料液萃取剂.PPT

概述 溶液萃取技术 双水相萃取 反胶团萃取技术 超临界流体萃取 其他萃取技术 根据参与溶质分配的两相不同分类 一、基本概念经典实验：四氯化碳萃取碘水中碘 料液、萃取剂、原溶剂、溶质、萃取液、萃余液、分配系数、分离因素 二、基本原理 物理萃取 溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡而进行萃取的分离过程。 化学萃取 利用脂溶性萃取剂与溶质之间发生化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相分配的过程。萃取剂与溶质之间的化学反应包括离子交换和络合反应等。化学萃取中通常用煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机溶剂溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶剂称为稀释剂 diluent 。 萃取过程机理主要有以下四种类型： (1) 简单分子萃取(物理萃取) (2) 中性溶剂络合萃取 (3) 酸性阳离心交换萃取 (4) 离子络合萃取 五、液-液萃取的影响因素 （一）萃取剂S的选择性 （二）温度对液液萃取的影响 （三）原溶剂pH值对液液萃取的影响 （四）盐析作用对溶剂萃取的影响 分配定律(表征萃取剂对溶质的萃取能力) 是指在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度之比为一常数K，这个常数称为分配系数，即： K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之互溶度没有影响；(3)必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。 分离因数 若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则由于A、B的分配系数不同， A和B就得到了一定程度的分离。如A的分配系数较B大，这样萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因数β来表征： β＝KA／KB β越大，A、B的分离效果越好，即产物与杂质越容易分离。 萃取剂的条件： 一、萃取剂分子至少有一个萃取功能基，通过它与被萃取物结合形成萃合物，常见的萃取功能基是O、N、P、S等原子，其中以O原子为功能基的萃取剂最多。 二、萃取剂分子中必须有相当长链的烃或芳烃，其目的是萃取剂及萃合物容易溶于有机溶剂，而难溶于水相。 作业：实验青霉素的萃取与萃取率的计算 双水相萃取 过滤和离心依赖于被分离颗粒的尺寸或密度的差异，当希望收集微生物的细胞器、分离去除细胞碎片、提取和浓缩胞内物质时，普通的过滤和离心技术就显得力不从心了。 溶剂萃取法难于应用于蛋白质分离。 值得注意的是溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂，在一定条件下，水相也可以形成两相甚至多相。于是有可能将水溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个水相转移到另一水相中，从而完成分离任务。 1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂或把明胶和可溶性淀粉的水溶液混合时，先得到一混浊不透明的溶液，随后分成两相，上相含有大部分明胶，下相含有大部分琼脂(或可溶性淀粉)。再如下图中，2.2％的葡聚糖水溶液与等体积的0.72％甲基纤维素钠的水溶液相混合并静置后，可得到两个粘稠的液层。 一、双水相基本原理 什么是双水相？ 经研究发现，当一种亲水性高分子聚合物水溶液浓度达到一定值后，与另一种亲水性高分子聚合物的水溶液混合，可以形成互不相溶的两个相，即形成双水相系统。在双水相体系中，两相中水分均占很大比例，蛋白质两个水相中的溶解度有很大的差别。故可以利用双水相萃取分离蛋白质等亲水性生物物质。 双水相是如何形成的呢？ 双水相体系的形成主要是原因是高聚物之间的不相溶性。由于高聚物分子之间存在的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均一相，从而具有分离倾向，在一定条件下即可分为二相。一般认为只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混合时就可发生相分离，且憎水程度相差越大，相分离的倾向也就越大。 某些有机物之间或有机物与无机盐之间，在水中以适当的浓度溶解后形成互不相溶的两相或多相水相体系，两相中水的含量都很高，如下图：由聚乙二醇6000与葡聚糖两种混合物形成的双水相体系示意图： 双水相中蛋白质的分配 其中K为分配系数，和分别为被分离物质在上相、下相的浓度。 分配系数K等于物质在两相的浓度比,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。其分配情况服从分配定律，分离效果由分配系数来表征。 二、双水相萃取的优点 双水相萃取作为一种新型的分离技术，对生物物质、天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势： 1.含水量高(70％--90％)，在接近生理环境的体系中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性； 2.分相时间短，自然分相时间一般为5min～15min； 3.易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接相连接，无需进行特殊处理； 4.操作条件温和，整个操作过程在常温常压下