用液液萃取法如何分离水中碱,强酸,弱酸,中性液体有机化合物的分离与提纯?

挥发性生物碱如麻黄碱可用水蒸气蒸馏法提取。

可升华的生物碱如咖啡碱可用升华法提取。

0.1%~l%的硫酸、盐酸或醋酸、酒石酸溶液 浸渍、渗漉、回流、连续回流 (1)阳离子树脂交换法(2)萃取法
酸水-碱化-萃取法处理去除脂溶性杂质
三氯甲烷、苯、乙醚以及二氯甲烷等

将总碱的酸水提取液通过强酸型阳离子交换树脂柱,使酸水中生物碱阳离子交换在树脂上,而非生物碱化合物则流出柱外,用中性水或乙醇进一步洗除柱中的杂质。

将交换后的树脂晾干,用氨水碱化至pH值为l0左右,使生物碱从树脂中游离出来,再用三氯甲烷或乙醚等有机溶剂回流提取,回收溶剂即可得到总生物碱。也可用含氨水的乙醇洗脱液直接洗脱,中和洗脱液,回收乙醇即得总生物碱。

(一)生物碱的初步分离

将总生物碱按碱性强弱、酚性有无及是否水溶性初步分成5个部分,一般分离流程如下:

(二)生物碱单体的分离

1.利用生物碱的碱性差异进行分离

方法:酸水-碱化-萃取法

①强碱在弱酸性条件下能形成生物碱盐,易溶于水;弱碱则需在较强酸性条件下形成生物碱盐而溶于水。

②成盐后,弱碱盐在弱碱条件下即可转变成游离生物碱,易溶于亲脂性有机溶剂;强碱盐则需在较强碱性条件下转变成游离生物碱,溶于亲脂性有机溶剂。

总碱中各生物碱的碱性不同,可用pH梯度萃取法进行分离。

①总生物碱溶于亲脂性有机溶剂, pH由高至低依次萃取,生物碱可按碱性由强至弱先后成盐依次被萃取出而分离

②总生物碱溶于酸水,逐步加碱使pH值由低至高分离。

对于碱性有差别的两种生物碱,可采用调pH后简单萃取法分离。如从洋金花的乙醇浸出液中分离莨菪碱和东莨菪碱,利用二者碱性差别,将乙醇浸出液浓缩后碱化到pH 9~10,三氯甲烷萃取,三氯甲烷萃取液再用稀酸水萃取,将此酸水液用固体碳酸氢钠碱化后以三氯甲烷萃取,东莨菪碱因碱性小游离出来而被萃取出。水层再用氨水碱化至pH l0,用三氯甲烷可萃取出碱性稍强的莨菪碱。

2.利用溶解度差异进行分离

游离生物碱:如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离

(氧化苦参碱的极性大于苦参碱,难溶于乙醚)

汉防己中汉防己甲素和汉防己乙素的分离

(汉防己甲素的极性小于汉防己乙素,可溶于冷苯)

生物碱盐:如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱

(在草酸中溶解度不同,麻黄碱溶解度小于伪麻黄碱)

3.利用特殊官能团进行分离

含羧基的生物碱能与碳酸氢钠生成羧酸盐而溶于水,可与其他碱分离;

酚性生物碱的酚羟基具有弱酸性,可与氢氧化钠溶液生成盐溶于水,而与其他非酚性生物碱分离。如在阿片生物碱中,吗啡具酚羟基而可待因无酚羟基,可用5%氢氧化钠分离。

内酯或内酰胺结构的生物碱可在碱性水液中加热开环生成溶于水的羧酸盐而与其他生物碱分离,在酸性下又环合成原生物碱而沉淀,如喜树碱。

4.利用色谱法进行分离

常用氧化铝或硅胶作为吸附剂,有时也用纤维素、聚酰胺等。以苯、氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或以其为主的混合溶剂系统作洗脱剂。

对某些结构特别相近的生物碱,可采用分配色谱法。

如三尖杉中的抗癌生物碱三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱的分离,两者结构仅差一个亚甲基。具体方法是以硅胶为支持剂,以pH 5.0缓冲液为固定相,pH 5.0缓冲液饱和的三氯甲烷溶液洗脱,首先洗脱的是高三尖杉酯碱,中间部分是二者的混合物,最后部分是三尖杉酯碱。

5.高效液相色谱法(HPLC)

优点:分离效能好、灵敏度高、分析速度快。

色谱柱类型:硅胶吸附色谱柱,C18反相色谱柱。

此外,制备型薄层色谱、干柱色谱、中压或低压柱色谱等也常用于分离生物碱。

水溶性生物碱(季铵碱)的分离

实验室常用雷氏铵盐试剂纯化季铵碱

利用水溶性生物碱能够溶于极性较大而又能与水分层的有机溶剂(如正丁醇、异戊醇或氯仿-甲醇的混合溶剂等)的性质,用这类溶剂与含这类生物碱的碱水液反复萃取,使水溶性生物碱与强亲水性的杂质得以分离。

常用方法:薄层色谱法、纸色谱法、高效液相色谱法和气相色谱法

吸附剂常用硅胶和氧化铝

硅胶适用注意:硅胶为酸性吸附剂,易造成拖尾或复斑,影响分离效果。可在涂铺硅胶薄层时加稀碱(0.1~0.5mol/L氢氧化钠)或缓冲溶液,制成碱性薄板;或使色谱过程在碱性条件下进行,即在展开剂中加入少量碱性试剂,如二乙胺、氨水等。

氧化铝本身显弱碱性,不经处理便可用于分离和检识生物碱,一般较常用,特别适合分离亲脂性较强的生物碱。

展开剂系统多以亲脂性溶剂为主,一般以三氯甲烷为基本溶剂。

Rf值太小,加入适量甲醇、丙酮等极性较大的溶剂;

Rf值太大,加入适量苯、环己烷等极性较小的溶剂。

在展开剂中加入少量碱性试剂,如二乙胺、氨水等,可改善分离效果。

特别适用于分离有些结构十分相近的生物碱。

1)支持剂与固定相:

通常选用硅胶或纤维素粉作支持剂,以甲酰胺或水为固定相

甲酰胺适合分离弱极性或中等极性的生物碱;水适合分离水溶性生物碱。

分离脂溶性生物碱,应以亲脂性有机溶剂作展开剂,如三氯甲烷-苯(1:1)等;

分离水溶性生物碱,则应以亲水性的溶剂作展开剂,如BAW系统(正丁醇-乙酸-水=4:1:5,上层)。

在配制流动相时,需用固定相饱和。

①有色生物碱可直接观察斑点;

②具有荧光的生物碱在紫外光下显示荧光斑点;

③大多生物碱的薄层色谱可用改良碘化铋钾试剂显色,显橘红色斑点。(如碘化铋钾不显色,可选用其他特殊显色剂)

生物碱的纸色谱多为正相分配色谱

①水:可用滤纸本身含有的6%~7%水分,也可用水浸润滤纸;

②甲酰胺:将甲酰胺溶于丙酮,再将滤纸置于其中浸湿片刻,取出,挥去丙酮即可;

③酸性缓冲液(也称多缓冲纸色谱):将不同pH值的酸性缓冲液自起始线由高到低间隔2cm左右的距离涂布若干个缓冲液带,晾干即可使用。

以水作固定相的纸色谱,宜用亲水性溶剂系统作展开剂,如BAW系统(正丁醇一乙酸一水=4:1:5,上层);

以甲酰胺和酸性缓冲液作固定相的纸色谱,多以苯、三氯甲烷、乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂为主组成的溶剂系统作展开剂。

展开剂在使用前也需用固定相液饱和。

纸色谱所用的显色剂与薄层色谱法基本相同,但含硫酸的显色剂不宜使用

生物碱的高效液相分析可采用分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法等。其中以分配色谱法中的反相色谱法应用较多。

根据生物碱的性质和不同的色谱方法可选择相应的固定相。

由于生物碱具碱性,使用的流动相以偏碱性为好。

如用HPLC法分离分析罂粟壳中的吗啡、可待因和罂粟碱时,采用Waters μ-Bondapak C18色谱柱,流动相为0.5%乙酸铵-1%三乙胺-甲醇(49:1:50),检测波长230nm,柱温25℃。分离结果见图2-2。由于流动相为偏碱性系统,分离效果良好。分离度均大于1.5,峰形对称。

此外,具有挥发性的生物碱可用气相色谱法检识,如麻黄生物碱、烟碱等。

感谢你的反馈,我们会做得更好!

}

一、实验室废液主要包括:

       2.清洗各种实验用具和设备(各种玻璃容器、进样瓶、制样设备等)时产生的废液;

       3.设备冷却装置(如各种蒸馏冷却装置、仪器设备冷却装置等)产生的废液。

       这些废液应按其性质、成分等采取不同的处理方式。有的废液可以回收利用其中有用的物质,有的可以直接排至外部排水管网,有的则采用适当方法处理,然后再排外部管网。

       例如:一般设备冷却水使用后仅水温有所升高,这类废液不经处理就可排入水体或外部排水管网。有的经简单的处理还可重复使用,用于实验用具的清洗等过程;有的废液含有毒有害物质、放射性物质,则需经适当处理或回收利用其有用的物质后,使之符合国家规定的排放标准,才可排入水体或外部排放管网。

       收集的实验室废液应有适当的贮存场所,避免高温、日晒、雨淋以及应有防漏和防渗设施,最好放置在有抽气设备的贮存柜中或存放于有换气设备的房间中。贮存容器应明显标示其种类与性质,不同类型的废液应分别贮存,不同类型废液容器不可混贮。

       对高浓度废酸、废碱液要经中和至中性时排放。对于含少量被测物和其他试剂的高浓度有机溶剂应回收再用。用于回收的高浓度废液应集中储存,以便回收;低浓度的经处理后排放,应根据废液性质确定储存容器和储存条件,不同废液一般不允许混合,避光、远离热源、以免发生不良化学反应。废液储存容器必须贴上标签、写明种类、储存时间等。

       含汞、铬、铅、镉、砷、酚、氰的废液必须经过处理达标后才能排放,实验室处理方法如下:

 若不小心将金属汞散落在实验室里(如打碎温度计)必须及时清除。如用滴管或用在硝酸汞的酸性溶液中浸泡过的薄铜片、铜丝收集于烧杯中用水覆盖。散落在地面上的汞颗粒应撒上硫磺粉,生成毒性较小的硫化汞;或喷上用盐酸酸化过的高锰酸钾溶液(5:1000体积比),过1至2小时后清除;或喷上20%三氯化铁水溶液,干后再清除(但该方法不能用于金属表面,会产生腐蚀)。

       对于含汞废液的处理,可先将废液调至PH8~10加入过量硫化钠,使其生成硫化汞沉淀,再加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,生成硫化铁沉淀可将硫化汞微粒吸附沉淀,然后静置分离,清液可排放,残渣可用焙烧法回收汞或制成汞盐。

       用碱将废液PH调至8~10,生成Pb(OH)2和Cd(OH)2沉淀,再加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,沉淀物可与其他无机物混合进行烧结处理,清液排放。

       含铬废液中加入还原剂,如硫酸亚铁、亚硫酸钠、铁屑,在酸性条件下将六价铬还原成三价,然后加入碱,如氢氧化钠、氢氧化钙碳酸钠等,使三价铬形成Cr(OH)3沉淀,清液可排放。沉淀干燥后可用焙烧法处理,使其与煤渣一起焙烧,处理后可填埋。

       加入氧化钙,使PH为8,生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀,在Fe3+存在时共沉淀。或使溶液PH大于10,加入硫化钠,与砷反应生成难容、低毒的硫化砷沉淀。产生含砷气体的试验在通风橱中进行。

       低浓度含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉,使酚氧化成水和二氧化碳。高浓度可使用丁酸乙脂萃取,再用少量氢氧化钠溶液反复萃取。调节PH后,进行重蒸馏,提纯后使用。

       低浓度废液可加入氢氧化钠调节PH为10以上,再加入高锰酸钾粉末(3%),使氰化物分解。若是高浓度的,可使用碱性氯化法处理,先用碱调至PH为10以上,加入次氯酸钠或漂白粉。经充分搅拌,氢化物分解为二氧化碳和氮气,放置24小时后排放。含氰化物废液不得乱倒或与酸混合,生成的挥发性氰化氢气体有剧毒。

       加强试剂回收利用不仅可以减少实验室废液产生的总量,同时又节省了实验室的费用支出。例如实验室中部分有机溶剂不直接参与化学反应,使用后杂质含量少,可通过蒸馏、萃取、吸附等方法回收提纯,检测后可再次使用。

       互不作用的废液可用铁粉处理。调节废液PH3~4,加入铁粉,搅拌半小时,用碱调节PH9左右,搅拌10分钟,加入高分子混凝剂沉淀,清液可排放,沉淀物作为废渣处理。

       将三氯甲烷废液依次用水、浓硫酸(三氯甲烷量的十分之一)、纯水、盐酸羟胺溶液(0.5%AR)洗涤。用重蒸馏水洗涤两次,将洗好的三氯甲烷用污水氯化钙脱水,放置几天,过滤,蒸馏。蒸馏速度为每秒1-2滴,收集沸程为60-62摄氏度的馏出液(标框下),保存于棕色试剂瓶中(不可用橡胶塞)。

     (1)将可燃性物质的废液,置于燃烧炉中燃烧。如果数量很少,可把它装入铁制或瓷制容器,选择室外安全的地方燃烧。点火时,取一长棒,在一端扎上沾有油类的破布,或用木片等东西,站在上风方向进行点火燃烧。必须监视至烧完为止。

     (2)对难以燃烧的物质,可把它与可燃性物质混合燃烧,或者把它喷入配备有助燃器的焚烧炉中燃烧。对多氯联苯之类难于燃烧的物质,往往会排出一部分还未焚烧的物质,要加以注意。对含水的高浓度有机类废液,此法亦能进行焚烧。

      (3)对由燃烧而产生NO2、SO2或HCl之类有害气体的废液,必须用配备有洗涤器的焚烧炉燃烧。此时,必须用碱液洗涤燃烧废气,除去其中的有害气体。

对固体物质亦可将其溶解于可燃性溶剂中使之燃烧。

     (1)对含水的低浓度废液,用与水不相混合的正已烷之类挥发性溶剂进行萃取,分离出溶剂层后,把它进行焚烧。再用吹入空气的方法,将水层中的溶剂吹出。

     (2)对形成乳浊液之类的废液,不能用此法处理,要用焚烧法处理。

       用活性炭、硅藻土、矾土、层片状织物、聚丙烯、聚酯片氨基甲酸乙酯泡沫、塑料、稻草屑及锯末之类能良好吸附溶剂的物质使其充分吸附后与吸附剂一起焚烧。

在含水的低浓度有机类废液中,对其易氧化分解的废液,用废铬酸混合液等物质,将其氧化分解。然后,按上述无机类实验废液的处理方法加以处理。

       对有机酸或无机酸的酯类,以及一部分有机磷化合物等容易发生水解的物质,可加入氢氧化钠或氢氧化钙,在室温或加热下进行水解。水解后,若废液无毒害,把它中和、稀释后,即可排放。如果含有有害物质,用吸附等适当的方法加以处理。

       生物化学处理法利用微生物的生物化学作用处理各种废水的一系列方法。可分为需氧处理法和厌氧处理法两大类。

       前者是在水中有充分的溶解氧存在的情况下,利用活动的需氧生物,将污水中的有机物分解成二氧化碳、氨和水的方法。有活性污泥法、生物滤池法、氧化塘法、灌溉法等。

       后者是在水中缺乏溶解氧的情况下,利用活动的厌氧生物,将污水中的有机物分解成为甲烷、二氧化碳、硫化氢、氨和水的方法,如甲烷发酵法。

元素构成的物质。对此类物质的废液中的可燃性物质,用焚烧法处理。对难于燃烧的物质及可燃性物质的低浓度废液,则用溶剂萃取法、吸附法及氧化分解法处理。再者,废液中含有重金属时,要保管好焚烧残渣。但是,对易被生物分解的物质(即通过微生物的作用而容易分解的物质),其稀溶液经水稀释后,即可排放。

       含石油动植物性油脂的废液,此类废液包括:苯、乙烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。对其可燃性物质,用焚烧法处理。对其难以燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。

}

我要回帖

更多关于 液体有机化合物的分离与提纯 的文章

更多推荐

版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。

点击添加站长微信