第五章固相析出分离法2009.pptVIP

第五章 固相析出分离法 Salting-in 方法: A“Ks”分段盐析法：在一定pH值及温度下，改变盐浓度（即I）达到沉淀的目的。 B“β”分段盐析法：在一定I下，改变溶液的pH值及温度达到沉淀的目的。 C、应用：一般初步分离用第一种方法，进一步纯化时用第二种方法。 几种盐在不同温度下的溶解度（克/100毫升水） 盐种类 0℃ 20℃ 80℃ 100 ℃ （NH4)2SO4 70.6 75.4 95.3 103 Na2SO4 4.9 18.9 43.3 42.2 NaH2PO4 1.6 7.8 93.8 101 硫酸铵在0℃时的溶解度，远远高于其它盐类。 只有同类分子或离子才能排列成晶体，因此结晶过程有良好的选择性。 通过结晶，溶液中大部分的杂质会留在母液中，再通过过滤、洗涤，可以得到纯度较高的晶体。 结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便，广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、核酸等产品的精制。 一、结晶过程 饱和溶液：当溶液中溶质浓度等于该溶质在同等条件下的饱和溶解度时，该溶液称为饱和溶液。 过饱和溶液：溶质浓度超过饱和溶解度时，该溶液称之为过饱和溶液。 溶质只有在过饱和溶液中才能析出。 溶质溶解度与温度、溶质分散度（晶体大小）有关。 结晶过程的实质 结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程。 这一过程不仅包括溶质分子凝聚成固体，还包括这些分子有规律地排列在一定晶格中，这一过程与表面分子化学键力变化有关。 因此，结晶过程是一个表面化学反应过程。 晶体的形成 形成新相（固体）需要一定的表面自由能。因此，溶液浓度达到饱和溶解度时，晶体尚不能析出，只有当溶质浓度超过饱和溶解度后，才可能有晶体析出。 首先形成晶核，由Kelvin公式，微小的晶核具有较大的溶解度。实质上，在饱和溶液中，晶核是处于一种形成—溶解—再形成的动态平衡之中，只有达到一定的过饱和度以后，晶核才能够稳定存在。 过饱和度S： 温度与溶解度的关系 由于物质在溶解时要吸收热量、结晶时要放出结晶热。因此，结晶也是一个质量与能量的传递过程，它与体系温度的关系十分密切。 溶解度与温度的关系可以用饱和曲线和过饱和曲线表示。 将能够与固相处于平衡的溶液称为该固体的饱和溶液。 对于一个平衡体系温度 和浓度之间有一个确定的关 系，这种关系用温度—浓度 图来表示，就是一条饱和曲 线。 蒸发法 是借蒸发除去部分溶剂的结晶方法，在常压或减压下加热蒸发除去一部分溶剂，以达到或维持溶液过饱和度。 此法适用于溶解度随温度变化不显著的物质或随温度升高溶解度降低的物质。 要求物质有一定的热稳定性。 适用于小分子化合物的结晶，蛋白质和酶类不 宜采用。 等电点法 利用蛋白质、酶、核酸等生物大分子在PI时其溶解度最小易沉淀的原理而设计的结晶法称为等电点结晶法。 生物制药中，常根据已知大分子溶质的pI，调节被结晶溶液的PH在其pI附近，而后与盐析法、有机溶剂法相结合，便可得到较满意的结晶。 思考题 一.填空 1.固相析出法主要包括 ， ， ， 及其它多种沉淀方法等。 2.影响盐析的因素： 、 、 、 、 。 3.结晶包括三个过程：(1) ；(2) ；(3) 。 4.晶体的质量主要是指 、 和 等3个方面。 二、问答 1.什么是盐析作用？盐析的原理是什么？ 2.如何选择盐析所用中性盐？ 3.有机溶剂沉淀的原理是什么？ 4.有机溶剂沉淀影响沉淀效果的因素有那些？ 三、提高晶体质量的途径 工业上通常希望得到粗大而均匀的晶体，便于过滤与洗涤。 （一）晶体大小 影响晶体大小的主要因素有过饱和度、温度、搅拌速度、晶种等。 * （二）晶体形状 改变晶体外形，可用:选择不同的溶剂、控制过饱和度、结晶温度、调节溶液的pH和有目的地加入某种能改变晶形的杂质等。 （三）晶体纯度 晶体表面具有一定的物理吸附能力。 重结晶：即将晶体用合适的溶剂溶解再次结晶。 * （四）重结晶(recrystallization) 溶解度受温度影响较大的物质，将产品溶解在热的溶剂中，缓慢降低温度析出晶体。 将溶质溶于一种溶剂中，然后将第二种溶剂加热后缓缓地加入，放置一段时间使结晶完全 。 * 红霉素重结晶