第2章萃取
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第二章 液液萃取
• 思考题
2020/3/12
19
（4）溶剂的回收
➢溶剂的损耗在成本控制中占据很重要的地位，有 的甚至占很大比重。必须回收。 ➢要求萃取剂对其他组分的相对挥发度大，且不形 成恒沸物，如果被萃物不挥发或挥发度很低，而萃 取剂为易挥发组分时，则萃取剂的汽化热要小，以 节省能源。（被萃物为液体和固体两种情况？）
夹带损失。例如：水溶解有机溶剂。
2020/3/12
15
(2) 萃取剂选择要点
① 选择性好：萃取剂对某种组分的溶解能力较大， 对另一种较小，表现为选择性系数大。 ② 萃取容量大：单位体积的萃取剂能萃取大量的目 的物，表现为分配系数大。 ③ 萃取剂与原溶剂的互溶度：二者最好互不溶解， 减少了溶剂分离的步骤。 ④ 萃取剂与原溶剂有较大的密度差，易与原料液相 分层不乳化、不产生第三相。萃取剂密度最好大于 原溶剂（？）
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
2020/3/12
7
2. 选择性系数（分离系数）
2020/3/12
18
• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
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（4）溶剂的回收
➢溶剂的损耗在成本控制中占据很重要的地位，有 的甚至占很大比重。必须回收。 ➢要求萃取剂对其他组分的相对挥发度大，且不形 成恒沸物，如果被萃物不挥发或挥发度很低，而萃 取剂为易挥发组分时，则萃取剂的汽化热要小，以 节省能源。（被萃物为液体和固体两种情况？）
夹带损失。例如：水溶解有机溶剂。
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(2) 萃取剂选择要点
① 选择性好：萃取剂对某种组分的溶解能力较大， 对另一种较小，表现为选择性系数大。 ② 萃取容量大：单位体积的萃取剂能萃取大量的目 的物，表现为分配系数大。 ③ 萃取剂与原溶剂的互溶度：二者最好互不溶解， 减少了溶剂分离的步骤。 ④ 萃取剂与原溶剂有较大的密度差，易与原料液相 分层不乳化、不产生第三相。萃取剂密度最好大于 原溶剂（？）
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
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2. 选择性系数（分离系数）
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• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
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制药分离工程固液萃取(1)
提取液
残渣
提取剂（回收）
溶质
《制药分离工程》
xx
概述
提取液再加工：
➢ 按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、 流浸膏等剂型。
➢ 通过浓缩干燥制成一定规格的半成品，以便制成片剂、冲 剂等剂型。
➢ 加入适当辅料，加工制成软膏、栓剂等其它剂型。 ➢ 精制加工，纯化有效成分，制成注射剂等剂型。
《制药分离工程》
xx
中药的提取
➢ 单体成分的提取 ➢ 单味药的提取 ➢ 复方的提取
《制药分离工程》
xx
中药的提取
单体成分的提取：
某些药材的有效成分具有明确的临床疗效，化学结构、理化性质、 药理、毒性均已明确，含量可观，提取技术经济合理，可以 进行单一成分的提取、分离、精制。如齐墩果酸、豆腐果苷、 黄连素、石吊兰素等，都可纯化制成片剂。又如天花粉、一 叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液。单体成分制剂具有药 物成分明确，有利于稳定性与安全性等优点，但是有些药物 纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。
G
g =
S+s s
G —药材中含有的待提取物质，kg； S —提取平衡后放出的溶剂量，kg； g —提取后药材中残留的待提取物质，kg； s —提取后剩余在药材中的溶剂量，kg
《制药分离工程》
xx
提取过程与机理
S 设： α =
s
G 则： g =
α+1
对于一定量的提取剂，α ，则g ，提取量
若进行第二次浸取，加入等量（S）的新溶剂，根据物料平衡可
另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散，并 通过扩散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程。一般情况下，溶质 由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩 散阻力。
第二章_萃取分离
③丙酮：半极性，与水互溶，可脱脂、脱水，易 挥发易燃。
④乙醚：非极性，溶解选择性较强。 ⑤氯仿：非极性，溶解选择性较强。 ⑥石油醚：非极性，溶解选择性较强，常用作脱 脂剂。 ⑦甲醇、乙酸乙酯等。
（4）常用浸取辅助剂 凡加入浸取剂中能增加有效成分的溶解度及制品 的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为浸取辅 助剂。 浸取辅助剂作用： ①促进有效成分溶解。 ②增加制品稳定性。 ③减少杂质。
轻相（有机相） 萃取剂 重相（水相）
杂质 溶质 原溶剂
浓度 C
有机相
水相
时间 t
（2）反萃取：调节水相条件（如酸度和络合剂、 还原剂等），将目标产物从有机相转入水相的萃取操 产物或便于下一步分离操作的实施。
对一个完整的萃取过程，常在萃取与反萃取之间 增加洗涤操作：使杂质由有机相反萃到水相，而被萃 物仍留在有机相，目的是除去与目标产物同时进入有 机相中的杂质。
（3）扩散阶段 溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高渗透压， 形成扩散点，不停地向周围扩散其溶解的成分。 分子扩散：完全由于分子浓度不同而形成的扩散。 对流扩散：由于有流体的运动而加速扩散。 实际浸取过程两种扩散方式均有，而对流扩散对 浸取效率影响更大。
4、中药浸取类型 （1）单体成分提取。指单一成分的提取、分离、
（3）渗漉法。原料上端不断添加溶剂，溶剂渗过 药粉从下端出口流出，由此浸取出有效成分。
渗漉法的提取效果优于浸渍法。非组织结构药材 易软化成团、易堵塞，不宜用此法。
（4）水蒸汽蒸馏法。原料粉用适量水浸泡，加热 蒸馏或通过水蒸汽蒸馏，原料中具挥发性成分随水蒸 气而带出，经冷凝后分层，收集。
适于具挥发性、遇水蒸汽不破坏、难溶或不溶于 水的物质。
萃取 → 洗涤 → 反萃取
第二章-溶剂萃取
• ⑵萃取率（q），即萃取百分率 • 表示萃取平衡时，萃取剂的实际萃取能力，常用萃取率来表示。
•
萃取率q
=
被萃物在有机相中的量 被萃物在料液中的总量100%
• 令 C ＿平衡时有机相中的浓度
•
C＿平衡时水相中的浓度
•
VS＿有机相体积
•
VF＿料液体积
• 令：VS R, R称为相比，
VF
•
∴
上式=
• 分子中有C=NOH结构，如N509（5，8＿二乙基＿7羟基＿十二烷基＿6＿ 肟，相当于国外的Lix63；
• N510（2＿羟基＿5＿十二烷基＿二苯甲酮肟，相当于国外的Lix64。 • 二者都是萃铜的萃取剂。
、 • d Kelex型萃取剂
• 8＿羟基喹咛的衍生物，例如：Kelex100，十二烯基＿8＿羟基喹咛，它可 从高浓度铜浸出液中萃取回收铜，萃取能力比Lix型强。
我国的萃取工业发展较国外稍迟一些，是在二十世纪六十年代开始的，但发展很 快。目前，我国有自己合成的新型萃取剂，有自己独特的萃取工艺，水平并不低 于国外。在我国，很多稀有金属的生产，某些有色金属的提取分离等都已应用该 法，这种方法所以能发展得如此快，主要是由于该法具有很多优点，如：分离效 率高、操作安全方便、生产成本低、作业易于连续化、自动化、生产量大等等。
析此时有机相中被萃物的量，即为饱和容量。
• 第二节 萃取基本原理
• 一、萃取过程的物理化学 • 1、萃取过程本质 • 在萃取过程中，要使物质从水相转入有机相，就必须使它从亲水性转变为疏
水性，使它从易溶于水相转变为易溶于有机相，萃取过程的实质就在于利用 物质的亲水性和疏水性的相互转化。
• 在湿法冶金的溶剂萃取中，金属离子大多是亲水性的极性物质，在水溶液中 大多以水合离子状态存在，要使它们从亲水性变为疏水性，就必然要使萃取 剂与金属的水合离子发生化学作用，萃取剂必须将部分或全部的金属离子周 围的水分子顶替出来，生成不带电荷的易溶于有机溶剂的化合物（多数是络
第二章 样品的采集、制备处理及保存
第二章 食品样品的采集与处理
图2-2 萃取操作示意 1-三角瓶；2-导管；3-冷 凝器；4-欲萃取相
图2-3 常压蒸馏装置
3、盐析法：溶液中加入某种盐类，降低了 某溶质在溶液中的溶解度，使 之从溶液中分离出来的方法。
4、超临界萃取法（SFE） Supercritical Fluid Extraction
超临界流体及其性质 a.流体是非液非气的,具有气体较强的穿透 能力和液体较大的密度及溶解度,有较大 的吸附能力,流动性好. b.萃取速度快
什么物质适合于二氧化碳超临界萃取 二氧化碳超临界萃取的优点
a. 接近常温, 对物质没有变解作用. b. 易达到Pc和Tc c. 化学稳定性好, 无毒, 无色, 无味, 无污染 d. 萃取时间短 e. 费用低 f. 适用热敏感样品 g. 有防氧化和抑菌作用
然后层从的样四品角堆和放中
的不心同点部用位双，套按回
采样转件取数样确器定各具取
体采少样量袋样(品桶，、得
箱)检，样再，用再双按套上回
转取法样处管理采得样平。均
将取样样品管。插入包
装中，回转180。
取出样品，每一
包装须由上、中、
下三层取出三份
检样；把许多检
样综合起来成为
原始样品：用
“四分法”
这类物料不易充 分混匀，可先 按 总件数/ 2 确 定采样件(桶、 罐)数。启开 包装，用采样 器从各桶(罐) 中分层(一般 分上、中、
特点：简便快速，破坏彻底，减少 金属挥发。酸气刺激性大， 腐蚀性大。
第二章 食品样品的采集与处理
（1）硫酸-硝酸法 如图2-1所示。
（2）高氯酸-硝酸-硫酸法
（3）高氯酸（过氧化氢）-硫 酸法
（4）硝酸-高氯酸法
药物分离技术第二章 药物的液液萃取技术
诱导力随着极性分子的极性增强而增大。
第二节 分子间作用力与溶剂特性
范得华力包括：
色散力：存在于非极性分子之间。由于非极性分子外围电子不停运动和原子核的不断 震动，可能造成某一瞬间存在偶极矩不为0（即正负电荷中心不重合），造成同极相 吸、异极相斥，这种作用力即为色散力。
大小取决于分子的变形性，半径越大，色散力越强。
产物 青霉素G 红霉素 螺旋霉素 土霉素
萃取溶剂 乙酸丁酯 乙酸丁酯 乙酸丁酯
丁醇
产物 林可霉素 加兰他敏 延胡索乙素 新生霉素
萃取溶剂 丁醇
乙酸乙酯 乙醚 丁醇
主要用于抗生素及天然植物中的有效成分的提取。
四、化学萃取
• 化学萃取则利用萃取剂与溶质之间的化学反应生成复合分子， 向萃取相分配而实现溶质转移。
当溶质—溶质之间作用力和溶剂—溶剂之间的作用力越大时，溶解越困难。 分子间作用力的大小与分子的极性关系：
非极性物质＜极性物质＜氢键物质＜离子型物质 当物质溶解时，溶质结构与溶剂结构相似、彼此间的作用力相似，溶解容易进行， 此为“相似相容”原理。
第二节 分子间作用力与溶剂特性 一、分子间作用力
物质内部作用力：化学键、氢键和分子间作用力。
pKb
pH
可见，弱电解质溶质在有机相中的浓度主要取决于pH值。
弱酸性电解质：pH值越低，分配系数越大；弱碱性正好相反。
• 在一定温度和压力下，分配系数是水中氢离子浓度的函数，调节水相的pH， 使溶质以分子状态↑，进入萃取相↑，分配系数↑，萃取率↑。
红霉素是碱性电解质，在乙酸戊酯和 pH 9.8 的水相之间分配系数为 44.7 ，而水相 pH5.5 时为14.3 。
乳状液是一个不稳定的热力学体系，易聚集分层，成为稳定的两相。 若要形成稳定的乳剂，需要加入稳定剂使其形成稳定的体系，这种稳
第二节 分子间作用力与溶剂特性
范得华力包括：
色散力：存在于非极性分子之间。由于非极性分子外围电子不停运动和原子核的不断 震动，可能造成某一瞬间存在偶极矩不为0（即正负电荷中心不重合），造成同极相 吸、异极相斥，这种作用力即为色散力。
大小取决于分子的变形性，半径越大，色散力越强。
产物 青霉素G 红霉素 螺旋霉素 土霉素
萃取溶剂 乙酸丁酯 乙酸丁酯 乙酸丁酯
丁醇
产物 林可霉素 加兰他敏 延胡索乙素 新生霉素
萃取溶剂 丁醇
乙酸乙酯 乙醚 丁醇
主要用于抗生素及天然植物中的有效成分的提取。
四、化学萃取
• 化学萃取则利用萃取剂与溶质之间的化学反应生成复合分子， 向萃取相分配而实现溶质转移。
当溶质—溶质之间作用力和溶剂—溶剂之间的作用力越大时，溶解越困难。 分子间作用力的大小与分子的极性关系：
非极性物质＜极性物质＜氢键物质＜离子型物质 当物质溶解时，溶质结构与溶剂结构相似、彼此间的作用力相似，溶解容易进行， 此为“相似相容”原理。
第二节 分子间作用力与溶剂特性 一、分子间作用力
物质内部作用力：化学键、氢键和分子间作用力。
pKb
pH
可见，弱电解质溶质在有机相中的浓度主要取决于pH值。
弱酸性电解质：pH值越低，分配系数越大；弱碱性正好相反。
• 在一定温度和压力下，分配系数是水中氢离子浓度的函数，调节水相的pH， 使溶质以分子状态↑，进入萃取相↑，分配系数↑，萃取率↑。
红霉素是碱性电解质，在乙酸戊酯和 pH 9.8 的水相之间分配系数为 44.7 ，而水相 pH5.5 时为14.3 。
乳状液是一个不稳定的热力学体系，易聚集分层，成为稳定的两相。 若要形成稳定的乳剂，需要加入稳定剂使其形成稳定的体系，这种稳
萃取化学原理与应用第二章、萃取剂与萃取体系
iii) 烷基膦酸单烷基酯：H3PO3中的一个-H和一个-OH被烷基化 2-乙基己基膦酸 2-乙基己基酯 (HEHEHP，P507) C4H9(C2H5)CHCH2(C4H9(C2H5)CHCH2O)(OH)P=O
iV) 酸性双磷萃取剂 (焦磷酸酯R4P2O7及类似物) RO(OH)PO-X-OP(HO)OR (X=O、CH2、CH2-CH2) 二辛基甲基双磷酸 H17C8O(OH)PO-CH2-OP(OH)C8H17
子具有酸性，属于酸性含磷萃取剂；有下列4类： i) 磷酸二烷基酯：磷酸二(2-乙基己基)酯 (HDEHP or D2EHP，P204) (C4H9(C2H5)CHCH2O)2(OH)P=O 双十二烷基磷酸 (C12H25O)2(OH)P=O
第二章、萃取剂与萃取体系(5)
ii) 磷酸一烷基酯：H3PO4分子中有一个-OH被烷基化 十二烷基磷酸 (DDPA) C12H25O(OH)2P=O
条件：螯合物萃取剂的种类很多，并不是所有螯合物都可以作为螯合萃
取剂，只有那些能够生物螯合物、易溶于有机溶剂、不易溶于水相的螯合
物，才能够成为螯合萃取剂。
特点：i) 至少有两个或两个以上、能够与金属离子形成萃合物的反应性
与功能性基团；ii) 有适当长度的疏水基团；iii) 与金属离子能够形成非常稳
定的；iV) 在适当条件下，萃取选择性好、分离系数高、能够达到很高的萃
取率。
不足之处：形成的螯合物因为过于稳定而难以反萃，给分离与纯化带来
困难；价格较贵。
第二章、萃取剂与萃取体系(7)
A. 含氧螯合物萃取剂
i) β-二酮螯合物的萃取剂 R-CO-CH2-CO-R
HAA：乙酰丙酮 CH3-CO-CH2-CO-CH3
HTTA：2-噻吩甲酰三氟丙酮
iV) 酸性双磷萃取剂 (焦磷酸酯R4P2O7及类似物) RO(OH)PO-X-OP(HO)OR (X=O、CH2、CH2-CH2) 二辛基甲基双磷酸 H17C8O(OH)PO-CH2-OP(OH)C8H17
子具有酸性，属于酸性含磷萃取剂；有下列4类： i) 磷酸二烷基酯：磷酸二(2-乙基己基)酯 (HDEHP or D2EHP，P204) (C4H9(C2H5)CHCH2O)2(OH)P=O 双十二烷基磷酸 (C12H25O)2(OH)P=O
第二章、萃取剂与萃取体系(5)
ii) 磷酸一烷基酯：H3PO4分子中有一个-OH被烷基化 十二烷基磷酸 (DDPA) C12H25O(OH)2P=O
条件：螯合物萃取剂的种类很多，并不是所有螯合物都可以作为螯合萃
取剂，只有那些能够生物螯合物、易溶于有机溶剂、不易溶于水相的螯合
物，才能够成为螯合萃取剂。
特点：i) 至少有两个或两个以上、能够与金属离子形成萃合物的反应性
与功能性基团；ii) 有适当长度的疏水基团；iii) 与金属离子能够形成非常稳
定的；iV) 在适当条件下，萃取选择性好、分离系数高、能够达到很高的萃
取率。
不足之处：形成的螯合物因为过于稳定而难以反萃，给分离与纯化带来
困难；价格较贵。
第二章、萃取剂与萃取体系(7)
A. 含氧螯合物萃取剂
i) β-二酮螯合物的萃取剂 R-CO-CH2-CO-R
HAA：乙酰丙酮 CH3-CO-CH2-CO-CH3
HTTA：2-噻吩甲酰三氟丙酮
第2章溶剂萃取
P’= He + Hd + Hn
常用溶剂的罗氏极性参数
溶剂
正庚烷 正己烷 环戊烷 四氢呋喃
乙酸乙酯 氯仿 甲乙酮 丙酮 乙腈 甲醇 水
P’
ɛ（介电常数）
0.2
1.92
0.1
1.88
-0.2
1.97
4.0
7.6
4.4
6.0
4.1
4.8
4.7
18.5
5.1
5.8
37.8
5.1
32.7
10.2
80
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
醋酸
苯酚、氯仿、水
结论
同一个组中的溶剂，具有非常接近的3个选择性 参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选 择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。
溶剂选择一般方法
（1）单一溶剂： 选择与溶质极性尽可能相等的单 一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；
在保持溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类， 调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度。
• 表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系 数、溶解度参数和罗氏极性参数。
影响分子极性的因素
分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
测定分配系数最常用溶剂系统：正辛醇和水系统， 并用Ko/w或lgP表示分配系数。
KO /W
coctanol c wa te r
lg Ko/ w lg P
典型香味化合物的油水分配系数
常用溶剂的罗氏极性参数
溶剂
正庚烷 正己烷 环戊烷 四氢呋喃
乙酸乙酯 氯仿 甲乙酮 丙酮 乙腈 甲醇 水
P’
ɛ（介电常数）
0.2
1.92
0.1
1.88
-0.2
1.97
4.0
7.6
4.4
6.0
4.1
4.8
4.7
18.5
5.1
5.8
37.8
5.1
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Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
醋酸
苯酚、氯仿、水
结论
同一个组中的溶剂，具有非常接近的3个选择性 参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选 择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。
溶剂选择一般方法
（1）单一溶剂： 选择与溶质极性尽可能相等的单 一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；
在保持溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类， 调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度。
• 表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系 数、溶解度参数和罗氏极性参数。
影响分子极性的因素
分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
测定分配系数最常用溶剂系统：正辛醇和水系统， 并用Ko/w或lgP表示分配系数。
KO /W
coctanol c wa te r
lg Ko/ w lg P
典型香味化合物的油水分配系数
第二章 提取工艺
H
9
（2）利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离 ：
常采用溶剂萃取法、沉淀法。
例如，苦参碱因其极性小于氧化苦参碱，能溶于乙 醚，后者难溶于乙醚，因此，将二者混合物溶于适 量的氯仿，在氯仿液中加入10倍量的乙醚，氧化苦 参碱即可析出沉淀。
H
10
不同生物碱与同一种酸形成 的盐显示出不同的溶解度， 例如，在麻黄的水提液中， 加入草酸溶液后，适当浓缩 ，草酸麻黄碱溶解度小，先 析出结晶，而草酸伪麻黄碱 仍 留在溶液中。
1.定义：凡两个苯环（A环、B环）通过三碳链 相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。大 多具有6C-3C-6C的基本骨架，且常有羟基、甲 氧基、甲基、异戊烯基等取代基。
H
13
2.溶解性
黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态（苷和 苷元、单糖苷、双糖苷或三糖苷）不同而有很大 差异。
（1）一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇 、乙醇、醋酸乙酯、乙醇等有机溶剂及稀碱水溶 液中。
（3）硼酸铬合法
有邻二酚羟基的黄酮类化合物可与硼酸络合，生 成物易溶于水，借此可与无邻二酚羟基的黄酮类 化合物相互分离。
H
32
（4）pH梯度萃取法 pH梯度萃取法适合于酸性强弱不同的游离的黄 酮类化合物的分离，将混合物溶于有机溶剂（如 乙醚）中，依次用：
5％NaHCO3（萃取出7，4′－二羟基黄酮） 5％Na2CO3（萃取出7－或4′－羟基黄酮） 0.2％NaOH（萃取出具一般酚羟基黄酮） 4％NaOH（萃取出5－羟基黄酮）
皂苷元不溶于水，而易溶于石油醚、苯、乙醚、 氯仿等亲脂性溶剂。
皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中 的溶解。
H
41
（3）水解
皂苷的水解有两种方式，可一次完成水解，生成 皂苷元及糖，也可以分步水解，即部分糖先被水 解，或双糖链皂苷中先水解一条糖链形成次生苷 。
制药分离纯化技术2第章固液萃取
④ 乙醚
非极性有机溶剂，可与乙醇及其他有机溶剂任意 混溶。其溶解选择性较强，可溶解游离生物碱、 挥发油、某些苷类等物质。因乙醚有强烈的生理 作用，又极易燃烧，且价格昂贵一般仅用于生物 有效成分的提取、精制。
⑤ 氯仿
一种非极性溶剂，微溶于有机溶剂，与乙醚、乙 醇都能任意混溶。
(2) 浸取辅助剂
第二章 固液萃取(浸取)
一、浸取基本知识和基本理论
浸取(固−液萃取)是指用溶剂将固体物中的 某些可溶组分提取出来，使之与固体的不 溶部分(或称惰性物)分离的过程。
被萃取物质在原固体中，可能以固体形式 或液体形式(如挥发物或植物油)存在。
固−液萃取在制药工业中广泛应用，尤其是 从中草药等植物中提取有效成分，或从生 物细胞内提取特定成分。
为了提高浸取溶剂的浸取效能，增加浸取 成分在溶剂中的溶解度，增强其稳定性， 除去某些杂质，减少其他成分对浸取的影 响，往往需要采取一定措施（如改变浸取 条件）或加入某些浸取辅助剂。
常用的浸取辅助剂： ①酸 可使有机酸游离，使碱性物质沉淀； ②碱 可使某些物质水解，使酸性物质沉淀； ③表面活性剂 常可有助于有机物的溶解，提高浸取效果。
无毒无害，价格低廉，还具有一定的防腐作用， 其比热容小，沸点低，汽化热不大，使分离回收 费用低，可降低生产成本。但乙醇具有挥发性和 易燃性，生产中应注意安全防护。
③ 丙酮
一种良好的脱脂溶剂，与水形成任意组成的混合 液。丙酮也是一种脱水剂，常用于新鲜动物药材 的脱水和脱脂。丙酮的防腐性能较好，但有一定 的毒胜，而且丙酮易于挥发和燃烧，使用时要特 别注意。
KD = y / x x 、y —平衡时溶质在固相、液相中的浓度； 注：若 y 和 x 用体积浓度 (kg/m3) 表示，KD
萃取
3、混合液中含有热敏性物质。
第一节
三元体系的液 － 液相平衡与萃取操作原理
4－1－1
组成在三角形相图上的表示方法
采用等边三角形、等腰直角三角形。 识图：
4－1－2 液 － 液相平衡关系在三角形相图上的表示 三元系统的三种情况： 1、 A
B
S
2、 A
B
部分互溶
3、 A
B
部分互溶
S
S
第Ⅰ类物系。 主要讨论此类物系。
一、溶解度曲线和联结线 设：第一类物系的第二种情况。 1、溶解度曲线 C′、D′、F′、G′、H′称混溶点（或分层 点）。 LCDFGHJ为实验温度下的溶解度曲线。 平衡时，两个液层称为共轭相。 联结共轭相组成坐标的直线称为联结线。 B
R L C D F D‘ ·· · C‘ F‘ G‘ H‘ A
第Ⅱ类物系。
5、作图
Y 分配曲线
E1 E2 E3 YS O X3 X2 X1 XF L X 斜率＝－B/S
第n级：Yn＝ - B X n ( B X n -1 YS ) 操作线方程
S S
如此重复，直到xn≤规定值时为止。
操作线数目＝理论级数。
4－2－3
多级逆流接触萃取的计算
1、多级逆流接触萃取流程
萃取剂循环使用（含有少量A和B）， 最终R中可达到的最低xR受yS限制。 最终E中可达到的最高y1受xF限制。 2、已知F、xF、最终萃余相组成xn，S量和yS经济权衡选定，求理论级数。 一、组分B和S部分互溶时的图解计算法 1、在三角形坐标图上逐级图解法 图解步骤： 1）选S，确定T、P。根据平衡数据绘出溶解度曲线和辅助曲线。 2）据xF和yS定出F和S点，再由溶剂比S／F在FS连线上确定和点M。
第2章萃取.
4
含Ni2+水溶液（水相） 丁二酮肟萃取剂
氨性缓冲液（pH9） 加入CHCl3有机相
00:15
萃取过程
振荡萃取
静置分层
5
§2.1 固液萃取（浸取）
1.药材有效成分的浸取
中药材成分：有效成分、辅助成分、无效成 分、组织物 浸取目的：选择适宜的溶剂和方法，充分浸 出有效成分及辅助成分，尽量减少或出去无 效成分。
1.0 0.8 A 0.6
qi lg q0
lg
Ⅰ Ⅱ
A’
qi lg k q0
τ/h
qi 1 q0
0.3 B 0.2 0.1 B’
Ⅰ
c
Ⅱ τ/h
q 0 qi k b q0
浸出曲线
00:15
b 1
洗脱系数
29
5.浸取方法、工艺及设备
浸渍法：适宜于黏性药物、无组织结构的药材、
物料中水含量
微波剂量 萃取时间
00:15
基体物质
37
设备：专用密闭容器
应用： 多糖类成分 黄酮类成分 蒽醌类成分
有机酸类成分
挥发油
鲜药材处理
00:15
38
其他的强化浸取方法：
电磁场强化浸出
流化床强化浸出 电场强化浸出 电磁振动强化浸出 脉冲强化浸出 挤压强化浸出
00:15 39
§2.2
液液萃取
解：设药材中所吸收溶剂量为1，则总溶剂量为M＝20/4＝5
00:15
24
多级逆流浸取：
C＝ 0 新溶剂 g1
g2
g5
浓溶液
1
X 药渣 s1
2
s2
5
S5
新药 材
天然药物化学 第二章 提取与分离 第二节
提取液
加入试剂
沉淀
降低溶解度 或发生沉淀反应
过滤
（一）乙醇沉淀法
（二）酸碱沉淀法
（三）利用沉淀试剂进行分离
产物
（一）乙醇沉淀法
通过改变溶剂极性而改变成分溶解度的方法
水提液+乙醇 含醇量>80%
极性改变
蛋白质、淀粉、树胶、 粘液质（亲水性成分）改变 （亲脂性成分）
如：黄连中提取小檗碱时加ＮaＣl
五、透析法
半透膜过滤。 如：除去皂苷、多糖中的无机盐、单糖、
双糖等小分子。
课堂练习
（一）单项选择题
与判断化合物纯度无关的是（ ）
A.熔点的测定 B. 观察结晶的晶形
C. 闻气味
D. 测定旋光度
E. 观察色泽
（二）多项选择题
透析法适用于分离（ ）
A. 酚酸与羧酸 B. 多糖与单糖
杂质的存在会阻碍或延缓结晶的形成
容易结晶。
欲结晶成分在混合物中的含量越高越
溶液浓度高易于析出结晶。但过高也不好。
低温有利于结晶析出
长时间放置有利于结晶析出，且结晶大而纯。 加入少量晶种有利于结晶析出
四、盐析法
在水提液中,加入无机盐[如:NaCl,Na2SO4 , MgSO4, (NH4)2SO4等]至一定的浓度,可使某些溶解度较小的 成分沉淀出来,而与溶解度大的成分分离。
趁热过滤
沉淀
（不溶性杂质）
热溶液
有效成分 结晶
低温过滤
有效成分 析出结晶
母液
低温放置 （或蒸发出部分 溶剂后低温放置）
1.选择适宜的溶剂。 ①不与欲结晶成分发生化学反应。
②对欲结晶成分热时溶解度大，冷时溶解度小。
③常均对不用杂溶质溶。的剂）溶：解度水非、常冰大或醋者酸非、常小甲（醇冷、热均乙溶或 溶醇解、度非丙常酮大、：杂乙质酸留乙在母酯液、中三。 氯甲烷、 溶四解氯度非化常碳小、：趁石热油过醚滤 等。（选择一种 ④有一定的挥或发性两，种沸及点适以中上。）
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定课件
➢ 因此大孔吸附树脂在干燥状态下其内部具有较
高的孔隙率，且孔径较大，在100～1000nm之间，
故称为大孔吸附树脂。
43
大孔吸附树脂优势
➢ 表面积较大，且交换速度较快 ➢ 机械强度高 ➢ 抗污染能力强，可重复使用 ➢ 理化性质稳定，热稳定好 ➢ 在水溶液和非水溶液中都能使用
44
(4) 根据物质的分子大小差别进行分离
5
石油醚－苯－氯仿－乙醚－乙酸乙酯－丙酮－乙醇－甲醇－水
----亲水性强的化合物在水中溶解度较大,亲脂性 强的化合物在油中的溶解度较大。这种亲水性或亲 脂性的强弱是和化合物的结构直接相关。简言之, 在多数情况下凡化合物与水的结构相似,就具有亲 水性,与油脂的结构相似,就具有亲脂性。这就是所 谓 “相似相溶”原则。
VaporLeabharlann Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute
28
Lower-density solvent extraction
Condensate
Extracting solvent
High-density solution being extracted
33
34
➢ 影响液滴逆流分配的主要因素有： ➢ 被分离成分在两相溶剂间的分配系数要大； ➢ 形成大小合适的移动相液滴，这与两相间的界面 张力、密度差、输液管口径和萃取管材料等有关， 可以采用数根萃取管预试液滴的形成情况而确定； ➢ 液滴间的间隔，与泵的送液速度有关，送液速度 过快，液滴间几无间隔变成线流通过固定相，通常 也可经过小样探索而定。
1. 天然产物化学成分的预试验 p11, 天然产物化学成分的预试验流程
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多级逆流浸取：原料液F以相反方向从第一级加入， 逐次通过各级后，溶质组成逐级下降，萃余相由最 后一级排出。萃取剂S在最后一级加入，逐次通过各 级，溶质组成逐级提高，萃取相最终由第一级排出； 萃取相E1及萃余相Rn经脱除溶剂后得到E′和R′，溶 剂则返回循环使用。
1
2
05:51
n
18
图解法
计算方法： 解析法*
X
1
F
Sn 1 n nn1 n n1321
各级浸出器
F
1n
n
1
n 2
n n1
的溶剂比α的 数值相同， 最末级不同
1 F
1 2 3 n
浸出率：E
1
F
2 3 1 2
n级： gn＝X(α n+αn αn-1+ αn αn-1 αn-2 +…+αn α n-1…α 3α2 α 1) Sn＝X(1+α n+ α n α n-1+ α n α n-1 α n-2 +…+ α n α n-1… α 3 α 2 α 1)
05:51
26
浸余率F（药材中不能倾出的溶质分率）
解：设药材中所吸收溶剂量为1，则总溶剂量为M＝20/4＝5
05:51
24
多级逆流浸取：
C＝0
新溶剂
g1
g2
1
2
g5
浓溶液
5
X 药渣
s1
s2
S5
新药 材
C为加到第一级浸出器的溶剂所含溶质量，C＝0
X为从第一级浸出器放出的药渣内溶剂中所含的溶质量
α为浸出器放出的溶剂量与药材中所含溶剂量之比
g1、g2、g3、g4、g5为各级浸出器浸渍后溶剂中所含的溶质量 S1、S2、S3、S4、S5为进入各级浸出器的固体药材内溶剂中所含的溶质量
► 最终得到的萃余相Rn脱除溶剂SR得萃余液R’； 而各级所得萃取相E1、E2，…，En分别排出，然 后汇集在一起脱除溶剂SE，得萃取液E’，溶剂回 收循环使用，溶剂回收设备简单；
► 因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收 费用高，而且萃余液A组分浓度低。
► 操作在混合澄清槽中进行。
05:51
17
腰直角三角形坐标图最为常用。
混合物的组成用
质量分数或质量
百分数表示。
05:51
图2-14 三角形相图
A：溶质 B：稀释剂 S：萃取剂 萃取相
萃余相 40
说明：
► 在三角形坐标图中，AB边以A的质量分 数作为标度，BS边以B的质量分数作为 标度，SA边以S的质量分数作为标度。
► 顶点分别代表一个纯组分，即顶点A表示 纯溶质A，顶点B表示纯原溶剂（稀释剂） B，顶点S表示纯萃取剂S。
2cA z 2
)
c A
DAB
(2cA x 2
)
一维不稳 态扩散
05:51
8
浸取速率方程：
J dM D dc
F d dz
J
z
dz D
c3 dc
0
c2
kD Z
传质分系数
K：总传 质系数
J
D Z
(c3
c2 )
k (c3
c2 )
J
(1
1
萃取设 备
R, xR
回收设 备
回收设
E, yE 备
R' , x'R E' , y'E
05:51
SE
15
多级错流浸取：若将几个单级接触萃取设备 串联使用，而在每一级中均加入新鲜溶剂， 使萃余相与溶剂的流动呈错流方式的萃取过 程，称为多级错流萃取。
1
2
n
05:51
16
多级错流萃取过程的特点是：
► 萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃 取，传质推动力大，萃取效果好；
hS L
D内 D自 D对
05:51 L：颗粒尺寸；S：边界层厚度；h：药材颗粒内扩散距离。
11
3.浸取溶剂与浸取影响因素
浸取溶剂：
•对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量； •与溶质之间有足够大的沸点差，以便于容易采取蒸馏等方 法回收利用； •溶质在溶剂中 扩散系数大且黏度小； •价廉易得，无毒，腐蚀性小等。
中有相对运动，加速浸出过程
•多级浸出工艺：大大降低浸出成分的损失 •半逆流多级浸出工艺：循环提取的优点，减
少溶剂用量
•连续逆流浸出工艺：浸出率，高浸出速度快
31
间歇式
操作方式： 半连续式
连续式
浸
固定床
取 固体原料处理方法：移动床
设
备：
分散接触式
溶剂和固体原料接触方式：多级接触型
微分接触型
05:51
E1(1
E1)
M 1 (1 M
E1)
M 1 M2
……
En
M 1 Mn
05:51
22
总浸出率Ē：
E
E1
E2
M 1 M
M 1 M2
M2 M
1
2
……
E M n 1 Mn
05:51
23
例2：某药材含20％无效成分，含30％的有效成分，浸出溶 剂用量为药材自身重量的20倍，药材对溶剂的吸收量为药 材自身重量的4倍，求25kg药材单次浸取所得的有效成分与 无效成分量？
物料衡算
浸出量 浸出率 浸出时间
单级浸取和多级错流浸取
a.浸出量： G g G'g' g' g G 1 G' g'
G：药材中待浸取的物质量 G’：浸出后所放出的溶剂量 g’：浸出后剩余在药材中的溶剂量 g：浸出后残留在药材中的浸出物质量
05:51
19
……
gn
G
(1 )n
•药材的粒度：越细越好？ •浸取的温度：越高越好？ •溶剂的用量及提取次数 •浸取的时间：越长越好？ •浓度差： •溶剂的pH值 •浸取的压力
05:51
14
4.浸取过程的计算
单级浸取：将药材和溶剂一次加入提取设备中， 经一定时间的提取后，放出浸出药物液，排出 药渣的这个过程。
SR
F ,xF S, yS
05:51
38
其他的强化浸取方法： 电磁场强化浸出 流化床强化浸出 电场强化浸出 电磁振动强化浸出 脉冲强化浸出 挤压强化浸出
05:51
39
§2.2 液液萃取
1.液液萃取的平衡关系
a.三角形相图表示法
三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形
坐标图和非等腰直角三角形坐标图，如图所示，其中以等
L
)
(c1
c3 )
Kc
kD
05:51
9
在液相中的
扩 扩散系数： 散 系 数 ：
在固体中的 扩散系数：
BT
DAB 6 B rA
DAB
9.96 1015T
BVA1/ 3
rA
(3VA )1/ 3 4n
DAB
7.4 10 12 (M B )1/ 2
T
BVA0.6
中药提取中的应用：
生物碱成分
黄酮类成分
蒽醌类成分
多糖类成分
皂苷类成分
05:51
36
b.微波协助浸取
作用原理：
体热源瞬时加热
热惯性小
反射性和投射性
影响因素：
萃取剂的选择
pH值
物料中水含量
微波剂量
萃取时间
05:51
基体物质
37
设备：专用密闭容器 应用： 多糖类成分 黄酮类成分 蒽醌类成分 有机酸类成分 挥发油 鲜药材处理
1.0
lg qi q0
0.8
ⅠⅡ
A 0.6
1 qi q0
0.3 B
0.2
0.1
Ⅰ
Ⅱ
c
浸出曲线
05:51
A’
τ/h
lg qi lg k
q0
B’
q0 qi k b
q0
τ/h b 1
洗脱系数
29
5.浸取方法、工艺及设备
浸渍法：适宜于黏性药物、无组织结构的药材、
浸 新鲜及易于膨胀的药材的浸渍。
解：药材中所含浸出物质总量G＝25kg，所加入溶剂 量为500kg，药材中所残留的溶剂量g’＝100kg。
05:51
21
b.浸出率Ē：代表浸取后所放出的倾出液中所含
浸出物质量与原药材中所含浸出物质总量的比值。
E1 M 1 M
浸渍后药材中所含溶剂量为1 所加的总剂量为M 所出的溶剂量为M-1
E2
第2章 萃 取
§2.1 固液萃取 §2.2 液液萃取 §2.3 反胶团萃取 §2.4 双水相萃取
05:51
1
萃取（extration）：是分离液体（或固体）
混合物的一种单元操作。
原理：利用原料中组分在溶剂中溶解度的差
异，选择一种溶剂作为萃取剂用来溶解原料
混合物中待分离的组分，其余组分则不溶或
少溶于萃取剂中，这样在萃取操作中原料混
合物中待分离的组分（溶质）从一相转移到
另一相中，从而使溶质被分离。
05:51
2
液固萃取（浸取或浸出） 液液萃取（有机溶剂萃取） 超声波协助浸取 微波协助浸取 反胶团萃取 双水相萃取 超临界萃取
05:51
3
溶剂萃取的基本过程
萃取体系有水机相相：：样萃品取液剂/试溶剂剂