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萃取—化學(xué)制藥工藝學(xué)26

 合成化學(xué)與機理 2021-09-02

反應(yīng)淬滅后,應(yīng)盡快進(jìn)行其他操作,,萃取是常用的初步除雜的方法,。萃取是指利用不同組分在互不相溶(微溶)的溶劑中溶解度不同或分配比不同,分離不同組分的操作過程,。雖然萃取經(jīng)常被用在化學(xué)實驗中,,但它的操作過程并不造成被萃取物質(zhì)化學(xué)成分的改變(或說化學(xué)反應(yīng)),僅僅是將被萃取物與萃取成分分離而已,,所以萃取操作只是一個物理過程,。萃取可以分為液液萃取和固液萃取,其中化學(xué)制藥反應(yīng)后處理常用液液萃取,,而天然產(chǎn)物提取一般用固液萃取,,最有名的一個例子就是青蒿素的提取(參見:青蒿素—藥物史系列7),。 

1 酸堿萃取

大部分液液萃取過程是將離子化的產(chǎn)物或者雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到水相,,而非離子化的雜質(zhì)或其他疏水性的組分仍留在有機相中。對于具有酸堿性的產(chǎn)物,,我們可以通過酸堿化處理,,使其進(jìn)入水相,從而達(dá)到分離不溶于水相雜質(zhì)的目的,,進(jìn)一步的中和操作,,則可以實現(xiàn)水相雜質(zhì)與產(chǎn)物的分離。該方法具有操作簡單,、成本低,、得率高等優(yōu)點,在許多藥物合成過程中有著廣泛的應(yīng)用,。

其萃取操作一般可以分為以下兩種情況: 

(1)   酸性物質(zhì)—加有機溶劑和水—堿化—分液取水相酸化—萃取或者過濾

(2)   堿性物質(zhì)—加有機溶劑和水—酸化—分液取水相堿化—萃取或者過濾

例如在β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物阿撲西林的合成中,,中間體1的分離就是利用其酸性實現(xiàn)與其他雜質(zhì)的分離?;衔?strong>1發(fā)生酯的胺解反應(yīng),,中間產(chǎn)物2以甲胺鹽的形式存在且溶于水,用乙酸乙酯萃取,,除去不溶于水的雜質(zhì);再將水層酸化(pH=3),,羧基游離生成中間體3,,萃取后取有機相得粗品3

2 萃取溶劑的選

萃取溶劑選擇的主要依據(jù)是被提取物質(zhì)的溶解性和溶劑的極性(相似相溶原則)。
萃取溶劑選擇的基本原則如下:

(1)   萃取溶劑與水不能互溶(容易分液),;

(2)   對提取物有較大的溶解能力(萃取效果好),;

(3)   與提取物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng);

(4)   盡量選擇沸點較低的溶劑(易于后處理),;

(5)   廉價,、低毒、安全,。 

如正丁醇極性適中,,對大部分有機物溶解性好,在水中溶解性差,,適用于極性較大化合物的萃取,,但其沸點較高、毒性較大,。乙酸丁酯性質(zhì)和極性與乙酸乙酯相當(dāng),,在水中溶解性更低,常用于萃取頭孢菌素和青霉素,,如青霉素G,。

3 萃取次數(shù)和溫度

上圖所示為萃取次數(shù)與萃取率的關(guān)系,由此可見,,一次萃取往往萃取率不高,,而三次及以上的萃取次數(shù),可以保證大部分的產(chǎn)物從水相中萃取出來,。因此對于萃取次數(shù),,我們一般堅持“少量多次”的原則,即保證萃取率又要減少萃取溶劑的使用,。萃取一般在室溫下進(jìn)行,。提高溫度可以提高萃取物溶解性,減少萃取溶劑的用量,。對于不穩(wěn)定的萃取物需要低溫萃取,,如乙酸丁酯萃取青霉素。 

4 乳化現(xiàn)象

萃取過程中有時候會出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,,即液液萃取的兩相以極微小的液滴均勻的分散在另一相中,。乳化原因包括:兩親物質(zhì),不溶微小顆粒,,密度相近,,酸堿性過強,劇烈攪拌等,。破乳方法包括:靜置,,加入無機鹽增大密度差,調(diào)整pH值,鹽析,,過濾,,加熱,離心等,。

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