ω-3多不饱和的脂肪酸(二十碳五烯酸EPA,二十二碳六烯酸DHA)是重要的医药化工原料。其高纯品制备的难点在于长链脂肪酸同系物的分离,但长链脂肪酸同系物的结构差异仅在于碳链长度和双键数量,性质相似分离难度大。本文首次系统研究了长链脂肪酸同系物及其甲酯在两相体系中的分配平衡及萃取分离性能。 构建了极性有机溶剂-正己烷、离子液体/稀释剂-正己烷液-液两相体系,首次采用COSMO-RS方法预测了长链脂肪酸在40多种两相体系中的分离选择性并实现了萃取剂的快速筛选,探讨了萃取分离选择性与溶剂-溶质相互作用(misfit、氢键、范德华作用能)的关系,研究表明选择性主要由misfit作用能差异决定。 研究了极性有机溶剂-正己烷两相体系对长链脂肪酸同系物及甲酯的萃取分离性能,考察了萃取剂结构、原料液浓度、温度、物料配比等因素对萃取分离的影响。研究表明,分配系数随脂肪酸碳链长度增加而减少,随双键个数的增加而增大,二甲基亚砜、二甲基甲酰胺等极性萃取剂对脂肪酸同系物具有较好的分离性能,如二甲基亚砜体系中EPA分配系数达11.5,选择性系数(EPA/亚麻酸)达1.85。复合萃取剂的引入可消除乳化,提高分离效率。此外,该两相体系具有萃取容量大、受物料组成影响小等特点。与脂肪酸同系物体系比较,脂肪酸甲酯在两相体系中的分配系数相对较小,其中DMF和NMP具有较优的萃取分离性能。 将离子液体/稀释剂-正己烷两相体系首次用于脂肪酸甲酯体系的萃取分离,研究表明分离选择性优于有机溶剂两相体系。考察了离子液体的结构与浓度、原料液浓度、萃取温度等因素对萃取分配的影响,结果表明阴离子显著影响分离选择性,含氰基结构的离子液体表现出较好的分离选择性。在此基础上,通过计算探讨了分馏萃取分离脂肪酸甲酯同系物的可行性。