專利名稱：用模擬移動床色譜分離提純C₆₀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及富勒烯類純碳分子的分離方法，特別是采用模擬移動床色譜技術(shù)
分離提純C6。的方法。
背景技術(shù)：
碳富勒烯是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的新型純碳分子。通過對碳富勒烯及其衍生 物的研究，人們發(fā)現(xiàn)碳富勒烯及其衍生物在電子光敏器件、超導(dǎo)、發(fā)光材料、分 子磁體、催化、生物醫(yī)學(xué)等諸多方面，都有著很好的應(yīng)用前景。碳富勒烯及其同 系物己被稱為"21世紀(jì)材料的先驅(qū)"。進行碳富勒烯及其衍生物開發(fā)與應(yīng)用研究，
首先要獲得大量高純度的C60。
目前獲得C60普遍應(yīng)用的分離方法有中性氧化鋁柱色層法、活性炭與硅膠混
合為固定相的柱色層法、高效液相色譜法(HPLC)、升華法、重結(jié)晶法、化學(xué)法 等。上述方法各有其不足，例如分離效率低、規(guī)模小、成本高等缺點。
模擬移動床色譜分離技術(shù)近年來發(fā)展非常迅速，很多專利文獻報道了模擬移 動床色譜法分離手性藥物，如光學(xué)異構(gòu)體、外消旋物質(zhì)和對映體，以及二甲苯異 構(gòu)體的分離。其中US5， 518， 625專利文獻涉及了心得安，氨酰心安和3—氯 一苯一 1 一丙醇的手性分離。德國德雷斯頓藥品工業(yè)有限公司在中國專利局申請
了用模擬移動床色譜分離法制取高純環(huán)苞菌素的專利。日本代科化學(xué)株式會社和 日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)株式會社開發(fā)了模擬移動床法分離甲羥戊酸內(nèi)酯類化合物技術(shù)。中 國鞍山科技大學(xué)開發(fā)了模擬移動床色譜分離卡波前列腺甲酯和生物藥物替考拉
寧技術(shù)。但是，對于富勒烯C60的模擬移動床色譜分離方法仍未見公開報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用模擬移動床色譜分離提純C60的方法，以提高C6Q產(chǎn)品 純度和收率。
本發(fā)明提供的用模擬移動床色譜分離提純C60的方法包括以下步驟
1原料:用電弧放電得到的碳灰經(jīng)甲苯萃取得到的粗富勒烯，其中Cso含量80%， C7。含量10%。
2以甲醇/甲苯混合溶劑為流動相，用模擬移動床進行純化。 2.1設(shè)備及條件選擇
采用模擬移動床色譜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括洗脫泵、進樣泵、萃取泵、色譜柱、 7通閥、9通閥、4通和連接管組成。洗脫泵流量0—10mL / min，壓力0-10Mpa; 進樣泵流量0—30mL/h，壓力0—8Mpa;萃取泵流量0-10mL/min，壓力O—IO Mpa;工作溫度25—30'C。色譜柱為1 xiOcm的半制備柱。 2.2色譜柱填料及流動相選擇
選用反相硅膠ODS填料，粒度為30~40um，流動相為甲苯與甲醇的混合物。 2.3分離步驟 2.3.1樣液的配制
以經(jīng)過萃取所得粗富勒烯為原料，其中含(:6()80%、 C7()10%，用甲苯溶解、 沉降、0.45pm濾膜過濾，濾液濃度為飽和溶液。 2.3.2流動相的配制
I 甲苯甲醇=6: 4 (V:V)
II 甲苯甲醇=5: 5 (V:V) 2.3.3模擬移動床色譜參數(shù)
色譜柱分配方式解吸段1根柱、精制段1根柱、吸附段2根柱。 各泵參數(shù)進樣泵流速U產(chǎn)12mL/h，洗脫泵流速Ud=2mL/min， 萃取泵流速 Ue=2mL/min ，殘余液流速Ur=2.2mL/min。 操作溫度25-30°C。
流動相及切換時間切除C6o后雜質(zhì)用流動相n，切換時間ts=19.5~20.5min， 殘余液R為產(chǎn)品；切除C6o前雜質(zhì)用流動相I，切換時間ts=14.5~15.5min;萃取 液E為產(chǎn)品。
2.3.4濃縮
殘余液及萃取液分別用薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至無液體，用甲苯洗出后在真空
干燥箱轟干至恒重，得到C60產(chǎn)品。
3HPLC法檢測
檢測條件Diamonsil色譜柱，ODS填料，5pm， 4.6x250mm， 2SPD-10AVPUV檢測器，流動相甲醇甲苯=5: 5(V:V)，流速1.5mL/min，檢測波長是325nm,
進樣量20",室溫。檢測結(jié)果見下圖。由C6o對照品來確定產(chǎn)品中的組分，并
由面積歸一化法標(biāo)定C6o的純度為99% 。
本發(fā)明提供的用模擬移動床色譜分離提純C6Q的方法與柱色層法、高效液相 色譜法(HPLC)相比，其顯著優(yōu)勢在于能連續(xù)高效的從粗富勒烯((:6()含量80%，
和。7()含量10%)中分離提純出高純度的C60，C6C的集中度高，節(jié)省大量的流
動相，并且能實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)，大大降低生產(chǎn)成本。


圖l粗富勒烯原料液的HPLC譜圖2切除C6o后雜質(zhì)的模擬移動床殘余液(R)的HPLC譜圖； 圖3切除C6o前雜質(zhì)的模擬移動床萃取液(E) HPLC譜圖； 圖4模擬移動床色譜系統(tǒng)連續(xù)操作時相鄰兩次切換示意圖。
具體實施例方式
以提純<:6()小型實驗為例，取10毫克粗富勒烯((:6()含量80%，(:7()含量10%)，
用甲苯溶解、沉降、0.45pm濾膜過濾，濾液為含粗富勒烯的飽和溶液，作為模 擬移動床的分離原料，粗富勒烯原料液的HPLC譜圖如圖1所示。以甲醇/甲 苯混合溶劑為流動相，用模擬移動床進行純化。 實驗操作分為兩步
(1) 選擇切除C60后雜質(zhì)
將樣品原料以甲苯為溶劑配成飽和溶液，以每小時12mL的流速進入模擬移 動床。如圖4所示，切換時間為20min，流動相為甲醇甲苯=5: 5(V:V)， III帶
(吸附帶，殘余液)流速2.2mL/min， I帶(解吸帶，萃取液)流速2mL/min， II帶(精制帶)流速2mL/min。得到了濃度較低的萃取液和萃余液，其中萃余液
為切除C60后雜質(zhì)的產(chǎn)品液。產(chǎn)品液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到切除C60后雜質(zhì)的C60粗
品，純度為85%，收率85%。
(2) 選擇切除C6o前雜質(zhì) 將(l)所得到的合格的萃余液濃縮后作原料液，以每小時12mL的流速進入移
動床，切換時間16min，流動相甲醇甲苯=6: 4(V:V)，其它條件同(1)不變。 得到了濃度較低的萃取液和殘余液，其中萃取液為產(chǎn)品液。殘余液及萃取液分別用薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至無液體，用甲苯洗出后在真空干燥箱轟干至恒重。產(chǎn)品 液濃縮得到C6Q精品，經(jīng)HPLC檢測純度為99%，收率65%。
成品HPLC法檢測，檢測條件Diamonsil色譜柱，ODS填料，5pm， 4.6x250mm， 2SPD-10AVPUV檢須iJ器，流動相甲醇甲苯=50: 50(V:V)，流速1.5mL/min，檢
測波長是325nm，進樣量20",室溫。檢測結(jié)果見圖2、圖3。由<36()對照品 來確定產(chǎn)品中的組分，并由面積歸一化法標(biāo)定C6o的純度為99% 。
權(quán)利要求
1.一種用模擬移動床色譜分離提純C60的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)原料用電弧放電得到的碳灰經(jīng)甲苯萃取得到的粗富勒烯，C60含量80％，和C70含量10％；(2)以甲醇/甲苯混合溶劑為流動相，用模擬移動床進行純化；(2.1)設(shè)備及條件選擇采用模擬移動床色譜系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括洗脫泵、進樣泵、萃取泵、色譜柱、7通閥、9通閥、4通和連接管組成，洗脫泵流量0-10mL/min，壓力0-10Mpa；進樣泵流量0-30mL/h，壓力0-8Mpa；萃取泵流量0-10mL/min，壓力0-10Mpa；工作溫度25-30℃，色譜柱為1×10cm的半制備柱；(2.2)色譜柱填料及流動相選擇選用反相硅膠ODS填料，粒度為30-40um，流動相為甲苯與甲醇的混合物；(2.3)分離步驟(2.3.1)樣液的配制以經(jīng)過萃取所得粗富勒烯為原料，其中含C60 80％、C70 10％，用甲苯溶解、沉降、0.45μm濾膜過濾，濾液濃度為飽和溶液；(2.3.2)流動相的配制I 甲苯∶甲醇＝6∶4(V∶V)II 甲苯∶甲醇＝5∶5(V∶V)(2.3.3)模擬移動床色譜參數(shù)色譜柱分配方式解吸段1根柱、精制段1根柱、吸附段2根柱；各泵參數(shù)進樣泵流速Uf＝12mL/h，洗脫泵流速Ud＝2mL/min，萃取泵流速Ue＝2mL/min，殘余液流速Ur＝2.2mL/min；操作溫度25-30℃；流動相及切換時間切除C60后雜質(zhì)用流動相II，切換時間ts＝19.5～20.5min，殘余液R為產(chǎn)品；切除C60前雜質(zhì)用流動相I，切換時間ts＝14.5～15.5min；萃取液E為產(chǎn)品；(2.3.4)濃縮殘余液及萃取液分別用薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至無液體，用甲苯洗出后在真空干燥箱轟干至恒重，得到C60產(chǎn)品；(3)成品HPLC法檢測檢測條件Diamonsil色譜柱，ODS填料，5μm，4.6×250mm，2SPD-10AVP UV檢測器，流動相甲醇∶甲苯＝50∶50(V∶V)，流速1.5mL/min，檢測波長是325nm，進樣量20μL，室溫，由C60對照品來確定產(chǎn)品中的組分，并由面積歸一化法標(biāo)定C60的純度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用模擬移動床色譜分離提純C₆₀的方法，以提高C₆₀產(chǎn)品純度和收率。該方法包括以下步驟用電弧放電得到的碳灰經(jīng)甲苯萃取得到的粗富勒烯作為原料；以甲醇/甲苯混合溶劑為流動相，用模擬移動床進行純化，純化過程包括色譜柱填料及流動相選擇，樣液的配制、流動相的配制，模擬移動床色譜參數(shù)選擇。然后將模擬移動床產(chǎn)品殘余液及萃取液分別用薄膜旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至無液體，用甲苯洗出后在真空干燥箱轟干至恒重。最后用HPLC法檢測，得到純度為99％的C₆₀成品。本發(fā)明分離提純的C₆₀集中度高，節(jié)省大量的流動相，并且能實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)，大大降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C01B31/00GK101555005SQ20081001096
公開日2009年10月14日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者林炳昌, 賴仕全, 趙雪飛, 高麗娟 申請人:遼寧科技大學(xué)