘導液タンク
4 原料液
5 誘導有機液
6、7 原料液送液配管
8 原料液送液ポンプ
9、10 誘導液送液配管
11 誘導液送液ポンプ
12 原料液系
13 誘導液系
20 正浸透膜モジュール
21、22 シェル側導管
23 正浸透膜
24、25 接着剤固定部
26、27 ヘッダー
28、29 コア側導管
30 ハウジング
41 中空糸支持膜モジュール
42 コア側圧力調整装置
43 シェル側圧力調整装置
44 第2溶液貯蔵タンク
45 第2溶液送液配管
46 第2溶液送液ポンプ
47 第2溶液排液タンク
48 第2溶液排液配管
49 エンドキャップ
S101 分液工程
S102 粗脱水工程
S103 脱水工程
S104 再生工程
S105 晶析工程
S106 禁水反応工程
Claims (16)
- 第一の有機溶媒、水及び第一の溶質を含む原料液から脱水をするための方法であって、
前記原料液と、第二の有機溶媒を含む誘導有機液とを、正浸透膜を介して接触させ、水分率が1質量%未満に脱水された脱水原料液を得る脱水工程を含み、
ここで前記脱水工程における前記原料液の当初の水分率は、1質量%以上30質量%未満であり、前記誘導有機液の当初の水分率は、前記原料液の当初の水分率よりも小さく、
前記正浸透膜が、分離活性層と微細孔性支持膜とで構成される複合膜であり、
前記誘導有機液と前記分離活性層との溶解度パラメータの差ΔHSPが、ΔHSP<16(MPa) 0.5 であり、かつ
前記誘導有機液の飽和含水量が0.5質量%以上である、方法。 - 前記誘導有機液の溶解度パラメータが、13(MPa)0.5≦δd≦20(MPa)0.5、2(MPa)0.5≦δp≦18(MPa)0.5、2(MPa)0.5≦δH≦28(MPa)0.5である、
請求項1に記載の方法。 - 前記誘導有機液が、第二の溶質及び/又は乾燥剤をさらに含む、
請求項1又は2に記載の方法。 - 前記脱水工程が、前記原料液を循環させる原料液系、及び、前記誘導有機液を循環させる誘導液系を備える脱水装置において実行され、
前記原料液系及び前記誘導液系は、前記第一の有機溶媒及び前記第二の有機溶媒の気化による系外への移動を抑制するように構成される、
請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第二の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、シクロペンチルメチルエーテル、t-ブチルメチルエーテル、アセトニトリル、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール、酢酸、アセトン、アニソール、ベンゼン、クロロベンゼン、四塩化炭素、クロロホルム、クメン、シクロヘキサン、1,2―ジクロロエタン、1,2-ジクロロエテン、ジクロロメタン、1,2-ジメトキシエタン、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、1,4-ジオキサン、エチルエーテル、ギ酸エチル、ホルムアミド、ギ酸、ヘプタン、ヘキサン、メチルブチルケトン、メチルシクロヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ペンタン、ニトロメタン、ピリジン、スルホラン、テトラリン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエテン、及びキシレンからなる群から選択される少なくとも1種である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記脱水工程において、前記第一の有機溶媒を含み、かつ、水分率が0.5質量%以下の有機液が、脱水及び濃縮によって減容した前記原料液に補充される、
請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記脱水原料液中の第一の溶質が、無水条件下において前記第一の溶質と他の試薬との化学反応を行う禁水反応に供される、
請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法が、前記第一の溶質を晶析によって精製する晶析工程をさらに含む、
請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法が、前記脱水工程の前に、前記第一の溶質を含む液から有機層を抽出する分液工程をさらに含み、
前記有機層を前記原料液として用いる、
請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記方法が、再生工程をさらに含み、
前記再生工程は、前記原料液から前記誘導有機液へ移動した水を前記誘導有機液から除去する工程である、
請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記再生工程において、乾燥剤又は脱水試薬が、前記誘導有機液中に添加される、
請求項10に記載の方法。 - 前記再生工程において、前記誘導有機液は、共沸蒸留又は膜処理によって脱水される、
請求項10又は11に記載の方法。 - 前記方法が、前記脱水工程の前に粗脱水工程をさらに含み、
前記粗脱水工程は、粗原料液と、第三の溶質を含む誘導水溶液とを、正浸透膜を介して接触させて、水分率が1質量%以上30質量%未満に脱水された原料液を得る工程である、
請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記粗脱水工程が、前記粗原料液を循環させる原料液系、及び、前記誘導水溶液を循環させる誘導液系を備える脱水装置において実行され、
前記原料液系は、前記第一の有機溶媒の気化による系外への移動を抑制するように構成される、
請求項13に記載の方法。 - 前記粗脱水工程において、前記第一の有機溶媒を含み、かつ、水分率が0.5質量%以下の有機液が、脱水及び濃縮によって減容した前記粗原料液に補充される、
請求項13又は14に記載の方法。 - 前記方法が、医薬の製造において用いられる、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法。
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