關于藥物分離純化技術第二章藥物的液液萃取技術主要內容一、基本概念二、分子間作用力與溶劑特性三、分配平衡與分配定律四、弱電解質分配平衡五、乳化與去乳化第2頁,共54頁，星期六，2024年，5月第一節基本概念

一、萃?。?、定義：萃取是將存在于某一相的目標化合物用溶劑浸取、溶解，轉入另一液相的分離過程。2、液固萃?。喝绻麡悠肥枪腆w，用溶劑把固體樣品中的可溶性組分提取出來，這一過程就是液固萃?。ㄒ卜Q為提取或浸?。?。

第3頁,共54頁，星期六，2024年，5月3、液液萃?。喝绻麡悠肥侨芤?，把萃取劑（溶劑）加入到樣品溶液中，使樣品中的某種組分轉移到萃取劑中，從而與基體相分離的過程。完整的LLE操作過程見P8圖2-14、萃取速率：在LLE過程中，料液中溶質濃度隨時間的變化率即為萃取速率。

-dc/dt=ka(c-c*)第4頁,共54頁，星期六，2024年，5月在LLE萃取過程中，在相同濃度差的作用下，溶質不斷從料液相向萃取相擴散，使得料液相中溶質濃度不斷降低，萃取相中溶質濃度不斷升高，即：根據數學上的意義，在某一時刻的萃取速率就是料液相濃度變化曲線上過該點的切線的斜率。第5頁,共54頁，星期六，2024年，5月二、反萃?。航涍^萃取操作后，向萃取液中再加入水相（第二水相）并調節水相條件，把目標產物從有機相轉入水相的操作稱為反萃取。過程見P9圖2-4三、物理萃取

就是溶質根據相似相溶的原理在兩相間達到分配平衡，從而使溶質從料液相進入萃取相的過程。

特點：溶質在兩相中都不發生化學反應P9表2-1四、化學萃取法：利用脂溶性萃取劑與溶質之間的反應生成脂溶性復雜分子，從而實現溶質向有機相的轉移。特點：溶質與萃取劑之間發生化學反應，也稱“反應萃取”第6頁,共54頁，星期六，2024年，5月化學萃取法涉及到的化學反應包括離子交換、配位反應、離子締合反應、協同反應等。常用化學萃取劑P10表2-2第7頁,共54頁，星期六，2024年，5月第二節分子間作用力與溶劑特性一、分子間作用力分子間力是分子和分子間的一種弱相互作用，比物理相互作用強，比化學建弱。包括:范德華力和氫鍵1、離子-偶極力：離子對極性分子產生的作用力分子極性越強，與離子的相互作用力越強，如NH4Cl在水中的溶解度大于在乙醇中的溶解度。2、離子-誘導偶極力：

誘導偶極指非極性分子在外電場作用下產生的偶極。離子對非極性分子產生的作用力就是離子-誘導偶極力。第8頁,共54頁，星期六，2024年，5月3、范德華力是存在于分子與分子間的一種最普遍的相互作用力，包括色散力、誘導力和定向力。(1)色散力（瞬間偶極瞬間偶極力，Ed）瞬間偶極指非極性分子中，由于原子核在不斷地振動，核外電子也在不斷地運動，使得整個分子的正負電荷中心在某一瞬間不重合，由此而產生的偶極叫瞬時偶極。非極性分子間的瞬時偶極異極相吸，同極相斥，由此產生的分子間作用力叫色散力。瞬間偶極的正負極不斷發生轉換色散力是分子間的一種主要作用力，它的大小取決于分子的變形性，分子量越大，分子半徑越大，變形性越大，則色散力越強。第9頁,共54頁，星期六，2024年，5月（2）誘導力（偶極-誘導偶極力Ei）當極性分子與分級性分子互相靠近時，在極性分子的電場作用下，非極性分子產生誘導偶極，從而使非極性分子的誘導偶極與極性分子的固有偶極間產生一種相互作用，這種相互作用就是誘導力。誘導力的大小取決于極性分子的極性和非極性分子的變形性，極性分子的極性越大，非極性分子的變形性越大，誘導力越強。第10頁,共54頁，星期六，2024年，5月（3）定向力（偶極-偶極力，E0）由于極性分子固有偶極之間同極相斥，異極相吸，使分子在空間按異極相鄰的狀態取向，這種在固有偶極間的相互作用就是定向力。定向力的大小取決于分子的極性，分子的極性越大，定向力越大。第11頁,共54頁，星期六，2024年，5月4、氫鍵：（1）定義：由于氫原子與強電負性原子結合時，成鍵電子強烈偏向電負性很強的原子，使氫原子成為幾乎“裸露”的質子，這種氫原子與另一個分子中的強電負性原子相互靠近時而產生的一種相互作用稱為氫鍵。氫鍵的形式：X—H···Y第12頁,共54頁，星期六，2024年，5月（2）氫鍵的類型分子內氫鍵

同分子間氫鍵分子間氫鍵異分子間氫鍵第13頁,共54頁，星期六，2024年，5月（3）氫鍵對化合物性質的影響A分子間氫鍵導致溶質和極性溶劑形成異分子間氫鍵，從而導致溶質在極性溶劑中的溶解度增大。B分子內氫鍵的形成導致溶質與極性分子間不能形成氫鍵，從而較易溶于非極性分子中。第14頁,共54頁，星期六，2024年，5月5、電荷轉移相互作用在電性差別比較大的兩個分子間，多電子的分子向缺電子的分子轉移電子（或遷移負電荷），由此而產生的兩個分子之間的作用力叫電荷遷移力，即電荷轉移相互作用。第15頁,共54頁，星期六，2024年，5月二、溶質的溶解與溶劑極性相似相溶原理第16頁,共54頁，星期六，2024年，5月第三節分配平衡與分配定律一、分配定律與分配平衡常數1、分配定律：（1）定義：即溶質的分配平衡規律，指在恒溫恒壓條件下，溶質在互不相溶的兩相中達到分配平衡時，如果其在兩相中的相對分子質量相等，則其在兩相中的平衡濃度之比為分配常數，用A表示。A=C2/C1第17頁,共54頁，星期六，2024年，5月(2)分配定律的適用條件A必須是稀溶液，即適用于接近理想溶液構成的萃取體系。B溶質對溶劑的互溶沒有影響。C溶質在兩相中是同一類型分子。第18頁,共54頁，星期六，2024年，5月（3）熱力學理論對分配定律的解釋根據熱力學理論，當溶質在互不相溶的兩相中達到分配平衡時，在恒溫恒壓下，溶質在兩相的化學位（m）相等。m1=m2第19頁,共54頁，星期六，2024年，5月二、分配比如果溶質在兩相中不以同一種分子形式存在，或料液濃度較高，兩相平衡時，濃度之間的關系就不再符合分配定律。如果溶質在兩相中有多種存在形式，每一項中溶質的每一種存在的濃度之和為溶質在該相中的總濃度，溶質在兩相中的總濃度比稱為分配比。用m表示

m=C2,t/C1,t或m=yt

/xt第20頁,共54頁，星期六，2024年，5月當溶質濃度較低時，分配比就是分配系數，為常數。溶液平衡關系可用Henry式表示：y=m?x當溶質濃度較高時，溶液平衡關系用Langmuir式表示

y=m1?x/(m2+x)一般情況下用下式表示：

y=m1?x/(m2+x)nn第21頁,共54頁，星期六，2024年，5月三、萃取率表示一種溶劑對溶質萃取能力，用h表示。

h=萃取相中溶質的量/原始料液中溶質總量*100%=M2V2/（M1V1+M2V2）*100%=E/（E+1）*100%E=M2V2/M1V1=AV2/V1第22頁,共54頁，星期六，2024年，5月四、分離系數表示在相同條件下，料液中A、B兩種溶質分離的難易程度，用b表示。

b=(CA2/CA1）/（CB2/CB1）=mA/mB第23頁,共54頁，星期六，2024年，5月第四節弱電解質分配平衡弱電解質萃取過程：弱酸性電解質弱堿性電解質第24頁,共54頁，星期六，2024年，5月

根據分配定律，弱酸性電解質的分配常數：水相中酸的總濃度：

第25頁,共54頁，星期六，2024年，5月根據弱酸離解平衡常數表達式：得：

第26頁,共54頁，星期六，2024年，5月所以同理可得：第27頁,共54頁，星期六，2024年，5月弱酸性電解質的分配比為：整理，兩邊取對數：同理，弱堿性電解質的分配比為：第28頁,共54頁，星期六，2024年，5月pH對弱酸性電解質分配系數的影響見P19圖2-11第29頁,共54頁，星期六，2024年，5月第五節乳化和去乳化一、乳化及乳化現象的原因：1、乳化：指一種液體以小液滴的形式分散在另一不相溶的液體中，這種現象稱為乳化現象。生成的這種多相體系稱為乳濁液。

乳濁液中被分散的小液滴稱為分散相，容納分散相的液體稱為連續相。2、藥物的液液萃取過程發生乳化現象的原因：

（1）植物藥的水提液和生物發酵液中常常含有大量蛋白質。蛋白質有疏水性肽鏈和親水性基團構成，呈現表面活性劑的性質，起到乳化劑的作用，從而在兩相界面處產生乳化現象。第30頁,共54頁，星期六，2024年，5月（2）萃取體系中含有呈膠粒狀態和極細微的顆?；螂s質。（3）發酵液染菌后使蛋白質變性，從而造成乳化。（4）有機相的粘度過大或由于化學不穩定而分解生成了易發生乳化的物質。（5）萃取時過度攪拌，造成分散相液滴的過細分散而導致乳化。第31頁,共54頁，星期六，2024年，5月二、乳濁液穩定存在條件

互不相溶的兩相混合后，很快就會分層，不能形成穩定的乳濁液，當加入乳化劑時，即可形成相對穩定的乳濁液。

乳化劑為表面活性劑，其分子結構中既含有親水基團又含有親油基團。

乳化劑使乳濁液穩定的原因：（1）界面膜的形成（2）界面電荷的形成（3）介質粘度第32頁,共54頁，星期六，2024年，5月三、乳濁液的類型：

水包油型（o/w）：油滴分散于水相中形成的乳濁液油包水型（w/o）：水滴分散于油中形成的乳濁液

形成乳濁液的類型主要取決于表面活性劑的性質，若表面活性劑的親水基團強度大于親油基團，則形成o/w型乳濁液；若親油基團的強度大于親水基團，則形成w/o型乳濁液。第33頁,共54頁，星期六，2024年，5月表面活性劑親水與親油程度的強弱用親憎平衡值（HLB）表示，HLB越大，親水基強度越大；越小，親水基強度越小。HLB在3~6范圍內的乳化劑能促進w/o型乳濁液的形成，HLB在6~15范圍內的乳化液能促進o/w型乳化液的形成。P21表2-4第34頁,共54頁，星期六，2024年，5月四、乳化液的消除——破乳1、加入表面活性劑：表面活性劑可改變界面的表面張力，促使乳濁液轉型。

如果是o/w型乳濁液：加入親油型表面活性劑（HLB值小的），使乳濁液從o/w型轉變為w/o型，但由于溶液條件不允許形成w/o型乳濁液，從而使乳濁液消除，達到破乳目的。2、電解中和法：3、吸附法：利用多孔性介質對油和水的吸附能力的差異來破乳。如，讓乳濁液（w/o型）通過碳酸鈣或無水碳酸鈉。

第35頁,共54頁，星期六，2024年，5月4、加熱：加大分散相的熱運動速率，降低介質

粘度，使分散相相互碰撞的幾率及動量增

加，從而使小液滴發生聚集。5、稀釋法：加入連續相6、機械法：采用過濾或離心沉降的方法7、調節水相酸度：第36頁,共54頁，星期六，2024年，5月第六節化學萃取法化學萃取法就是使溶質與萃取劑之間發生化學作用，從而實現溶質從水相向有機相轉移的萃取過程。溶質和萃取劑結合而形成的產物叫萃合物。第37頁,共54頁，星期六，2024年，5月一、溶質與萃取劑之間的化學作用：1、配位反應：

如果被萃取物以中性分子形式存在，萃取劑也以中性分子形式存在，兩者通過配位結合成為中性溶劑配合物，從而使溶質從水相轉移到有機相，這類化學作用為配位反應。

如，在乙酸乙酯中加入磷酸三丁酯（TBP）萃取青霉素，使TBP與青霉素通過氫鍵結合形成萃合物。第38頁,共54頁，星期六，2024年，5月TBP結構：OC4H9

lO=P-OC4H9

l

OC4H9一般的配位反應可表示為：M(W)+B(O)M·B(O)第39頁,共54頁，星期六，2024年，5月2、陽離子交換反應：

在陽離子交換反應中，萃取劑一般為有機弱酸HA或H2A，而溶質在水相中以陽離子M的形式存在，二者接觸時，M取代萃取劑中的H而與萃取劑結合，這一過程稱為陽離子交換反應。+n+n+第40頁,共54頁，星期六，2024年，5月3、離子締合反應萃?。?）溶質在水相中以陰離子的形式存在，萃取劑先與氫離子結合成陽離子，陰、陽離子再互相靠近形成離子締合物，從而使溶質進入有機相，這種萃取稱為陰離子萃取。A

(W)+HB(O)BHA(O)-+-第41頁,共54頁，星期六，2024年，5月(2)溶質陽離子先與螯合性萃取劑結合成螯合陽離子，再與水相中存在的較大陰離子互相靠近而形成離子締合物，最后進入有機相，這種萃取過程稱為陽離子萃取。M(W)+R(O)R·M(W)+X(W)R·M

·X(O)4、協同反應萃?。雍戏磻腿。?/p>

萃取體系中含有兩種或兩種以上的萃取劑時所進行的萃取過程叫協同萃取。+++--第42頁,共54頁，星期六，2024年，5月二、萃取劑：1、陽離子交換萃取劑：

也稱酸性萃取劑，包括羧酸、磺酸以及酸性含磷萃取劑等2、陰離子交換萃取劑

主要指胺類萃取劑，包括伯胺RNH2、仲胺R2NH、叔胺R3N以及季銨鹽R4N。

一般要求有機胺的分子量在250~600之間，分子量小于250的烷基胺在水中的溶解度較大，使用時會造成萃取劑的損失。而分子量大于600的有機胺大都是固體，在有機稀釋劑中的溶解度小，萃取容量也很小。+第43頁,共54頁，星期六，2024年，5月3、中性配合萃取劑包括含氧萃取劑、含硫萃取劑、中性含磷萃取劑及酰胺類萃取劑。P23表2-5形成烊鹽能力順序為：R2O<ROH<RCOOR<RCOR<RCHO含硫亞砜R2SO和石油硫醚R2S’第44頁,共54頁，星期六，2024年，5月4、螯合萃取劑

指可與金屬離子作用生成螯合物的一類萃取劑，比如分析化學中用的EDTA，再比如脂肪族a-羥肟、芳香族a-羥肟以及某些8-羥基喹啉的衍生物。這類萃取劑一般有很強的專業性，可用于稀土金屬的萃取分離。三、稀釋劑：在萃取劑中加入的另一種溶劑，稱為稀釋劑1、稀釋劑的作用第45頁,共54頁，星期六，2024年，5月（1）改變萃取劑的濃度，調節有機相的萃取能力和萃取選擇性。（2）改變萃取劑的萃取性能。（3）加大萃取物在有機相的溶解度，防止三相的形成。第46頁,共54頁，星期六，2024年，5月2、稀釋溶液的選擇（1）分配系數：稀釋劑能影響分配系數，加入的稀釋劑要能夠增大萃取時的分配系數。（2）選擇性：在非特異性萃取過程中，一般選擇非極性稀釋劑，可使萃取相中的雜質含量減小。（3）穩定性：一般烷烴比酯、醇和鹵化烴更穩定，所以烷烴稀釋劑用的比較多。第47頁,共54頁，星期六，2024年，5月（4）粘度和密度：要求稀釋劑的粘度、密度要小，萃取時容易分層。（5）毒性低：尤其在食品和藥品領域中應用時。（6）水溶性要