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1、第二章溶剂萃取本讲稿第一页，共一百零四页2.1 萃取分离法的分类萃取分离法的分类2.1.1 2.1.1 按照萃取相种类按照萃取相种类l溶剂萃取溶剂萃取l固相萃取固相萃取l液相萃取液相萃取l超临界流体萃取超临界流体萃取本讲稿第二页，共一百零四页2.1.2 2.1.2 按照萃取体系种类按照萃取体系种类l 有机体系有机体系：如天然产物有效成分分离：如天然产物有效成分分离l 无机体系：水溶液中无机离子的萃取无机体系：水溶液中无机离子的萃取本讲稿第三页，共一百零四页2.1.3 2.1.3 按照萃取技术按照萃取技术l 经典的溶剂萃取：分液漏斗萃取经典的溶剂萃取：分液漏斗萃取l 现代方法：超声辅助萃取、微波
2、辅助萃取、加压萃现代方法：超声辅助萃取、微波辅助萃取、加压萃取、超临界流体萃取取、超临界流体萃取本讲稿第四页，共一百零四页2.2 溶剂萃取理论溶剂萃取理论l首先用于有机物的分离，首先用于有机物的分离，1919世纪初开始用于无机物萃取，世纪初开始用于无机物萃取，1919世纪世纪4040年代后年代后溶剂萃取走向成熟溶剂萃取走向成熟；l仪器仪器设备简单设备简单、操作方便、选择性较高、操作方便、选择性较高l分离效率分离效率比很多现代分离技术低，比高效液相色谱低比很多现代分离技术低，比高效液相色谱低2-32-3个个数量级；数量级；l有自动化仪器，但没有得到普及，有自动化仪器，但没有得到普及，手工操作的重
3、现性差手工操作的重现性差l大量使用有机溶剂，造成大量使用有机溶剂，造成严重的环境污染严重的环境污染本讲稿第五页，共一百零四页2.2.1 萃取平衡萃取平衡（1 1）平衡常数）平衡常数 Nernst 在在18911891年提出的溶剂萃取分配定律是：在年提出的溶剂萃取分配定律是：在一定一定温度温度下，当某一溶质在下，当某一溶质在互不相溶的两相溶剂互不相溶的两相溶剂(水相水相/有机相）有机相）中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度比为一个常中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓度比为一个常数，该常数称为平衡常数（数，该常数称为平衡常数（K KD D)。实验发现，实验发现，KD是一个常数的条件是，是一个常
4、数的条件是，温度温度不变，溶质不变，溶质A在溶液的在溶液的浓度浓度极低极低，且存在形式不变。溶质浓度高时，且存在形式不变。溶质浓度高时，KD存在偏离。应使用活度代替存在偏离。应使用活度代替浓度计算。（浓度计算。（存在溶质分子间的相互作用存在溶质分子间的相互作用）本讲稿第六页，共一百零四页 研究萃取平衡反应，根据热力学基本公式，可从一个温度研究萃取平衡反应，根据热力学基本公式，可从一个温度(T1)的萃的萃取平衡常数取平衡常数,求算另一个温度求算另一个温度(T2)的萃取平衡常数的萃取平衡常数:此式中：此式中：本讲稿第七页，共一百零四页（2 2）分配比）分配比 当溶质在某一相或两相中发生解离、缔合、
5、配位或离子聚集当溶质在某一相或两相中发生解离、缔合、配位或离子聚集现象时，溶质在同一相中现象时，溶质在同一相中存在多种状态存在多种状态，此时用，此时用分配比分配比表示溶质在表示溶质在两相中的分配状况。两相中的分配状况。分配定律分配定律不再适用。不再适用。分配比不一定是常数，它分配比不一定是常数，它随实验条件随实验条件（pH值、萃取剂种类、溶值、萃取剂种类、溶剂种类和盐析剂等剂种类和盐析剂等）而）而变化变化，通常由，通常由实验直接测定实验直接测定，在评价方法时，在评价方法时，分配比是一个比分配系数更有实用价值的参数。对于分配比是一个比分配系数更有实用价值的参数。对于简单的体系简单的体系，溶质只有
6、一个形态，溶质在两相中的浓度都很低，则溶质只有一个形态，溶质在两相中的浓度都很低，则分配比分配比与分配系数与分配系数相等。相等。本讲稿第八页，共一百零四页（3 3）萃取率）萃取率表示一定条件下，被萃取溶质进入有机相的量。表示一定条件下，被萃取溶质进入有机相的量。对于一次萃取操作，萃取率为：对于一次萃取操作，萃取率为：Vaq，Vorg 分别表示水相和有机相的体积，通常将有机相与水相分别表示水相和有机相的体积，通常将有机相与水相的体积之比的体积之比Vorg/Vaq 称为相比称为相比R。本讲稿第九页，共一百零四页萃取率和分配比及相比的关系为：萃取率和分配比及相比的关系为：相比相比(R)越大越大萃取率
7、越高；萃取率越高；分配比分配比(D)越大越大萃取率越高。萃取率越高。思考题：对于思考题：对于分配比较小分配比较小的物质，如何提高萃取率？（的物质，如何提高萃取率？（增大相增大相比比会使萃取物质的浓度过低，不利于后面的分离分析；会使萃取物质的浓度过低，不利于后面的分离分析；多次萃取或连续多次萃取或连续萃取提高萃取率萃取提高萃取率?）本讲稿第十页，共一百零四页当相比为当相比为1 1（等体积萃取）时，萃取率与分配比的关系为：（等体积萃取）时，萃取率与分配比的关系为：n次萃取后，次萃取后，水相中残留物质的浓度水相中残留物质的浓度Cn计算公式如下。计算公式如下。C0为水相中为水相中溶质的初始浓度，即溶质
8、的总浓度。溶质的初始浓度，即溶质的总浓度。当相比为当相比为1 1时，时，分配比越大，萃取率越高分配比越大，萃取率越高。本讲稿第十一页，共一百零四页例题例题：已知碘在四氯化碳和水中的：已知碘在四氯化碳和水中的分配比为分配比为85，有，有10ml水溶液中含碘水溶液中含碘1mg,分别分别9ml四氯化碳萃取四氯化碳萃取1次和每次次和每次3ml四氯化碳连续萃取四氯化碳连续萃取3次，计算次，计算两种情况下的萃取率和水溶液中残留的碘的量？两种情况下的萃取率和水溶液中残留的碘的量？答案答案：萃取一次萃取率：萃取一次萃取率98.7%98.7%；连续萃取三次萃取率；连续萃取三次萃取率99.9%99.9%。萃取一。
9、萃取一次水溶液中残留碘量：次水溶液中残留碘量：0.013mg;0.013mg;连续萃取三次水溶液中残留的碘连续萃取三次水溶液中残留的碘0.0001mg.0.0001mg.本讲稿第十二页，共一百零四页2.3 无机化合物萃取（了解）无机化合物萃取（了解）无机萃取一般包括如下过程：无机萃取一般包括如下过程：（1）水相中的）水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂形成萃取物被萃取溶质与加入的萃取剂形成萃取物（通常是配合（通常是配合物）；物）；（2）在两相界面，萃合物因疏水分配作用进入有机相，最终溶质）在两相界面，萃合物因疏水分配作用进入有机相，最终溶质在两相间达成平衡。在两相间达成平衡。本讲稿第十三页，共一百
10、零四页例如：金属离子的萃取例如：金属离子的萃取 磷酸三丁酯（磷酸三丁酯（TBP)-TBP)-煤油煤油萃取剂萃取剂 从硝酸水溶液中萃取硝酸铀酰。从硝酸水溶液中萃取硝酸铀酰。金属铀离子金属铀离子在水溶液中以在水溶液中以UOUO2 22+2+,UOUO2 2NONO3 3 +、UOUO2 2(NO(NO3 3)2 2 、UOUO2 2(NO(NO3 3)3 3形式存在，但萃取物是中性分形式存在，但萃取物是中性分子：子：本讲稿第十四页，共一百零四页2.4 有机萃取（有机萃取（重点重点）在天然产物有效成分的分离、有机合成中广泛应用。在天然产物有效成分的分离、有机合成中广泛应用。基本原理：根据被提取成分和
11、共存杂质的理化特性，基本原理：根据被提取成分和共存杂质的理化特性，选择合适的溶剂和萃取技术选择合适的溶剂和萃取技术，使目标成分从物料（固体或，使目标成分从物料（固体或液体原料）向萃取溶剂中转移。液体原料）向萃取溶剂中转移。本讲稿第十五页，共一百零四页液体溶剂萃取液体溶剂萃取固体物料固体物料，称为，称为固固-液萃取液萃取。液体溶剂萃取液体物料，称为液体溶剂萃取液体物料，称为液液-液萃取液萃取。本讲稿第十六页，共一百零四页2.4.1 2.4.1 溶剂的选择原则溶剂的选择原则l目标成分萃取率高，杂质成分萃取率低；（依据目标成分萃取率高，杂质成分萃取率低；（依据相相似相溶性似相溶性）l不与目标成分起化
12、学反应不与目标成分起化学反应l价廉、易得、浓缩方便，安全无毒价廉、易得、浓缩方便，安全无毒本讲稿第十七页，共一百零四页2.4.2 分子的极性分子的极性“相似相溶的判断相似相溶的判断”依据分子的依据分子的极性极性大小大小本讲稿第十八页，共一百零四页分子极性概念分子极性概念极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称（assymmetry)的程度。的程度。表征的参数常有表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系数、偶极矩、介电常数、油水分配系数、溶解度参数和罗氏极性参数溶解度参数和罗氏极性参数。本讲稿第十九页，共一百零四页 分子的极性与分子结构及分子的极
13、性与分子结构及分子大小分子大小有关；有关；分子结构指分子中所含分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及排官能团的种类、数目及排列方式列方式等综合因素。等综合因素。分子大小分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子量指分子碳链长度、骨架大小，与分子量相关。相关。影响分子极性的因素影响分子极性的因素本讲稿第二十页，共一百零四页例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基基团，与例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基基团，与水的结构相近，是亲水性较强的溶剂，能与水互溶。水的结构相近，是亲水性较强的溶剂，能与水互溶。例如，丁醇、戊醇分子虽有羟基基团，但因分子碳链加例如，丁醇、戊醇分子虽有羟基基团，但因分子碳链加长，分
14、子中非极性部分份额增大，长，分子中非极性部分份额增大，虽然与水互溶，但达虽然与水互溶，但达到饱和状态后到饱和状态后会分层。会分层。本讲稿第二十一页，共一百零四页一般分子中一般分子中官能团官能团的的极性极性越大或越大或极性官能团的数量越多极性官能团的数量越多，整个分子的极性就越大，整个分子的极性就越大，亲水性亲水性就越强；就越强；分子中分子中非极性非极性部分越大或碳链越长，分子的极性就越小，部分越大或碳链越长，分子的极性就越小，整个分子的极性就越小，分子的整个分子的极性就越小，分子的亲脂性亲脂性就越强。就越强。本讲稿第二十二页，共一百零四页官能团的极性顺序官能团的极性顺序大小极极性性本讲稿第二十
15、三页，共一百零四页分子的极性大小比较分子的极性大小比较本讲稿第二十四页，共一百零四页极性顺序：苷极性顺序：苷A苷苷B次次苷苷D次次苷苷C次次苷苷A次次苷苷B单乙酰单乙酰次苷次苷B 本讲稿第二十五页，共一百零四页表征溶剂极性的常用参数表征溶剂极性的常用参数偶极矩偶极矩介电常数介电常数溶解度参数溶解度参数油水分配系数油水分配系数罗氏极性参数罗氏极性参数本讲稿第二十六页，共一百零四页（1）溶解度参数（）溶解度参数（）是使用较多的表征溶剂极性的标度之一，用来解释许是使用较多的表征溶剂极性的标度之一，用来解释许是使用较多的表征溶剂极性的标度之一，用来解释许是使用较多的表征溶剂极性的标度之一，用来解释许多
16、多多多非电解质非电解质非电解质非电解质在有机溶剂中的溶解度及分离问题。在有机溶剂中的溶解度及分离问题。在有机溶剂中的溶解度及分离问题。在有机溶剂中的溶解度及分离问题。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开方值。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开方值。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开方值。其物理意义是材料单位体积内聚能密度的开方值。单位（单位（单位（单位（cal/cmcal/cmcal/cmcal/cm3 3 3 3）1/21/21/21/2或或或或 （J/m3）1/2 。本讲稿第二十七页，共一百零四页溶解度参数的特点溶解度参数的特点（1 1 1 1）与溶剂罗氏极性参数）与溶剂罗氏极性
17、参数）与溶剂罗氏极性参数）与溶剂罗氏极性参数P P P P是相互关联的，它反映了溶剂极是相互关联的，它反映了溶剂极是相互关联的，它反映了溶剂极是相互关联的，它反映了溶剂极性的大小。性的大小。性的大小。性的大小。(2)(2)(2)(2)两种溶剂溶解度参数相同时，两种溶剂溶解度参数相同时，两种溶剂溶解度参数相同时，两种溶剂溶解度参数相同时，互溶性最好互溶性最好互溶性最好互溶性最好；相差越大，；相差越大，；相差越大，；相差越大，互溶性越差。互溶性越差。互溶性越差。互溶性越差。(3)(3)(3)(3)可用于可用于可用于可用于溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质或溶剂极性溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中
18、溶质或溶剂极性溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质或溶剂极性溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质或溶剂极性大小大小大小大小的估算、分离过程中溶剂的选择。的估算、分离过程中溶剂的选择。的估算、分离过程中溶剂的选择。的估算、分离过程中溶剂的选择。（4 4 4 4）包括了色散力、偶极力、质子接受性或给予性的贡献。）包括了色散力、偶极力、质子接受性或给予性的贡献。）包括了色散力、偶极力、质子接受性或给予性的贡献。）包括了色散力、偶极力、质子接受性或给予性的贡献。本讲稿第二十八页，共一百零四页溶 剂溶解度参数 103（J/m3）1/2溶 剂溶解度参数 103（J/m3）1/2甲苯18.81丙酮20.25
19、二甲苯18.00环己酮20.25乙苯18.00丁酮19.03苯乙烯19.03二乙基酮18.00苯18.82甲基丙基酮18.21正己烷14.94甲基异丁基酮17.19正庚烷15.14甲醇29.67环己烷16.78乙醇26.39三氯甲烷19.85异丙醇23.53二氯甲烷20.05正丁醇23.32苯甲醇24.76异丁醇22.10苯乙酮21.69正丙醇23.35一些常见化合物的溶解度参数一些常见化合物的溶解度参数一些常见化合物的溶解度参数一些常见化合物的溶解度参数本讲稿第二十九页，共一百零四页（2 2）罗氏极性参数（）罗氏极性参数（P P)l l选择选择选择选择乙醇、二氧六环、硝基甲烷乙醇、二氧六环、
20、硝基甲烷乙醇、二氧六环、硝基甲烷乙醇、二氧六环、硝基甲烷三种模型化合物，代表典型的不同三种模型化合物，代表典型的不同三种模型化合物，代表典型的不同三种模型化合物，代表典型的不同相互作用类型。乙醇代表质子给予体化合物；二氧六环代表相互作用类型。乙醇代表质子给予体化合物；二氧六环代表相互作用类型。乙醇代表质子给予体化合物；二氧六环代表相互作用类型。乙醇代表质子给予体化合物；二氧六环代表质子接质子接质子接质子接受体受体受体受体化合物，硝基甲烷代表化合物，硝基甲烷代表化合物，硝基甲烷代表化合物，硝基甲烷代表强偶极作用强偶极作用强偶极作用强偶极作用化合物。化合物。化合物。化合物。l l测定三种模型化合物
21、在各种溶剂中的溶解性（通过测定一定温测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过测定一定温测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过测定一定温测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过测定一定温度下混合物的蒸汽压来换算）。三种模型化合物在同一种溶剂度下混合物的蒸汽压来换算）。三种模型化合物在同一种溶剂度下混合物的蒸汽压来换算）。三种模型化合物在同一种溶剂度下混合物的蒸汽压来换算）。三种模型化合物在同一种溶剂中的中的中的中的相对溶解性能为相对溶解性能为相对溶解性能为相对溶解性能为H H H He e e e 、H H H Hd d d d 、H H H Hn n n n，它们的和即为此种溶剂
22、的总极性它们的和即为此种溶剂的总极性它们的和即为此种溶剂的总极性它们的和即为此种溶剂的总极性P P P P,即即即即 P P P P=H=He e+H+Hd d+H+Hn n本讲稿第三十页，共一百零四页溶剂P（介电常数）正庚烷0.21.92正己烷0.11.88环戊烷-0.21.97四氢呋喃4.07.6乙酸乙酯4.46.0氯仿4.14.8甲乙酮4.718.5丙酮5.1乙腈5.837.8甲醇5.132.7水10.280常用溶剂的罗氏极性参数常用溶剂的罗氏极性参数本讲稿第三十一页，共一百零四页X Xe e=H=He e/P /P 溶剂的溶剂的质子接受强度质子接受强度分量分量X Xd d=H=Hd d
23、/P /P 溶剂的溶剂的质子给予强度质子给予强度分量分量X Xn n=H=Hn n/P /P 溶剂的溶剂的偶极相互作用偶极相互作用强度强度l l两种溶剂中的两种溶剂中的两种溶剂中的两种溶剂中的PPPP值相同时值相同时值相同时值相同时，表明这两种溶剂的极性相同，表明这两种溶剂的极性相同，表明这两种溶剂的极性相同，表明这两种溶剂的极性相同，但若但若但若但若X Xe大，表明接受质子的能力强，对于质子给予性物质的溶解有较好选择性。大，表明接受质子的能力强，对于质子给予性物质的溶解有较好选择性。l三个分量三个分量代表了溶剂对三种不同类型化合物的代表了溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性溶剂选择性大小。大
24、小。本讲稿第三十二页，共一百零四页溶剂选择三角形溶剂选择三角形本讲稿第三十三页，共一百零四页溶剂溶剂溶剂溶剂选择性选择性选择性选择性三角形（结构相似性的集中在一组）三角形（结构相似性的集中在一组）三角形（结构相似性的集中在一组）三角形（结构相似性的集中在一组）组别代表性溶剂组别代表性溶剂I脂肪醚、叔胺、四甲基胍、六甲基磷酰胺V二氯甲烷、二氯乙烷II脂肪醇VI磷酸三甲苯酯、脂肪酮和酯、聚醚、二氧六环、乙腈III吡啶衍生物、四氢呋喃、乙二醇醚、亚砜、酰胺（甲酰胺除外）VII硝基化合物、芳香醚、芳烃、卤代芳烃IV乙二醇、苯甲醇、甲酰胺、醋酸VIII氟代烷醇、间甲基苯酚、氯仿、水本讲稿第三十四页，共一
25、百零四页结结 论论 同一个组中的溶剂，同一个组中的溶剂，同一个组中的溶剂，同一个组中的溶剂，具有非常接近的具有非常接近的具有非常接近的具有非常接近的3 3 3 3个选择性参数个选择性参数个选择性参数个选择性参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选择溶剂改在分离过程中具有类似的选择性，若通过选择溶剂改在分离过程中具有类似的选择性，若通过选择溶剂改在分离过程中具有类似的选择性，若通过选择溶剂改善分离，就要善分离，就要善分离，就要善分离，就要选择不同组的溶剂选择不同组的溶剂选择不同组的溶剂选择不同组的溶剂。本讲稿第三十五页，共一百零四页溶剂选择一般方法溶剂选择一般方法（1）单一溶剂：）单一溶剂：
26、选择与溶质极性尽可能相等的选择与溶质极性尽可能相等的单一溶剂单一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；l在保持在保持溶剂极性溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类，调不变的前提下，更换溶剂种类，调整溶剂选择性，使整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳分离选择性达到最佳。（2）混合溶剂：）混合溶剂：选用混合溶剂体系，获得选用混合溶剂体系，获得任意极性并具有任意极性并具有良好选择性的溶剂体系。良好选择性的溶剂体系。本讲稿第三十六页，共一百零四页混合溶剂的极性与单一纯溶剂的极性关系为混合溶剂的极性与单一纯溶剂的极性关系为：本讲稿第三十七页，共一百零四页l选择一种选择一种极性极
27、性溶剂和一种溶剂和一种非极性非极性溶剂，将二者按不同溶剂，将二者按不同比例混合，得到一系列不同极性的混合溶剂，比例混合，得到一系列不同极性的混合溶剂，计算混合计算混合溶剂的极性参数溶剂的极性参数p；l研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解度，研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解度，以最大溶解度对应的以最大溶解度对应的混合溶剂混合溶剂p值可知溶质的近似值可知溶质的近似p。l挑选具有不同选择性的挑选具有不同选择性的另外一种极性溶剂另外一种极性溶剂替换原极性溶替换原极性溶剂，通过剂，通过调整该极性溶剂的比例调整该极性溶剂的比例维持原维持原p，从而找到溶，从而找到溶解性和选择性都合适的溶剂。
28、解性和选择性都合适的溶剂。混合溶剂的选择步骤如下：混合溶剂的选择步骤如下：本讲稿第三十八页，共一百零四页（3 3）油）油/水分配系数水分配系数K Ko/wo/w或或lglgP Pl油油/水分配系数可估计化合物的极性。油水分配系数是水分配系数可估计化合物的极性。油水分配系数是指指物质在油相的浓度与在水相的浓度比值，该数值越大，物质在油相的浓度与在水相的浓度比值，该数值越大，化合物化合物亲脂性越强，极性越小亲脂性越强，极性越小。l测定分配系数最常用溶剂系统：测定分配系数最常用溶剂系统：正辛醇和水系统，正辛醇和水系统，并用并用Ko/w或或lgP表示分配系数。表示分配系数。本讲稿第三十九页，共一百零四
29、页典型香味化合物典型香味化合物的油水分配系数的油水分配系数化合物KowLogP化合物KowLogP2,3-丁二酮0.046-1.341-甲基吡咯26.91.43乙醇0.72-0.14苯酚32.41.51糠醇2.810.45己醛63.11.802-乙酰基吡啶3.090.49二甲基三硫醚74.11.87丙酸3.800.58苯骈噻唑1482.172-戊酮5.620.751-辛烯-3-酮2342.372-乙酰基呋喃6.300.804-乙基愈创木酚2402.38糠醛6.760.831-戊硫醇4682.67乙酸乙酯7.240.86丁香酚5372.73二甲基硫醚8.310.922，4-癸二烯醛21383.3
30、32，6-二甲基吡嗪10.71.03茴香脑24553.39丁酸11.71.07癸酸乙酯64654.79乙硫醇18.61.27柠檬烯67614.83本讲稿第四十页，共一百零四页香味化合物香味化合物香味化合物一般是香味化合物一般是弱极性、强亲脂性分子弱极性、强亲脂性分子，多数化合，多数化合物的物的ko/w值较大，采用溶剂萃取能获得较高的回收率。值较大，采用溶剂萃取能获得较高的回收率。脂肪酸三甘脂、磷脂、腊、脂溶性维生素等基质成分也脂肪酸三甘脂、磷脂、腊、脂溶性维生素等基质成分也是亲脂性的，这些化合物常与香味成分一同被萃取出来。是亲脂性的，这些化合物常与香味成分一同被萃取出来。因此，因此，油溶性的物
31、料最好不用溶剂萃取法制备香味油溶性的物料最好不用溶剂萃取法制备香味样品。样品。本讲稿第四十一页，共一百零四页2.4.3 2.4.3 常见溶剂的极性常见溶剂的极性 常见溶剂按照极性分为常见溶剂按照极性分为常见溶剂按照极性分为常见溶剂按照极性分为3 3类，极性、中等极性和非极类，极性、中等极性和非极类，极性、中等极性和非极类，极性、中等极性和非极性。性。性。性。（1 1 1 1）极性溶剂）极性溶剂）极性溶剂）极性溶剂：含有：含有：含有：含有羟基或羧基羟基或羧基等极性官能团的溶剂。水、等极性官能团的溶剂。水、等极性官能团的溶剂。水、等极性官能团的溶剂。水、甲酸、甘油、二甲基亚砜。甲酸、甘油、二甲基亚
32、砜。甲酸、甘油、二甲基亚砜。甲酸、甘油、二甲基亚砜。本讲稿第四十二页，共一百零四页 水是最为廉价、安全的溶剂水是最为廉价、安全的溶剂水是最为廉价、安全的溶剂水是最为廉价、安全的溶剂。水通过偶极作用、形成氢。水通过偶极作用、形成氢。水通过偶极作用、形成氢。水通过偶极作用、形成氢键，溶解极性分子，如低于键，溶解极性分子，如低于键，溶解极性分子，如低于键，溶解极性分子，如低于4 4 4 4个碳链长度的醇、酸、醛、酮、个碳链长度的醇、酸、醛、酮、个碳链长度的醇、酸、醛、酮、个碳链长度的醇、酸、醛、酮、蛋白质、糖类、多酚类等。蛋白质、糖类、多酚类等。蛋白质、糖类、多酚类等。蛋白质、糖类、多酚类等。水溶液
33、水溶液水溶液水溶液pHpHpHpH值对于化合物的溶解度有重要影响，可用一定的值对于化合物的溶解度有重要影响，可用一定的值对于化合物的溶解度有重要影响，可用一定的值对于化合物的溶解度有重要影响，可用一定的酸酸酸酸水溶液水溶液水溶液水溶液萃取萃取萃取萃取脂溶性的碱性物质脂溶性的碱性物质脂溶性的碱性物质脂溶性的碱性物质，也可用一定浓度的，也可用一定浓度的，也可用一定浓度的，也可用一定浓度的碱水溶碱水溶碱水溶碱水溶液液液液萃取萃取萃取萃取脂溶性的酸性物质脂溶性的酸性物质脂溶性的酸性物质脂溶性的酸性物质。缺点：提取液易于缺点：提取液易于缺点：提取液易于缺点：提取液易于发霉不易保存发霉不易保存发霉不易保存
34、发霉不易保存，水，水，水，水沸点高沸点高沸点高沸点高，蒸发浓缩时，蒸发浓缩时，蒸发浓缩时，蒸发浓缩时间长。间长。间长。间长。水作溶剂水作溶剂萃取天然成分萃取天然成分本讲稿第四十三页，共一百零四页（2 2）中等极性溶剂）中等极性溶剂 也称亲水性溶剂也称亲水性溶剂，甲醇、乙醇、丙酮、丙二醇等，甲醇、乙醇、丙酮、丙二醇等，具有较大的介电常数（具有较大的介电常数（=10-30=10-30）。它们既溶于水，又）。它们既溶于水，又能诱导非极性物质产生一定的偶极距能诱导非极性物质产生一定的偶极距能诱导非极性物质产生一定的偶极距能诱导非极性物质产生一定的偶极距（即极性增加），使后（即极性增加），使后（即极性增
35、加），使后（即极性增加），使后者的溶解度增加。者的溶解度增加。者的溶解度增加。者的溶解度增加。例如：乙醇可极化苯分子，故苯能溶于乙醇中。由于例如：乙醇可极化苯分子，故苯能溶于乙醇中。由于例如：乙醇可极化苯分子，故苯能溶于乙醇中。由于例如：乙醇可极化苯分子，故苯能溶于乙醇中。由于亲水亲水亲水亲水性中等极性溶剂的这种性质，对于天然有机化合物有良好的溶性中等极性溶剂的这种性质，对于天然有机化合物有良好的溶性中等极性溶剂的这种性质，对于天然有机化合物有良好的溶性中等极性溶剂的这种性质，对于天然有机化合物有良好的溶解性。解性。解性。解性。本讲稿第四十四页，共一百零四页乙乙 醇作溶剂醇作溶剂萃取天然成分萃
36、取天然成分l l乙醇具有水、醇两者的提取性能，乙醇具有水、醇两者的提取性能，乙醇具有水、醇两者的提取性能，乙醇具有水、醇两者的提取性能，既能提取极性成分，又能提取既能提取极性成分，又能提取既能提取极性成分，又能提取既能提取极性成分，又能提取某些亲脂性成分。某些亲脂性成分。某些亲脂性成分。某些亲脂性成分。l l乙醇可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合，能溶解生物乙醇可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合，能溶解生物乙醇可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合，能溶解生物乙醇可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合，能溶解生物碱及其盐类、苷类、有机酸、树脂、内酯、挥发油、脂肪油、鞣碱及其盐类、苷类、
37、有机酸、树脂、内酯、挥发油、脂肪油、鞣碱及其盐类、苷类、有机酸、树脂、内酯、挥发油、脂肪油、鞣碱及其盐类、苷类、有机酸、树脂、内酯、挥发油、脂肪油、鞣质、色素等。质、色素等。质、色素等。质、色素等。l l用用用用不同浓度的乙醇溶液不同浓度的乙醇溶液不同浓度的乙醇溶液不同浓度的乙醇溶液，可广泛提取动、植物中的许多成分。例如，可广泛提取动、植物中的许多成分。例如，可广泛提取动、植物中的许多成分。例如，可广泛提取动、植物中的许多成分。例如95%95%乙醇适于提取生物碱、挥发油、树脂、叶绿素；乙醇适于提取生物碱、挥发油、树脂、叶绿素；乙醇适于提取生物碱、挥发油、树脂、叶绿素；乙醇适于提取生物碱、挥发油
38、、树脂、叶绿素；60%-70%60%-70%的乙的乙的乙的乙醇适于提取黄酮苷、蒽醌等。醇适于提取黄酮苷、蒽醌等。醇适于提取黄酮苷、蒽醌等。醇适于提取黄酮苷、蒽醌等。l l乙醇提取液中高分子物质（蛋白质、糖类）含量小，粘度小，乙醇提取液中高分子物质（蛋白质、糖类）含量小，粘度小，乙醇提取液中高分子物质（蛋白质、糖类）含量小，粘度小，乙醇提取液中高分子物质（蛋白质、糖类）含量小，粘度小，易于过滤、沸点低，易于回收，易于过滤、沸点低，易于回收，易于过滤、沸点低，易于回收，易于过滤、沸点低，易于回收，20%20%乙醇可防腐乙醇可防腐乙醇可防腐乙醇可防腐，提取液不易发霉，提取液不易发霉，提取液不易发霉，
39、提取液不易发霉变质。变质。变质。变质。乙醇是实验室和生产中常用的溶剂乙醇是实验室和生产中常用的溶剂乙醇是实验室和生产中常用的溶剂乙醇是实验室和生产中常用的溶剂本讲稿第四十五页，共一百零四页黑玉米色素提取液的制备黑玉米色素提取液的制备将黑玉米的穗轴用粉碎机粉碎后，经分级筛选得将黑玉米的穗轴用粉碎机粉碎后，经分级筛选得4040目玉米穗轴干粉。用目玉米穗轴干粉。用pH=2pH=2的的80%80%乙醇溶液乙醇溶液在固液比为在固液比为1:51:5的条件下，的条件下，4545+2 2 恒温水浴恒温水浴4 h4 h，用耐酸漏斗，用耐酸漏斗真空抽滤得到色素提取液。利用真空抽滤得到色素提取液。利用旋转蒸发仪旋转
40、蒸发仪将色素提将色素提取液取液浓缩至原来的浓缩至原来的50%50%。本讲稿第四十六页，共一百零四页 紫色辣椒叶片色素的提取紫色辣椒叶片色素的提取l紫色辣椒是中国稀有的辣椒种质资源，其植株幼苗期子叶、真叶和茎，以及紫色辣椒是中国稀有的辣椒种质资源，其植株幼苗期子叶、真叶和茎，以及成株期茎、叶、花、幼果等器官组织中因富含成株期茎、叶、花、幼果等器官组织中因富含花青素花青素，均表现为紫色；与，均表现为紫色；与普通绿色辣椒相比，紫色辣椒具有果实品质好，维生素普通绿色辣椒相比，紫色辣椒具有果实品质好，维生素C含量高，风含量高，风味独特等食用方面优点。味独特等食用方面优点。l 低温下称取低温下称取0.60
41、g/份叶片粉末，共份叶片粉末，共4份，分别加入份，分别加入0.1 moll-1盐酸、盐酸、0.1 moll-1氢氧化钠、氢氧化钠、无水乙醇、或蒸馏水无水乙醇、或蒸馏水等溶剂等溶剂10ml，40提取提取5h，期间观察溶液，期间观察溶液颜色变化，然后于颜色变化，然后于4、6000rpm离心离心10min，分别吸取上清液，分别吸取上清液3ml置于置于400-700 nm波长下，测其吸光度值，确定最佳提取溶剂。波长下，测其吸光度值，确定最佳提取溶剂。本讲稿第四十七页，共一百零四页花青（色）素结构花青（色）素结构本讲稿第四十八页，共一百零四页丙酮作溶剂丙酮作溶剂l在天然产物提取中，丙酮常用于在天然产物提
42、取中，丙酮常用于在天然产物提取中，丙酮常用于在天然产物提取中，丙酮常用于脂溶性物质脂溶性物质的萃取，不同的萃取，不同的萃取，不同的萃取，不同浓度的丙酮溶液是浓度的丙酮溶液是浓度的丙酮溶液是浓度的丙酮溶液是动植物组织提取动植物组织提取动植物组织提取动植物组织提取的常用溶剂。的常用溶剂。的常用溶剂。的常用溶剂。l l 易挥发，产物回收方便，但具有一定的毒性（易挥发，产物回收方便，但具有一定的毒性（易挥发，产物回收方便，但具有一定的毒性（易挥发，产物回收方便，但具有一定的毒性（列入毒品名单列入毒品名单列入毒品名单列入毒品名单中中中中）。）。）。）。本讲稿第四十九页，共一百零四页（3 3）弱极性溶剂）
43、弱极性溶剂 也称也称也称也称亲脂性溶剂亲脂性溶剂亲脂性溶剂亲脂性溶剂，如，如石油醚石油醚石油醚石油醚、乙醚、苯、氯仿乙醚、苯、氯仿乙醚、苯、氯仿乙醚、苯、氯仿、乙酸、乙酸乙酯、脂肪油、液体石蜡等介电常数小的溶剂。乙酯、脂肪油、液体石蜡等介电常数小的溶剂。l l 此类溶剂选择性强，可提取亲脂性成分，如此类溶剂选择性强，可提取亲脂性成分，如此类溶剂选择性强，可提取亲脂性成分，如此类溶剂选择性强，可提取亲脂性成分，如挥发油、油脂挥发油、油脂挥发油、油脂挥发油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些生物碱及甾体苷、蒽叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些生物碱及甾体苷、蒽叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某
44、些生物碱及甾体苷、蒽叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些生物碱及甾体苷、蒽醌、木脂素等。但醌、木脂素等。但醌、木脂素等。但醌、木脂素等。但亲脂性强，不易溶胀植物细胞组织。亲脂性强，不易溶胀植物细胞组织。l l多数沸点低，提取回收方便。多数沸点低，提取回收方便。多数沸点低，提取回收方便。多数沸点低，提取回收方便。l l 挥发性损失大，易燃，有毒、价格高。挥发性损失大，易燃，有毒、价格高。挥发性损失大，易燃，有毒、价格高。挥发性损失大，易燃，有毒、价格高。本讲稿第五十页，共一百零四页 常见溶剂极性大小顺序（常见溶剂极性大小顺序（背记背记）n水甲醇乙醇正丙醇丙酮正丁醇水甲醇乙醇正丙醇丙酮正丁醇乙酸乙酯
45、氯仿乙酸乙酯氯仿无水乙醚无水乙醚苯四氯苯四氯化碳环己烷石油醚化碳环己烷石油醚思考：如何解释溶剂的极性顺序？思考：如何解释溶剂的极性顺序？本讲稿第五十一页，共一百零四页溶 剂 密 度沸点/oC溶解性水 中有机溶剂中甲醇0.79264.6 混溶溶于醇类、乙醚等乙醇0.78978.4混溶溶于醇类、乙醚、氯仿、石油醚等异丙醇0.78682.4混溶溶于醇类、乙醚等丙酮0.79256.3混溶溶于醇类、乙醚、氯仿等乙酸乙酯0.90277.18.6 g溶于乙醇、乙醚、氯仿等乙醚0.73134.67.5 g 溶于乙醇、苯、氯仿、石油醚、油类等氯仿1.48461.2 1 g 溶于醇类、乙醚、苯、氯仿、石油醚类等石
46、油醚30-6060-9090-120不 溶溶于无水乙醇、乙醚、苯、氯仿、油类等常见溶剂的主要物理性质（常见溶剂的主要物理性质（常见溶剂的主要物理性质（常见溶剂的主要物理性质（熟悉熟悉熟悉熟悉）本讲稿第五十二页，共一百零四页2.5 2.5 影响溶剂提取效果的因素影响溶剂提取效果的因素选择合适的溶剂选择合适的溶剂；提取方式提取方式：煎煮、浸提、：煎煮、浸提、渗漉渗漉、索氏提取、索氏提取等；等；提取工艺参数提取工艺参数：原料的粉碎度、提取温度、：原料的粉碎度、提取温度、浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶剂的相对运动（如搅拌）等。剂的相对运动（如搅拌）等。本讲稿第
47、五十三页，共一百零四页提取分离提取分离已知成分已知成分，根据结构判断，根据结构判断极性极性，按照按照“相似相溶相似相溶”原则选择溶剂。原则选择溶剂。天然产物等复杂体系天然产物等复杂体系天然产物等复杂体系天然产物等复杂体系未知成分未知成分，根据，根据一般性经一般性经验验选择溶剂。选择溶剂。(按化合物类别、或按照极按化合物类别、或按照极性由大到小试）性由大到小试）2.5.1 如何选择溶剂？如何选择溶剂？本讲稿第五十四页，共一百零四页 _糖苷、氨基酸等极性大的成分糖苷、氨基酸等极性大的成分水或含水的醇水或含水的醇溶液。溶液。本讲稿第五十五页，共一百零四页 _ _极性小的极性小的亲脂性亲脂性化合物如萜
48、类、甾体等脂环化合物、芳香类化化合物如萜类、甾体等脂环化合物、芳香类化合物合物氯仿、乙醚溶剂。氯仿、乙醚溶剂。本讲稿第五十六页，共一百零四页香味物质的萃取香味物质的萃取为了使萃取物的化学组成与原样品的香味组为了使萃取物的化学组成与原样品的香味组成相似，选用的溶剂要尽量成相似，选用的溶剂要尽量有利于多种香味有利于多种香味化合物的萃取化合物的萃取，且没有气味干扰，沸点较低，且没有气味干扰，沸点较低，便于萃取后除去。便于萃取后除去。本讲稿第五十七页，共一百零四页比较不同溶剂对几个比较不同溶剂对几个典型香味化合物的萃取率典型香味化合物的萃取率*香味化合物萃取率%二氯甲烷乙醚异戊烷丁酸乙酯43162-甲
49、基-1-丙醇5522323-甲基-1-丁醇6650481-己醇672338苯甲醛541820乙酰丙酮413420甲酸苄酯562125丁酸2-苯乙酯482517邻氨基苯甲酸甲酯595727注：原始样品溶液注：原始样品溶液757mL,757mL,分液漏斗间歇式萃取，萃取分液漏斗间歇式萃取，萃取 6 6次，每次用溶剂次，每次用溶剂50mL50mL。本讲稿第五十八页，共一百零四页适于萃取香味物质的溶剂适于萃取香味物质的溶剂溶剂沸点（oC）特 点二氯甲烷45不溶于水/比水重戊烷/乙醚35溶于水/比水轻Freons（氟代烃混合物）45不溶于水/比水重己烷69不溶于水/比水轻乙醇78与水互溶丙酮56与水互溶
50、本讲稿第五十九页，共一百零四页2.5.2 提取方式提取方式l溶剂浸提方式溶剂浸提方式：煎煮法、浸渍法、索氏提：煎煮法、浸渍法、索氏提取法、渗漉法取法、渗漉法其它因素：原料粉碎度、浸出温度、浓其它因素：原料粉碎度、浸出温度、浓度差（溶剂量）、浸提时间、溶剂种类度差（溶剂量）、浸提时间、溶剂种类本讲稿第六十页，共一百零四页（1 1）煎煮法）煎煮法将原料加将原料加水水煎煮取汁的方法。煎煮取汁的方法。一般用于提取能一般用于提取能溶于水溶于水、对于、对于加热、水解加热、水解均稳定且均稳定且不不易挥发易挥发的组分，所用的组分，所用溶剂为水溶剂为水（水提液）。（水提液）。本讲稿第六十一页，共一百零四页如何煎