天然产物提取与分离.PPT

主讲人 谢建春 1.3 分离过程的动力学本质（自学） 分子迁移——费克第一扩散定律 流体的迁移 带的迁移 有流存在下的溶质运输 1.4 分离过程中分子间相互作用 静电相互作用 范德华力（永久偶极作用、诱导偶极作用、色散力） 氢 键 电荷转移相互作用（形成络合物） 疏水相互作用 (在水中非极性物质相互聚集的倾向，称为疏水作用） * 分离科学与技术 教材和参考书 1.谢建春 编著 现代香味分析技术及应用,中国标准出版社,2008.(教材) 2.丁明玉 等 编 著. 现代分离方法与技术，化学工业 出版社，2006年8月第一版.(教材) 3.尹芳华,钟璟 主编，现代分离技术，化学工业出 版社，2009． 4.汪茂田,谢培山,王忠东 等 编著.天然有机化合物提取分离与结构鉴定,化学工业出版社,2004年9月第一版. 第一章 绪论 1.1 分离科学及其研究内容 1.1.1 分离 (separation) 利用混合物中各组分在物理或化学性质上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配到不同的空间或按不同的时间分配到同一空间的过程。 通俗地讲，就是将某种或某类物质从复杂的混合物中分离出来，以相对純的形式存在。 （1）组分离（族分离）和单一分离 组分离：分离一类组分，例如：某种中药中起药效组分分离；天然香料中挥发油的分离；石油炼制中轻油和重油的分离。 单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从混合物中分离出来，如：工业上纯物质的制备；化学标准品的制备、药物对映异构体的分离等。包括多组分相互分离、特定组分分离、部分分离等。 单一分离往往是以组分离为基础的，多种分离方法多次应用。 （2）富集、浓缩和纯化 富集（enchichment) ：目的往往是分析而不是分离。使样品中目标组分的浓度升高，提高仪器的检测灵敏度。富集也是一种分离，借助于分离手段。 浓缩（concentraction)：将溶液中的溶剂蒸发掉，使溶液中溶质的浓度提高的过程，富集过程常包含浓缩。 纯化（Purification)：通过分离操作目标产物的纯度提高，尤其是去除杂质得到纯净化合物的过程。 Purity(纯度）：主要成分的含量或杂质的含量。 1.1.2 分离科学（Separation Science) 研究从混合物中分离、富集或纯化某些组分，以获得相对純物质的规律及其应用的一门学科。 研究将混合物中某个或某些组分的含量提高以至获得純化合物的分离方法、技术及规律的科学。 1.1.3 分离的目的 （1）分析前样品处理：检测灵敏度、仪器的需要 （2）结构鉴定：红外、核磁、质谱 （3）获取有用物质 （4）除去有害物质：如废水处理 1.1.4 分离技术特点 （1）分离对象种类繁多：合成、天然 （2）分离的目的各不相同：一般工业上为了获得有用物质；实验室是为了后续分析。 （3）分离规模差异很大：结构鉴定微克级、工业生产上吨计的大规模分离纯化。 （4）分离技术形形色色 （5）应用领域极为广泛 化工、医药、食品、环境等，是推动其他学科发展的动力。 1.1.5 分离科学的主要内容 研究分离过程的共同规律，主要包括用热力学原理讨论分离体系的功、能量和热的转换关系，以及物质输运的方向和限度；用动力学原理研究各种分离过程的速度与效率；研究分离体系的化学平衡、相平衡和分配平衡。 研究基于不同分离原理的分离方法、分离设备及其应用。 1.1.6 分离的基本原则和要求 （1）分离因子尽可能的高； （2）消耗的分离材料、设备和能源费用尽可能少； （3）分离操作简单、速度快； （4）分离纯度尽可能的高。 选择最适宜的分离方法和技术 1.2 分离科学的重要性 （1）认识物质世界的必经之路：获得纯物质、鉴定结构、了解物理化学性质 （2）各种分析技术的前提：去除干扰、提高检测限（浓缩、富集） （3）其他学科发展的基础：天然产物提取与分离、药物化学、有机化学、食品科学等 （4）获取有用物质的手段：纯净水、精盐、天然色素 1.3 分离过程的热力学本质 糖溶于水 己烷与水分层 浓度差（熵效应）、疏水相互作用势能、密度差（重力势能） 混合 熵增加 分离 熵减少 判断混合或分离可否进行： G总= 势能差 + 熵项= μi + RT lnαi 如果混合或分离过程，体系自由能降低，则混合或分离可自发进行。 C2H4(g) + CuCl (s) CuCl.C2H4(s) 氯化亚铜用于乙烯和烷烃之间的分离 1.5 分离方法的分类 分离过程示意图 基本原理：物质的之间的性质差别 生物亲和力、生物吸附平衡、生物学反应速率常数 生物学性质 化学平衡常数、化学吸附平衡常数、解离常数、反应速率常数、电离电势 热力学性质、反应速率 化学性质 密度、摩擦、表面张力、熔点、沸点、临界点、溶解度、蒸汽压、分配系数、吸附、电导