第二章 药物分离纯化技术

E=M2V2/M1V1=AV2/V1
四、分离系数
表示在相同条件下，料液中A、B 两种溶 质分离的难易程度，用b表示。
b=(CA2/CA1）/（CB2/CB1）=mA/mB
第四节 弱电解质分配平衡
弱电解质萃取过程：
弱酸性电解质
弱碱性电解质
根据分配定律，弱酸性电解质的分配常数：
Aa
=
AH有 AH水
第二节 分子间作用力与溶剂特性
一、分子间作用力 分子间力是分子和分子间的一种弱相互作用，比物理相
互作用强，比化学建弱。 包括: 范德华力和氢键 1、离子-偶极力：
离子对极性分子产生的作用力 分子极性越强，与离子的相互作用力越强，如NH4Cl在水 中的溶解度大于在乙醇中的溶解度。 2、离子-诱导偶极力： 诱导偶极指非极性分子在外电场作用下产生的偶极。 离子对非极性分子产生的作用力就是离子-诱导偶极力。
二、分配比
如果溶质在两相中不以同一种分子形式存在， 或料液浓度较高，两相平衡时，浓度之间的关 系就不再符合分配定律。如果溶质在两相中有 多种存在形式，每一项中溶质的每一种存在的 浓度之和为溶质在该相中的总浓度，溶质在两 相中的总浓度比称为分配比。用m表示
m = C 2,t / C 1,t 或 m = y t / x t
(2)分配定律的适用条件 A 必须是稀溶液，即适用于接近理想溶 液构成的萃取体系。
B 溶质对溶剂的互溶没有影响。 C 溶质在两相中是同一类型分子。
（3）热力学理论对分配定律的解释
根据热力学理论，当溶质在互不相溶的 两相中达到分配平衡时，在恒温恒压下 ，溶质在两相的化学位（m）相等。
m1 = m2
3、液液萃取： 如果样品是溶液，把萃取剂（溶剂）加入到样 品溶液中，使样品中的某种组分转移到萃取剂 中，从而与基体相分离的过程。
完整的LLE操作过程见P8 图2-1 4、萃取速率：
在LLE过程中，料液中溶质浓度随时间的变 化率即为萃取速率。
- dc / dt = ka (c - c*)
在LLE萃取过程中，在相同浓度差的作用下，溶质 不断从料液相向萃取相扩散，使得料液相中溶质 浓度不断降低，萃取相中溶质浓度不断升高，即 ：
二、溶质的溶解与溶剂极性 相似相溶原理
第三节 分配平衡与分配定律
一、分配定律与分配平衡常数 1、分配定律： （1）定义：即溶质的分配平衡规律，指 在恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的 两相中达到分配平衡时，如果其在两相 中的相对分子质量相等，则其在两相中 的平衡浓度之比为分配常数，用A表示。
A = C2 / C1
第五节 乳化和去乳化
一、乳化及乳化现象的原因： 1、乳化：
指一种液体以小液滴的形式分散在另一不相溶的液体 中，这种现象称为乳化现象。生成的这种多相体系称为乳 浊液。
乳浊液中被分散的小液滴称为分散相，容纳分散相的 液体称为连续相。 2、药物的液液萃取过程发生乳化现象的原因： （1）植物药的水提液和生物发酵液中常常含有大量蛋白 质。蛋白质有疏水性肽链和亲水性基团构成，呈现表面活 性剂的性质，起到乳化剂的作用，从而在两相界面处产生
瞬间偶极的正负极不断发生转换 色散力是分子间的一种主要作用力，它的大小取决于分子 的变形性，分子量越大，分子半径越大，变形性越大，则 色散力越强。
（2）诱导力（偶极-诱导偶极力Ei） 当极性分子与分级性分子互相靠近时，在极性分子的
电场作用下，非极性分子产生诱导偶极，从而使非极性 分子的诱导偶极与极性分子的固有偶极间产生一种相互 作用，这种相互作用就是诱导力。
药物分离纯化 技术
第二章 药物的液液萃取技术
主要内容
一、基本概念 二、分子间作用力与溶剂特性 三、分配平衡与分配定律 四、弱电解质分配平衡 五、乳化与去乳化
第一节 基本概念
一、萃取： 1、定义：萃取是将存在于某一相的目标化合 物用溶剂浸取、溶解，转入另一液相的分离过 程。 2、液固萃取：
如果样品是固体，用溶剂把固体样品中的可 溶性组分提取出来，这一过程就是液固萃取 （也称为提取或浸取）。
3、范德华力 是存在于分子与分子间的一种最普遍的相互作用力，包括 色散力、诱导力和定向力。 (1)色散力（瞬间偶极 瞬间偶极力 ，Ed）
瞬间偶极指非极性分子中，由于原子核在不断地振动， 核外电子也在不断地运动，使得整个分子的正负电荷中心 在某一瞬间不重合，由此而产生的偶极叫瞬时偶极。
非极性分子间的瞬时偶极异极相吸，同极相斥，由此产 生的分子间作用力叫色散力。
如果是o/w型乳浊液：加入亲油型表面活性 剂（HLB值小的），使乳浊液从o/w型转变为 w/o型，但由于溶液条件不允许形成w/o型乳浊 液，从而使乳浊液消除，达到破乳目的。
2、电解中和法：
3、吸附法：利用多孔性介质对油和水的吸附 能力的差异来破乳。如，让乳浊液（w/o型） 通过碳酸钙或无水碳酸钠。
4、加热：加大分散相的热运动速率，降低介质 粘度，使分散相相互碰撞的几率及动量增
（3）氢键对化合物性质的影响
A 分子间氢键导致溶质和极性溶剂形成 异分子间氢键，从而导致溶质在极性溶 剂中的溶解度增大。
B 分子内氢键的形成导致溶质与极性分 子间不能形成氢键，从而较易溶于非极 性分子中。
5、电荷转移相互作用
在电性差别比较大的两个分子间，多电 子的分子向缺电子的分子转移电子（或 迁移负电荷），由此而产生的两个分子 之间的作用力叫电荷迁移力，即电荷转 移相互作用。
也以中性分子形式存在，两者通过配位结合成 为中性溶剂配合物，从而使溶质从水相转移到 有机相，这类化学作用为配位反应。
如，在乙酸乙酯中加入磷酸三丁酯（TBP） 萃取青霉素，使TBP与青霉素通过氢键结合形 成萃合物。
TBP结构： O C4 H9 l
O = P - O C4 H9
l
O C4 H9
一般的配位反应可表示为：
特点：溶质在两相中都不发生化学反应
P9 表2-1 四、化学萃取法：
利用脂溶性萃取剂与溶质之间的反应生成脂溶性复杂 分子，从而实现溶质向有机相的转移。
特点：溶质与萃取剂之间发生化学反应，也称“反应萃取 ”
化学萃取法涉及到的化学反应包括离子 交换、配位反应、离子缔合反应、协同 反应等。
常用化学萃取剂P10表2-2
X
-
(W)
R·M ·+X
-
(O)
4、协同反应萃取（加合反应萃取）
萃取体系中含有两种或两种以上的萃取剂
时所进行的萃取过程叫协同萃取。
二、萃取剂：
1、阳离子交换萃取剂：
也称酸性萃取剂，包括羧酸、磺酸以及酸性含磷萃取 剂等
2、阴离子交换萃取剂
主要指胺类萃取剂，包括伯胺RNH2、仲胺R2NH、叔 胺R3N以及季铵盐R4N +。
=
Aa
H Ka + H

整理，两边取对数：
lg

Aa ma
1

=
pH

pKa
同理，弱碱性电解质的分配比为：
lg

Ab mb
1

=
pKb

pH
mb
=
B有 C水
=
Ab
Kb Kb + H

pH对弱酸性电解质分配系数的影响见P19图2-11
乳化剂为表面活性剂，其分子结构中既含有 亲水基团又含有亲油基团。
乳化剂使乳浊液稳定的原因：
（1）界面膜的形成 （2）界面电荷的形成 （3）介质粘度
三、乳浊液的类型：
水包油型（o/w）：油滴分散于水相中形成 的乳浊液
油包水型（w/o）：水滴分散于油中形成的 乳浊液
形成乳浊液的类型主要取决于表面活性剂的 性质，若表面活性剂的亲水基团强度大于亲油 基团，则形成o/w型乳浊液；若亲油基团的强 度大于亲水基团，则形成w/o型乳浊液。
诱导力的大小取决于极性分子的极性和非极性分子 的变形性，极性分子的极性越大，非极性分子的变形性 越大，诱导力越强。
（3）定向力（偶极-偶极力，E0） 由于极性分子固有偶极之间同极相斥，异极
相吸，使分子在空间按异极相邻的状态取向， 这种在固有偶极间的相互作用就是定向力。
定向力的大小取决于分子的极性，分子的极性 越大，定向力越大。
根据数学上的意义，在某一时刻的萃取速率就是 料液相浓度变化曲线上过该点的切线的斜率。
二、反萃取：
经过萃取操作后，向萃取液中再加入水相（第二水 相）并调节水相条件，把目标产物从有机相转入水相的 操作称为反萃取。过程见P9 图2-4 三、物理萃取
就是溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平 衡，从而使溶质从料液相进入萃取相的过程。
4、氢键： （1）定义：由于氢原子与强电负性原子结合时， 成键电子强烈偏向电负性很强的原子，使氢原子成 为几乎“裸露”的质子，这种氢原子与另一个分子 中的强电负性原子相互靠近时而产生的一种相互作 用称为氢键。
氢键的形式：X—H···Y
（2）氢键的类型 分子内氢键
同分子间氢键 分子间氢键
异分子间氢键
互相靠近形成离子缔合物，从而使溶质进入有
机相，这种萃取称为阴离子萃取。
A
-
(W)
+
+
HB (O)
BHA (O)
(2)溶质阳离子先与螯合性萃取剂结合成螯合阳 离子，再与水相中存在的较大阴离子互相靠近
而形成离子缔合物，最后进入有机相，这种萃
取过程称为阳离子萃取。
M +R +
(W)
(O)
R·M
+
(W)+来自当溶质浓度较低时，分配比就是分配系 数，为常数。溶液平衡关系可用Henry式 表示： y = m • x
当溶质浓度较高时，溶液平衡关系用 Langmuir式表示
y = m1 • x / (m2 + x)