生物制药学——第四章 萃取分离法
生物制药工艺学第4章萃取法-PPT精选文档
若用1/2体积的醋酸丁酯进行二级错流萃取， 则 1 /4
1 2 11 . 125 1 1 理论收率 1 100 % 99 . 32 % 11 . 125 1 11 . 125 1 E 1 E 2 44 . 5 11 . 125
（二）、分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、一定压 力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂 间分配时，达到平衡后，在两相中的活 度之比为一常数。如果是稀溶液，可以 用浓度代替活度，即：
C L 萃取相浓度 K C R 萃余相浓度
K 称为分配系数
应用分配定律时，须符合下列条件： ①必须是稀溶液，即适用于接近理想溶 液的萃取体系； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一分子形式， 即不发生缔合或解离。
抗生素在不同的pH条件下，可以有不同 的化学状态，其分配系数亦有差别，若 适度改变pH，可将抗生素自水相转入有 机相，或从有机相再转入水相，这样反 复萃取，可以达到浓缩和提纯的目的
A H
Ko
有 机 相 Kp
A H
+ A +H
水 相
K 0 K 0 K 表 pH p K P K 1 10 P 1 [H ]
1Байду номын сангаас
n2，理论收率
8 . 75 8 . 75 1 100 % 98 . 84 % 2 1 8 . 75 1
（四）、分离因素
料液中的溶质并非是单一的组分，除了所需 产物（A）外，还存在有杂质（B）。分离因 素(separation factor)，常用表示，其定义为： 在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分 配系数的比值
萃取分离法优秀课件
１.亲水性
疏水性 (亲脂性).
亲水性: 易溶于水难溶于有机溶剂的性质. 疏水性: 易溶于有机溶剂难溶于水的性质.
2.选一结构相似的溶剂, 使欲测物最大限度 地转入另一相中.（相似相溶规则）
规律: (1). 离子都有亲水性. (2). 亲水基团越多亲水性越强. (3). 疏水基团越多、分子量越大、疏 水性越强.
ACD
二、分配定律 任何物质在水相、有机相都会有一定的溶解度。
1891年，Nernst发现了分配定律：“在一定温度 下，当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到 平衡时，则该物质在两相中的浓度之比为一常数。” 即：
Aw
Ao
KD= [A]o [A]w
Bw
Bo
[B]o KD=
[B]w
KD叫分配系数，仅是T的函数
常见的亲水基团: —OH、—SO3H、—COOH、 —NH2、=NH等。
( 实际上, 物质形成氢键的能力是物质亲水 性的重要标志 O>N>S)
常见的疏水基团: —R、—RX、—Ar等。
例:
用丁二酮肟作萃取剂,CHCl3为溶剂,萃取Ni2+时, Ni2+能从水相进入有机相的原因是( )
A. Ni2+离子的电荷被中和 B. 溶液的酸度发生了变化 C. 引入了疏水基团 D. 水合离子的水分子被置换
D [[A A 11 ]]W O [[A A 2 '2]]W O [[A A i'n]]O WC C W O
若两相体积相等, D > 1,则A进入有机相的多; 若两相体积相等, D < 1,则A进入水相的多。
例:
电离平衡:
[H+]w[Ac-]w
Ka =
制药分离工程第四章超临界萃取
4.2 超临界萃取的基本原理
Peng-Robinson方程
P RT
a (T )
V b V (V b ) b (V b )
b 0 .07780 RT c ; Pc
a (T ) a (T c ) (T r , )
a (T c ) 0 .45724
R 2Tc2 ; Pc
[1
(1
T 0.5 r
超临界流体不是液体，也不是通常状态下的 气体，是一种特定状态的流体
1、处于临界点状态的物质 可实现从液态到气态的连 续过渡，两相界面消失， 汽化热为零。
2、超过临界点的物质 （ T>Tc ），不论压力有 多大，都不会使其液化， 压力的变化只引起流体密 度的变化。
4.1 概述
超临界流体萃取（SFE，Supercritical Fluid Extraction）是利用流体在临界点附近所具有 的特殊溶解性能而进行的一种化工分离过程。
4.2 超临界萃取的基本原理
超临界流体的特性：
(1)压力微小变化可引起流体密度的巨大变化 (2)扩散系数与气体相近，密度与液体相近。 (3)密度随压力的变化而连续变化，压力升高，密度增加。 (4)介电常数随压力的增大而增加。这些性质使得超临界流 体比气体有更大的溶解能力；比液体有更快的传递速率。
4.2 超临界萃取的基本原理
4.1 概述
超临界萃取的发展
1879年Hanney和Hogarth发表了他们研究非挥发性无机 盐，如氯化钴、碘化钾、溴化钾等在超临界乙醇中的 溶解现象。
1905年，Buchner首先研究了萘在超临界CO2中的溶解。 接着人们研究了蒽、菲、樟脑苯甲酸等挥发性有机物 在超临界CO2、甲烷、乙烷、乙烯、三氟甲烷等中的溶 解现象。
萃取分离
萃取分离技术Extraction 5.1 概述利用物质在互不相容的两相之间溶解度的不同而使物质得到分离纯化或浓缩的方法称为萃取。
目标物液体：液液萃取固体：液固萃取（浸取）有机溶剂萃取双水相萃取液膜萃取反胶束萃取超临界萃取5.2 液固萃取（浸取）¾液固萃取，又称浸取或提取，是一种分离和富集某些天然产物、生化试剂和添加剂的有效手段。
由于溶剂渗入固体试样内部是比较缓慢的过程，因此液固萃取需要较长的时间，一般需要连续萃取。
浸提分为冷浸和热浸两种：¾冷浸法：适用于提取遇热易被破坏的物质及含淀粉、树胶、果胶、黏液质的样品。
¾热浸法：由于提高温度有利于有效成分的溶解度故提取效果较冷浸好。
该方法操作时间长，浸出溶剂用量大，往往浸出效率差，不易完全浸出，不适合有效成分含量低的原料。
为了有效成分的浸出，固体样品尽量粉碎传统的液固萃取装置是利用索氏（Soxhlet）提取器浸取在食品工业中的应用食用油¾除了采用传统的压榨法外，常采用溶剂浸提其中所含的油脂。
黄豆经溶剂浸提后，豆渣中残油量往往低于l%，远较压榨法的豆渣的残油率2%~2.5%为低。
除了油料种籽可以采用浸提法抽取其所含的油脂外，有时还采用浸提法抽取鱼肝或鱼皮的油脂。
常用溶剂：己烷、庚烷、环己烷速溶咖啡¾从咖啡豆中浸提出可溶性成分，经喷雾干燥或冷冻干燥可制得速溶咖啡。
食品功能成分的提取5.3 溶剂萃取法(Solvent Extraction)杂质目的产物料液萃取剂Light phaseHeavy phase溶剂萃取过程示意图实验室溶剂萃取过程分液漏斗有机相水相溶剂萃取法的原理萃取是根据不同物质在两相中分配平衡的差异是实现分离的。
物理萃取：利用溶剂对需分离的组分有较高的溶解能力，分离过程纯属物理过程，理论基础是分配定律；化学萃取：溶剂首先有选择性地与溶质化合或络合，从而在两相中重新分配而达到分离目的，服从相律及一般化学反应的平衡定律。
生物制药工艺学复习总结全解
《生物制药工艺学》第四章萃取分离法（答案）一、填空题1、常用的萃取方法有：单级萃取、多级错流萃取、多级逆流萃取。
2、影响溶剂萃取的因素：乳化和破乳化、PH的影响、温度和萃取时间的影响、盐析作用的影响、溶剂种类、用量及萃取方式的影响。
3、破乳方法有：加入表面活性剂、离心、加电解质、加热、吸附法破乳、高压电破乳、稀释法、超滤、反应萃取。
4、常用的破乳剂有：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂。
二、名词解释1、液-液萃取：是指用一种溶剂将物质从另一种溶剂（如发酵液）中提取出来的方法，根据所用溶剂的性质不同或萃取机制不同，可将液-液萃取分为多种类型。
2、萃取：在溶剂萃取中，被提取的溶液称为料液，其中与提取的物质称溶质，而用以进行萃取的溶剂称为萃取剂。
料液与萃取剂接触后，料液中的溶质向萃取剂转移的过程称为萃取，达到萃取平衡后，大部分溶质转移到萃取剂中，这种含有溶质的萃取剂溶液称为萃取液，而被萃取出溶质以后的料液称为萃余液。
3、反萃取（stripping）：是将萃取液与反萃取剂（含无机酸或碱的水溶液，有时也可以是水）相接触，使某种被萃入有机相的溶质转入水相，可把这种过程看作萃取的逆过程。
4、分配定律：即在一定温度，一定压力下，某一溶质在互不能相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的活度之比为一常数。
5、萃取因素：也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入萃取相的总量与该溶质在萃余相中总量之比，通常以E表示。
6、萃取率（percentage extraction）：生产上常用萃取率来表示一种萃取剂对某种溶质的萃取能力，计算萃取效果，其公式为：7、分离因素：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值。
三、问答1、简述溶剂萃取法的优点。
答：①操作可连续化，反应速度快，生产周期短；②对热敏物质破坏少；③采用多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高。
2、简述选择萃取溶剂应遵守的原则。
答：①分配系数愈大愈好，若分配系数未知，则可根据“相似相容”的原则，选择与药物结构相近的溶剂；②选择分离因数大于1的溶剂；③料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好；④尽量选择毒性低的溶剂；⑤溶剂的化学稳定性要高，腐蚀性低，沸点不宜太高，挥发性要小，价格便宜，来源方便，便于回收。
制药工业中萃取分离
制药工业中的萃取分离
1 青霉素类的萃取分离 2 其他抗生素的萃取分离 3 从植物提取药物中的萃取分离 4 蛋白质类药物的萃取分离
1 青霉素的萃取分离
[1] 霉素、匹马霉素和曲古霉素等 。多烯类抗生素主要抑制真菌细胞膜的胆固醇，例如真菌与
支原体的细胞膜 。很多杀菌剂（一般指杀真菌剂）都属于多烯类抗生素，如制霉菌素，它是由 S.noursei 产生的四烯大环内酯烯类抗生素，结构上与两性霉素 B类似,是应用比较早的一类农用 抗生素。
2.3 多烯类抗生素的提取
3.1 吗啡的提取
吗啡（ Morphine ，MOP ）是鸦片类毒品的重要组成部分，在 鸦片中的含量为 4%-21% ，平均 10%左右。 1806年德国化学家 泽尔蒂纳首次将其从鸦片中分离出来，并使用希腊梦神 Morpheus 的名字将其命名为吗啡。其衍生物盐酸吗啡是临床 上常用的麻醉剂，有极强的镇痛作用，多用于创伤、手术、烧 伤等引起的剧痛，也用于心肌梗死引起的心绞痛，还可作为镇 痛、镇咳和止泻剂；吗啡的二乙酸酯又被称为海洛因。但其最 大缺点是易成瘾。这使得长期吸食者无论从身体上还是心理上 都会对吗啡产生严重的依赖性，造成严重的毒物癖，从而对自 身和社会均造成极大的危害。
2.1 大环内脂类的萃取分离
2.1 大环内脂类的萃取分离
2.1 大环内脂类的萃取分离
2.2 四环类抗生素的萃取
2.2 四环类抗生素的萃取
2.3 多烯类抗生素的提取
多烯类抗生素又称多烯大环内酯类抗生素，是一类含有共轭多烯和羟基大环内酯类化合物。 主要有两性霉素 B、金色制霉素、克念菌素 B、意北霉素、菲律宾菌素、汉霉素、制霉菌素、表
萃取分离法详解
• ③多种离子的分离，如矿物浸取液的分离和净制 ，若加入化学品作分部沉淀，不但分离质量差， 又有过滤操作，损耗也大；
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• ④不稳定物质（如热敏性物质）的分离， 如从发酵液制取青霉素。萃取的应用，目 前仍在发展中。元素周期表中绝大多数的 元素，都可用萃取法提取和分离。萃取剂 的选择和研制，工艺和操作条件的确定， 以及流程和设备的设计计算，都是开发萃 取操作的课题
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2
• 萃取是利用两者的溶解 度不同。萃取，溶解原 理，比如说现在A跟B混 在一块，有一种溶剂C ，它与A相溶，但不与B 相溶，那么我们可以在 AB的混合液中加入C， 此时A溶入于C，与B分 离。
2020/6/13
分液漏斗
3
• 液-液萃取：用选定的溶剂分离液体混合物中某 种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相 溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的 热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀 性。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机溶剂分 离石油馏分中的烯烃； 用CCl4萃取水中的Br2.
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反萃取(stripping或back extraction)是将萃
• 固-液萃取：也叫浸取，用溶剂分离固体混合物 中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精 浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药 中浸取有效成分以制取流浸膏叫“浸沥”。
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4
原理
• 利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的 溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合 物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。 经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物 提取出来。
• 在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质 （如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机 物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高 萃取效果。
生物制药工艺学习题选择填空
第一章生物药物概述一、填空：1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中药2、现代生物药物已形成四大类型，包括基因重组多肽和蛋白质、基因药物、天然生化药物、合成与部分合成的生物药物二、选择题：1、以下能用重组DNA技术生产的药物为（B）A、维生素B、生长素C、肝素D、链霉素2、下面哪一种药物属于多糖类生物药物（C）A、洛伐他汀B、干扰素C、肝素D、细胞色素C3、能用于防治血栓的酶类药物有（D）A、SODB、胰岛素C、L-天冬酰胺酶D、尿激酶4、环孢菌素是微生物产生的（A）A、免疫抑制剂B、酶类药物C、酶抑制剂D、大环内酯类抗生素5、下列属于多肽激素类生物药物的是（D）A、ATPB、四氢叶酸C、透明质酸D、降钙素6、蛋白质工程技术改造的速效胰岛素机理是（D）A. 将猪胰岛素B30位改造为丙氨酸，使之和人胰岛素序列一致B. 将A21位替换成甘氨酸，B链末端增加两个精氨酸，使之在pH4溶液中可溶C. 将B29位赖氨酸用长链脂肪酸修饰，改变其皮下扩散和吸收速度D. 将人胰岛素B28位与B29位氨基酸互换，使之不易形成六聚体第二章生物制药工艺技术基础一、填空题1、从生物材料中提取天然大分子药物时，常采用的措施有采用缓冲系统、添加保护剂、抑制水解酶作用等。
2、生化活性物质浓缩可采用的方法有盐析浓缩、有机溶剂沉淀浓缩、超滤浓缩、真空减压浓缩或薄膜浓缩、用葡聚糖凝胶浓缩、用聚乙二醇浓缩3、生化活性物质常用的干燥方法有减压干燥、喷雾干燥、冷冻干燥4、冷冻干燥是在低温、低压条件下，利用水的升华性能而进行的一种干燥方法。
5、微生物菌种的分离和纯化可以用的方法有平板划线法、稀释后涂布平板法。
6、微生物菌种的自然选育是指利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰变型菌落，选择维持原有生产水平的菌株。
7、诱变时选择出发菌株时应考虑出发菌株的稳定性、选用具备某种优良特性、对诱变剂敏感、菌种的生理状态及生长发育时间等问题。
萃取分离讲解PPT课件
工艺条件的优化
总结词
工艺条件对萃取分离效果具有重要影响，优化工艺条件可以提高分离效率和纯 度。
详细描述
通过实验确定最佳的萃取温度、压力、搅拌速度和时间等工艺参数。根据实际 情况调整工艺条件，以实现高效、低能耗的分离过程。
新型萃取分离技术
总结词
随着科技的发展，新型萃取分离技术不断涌现，为复杂体系的分离提供了更多选 择。
压力
压力对液体的沸点和相平衡有影响，进而影响萃取分离效 果。加压可以提高萃取剂的溶解度，但也可能增加设备投 资和操作成本。
停留时间
萃取剂在料液中的停留时间也会影响分离效果，过短的停 留时间可能导致萃取不充分，而停留时间过长则可能引起 逆向扩散和萃取剂的损失。
料液的性质
浓度与组成
料液中目标物质的浓度和组成直接影 响萃取分离的效率和经济性。浓度越 高，分离效果通常越好，但也可能导 致萃取剂用量增加。
萃取分离讲解
目录
• 萃取分离简介 • 萃取分离过程 • 萃取分离设备 • 萃取分离的影响因素 • 萃取分离的优化与改进 • 萃取分离案例分析
01
萃取分离简介
定义与原理
定义
萃取分离是一种利用物质在两种不混 溶液体中的溶解度差异，将目标物质 从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分 离技术。
原理
基于不同溶剂对目标物质的溶解度不 同，通过选择适当的溶剂，使目标物 质在两相之间进行有效的转移和分离。
萃取剂的密度和粘度对分离 效果也有影响，密度差异有 助于相的分离，而粘度过高 可能导致流动性能降低。
工艺条件
温度
温度对萃取分离过程的影响显著，温度升高通常能提高传 质速率，但也可能导致萃取剂分解或料液中物质的热分解 。
搅拌强度
生物制药工艺学萃取法
广义的溶剂萃取法(solvent extraction) 包括液-固萃取和液-液萃取： 液-固萃取又称浸取、浸提
液-液萃取指用一种溶剂将 物质从另一种溶剂（如发酵 液）中提取出来的方法。
溶剂萃取法优点： ①操作可连续化，速度快，生产周期短； ②对热敏物质破坏少； ③采用多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯 化度高。 缺点： 由于有机溶剂使用量大，对设备和安全要 求高，需要各项防火防爆等措施。
（二）、分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、一定压 力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂 间分配时，达到平衡后，在两相中的活 度之比为一常数。如果是稀溶液，可以 用浓度代替活度，即： CL 萃取相浓度 K CR 萃余相浓度 K 称为分配系数
应用分配定律时，须符合下列条件： ①必须是稀溶液，即适用于接近理想溶 液的萃取体系； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一分子形式， 即不发生缔合或解离。
1
n2，理论收率
21 8.75 8.75 1 100% 98.84% 21 8.75 1
若改为二级错流萃取，第一级用1/4体积的醋 酸丁酯，第二级用1/10体积的醋酸丁酯，则
1/ 4 E1 35 8.75 1
1 / 10 E 2 35 3.5 1
1 1 1 100% 97.72% 8.75 13.5 1
在萃取过程中，溶质在两相的分子形式常 常并不相同，仍然采用类似分配定律的公 式作为基本公式。这时候溶质在萃取相和 萃余相中的浓度，实际上是以各种化学形 式进行分配的溶质总浓度，它们的比值以 分配比(distribution ratio)表示：
CL CL1 CL2 CL3 CLn D K表 CR CR1 CR2 CR3 CRn
生物制药工艺学 第4章 萃取法
（四）、分离因素
料液中的溶质并非是单一的组分，除了所需 产物（A）外，还存在有杂质（B）。分离因 素(separation factor)，常用表示，其定义为： 在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分 配系数的比值
CA1 / CB1 KA β CA 2 / CB 2 K B
二、溶剂萃取法的基本原理
1
n2，理论收率
21 8.75 8.75 1 100% 98.84% 21 8.75 1
若改为二级错流萃取，第一级用1/4体积的醋 酸丁酯，第二级用1/10体积的醋酸丁酯，则
1/ 4 E1 35 8.75 1
1 / 10 E 2 35 3.5 1
（二）、分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、一定压 力下，某一溶质在互不相溶的两种溶剂 间分配时，达到平衡后，在两相中的活 度之比为一常数。如果是稀溶液，可以 用浓度代替活度，即： CL 萃取相浓度 K CR 萃余相浓度 K 称为分配系数
应用分配定律时，须符合下列条件： ①必须是稀溶液，即适用于接近理想溶 液的萃取体系； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一分子形式， 即不发生缔合或解离。
三、温度和萃取时间的影响
高温不稳定 高温时溶剂间互溶度增大
四、盐析作用的影响
①由于盐析剂与水分子结合，降低了药物 在水中的溶解度，使其易转入有机相； ②盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解度； ③盐析剂增大萃余相比重，有助于分相。
五、溶剂种类、用量及萃取方式
①分配系数愈大愈好，若分配系数未知， 则可根据“相似相溶”的原则，选择与药 物结构相近的溶剂； ②选择分离因素大于1的溶剂； ③料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好； ④尽量选择毒性低的溶剂。 ⑤溶剂的化学稳定性高，腐蚀性低，沸 点不宜太高，挥发性要小，价格便宜，来 源方便，便于回收。
《萃取分离法》PPT课件
第六章 chapter 6
（5）温度的影响
看萃取反应吸热还 是放热。
温度对TBP萃取铀 影响见右图
（6）杂质离子的影响
如：水相中存在能与 金属离子配位的阴 离子，会抑制（减 弱）萃取配合物的 生成
（7）萃取剂的影响
萃取剂的结构和性质直接影响其与金属离子的配位。
（8）稀释剂的影响
稀释剂：加入有机相中起溶解萃取剂、减小有机相粘度、抑 制乳化等作用的惰性溶剂。 稀释剂影响萃取剂的聚合，且可能与萃取剂形成氢键。
Walther Nernst
20世纪40年代以后，溶剂萃取走向成熟： ◆ 完善的理论体系 ◆ 丰富的萃取模式 ◆ 广泛的应用领域
溶剂萃取法的优缺点
优点
• 仪器设备简单，操作方便； • 分离选择性高； • 应用范围广：无机物、有机物；大量、微量组分富集。 • 处理量大，适合工业规模分离，易于实现连续自动操作。
85.00
热力学分配平衡常数K0
K 0 org [ A]org org KD也称（萃取aq ）分[配A]系aq 数 aq
KD
org aq
2. 分配比
当溶质在某一相或两相中发生离解、缔合、配位或离子聚集
现象时，同一溶质在同一相中就可能存在多种形态。
如：OsO4在CCl4/H2O体系中分配时：
含磷萃取剂（B）
TBP
BDBP
TOPO
单独含磷萃取剂的分配比 DB 单独P204萃取剂的分配比 DP204 混合萃取剂的分配比 D协同 协萃系数 R
萃取分离技术推荐课件
E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%
2021/8/22
22
（3）E由D、V水/V有决定， D￪ 、V水/V有￬， E￪
（4 ）连续萃取
连续萃取：溶质经一次萃取后，分离两相，再用 新鲜的有机溶剂萃取剩余在水相中的溶质，再 分离，如此反复。
C0V水
若V有=V水 C1V水 C0VD 水有 VV水V有V 有 D1C 0D111C0
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萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
同理
C 2C 1(1 1D )C 0(1 1D )2112 C 01
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3
C 3C 2(1 1D )C 0(1 1D )3113C 0 31
萃取百分率：表示被萃取的组分已萃入有机相的 总量与原始溶液中被萃取组分总量比值的百分 数。用E表示。
某一物质A的水溶液，体积为V水，用有机溶
剂萃取时，有机溶剂的体积为V有
分子分母同
除以C水V有
E A在A在有两机相溶中剂的中总的含总量含 10量 0%
C有V有
D
100%
C V C V 2021/8/22 有 有
(萃合物)。
3、萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水
相为萃余液。
2021/8/22
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4、萃取剂 指能与被萃取物质发生化学反应，形成能溶于
有机相的萃合物的试剂。 或指能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水
性物质的试剂。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应， 形成配合物、离子缔合物或溶剂化物。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
生物萃取法知识点总结
生物萃取法知识点总结生物萃取法的种类生物萃取法包括植物生物萃取法、动物生物萃取法和微生物生物萃取法。
1. 植物生物萃取法植物生物萃取法是指利用植物中具有代谢作用的生物体来对目标化合物进行分离提取。
这种方法最早的利用载体是使用固体材料，随着纤维技术的发展，也逐渐应用于植物生物萃取，植物所处的生长环境普遍受到光、水、温度、现象无数的影响，植物的成长受到植物体自身理化性能的制约。
植物萃取技术的基础是为了提取特定物质的叶、花、果等部位。
比如使用植物提取能提取植物的对甲醛、苯、二甲醚、氨等污染物的能力要大于酶、细菌，所以植物萃取成功约为5-10%的有机物传统技术生产费用。
2. 动物生物萃取法动物生物萃取法是指利用动物中具有代谢作用的生物体对目标化合物进行分离提取。
此法的应用较为广泛且有很多成功的实例，生物萃取法的使用，因为可以为萃取物提供较多精确解析测定，一般来源于当当、奶、肉、脂肪、皮、毛、血、骨等，生物萃取法多的就是蛋白质。
3. 微生物生物萃取法微生物萃取法是指利用微生物中具有代谢作用的生物体对目标化合物进行分离提取。
微生物生物萃取法的温度、基质、pH值都是影响提取率的重要因素之一，这些因素会影响提取所需的时间、清洁资料的选择、浓度等。
因为微生物的特殊性，很长时间内，微生物生物萃取变得困难，一般小型单元被大型单元循环使用。
生物萃取法的优势1. 能够萃取出天然有效成分采用生物萃取法，可以从植物、动物或者微生物中萃取出具有生物活性的物质，如药物、保健品、食品添加剂等。
这些天然有效成分具有对人体的生理调节作用，因此在医药和保健品领域具有很高的应用价值。
2. 提取效率高生物萃取法通常采用有机溶剂或者水作为萃取剂，对目标成分进行浸提、萃取和分离纯化。
由于生物体对目标成分具有较高的亲和性和选择性，因此生物萃取法具有较高的提取效率，能够将目标成分有效地从混合体中分离出来。
3. 技术操作简便生物萃取法无需复杂的设备和工艺，一般只需进行简单的浸提、过滤、结晶等工艺步骤，就能够完成目标成分的分离提取。
资料：第四章 萃取分离法
第四章萃取分离法经典萃取即是使溶液与另一种不相混溶的溶剂密切接触，让溶液中的某种或几种溶质介入溶剂中，从而使它们与溶液中的其他干扰组分分离的过程。
萃取分离在很早时就应用于分析中。
1842年Péligot发现乙醚可以硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。
1867年，又有人发现某些金属的硫氰酸盐可溶于乙醚，因此，可以用乙醚来分离钴和镍。
萃取技术从核燃料的提取、分离和纯化开始，已广泛地应用于是化工、冶金、制药、生物和航天等领域。
近20年来，基于科学技术的发展，又衍生出超临界萃取、双水相萃取、凝胶萃取、和膜基萃取等多项新型萃取分离技术。
第一节萃取分离的基本参数一、萃取化学中常用的名词萃取－原来溶于水相的被萃物与有机相接触后，通过物理或化学过程，部分或几乎全部转入有机相地过程。
溶剂－萃取过程中构成连续有机相地液体。
萃取剂－能与被萃物有化学结合，又能溶于有机相的有机溶剂。
配位剂－指溶于水相能与金属离子生成配合物的配位体。
这类配位剂按功能可分为二大类：抑萃配位剂，起到抑止干扰离子进入有机相的作用；助萃配位剂，起到协助金属离子进入有机相盐析剂－是本身不能被萃取，也不能与金属离子配位的无机盐。
其作用有两方面：其一，盐析剂的水合作用，吸引了一部分自由水分子，使自由水分子的两减少，使被萃物在水中的相对浓度增加，有利于萃取；其二，盐析剂的存在增加水的极性，有利于合有机相分层，减少乳化作用。
萃合物－被萃物与萃取剂结合而能萃取到有机相的化合物。
反萃剂－指能破坏有机相中萃合物的结构，使生成易溶于水相的化合物。
萃洗液－能洗去萃取液中的杂质而又不能使萃取物分离出来的水相溶液。
萃余液－萃取后残余的水相，一般指多次连续萃取后残余的水相。
协同萃取－用二种或二种以上的萃取剂萃取同一种离子或化合物时，他们的分配比大于或小于他们单独使用时的分配比加和。
协萃剂－在协萃体系中，萃取剂A在一定试验条件下单独使用时的萃取分配比比萃取剂B单独使用时的萃取效率低，但在B 中加入A 后，萃取效率大大提高，则成A 为B 的协萃剂。
萃取分离
1）、β＞1，β值越大，越有利于分离，还可以减少萃 取 剂的用量，从而降低萃取剂的回收能耗。 2）、β=1，kA=kB，表示萃取相中组分A、B的组成比值 与萃余相中组分A、B的组成比值相同，故无分离能力， 说明选取的萃取剂不合适。
第二节
液---液萃取设备及其选择
一、混合—澄清萃取器 组成:混合室和澄清室. 特点:1）、混合器可单独调 节，有可能选择最佳分散度， 传质效率高。 2）、适合于特别高或特别低 的相比，流量变化时不会降 低效率。 3）、适应性强，结构简单。 缺点： 1）、由于安装在同一平面上， 占地面积大。 2）、所需搅拌功率大，能耗高。
4、防腐蚀及防污染要求（对有较强腐蚀性的物系，宜选结构简单的填料塔 或脉冲填料塔；对于放射性元素的提取，脉冲塔和混合澄清槽用得较多） 5、生产能力（当处理量较小时，可选用填料塔、脉冲塔；对于较大的生产 能力，可选用筛板塔、转盘塔、混合澄清槽）
特点：结构简单，操作方便，处理量大，
适合于处理腐蚀性液体。
2、筛板萃取塔 组成：塔内装有若干层筛板，筛孔 直径比气液传质的孔径要小，工业 生产中用孔径为3~9mm，孔距为孔 径3~4倍，板间距为150~600mm。
（1）、若以轻相为分散相，则它们 通过板上筛孔分成细滴向上流，然 后又凝聚于上一层筛板下面，而连 续相由溢流管流至下层，横向流过 筛板并与分散相接触。
三、塔式萃取设备 塔式萃取设备是借助液液两相的密度差和重力进行垂直 逆向流动实现萃取分离的设备。 无能量 输入的 塔 分类 有能量 输入的 塔 填料萃取塔 筛板萃取塔 搅拌填料萃取塔 转盘萃取塔 脉冲萃取塔
往复活塞型 脉动隔膜型 风箱型 脉动进料型 空气脉动型
1、填料萃取塔
重相作为连续相由上部进入，下部排出；而 轻相作用：填料可以减少连续相的纵向
萃取分离法
萃取分离法1，按萃取的目的，粗去方法可大致分为两类，一类称“完全萃取”，他是要将一个样品中的某个物质全部萃取出，这种萃取常称为提取。
如用大量的溶解度高的二甲基甲酰胺从橘皮中提取出橙皮苷而使溶解性差的细胞壁物质残留。
另一类成为选择性萃取，他是用于比较困难的分离过程。
如金属离子混合物的分离；化学标准品如光谱纯试剂的纯化制备。
2，溶剂萃取按萃取原理的不同，可分为两类：一类为物理萃取，这些萃取是基于被萃取物在水相和有机相（或反相胶团）中溶解度不同来实现的。
另一类为化学萃取。
3，溶剂萃取的有机相涉及两个概念，萃取剂和萃取溶剂。
萃取剂是指被萃取物有化学反应，而能是被萃取物被萃入有机相的试剂。
而用于稀释萃取剂的有机相溶剂被称为萃取溶剂（准确称为稀释剂）。
4，在分析化学中选择萃取剂的原则是：a)对萃取物有高的分配比，以保证尽可能地萃取出被萃取物；b)萃取剂对被萃取物的选择性要好，即对需分离的共存物具有足够大的分离因子；c)萃取剂对后面的分析测定没有影响，否则需要反萃除去；d)毒性小，容易制备。
5，所谓反萃，是指在溶剂萃取中常不可缺少的一后处理步骤。
反萃即是使用在萃取步骤时，被萃取物最不易被萃取的这种条件，将被萃取物萃取回纯的水相，而与萃取剂分离。
6，根据所形成的被萃取物质的不同，可把萃取体系分成以下几类：螯合物萃取体系，离子缔合物萃取体系，三元络合物萃取体系，共萃取体系，酸性磷类萃取体系等。
7，反胶团萃取a)微胶团概述：反胶团萃取也类似于水-有机溶剂的液液萃取，但他是李永乐表面活性剂在有机相形成的反胶团水池的双电层与蛋白质的静电吸引作用，而将不同极性（等电点）、不同分子量的蛋白质选择性地萃取到有机相，达到分离的目的。
b)将表面活性剂溶于水中，当其浓度超过临界胶束浓度时表面活性剂就会在水溶液中聚集在一起形成聚合体，称为胶束。
c)表面活性剂是由亲水憎油的极性基团和亲油憎水的非极性基团两部分组成的两性分子，可分为：阴离子表面活性剂（脂肪醇硫酸酯盐等）、阳离子表面活性剂（十六烷基三甲基季铵溴化物等）、非离子表面活性剂（烷基酚类聚醚等）d)形成反胶团的条件：加入的表面活性剂在有机相中的浓度达临界胶束浓度值以上。
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K 称为分配系数
应用分配定律时，须符合下列条件： ① 稀溶液； ② 溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③ 溶质在两相中是同一分子形式。
分配比(distribution ratio)：以各种化学形
式进行分配的不同溶质总浓度的比值。
低毒性：乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、 乙酸丁酯 中等毒性：甲苯、甲醇、环己烷
强毒性：苯、三氯甲烷、二氧六环、四 氯化碳等 工业常用溶剂：乙酸乙酯、乙酸丁酯、 乙酸戊醋和丁醇等。
正丁醇萃取洁霉素（溶剂用量与萃取方式）：
4）常用的去乳化剂
表面活性高、氢链短或具分支结构 1、阳离子表面活性剂 （1）十二烷基三甲基溴化铵（1231） ［CH3(CH2)10CH2(CH3)3N+］Br （2）溴代十五烷吡啶（PPB） 破坏W/O
N+C15H31 Br—
带正电，中和蛋白负电荷，破坏W/O
2、阴离子表面活性剂
如亚油酸钠、石油磺酸钠、
十二烷基磺酸钠（亲水，破坏W/O)
3、其他破乳剂
溴代四烷基吡啶、硫酸铝 （p141）
二、pH的影响
1、影响弱酸或弱碱性药物的分配系数（收率） 2、影响药物的稳定性(P141)
反萃取——萃取液与反萃取剂相接触，使某种被
萃入有机相的溶质转入水相的过程，可看作是萃
取的逆过程。
再生有机相 行萃液
2.分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、压力下，某一溶质 在互不相溶的两种溶剂间分配时，达到平衡后， 在两相中的活度（或浓度）之比为一常数。即：
2 1
n2，理论收率
8.75 8.75 100 % 98.84% 1 2 1 8.75 1
若改为二级错流萃取，第一级用1/8体积的
醋酸丁酯，第二级用1/8体积的醋酸丁酯，
1/ 8 ： 总溶剂量也为1/4体积，则 4.375 E1 E 2 35 1
第四章 萃取分离法
/v/b/70539484 -2601058842.html
第一节 溶剂萃取法
溶剂萃取法(solvent extraction)
广义的萃取包括：
液-固萃取
液-液萃取
液-液萃取：指用一种溶剂 将物质从另一种溶剂（如发 酵液）中提取出来的方法。
萃取器
热交换器
废水
废水 溶剂
液-液萃取过程图
一、基本概念
料液 ｝ 稀释剂Ｂ
溶质Ａ
萃取液Ｓ＋Ａ(B)
溶剂Ｓ
萃余液Ｂ＋Ａ(s)
1.萃取与反萃取 萃取——料液与萃取剂接触后，料液中的溶质向
萃取剂转移的过程。 料液 溶质 萃取剂 萃取液 萃余液
V l V 2：萃取相和萃余相的体积； M 1 M 2：溶质在萃取相和萃余相中的平衡浓度。
4、萃取率（percentage extraction）
5、分离因素(separation factor)
分离因素 ：在同一萃取体系内两种溶质在
溶剂萃取法优点： ① 可连续化，速度快，周期短；
② 对热敏物质破坏少；
③ 多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高。
缺点：
有机溶剂使用量大，对设备和安全要求高，
需要各项防火防爆等措施。
溶剂萃取的操作流程
溶质 冷凝器 水+ 溶质 溶剂+ 溶质 分离器 溶剂/溶质塔 汽提塔 蒸汽 溶剂
1
11.125 1 1 100 % 99.32% 1 11.125 111.125 1
2
3、多级逆流萃取
n级萃取后，萃余率为：
E 1 n 1 100 % E 1
可以适度改变pH， 将抗生素自水相转 入有机相，或从有 机相再转入水相， 这样反复萃取，进 行浓缩和提纯。
三、萃取方法和理论收率的计算
工业萃取操作步骤：
混合 分离 溶剂回收
萃取过程
单级萃取
多级萃取
错流萃取
逆流萃取
游离状态（转入有机相）成盐状态（转入水相） 醋酸丁酯提取苄基青霉素 pH<4.4 青霉素萃取到醋酸丁酯相
pH>4.4 青霉素从醋酸丁酯相转移到水相（反萃取）
三、温度和萃取时间的影响
高温下物质不稳定 高温时溶剂间互溶度增大，萃取效果下降
四、盐析作用的影响
①由于盐析剂与水分子结合，降低了药物在水中的
溶解度，使其易转入有机相；
②盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解度； ③盐析剂增大萃余相密度，有助于分相。 用量过多，杂质也多
五、溶剂种类、用量及萃取方式
①分配系数愈大愈好， 未知则依据“相似相 溶”原则 ②分离因素大于1 ③料液与萃取溶剂的互溶度愈小愈好 ④毒性低 ⑤化学稳定性，腐蚀性，沸点，挥发性，价格， 来源，回收。
萃余率： 萃余液中溶质总量 1 100 % 100 % 原始料液中溶质总量 E 1 理论收率：
1 E 1 1 100 % 100 % E 1 E 1
例：洁霉素在20℃和pH10.0时表观分配系数 （丁醇/水） K=18。用等量的正丁醇萃取料液 中的洁霉素，计算可得理论收率
18 1 100 % 94.7% 18 1
若改用1/3体积正丁醇萃取， 理论收率：
1/ 3 E 18 6 1
6 1 100 % 85.7% 6 1
2、多级错流萃取
乳化剂使乳状液稳定与以下因素有关： （1）界面膜形成 （2）界面电荷的影响 （3）介质黏度
2）影响乳状液类型的因素
1、相体积的影响 水体积: V>74%(O/W) V<26%(W/O) 2、乳化剂分子空间构型的影响
截面积小的一头 指向分散相，截 面积大的一头指 向分散介质，
3、界面张力的影响
高界面张力这侧（凹面）的液体易形成 内相。
4、容器壁性质的影响
亲水性强的容器易得O／W型乳状液，亲 油性强的容器易形成W／O型乳状液
3）乳状液的破坏
1、加入表面活性剂 （改变界面表面张力） 2、离心（碰撞聚集） 3、加电解质（NaCl、(NH4)2SO4） 4、加热 5、吸附法破乳（CaCO3、 Na2CO3吸附水) 6、高压电破乳（高压静电场） 7、稀释法 8、其他（超滤、反应萃取）
第三节 萃取过程和溶剂回收
一、混合 1、搅拌罐 2、管式混合器
滞流、湍流
3、喷嘴式混和器
4、气流搅拌混和罐
二、液-液两相分离
离心机： 1.碟片式离心机 2.管式离心机
1、单组分溶剂 简单蒸馏（除去不挥发性杂质） 2、低浓度溶剂 精馏
3、与水部分互溶并形成恒沸混和物的溶剂 先简单蒸馏，再精馏 4、完全互溶的混和溶剂并不形成恒沸混和物 精馏或简单蒸馏后GC测定比例再次使用
1、单级萃取
萃取剂 S
萃 取 器 分 离 萃取相L 器 回 收 器
F 料液
产物 萃余相R
萃取因素E为
萃取相中溶质总量 C1VS VS 1 E K K 萃余相中溶质总量 C 2VF VF m
VF——料液体积；Vs——萃取剂的体积；
C1——溶质在萃取液的浓度；C2——溶质 在萃余相的浓度；K——表观分配系数； m——浓缩倍数
红霉素在pH 9.8时的分配系数（醋酸丁酯/水） 为44.5，若用1/2体积的醋酸丁酯进行单级萃 1/ 2 取，则：理论收率
E 44.5 1 22.25
22.25 1 1 100 % 95.7% 22.25 1
若用1/2体积的醋酸丁酯进行二级错流萃取，则 1/ 4 理论收率 E1 E 2 44.5 11.125
CL CL1 CL2 CL3 CLn D K表 CR CR1 CR2 CR3 CRn
3、萃取因素
萃取因素（萃取比）：被萃取溶质进入萃取 相的总量与该溶质在萃余相中总量之比。
通常以E表示。
萃取相中溶质总量 M 1V 1 V1 E K表 萃余相中溶质总量 M 2V 2 V2
理论收率为
E 1 E E 1 1 n 1 100 % n 1 100 % E 1 E 1
n 1
青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数（醋酸丁
酯/水）为35，若用1/4体积的醋酸丁酯进行
二级逆流萃取，
则：
1/ 4 E 35 8.75 1
三、离心萃取机
α -Laval ABE-216离心萃取机
倾析式离心机：可同时分离重液、轻液、固相
四、溶液回收
恒沸混合物：当某两种或三种液体以一定 比例混合，可组成具有固定沸点的混合物， 将这种混合物加热至沸腾时，在气液平衡 体系中，气相组成和液相组成一样，故不 能使用分馏法将其分离出来，只能得到按 一定比例组成的混合物。
第四节 双水相萃取
有机ห้องสมุดไป่ตู้剂萃取的不足：
1）蛋白质一般亲水性强，不溶于有机溶剂 ； 2）蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。 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(即双水相系统)甚 至多相。
萃余率：
1 n 100 % E1 1E 2 1En 1
n
E 1
1
n
100 %
理论收率：
E 1 1 100 % 1 1 n 1 100 % n n E 1 E 1
n
4.375 4.375 100 % 95.92% 1 21 4.375 1