英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院首次利用納濾膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性制藥
膜過(guò)程由于方便操作、沒(méi)有相變過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)適合連續(xù)性制備。有機(jī)溶劑納濾(organic solvent nanofiltration, OSN)能夠應(yīng)用于溶劑交換、催化劑回收等過(guò)程。
英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的Andrew Livingston教授課題組首次利用膜分離過(guò)程完成了催化劑回收和溶劑交換的連續(xù)性反應(yīng)(continuous consecutive reactions),發(fā)表了《ContinuousConsecutive Reactions with Inter-Reaction Solvent Exchange by Membrane Separation》(Angew.Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1-5,DOI: 10.1002/anie.201607795)。
有機(jī)納濾膜是膜科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一,Andrew Livingston教授課題組一直是這個(gè)領(lǐng)域的先驅(qū)。他們首次嘗試將膜過(guò)程引入上述反應(yīng)過(guò)程中。相較于蒸餾法,膜過(guò)程一直以低能耗和低的操作溫度而著稱。在這項(xiàng)研究中,他們選擇了一個(gè)典型的高沸點(diǎn)溶劑換為低沸點(diǎn)溶劑的反應(yīng)過(guò)程——6-氯-2-(4-氯苯甲酰基)-1H-吲哚-3-乙酸(一種典型的COX2抑制劑)的合成過(guò)程。第一步反應(yīng)需要在DMF中進(jìn)行,而第二步反應(yīng)則需要在乙醇中進(jìn)行。

反應(yīng)為6-氯-2-(4-氯苯甲酰基)-1H-吲哚-3-乙酸的制備過(guò)程。如上圖A所示,原來(lái)的反應(yīng)由7步組成(甲苯提取、鹽酸清洗、水洗、水洗、蒸發(fā)濃縮、乙烷結(jié)晶、乙醇溶解),其中涉及到溶劑DMF和乙醇的交換。現(xiàn)在可以用膜過(guò)程進(jìn)行工藝優(yōu)化成一步,如上圖B所示,更詳細(xì)的如下圖所示。由3個(gè)膜分離單元組成,每個(gè)單元都有循環(huán)過(guò)程,整個(gè)流程由多個(gè)泵控制流速。
在supporting information中可以找出膜制作方法為:用水溶解VESTAKEEP 4000P植入級(jí)聚醚醚酮(PEEK),制備成12%固含量的膜液,120℃烘干制備成膜。
關(guān)于膜反應(yīng)器的耐受性。該團(tuán)隊(duì)用0.05~1mol%的催化劑做了1100小時(shí)的運(yùn)行。膜反應(yīng)器狀態(tài)穩(wěn)定,催化劑的截留率大概在90%。但是其它部件(如HPLC泵、塑料等的膨脹)對(duì)于反應(yīng)的耐受性還有待提高。