大孔树脂技术资料

一、大孔吸附树脂
1、大孔吸附树脂简介
大孔树脂吸附技术是上世纪七十年代发展起来的一种新工艺，是由苯乙烯、二乙烯或a-甲基丙烯酸酯等聚合而成的高分子网状孔穴结构。

药液通过大孔树脂吸附，其中的有效成分吸附在树脂上，再经洗脱回收，可除掉药液中杂质，是一种纯化精制药的有效方法。

非极性吸附树脂在吸附药液中成分时,主要是依靠物理结构（如比表面、孔径等）起作用，不同的树脂有不同的针对性。

其操作的基本程序大多是：提取液－通过大孔树脂－吸附上有效成分的树脂－洗脱－洗脱液回收－洗脱液干燥－半成品。

该技术目前已较广应用于新药的开发与生产中,主要用在分离与提纯过程中。

2、大孔吸附树脂的优点
经大孔树脂吸附技术处理后，可有效地去除水煎液中大量的糖类、无机盐、黏液质等吸潮成分，有利于多种中药剂型的生产，增强产品的稳定性。

大孔树脂吸附技术还能缩短生产周期,所需设备简单。

免去了静置沉淀、浓缩等耗时多的工序。

采用此技术对中药材中皂苷类、生物碱类、黄酮及内酯类等有效成分的提取应用效果较好。

3、大孔吸附树脂吸附机理
大孔吸附树脂是吸附性与分子筛性原理相结合的分离材料，根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附脂上经一定的溶
剂洗脱而分开.
吸附性：范德华引力或生成氢键的结果。

筛选原理：本身多孔性结构所决定。

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4、常用大孔树脂的性质
5、影响分离的因素
5.1 分子极性大小：相似者易于吸附。

5.2分子体积：分子筛原理，分子越大，越易从树脂间隙中洗脱下来，如多糖类物质
5.3 PH值：非极性大孔树脂对生物碱的0.5%盐酸溶液进行吸附，其吸附作用很弱，极易被水洗脱下来，生物碱回收率很高。

5.4树脂柱的清洗：常用水、低度醇、弱碱、弱酸。

5.5 洗脱液的选择: 对非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强。

对中等极性大孔树脂与极性较大的化合物来说，则用极性较大的洗脱剂为佳。

根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。

为达到满意的效果，可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度。

实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。

6、操作
a 树脂预处理:新购树脂以除去含有分散剂、致孔剂、惰性溶剂等化学残留。

一般来说新树脂用乙醇湿法装柱，继续用乙醇洗脱至流出液与水混合不呈现白色乳浊现象即可，水洗至无醇。

b 装柱：一般湿法装柱，常用溶剂水、乙醇。

c 上样：一般有效物质溶于水中，适当浓度，过滤或离心去除不溶物，以防止堵塞树脂。

d 洗脱：常用水、低度到高度乙醇洗脱。

e 树脂再生:树脂使用一定周期后,吸附能力降低或受污染严重时需强化再生，其方法是加入高于树脂层10cm的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时，继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱,然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时，最后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至PH值为中性,备用。

7、术语：
柱体积、保留体积、上样量、固收率、含量、绝对收率、相对收率、流速
8、实例（思考：柱层析过程控制）
银杏叶提取物、番泻叶提取物、丹酚酸B、西洋参皂苷提取物、麦冬皂苷提取物
二、聚酰胺树脂
1、聚酰胺树脂性能简介：
聚酰胺是由酰胺键聚合形成的高分子化合物。

其酰胺基可与羟基酚类，酸类，醌类，硝基等化合物以氢键形成结合而被吸附，其脂肪长链可作为分配层析的载体。

聚酰胺在含水系统中层析时，聚酰胺作为非极性固定相，其层析行为反向柱层析；在非水溶剂系统时，聚酰胺作为分配层析的载体，其层析行为为正向柱层析。

聚酰胺特别适用于多元酚类化合物的分离，如黄酮、醌类、酚酸、含羰基化合物、羧基化合物等。

由于其对鞣质吸附强，也可用于将植物粗提物中的鞣质除去。

2、预处理：
取聚酰胺以90-95%乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入柱中。

用3-4倍体积的90-95%乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣（或极少残渣）。

再依次用2-2.5倍体积5%NaOH 水溶液、1倍体积的蒸馏水、2-2.5倍体积的10%醋酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，备用。

3、再生：
一般用5%NaOH水溶液洗脱，洗至NaOH水溶液颜色极淡为止。

有时因某些鞣质与聚酰胺有不可逆吸附，用NaOH水溶液很难洗脱，可用5%NaOH在柱中浸泡，每天将柱中的NaOH 水溶液放出一次，并加入新的5%NaOH水溶液，这样浸泡一周后，鞣质可基本洗脱完。

然后用蒸馏水洗脱至pH8-9，再用2倍量的10%醋酸水溶液洗脱，最后蒸馏水洗脱至pH中性，重
复使用。

三、氧化铝（极性吸附）
氧化铝可能带有碱性（因其中可混有碳酸钠等成分），对于分离一些碱性中草药成分，如生物碱类的分离颇为理想。

但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、醋、内酯等类型的化合物分离。

因为有时碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应，如异构化、氧化、消除反应等。

除去氧化铝中绚碱性杂质可用水洗至中性，称为中性氧化铝。

中性氧化铝仍属于碱性吸附剂的范畴，本适用于酸性成分的分离。

用稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝，不仅可中与氧化铝中含有的碱性杂质，并可使氧化铝颗粒表面带有NO3一或CI 一的阴离子，从而具有离于交换剂的性质，适合于酸性成分的层析，这种氧化铝称为酸性氧化铝。

供层析用的氧化铝，用于拄层析的，其粒度要求在100～160目之间。

粒度小于100目，分离效果差；大于160目，溶浓流速大慢，易使谱带扩散。

样品与氧化铝的用量比，一般在1：20～50之间层析柱的内径与柱长比例在1：10-20之向。

在用溶剂冲洗柱时，流速不宜过快，洗脱液的流速一般以每0.5～1小时内流出液体的毫升数与所用吸附剂的重量（克）相等为合适。

四、活性炭（非极性吸附）
是使用较多的一种非极性吸附剂。

一般需要先用稀盐酸洗涤，
其次用乙醇洗，再以水洗净，于80℃干燥后即可供层析用。

层析用的活性炭，最好选用颗粒活性炭，若为活性炭细粉，则需加入适量硅藻土作为助滤剂一并装柱，以免流速太慢。

活性炭主要用于分离水溶性成分，如氨基酸、糖类及某些甙。

活性炭的吸附作用在水溶液中最强，在有机溶剂中则较低弱。

故水的洗脱能力最弱，而有机溶剂则较强。

例如以醇-水进行洗脱时，则随乙醇浓度的递增而洗脱力增加。

活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物，对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。

利用这些吸附性的差别，可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开，单糖与多糖分开，氨基酸与多肽分开。

五、离子交换树脂
1、离子交换树脂的基本类型
(1) 强酸性阳离子树脂
这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基－SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。

树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3－，能吸附结合溶液中的其他阳离子。

这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。

强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解与产生离子交换作用。

树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。

如上述的阳离子树脂是用强酸进
行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。

(2) 弱酸性阳离子树脂
这类树脂含弱酸性基团，如羧基－COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。

树脂离解后余下的负电基团，如R-COO －(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。

这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解与进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。

这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

(3) 强碱性阴离子树脂
这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)－NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH－而呈强碱性。

这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。

这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。

它用强碱(如NaOH)进行再生。

(4) 弱碱性阴离子树脂
这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺
基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺
基)-NR2，它们在水中能离解出OH－而呈弱碱性。

这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子
交换作用。

这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。

它只能在中性或酸性条件(如pH1～9)下工作。

它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

(5) 离子树脂的转型
以上是树脂的四种基本类型。

在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。

例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。

工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。

反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降与由此产生的副作用(如蔗糖转化与设备腐蚀等)。

这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。

又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl－而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。

氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3－)运行。

强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型与氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强与工作的pH范围宽广等。

2、新树脂的预处理：离子交换树脂的工业产品中，常含有少量低聚物与未参加反应的单体，还含有铁、铅、铜等无机杂质。

当树脂与水、酸、碱或其它溶液接触时，上述物质就会转入溶液中，影响出水质量。

因此，新树脂在使用前必须进行预处理。

一般先用水使树脂膨胀，然后，对其中的无机杂
质（主要是铁的化合物）可用4-5%的稀盐酸除去，有机杂质可用2-4%稀氢氧化钠溶液除去洗到近中性即可。

3、再生
阳离子树脂再生：先碱后酸，水洗中性。

阴离子树脂再生：先酸后碱，水洗中性。