大孔树脂分离技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大孔树脂分离技术,1,大孔树脂（macroporous resin）是一种具有多孔立体结构，人工合成的有机高分子聚合物。由于大孔吸附树脂能吸附液体中的特质，故又称为大孔吸附树脂(macroporous absorbing resin )。,2,大孔吸附树脂是20世纪60年代未在离子交换剂和其它吸附剂应用的基础上发展起来的一种新型树脂。大孔树脂的多孔网状结构，巨大的比表面积使其具有良好的吸附性能。,3,目前主要应用于,1天然植物中活性成份的提取分离,如：皂甙、黄酮、内酯、鞍质、生物碱,2中药复方药物提取及质量标准制定,如：生脉注射液、六味地黄颗粒、舒肝止痛片,3生物化学制品的净化、分离、回收,4工业废水、废液的处理,4,合成方法（以聚苯乙烯系列为例）,苯乙烯,+,二乙烯苯,甲苯,二甲苯,+,悬浮共聚,抽提出甲苯二甲苯,树脂珠体,0.5%的明胶溶液,溶剂抽提,室温晾干,25真空干燥,成品,其中：苯乙烯为聚合单体,二乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,5,大孔树脂的类型,大孔树脂按其极性大小的不同和所选用单体分子结构的不同，可分为：,1非极性吸附树脂：为苯乙烯二乙烯聚合物，也称芳香族吸附剂,如：Amberlite XAD-4 Diaion HP-20,上海试剂厂的D101、D102、D401,南开大学的D1、D2、D3、D4,2中等极性吸附树脂：为聚丙烯酸酯型聚合物，以多功能团的甲基丙烯酸酯作为交联剂，也称脂肪族吸附剂：如：Amberlite XAD-6、Amberlite XAD-7、Amberlite XAD-8等,3极性吸附树脂：含硫氧、酰胺等基团,如Amberlite XAD-9 南大化工厂的X-5、S-8,天津试剂二厂的GDX-501、GDX-601等,4强极性吸附树脂：含氨基、吡啶、氧化氮等极性基因,如：Amberlite XAD-11、Amberlite XAD-12、天津试剂二厂的GDX-402、GDX-403等,6,大孔树脂的一些性质：,1大孔吸附树脂理化性质稳定，但在水和有机溶剂中可吸收溶剂而膨胀，在室温下对稀酸、稀碱稳定,7,8,2,大孔吸附树脂通过物理吸附和分子筛作用而实现分离,3一般地，比表面积越大，吸附容量也越大,9,4吸附质的分子大小与树脂孔径的关系,吸附质通过树脂的孔道而扩散到树脂的内表面被吸附，其吸附能力的大小除取决于比表面积外，还与吸附质的分子量和构型有关，树脂孔径的大小直接影响不同大小分子的自由出入，从而使树脂具有选择性。因此，只有当孔径对于吸附质足够大时，比表面积才能充分发挥作用。,以头孢素C为例，用Amberlite XAD-4和 SIP-7300型进行比较，尽管前者比表面积大，但平均孔径小，因此吸附速度较慢，解吸不够集中，杂质的分离效果也较差。,5树脂的强度,大孔树脂强度与孔隙率有直接关系，也和制备工艺有关，一般地树脂孔隙率越高，孔体积越大，则强度越差，树脂的强度直接影响树脂的使用寿命，从而影响着树脂工艺法的成本。,10,6.吸附物质的性质与树脂极性的关系,遵从类似物质吸附类似的原则，根据吸附物质的极性大小选择不同类型的树脂,极性较大的化合物一般适用于中极性的树脂上分离,极性较小的化合物一般适用于非极性的树脂上分离,11,大孔吸附树脂分离优势：,1应用范围广,其应用范围比离子交换树脂广,2理化性质稳定,3分离性能优良,4使用方便,5溶剂用量少,6可重复使用，降低成本,7其它方面,12,大孔吸附树脂的分离工艺,：,原料,溶液,水溶液,溶出剂,再生剂,泵,树,脂,柱,检测器,分段收集器,13,大致操作步骤如下：,树脂预处理上样吸附洗脱收集洗脱液回收、浓缩干燥成品,1树脂的预处理,树脂使用前，需根据使用要求进行程度不同的预处理，目的是将树脂内孔残存的未聚合单体与致孔剂、分散剂、防腐剂等有机残留物除去，提高树脂洁净度，提高树脂使用的安全性。,用水除去水溶性杂质,用有机溶剂除去脂溶性杂志,再用吸附介质除去残留的其它溶剂，以免影响树脂的吸附量,14,大孔树脂HP-20（柱中）,第一步 第二步 第三步 第四步 第五步,水洗脱 95%乙醇洗脱 水洗脱 95%乙醇洗脱 水洗脱,反复多次 3倍树脂量 反复多次 5倍树脂量 反复多次,弃 弃 弃 回收 检查,检查：取第五步水洗脱液1,00ml,，水浴蒸干后，取12,ml,加乙醇溶解，滴加水到乙醇溶液中，溶液中无白色浑浊现象。本检查主要针对树脂中残留交联剂、制孔剂是否洗脱完全。,15,2装柱与药液的上柱吸附,2.1 药液的上柱吸附,2.1.1 药液上柱前的预处理,为避免大孔树脂被污染堵塞，药液上柱前一般需经过滤处理，除去较多的悬浮颗粒杂质，保证树脂的使用完全顺利,。,2.1.2 泄漏曲线与吸附容量的考察,树脂吸附容量=泄漏点前上柱样品体积（ml),样品浓度（mg.L,-1,),有人用大孔树脂D1300精制右归煎液时，对其泄漏曲线做了如下考察研究,16,流份（序号）,峰面积S,75,1019.507,90,2141.09,110,2898.4314,111,26298.84,120,25466.47,125,34935.99,130,29823.14,140,31768.29,17,18,19,2.2 上柱工艺条件的筛选,2.2.1.上样溶液的PH值,根据化合物结构特点，灵活改变溶液PH值，可使提纯工作达到理想效果,大孔树脂对中药有效成份的吸附应遵循类似物容易吸附类似物的原则，即一般情况下，酸性化合物在适当酸性溶液中充分被吸附，碱性化合物则在适当碱性条件下较好地被吸附，中性化合物可在大约中性的条件下被吸附。,2.2.2. 药液浓度，流速及树脂柱径高比,上述因素也直接影响了大孔吸附树脂的吸附性能，可用正交实验考察上述三因素的不同水平对结果的影响。,20,3树脂的解吸分离,洗脱剂选择基本要求依据“相似相溶”原理。对于非极性大孔树脂来讲，洗脱剂极性越小，其洗脱能力越强；而对于中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来讲，则用极性较大的溶剂洗脱较为合适。,4树脂的再生,其方法是一般用无水乙醇或,95%,乙醇洗脱至无色后，树脂柱即已再生。然后用大量水洗去醇，可用于相同植物成分的分离。若树脂颜色变深，可试用稀碱或稀酸溶液清洗，最后水洗至中性。,树脂再生的评价指标应从树脂的吸附性能、稳定性等方面综合判断。具体可用比吸附量、比洗脱量、有效成份保留率及纯度等指标评价。,21,再生条件,比表面积（m,2,/g-resin）,HP20未使用产品,约700,HP20已使用产品,96,99,%甲醇（3BV）,246,95,%异丙醇（3BV）,406,95,%丙酮（2BV）,563,75,%异丙醇,4,%NaOH（4BV）,562,22,5大孔吸附树脂分离的工艺流程,工程,流 速,流 量,备 注,填充,逆流洗脱,除去小粒子及破碎树脂,前处理,SV=1,-,5,5,-,10BV,用（含水）乙醇等进行洗脱,水洗脱,SV=1,-,5,3,-,4BV,必要时根据吸附剂的PH值使用缓冲液,吸附,SV=0.5,-,3,根据吸附量,应在吸附容量以下,水洗,SV=1,-,5,0.5,-,1BV,将吸附液洗出,溶出,SV=0.5,-,3,2,-,10BV,乙醇丙酮等的（含水）溶液溶出酸、碱、缓冲液等 调节PH值或两者并用使有效成分溶出,水洗脱,SV=1,-,5,3,-,4BV,必要时根据吸附液的PH值应用缓冲液,再生,SV=0.5,-,3,3,-,4BV,多次应用乙醇，丙酮，碱+乙醇等溶剂,水洗脱,SV=1,-,5,3,-,4BV,碱再生后加入酸中和,23,应用大孔树脂分离纯化应注意的关键问题,1大孔树脂规格的选择,2影响树脂纯化效果的因素及工艺条件,3纯化条件的规范,4评价指标与方法的建立,5树脂稳定性考察,下面将详细介绍,24,