现代分离纯化技术

1、1,现代分离纯化技术,2,3,溶剂提取法微波辅助提取技术 超声波辅助萃取技术 酶法提取技术升华法 /压榨法超临界流体萃取法分子蒸馏技术水蒸气蒸馏技术,一、天然化学成分的提取技术,4,1、溶剂提取法 根据被提取成分在不同溶剂中的溶解度不同，选用对有效成分溶解度大，对杂质成分溶解度小的溶剂，从而将有效成分从植物组织中溶解出来。,5,提取溶剂的选择根据相似相溶原理，极性化合物倾向

2、于溶于极性溶剂，非极性化合物倾向于溶于非极性溶剂，分子量太大的化合物往往不溶于任何溶剂。 水 乙醇,6,回流提取,渗漉提取,连续回流提取,煎煮法,索氏提取器,溶剂提取的方式,7,2. 辅助提取技术,超声波清洗仪,微波炉,8,生物酶解机理1.植物细胞壁构成由纤维素、半纤维素、果胶质等物质构成；具有一定硬度的固体结构，是提取植物有效成分的主要屏障。2.酶法提取原理有效成分如生物碱类、苷类、挥发油、蒽醌类、有机酸、蛋

3、白质、氨基酸、糖类等大部分存在于细胞壁内，少量存在于细胞间隙。,3. 酶法提取技术,9,破坏细胞壁结构 选用适当的酶作用于植物材料，将细胞壁的组成成分水解或降解,破坏细胞壁的致密构造，从而减小了传质阻力，有利于溶剂对有效成分的溶出。酶法除杂 选择适当的酶类，使提取液中的蛋白质、果胶、淀粉等杂质降解或除去，同时可提高有效成分的溶出率。,10,植物提取中常用酶类纤维素酶半纤维素酶果胶酶,11,原理: 道尔顿分压定律

4、 混合液体的两个不同组分，在一定温度时都有各自的蒸气压，其蒸气压的大小与各组分单独存在的蒸气压一样，整个体系的蒸气压为各组分的饱和蒸气压之和，即： p = pA + pB,4. 水蒸气蒸馏法,12,13,常压下用水蒸气蒸馏时，植物原料中的挥发油等因受热扩散而成为气相，因此具有一定的蒸气压。 因p = p 水+ p有，当p=大气压时，混合物沸腾，此时p 水

5、﹤ p ，即混合物在低于100℃以下沸腾，有机物与水一起蒸出来。冷凝后分层，即得有机物。 因此，对于那些热稳定性较差和高温下要分解的化合物的分离，水蒸气蒸馏是一种有效的方法。,14,超临界流体(SCF)是指在临界温度（Tc）和临界压力(Pv)以上，以流体形式存在的物质。 向该状态气体加压,气体不会液化,只是密度增大,具有类似液态性质,同时具有气体性能.,5. 超临界萃取技术,15,提取

6、 SCF具有良好的溶剂性能和穿透性能，因而表现出良好的萃取性能。 SCF的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可将不同极性的成分有选择地溶解提取出来。分离 提取后通过减压、升温的方法使SF变成普通气体，被萃取物则自动完全或基本析出，达到分离。,16,17,超临界CO2流体的特性临界温度为31.1℃，临界压力为7.2MPa，临界条件容易达到。化学性质不活泼，无

7、色无味无毒，安全性好。价格便宜，纯度高，容易获得。,18,19,分离依据：共存成分的性质差异1. 溶解度差异2. 分配系数不同3. 吸附性差异4．分子大小差异5．离解程度不同,二、天然化学成分的分离方法,20,1. 根据物质的溶解度差异进行分离,调节温度（如结晶）改变混合溶剂的极性（水提醇沉、醇提水沉、醇醚法等）调节PH（酸提碱沉、碱提酸沉）加入某种沉淀试剂,21,2. 根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离,分配

8、系数K K=CU / CL 分离因子β β=KA / KB （KA  KB） β100 1次萃取，基本分离10β100 1012次 β2 100次以上 β1 无法分离,22,3. 根据物质吸附性差异进行分离——物理吸附的基本规律,极性相似者易于吸附,,23,4．根据物质分子大小差异进行分离（1）凝胶滤过法,凝胶三维网状结构的分子

9、筛作用按分子量由大到小的顺序分离,24,第一部分　中药药效物质提取、分离与纯化的新技术、新工艺,（2）膜技术,25,显微镜下的膜,26,工业应用的反渗透装置,27,微滤（≥0.1m）、超滤（10～100nm）、纳滤（1～10nm）、反渗透（≤1nm）,大孔吸附树脂分离法,一、大孔吸附树脂简介,1、大孔吸附树脂的合成与基本骨架,2、国产树脂的主要类型,骨架结构：苯乙烯、丙烯酸酯、丙烯腈、异丁烯等交联剂：二乙烯苯等 致孔剂：甲苯

10、、石蜡、汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等 分散剂：明胶等,3、三菱化成的大孔吸附树脂,聚苯乙烯系列合成树脂： Diaion: HP20, HP21 Sepabeads: SP825, SP850 Sepabeads: SP70, SP700修饰的聚苯乙烯系列合成树脂: Sepabeads: SP207异丁烯系列合成树脂: Diaion: HP2MG,3、主要理化性质大孔吸附树脂是一种具有大孔

11、网状结构的高分子吸附剂。性状：白色、乳白色至微黄色颗粒粒度：20~60目。稳定性：不溶于水、酸、碱及有机溶剂，加热不溶，可在150℃以下使用。含水量：40~75%。,4、大孔吸附树脂的主要特点,1、对有机物的选择性良好，无机盐存在非但不干扰吸附反而有利于吸附。2、吸附剂的物理、化学稳定性高，机械强度好，经久耐用。3、再生容易，一般用水、稀酸、稀碱加低碳醇、酮等有机溶剂洗脱即可。4、根据不同要求，选择不同树脂品种，可适用多种

12、化合物。5、一般系小球状，液体阻力较小，使用方便。6、树脂脱色能力强，效果接近活性炭。,5、国产大孔吸附树脂的主要型号及生产企业,,6、大孔吸附树脂对有机成分的分离、纯化原理,分离原理：主要为吸附作用；其次为分子筛作用。不同极性、不同孔径的树脂对不同种类的化合物的选择性不同对于分子量相似的化合物：极性越小，吸附能力越强，则越难洗脱下来；极性越大，吸附能力越弱，则越易洗脱下来。对于极性相似的化合物：分子量越大，越易洗脱下来。,7

13、、当前国产树脂存在的主要问题,(1)商品树脂的有机残留物高，预处理难度大；(2)树脂强度差，使用过程中破碎严重，使用寿命短；(3)树脂粒径分布广，分离效果差；(4)同一生产企业生产的同一型号树脂，各批之间比表面积和功能基团含量差别大，在中药成分纯化中重现性差。,二、大孔吸附树脂的预处理、再生及有机残留物的检测,1、树脂的预处理预处理的方法：回流法、渗漉法和水蒸气蒸馏法等预处理溶剂：乙醇、甲醇、丙酮、异丙醇及稀酸、稀碱溶液,传统

14、渗漉法： 有机溶剂浸泡12小时→洗脱2~3倍柱体积（BV）→浸泡3~5小时，洗脱→浸泡，洗脱→加2~5%盐酸浸泡，洗脱→水洗至PH值中性→加2~5%氢氧化钠浸泡，洗脱→水洗至PH值中性。缺点：溶剂用量大：20～30BV树脂预处理时间长：2～3天环境污染较大 ：,2、大孔吸附树脂的再生,简单再生：用不同浓度的溶剂按极性从大到小梯度洗脱，再用2~3 BV的稀酸和稀碱溶液浸泡洗脱，水洗至pH值中性即可使用。强化再生：先用不同浓度

15、的有机溶剂洗脱后，再反复用大体积稀酸、稀碱溶液交替强化洗脱后水洗至pH值中性，即可使用。,3、大孔吸附树脂有机残留物的检测,检测方法：GC、UV限量标准：SDA规定苯乙烯骨架型大孔吸附树脂残留物检查项目暂定为：苯不得超过2ppm、甲苯、二甲苯、苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类（二乙烯基）等不得超过20ppm。,三、大孔树脂在医药领域中的应用,食品工业：番茄红素、紫草色素、甜菊糖等抗生素类生产：内酰胺类、大环内酯类、林可霉素类、氨基糖苷类、

16、肽类、博莱霉素类、含氮杂环类及其它新抗生素的分离、提纯中药新药研发：丹参总酚酸 、红花总黄色素、管花肉苁蓉总苯乙醇苷等中药和天然药物生产：人参总皂苷、三七总皂苷、银杏叶总黄酮、喜树碱、苦参碱等,46,5．根据物质离解程度不同分离进行分离 ——离子交换法,离子交换树脂为固定相，水，含水溶剂装柱含水流动相通过树脂可交换离子与树脂上的交换基团交换，吸附到树脂上 中性及无交换离子的成分流出将吸附到柱上的成分洗脱下来,47,Th