第七章大孔树脂

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第七章大孔树脂分离技术1

(macroporous resin)

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在工业脱色、环境保护等行业：

对工业废水中的有害有机物的吸附以及回收净化方面历史与应用

20世纪60年代末在离子交换剂和其他吸附剂应用的基础上发展起来的一类新型树脂。2

有广泛应用，而且废液中有害物质可做到一次性达标，实现工业生产中对有害物质的回收再利用。应用大孔吸附树脂分离、纯化中药提取液最早开始于20世纪70年代末。

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主要应用：抗生素、维生素、氨基酸、蛋白质提纯，生化制药方面。

在天然药物的精制，中药有效成分与有效部位的分离、纯化，中成药的质量控制等方面，有独特的作用优势。

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可使药效成分高度富集，杂质大幅度降低，可有效地除去水提液中的大量糖类、无机盐、黏液质等成分，降低产品的吸潮性，显著降低服用量，有利于提高产品的稳定性和质量控制，有利于制成现代剂型的中药。

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7·1

大孔吸附树脂的特征及类型7·1·1

大孔吸附树脂的特征

不含交换基团、具有大孔结构、高分子聚合物，多为白色球状颗粒，粒度在20-60目之间。

大孔吸附树脂特征：

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从显微结构上看，大孔树脂包含有许多具有微观小球组成的网状孔穴结构。大孔吸附树脂的孔结构、表面特性对其性能有重大的决定性影响。

大孔吸附树脂主要由聚合单体、交联剂、致孔剂等组分制备而成。BUCT

7.1.2大孔吸附树脂的类型

按极性大小的不同和所选用的单体分子结构：

1.非极性吸附树脂:为苯乙烯-二乙烯苯聚合物，也称

非极性、中等极性、极性、强极性

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芳香族吸附剂。此类吸附树脂品种较多.

2.中等极性吸附树脂:为聚丙烯酸醋型聚合物，以多功能团的甲基丙烯酸作为交联剂，也称脂肪族吸附剂.

3.极性吸附树脂:含硫氧、酰胺等基团。

4.强极性吸附树脂:含氨基、吡啶、氧化氮等极性基团

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7.2大孔吸附树脂的性质及分离原理

①理化性质稳定，不溶于水和有机溶剂，但在水和有机溶剂中可吸收溶剂而膨胀；性质：

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②室温下对稀酸、稀碱稳定;

③对有机化合物有较好的选择性，而且不受无机盐类及强离子、低分子化合物存在的影响。

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①大孔吸附树脂包含许多微观小球组成的网状孔穴通过物理吸附和树脂网状孔穴的筛分作用

分离原理：

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结构，具有巨大的比表面积;②在合成过程中引入的极性基团，有良好的吸附特性。大孔树脂的吸附力——范德华力或氢键。③由于大孔树脂多孔性网状孔穴的存在，使其对不同分子大小的物质具有一定的筛选作用。

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7·3 大孔吸附树脂安全性评价(1)残留物总量检查

树脂的交联剂、致孔剂、分散剂、防腐剂及添加剂等的残留物总量进行检查。

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苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类（二乙烯基）·其限量不能高于国家标准或国际通用标准。

若采用其他类型的大孔吸附树脂，或采用其他类型的致孔剂等添加剂，则应对相应基团或添加剂等进行限量检查。

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（2）安全性检查

苯乙烯型大孔树脂：使用时间较长，稳定性较高，可暂时不要求进行动物安全性考察。

非苯乙烯型大孔树脂：使用时间相对较短，稳定性，应9

进行动物安全性试验，并根据树脂残留物可能产生的毒理反应，在做药物成品的毒理学试验时，适当延长观察时间，增加观察项目与指标，如神经系统、骨髓、肝脏功能等生化指标:同时对定型产品抽样进行安全性动物试验，以保证产品的安全性符合药用要求。

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7·4 大孔吸附树脂的分离工艺

操作步骤：树脂

预处理上样

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树脂柱吸附分离示意图。

成品

吸附洗脱收集洗脱液

回收、浓缩干燥

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7.4.1 树脂的预处理

将树脂内孔残存的末聚合单体与致孔剂、分散剂、防腐剂等有机残留物除去，提高树脂洁净度及使用的安全性。

预处理目的：

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1. 用水除去水溶性杂质;

2. 用有机溶剂除去脂溶性杂质;

3. 用吸附介质除去残留的其他溶剂，以免影响树脂的吸附量。树脂的预处理需要考虑BUCT

7.4·2 装柱与药液的上柱吸附

1、装柱

以乙醇湿法装柱，并用乙醇在柱上流动清洗，检查流出的乙醇与水混合不呈白浊色为止(取1ml流出液加5m1水)，然后以大量蒸馏水洗去乙醇。

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注意，少量乙醇的存在会大大降低树脂的吸附力。

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7.4.2 药液的上柱吸附

(l)药液上柱前的预处理避免大孔树脂被污染堵塞，药液需经过滤处理，除去较多的悬浮颗粒杂质，保证树脂的使用完全、顺利。目的：

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①既溶于水又溶于乙醇的有效成分或组分采用水提醇沉或醇提水沉法处理，可除去大量杂质，提高树脂的分离纯化能力，处理能力，延长使用寿命②或者将药材提取液通过无机膜微滤后再通过大孔树脂精制纯化，也可取得较好的效果。方法：

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(2)穿透曲线与吸附容量的考察

当吸附量达到饱和时，其对化学物质吸附减弱甚至消

失，此时化学成分穿透流出，故需要考察树脂的穿透曲线，为预算树脂用量与可上柱药液量提供依据。14

(3)上柱工艺条件的筛选树脂：树脂的骨架结构、功能基性质及其极性等。操作：样品pH值、浓度、吸附柱径高比及上样流速

吸附影响因素：

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z 吸附遵循“类似物容易吸附类似物”的原则，z 酸性化合物在适当酸性溶液中充分被吸附，1.上样溶液的pH 值

对吸附和分离效果影响较大

15z 碱性化合物在适当碱性条件下较好地被吸附，z 中性化合物在大约中性的条件下被吸附。

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2.药液浓度、流速及树脂柱径高比——直接影响大孔吸附树脂的吸附性能。

以5-HMF (方中熟地黄成分)含量和干浸膏得率两者为评价指标的考察结果一致，即主要因素是药液浓16

度，其次为流速和径高比。

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7.4.3 树脂的解吸分离

①非极性树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强;②中等极性大孔树脂和极性较大的化合物，用极性洗脱剂选择要求依据"相似相溶"原理。

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较大的溶剂洗脱。③洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯，根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。④为达到满意的效果，可设几种不同浓度的洗脱剂，通过实验确定。

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7.4.4 树脂的再生

当树脂使用一定周期后吸附能力要降低，或当树脂受污染严重时，均应强化再生。树脂再生的评价指标

吸附性能、稳定性18

z 用无水乙醇或95%乙醇洗脱至无色，树脂柱即已再生z 然后用大量水洗去醇，若树脂颜色变深，可试用稀碱或稀酸溶液清洗，最后水洗至中性。再生方法

比吸附量、比洗脱量、有效成分保留率及纯度