大孔树脂技术资料

一 大孔吸附树脂一 大孔吸附树脂 1 大孔吸附树脂简介 大孔吸附树脂简介 大孔树脂吸附技术是上世纪七十年代发展起来的一种新工艺 是由苯乙烯 二乙烯或 a 甲基丙烯酸酯等聚合而成的高分子网状孔穴结构 药液通过大孔树 脂吸附 其中的有效成分吸附在树脂上 再经洗脱回收 可除掉药液中杂质 是一种纯化精制药的有效方法 非极性吸附树脂在吸附药液中成分时 主要是依 靠物理结构 如比表面 孔径等 起作用 不同的树脂有不同的针对性 其操 作的基本程序大多是 提取液 通过大孔树脂 吸附上有效成分的树脂 洗脱 洗脱液回收 洗脱液干燥 半成品 该技术目前已较广应用于新药的开发和 生产中 主要用在分离和提纯过程中 2 大孔吸附树脂的优点 大孔吸附树脂的优点 经大孔树脂吸附技术处理后 可有效地去除水煎液中大量的糖类 无机 盐 黏液质等吸潮成分 有利于多种中药剂型的生产 增强产品的稳定性 大 孔树脂吸附技术还能缩短生产周期 所需设备简单 免去了静置沉淀 浓缩等耗 时多的工序 采用此技术对中药材中皂苷类 生物碱类 黄酮及内酯类等有效 成分的提取应用效果较好 3 大孔吸附树脂吸附机理 大孔吸附树脂吸附机理 大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分离材料 根据吸附力的 不同及分子量的大小 在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开 吸附性 范德华引力或生成氢键的结果 筛选原理 本身多孔性结构所决 定 4 常用大孔树脂的性质 常用大孔树脂的性质 型号 粒径范围 mm 平均孔径 A 比表面积极 性应用 D1010 25 0 8490 100500 550非极性 主要于银杏黄酮 人参皂甙人参皂甙 三七皂甙三七皂甙 双 花链翘 茶多酚 大豆异黄酮 葛根素 甜 菊糖 甘草酸 叶绿素等天然药物的提取和 精制 YWD0 3 1 290 100500 550弱极性 人参皂甙 人参皂甙 三七皂甙 绞股兰皂甙 大豆异 黄酮 山楂黄酮 紫苏色素 紫甘薯色素 甘兰色素 黑米红色素 葛根素 石蒜生物 碱 加兰他敏 枸杞色素 淫羊藿黄酮 黄 芪多糖 D14000 3 1 265530 570非极性 丹酚酸丹酚酸 B 番泻叶苷 人参皂苷 番泻叶苷 人参皂苷 多种中草 药的提炼和脱色 处理工业废水中的非极性 有机物 如造纸废水和农药废水处理等 DM1300 3 1 2590 100500 550中极性 银杏黄酮内酯银杏黄酮内酯 人参皂苷 茶多酚等天然药 物的提取和精制 5 影响分离的因素 影响分离的因素 5 1 分子极性大小 相似者易于吸附 5 2 分子体积 分子筛原理 分子越大 越易从树脂间隙中洗脱下来 如多糖 类物质 5 3 PH 值 非极性大孔树脂对生物碱的 0 5 盐酸溶液进行吸附 其吸附作用 很弱 极易被水洗脱下来 生物碱回收率很高 5 4 树脂柱的清洗 常用水 低度醇 弱碱 弱酸 5 5 洗脱液的选择 对非极性大孔吸附树脂 洗脱剂极性越小 洗脱能力越强 对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说 则用极性较大的洗脱剂为佳 根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度 为达到满意的效果 可通过几种洗 脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度 实际工作中甲醇 乙醇 丙酮应用较多 6 操作 操作 a 树脂预处理 新购树脂以除去含有分散剂 致孔剂 惰性溶剂等化学残留 一般来说新树脂用乙醇湿法装柱 继续用乙醇洗脱至流出液与水混合不呈现白 色乳浊现象即可 水洗至无醇 b 装柱 一般湿法装柱 常用溶剂水 乙醇 c 上样 一般有效物质溶于水中 适当浓度 过滤或离心去除不溶物 以 防止堵塞树脂 d 洗脱 常用水 低度到高度乙醇洗脱 e 树脂再生 树脂使用一定周期后 吸附能力降低或受污染严重时需强化再生 其方法是加入高于树脂层 10cm 的 3 5 盐酸溶液浸泡 2 4 小时 继用 3 4 倍 树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱 然后用净水洗至接近中性 再用 3 5 的氢氧 化钠溶液浸泡 4 小时 最后淋洗通柱 用同浓度的 3 4 倍树脂体积的氢氧化钠溶 液通柱 最后用净水清洗至 PH 值为中性 备用 7 术语 术语 柱体积 保留体积 上样量 固收率 含量 绝对收率 相对收率 流速 8 实例 思考 柱层析过程控制 实例 思考 柱层析过程控制 银杏叶提取物 番泻叶提取物 丹酚酸 B 西洋参皂苷提取物 麦冬 皂苷提取物 二 聚酰胺树脂二 聚酰胺树脂 1 聚酰胺树脂性能简介 聚酰胺树脂性能简介 聚酰胺是由酰胺键聚合形成的高分子化合物 其酰胺基可与羟基酚类 酸 类 醌类 硝基等化合物以氢键形成结合而被吸附 其脂肪长链可作为分配层 析的载体 聚酰胺在含水系统中层析时 聚酰胺作为非极性固定相 其层析行 为反向柱层析 在非水溶剂系统时 聚酰胺作为分配层析的载体 其层析行为 为正向柱层析 聚酰胺特别适用于多元酚类化合物的分离 如黄酮 醌类 酚酸 含羰基 化合物 羧基化合物等 由于其对鞣质吸附强 也可用于将植物粗提物中的鞣 质除去 2 预处理 预处理 取聚酰胺以 90 95 乙醇浸泡 不断搅拌 除去气泡后装入柱中 用 3 4 倍体 积的 90 95 乙醇洗脱 洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣 或极少残渣 再 依次用 2 2 5 倍体积 5 NaOH 水溶液 1 倍体积的蒸馏水 2 2 5 倍体积的 10 醋酸水溶液洗脱 最后用蒸馏水洗脱至 pH 中性 备用 3 再生 再生 一般用 5 NaOH 水溶液洗脱 洗至 NaOH 水溶液颜色极淡为止 有时因某 些鞣质与聚酰胺有不可逆吸附 用 NaOH 水溶液很难洗脱 可用 5 NaOH 在柱 中浸泡 每天将柱中的 NaOH 水溶液放出一次 并加入新的 5 NaOH 水溶液 这样浸泡一周后 鞣质可基本洗脱完 然后用蒸馏水洗脱至 pH8 9 再用 2 倍 量的 10 醋酸水溶液洗脱 最后蒸馏水洗脱至 pH 中性 重复使用 三 氧化铝 极性吸附 三 氧化铝 极性吸附 氧化铝可能带有碱性 因其中可混有碳酸钠等成分 对于分离一些碱性中 草药成分 如生物碱类的分离颇为理想 但是碱性氧化铝不宜用于醛 酮 醋 内酯等类型的化合物分离 因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应 如异构化 氧化 消除反应等 除去氧化铝中绚碱性杂质可用水洗至中性 称 为中性氧化铝 中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴 本适用于酸性成分的分 离 用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝 不仅可中和氧化铝中含有的碱性杂质 并 可使氧化铝颗粒表面带有 NO3 一或 CI 一的阴离子 从而具有离于交换剂的性 质 适合于酸性成分的层析 这种氧化铝称为酸性氧化铝 供层析用的氧化铝 用于拄层析的 其粒度要求在 100 160 目之间 粒度小于 100 目 分离效果差 大于 160 目 溶浓流速大慢 易使谱带扩散 样品与氧化铝的用量比 一般在 1 20 50 之间层析柱的内径与柱长比例在 1 10 20 之向 在用溶剂冲洗柱时 流速不宜过快 洗脱液的流速一般以每 0 5 1 小时内 流出液体的毫升数与所用吸附剂的重量 克 相等为合适 四 活性炭 非极性吸附 四 活性炭 非极性吸附 是使用较多的一种非极性吸附剂 一般需要先用稀盐酸洗涤 其次用乙醇 洗 再以水洗净 于 80 干燥后即可供层析用 层析用的活性炭 最好选用颗 粒活性炭 若为活性炭细粉 则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱 以免 流速太慢 活性炭主要用于分离水溶性成分 如氨基酸 糖类及某些甙 活性 炭的吸附作用在水溶液中最强 在有机溶剂中则较低弱 故水的洗脱能力最弱 而有机溶剂则较强 例如以醇 水进行洗脱时 则随乙醇浓度的递增而洗脱力增 加 活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物 对大分子化合物的吸 附力大于小分子化合物 利用这些吸附性的差别 可将水溶性芳香族物质与脂 肪族物质分开 单糖与多糖分开 氨基酸与多肽分开 五 离子交换树脂五 离子交换树脂 1 离离子子交交换换树树脂脂的的基基本本类类型型 1 强酸性阳离子树脂 这类树脂含有大量的强酸性基团 如磺酸基 SO3H 容易在溶液中离 解出 H 故呈强酸性 树脂离解后 本体所含的负电基团 如SO3 能 吸附结合溶液中的其他阳离子 这两个反应使树脂中的H 与溶液中的阳离 子互相交换 强酸性树脂的离解能力很强 在酸性或碱性溶液中均能离解和 产生离子交换作用 树脂在使用一段时间后 要进行再生处理 即用化学药品使离子交换反 应以相反方向进行 使树脂的官能基团回复原来状态 以供再次使用 如上 述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理 此时树脂放出被吸附的阳离子 再 与 H 结合而恢复原来的组成 2 弱酸性阳离子树脂 这类树脂含弱酸性基团 如羧基 COOH 能在水中离解出 H 而呈 酸性 树脂离解后余下的负电基团 如R COO R 为碳氢基团 能与溶 液中的其他阳离子吸附结合 从而产生阳离子交换作用 这种树脂的酸性即 离解性较弱 在低 pH 下难以离解和进行离子交换 只能在碱性 中性或微 酸性溶液中 如 pH5 14 起作用 这类树脂亦是用酸进行再生 比强酸性树 脂较易再生 3 强碱性阴离子树脂 这类树脂含有强碱性基团 如季胺基 亦称四级胺基 NR3OH R 为碳 氢基团 能在水中离解出 OH 而呈强碱性 这种树脂的正电基团能与溶液 中的阴离子吸附结合 从而产生阴离子交换作用 这种树脂的离解性很强 在不同 pH 下都能正常工作 它用强碱 如 NaOH 进行再生 4 弱碱性阴离子树脂 这类树脂含有弱碱性基团 如伯胺基 亦称一级胺基 NH2 仲胺基 二 级胺基 NHR 或叔胺基 三级胺基 NR2 它们在水中能离解出 OH 而呈 弱碱性 这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合 从而产生阴离 子交换作用 这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附 它 只能在中性或酸性条件 如 pH1 9 下工作 它可用 Na2CO3 NH4OH 进行 再生 5 离子树脂的转型 以上是树脂的四种基本类型 在实际使用上 常将这些树脂转变为其他 离子型式运行 以适应各种需要 例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl 作 用 转变为钠型树脂再使用 工作时钠型树脂放出Na 与溶液中的 Ca2 Mg2 等阳离子交换吸附 除去这些离子 反应时没有放出H 可 避免溶液 pH 下降和由此产生的副作用 如蔗糖转化和设备腐蚀等 这种树 脂以钠型运行使用后 可用盐水再生 不用强酸 又如阴离子树脂可转变为 氯型再使用 工作时放出 Cl 而吸附交换其他阴离子 它的再生只需用食 盐水溶液 氯型树脂也可转变为碳酸氢型 HCO3 运行 强酸性树脂及强 碱性树脂在转变为钠型和氯型后 就不再具有强酸性及强碱性 但它们仍然 有这些树脂的其他典型性能 如离解性强和工作的pH 范围