溶剂萃取法最新课件

1、溶剂萃取法最新课件第三章 萃取分离法溶剂萃取法最新课件分类v液-液萃取分离v微波萃取与超声萃取v超临界萃取v双水相萃取溶剂萃取法最新课件一.液 液 萃 取 液液萃取法简称萃取分离法，它是利用与水不相混溶的有机溶剂同试液一起振荡，一些组分进入有机相，另一些组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。可用于大量元素的分离，也适用于微量元素的分离和富集。 萃取过程的本质是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。溶剂萃取法最新课件液-液 萃 取3.1 萃取分离的基本参数3.2 萃取过程和萃取体系的分类3.3 几种重要的萃取体系的讨论3.4 有机物的萃取3.5 萃取操作溶剂萃取法最新课件3.1萃取分离的基本参数 (

2、1)分配定律 当溶质A在两种互不相溶的溶剂（如：水和有机相）中分配，有：A水 A有机 在分配过程达到平衡后，溶液A在两种溶剂中浓度的比值为分配系数KD在两相中存在形式相同水有机A101035AAAKD溶剂萃取法最新课件 ）（）（在水相中总浓度溶质在有机相中总浓度溶质总水总有AAAAD(2)分配比D分配比D是对溶质存在形式的校正 D的数值由实验得到 简单体系：DKD 同一溶质，同样两相，测量方法不同D也不同溶剂萃取法最新课件在两相中的总含量在有机溶剂中的总含量AAE 100）（）（）（总水水总有有总有有AVAVAV(3)萃取百分数E溶剂萃取法最新课件E与D的关系100100)()()()()(1

3、00)()()(有水有水水总有总水总有总有水总水水总有有总有有总）（分子分母同除以VVDDVVAAAAVAVAVAVAE溶剂萃取法最新课件DDBA比值两种不同组分分配比的(4)分离系数溶剂萃取法最新课件物化中，对于热力学体系，一定T、P下，A在两相中达到平衡时：RTaaaRTaRTaRTaRT有水水有有有水水有有有水水水有水化学势lnlnlnlnln溶剂萃取法最新课件用PA表示热力学分配常数：水有水水有有有水水有)exp(KAARTaaPDA以上校正了溶液浓度 质点间作用力溶剂萃取法最新课件例2在水相和有机相中存在形式对D 的影响I 1I I I DI I IIII I III-D-32222

4、D22-2-3-3-2ffKKKK水有水有有水溶剂萃取法最新课件例pH影响：用乙醚萃取苯甲酸1)()(33ZZZZZZ332ZZZZZOHKKOHHBKHBHBBHBHBDHBOHBKOHBOHHBHBHBKHBHBaDaZZaZD水水有水水有水水有有水溶剂萃取法最新课件讨论D与水中H+浓度有关：若H3+O，则pH、D，溶质大部分留于水相中；若H3+O，则pH、D，溶质大部分进入有机相中；对于弱酸、弱碱萃取，注意pH溶剂萃取法最新课件例连续萃取水相V水.m0萃取萃取 水相有机相V水.m1V有.m1 水相有机相V水.m2V有.m2溶剂萃取法最新课件200201201110)11()()()()(

5、)(水有水有水水有水水有水水有水水有水有VVDmVDVVmmVDVVmVDVVmmVDVVmmVmVmmAADnn溶剂萃取法最新课件讨论 V有/V水与D对mn的影响相同， 可以相互补偿若V有一定，通过少量多 次萃取可以提高E溶剂萃取法最新课件 3.2萃取过程和萃取体系的分类（ 1 ）萃取过程水相中的作用：形成可萃取的配合物两相间的分配作用：按分配定律溶质在有机相中的作用溶剂萃取法最新课件无机离子非极性共价分子直接萃取水合离子萃取剂溶剂萃取法最新课件（3）萃取体系的分类离子缔合物体系 三元络合物体系酸性磷体系 共萃取体系 熔融盐体系内络盐体系8-羟基喹啉HAACOCH3CH2COH3C溶剂萃取法

6、最新课件3.3几种重要的萃取体系的讨论3.3.1形成鳌合物（内络盐）的萃取体系3.3.2形成离子缔合物的萃取体系3.3.3三元络合萃取体系溶剂萃取法最新课件3.3.1形成鳌合物的萃取体系(1)萃取平衡v萃取剂在水相和溶剂相中的分配平衡；v萃取剂在水相中的电离平衡；v被萃取离子和萃取剂的络合平衡；v生成内络盐在水相和溶剂相中的分配平衡；溶剂萃取法最新课件(2) 萃取速率水相有机相1Men+Me(H2O)nn+HR3HR+H2OR-+H3+O2HRHR5MeRn4MeRnMe(H2O)nn+nR-溶剂萃取法最新课件水有水水水有中的分配平衡：内络盐在水相和溶剂相络合平衡：被萃取离子与萃取剂的萃取剂的

7、电离平衡：萃取剂的分配平衡：MeRnMeRnKRMeMeRnKHRRHKHRHRKDXnnfiDR溶剂萃取法最新课件nnDRnifDXniifnnfDXnnnHHRKKKKKKHHRKRKRRKKMeRnMeMeRnMeMeDfMeRnnR)(,)(1有水水水有可忽略）（代入的总浓度水溶液中的总浓度有机溶剂中除乘溶剂萃取法最新课件注意：推导中作了几个假设：v被萃取金属离子在有机相中只有一种存在形式；v被萃取金属离子在水相以离子形式存在；v假定溶液为稀溶液。溶剂萃取法最新课件萃取条件的选择：v萃取剂：能形成稳定的鳌合物、酸性强的萃取剂，且形成鳌合物疏水性强v萃取溶剂v萃取酸度溶剂萃取法最新课件1

8、50lg)100lg(lglg100100121DEpHpHnpHKEEDEEDDDEHKDn当：溶剂萃取法最新课件)(lglg0lglg0lglg502121*21*21*ABBABABBBBAAAApHpHnKKnnnpHnKDpHnKDEBA且当存在溶剂萃取法最新课件例：用乙醚萃取FeCl3佯盐萃取水相中的反应： Fe(H2O)63+4Cl- Fe(H20)2Cl4-+4H2O Fe(H20)2Cl4-+2R2O Fe(R20)2Cl4-+2H2O H30+R2O R2OH+(佯离子)+H2O H30+Fe(H20)2Cl4- H30+Fe(H20)2Cl4- R2OH+Fe(R20)2

9、Cl4- R2OH+Fe(R20)2Cl4- R2OH+Cl- R2OH+Cl-(佯盐)3.3.2形成离子缔合物的萃取体系溶剂萃取法最新课件分配反应： H30+Fe(H20)2Cl4-水 H30+Fe(H20)2Cl4-有 R2OH+Fe(R20)2Cl4-水 R2OH+Fe(R20)2Cl4-有 R2OH+Cl-水 R2OH+Cl-有溶剂萃取法最新课件需要注意的问题：v溶液酸度：酸度足够v溶剂：RORROHRCOOHRCOOR RCORRCOHv络阴离子的亲水性和稳定性： 亲水性弱，稳定性好溶剂萃取法最新课件需要注意的问题：v盐析作用 阴离子，同离子效应 减少了水分子与被萃取金属离子的结 合

10、能力 减弱水的偶极矩作用溶剂萃取法最新课件需要注意的问题：v盐析作用盐析剂易溶于水，不溶于有机溶剂不发生化学反应不妨碍测定铵盐、硝酸盐、硫氰酸盐、卤化物溶剂萃取法最新课件3.3.3 三元络合萃取体系() 形成三元络合物+(C2H5)2NN(C2H5)2OCCOOH（GaCl4）罗丹明B阳离子镓的络阴离子溶剂萃取法最新课件(2) 协同萃取体系 同时使用两种以上萃取剂，大大提高萃取效率 Uo22+-TTA-TBPO La+与噻吩甲酰三氟丙酮（HTTA）形成的螯合物为La(HTTA)3(H2O)2,加入1，10邻二氮杂菲或2，2联吡啶等杂环萃取剂（以S表示），它表示置换上述螯合物中的水分子形成La(

11、HTTA)3S三元络合物 OCHCCOUOOOOCCHCF3COSPR3SCF3溶剂萃取法最新课件3.3.4 有机物的萃取相似相溶原则： 极性组分易溶于极性溶剂 非极性组分易溶于非极性溶剂溶剂萃取法最新课件 3.5 萃取操作v间歇萃取法 萃取速度萃取速度：化学反应和扩散速度 设备设备：分液漏斗 乳浊液的形成乳浊液的形成：剧烈摇动、两相比重差小、表面张力小、存在表面活性剂等 破乳破乳：选用水溶性小黏度低的有机溶剂，如粘稠溶剂用煤油或四氯化碳稀释；乙醚乳浊液用少量乙醇或异丙醇破坏；中性盐以增加表面张力；混合溶剂等。 洗涤洗涤 反萃取反萃取溶剂萃取法最新课件v连续萃取法：适用于分配比较小的体系。溶剂

12、萃取法最新课件二.双水相萃取技术Aqueous twophase extractionATPE 溶剂萃取法最新课件 双水相萃取技术始于20世纪60年代 1956年瑞典伦德大学的Albertsson发现双水相体系1979年Kula和Kroner等人将双水相体系用于从细胞匀浆液中提取酶和蛋白质，使胞内酶的提取过程大为改善。 虽然只有20多年的历史，但由于其条件温和，容易放大，可连续操作，目前，已成功的应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯化，双水相体系也已被成功的应用到生物转化及生物分析中。溶剂萃取法最新课件水相萃取的原理及特点 双水相体系是指某些有机物之间或有机物与无机盐之间，在水中以适当

13、的浓度溶解后形成的互不相溶的两相或多相体系 双水相体系萃取分离原理: 基于生物物质在双水相体系中的选择性分配，当生物物质进入双水相体系后，在上相与下相间进行选择性分配，这种分配关系与常规的萃取分配关系相比，表现出更大或更小的分配系数，从而使物质分离. 双水相体系主要有高聚物盐高聚物体系和高聚物盐水体系。溶剂萃取法最新课件溶剂萃取法最新课件v双水相萃取与水一有机相萃取的原理相似，都是依据物质在两相间的选择性分配，但萃取体系的性质不同当物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用和各种力(如憎水键、氢键和离子键等)的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。分配系数K等于物质在两相的浓度比

14、，由于各种物质的K 值不同，可利用双水相萃取体系对物质进行分离溶剂萃取法最新课件v双水相萃取技术的特点 (1)系统含水量多达75 90，两相界面张力极低，有助于保持生物活性和强化相际间的质量传递，但也有系统易乳化的问题，值得注意。 (2)分相时间短(特别是聚合物盐系统)，自然分相时间一般只有515min。 (3)双水相分配技术易于连续化操作。若系统物性研究透彻，可运用化学工程中的萃取原理进行放大，但要加强萃取设备方面的研究。溶剂萃取法最新课件 (4)目标产物的分配系数一般大于3，大多数情况下，目标产物有较高的收率。 (5)大量杂质能够与所有固体物质一起去掉，与其它常用固液分离方法相比，双水相分

15、配技术可省去12个分离步骤，使整个分离过程更经济。 (6) 有生物适应性，组成双水相的高聚物及某些无机盐对生物活性物质无伤害，因此不会引起生物物质失活或变性，有时还有保护作用。 溶剂萃取法最新课件影响分配比的因素影响分配比的因素 v聚合物浓度聚合物浓度 v聚合物组成聚合物组成 v盐和缓冲液盐和缓冲液 :影响带电的分离物 溶剂萃取法最新课件影响分配比的因素影响分配比的因素vpH : 0.1 mol/L NaCl, o: 0.05 mol/LNa2SO4 温度温度温度对分配系数的影响不严重温度对分配系数的影响不严重 溶剂萃取法最新课件双水相萃取技术的应用 v分离和提纯各种蛋白质(酶) 双水相萃取分

16、离技术已应用于蛋白质、生物酶、菌体、细胞、细胞器和亲水性生物大分子以及氨基酸、抗生素等生物小分子物质的分离、纯化。 工业化分离甲酸脱氢酶处理量达到50kg 湿细胞规模，萃取收率在90以上。溶剂萃取法最新课件在医药工业中的应用 v从发酵液中将丙酰螺旋酶素与茵体分离后进行提取，可实现全发酶液萃取操作。v采用PEGNa2HPO4体系，最佳萃取条件是PH=8.08.5，PEG2000(14)Na2HPO4(18 )，小试收率达69.2 ，对照的乙酸丁酯萃取工艺的收率为53.4。溶剂萃取法最新课件甘草的主要成分甘草皂甙，又称甘草酸，采用乙醇磷酸氢二钾双水相体系萃取，分配系数达到12.8，回收率可达98.

17、3 。选用PEG磷酸盐体系在一定温度、pH条件下萃取银杏浸取液，主要药用成分黄酮类化合物进入上相，达到分离的目的，最佳条件在25 ，PEG的分子量在1500左右，最佳萃取率可达98.2 。黄芩甙和谷胱甘肽也分别在环氧乙烷和环氧丙烷的无规则共聚物混合磷酸钾体系，以及环氧乙烷和环氧丙烷的无规则共聚物(EOPO)羟丙基淀粉(PES)所组成的双水相体系中得到较好的分离。溶剂萃取法最新课件v近几年有关双水相提取天然药物中有效成分的报道也逐年增多。甘草的主要成分甘草皂甙，又称甘草酸，采用乙醇磷酸氢二钾双水相体系萃取，分配系数达到12.8，回收率可达98.3 。选用PEG磷酸盐体系在一定温度、pH条件下萃取

18、银杏浸取液，主要药用成分黄酮类化合物进入上相，达到分离的目的，最佳条件在25 ，PEG的分子量在1500左右，一般采用较高的相比可以提高萃取率，但是过高会引起上相的体积增多，最佳萃取率可达98.2。溶剂萃取法最新课件v黄芩甙和谷胱甘肽也分别在环氧乙烷和环氧丙烷的无规则共聚物混合磷酸钾体系，以及环氧乙烷和环氧丙烷的无规则共聚物(EOPO)羟丙基淀粉(PES)所组成的双水相体系中得到较好的分离。溶剂萃取法最新课件双水相萃取技术的发展方向 v尽管双水相萃取技术用于大规模生产具有许多明显的优点，但大量文献表明，双水相萃取技术在工业中还没有被广泛利用。部分是因为两相间的溶质分配对于具有高度选择性、需要从上千种蛋白中分离一种蛋白这种情况提供了很小的范围。另一方面，如何从聚合相中回收目的产物、循环利用聚合物与盐以降低成本问题还有待进一步研究。目前ATPE技术应用