萃取分离技术

（1）水
优点：溶解范围广、穿透能力强、易得、安全
缺点：a.有些苷类成分的酶解
b.有些脂溶性成分溶解不完全
c.水提液易发霉、变质 d.水溶性杂质多，过滤困难 e.沸点高，浓缩困难
(2)亲水性有机溶剂
优点：溶解范围广、水溶性杂质溶出少、提取液不
易发霉、变质、大部分可回收利用。
缺点：但有挥发性、易燃烧。
1、基本原理
分类：液—液萃取；液—固萃取。 理论基础 ：不同的化合物在不同的溶剂中具有不同的溶解度 或分配比。
分配系数的表示 ：化合物在两种互不相溶或微溶的溶剂之间
达到溶解分配平衡时，化合物在两种溶剂中的浓度之比称为 分配系数，通常用K表示， K在一定温度下是一个常数，。
如果用溶剂2从溶剂1中萃取目标物，则K的表示如 下：
煎膏剂 ——药材用水煎煮、去渣浓缩后，加炼蜜或糖而制成的 半流体制剂。
酊 剂——药物用规定浓度的乙醇浸出或溶解而制成的澄清液体 制剂，亦可用流浸膏稀释制成。供口服或外用。 酒 剂——药材用蒸馏酒浸提而制成的澄清液体制剂。
浸膏剂 ——用煎煮法或渗漉法制备，全部煎煮液或渗漉液应低 温浓缩至稠膏状，加稀释剂或继续浓缩至规定的量。 流浸膏 ——将生药的乙醇或水浸出的液体用一定方法浓缩而成 的称为流浸膏。
产物
咖啡 豆油 大豆蛋白
固体
粗烤咖啡 大豆 豆粉
溶质
咖啡 豆油 蛋白质
溶剂
溶质水 己烷 NaOH溶液，pH 9
香料
蔗糖 维生素B 玉米蛋白质
丁香、胡椒、麝香草
甘蔗、甜菜 碎米 玉米
香料成分
蔗糖 维生素B 玉米蛋白质
80%乙醇
水 乙醇-水 90%乙醇
胶质
果汁 鱼油 鸦片提取物
胶原
水果块 碎鱼块 罂粟
被提取成分的性质 极性（亲水性） 非极性（亲脂性） 中等极性（既有亲水性又有亲脂性） 常见取代基的极性大小顺序： 酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷 化合物的结构与亲水性、亲脂性的关系 • （1）分子结构中亲水性基团（羧基、羟基、氨基）越 多，极性越大，亲水性越强，反之则亲脂性越强。 • （2）分子中非极性部分越大，碳链越长或结构越大， 则亲脂性越强。 • （3）结构母核相同的成分，分子中功能基的极性越大， 或极性功能基数量越多，则整个分子的极性越大，亲 水性越强，亲脂性越弱。
密度 1.00 0.79 0.79 0.79 0.71 0.68—0.72 0.78 0.88 0.87
溶剂名称 乙酸乙酯 二氧六环 二氯甲烷 二氯乙烷 三氯甲烷 四氯甲烷 硝基甲烷 甲乙酮 乙腈
沸点℃ 77.1 101.3 40.8 83.8 61.2 76.8 120.0 76.6 81.6
密度 0.90 1.03 1.34 1.24 1.49 1.58 1.14 0.81 0.78
混合溶剂的极性顺序：
苯-氯仿(1+1) →环己烷-乙酸乙酯(8+2) →氯仿-丙酮(95+5) →苯-丙酮(9+1) →苯-乙酸乙酯(8+2) →氯仿-乙醚(9+1) →氯仿-丙酮(85+15) →苯-乙醚(4+6) →苯-乙酸乙酯(1+1) →氯仿-甲醇(95+5) →氯仿-丙酮(7+3) →苯-乙酸乙酯(3+7) →苯-乙醚(1+9) →乙醚-甲醇(99+1)
成分的材料以及不宜采用热提取法的物料。
液—固萃取的操作方式
浸渍
渗漉
常用操作方式 煎煮 回流提取 连续回流提取
• 通常是用极性不同的溶剂对原料分别进行多次提
取（一般2～3次）
• 具体做法一般为：先用非极性溶剂提取，再用弱 极性溶剂提取，最后用强极性溶剂提取。
• 1. 浸渍：
• 操作方法：将处理（挑选、清洗、粉碎等）过的
OH O OH OH O OH OH O OH
COOH O
HO O
CH3 O
CH3
大黄酸 酸性最强 溶于NaHCO3
大黄素 酸性其次 溶于Na2CO3
大黄酚 酸性最弱 溶于NaOH
2、萃取溶剂的选择原则
萃取溶剂与溶液的溶剂互溶性差，两溶剂的密度
差异明显
“相似相溶”，萃取剂对目标物的选择性高
化学性质稳定（洗涤例外）
化学萃取：常用的为酸碱萃取法 通过改变目标物的存在状态来改变目标物的在 两相中的溶解性能，从而改变目标物的K值。
应用：
选择性除去混合物中少量的酸性或碱性杂质
富集混合物中的酸性或碱性目标物
常用萃取剂： 5% NaOH 、 5% 或 10% Na2CO3 或 NaHCO3、稀HCl、稀H2SO4等。
如中药大黄中的大黄酸、大黄素和大黄酚的分离
溶液呈碱性 存在少量轻质的沉淀 溶剂相互溶解性能大 两相的相对密度差较小
破乳方法： 静置法 盐析法 酸化法 过滤法 离心法 超声法 加入破乳剂：如乙醇等
乳化的结果可能形成两种形式的乳浊液： 一种是水包油型（O/W），另一种为油包水型（W / O）。
（a）轻溶剂萃取 器
（b）重溶剂萃取
（c）兼具（a）和（b）
胶质
果汁 鱼油 鸦片提取物
稀酸
水 己烷，丁醇，CH2Cl2 CH2Cl2或超临界CO2
胰岛素
肝提取物 低水分水果 脱盐海藻
牛、猪胰腺
哺乳动物的肝 高水分水果 海藻
胰岛素
肽、缩氨酸 水 海盐
酸性醇
水 50%的糖液 稀盐酸
e. 乳化程度 尽量破坏乳浊液，如轻度乳化，要加热过滤离心（热
敏物质不用加热）；重度乳化，加SDS、溴化十五烷基 吡啶等去乳化剂。
3、萃取方法
3.1 液—液萃 实验室常用仪器：分液漏斗。球形和梨形 萃取方法：
人工手摇 机械振荡 机械搅拌 超声搅拌 连续萃取
漏斗萃取的注意事项
漏斗选择：体积；球型和梨型
用温水从甜菜中提取糖， 用有机溶剂从大豆、花生等油料作物中提取食用油， 用水或有机溶剂从植物中提取药物、香料或色素等。
由药材提取物制成各种剂型的后期过程各有不同: (1)按一定质量标准加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、 流浸膏等剂型； (2)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； (3)通过适当加工，制成软膏、栓剂等其它剂型； (4)需要精制加工，纯化有效成分，制成注射剂等剂型。
密封性检查
加液量的确定：待萃取液为漏斗体积1/3～2/3， 萃取溶剂为待萃取液的1/3 振摇：放气—防冲盖；防乳化和 静置分层：静置时间遵循“先短后长”原则
分液：遵循“先粗后细”
重分：合并提取液→长时间静置→仔细分液
振 荡
分 液 漏 斗 架
萃取分液
倒转分液漏斗
26
图3—21
乳化与破乳
乳化成因：
亲脂性
小 中等 极性
乙醚、氯仿
氯仿：乙醇 （ 2： 1 ）
中
大
某些甙类（黄酮甙）
某些甙类（皂甙、蒽醌甙） 极性很大的甙、糖类、氨基酸、某些生 物碱盐 蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、 无机盐类
乙酸乙酯
正丁醇 丙酮、乙醇、 甲醇 水
Байду номын сангаас
亲水性
强亲水性
萃取分离
目的：将目标物选择性地溶集于某一溶剂中，常 用于粗分。
（d）脂肪提取
图3—20 连续萃取装置
超声波提取机
1.2 液—固萃取
又称为提取。固料一般需事先粉碎至20目左右 冷浸法 ：室温反复浸泡 3 次，每次用 5 倍量左右 溶剂，每次12～24 h或更长时间
缺点：溶剂用量大，萃取效率低，浓缩工作量 大，如用水萃取还需防止发霉变质。 适用范围：富含淀粉、树胶、粘液质和果胶等
原料，用适当的溶剂在常温或加热（一般为60～
80℃）的条件下浸泡以溶出其中成分。 • 适用情况：适用于较易提取的、有效成分遇热易
破坏以及含多量淀粉、树胶、果胶、粘液质的天
然物的提取。
• 特点：浸出率较差，特别是用水为溶剂，其提取
液易于发霉变质，须注意加入适当的防腐剂。
[提示]
加防腐剂：甲苯、甲醛、三氯甲烷
影响提取效率的因素
溶剂类型 原料的粉碎度
提取时间
影响提取效率的因素 提取温度
提取次数
固液比 设备条件
影响萃取操作的因素：
温度↑互溶性增大； a. 温度 温度↓产物稳定性提高，粘度增加，扩散性能减小。
b. pH值
影响分配系数，影响物质解离情况 溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
c. 溶媒比 溶媒比＝溶媒体积/萃取体积 d. 盐分 盐分↑分配系数↑
液—液萃取和液—固萃取
常用溶剂
• 非极性～弱极性溶剂 • 石油醚：低碳烷烃混合物，市售3种类型（按沸程 30～60℃、60～90℃、90～120℃），无毒、易燃， 反复使用后性质略有变化。 • 乙醚：弱极性，低沸点，易爆，一般不用作工业生 产。 • 苯：非极性，致癌物质，谨慎使用。 • 正己烷：与石油醚性质似，工业价格贵，不用作工 业生产。 • 环己烷：无毒，适用工业生产。
• 含氯溶剂 • 三氯甲烷（氯仿）：中等毒性，强麻醉性 ，许多 国家限制使用，对生物碱类溶解度好，推荐使用 其它溶剂替代。 • 二氯甲烷：低毒，麻醉性强 ，沸点低，使用成本 高。 • 1，2二氯乙烷：低毒性、致癌，沸点83℃ • 1，1二氯乙烷：低毒、局部刺激性 ，沸点57℃。 • 1，1，1-三氯乙烷 ：低毒类溶剂 ，沸点74℃。 • 四氯化碳 ：在含氯溶剂中毒性最强。不用。
• 中等极性溶剂 • 乙酸乙酯 ：低毒，麻醉性，对黄酮类及其 它许多天然药物溶解度好。但对植物的渗 透性差，一般不作提取用溶剂，作萃取或 柱层析溶剂。 • 丙酮：低毒 。 • 丁酮 ：低毒，毒性强于丙酮 。
• • • •
强极性溶剂 乙醇 甲醇 水
单一溶剂的极性大小顺序为： 石油醚（小） →环己烷 →四氯化碳 →三氯乙烯 →苯 →甲苯 →二氯甲烷 →氯仿 →乙醚 →乙酸乙酯 →乙酸甲酯 →丙酮 →正丙醇 →甲醇 →吡啶 →乙酸（大）
→苯-甲醇(95+5)
→苯-乙醚(6+4)
→环己烷-乙酸乙酯(1+1) →氯仿-乙醚(8+2) →氯仿-甲醇(99+1) →苯-甲醇(9+1)
→乙酸乙酯-甲醇(99+1)
→苯-丙酮(1+1) →氯仿-甲醇(9+1)
常用溶剂
溶剂名称 水 甲醇 乙醇 丙酮 乙醚 石油醚 环己烷 苯 甲苯
沸点℃ 100.0 64.7 78.0 56.1 34.6 30—60 60—90 80.8 80.1 110.6
W1 V0 K W V
V W W 1 KV
0
V V W1 (1 ) W 0 W1W W1W1 KV0 KV0
W 1
W
0
V 1 KV
W
0
KV
0
0
K V 0 V
萃取 2 次以后，原溶液中的溶质残留量为：
W 2 W KV 0 W 0 1 K V 0 V K V 0 V KV
（3）亲脂性有机溶剂
优点：对化合物溶解选择性较强、水溶性杂质少、
易纯化。
缺点：挥发性大、易燃烧，有毒、价格昂贵，对提
取设备要求高，穿透力较弱，提取时间长。
植物成分及其较适用的提取溶剂
成分的极性 强亲脂性 （极性小） 植物成分类型 挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾 醇、某些甙元 甙元、生物碱、树脂、有机酸、醛、酮、 醇、醌、某些甙类 某些甙类 适用的提取溶剂 石油醚、己烷
0 2
萃取 n 次后，溶质的残留量 Wn 为：
W
小结： 萃取效率随V 和n 的增大而提高，但n 对 Wn 的影响比 V 大得多，所以，
KV 0 W 0 K V 0 V
在溶剂总量一定时，常采用“少量多次”的原则。
在溶剂总量一定时，n 大，V就小，当n＞5时，二者对Wn的影响就接近 抵消，即［Wn／Wn+1］变化不大。一般多选择萃取3次为宜。 当K=1或K＞1时，说明选择的萃取溶剂不合适。 如果K＜0.1，3次萃取后的萃取效率可达98.8%以上。
C1 K C2
C1——化合物在溶剂1中的溶解度； C2——化合物在溶剂2中的溶解度
K＜1的溶质可被溶剂 2有效溶集出来，而K＞1的的溶质则
大部分留在原来的溶剂1中。 影响萃取效率的因素：在温度恒定时，萃取效率的高低与
K值、萃取溶剂的体积（V）和萃取次数（n）有关。
设有V0 mL水溶液，其中含有某有机溶质W0 g 每次用V mL有机溶剂萃取 第1次萃取后，有机溶剂中的溶质量为 W g，残留在水溶 液中的溶质量为W1 g。则有：
沸点较低，易回收 价格低，毒性小，不易着火。
一个良好的溶剂要满足以下要求：
a. 有很大的萃取容量； b. 良好的选择性； c. 与被萃取的液相（通常是水相）互溶度要小，且粘度低、 界面张力小或适中，有利于相的分散和两相分离； d. 溶剂的回收和再生容易； e. 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； f. 价廉易得； g. 安全性好，闪点高，对人体无毒性或毒性低。