天然產物提取實用工藝學期末復習重點

1、天然產物提取工藝學期末復習重點天然產物提取工藝：運用化學工程原理和方法對組成生物的化學物質進行提取、分離純化的過程。第二章天然產物提取工藝學的要求1.提?。海ń?、固液萃?。└鶕鞣N有效成分在溶劑中的溶解作用。對有效成分溶解度大，對不需要成分溶解度小的溶劑。浸提是通過溶劑與原料接觸，互相滲透、溶解、分配以及擴散等一系列復雜過程而完成。浸出溶劑的選擇：溶劑可分為水、親水性有機溶劑和親脂性有機溶劑。一些常見溶劑的親脂性的強弱順序如下：石油醴苯氯仿乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水提取設備：操作方式：間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式溶劑和固體原料接觸的方式：多級接觸和微分接觸。選擇設備：固體原料的形狀、顆粒的大小、物理

2、性質、處理難易等。2萃取法（液-液萃?。豪没旌衔镏懈鞒煞衷趦煞N互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)的不同進行分離的方法?？捎糜趶娜芤褐刑崛?、分離、濃縮有效成分或除去雜質。萃取時，各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大則分離效率越高。萃取法的操作溫度低，適于對熱不穩(wěn)定成分的分離；3 .微波提取法：利用微波能進行物質萃取的一種新技術；微波提取的原理和特點：介于300MHz-30GHZ波長在1cm-1m,介于紅外和無線電波之問）之間的電磁波提取過程中，微波加熱導致植物細胞的極性物質吸收微波能，產生熱量，破壞細胞膜和細胞壁。特點：投資少、設備簡單、應用圍廣、無污染等微波提取的裝置和條件：裝置包括：微波爐裝置和提

3、取容器：提取效益：微波提取頻率、和時間4 .超聲波提?。豪贸暡ǎl率高于20KHz）具有的機械效應、空化效應及熱效應，通過增大介質分子的運動速度、增大介質的穿透力以提取生物有效分成的方法。提取原理（1）機械效應：a.輻射壓強對物料有很強的破壞作用，使細胞組織變形、植物蛋白質變性；b.產生摩擦力，使生物分子解聚，使細胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑中（2）空化效應：介質部溶解了一些微氣泡，這些氣泡在超聲波的作用下產生振動，當聲壓達到一定值時，氣泡由于定向擴散而增大，形成共振腔，然后突然閉合。產生的高壓，形成微激波，可造成植物細胞壁及整個生物體破裂，且在瞬間完成，利于有效成分的溶出。（3）熱效

4、應：聲能不斷被介質的質點吸收，介質將所吸收能量的全部或大部分轉變成熱能，從而導致介質本身和藥材組織溫度的升高，增大藥物有效成分的溶解度，加快有效成分的溶解速度。由于部溫度的升高是在瞬間完成，可以使被提取成分的結構和生物活性保持不變。5 .過濾利用多空性介質阻留固體而讓液體通過，是固體與液體分離的方法。天然產物傳統(tǒng)分離純化方法.過濾設備：加壓葉濾機真空過濾機6 .蒸發(fā)濃縮：蒸發(fā)：溶液表面的水或溶劑分子獲得的動能超過溶液分子間的吸引力之后，脫離表面進入空間的過程。影響因素：溫度、蒸發(fā)面積、蒸汽壓7沉淀鹽析利用不同物質在高濃度的鹽溶液中溶解度不同來達到分離、提純的目的。應用：蛋白質、多肽、多糖、核酸

5、優(yōu)點：成本低，操作簡便、安全，對許多生物活性物質具有穩(wěn)定作用缺點：需脫鹽.影響鹽析的因素：離子強度、蛋白質的性質、pH、溫度鹽析方法加入固體鹽加入飽和溶液法透析平衡法有機溶劑沉淀：能與水互溶的有機溶劑對許多能溶于水的小分子天然產物以及核酸、多糖、蛋白質等生物大分子都發(fā)生能沉淀作用。優(yōu)點：不用脫鹽，過濾比較容易；分辨能力比鹽析法高；生化制品生產中應用比較廣泛。缺點：對某些具有生物活性的分子（如酯）容易引起變性失活，操作常得在低溫下進行。生化制品沉淀首先是能和水混溶，使用較多的是甲醇、乙醇、丙酮等。核酸、核甘酸、糖類和氨基酸等物質，最常用的是乙醇，核酸的沉淀，異丙醇等也常被采用。蛋白質和酶的沉淀，

6、甲醇、乙醇和丙酮都可以。鉛鹽沉淀法:（堿式）醋酸鉛在水及醇溶劑中能與多種植物成分生成難溶的鉛鹽。中性醋酸鉛有機酸、蛋白質、氨基酸、酸性皂甘或部分黃酮類化合物等堿式醋酸鉛除了上述能被中性醋酸鉛沉淀的成分外，還可以沉淀某些甘類、糖類及一些生物堿等堿性成分。酸堿沉淀法：利用某些成分在酸（或堿）中溶解、在堿（或酸）中沉淀的性質達到分離的方法。如橙皮甘、產丁、甘草皂甘，均易溶于堿性溶液，當加入酸后，可使之沉淀析出。物堿不溶于水，但遇酸可生成鹽類而溶于水中，冉加堿堿化會重新生成游離的生物堿，從溶液中析出。其他方法：等電點沉淀、重金屬鹽沉淀等8,結晶：物質從液態(tài)或氣態(tài)形成晶體的過程。生成結晶的過程叫結晶生長

7、。從比較不純的結晶，再通過結晶作用精制得到較純的結晶，這一過程叫再結晶。結晶是在降低物質溶解（度）量的基礎上。結晶方法在原理上常分為兩大類：第一類：除去一部分溶劑；第二類：加入沉淀劑及降低溫度等方法。大致可分為：a,鹽析法：用于大分子蛋白質、酶等；b,有機溶劑結晶法：小分子氨基酸等；c,等電點結晶法：多用于兩性物質；d,其他：溫差法，加入金屬離子法等。9.干燥：氣流干燥：利用熱空氣與粉狀或顆粒狀濕物料在流動過程中充分接觸，氣體與固體物料間進行傳熱與傳質，從而使?jié)裎锪线_到干燥的目的。氣流干燥特點：干燥時間極短，一般1-5so干燥強度大，生產能力大。天然產物傳統(tǒng)分離純化方法沸騰干燥：利用流態(tài)化技術

8、，即利用熱空氣使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài)，使水分迅速汽化達到干燥目的。怎樣才能使粒子處于流態(tài)化？干燥時，使氣流速度與顆粒的沉降速度相等，當壓力降與流動層單位面積的質量達到平衡時（此時壓力損失變成恒定），粒子就在氣體中呈懸浮狀態(tài)，并在流動層中自由地轉動，流動層猶如正在沸騰。沸騰造粒干燥：利用流化介質（空氣）與料液間很高的相對氣流速度，使溶液帶進流化床就迅速霧化。這時液滴與原來在沸騰床的晶體結合，就進行沸騰干燥，故也可看作是噴霧干燥與沸騰干燥的結合。成粒：自我成粒、涂布成粒、粘結成粒噴霧干燥：利用不同的噴霧器，將懸浮液和黏滯的液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的分散微粒同熱空氣發(fā)生強烈的熱交換

9、，迅速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒獲得干燥。霧化系統(tǒng)：壓力式噴霧、氣流式噴霧、離心式噴霧第三節(jié)分子蒸儲技術分子蒸儲（短程蒸儲）技術：高真空（0.133-1Pa）條件下，蒸發(fā)面和冷凝面的間距小于或等于被分離物料蒸汽分子的平均自由程，由蒸發(fā)面逸出的分子，既不與殘余空氣的分子碰撞，自身也不相互碰撞，而是毫無阻礙地到達并凝集在冷凝面上，從而實現(xiàn)液-液分離的技術。根據分子蒸儲裝置形成蒸發(fā)液膜的不同降膜式刮膜式離心式顯著特點：操作溫度低，無需沸騰。蒸儲壓強低。受熱時間短。分離程度更高分子碰撞：當分子接近到一定程度時，由于斥力的作用，兩分子發(fā)生斥離。這種由于接近而至斥離的過程就是分子的碰撞過程。有效直徑：

10、分子在碰撞過程中，兩分子質心的最短距離（即發(fā)生斥離的質心距離）稱為分子有效直徑。分子運動自由程：一個分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。分子運動平均自由程：分子蒸儲基本原理：根據分子運動理論，液體分子受熱從液面逸出，不同種類的分子，其入懷同；液體混合物為達到分離的目的：首先進行加熱，能量足夠的分子逸出液面。輕分子的人nrt,重分子的人md、，若在離液面小于輕分子入nW大于重分子入n#設置一冷凝面，使得輕分子落在冷凝面上被冷凝，從而破壞了輕分子的動態(tài)平衡，使得輕分子繼續(xù)不斷逸出。而重分子因達不到冷凝面，很快趨于動態(tài)平衡。分子蒸儲的原理分子蒸儲應滿足兩個條件：自由程有差異：輕、重分子的平均自由程必須要

11、有差異,且差異越大越好。兩面間距：蒸發(fā)面與冷凝面的間距必須小于輕分子的平均自由程。分子蒸儲過程四部曲(1)分子從液相主體向蒸發(fā)表面擴散：液相中的擴散速度是控制分子蒸儲速度的主要因素，所以應盡量減小液層厚度及強化液層的流動。(2)分子在液層表面上的自由蒸發(fā)：蒸發(fā)速度隨著溫度的升高而上升，但分離因素有時卻隨著溫度的升高而降低，所以，應以被加工物質的熱穩(wěn)定性為前提，選擇經濟合理的蒸儲溫度。(3)分子從蒸發(fā)表面向冷凝面飛射：而殘氣分子在兩面間呈雜亂無章的熱運動狀態(tài),故殘氣分子數(shù)目的多少是影響飛射方向和蒸發(fā)速度的主要因素。(4)分子在冷凝面上冷凝：只要保證冷熱兩面間有足夠的溫度差(一般為70-100C)

12、,冷凝表面的形式合理且光滑則認為冷凝步驟可以在瞬間完成。分子蒸儲與常規(guī)蒸儲的區(qū)別在工業(yè)化應用上分子蒸儲較常規(guī)蒸儲的明顯優(yōu)勢：產品品質高，產品能耗小，產品成本低，易于放大分子蒸儲流程的組成單元分子蒸儲實驗裝置及工藝流程：早期間歇瓶式：由蒸發(fā)系統(tǒng)、物料輸入、輸出系統(tǒng),加熱系統(tǒng)，真空獲得系統(tǒng)，控制系統(tǒng)降膜式：流體靠重力在蒸發(fā)壁面流動時形成一層薄膜。液膜厚度不均勻，傳質、傳熱阻力大。優(yōu)點：液膜厚度小，蒸儲物料可沿蒸發(fā)表面流動停留時間短，熱分解的危險性較小蒸儲過程可連續(xù)進行，生產能力大缺點：很難保證所有的蒸發(fā)表面都被液膜均勻覆蓋，液體流動時常發(fā)生翻滾現(xiàn)象，產生的霧沫也常濺到冷凝面上，影響分離效果離心式：

13、將物料送到高速旋轉的轉盤中央，并在旋轉面擴展形成薄膜，同時加熱蒸發(fā),使之與對面的冷凝面凝縮，要求有高速旋轉的轉盤，又需要較高的真空密封技術。離心式的特點液膜極薄且分布均勻，蒸發(fā)速率和分離效率很高。受熱時間更短，料液熱裂解的幾率低。連續(xù)處理量更大，適合于工業(yè)化連續(xù)性生產。第五節(jié)色譜分離技術色譜分離技術-基本概念與理論固定相：是色譜分離過程的一個固定介質。流動相：在層析過程中，推動固定相上待分離的物質朝著一個方向移動的液體、氣體或超臨界流體等都稱為流動相。柱層析中一般稱為洗脫劑；薄層層析稱為展層劑。它是層析分離中的重要影響因素之一。保留時間：待分離物質從進樣開始到組分流出濃度最大時所經過的時間，用

14、t/示保留體積：待分離物質從進樣開始到組分流出濃度最大時所用洗脫液的體積，稱為該組分的保留體積。死時間：非保留溶質從進樣開始到流出色譜柱所經歷的時間，稱為死時間；死體積：非保留溶質從進樣開始到流出色譜柱所用的洗脫液的體積，稱為死體積；調整保留時間：某種物質扣除死時間后的在色譜柱上的保留時間。調整保留體積：某種物質扣除死體積后的在色譜柱上洗脫所用的洗脫劑的體積。容量因子：某一溶質在色譜柱中任意位置達到平衡后，該溶質在固定相中量和在流動相中的量之比。分配系數(shù)：在一定的條件下，某種組分在固定相和流動相中含量（濃度）的比值，常用Kfe示。遷移率（比移值）：在一定條件下，在相同的時間某一組分在固定相移動

15、的距離與流動相本身移動的距離之比值，常用R表示。遷移率和分配系數(shù)的關系？塔板理論色譜柱的理論塔板數(shù)越大，塔板高度越小，色譜柱的分離效率越高。分辨率（分離度）：相鄰兩個峰的分開程度。Rs=0.8:兩峰的分離程度可達89%Rs=1分離程度98%Rs=1.5:達99.7%（相鄰兩峰完全分離的標準）操作容量（交換容量）：在一定條件下，某種組分與固定相反應達到平衡時，存在固定相上的飽和容量。根據流動相和固定相的極性程度，分為正相和反相色譜。正相色譜：流動相的極性小于固定相的極性，適用于極性化合物的分離。其流出順序是極性小的先流出，極性大的后流出。反相色譜：流動相的極性大于固定相的極性。它適用于非極性化合

16、物的分離，其流出順序與正相色譜恰好相反。根據流動相的形式分類：液相層析：流動相為液體的層析；氣相層析：流動相為氣體的層析；色譜分離技術-吸附色譜法原理吸附色譜為固定相與流動相相對移動過程中，溶質和溶劑分子在吸附劑表面上的活性位點相互競爭的吸附過程。使各成分得到分離液-簡單的說：依據吸附劑對混合物中各成分吸附性能的不同,固吸附用得最多。氧化鋁：由氫氧化鋁直接在高溫下脫水制得。氧化鋁的吸附機理：表面有鋁醇基（Al-OH）羥基的氫鍵作用而吸附化學物質。氧化鋁的活性與含水量密切相關：活化：在高溫下去除水分，含水量低，活性增強，稱為活化；去活化：加入一定量的水，含水量高，活性降低。硅膠通常用SiO2-X

17、H2O表示，是一種堅硬、無定型鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆粒。部-硅氧交聯(lián)結構-多孔結構表面-硅醇基-氫鍵作用-吸附活性中心與極性化合物或不飽和化合物形成氫鍵；吸附的強弱與硅醇基的多少有關色譜分離技術-吸附色譜法；硅醇基能通過氫鍵形成吸附水分，硅膠的吸附力隨吸水量的增加而降低；吸水量超過17%吸附力較低不能用作吸附劑?；罨阂话阒笇⒐枘z在110c加熱30min,增強吸附能力。但當溫度升高至500c時,硅膠表面的硅醇基脫水縮合轉變?yōu)楣柩跬殒I，而喪失因氫鍵吸水的活性。硅膠是一種酸性吸附劑，適用于中性或酸性成分的層析，如酚類、番體和菇類等粒度越小，均勻性越好，分離效率越高；硅膠表面積越大，與樣品間的

18、相互作用越強，吸附力越強；同時硅膠又是一種弱酸性陽離子交換劑，具表面上的硅醇基能釋放弱酸性的氫離子，當遇到較強的堿性化合物，則可因離子交換反應而吸附堿性化合物。聚酰胺：由有機酸和有機胺經聚而成的高分子材料。聚酰胺分子上有許多酰胺基團,形成活性中心。吸附屬于氫鍵吸附，極性物質和非極性物質都適用?；瘜W性質很穩(wěn)定，不溶于水、醇、丙酮、氯仿、苯、正己烷等各種極性的與非極性的溶劑中。特別適合于對黃酮、酚類、酶類等物質的分離常用的有機溶劑極性由小到大的順序排列：正己烷（石油醴環(huán)己烷（四氯化碳苯（甲苯氯仿乙醴乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水乙酸甲酸流動相：單一溶劑二元、三元甚至多元溶劑組分裝柱過程：關閉層析柱出水口，

19、裝入1/3柱高的溶劑作緩沖液，并將處理好的吸附劑等緩慢倒入柱中，使其沉降約3cmS。打開出水口，控制適當流速，使吸附劑等均勻沉降，并不斷加入吸附劑溶液。注意：不可干柱、分層，否則需要重新裝柱。柱層析基本操作收集、鑒定及保存洗脫峰不一定能代表一個純凈的組分。在合并一個峰的各管溶液之前，還要進行鑒定?；|的再生各種基質的再生方法都有各自的方法根據不同的處理方法處理基質再生。吸附薄層層析薄層層析用的吸附劑與其選擇原則：和柱層析相同主要區(qū)別在于：薄層層析要求吸附劑的粒度更細，一般應小于i0um粒度均勻，用于薄層層析的吸附劑或預制薄層一般活度要求不宜過高。大孔吸附樹脂：是一種不含交換基團的、具有大孔結構

20、的高分子吸附劑?？孜綐渲酁榘咨那驙铑w粒，分為非極性、中性和極性三大類。常用的為苯乙烯型和丙烯月青型，在樹脂合成時根據需要引入極性基團則成為極性樹脂從而增強吸附能力。大孔吸附樹脂的分離原理：由于吸附和篩選原理，有機化合物根據吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附脂上經一定的溶劑洗脫而分開。分配色譜：基于混合物各組分在固定相與流動相之間的分配性質不同而實施分離的一種層析方法。分離各種化合物的本質是化合物在兩相中因結構不同而產生分配系數(shù)的差異。固定相：一般用一種液體或多孔物質牢固吸附和化學鍵結合的一種液膜作為固定相。色譜分離技術一分配層析法紙層析固定相：濾紙纖維及其結合的水。流動相：有機溶劑遷

21、移率和分配系數(shù)的關系?雙向紙層析：適用于樣品所含溶質較多或某些組分在單相紙層析中的Rf比較接近反相層析：固定相的極性小于流動相，化合物流出色譜柱的順序是從大到小的色譜過程稱為反相色譜，該色譜通常為分配色譜。固定相：一般以硅膠為基質，鍵合C18等烷姓:的非極性固定相。流動相：甲醇、乙月青、水等。液滴逆流層析基本原理：多個首尾相連的分配萃取管中填充固定相液，而使流動相形成液滴通過此固定相液，在細的分配萃取管中與固定相液有效地接觸，不斷形成新的表面，從而促進待分離混合物各組分在兩相溶劑之間的分配。離子交換層析：以離子交換劑為固定相，依據流動相中的組分離子與交換劑上的平衡離子進行可逆交換時的結合力大小

22、的差別而進行分離的一種層析方法。廣泛應用于各種生化物質如氨基酸、蛋白、核甘酸等的分離純化。離子交換層析的原理：依據各種離子或離子化合物與離子交換劑的結合力不同而進行分離純化的。固定相：離子交換劑，它是由一類不溶于水的惰性高分子聚合物基質通過一定的化學反應共價結合上某種電荷基團形成的。三部分：高分子聚合物基質-電荷基團-平衡離子（相反離子）平衡離子是結合于電荷基團上的相反離子，能與溶液中其他的離子基團發(fā)生可逆的交換反應。陽離子交換劑：平衡離子帶正電的離子交換劑能與帶正電的離子基團發(fā)生交換作用。陰離子交換劑：平衡離子帶負電的離子交換劑能與帶負電的離子基團發(fā)生交換作用。電荷基團對不同的離子有不同的結

23、合力：離子價數(shù)越高，結合力越大;Ns+<Cf<Al3+<Ti4+價數(shù)相同時，原子序數(shù)越高，結合力越大。Li+<Nsf<K+<Rt+<Cs;離子交換劑的選擇離子交換劑的處理和保存-使用前離子交換劑的再生一酸堿交替浸泡處理。離子交換劑的轉型是指離子交換劑由一種平衡離子轉為另一種平衡離子的過程。陰離子交換劑：HClLt理可將其轉為CIS;NaO處理可轉為O??；甲酸鈉處理可轉為甲酸型等。離子交換樹脂的保存：洗凈蛋白質等雜質，并加入適當?shù)姆栏瘎话慵尤?.02%的NaN,4c保存。凝膠層析（分子篩層析、排阻層析）：當生物大分子隨流動相通過裝有作為固定相的凝膠顆

24、粒的層析柱時，根據分子大小不同進行分離的技術。優(yōu)點：所用的凝膠屬于惰性載體，不帶電荷，吸附力弱，操作條件比較溫和，可在相當廣的溫度下進行,不需要有機溶劑。對高分子物質有很好的分離效果。分子篩效應各分子在凝膠色譜柱同時進行著兩種不同的運動：垂直向下的移動，無定向的擴散運動。大分子物質直徑較大，不進入凝膠顆粒的微孔，只能分布在顆粒之間，所以在洗脫時向下移動的速度較快；小分子物質，即可在顆粒間隙中擴散，也進入凝膠顆粒的微孔，在洗脫時下移的速度落后于大分子物質。柱床體積：凝膠裝柱后，從柱底板到凝膠沉積表面的體積。外水體積：色譜柱凝膠顆粒間隙，亦稱間隙體積。水體積：凝膠為三維網狀結構，顆粒部仍有空間，液

25、體可進入凝膠部，這部分間隙的總和為水體積?；|體積：凝膠顆粒實際骨架體積。Vt=Vo+Vi+Vg由于Vgf目對很小，可以忽略不計，則有：Vt=Vo+Vi峰洗脫體積：被分離物質通過凝膠柱所需洗脫液的體積。親和層析：利用待分離物質和它的特異性配體間具有的特異的親和力，從而達到分離目的的一類特殊層析技術。親和層析的配基配體：發(fā)生親和反應的功能部位。配體必須具有兩個基團：一個能與載體共價結合、一個能與被親和分子結合固相化技術：將配基以共價鍵連接于不溶于水的固相基質上制成固相化吸附劑。方法有：載體結合法、物理吸附法、交聯(lián)法、包埋法洗脫方法：非特異性洗脫：改變緩沖液的pH離子強度、介電常數(shù)或溫度使物質構象

26、改變，濃縮、洗脫后立即中和稀釋或透析，使蛋白質迅速恢復到天然結構特異性洗脫：再次利用生物學特異性只洗脫和配基專一作用的酶，不洗脫由于非專一吸附上去的雜蛋白再生：層析后用大量洗脫劑連續(xù)洗滌，然后用平衡緩沖液平衡，經處理后的層析柱能再次使用。樹脂吸附分離技術一基本原理多孔和非多孔物質兩者的區(qū)別：非多孔固體只具有很小的比表面積，若將固體物質粉碎后，其總表面積會增大，比表面積也會增大；多孔性固體由于顆粒微孔的存在,比表面積很大，每克多孔固體物質的比表面積可達幾百平方米。比表面積差別的原因：非多孔性固體的比表面積=外表面積多孔性固體的比表面積=外表面積+表面積其中，表面積比外表面積大幾百倍；多孔性固體的

27、比表面積大，并具有較大的吸附能力，可應用多孔性固體物質作為吸附劑。為什么多孔固體物質具有吸附能力？固體表面分子所處的狀態(tài)和部分子所處的狀態(tài)不同。界面分子作用力總和不為0部分子作用力總和為0微粒能自發(fā)地吸附分子、原子或離子，并在其表面附近形成多分子層或單分子層。吸附作用：物質從流體相（氣體或液體）濃縮到固體表面，從而達到分離的過程。吸附劑：在表面上能發(fā)生吸附作用的固體微粒吸附物：被吸附的物質。吸附與吸收的差異：被吸附的物質是否進入到固體部具有良好的吸附能力的固體都可稱為吸附劑如：活性炭、分子篩、硅膠、氧化鋁，活性白土等；1 .物理吸附：吸附劑和吸附物之間作用力為分子問德華力；分子間引力存在于吸附

28、劑和吸附物之間，整個自由界面都起吸附作用，物理吸附無選擇性。單層吸附或多層吸附；在低溫下也可進行，不需要較高的活化能2 .化學吸附：由于固體表面原子的價電子未完全被相鄰原子所飽和，還有剩余的成鍵能力，在吸附劑和吸附物之間有電子轉移，生成化學鍵；選擇性較強；只能是單分子吸附；化學吸附需要較高的活化能，在較高的溫度下進行。3 .交換吸附吸附劑表面如為離子或極性分子組成，則它會吸引溶液中帶相反電荷的離子形成雙電層。吸附劑吸附離子后，同時要釋放出等量的離子于溶液中；離子電荷是交換的決定因素。離子所帶電荷越多，它在吸附劑表面的相反電荷點上的吸附能力越強。吸附分離利用適當?shù)奈絼?，在一定的pH條件下，提取

29、液中的有效成分被吸附劑吸附，然后再用適當?shù)南疵搫⒈晃降某煞謴奈絼┥辖馕聛?，達到濃縮和提純的目的。吸附樹脂（高分子吸附劑）是一種多孔性、多數(shù)不含離子交換基團的高聯(lián)度的高分子共聚物，具部擁有許多分子水平的孔道，提供擴散通道和吸附場所。吸附分離的特點：操作簡便、安全、設備簡單，用或少用有機溶劑，吸附過程中pH變化小，適用于穩(wěn)定性較差的成分，容易再生，可反復使用。吸附樹脂品種多，應用圍廣吸附樹脂的共同處：多孔性，并有較大的比表面積（主要是孔的表面積）非極性吸附樹脂（一般指電荷分布均勻，在分子水平上不存在正負電荷相對集中的極性基團的樹脂。）中極性吸附樹脂（存在酯基一類的極性基團）極性吸附樹脂（具

30、有酰胺、月青等基團）強極性吸附樹脂（含有極性最強的基團，如胺基，叱噬基等影響吸附性能的因素比表面積（樹脂顆粒的外表面積小，一般在0.1m2/g左右樹脂顆粒的外表面積小，一般在0.1m2/g左右）孔徑（平均孔徑）孔容（樹脂的總體積，以mL/g表示）孔徑分布極性相近原則形成氫鍵或電子轉移絡合物吸附樹脂的性能（1）吸附平衡在一定條件下，當流體與固體吸附劑接觸時，流體中的吸附物質即被吸附劑吸附，經過足夠長的時間，吸附物質在兩相中的分配達到一個定值。為動態(tài)平衡，即在達到平衡時，吸附速度與脫附速度相等；吸附平衡還會受到溫度的影響（2）吸附等溫線在等溫的情況下，吸附劑的吸附量與吸附物質的壓力（或濃度）的關系

31、曲線。吸附劑的平衡吸附量隨吸附物質的壓力的增大而增加（4）分配系數(shù)指達到吸附平衡時，吸附質在吸附劑中的濃度與在溶液中的濃度之比。分配系數(shù)不一定是常數(shù)，隨溶質的濃度而變化。一般隨濃度的增大，吸附量增加，但分配系數(shù)減小。吸附樹脂的使用方法處理過程：應在樹脂柱中進行，一般裝至柱高的2/3處用水進行反洗，使樹脂層松開，洗去微細粉末和機械雜質；然后放出水，至水面略高于樹脂層面。再用酒精以適當流速淋洗，至流出的酒精中無油性溶性雜質為止；最后用水洗出酒精即可。（3）.分離方法選擇性分離：依靠吸附樹脂的選擇性將能被吸附的和不被吸附的物質分離開，包括吸附-洗脫過程。a.有機物與無機物的分離：一般的吸附樹脂對溶液

32、中的無機離子沒有任何吸附能力，在吸附混合物時，有機物被樹脂吸附，無機離子隨水流出，易分離；b.解離物與非解離物的分離：吸附樹脂對兩者都有吸附能力，在一定條件下也可將二者分離開；如：生物堿在酸性介質中成鹽，可調pH值來分離；c.一般有機物與強水溶性物質分離：中藥有效成分大多一般有機物，易被樹脂吸附,強水溶性物質如多糖、肽類難被樹脂吸附，用普通的吸附樹脂就可很容易分離此兩類；d.鍵合分離也稱為親和分離選擇特殊樹脂，使被吸附物與樹脂的官能團能進行鍵合而與不能鍵合的物質分離選擇性高e.按分子大小分離：應用前景好；如分子篩、吸附色譜分離等吸附色譜分離：選擇的原因：欲分離的物質的性質比較接近，可根據結構和

33、性質上的微小差別，選擇適當吸附樹脂，進行色譜分離。吸附色譜分離一般為基于親和性差異的親和色譜分離類型。吸附樹脂對吸附物質的親和性（吸附力）首先取決于吸附樹脂和吸附物質的性質；流動相（溶劑）對親和性的影響也較大。實現(xiàn)色譜分離的關鍵：吸附樹脂及流動相的選擇吸附樹脂：最嚴格的要：樹脂的平均粒徑及粒徑分布；現(xiàn)已有非常均勻的樹脂90%的球粒粒徑在D土10%圍流動相：樹脂在非極性或弱極性的有機溶劑中會有顯著的溶脹現(xiàn)象，吸附樹脂色譜分離又多用于水溶液中的物質分離流動相多為水和極性有機溶劑的混合溶劑；極性溶劑常用的有乙醇、甲醇、乙月青等。梯度洗脫或分步洗脫。分步洗脫，是將在吸附過程中不易分離的物質，在洗脫過程

34、中實現(xiàn)分離。超臨界流體萃取：作為一種分離過程，是基于一種溶劑對固體或液體的萃取能力和選擇性，在超臨界狀態(tài)下較之在常溫常壓下可得到極大的提高。原理：利用超臨界流體作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點和熱敏性成分，以達到分離和純化目的的一種分離技術。超臨界流體：即溫度和壓力略超過或靠近超臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）,介于氣體和液體之間的流體。超臨界流體萃取過程：介于蒸儲和液-液萃取過程之間，是利用超臨界狀態(tài)的流體，依靠被萃取物質在不同蒸氣壓力下所具有的不同化學親和力和溶解能力進行分離、純化的單元操作。超臨界流體與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳遞性能，且它對溶質的溶解能力隨著

35、壓力和溫度的改變而在相當寬的圍發(fā)生變動，因此利用超臨界流體作為溶劑可從多種液態(tài)或固態(tài)混合物中萃取出待分離的組分超臨界流體：指在臨界溫度和臨界壓力以上的流體。臨界溫度：指高于此溫度時，該物質處于無論多高壓力下均不能被液化時的溫度臨界壓力：臨界區(qū)附近壓力和溫度的變化，對密度的影響？非揮發(fā)性溶質在超臨界流體中的溶解度與流體密度的關系？在臨界區(qū)附近壓力和溫度的微小變化，可引起流體密度的大幅度變化。溶質在超臨界流體中的溶解度大致和流體的密度成正比。b.超臨界流體的傳遞性質：超臨界流體的密度近似于液相，溶解能力也基本上相同，而黏度卻接近普通氣體，自擴散能力比液體大約100音。止匕外，傳遞性質值的圍，在氣體

36、和液體之間。超臨界流體是一種低黏度、高擴散系數(shù)、易流動的相；擴散傳遞更加容易并能減少泵送所需的能量。降低了與之相平衡的液相黏度和表面力，提高了平衡液相的擴散系數(shù)，有利于傳質。在臨界點附近，壓力和溫度的微小變化可對溶劑的密度、擴散系數(shù)、表面力、黏度、溶解度、介電常數(shù)等帶來明顯的變化。c.超臨界流體的選擇性有效地分離產物或除去雜質的關鍵是用作萃取劑的超臨界流體應具有很好的選擇性按相似相容的原則超臨界流體與被萃取物質的化學性質越相按操作角度來看操作溫度越接近臨界溫度，溶解能力越大基本原則超臨界流體的化學性質和待分離的物質化學性質相近；操作溫度和超臨界流體的臨界溫度相近。超臨界流體的選擇是超臨界流體萃

37、取的關鍵用作萃取劑的超臨界流體應具備條件化學性質穩(wěn)定，不與萃取物反應，對設備沒有腐蝕性，臨界溫度應接近常溫或操作溫度附近，不宜太高，臨界壓力低，以節(jié)省動力費用，操作溫度應低于被萃取溶質的分解和變質溫度；對被萃取物的選擇性高(容易得到高純產品)，純度高，以減少溶劑循環(huán)用量；貨源充足，價格便宜；食品和醫(yī)藥工業(yè)，還應考慮選擇無毒的氣體。超臨界溶劑CO就用的原因？化學性質穩(wěn)定，不易于溶質發(fā)生化學反應，臨界溫度(31.06)低，可使一些揮發(fā)性低且沸點高的熱分解組分萃取出來，臨界壓力(7.38MP0中壓圍，較容易實現(xiàn)工業(yè)化，無臭、無毒、無溶劑殘留、不腐蝕、價廉易得、不易燃易爆超臨界流體萃取一夾帶劑的使用單

38、一超臨界流體萃取的問題：超臨界流體萃取溶劑大多數(shù)是非極性或弱極性選擇性不高，分離效果不好；溶質溶解度對溫度、壓力變化不夠敏感等，耗費的能量增加什么叫作夾帶劑：在純的流體中加入少量與被萃取物親和能力強的組分，以提高其對被萃取組分的選擇性和溶解度，添加的這類物質稱為夾帶劑。夾帶劑的作用：大大增加被分離組分在流體中的溶解度。大大提高溶質的選擇性。夾帶劑的類型.混溶的超臨界溶劑，其中含量少的為夾帶劑；將亞臨界態(tài)的有機溶劑加入到純超臨界流體中夾帶劑的選擇要考慮的問題？萃取段溶解度和選擇性夾帶劑和溶質的相互作用能改善溶質的溶解度和選擇性溶劑分離階段易于分離夾帶劑與超臨界溶劑和目標產物較易分離食品、醫(yī)藥中應

39、用安全問題考慮夾帶劑的毒性等問題萃取過程系統(tǒng)主要取決于原料的性質、操作條件、超臨界流體溶劑的性質。超臨界流體萃取系統(tǒng)主要由四部分組成：溶劑壓縮機（即高壓泵）萃取器溫度、壓力控制系統(tǒng)分離器和吸收器影響工藝流程的因素：萃取過程系統(tǒng)的組成各不相同，在設計工藝流程時，仍有一些共同的因素要考慮：原料的性質萃取條件萃取操作方式分離操作方式溶劑的回收和處理等第八章黃酮類化合物的提取工藝1 .黃酮類化合物的提取化合物：極性-溶劑萃取酸性-堿提酸沉解離性一離子交換(1)溶劑萃取法關鍵：溶劑的選擇溶劑選擇依據：黃酮類成分的存在狀態(tài)(游離、昔)及溶解度提取方法選擇依據：溶劑的溶解性能(2)堿提酸沉淀法酚羥基與堿成鹽

40、，溶于水；加酸后析出。堿：常用Ca(OH)或CaO水溶液。優(yōu)點：含酚羥基化合物成鹽溶解，且可使含COOH果膠、粘液質、蛋白質等雜質形成沉淀而除去。注意：堿性不宜過強，以免破壞黃酮母核；酸性(pH3-4)不宜過強，以免形成鹽而溶解。(3)炭粉吸附法：昔類的精制(4)離子交換法原理：酚羥基與堿成鹽，溶于水；用陰離子交換樹脂交換，加酸后析出，用有機溶劑洗脫。優(yōu)點：可除去黃酮類化合物中的水溶性雜質。可精制黃酮類化合物與金屬離子形成的鹽類或絡合物。(5)大孔吸附樹脂法2 .黃酮類化合物的分離極性大小不同和吸附性差別，利用吸附(各種吸附柱)或分配原理進行分離。酸性強弱不同，利用梯度pH¥取法進行

41、分離；分子大小不同，利用葡聚糖凝膠分子篩分離.分子中某些基團的特殊性質，利用金屬鹽絡合能力不同進行分離。常用分離方法：硅膠、聚酰胺、葡聚糖凝膠柱層析、梯度pH?取等。柱層析法(較常用的分離方法)常用吸附劑或載體：硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。此外，也有氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。(1)硅膠柱層析（2）氧化鋁柱層析（少）不適合分離具有3-O域5-OH4-好基及鄰二酚羥基黃酮類化合物。（3）聚酰胺柱層析原理：酰胺染基可與酚羥基形成氫鍵，可用于分離各種類型的黃酮類化合物；形成氫鍵主要指酚羥基，糖部分不參與形成氫鍵。（3）聚酰胺色譜（氫鍵吸附）酚羥基數(shù)目越多，吸附能力越強。酚羥基數(shù)目相同的情況下，酚羥基所處

42、的位置有利于形成分子氫鍵，吸附能力減弱。3-O做5-O強酮的吸附力小于其他位置-O他酮；鄰二酚羥基黃酮的吸附力弱于間位或對位酚羥基黃酮分子芳香化程度越高，共腕雙鍵越多，吸附力越強。查耳酮二氫黃酮不同類性的黃酮類化合物，吸附力大?。狐S酮醇黃酮查耳酮二氫黃酮（醇）異黃酮洗脫規(guī)律：吸附能力越強，越難洗脫。甘元相同，洗脫先后順序一般是：三糖甘雙糖昔單糖甘甘元母核上增加羥基，洗脫速度減緩。不同類型黃酮化合物，先后流出順序一般是：異黃酮二氫黃酮醇黃酮黃酮醇（4）葡聚糖凝膠柱層析雙重色譜原理分子篩作用（按分子大小分離）黃酮甘的分離洗脫順序：分子由大到小三糖昔雙糖昔甘元吸附原理（按極性大小分離）游離黃酮的分離

43、極性由小到大1-OH2-OH3-OH4-OH常用的洗脫劑有：水溶液：堿性水溶液（0.1mol/LNHOH諭水?§液（0.5mol/LNaCl等）。醇及含水醇：如甲醇、甲醇-水（不同比例）丁醇-甲醇（3:1）、乙醇等。其它溶劑：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。（5）液滴逆流層析利用混合物中各組分在兩液相中分配系數(shù)的差異，移動相形成液滴通過固定相的液柱實現(xiàn)混合物的分離。不需要固體擔體，避免不可逆吸附造成的損失；常用的溶劑：氯仿-甲醇-水、氯仿-甲醇-丙酮-水（6）高效液相色譜法（HPLC應用：適用于各種黃酮類化合物的分離原理：反相柱色譜流動相：水-乙月青、水與甲醇不同比例2）pH相度萃取法依據

44、：游離黃酮甘元酸性的差異3）根據分子中某些特定官能團進行分離鉛鹽法分離鄰二酚羥基（或兼有3-OH4-好基或5-OH4-染基）黃酮+醋酸鉛-沉淀一般酚類黃酮+堿性醋酸鉛-沉淀脫鉛處理：通入HS進行復分解；硫酸鹽或磷酸鹽或陽離子交換樹脂。硼酸沉淀法鄰二酚羥基黃酮+硼酸-絡合物溶于水第九章皂昔提取工藝二、皂昔的提取工藝特性1.皂昔的提取1）總皂昔的提取稀乙醇浸提法：60%的稀乙醇。適用難溶于水的中性皂。乙醇浸提法：適用極性小，難溶水的皂甘；水/堿水提取：對水溶性的，或酸性皂甘可用；水提取法對極性較大，可溶于水幾乎不溶于乙醇的皂甘，可用水浸提。對淀粉含量少，所含皂甘的表面力小的原料用水或堿性水溶液作浸

45、提溶劑較為合適。中性皂甘用水作浸提溶劑。酸性皂甘用堿水作浸提溶劑稀乙醇浸提法：稀乙醇的濃度一般控制在20-70%之間。常用60%勺稀乙醇，這種浸提溶劑較為適合含淀粉高的原料，特別適用于難溶于水的中性皂昔的浸提。用稀乙醇浸提可防止皂昔起泡，同時還可減少水溶性雜質和脂溶性雜質的浸出。乙醇浸提法：對極性較小，難溶于水或很難以稀乙醇浸提的皂甘用乙醇作溶劑浸提。對極性較大的皂甘用水或稀乙醇浸提，雜質太多時可用乙醇浸提。優(yōu)點：浸提液中水溶液雜質較少缺點：浸提液中脂溶性雜質較多，但這些脂溶性雜質可在回收乙醇，加熱將皂甘溶解于水后析出并被除去。2）皂昔元的提取：1、先提總皂甘，再水解；2、植物原料直接酸水解，

46、再用有機溶劑提取。常用的溶劑有：乙醍、氯仿、石油醍等低極性的有機溶劑。注意：在劇烈條件下皂昔元結構發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵位移等的變化。2.總皂昔的精制與分離1） 透析法利用皂昔分子較大，不易透過半透膜的性質而與小分子化合物分離。2） 溶劑萃取法：水浸提的皂甘溶液中含有大量雜質，先將水濃縮到一定小體積，然后用一些極性較大但又可與水分層的有機溶劑，如正丁醇或戊醇把水溶液中的皂甘萃取出來。3）調節(jié)溶劑極性沉淀法：利用不同皂昔極性大小不同，在不同極性溶劑中的溶解度不同的性質，改變溶劑的極性，使皂甘沉淀析出。4）鉛鹽沉淀法：中性醋酸鉛：酸性皂甘；堿性醋酸鉛：中性皂昔。5）氧化鎂吸附法：粗皂昔中的糖、鞍質、

47、色素等雜質可被氧化鎂吸附6）膽爸醇沉淀法利用爸體皂甘能與苗醇生成難溶性的分子復合物7）吉拉爾腺試劑法：玻基與非談基爸體皂昔元的分離8）乙?；品ǎ簩⑺苄源蟮拇衷砦糁瞥甚；锖笃溆H脂性增大，可溶于低極性溶劑中，脫色、層析、重結晶都比較容易。9）層析法吸附色譜法（親脂性的皂甘元）吸附劑：硅膠和氧化鋁洗脫劑：混合溶劑。分配色譜法（極性較大的皂甘）：一般用水飽和的氧化鋁或硅膠作支撐劑，用不同比例的氯仿-甲醇-水或其他極性較大的有機溶劑進行梯度洗脫。分配柱層析法：以硅膠為支持劑，CHCl-MeOH-HO,ChbCl2-MeOH-2或水飽和的正丁醇等溶劑系統(tǒng)洗脫。反相層析法：以反相鍵合相RP-18、R

48、P-僦RP-2為填充劑，常用CHOH-HC或乙睛-水為洗脫劑。大孔吸附樹脂第七章生物堿的提取工藝一、生物堿的理化性質1.顯色反應顯色試劑沉淀的顏色磯酸錢-濃硫酸嗎啡一棕色；可待因一藍色；U若堿一紅色鋁酸鈉-濃硫酸烏頭堿一黃棕色；小柴堿一棕綠色；阿托品一不顯色甲醛-濃硫酸嗎啡一橙色至紫色；可待因一紅色至黃棕色濃硫酸烏頭堿一紫色；小柴堿一綠色濃硝酸小柴堿一棕紅色；秋水仙堿一藍色二、生物堿的提取工藝特性1.總生物堿的提取除個別具有揮發(fā)性的生物堿（麻黃堿）可用水蒸汽蒸儲法提取外，一般情況下，總生物堿的提取均采用溶劑法和離子交換樹脂法進行提取。1）溶劑法水或酸水-有機溶劑提取法原理：生物堿鹽易溶于水，游

49、離生物堿溶于有機溶劑。常用的酸：鹽酸、硫酸等。特點：簡單易行，但水溶性雜質多，濃縮純化較困難。醇-酸水-有機溶劑提取法原理：生物堿及其鹽類易溶于甲醇或乙醇。堿：氨水或氫氧化鈉酚性生物堿用1-2減酸鈉或氫氧化鈉溶液堿化一有機溶劑提取法特點：提取時間長，溶劑毒性大、易燃，有時提取不完全。2）離子交換樹脂法R-H+B*HPC1-RH+HC1R+NH4OH>R-NHj+-FB+H2O<R代表樹脂.B代表生物堿）3）沉淀法：季俊生物堿將季俊生物堿水溶液調至弱酸性加入新鮮配制的雷氏錢鹽沉淀溶于丙酮或乙醇濾液中加飽和Ag2SO4適量氯化鋼濾液即為季俊生物堿的鹽酸鹽4）大孔吸附樹脂法2.生物堿的分

50、離分離依據：生物堿的堿性（弱堿性生物堿的鹽不穩(wěn)定；中強堿在pH9-10時可以游離）溶解性能的差異特殊官能團2）單體生物堿的分離（1）利用生物堿的堿性差異分離（2）生物堿及其鹽的溶解度不同進行分離各生物堿單體由于結構和極性的差異，在有機溶劑中的溶解度不相同。不同生物堿與不同酸生成的鹽溶解性也可能不同。（3）特殊官能團進行分離含竣基的生物堿碳酸氫鈉水溶液萃取分離含酚羥基的生物堿氫氧化鈉水溶液萃取分離。（嗎啡和可待因）含酯或酰胺結構的生物堿熱的氫氧化鈉開環(huán)，加酸環(huán)合的性質予以分離。4）利用色譜法進行分離吸附柱色譜：吸附劑：多用硅膠、氧化鋁流動相：苯、氯仿、乙醴等有機溶劑或混合有機溶劑。分配柱色譜：一

51、些結構相似的生物堿。糖類提取工藝熱水浸提法：優(yōu)點：操作簡單缺點：難以完全溶出多糖物質，需反復多次浸提，操作時間長，收率低注意：易溶于水的多糖，注意溫度是否破壞結構。酸浸提法堿浸提法酸（堿）浸提法注意：酸堿浸提由于酸堿濃度因子難以控制易使部分多糖發(fā)生水解，破壞多糖的活性結構，減少得率。酶法：先用蛋白酶分解除去大部分蛋白質，再從溶液中浸提多糖；可以使?jié)饪s工藝和后續(xù)的脫蛋白工藝操作變得簡易、省時，提高粗多糖的得率。超聲波提取法：利用超聲波對細胞組織的破碎作用來提高糖類在提取液中的溶解度和浸出率，從而可提高多糖的提取率。原料放入浸提液中，超聲波處理一段時間后，過濾，即得糖類提取液。超臨界萃取法：對物質活性的保存率很高，但成本較高，目前大多用于價值較高的成分的提取。3.糖類的分離1 .水提醇沉法（常用的多糖提取工藝）：利用多糖溶于水或酸、堿、鹽溶液而不溶于醇、醴、丙酮等有機溶劑的特點。優(yōu)點：水對設備要求不高，一次性投入較小；缺點：勞動強度大，工藝繁雜，不能連續(xù)生產，生長效率低，所獲產品活性損失大；且生產中產生的廢料造成污染。2 .膜分離法與透析法膜分離：利用多糖相對分子量大小，在通過半