第三章溶剂萃取分离法.

§3-6 胺类萃取剂一、胺类萃取剂和萃取机理Smith 和Page 首先报道了长碳链脂肪胺能萃取酸的性质，并首先发现其萃取行为与阴离子交换树脂极为相似，因此有液体阴离子交换剂之称。

胺类萃取剂具有达到萃取平衡所需时间短，又具备阴离子交换分离选择性等优点。

与磷类萃取剂相比。

它的萃取容量高，耗损少，选择性较好。

因此在分析化学和放射化学中，他们常用于分离、提纯、富集各种金属离子。

但胺类萃取剂的缺点是，他们的胺盐在有机相中易于聚合，形成三相和乳化，使相分离困难。

此外，他们萃取金属离子的机理比较复杂，以致对其规律性不易掌握。

胺类萃取剂是指氨分子中三个氢原子部分或全部被烷基所取代，分别得到伯胺、仲胺、叔胺和季铵盐，其结构如下：N HH R N H R'R N R R''R'N R R''R'R'''A -伯胺仲胺叔胺季胺盐此处R 、R'、R''和R'''代表不同的或相同的烷基，A -代表无机酸根，如Cl -、NO 3-、SO 42-等。

按烷基的化学结构又可区分为直链胺、支链胺和芳香胺。

低碳链胺易溶于水，不适宜用作萃取剂，随着烷基取代物的增加和碳链的增长，他们在水中的溶解度减小。

通常作为萃取剂的是含有8-12个碳原子的高分子量的胺，他们难溶于水，易溶于有机溶剂。

伯、仲、叔胺的分子中都具有孤对电子的氮原子，能和无机酸的H +离子形成稳定的配位键而生成相应的胺盐。

这些胺盐和季胺盐中的阴离子与水溶液中的金属络阴离子发生交换，使被萃取物进入有机相，因此这种萃取机理主要是通过阴离子交换反应，下面以叔胺为例，进一步讨论胺类萃取剂对金属离子的萃取机理。

1．对酸的萃取萃取酸是胺类萃取剂的基本特性，其反应式为：R 3N 有+H ++A -R 3NH +. A -有R 3NH +.A -是一种极性离子对，在有机相中具有高的离子缔合常数。

第三章萃取分离法-2讲义第三章萃取分离法第⼆节双⽔相萃取⼀、双⽔相萃取简介常⽤的溶液萃取法能⽤来提取⽣物⼤分⼦如蛋⽩质吗？⼤部分萃取采⽤⼀个是⽔相，另⼀个是有机相，蛋⽩质遇到有机溶剂，易变性失活。

有些蛋⽩质有极强地亲⽔性，不能溶于有机溶剂。

通常的溶剂萃取法应⽤于提取⽣物⼤分⼦是有困难的；但双⽔相萃取法含⽔量⾼，接近⽣理的环境中进⾏萃取，不会引起⽣物活性物质失活或变性。

双⽔相系统：因两种⽔溶性聚合物的⽔溶液，或⼀种⽔溶性聚合物⽔溶液与盐溶液混合时的不相容性⽽形成有明显界⾯的两相系统。

双⽔相萃取(Aqueous two-phase extraction)是利⽤物质在互不相溶的两个⽔相之间分配系数的差异实现分离的⽅法。

葡聚糖（Dextran）与聚⼄⼆醇（PEG）按⼀定⽐例与⽔混合，溶液混浊，静置平衡后，分成互不相溶的两相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖，见下图：⼆、双⽔相萃取的发展历史1. 1896年荷兰微⽣物学家Berjerinck发现琼脂⽔溶液与可溶性淀粉或明胶⽔溶液混合时形成双⽔相现象。

2. 1956年瑞典Lund⼤学的Albertsson教授及其同事开始对双⽔相系统进⾏⽐较系统研究。

测定了许多双⽔相系统的相图，考察了蛋⽩质、核酸、病毒、细胞及细胞颗粒在双⽔相中的分配⾏为，为双⽔相萃取系统的发展奠定了基础。

只局限于实验室内的测定和理论研究。

3. Kula教授研究⼩组对双⽔相的应⽤、⼯艺流程、操作参数、⼯程设备、成本分析等进⾏了⼤量研究，在应⽤上获得成功。

1978年⾸先将双⽔相萃取技术⽤于酶的⼤规模分离纯化，建成了⼀套⼯业装置，达到20kg/h的处理能⼒，分离纯化了⼏⼗种酶，也应⽤于基因⼯程产品的分离。

双⽔相萃取可分离多肽、蛋⽩质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器、细胞组织，以及重⾦属离⼦等，近年来，还应⽤于⼀些⼩分⼦，如抗⽣素、氨基酸和植物的有效成分等的分离纯化。

作为反应系统⽤于酶反应，⽣物转化，发酵的产物⽣产与分离的集成三、双⽔相系统及成相机理1. 双聚合物双⽔相体系两种⽔溶性聚合物溶液混合，形成单⼀相还是两相，主要取决于两种因素：系统熵的增加，熵的增加与分⼦数⽬有关，⽽与分⼦⼤⼩⽆关；分⼦间的作⽤⼒，分⼦之间的相互作⽤⼒可看作分⼦中各基团相互作⽤⼒之和，随分⼦量的增加⽽增加。

第三章溶剂萃取分离法萃取通常是指原先溶于水相的某种或几种物质，与有机相接触后，通过物理或化学过程，部分地或几乎全部地转入有机相的过程。

就广义而言，萃取可分为液相到液相、固相到液相、气相到液相等三种过程。

通常所说的“萃取”指的是液液萃取过程，即溶剂萃取过程。

溶剂萃取（solvent extraction）在有机化学中很早就用作为一种基本的分离手段，无机物质的萃取开始于十九世纪初，1842年Peligot首先报道了用乙醚从沥青铀矿中提取和纯化硝酸铀酰。

1892年Rothe和Hanroit又成功地使用乙醚从浓盐酸中萃取出了三氯化铁。

1891年Nernst提出了著名的Nernst分配定律。

20世纪20年代以后，有机螯合剂开始应用于金属离子的溶剂萃取中，使各种金属离子的溶剂萃取有较为迅速地发展。

50年代初，随着原子能科学技术的发展，进一步推动了溶剂萃取的蓬勃发展，寻找各种选择性高的新萃取剂更引起人们的浓厚兴趣。

目前萃取剂的种类十分繁多，而且已对周期表中94个元素的萃取性能进行过研究。

本章所讨论的溶剂萃取分离法即是利用溶剂萃取的原理，在被分离物质的水溶液中，加入与水互不混溶的有机溶剂，借助于萃取剂的作用，使一种或几种组分进入有机相，而另一些组分仍留在水相，从而达到分离的目的。

该分离方法已在无机化学、分析化学、放射化学、湿法冶金以及化工制备等诸多领域得到了广泛地应用，主要是由于，溶剂萃取分离法既可以用于大量元素分离，也适合于微量元素的分离和富集，而且还具有所用的仪器设备简单、操作简便快速、回收率高、选择性好等优点，如果被萃取物质是有色化合物，还可以将溶剂萃取与分光光度法结合起来，在有机相中直接进行光度测定，这样可大大地提高方法的灵敏度和选择性。

当然，该分离法也有一些不足之处，如使用的萃取剂价格大多较昂贵，作为稀释剂用的有机试剂易挥发并有一定的毒性，但是随着科学技术的发展，这些缺点会逐步得到改善的。

§3-1溶剂萃取分离法的一些特征参数在萃取过程中，通常是利用以下几个特征参数来衡量某一溶剂萃取体系的优劣以及组分分离富集的效果。