1 第四章溶剂萃取溶剂萃取?溶剂萃取法是 20世纪 40年代兴起的一项化工分离技术,它是用一种溶剂将产物自另一种溶剂(如水)中提取出来,达到浓缩和提纯的目的。?溶剂萃取法比化学沉淀法分离程度高,比离子交换法选择性好,传质快,比蒸馏法能耗低且生产能力大,周期短,便于连续操作、容易实现自动化等。?现已广泛用于抗生素、有机酸、维生素、激素等产物的提取上新型的萃取技术?双(两)水相萃取?反相胶束(胶团)萃取?超临界萃取?液膜萃取溶剂萃取溶剂萃取: 利用物质在互不相溶的两相溶剂中溶解度的不同, 将物质从一相溶剂转移到另一相溶剂中,从而进行分离、浓缩和提纯目的产物的方法. 注意:1、两种溶剂要互不相溶 2、溶质在加入的作萃取的溶剂中的溶解度比在原溶剂中的溶解度大的多第一节溶剂萃取一、溶剂萃取的理论基础物质的溶解和相似相溶原理相似相溶原理所谓“相似性原理”是指: 在没有化学作用的情况下, 结构相似的化合物容易互相混溶, 而结构差别很大的化合物不容易互相混溶。一是分子结构相似二是能量相似 (如水)易溶解极性物质(离子晶体、分子晶体中的极性物质如强酸等); (如苯、汽油、四***化碳、酒精等)能溶解非极性物质 ,如水中含羟基( — OH )能溶解含有羟基的醇、酚、羧酸。 1. 物质的溶解 1 )从能量的角度,说明溶解过程纯溶质 B+ 纯溶剂 A→溶解△G0 △ G= △ H-T△S 2 △ H= △ E+ △(pv) 因为一般溶解过程, pv 变化很小 S 变化也很小,所以△ G0 ,则△ E0 ,放热,即考虑体系的能量变化即可说明溶解是否可以进行。溶解过程①溶质 B各质点分离: 固态 B——单个分子 BQ吸 1=Q 升液态 B——单个分子 BQ吸 1=Q 气晶体 B——离子 Q吸 1=Q 晶汽态 B——单个分子 Q吸 1=0 Q吸1与B质点之间作用力有关非极极性氢键离子型物质②溶剂 A在溶质 B的作用下形成可容纳 B质点的空位 Q吸2:溶剂 A分子之间作用力大小有关,非极极氢键离子型物质溶质质点 B的大小有关:大,则空穴大,破坏溶剂 A之间作用的个数多。③溶质质点 B进入溶剂 A形成的空位 Q放——溶质 B与溶剂 A之间的相互作用力有关。 A、B均为非极分子-非、一极分子均为极性B 被A溶剂化。溶剂化也称溶剂合化,是指一定数目的溶剂分子较牢固地结合在溶质质点上。若溶剂是水,则称为水(合)化。有溶剂化能力的溶剂称为溶剂化溶剂。 2 )从能量的角度,说明相似相溶原理(分析几种溶解过程) ①两种情性溶剂(也叫 N型溶剂,不能形成氢键的溶剂:苯、烷烃……)互溶。 A吸 1、 Q吸 2均很小,易于由 Q放所补偿,因而溶解较好。②水向油溶解困难: Q吸1 (要克服水分子氢键)大, Q吸2 小, Q 放不足以补偿所需吸收能量。非自发。③油向水中溶解难: Q吸 1小,但 Q吸 2大, Q放不能放出足够能量补偿。④水和乙醇可以溶解: Q吸1 大, Q吸2 大, Q 放很大(溶质、溶剂均为极性物质,且二者之间可形成很强的氢键)。 2. 溶剂的分类和互溶性作用于液体分子之间的作用力有两种,即范德华引力和氢键。一般来说,氢键比范德华引力的作用力强。氢键 A— H---B (其中 A或B 为电负性大而半径小的原子,例如: O、N、F 等)的生成条件是溶剂分子中存在电子供体 B 或电子受体 A—H 。因此,有机溶 3 剂可以按照是否含有 A—H或B 分为四种类型: ①N 型溶剂:不能形成氢键,如烷烃、苯、四***化碳、二硫化碳、煤油等,称惰性溶剂; ②A 型溶剂:只有电子受体的溶剂 A-H , 即:受电子溶剂。例如:***仿、二***甲烷、五***乙烷等含有 A—H键的溶剂,能与 B型溶剂生成氢键。一般来说,由于 C 原子的电负性不够大, C—H 键(例如: CH 4 中的 C—H键)不能与 B型溶剂生成氢键。但是,如果 C原子上连接几个 Cl原子,由于 Cl原子的诱导作用,使C原子的电负性增加, 所以能与 B型溶剂生成氢键③B 型溶剂:只有电子供体的溶剂;即:给电子溶剂。例如:醚、***、醛、酯、叔***等含有 B原子,能与 A型溶剂生成氢键的溶剂。 R—O…H—AR—C= O…H—AR—N…H—A ④ AB 型溶剂:具备电子受体 A-H 和供体 B的溶剂, 即:给受型电子溶剂。交链氢键缔合:水、多元酸等。直链氢键缔合:酸、羧酸生成内氢键. 这类溶剂同时具有 A—H键和 B,可以缔合成多聚分子。这类溶剂可以分成三类: (a) AB(1) 型溶剂,即:交链氢键缔合溶剂。例如:水、多元醇、***基取代醇、羟基羧酸、多元羧酸、多酚等。(b) AB(2) 型溶剂,即:直链氢键缔合溶剂。例如:醇、***、羧酸等。(c) AB(3) 型溶