反应结晶过程是通过两种或更多种组分经化学反应产生过饱和度进行结晶的过程,它属化学工程中产品分离纯化的基本单元操作过程之一,多数传统工业与结晶过程都有着十分密切的关系。反应结晶过程虽在五六十年代就有过较多的研究, 但在其后的 20 年间, 该方面的研究处于相对停滞状态, 直到 80 年代中后期, 精细化工产品的大发展,再次引起研究者对反应结晶技术的广泛关注。反应结晶已广泛应用于精细化工、生物化工、医药等领域, 其中生物化学制品的反应结晶过程的研究目前相当活跃。 首先本文对硫代苄基半胱氨酸(SBC)反应结晶过程进行了系统的实验考察。本论文测定和比较了 SBC 在乙醇-水混合溶剂体系与水溶剂体系的中的溶解度,并确立相应的溶解度与温度的关系式。利用 Mullin 公式计算 SBC 结晶过程中的固-液界面表面张力,并进一步利用其估算超溶解度,可比较准确预测结晶介稳区的范围。对于 SBC 的反应结晶过程,反应结晶温度、溶液的 pH 值等对溶解度、超溶解度、结晶介稳区宽度均有一定的影响。通过考察 pH 值对 SBC 溶解度的影响,确定了 SBC 的等电点为 5.50。 然后通过正交试验获得 SBC 合成最佳条件:氯化苄与乙醇 1/10(V/V)比例混合液流加速率为 0.73mL/min,加入到 6.9%(WT)的半胱氨酸水溶液中,反应物半胱氨酸与氯化苄的摩尔比为 0.8:1.0,反应温度为 5℃,搅拌转速为 250r/min。最佳工艺条件下,获得的产品收率为 90.18%,高于有关文献值。经 SEM 分析,晶体的形貌较好,大小均匀,经熔点测定,熔程分布狭窄,接近文献值,红外谱图和质谱图与标准图相符,高效液相结果表明产品纯度较高。 最后,采用间歇动态法对结晶过程基本参数进行测试,根据粒数衡算和质量衡算关系,利用晶体成核和生长的经验公式,建立了 SBC 反应结晶动力学表达式。并应用计算 statistic 软件运算求出成核、生长速率以及方程式中各个参数。通过SBC 诱导期与相对过饱和度的关系表达了成核机理,当 s<4.5 时,SBC 成核是以非均相成核为主,成核级数为 4.49;s>4.5 时,SBC 成核是以均相成核为主,成 Ⅰ<WP=5>摘 要核级数为 1.48。本论文的研究结果确定了 SBC 的反应结晶的优化工艺,为谷胱甘肽的化学酶法的新工艺研究奠定基础,提供必需的优质中间体和基础工艺数据,具有重要的实际应用意义。