溶剂萃取法详解.ppt

上面讨论的萃取属于物理萃取，是指用一个有机溶剂择优溶解目标溶质，符合分配定律。 在物理萃取的应用中一个主要的限制是需要发现一个在有机相和水相之间对目标溶质分配系数足够高的溶剂 除此以外，用有机溶剂萃取弱电解质（有机酸或有机碱）时都要调节溶液的pH使其小于pKa（对有机酸）或大于pKa（对有机碱），这样会影响目标溶质的稳定性，因此启发人们寻找新的萃取体系。 离子对/反应萃取就是使目标溶质与溶剂通过络合反应，酸碱反应或离子交换反应生成可溶性的复合络合物，易从水相转移到有机溶剂/萃取系统中。 主要有两类萃取剂： 1.有机磷类萃取剂 2.胺类萃取剂 磷酸三丁酯（TBP） 氧化三辛基膦（TOPO） 二?2?乙基己基磷酸（DEHPA） 有机磷类萃取剂与目标溶质发生络合反应，而易于转移到萃取相，在类似的条件下，用有机磷类化合物萃取弱有机酸比醋酸丁酯等碳氧类萃取剂分配比要高很多。 胺类萃取剂(三辛胺) 可与目标溶质发生反应，用胺类长链脂肪酸从水溶液中萃取带质子的有机化合物是一个可行的过程，并用于从发酵液中大规模回收柠檬酸。 离子对/反应萃取-稀释剂 此类萃取剂都要溶解在稀释剂中， 稀释剂：溶解萃取剂，改善萃取相的物理性 质的有机溶剂。 如煤油、己烷、辛烷、苯。 离子对/反应萃取-稀释剂 稀释剂的选择： ①分配系数：稀释剂能够影响分配系数，特别是通过萃取剂/溶剂复合物的溶剂化作用。 ②选择性：为萃取尽可能少的杂质，使用非极性稀释剂更好。 ③水溶性：低的水溶性，使溶剂的损失最少。 ④毒性：对食品和药品应低毒或无毒的溶剂，长链烷烃由于它们具有低毒和低水溶性，因此理应优先使用。 ⑤粘度和密度：低粘度和低密度的稀释剂会使分相更容易。 ⑥稳定性：烷烃比醇、酯和卤代烃更难降解 离子对/反应萃取的应用 1.青霉素-TBP(磷酸三丁酯)萃取： 体系中存在电离平衡Kp和萃取反应平衡Ks HP(W) +nS (0) ? HP·Sn (0) 化学萃取表观分配系数： 对比物理分配K： 虽然离子对/反应萃取体系对生物产物的萃取具有选择性高、溶剂损耗小、产物稳定等优点，但是由于溶剂的毒性会引起产品残留毒性影响健康，只有那些可用于工业原料的产物，才有使用价值，故有待进一步研究开发。 思考题： 1 理解概念：分配系数，萃取因素，带溶剂，未被萃取分率，理论收率，离子对/反应萃取，化学萃取 2 pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？ 3 发酵液乳化现象产生原因与影响？如何消除乳化现象？ 4 萃取方式包括哪些，其理论收率如何计算？ 近20年来研究溶剂萃取技术与其他技术相结合从而产生了一系列新的分离技术，如： 超临界萃取（Supercritical Fluid Extraction） 逆胶束萃取（Reversed Micelle Extraction） 液膜萃取（Liquid Membrane Extraction） 微波辅助萃取（microwave-assisted extraction) 两水相萃取（aqueous two-phase system) 溶剂萃取法新技术 一 超临界流体萃取 概念：利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料(液体或固体)接触，萃取出目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离。 所谓超临界流体(SCF)即处于临界温度、临界压力以上的流体。 在临界温度、压力以上，无论压力多高，气体都不能液化但流体的密度随压力增高而增加。 特点：密度接近液体 萃取能力强 粘度接近气体 传质性能好 1. 超临界流体的含义 超临界流体（SCF）是指在临界温度和临界压力以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨，故称之为SCF。 超临界流体萃取 超临界流体具有选择性溶解物质的能力，并随着临界条件（T，P）而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分，然后通过减压，升温或吸附将其分离析出。 2. 基本原理 超临界萃取剂的临界温度越接近操作温度，则溶解度越大。临界温度相同的萃取剂，与被萃取溶质化学性质越相似，溶解能力越大。因此应该选取与被萃取溶质相近的超临界流体作为萃取剂。 超临界流体的选择性 与杂质的分离程度归纳 生化物质 杂 质 萃取操作条件的控制 酸性 碱性(pK碱杂pK生) 酸性(pK酸杂pK生) 酸性(pK酸杂pK生) 碱性 酸性(pK酸杂pK生) 碱性(pK碱杂pK生) 碱性(pK碱杂pK生) 萃取时 杂质自然除去 pK酸杂 pH pK生