两相溶剂萃取法
双相萃取方法
双水相萃取过程的步骤：
双水相 分配
图3.1 双水相萃取的工艺流程图
细胞匀浆液
PEG
第一 步双 水相 萃取
+盐（或是葡聚糖）
分离机
下相 细胞碎片 杂蛋白 （核酸、多糖）
上 相（PEG相） （目标产物）如prot、E +盐 第二步双水相萃取
静置分层 下 相（盐相） 核酸多糖 上 相（PEG相） 目标产物
2.5.双水相萃取分离影响因素
2.5.5温度的影响 分配系数对温度的变化不敏 感，这是由于成相聚合物对 蛋白质有稳定化作用，所以 室温操作活性收率依然很高， 而且室温时粘度较冷却时低， 有助于相的分离并节约了能 源开支。
16
2.6 双水相中的分配平衡
研究表明，生物分子的总分配系数 c
Kp
2
2.5.双水相萃取分离影响因素
2.5.3离子环境对两相体系分配的影响 在双水相体系中加入电解质,由于阴、阳离子在两相中的 分配差异,形成穿过相界面的电位, 从而影响带电大分子 物质在两相中分配。如在PEG/Dextran系统中加入NaClO4 或KI时,可增加上相对带正电荷物质的亲和效应,并使带负 电荷的物质进入下相;
双水相萃取
1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂或把明胶和可溶性 淀粉的水溶液混合时，先得到一混浊不透明的溶液，随后分成两 相，上相含有大部分明胶，下相含有大部分琼脂(或可溶性淀粉)。 再如下图中，2.2％的葡聚糖水溶液与等体积的0.72％甲基纤维 素钠的水溶液相混合并静置后，可得到两个粘稠的液层。
(2)盐的种类和浓度
盐的种类(离子组成)影响蛋白质、核酸等生物大分子 的分配系数，盐浓度不仅影响蛋白质的表面疏水性，而且 扰乱双水相系统，改变各相中成相物质的组成和相体积比。
天然药物化学简答题及补充
1*天然药物化学研究的内容有哪些？答：天然药物中各类化学成分的结构特点、理化性质、提取分离与鉴定方法，操作技术及实际应用。
2*如何理解有效成分和无效成分？答：有效成分是指天然药物中经药效实验筛选具有生物活性并能代表临床疗效的单体化合物，能用结构式表示，具有一定的物理常数。
天然药物中不代表其治疗作用的成分为无效成分。
一般认为天然药物中的蛋白质、多糖、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素等成分是无效成分或杂质。
3*天然药物有效成分提取方法有几种？采用这些方法提取的依据是什么？答：①溶剂提取法：利用溶剂把天然药物中所需要的成分溶解出来，而对其它成分不溶解或少溶解。
②水蒸气蒸馏法：利用某些化学成分具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的性质。
③升华法：利用某些化合物具有升华的性。
4*常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？答：石油醚>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>正丁醇（与水互不相容）>丙酮>乙醇>甲醇>水5*两相溶剂萃取法是根据什么原理进行？在实际工作中如何选择溶剂？答：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离的目的。
实际工作中，在水提取液中有效成分是亲脂的多选用亲脂性有机溶剂如苯、氯仿、乙醚等进行液‐液萃取；若有效成分是偏于亲水性的则改用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、正丁醇等，也可采用氯仿或乙醚加适量乙醇或甲醇的混合剂。
6*色谱法的基本原理是什么？答：利用混合物中各成分在不同的两相中吸附、分配及其亲和力的差异而达到相互分离的方法。
7*聚酰胺吸附力与哪些因素有关？答：①与溶剂有关：一般在水中吸附能力最强，有机溶剂中较弱，碱性溶剂中最弱；②与形成氢键的基团多少有关：分子结构中含酚羟基、羧基、醌或羰基越多，吸附越牢；③与形成氢键的基团位置有关：一般间位＞对位＞邻位；④芳香核、共轭双键越多，吸附越牢；⑤对形成分子内氢键的化合物吸附力减弱。
两水相萃取法
（六）、荷电PEG作为成相聚合物
在聚合物上引入电荷可以增大两相间的电位差。可以在 PEG或聚葡糖上引入带电荷的基团。但从式(19—19)来看， 相间电位差与电荷数成反比，而每一葡聚糖分子上可以引入 很多带电荷的基团，故效果较差。相反每一分子PEG只含两 个羟基，只能引入两个荷电基团，故使电场增大的效果较好。
如果产品是蛋白质，并且分配在盐相，则盐可以在错流 过程操作方法下，用超滤或渗析的膜过滤回收。
膜分离是分离和浓缩被纯化的蛋白质并同步去除聚合物 的最佳方法。
如果蛋白质积聚在聚乙二醇中，可以通过加入盐来精 制，加入的盐导致蛋白质在盐相中重新分配。
PEG的分离同样可以用膜分离来实现，即用选择性孔 径较大的半透膜来截留蛋白质，同时排除PEG进行回收。
（三）、盐类的影响
各种无机离子在PEG – Dx 两相中的分配系数如表19— 2所示：
由于各相应保持电中性，因而 在两相间形成电位差，这对带电生 物大分子，如蛋白质和核酸等的分 配，产生根大影响，参见式(19— 10)。
例如：加入NaCl对卵蛋白和溶 菌酶分配系数的影响见图19－4。
由此可见，加入适当的盐类， 会大大促进带相反电荷的两种蛋白 质的分离。
通常将蛋白质分配在上相(PEG)，而细胞碎片分配在下 相(盐)。反过来的情况对相的分离不利，因为当上相含固量 高时，分离机的性能会受到影响。
从表19—3可见，在大多数场合下收率都能达到90％， 分配系数在1—20之间，多数场合大于3；很多杂蛋白也能 同时除去。
PEG／盐系统用得很广，主要由于PEG价廉和其选择 性高于PEG／粗葡聚糖系统的缘故。
二、相 图
对于由P, Q两种聚合物和水组成的系统，当P、Q达到 一定浓度时才会形成两相。图中曲线把均匀区域和两相区 域分隔开来, 称为双节线。
两相溶剂萃取法的原理
两相溶剂萃取法的原理两相溶剂萃取法是一种广泛应用于分离纯化化合物的技术，其基本原理是利用两种互不相溶的溶剂，将要分离的化合物从一个溶液中迁移到另一个溶液中。
该技术在化学、生物化学、制药和食品工业等领域中被广泛应用，因为它不仅能够对化合物进行高效分离，而且往往不需要高成本的设备或处理步骤。
选择相互不溶的两个溶剂，并将它们加入到一个混合物中。
两个溶剂中至少有一个会与要分离的化合物相互作用。
接着，将要分离的混合物加入到两相溶液中，并充分混合，直至化合物均匀分布在两个溶剂中。
此时，要分离的化合物将会选择性地从一个溶液中迁移到另一个溶液中。
这是由于化合物在两个溶剂中的溶解度不同，它会选择溶解度更高的溶剂中分布得更多。
将两个溶液分离，并从中提取出所需的化合物。
（1）所选用的两种溶剂的化学性质和物理性质。
（2）溶剂的选择，通常会使用极性大且无毒的溶剂比如乙酸乙酯（EtOAc）、丙酮、甲醇（MeOH）和环己烷等。
（3）溶剂中存在的离子浓度和pH值。
（4）化合物本身的性质，包括其溶解度、极性、分子量、热力学常数等。
（5）反应系统的温度和压力。
需要注意的是，两相溶剂萃取法虽然具有很高的分离效率和选择性，但也存在一些限制。
在有些情况下，多种化合物在两相溶液中的行为可能会比较复杂，这会导致操作难度增加。
该技术还存在一些操纵上的问题，如溶剂的回收、废液的处理、萃取时的剪切力等。
尽管存在这些限制，两相溶剂萃取法仍然是一种性能优良、操作简便的技术，在化学和生命科学等领域中得到了广泛的应用。
两相溶剂萃取法可以用于研究分离和纯化各种化合物，包括无机和有机化合物、天然产物、合成产物、蛋白质、核酸和细胞等。
两相溶剂萃取法已被广泛地用于分离精油、脂肪酸、色素、植物次生代谢物、维生素等天然产物，以及药物、多肽、糖类、核酸等有机化合物的纯化。
在饮料和食品加工中，两相溶剂萃取法还可用于去除苦味物质、调味剂、色素等。
随着科学技术的发展，两相溶剂萃取法的应用也不断扩展。
液-液萃取法
思考题1 衡量分离效果的因素主要是哪些？2 试述影响萃取效果的主要因素？3 选择萃取溶剂时还应考虑哪些方面？4 请详述产生乳化的原因及消除乳化的具体措施？5 系统分析法中萃取操作中的三部位法和四部位法常用的溶剂各是何物？一液-液萃取法1 液－液萃取原理液-液萃取法即两相溶剂提取，是利用混合物中各组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不间而达到分离目的的方法。
简单的萃取过程是将萃取剂加入到样品溶液中，使其充分混合，因某组分在萃取剂中的平衡浓度高于其在原样品溶液中的浓度，于是这些组分从样品溶液中向萃取剂中扩散，使这些组分与样品溶液中的其他组分分离。
组分A在两相间的平衡关系可以用平衡常数K来表示：K＝CA/C'A。
式中CA: 组分A在苯取剂中的浓度；C'A:组分A在原样品溶液中的浓度。
这就是分配定律。
对于液一液萃取，K通常称为分配系数，可将其近似地看做组分在萃取剂和原样品溶液中的溶解度之比。
物质在萃取剂和原溶液中的溶解度差别越大，K值越大，萃取分离效果越好。
当K≥100时，所用萃取剂的体积与原溶液体积大致相等时，一次简单萃取可将99%以上的该物质萃取至萃取剂中，但这种情况往往很少。
K值取决于温度、溶剂和被萃取物的性质，而与组分的最初浓度、组分与溶剂的质量无关。
萃取过程的分离效果主要表现为被分离物质的萃取率和分离纯度。
萃取率为萃取液中被萃取的物质与原溶液中该物质的溶质的量之比。
萃取率越高，表示萃取过程的分离效果越好。
1.1 影响萃取效果的因素影响分离效果的主要因素包括:萃取剂、被萃取的物质在萃取剂与原样品溶液两相之间的平衡关系(主要表现为被萃取物质在萃取剂与原样品溶液两相中的溶解度差别)、在萃取过程中两相之间的接触情况。
被萃取物质在一定的条件下，主要决定于萃取剂的选择和萃取次数。
1.1.1萃取溶剂的选择萃取剂对萃取效果的影响很大，萃取溶剂选择的主要依据是被萃取的物质的性质，相似相溶原理是萃取剂选择的基本规则。
单选多选
第一阶段基础测验一、单选1、两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的（）（分数：2 分）A. 比重不同B. 分配系数不同C. 分离系数不同D. 萃取常数不同标准答案是：D。
您的答案是：A2、原理为氢键吸附的色谱是（）（分数：2 分）A. 离子交换色谱B. 凝胶滤过色谱C. 聚酰胺色谱D. 硅胶色谱标准答案是：B。
您的答案是：3、分馏法分离适用于（）（分数：2 分）A. 极性大成分B. 极性小成分C. 升华性成分D. 挥发性成分标准答案是：B。
您的答案是：4、聚酰胺薄层色谱，下列展开剂中展开能力最强的是（）（分数：2 分）A. 30%乙醇B. 无水乙醇C. 70%乙醇D. 丙酮标准答案是：D。
您的答案是：5、可将天然药物水提液中的亲水性成分萃取出来的溶剂是（）（分数：2 分）A. 乙醚B. 醋酸乙脂C. 丙酮D. 正丁醇标准答案是：A。
您的答案是：6、红外光谱的单位是（）（分数：2 分）A. cm-1B. nmC. m/zD. mm标准答案是：D。
您的答案是：二、多选1、加入另一种溶剂改变溶液极性，使部分物质沉淀分离的方法有（）（分数：3 分）A. 水提醇沉法B. 醇提水沉法C. 酸提碱沉法D. 醇提醚沉法标准答案是：ABC。
您的答案是：2、调节溶液的pH改变分子的存在状态影响溶解度而实现分离的方法（分数：3 分）A. 醇提水沉法B. 酸提碱沉法C. 碱提酸沉法D. 醇提丙酮沉法标准答案是：ABCD。
您的答案是：3、下列溶剂极性由强到弱顺序正确的是（）（分数：3 分）A. 乙醚＞水＞甲醇B. 水＞乙醇＞乙酸乙酯C. 水＞石油醚＞丙酮D. 甲醇＞氯仿＞石油醚标准答案是：ABCD。
您的答案是：4、用于天然药物化学成分的分离和精制的方法包括（）（分数：3 分）A. 聚酰胺色谱B. 红外光谱C. 硅胶色谱D. 质谱标准答案是：ACD。
您的答案是：再次测验第二阶段基础测验一、单选1、在水液中不能被乙醇沉淀的是（）（分数：2 分）A. 蛋白质B. 多糖C. 酶D. 鞣质标准答案是：D。
第三章-天然药物化学成分一般分离方法
主观题 10分
两相溶剂萃取法是根据什么原理进行的？在实际 工作中如何选择溶剂？
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
作答
主观题 10分 实验室简单萃取操作时要注意哪些问题？
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作答
主观题 10分 萃取操作中若已发生乳化，应如何处理？
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
但是一般情况下重结晶溶剂的选择，与“相似相溶” 有点背道而驰，大极性的物质，用中等极性的溶剂结晶； 小极性的东西，用大极性的溶剂。有一半以上的情况是适 合的。
了解上面的知识我们再根据杂质的物理性质确定合适 的溶剂。
• 物质的类别 •烃 • 卤代烃 • 腈酮 • 酚酰胺 • 羧酸磺酸盐
溶解度大的溶剂 烃、醚、卤代烃 醚， 胺，酯，酯硝基化合物 醇、二氧六烷 醇、水醇 水
可进行两相溶剂萃取的组合
必须是水和亲脂性有机溶剂 之间才可进行两相溶剂萃取
强亲脂性有机溶剂（石油醚、乙醚、氯仿）：强亲脂性成分 氯仿-乙醇 ：中等极性成分中较小极性 醋酸乙酯：中等极性成分中极性居中
正丁醇：中等极性成分中极性较大 丙酮、乙醇、甲醇：亲水性成分 水：强亲水性成分
成果：会选择合适的萃取液
用于结晶和重结晶的常用溶剂有：水、甲醇、乙醇、 异丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、二氧六环、石油醚等。 此外四氯化碳、苯、甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰 胺、二甲亚砜等也常使用。
（二）、溶剂的选择思路
在选择溶剂时必须了解欲纯化的化学物质的结构，因 为溶质往往易溶于与其结构相近的溶剂中―“相似相溶” 原理。极性物质易溶于极性溶剂，而难溶于非极性溶剂中； 相反，非极性物质易溶于非极性溶剂，而难溶于极性溶剂。
酸提（溶）碱沉法：碱性化合物如生物碱
天然药物化学成分的分离
两相溶剂萃取法
沉淀法
常用分离方法
结晶法与重结晶 盐析法
透析法
1
一、两相溶剂萃取法(液-液萃取法)
2
一、两相溶剂萃取法(液-液萃取法)
萃取剂 被萃取液
+ A化合物B化源自物A化合物 B化合物B化合物 + A化合物
11
参加试剂
过滤
提取液
沉淀
降低溶解度
或发生沉淀反响
〔一〕乙醇沉淀法
〔二〕酸碱沉淀法
〔三〕利用沉淀试剂进行别离
产物
12
一
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）
醇提液+ 水
加入数倍量水 叶绿素、树脂 极性改变 （亲脂性成分）
重结晶：将含有较多杂质的粗结晶进一步用溶剂 处理，得到较纯的结晶状物质的过程。
19
混合物 〔固态〕 加热溶解
饱和溶液
趁热过滤
沉淀
〔不溶性杂质〕
热溶液
有效成分
有效成分
结晶 低温过滤 析出结晶
母液
低温放置 〔或蒸发出局部 溶剂后低温放置〕
20
1.选择适宜的溶剂。 ①不与欲结晶成分发生化学反响。 ②对欲结晶成分热时溶解度大，冷时溶解度小。
13
二
通过改变溶剂pH值改变成分的存在状态
①碱提酸沉法：
酸性成分 〔游离〕
+ 碱性试剂
成盐 溶解
提取液
加酸
酸性成分 〔游离〕
如：酚酸类、羧酸类〔黄酮类、蒽醌类、酸性皂苷〕 内酯化合物——遇碱加热开环 羧酸
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2.两相溶剂萃取法分离化学成分的 原理是（ C ）。
A.两相溶剂互溶 B.两相溶剂极性相同 C.两相溶剂互不混溶 D.两相溶剂颜色不同 E.两相溶剂密度有差异
3.萃取剂的选择原则不包括下列哪项（ A.互不相溶 D.极性相近 B.较好分层 E.分配系数差大
D ）。
C.溶解度大
4.萃取次数应遵循“少量多次”的原则，一般萃 取（ A ）次。 A.3-4 B.1-2 C.5-6 D.8-10 E.3-5
图—萃取原理示意图
三、萃取剂的选择原则
根据分离物质的 极性选择萃取剂 不相混溶 较好分层
K相差越 大越好
四、萃取技术
方法
分次萃取法
逆流连续 萃取法
1.分次萃取法（又称简单萃取法）
梨形分液漏斗
注意检漏、排气、 振摇、静置。
检漏
留层
视具体情况而定
萃取剂 用量
第一次为水提取 液的1/2至1/3
遵循“少量多次”的 原则，一般3-4次
答：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流 体萃取法，其中天然药物有效成分最常 用的提取方法是溶剂提取法。
2.简述影响提取效率的主要因素有哪些？
答：主要有溶剂的选择、提取技术、浓度 差、天然药物的粉碎度、温度、时间 等，其中选择适宜的溶剂是溶剂提取 法的关键。
【新课导入】
天然药物粗粉
提方法 是（ B ）。 A.搅拌乳化层 B.加入酸或碱 C.热敷乳化层 D.将乳化层抽滤 E.分出乳化层，再用新溶剂萃取
课堂总结
1.基本原理；
2.萃取剂的选择原则；
※ 3.萃取技术。
作 业
萃取时一般在什么情况下发 生乳化现象？应如何处理？
谢 谢！
二、基本原理
两相溶剂萃取法的理论依据是分配定律。
K=CU/CL
(K表示分配系数，CU表示化学成分在上相溶剂中 的浓度，CL表示化学成分在下相溶剂中的浓度。)
萃取剂 （极性小）
＋
被萃取液 （极性大）
A化合物 B化合物
两相混合（不混溶）
A化合物 B化合物
A化合物极性﹥B化合物极性
萃取液
被萃取液
＋ B化合 物 A 化合物
萃取 次数
乳化现象
预防乳化（避免猛烈振摇、改用混合溶剂等）
乳化已形成需及时破坏（7种方法）
严重时可选用逆流连续萃取法
2.连续逆流萃取法
课堂练习
1.两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中 各成分在两相溶剂中的（ B ）。 A.密度不同 B.分配系数不同 C.移动速度不同 D.萃取常数不同 E.介电常数不同
水蒸气蒸馏法 混合物
超临界流体萃取法
分 离
↓
两相溶剂萃取法 沉淀法 透析法 分馏法 盐析法 色谱法 （重）结晶法
有效成分
鉴 定
↓
一、两相溶剂萃取法
是指在提取液（被萃取溶液）中加入 一种与其不相混溶的溶剂（萃取剂），充 分振摇增加两相接触的面积，使原提取液 中的某种成分转溶至萃取剂中，而其他成 分仍保留在原提取液中，待两相完全分层 后，分离两相,又称液-液萃取法。
天然药物化学成分的分离
两相溶剂萃取法
教学目标：
1、掌握分次萃取法的操作过程； 2、熟悉萃取剂的选择原则； 3、了解两相溶剂萃取法的原理。
教学重难点： 1、重点包括萃取剂的选择、分次萃取 法的操作过程和注意事项；
2、难点在于萃取过程中乳化现象的预 防和破坏方法。
复习提问
1、天然药物化学成分主要提取方法有哪些？