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分離精制課時(shí)第一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五提取、分離、純化的技術(shù)線路與目的:簡(jiǎn)介第二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五二)天然產(chǎn)物的分離與精制常用方法和原理:1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離3.根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離4.根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離5.根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進(jìn)行分離第三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五①利用不同溫度,不同溶解度。如:結(jié)晶,重結(jié)晶②加入另一溶劑,改變混合劑的極性,使一部分沉淀析出——溶劑沉淀③對(duì)酸、堿或兩性有機(jī)化合物,常加酸堿來(lái)調(diào)節(jié)PH值,改變分子存在狀態(tài)(游離型或離解型),從而改變?nèi)芙舛榷鴮?shí)現(xiàn)分離——沉淀劑沉淀④酸或堿性的化合物可通過(guò)加入沉淀劑,使之生成不溶性的鹽類析出?!}析沉淀1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離
前述提取方法已有部分內(nèi)容!第四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五影響結(jié)晶的因素:結(jié)晶用溶劑的選擇(1)要對(duì)被結(jié)晶成分熱時(shí)溶解度大、冷時(shí)溶解度小;對(duì)雜質(zhì)或冷熱時(shí)都溶解,或冷熱時(shí)都不溶解。(2)與被結(jié)晶成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(3)沸點(diǎn)不宜太高。結(jié)晶法
提取或分離物↓溶于選擇的溶劑,加熱成飽和溶液,過(guò)濾溶液↓放置(冷藏)析晶,過(guò)濾粗結(jié)晶↓重復(fù)上述操作(重結(jié)晶)結(jié)晶第五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
結(jié)晶、重結(jié)晶和分步結(jié)晶法
目的:精制—制備單體!鑒定中草藥化學(xué)成分,研究其化學(xué)結(jié)構(gòu),必須首先將中草藥成分制備成單體純品。研究中草藥化學(xué)成分時(shí),一旦獲得結(jié)晶,就能有效地進(jìn)一步精制成為單體純品。原理?
一般,中草藥化學(xué)成分在常溫下多半是固體的物質(zhì),都具有結(jié)晶的通性,可以根據(jù)溶解度的不同用結(jié)晶法來(lái)達(dá)到分離精制的目的大多是可行的。
問(wèn)題:舉例說(shuō)說(shuō)我們?nèi)粘I钪凶畛R?jiàn)的結(jié)晶物質(zhì)!第六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五重結(jié)晶及分步結(jié)晶操作方法
重結(jié)晶法?
分步結(jié)晶法或分級(jí)結(jié)晶法
?
注意:分步結(jié)晶法各部分所得結(jié)晶,其純度往往有較大的差異,但??色@得一種以上的結(jié)晶成分,在未加檢查前不要貿(mào)然混在一起。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)!自學(xué)!第七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五結(jié)晶純度的判定
方法:檢查有無(wú)均勻一致的晶形,有無(wú)明確、敏銳的熔點(diǎn)(熔距一般為1-2℃,有的要求0.5左右)及色譜法。
其中色譜法包括:薄層色譜、高壓液相色譜、氣相層析等,均有助于檢識(shí)結(jié)晶樣品的純度。但要注意雙熔點(diǎn),如漢防己乙素、芫花素及一些與糖結(jié)合的苷類化合物。色譜?第八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五色譜法檢查結(jié)晶純度——常用重要方法薄層層析或紙層層析法經(jīng)數(shù)種不同展開(kāi)劑系統(tǒng)
檢定(一個(gè)斑點(diǎn))高壓液相或氣相層析:?jiǎn)畏灞訉游龌蚣垖訉游錾V?后續(xù)學(xué)習(xí):非常重要!第九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五①
專屬試劑沉淀法
生物堿類
雷氏銨鹽甾體皂苷、三萜皂苷膽甾醇甾體皂苷②
分級(jí)沉淀法水/醇法
(除去糖、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì))醇/水法
(除去樹(shù)脂、葉綠素水不溶性雜質(zhì))醇/醚法
(沉淀皂苷成分與脂溶性雜質(zhì)分離)③
鹽析法
沉淀法
是在天然產(chǎn)物或中草藥提取液中加入某些試劑使產(chǎn)生沉淀,以獲得有效成分或除去雜質(zhì)的方法。主要有:此處應(yīng)用了前述希望大家記住的常用沉淀試劑!希望前后結(jié)合學(xué)習(xí)!第十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五①專屬試劑沉淀法Φ
如在生物堿鹽的溶液中,加入某些生物堿沉淀試劑,則生物堿生成不溶性復(fù)鹽而析出。
水溶性生物堿難以用萃取法提取分出,常加入雷氏銨鹽使生成生物堿雷氏鹽沉淀析出。Φ
又如橙皮甙、蘆丁、黃芩甙、甘草皂甙均易溶于堿性溶液,當(dāng)加入酸后可使之沉淀析出。Φ
可以用明膠、蛋白溶液沉淀鞣質(zhì);Φ
膽甾醇也常用以沉淀洋地黃皂甙等。原理!實(shí)例!第十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別懸浮于水或烯醇中通入HS氣體,濾去PbS↓,分別作藥理或進(jìn)一步分離。從中藥葛根Ⅱ分得葛根素、大豆苷、大豆素等異黃酮。例鉛鹽沉淀法原理?實(shí)例!第十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
②分級(jí)沉淀法Φ水醇沉淀法:①水提取醇沉淀法,于水提濃縮液中加入乙醇使含醇量達(dá)60%以上,可使多糖、蛋白質(zhì)沉淀。②醇提取水沉淀法,于醇提取濃縮液中最好加入10倍量以上水,可沉淀親脂性成分
以上沉淀法可根據(jù)中草藥有效成分和雜質(zhì)的性質(zhì),適當(dāng)選用。
第十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五實(shí)例!第十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
Φ
醇/丙酮(醚法)例試劑/溶劑沉淀法第十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五Φ.酸堿沉淀法(也屬于分級(jí)沉淀):酸/堿法(酸提取堿沉淀):生物堿的提取分離。
堿/酸法(堿提取酸沉淀):酚、酸類成分和內(nèi)酯類成分,如黃酮、香豆素、蒽醌酚酸類原理?自找及理解實(shí)例加以強(qiáng)化學(xué)習(xí)?第十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五③
鹽析法
鹽析法是在中草藥的水提液中、加入無(wú)機(jī)鹽至一定濃度,或達(dá)到飽和狀態(tài),可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出,而與水溶性大的雜質(zhì)分離。常用作鹽析的無(wú)機(jī)鹽:氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鎂、硫酸銨等。例如三七的水提取液中加硫酸鎂至飽和狀態(tài),三七皂甙乙即可沉淀析出。有些成分如原白頭翁素、麻黃堿、苦參堿等水溶性較大,在提取時(shí),亦往往先在水提取液中加入一定量的食鹽,再用有機(jī)溶劑萃取。
原理?簡(jiǎn)單?第十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五二)天然產(chǎn)物的分離與精制常用方法和原理:1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離3.根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離4.根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離5.根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進(jìn)行分離第2-5種:色譜操作方法應(yīng)用最廣!
色譜法:后續(xù)介紹!第十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
萃取分離關(guān)鍵點(diǎn):溶劑萃取
方法概念、原理、方法2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的
分配比不同進(jìn)行分離●溶劑萃取簡(jiǎn)單方法●逆流分溶法●
溶劑萃取其它特殊方法
1.索氏萃?。ㄌ崛。?/p>
2.微波萃取第十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
溶劑萃取(Solventextraction)
法萃取法定義(原理):利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度或分配系數(shù)(K)的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從另一溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)的操作方法.例如,用四氯化碳從碘水中萃取碘,就是采用萃取的方法。通常:指物質(zhì)由水相轉(zhuǎn)入另一與水相不互溶的有機(jī)相后實(shí)現(xiàn)分離的方法。“運(yùn)載工具”第二十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五萃取法
分配系數(shù)(K)的計(jì)算:溶劑分配法的兩相往往是互相飽和?的水相與有機(jī)相。各成分在兩相中分配系數(shù)相差越大,則分離效果越高。萃取分離特點(diǎn):簡(jiǎn)便、快速、應(yīng)用廣第二十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五★有機(jī)物(包括一些在水中不離解的非極性的共價(jià)化合物)的萃取原理適用于“相似相溶原理”。體現(xiàn)在:萃取使用原則
了解有機(jī)物的溶解規(guī)律
選擇萃取有機(jī)物的溶劑
第二十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
1.如果在水提取液中的有效成分是親脂性的物質(zhì),一般多用親脂性有機(jī)溶劑,如苯、氯仿或乙醚進(jìn)行兩相萃取。
2.如果有效成分是偏于親水性的物質(zhì),在親脂性溶劑中難溶解,就需要改用弱親脂性的溶劑,例如乙酸乙酯、丁醇等。如,提取黃酮類成分時(shí),多用乙酸乙脂和水的兩相萃取。提取親水性強(qiáng)的皂甙則多選用正丁醇、異戊醇和水作兩相萃取。萃取溶劑選擇——細(xì)則:體現(xiàn)“相似相溶原理”。第二十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
3.
還可以在氯仿、乙醚中加入適量乙醇或甲醇以增大其親水性。但注意:一般有機(jī)溶劑親水性越大,與水作兩相萃取的效果就越不好,因?yàn)槟苁馆^多的親水性雜質(zhì)伴隨而出,對(duì)有效成分進(jìn)一步精制影響很大。萃取溶劑選擇——細(xì)則:第二十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五1.協(xié)同效應(yīng)與協(xié)同萃取體系
在溶劑萃取過(guò)程中,用兩種或兩種以上萃取劑的混合物萃取某些金屬離子時(shí),其分配比(D協(xié)同)明顯地大于在相同條件下單獨(dú)使用每一種萃取劑時(shí)分配比之和(D1+D2),即D協(xié)同>>(D1+D2)。這種現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)。具有協(xié)同效應(yīng)的萃取體系稱為協(xié)同萃取體系。學(xué)會(huì)運(yùn)用協(xié)同萃取體系!萃取操作中還須關(guān)注的要點(diǎn):第二十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五3.乳濁液的形成及其消除在萃取過(guò)程中,由于劇烈振蕩等原因,可能出現(xiàn)乳濁液現(xiàn)象,造成分層困難影響萃取效果。
如何防止或處理該現(xiàn)象?
2.洗滌、反萃取和解萃:萃取要進(jìn)行高效、徹底,“洗滌、反萃取和解萃”是必須掌握的操作手段!如何進(jìn)行??第二十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五①液-液萃取與分配系數(shù)K值兩種不相溶的溶劑置于分液漏斗中振搖,放置后分為兩相,如此時(shí)含有溶質(zhì),則溶質(zhì)在兩相中的分配比(K)在一定溫度和壓力下為一常數(shù):
K=CU/CL
CU-溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度
CL-溶質(zhì)在下相溶劑中的濃度萃取關(guān)鍵因素第二十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五②分離難易與分離因子β分離因子β表示A、B兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值。
即:β=KA/KB(注:KA>KB)β≥100,僅作一次簡(jiǎn)單萃取就可實(shí)現(xiàn)基本分離;100>β
≥10,萃取10-12次β
≤2,須100次以上萃取才基本分離β
≌1,不能分離第二十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五β值有助于選擇恰當(dāng)?shù)妮腿》椒ǎ阂话?,β?0,簡(jiǎn)單萃取β<50,采用逆流分溶法?
β值的獲取:1.知道分配比:β=KA/KB(注:KA>KB)2.不知道分配比,可以借助紙色譜?(PPC)求β值
紙色譜?物質(zhì)分離純化中:色譜法及其重要!
分配比不是分配系數(shù),但二者有關(guān)聯(lián)性!紙色譜是分配色譜,可以借助于估算β值?第二十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五③分配比與PH值
一般
pH<3時(shí),酸性物質(zhì)多呈非離解狀態(tài)(HA)、堿性物質(zhì)則呈離解狀態(tài)
(BH+)存在,但pH>12,則酸性物質(zhì)呈離解狀態(tài)(A-)、堿性物質(zhì)則呈非離解狀態(tài)(B)存在。
據(jù)此,可采用圖2-1所示在不同pH的緩沖溶液與有機(jī)溶劑中進(jìn)行分配的方法,使酸性、堿性、中性及兩性物質(zhì)得以分離。
第三十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五第三十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
萃取分離方法●溶劑萃取簡(jiǎn)單方法●逆流分溶法●
溶劑萃取其它特殊方法
1.索氏萃?。ㄌ崛。?/p>
2.微波萃取第三十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五簡(jiǎn)單萃取法(有機(jī)化學(xué))簡(jiǎn)單萃取法所用設(shè)備如為小量萃取,可在分液漏斗中進(jìn)行;如系中量萃取,可在較大的適當(dāng)?shù)南驴谄恐羞M(jìn)行。在工業(yè)生產(chǎn)中大量萃取,多在密閉萃取罐內(nèi)進(jìn)行。第三十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
簡(jiǎn)單萃取方法的優(yōu)化——連續(xù)萃取法優(yōu)點(diǎn):克服使用分液漏斗多次萃取的麻煩
采用儀器:連續(xù)萃取器——形式多樣!原理:利用兩溶劑的相對(duì)密度不同自然分層,分散相液滴穿過(guò)連續(xù)相溶劑時(shí)發(fā)生傳質(zhì)。注意:選用連續(xù)萃取法時(shí),需視所用溶劑的相對(duì)密度大于或小于被提取的水溶液相對(duì)密度的情況選用不同式樣的儀器!如圖!簡(jiǎn)單的連續(xù)萃取器第三十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五液液連續(xù)萃取注意!第三十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
萃取分離●溶劑萃取簡(jiǎn)單方法●逆流分溶法●
溶劑萃取其它特殊方法
1.索氏萃取(提?。?/p>
2.微波萃取方法第三十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五逆流分溶法液-液萃取分離中經(jīng)常遇到的情況是分離因子β值較小,故萃取及轉(zhuǎn)移操作常須進(jìn)行幾十次乃至幾百次。此時(shí)簡(jiǎn)單萃取已不能滿足需要,而要采用逆流分溶法(countercurrentdistribution,簡(jiǎn)稱CCD)。第三十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五逆流分溶法逆流分溶法:又稱逆流分配法、逆流分布法或反流分布法。
利用不同物質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中溶解度不同的原理使混合物分離的方法。此法相當(dāng)于多次萃取。利用此原理制成了連續(xù)、自動(dòng)的逆流分溶儀。
該儀器可使兩種性質(zhì)相似、即使分溶常數(shù)很接近的化合物,經(jīng)過(guò)一定次數(shù)振搖、轉(zhuǎn)移的操作,亦可達(dá)到分離的目的。
用于分離抗生素、脂肪酸、蛋白質(zhì)、核酸以及激素等,也用于測(cè)定溶質(zhì)的分溶常數(shù)。第三十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五CCD法因?yàn)椴僮鳁l件溫和、試樣容易回收,故特別適于中等極性、不穩(wěn)定物質(zhì)的分離。另外,溶質(zhì)濃度越低,分離效果越好。但是,試樣極性過(guò)大或過(guò)小,或分配系數(shù)受濃度或溫度影響過(guò)大時(shí)則不易采用此法分離。易于乳化的萃取溶劑系統(tǒng)也不宜采用。
第三十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
萃取分離●溶劑萃取簡(jiǎn)單方法●逆流分溶法●
溶劑萃取其它特殊方法
1.索氏萃?。ㄌ崛。?/p>
2.微波萃取方法第四十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五1.液固萃取----索氏(Soxhlet)
萃取
液固萃取,又稱浸取或提取,是一種分離和富集某些天然產(chǎn)物、生化試劑和添加劑的有效手段。由于溶劑滲入固體試樣內(nèi)部是比較緩慢的過(guò)程,因此液固萃取需要較長(zhǎng)的時(shí)間,一般需要連續(xù)萃取。
溶劑萃取特殊方法第四十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
索氏(Soxhlet)萃取器固體樣品★萃取劑流向:Gas:C→D→E(g→l)Liq.:A→S(ex.)→B→C★新鮮溶劑循環(huán)萃取★“靜態(tài)”萃取常將試樣置于索氏萃取器中,用溶劑連續(xù)抽提,然后蒸出溶劑,便可達(dá)到含量較原試樣增加上百倍的試液,有利于后續(xù)的測(cè)定。特點(diǎn):第四十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五應(yīng)用索氏萃取技術(shù)用于天然化合物的提取,分析食物、藥品、工業(yè)橡膠與塑料中添加劑等。
例如一種高效天然的甜味劑----甜菊葉中甜菊甙分析,是把甜菊葉粉末放在索氏萃取器內(nèi),用乙醇回流進(jìn)行樣品提取的。
應(yīng)用范圍較廣實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用
第四十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五2.溶劑/微波萃取微波加熱特性:微波輻射能夠穿透一些介質(zhì),直接把能量作用到反應(yīng)物上使極性分子每秒產(chǎn)生25億次以上的分子旋轉(zhuǎn)和碰撞。能量傳遞方式與傳統(tǒng)的傳導(dǎo)加熱方式不同,不僅加熱速度快,而且可控能力強(qiáng),從而量化地為反應(yīng)提供精確的能量。
溶劑萃取特殊方法第四十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
微波萃取是利用微波能強(qiáng)化溶劑萃取的效率,使固體或半固體試樣中的某些有機(jī)成分與基體有效地分離,并能保持分析對(duì)象的原本化合物狀態(tài)。特點(diǎn):快速、節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染小;有利于熱不穩(wěn)定物質(zhì),較少受被萃物極性的限制實(shí)驗(yàn)條件:萃取劑及用量,時(shí)間、溫度和壓力應(yīng)用:提取土壤和沉積物中的多環(huán)芳烴等污染物;動(dòng)植物中的天然產(chǎn)物。實(shí)例?自學(xué)!第四十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五萃取法的發(fā)展及新技術(shù)
濁點(diǎn)萃取法(cloudpointextraction,CPE):是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新興的液—液萃取技術(shù),它不使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑,不影響環(huán)境。它以中性表面活性劑膠束水溶液的溶解性和濁點(diǎn)現(xiàn)象為基礎(chǔ),改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)引發(fā)相分離,將疏水性物質(zhì)與親水性物質(zhì)分離。目前該法已成功地應(yīng)用于金屬螯合物、生物大分子的分離與純化及環(huán)境樣品的前處理中。加速溶劑萃取法或加壓液體萃取(pressurizedliquidextractionPLE):是在較高的溫度(50-200)和壓力(1000-3000PSI)下用有機(jī)溶劑萃取固體或半固體的自動(dòng)化方法。超臨界流體(supercriticalfluid,SF)萃取法:?第四十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五應(yīng)用
環(huán)保:從氰化物溶液中萃取有色金屬氰絡(luò)物一般用高分子有機(jī)胺類,如氯化三烷基甲胺(N263)、稀釋劑為高碳醇、溶劑是磺化煤油。水相即是要處理的廢水。
在黃金行業(yè)中,用溶劑萃取法提取純金、銀已有許多研究,在國(guó)外,其成熟技術(shù)已經(jīng)工業(yè)應(yīng)用多年。天然產(chǎn)物行業(yè):應(yīng)用更廣泛。第四十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五重點(diǎn)及討論:?
常用方法和原理:分離與精制1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離已經(jīng)學(xué)習(xí)的2個(gè)內(nèi)容:?jiǎn)栴}?溶解度:結(jié)晶?溶劑沉淀?沉淀劑沉淀?分配系數(shù):溶劑萃???
其中:對(duì)“相似相容’法則的理解是否加深了?舉例?第四十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五二)天然產(chǎn)物的分離與精制常用方法和原理:1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離3.根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離4.根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離5.根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進(jìn)行分離第四十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五3.根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離主要體現(xiàn)在固-液吸附:吸附作用在三個(gè)方面物理吸附(主要)化學(xué)吸附半化學(xué)吸附第五十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五物理吸附(physicalabsorption)也叫表面吸附,是因構(gòu)成溶液的分子(含溶質(zhì)及溶劑)與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起。
特點(diǎn):①無(wú)選擇性、②吸附與解吸過(guò)程可逆、③可快速進(jìn)行。故在實(shí)際工作中用得最廣。
如采用硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑進(jìn)行的吸附色譜即屬于這一類型。第五十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五化學(xué)吸附(chemicalabsorption),如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁吸附,或生物堿被酸性硅膠吸附等吸附質(zhì)與吸附劑之間要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一類吸附。特點(diǎn):①具有選擇性、②吸附十分牢固、有時(shí)甚至不可逆,故用得較少。?第五十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
半化學(xué)吸附(semi-chemicalabsorption):
如聚酰胺對(duì)黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附,力量較弱,介于物理吸附與化學(xué)吸附之間的一類吸附。第五十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五①
物理吸附基本規(guī)律
(2)被分離的物質(zhì)與吸附劑、洗脫劑共同構(gòu)成吸附過(guò)程中的三要素,彼此緊密相連。(1)物理吸附過(guò)程一般無(wú)選擇性,但吸附強(qiáng)弱大體遵循“相似者易于吸附”的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。第五十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五②極性及其強(qiáng)弱判斷極性強(qiáng)弱是支配物理吸附過(guò)程的主要因素。
所謂極性乃是一種抽象概念,用以表示分子中電荷不對(duì)稱(asymmetry)的程度,并大體上與偶極矩(dipolemoment)、極化度(polarizability)及介電常數(shù)(dielectricconstant)等概念相對(duì)應(yīng)。
第五十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五(1)官能團(tuán)的極性按下列官能團(tuán)的順序增強(qiáng):
—CH2—CH2—,—CH2=CH2—,—OCH3,—COOR,>C=O,—CHO,—NH2,—OH,—COOH(2)化合物的極性則由分子中所含官能團(tuán)的種類、數(shù)目及排列方式等綜合因素所決定。官能團(tuán)?第五十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五第五十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五
認(rèn)真理解:官能團(tuán)的種類、數(shù)目、排列方式與極性!第五十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五(3)大體上溶劑極性的大小可以根據(jù)介電常數(shù)(ε)的大小來(lái)判斷。介電常數(shù)越大,則極性越大。一般溶劑的介電常數(shù)按下列順序增大:環(huán)己烷(1.88),苯(2.29),無(wú)水乙醚(4.47),氯仿(5.20),乙酸乙酯(6.11),乙醇(26.0),甲醇(31.2),水(81.0)第五十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五1)硅膠、氧化鋁因均為極性吸附劑,故有以下特點(diǎn):a.對(duì)極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,極性強(qiáng)的溶質(zhì)將被優(yōu)先吸附。b.溶劑極性越弱,則吸附劑對(duì)溶質(zhì)將表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性增強(qiáng),則吸附劑對(duì)溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱。c.溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附,但一旦加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí),又可被后者置換洗脫下來(lái)。常見(jiàn)吸附材料:
吸附柱色譜法常用于物質(zhì)的分離
吸附色譜法中硅膠、氧化鋁柱色譜在實(shí)際工作中用得最多。第六十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五2)活性炭
因?yàn)槭欠菢O性吸附劑,對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,在水中對(duì)溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。
溶劑極性降低,則活性炭對(duì)溶質(zhì)的吸附能力也隨之降低。故從活性炭上洗脫被吸附物質(zhì)時(shí),洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強(qiáng)。
簡(jiǎn)單吸附,如在結(jié)晶及重結(jié)晶過(guò)程中加入活性炭進(jìn)行的脫色、脫臭等操作,在物質(zhì)精制過(guò)程中應(yīng)用很廣。
簡(jiǎn)單吸附法進(jìn)行物質(zhì)的濃縮與精制
第六十一頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五3)聚酰胺吸附材料:用在色譜法
中聚酰胺(polyamide)吸附屬于氫鍵吸附,是一種用途十分廣泛的分離方法,極性物質(zhì)與非極性物質(zhì)均可適用,但特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。
第六十二頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五4)大孔吸附樹(shù)脂
(1)大孔吸附樹(shù)脂的吸附原理
大孔吸附樹(shù)脂是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的分離材料,它的吸附性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果。分子篩性是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)的性質(zhì)所決定。
(2)影響吸附的因素
比表面積、表面電性、能否與化合物形成氫鍵(3)大孔吸附樹(shù)脂的應(yīng)用
廣泛應(yīng)用于天然化合物的分離和富集工作中,如苷與糖類的分離、生物堿的精制。在多糖、黃酮、三萜類化合物的分離方面都有很好的應(yīng)用實(shí)例。
第六十三頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五二)天然產(chǎn)物的分離與精制常用方法和原理:1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離3.根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離4.根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離5.根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進(jìn)行分離第六十四頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五4.根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離
1)凝膠過(guò)濾法(Gelfiltration)
凝膠過(guò)濾法也叫凝膠滲透色譜(Gelpermeationchromatography)、分子篩過(guò)濾(molecularsievefiltration)、排助色譜(exclusionchromatography),是利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法。其中所用載體,如葡聚糖凝膠,是在水中不溶、但可膨脹的球形顆粒,具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
原理:分子篩原理。即利用凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩的過(guò)濾作用將化合物按分子量大小不同進(jìn)行分離。
第六十五頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五凝膠的種類與性質(zhì)種類很多,常用的有以下兩種:①Sephadex-G:葡聚糖凝膠,只適用于水中應(yīng)用,且不同規(guī)格適合分離不同分子量的物質(zhì)。②SephadexLH-20:羥丙基葡聚糖凝膠,為SephadexG-25經(jīng)羥丙基化后得到的產(chǎn)物。具有以下兩個(gè)特點(diǎn):具有分子篩特性,可按分子量大小分離物質(zhì);在由極性與非極性溶劑組成的混合溶劑中常常起到反相分配色譜的作用,適合于不同類型有機(jī)物的分離。應(yīng)用最廣。
第六十六頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五交聯(lián)葡聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)
使用內(nèi)容在后續(xù)色譜法中介紹!第六十七頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五2)膜分離法
利用天然或人工合成的高分子膜,以外加壓力或化學(xué)位差為推動(dòng)力,對(duì)混合物溶液中的化學(xué)成分進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。反滲透、超濾、微濾、電滲析(現(xiàn)代)為四大已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的膜分離技術(shù)。其中反滲透、超濾、微濾相當(dāng)于過(guò)濾技術(shù)。溶劑、小分子能透過(guò)膜,而大分子被膜截留。不同膜過(guò)濾被截留的分子大小有區(qū)別。如運(yùn)用超濾,選用適當(dāng)規(guī)格的膜可實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥提取液中多糖類、多肽類、蛋白質(zhì)類的截留分離。透析法(經(jīng)典)也屬于膜分離法經(jīng)典與現(xiàn)代的結(jié)合!第六十八頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五壓力用半透膜作為選擇障礙層,允許某些組份透過(guò)而保留混和物中其他組份,從而達(dá)到分離目的原理膜分離法第六十九頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五最簡(jiǎn)單的圖示:透析經(jīng)典—透析法(生化?。┩肝龇ㄊ抢眯》肿游镔|(zhì)在溶液中可通過(guò)半透膜,而大分子物質(zhì)不能通過(guò)半透膜的性質(zhì),達(dá)到分離的方法。透析膜有動(dòng)物性膜、火棉膠膜、羊皮紙膜(硫酸紙膜)、蛋白質(zhì)膠膜、玻璃紙膜等。第七十頁(yè),共七十八頁(yè),編輯于2023年,星期五膜材料驅(qū)動(dòng)力膜結(jié)構(gòu)膜形態(tài)分離對(duì)象無(wú)機(jī)膜有機(jī)膜陶瓷膜,金屬膜聚合物膜,離子交換膜,液膜,壓力差濃度差溫度差電場(chǎng)反滲透,納濾,超濾,微濾,壓滲,氣體分離,膜生物反應(yīng)器,膜反應(yīng)器,滲透汽化,耦合傳遞,載體促進(jìn)傳遞,液膜,控制釋放,膜反應(yīng)器,膜萃取器,膜接觸器,膜蒸餾,電滲析,電解致密膜對(duì)稱膜,不對(duì)稱膜復(fù)合膜液膜固體膜氣體分離膜液體分離膜氣體分離,耦合傳遞,載體促進(jìn)傳遞,膜反應(yīng)器,膜
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