沉淀分离

第一章沉淀分离法§1-1无机沉淀剂分离§1-2有机沉淀剂分离§1-3均相沉淀分离§1-4共沉淀法分离李晓青20130208801.概念2.原理有机沉淀剂的分离3.特点4.常用的有机溶剂5.有机沉淀剂的类型6.应用1.螯合物的沉淀剂2.形成缔合物的沉淀剂3.形成三元配合物的沉淀剂1、概念在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。2、原理（1）根据库仑公式：F=q1q2/Kr2两质点间的静电作用力F在质点电量（q1、q2）不变、质点间距离r不变的情况下与介质的介电常数K成反比。(2)水溶性有机溶剂本身的水合作用,降低了自由水的浓度，压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度，降低了它的亲水性，导致脱水凝集。当将亲水性有机溶剂加入溶液中时，介质的介电常数(极性)降低，那么溶质分子之间的静电引力增加，聚集形成沉淀。（1）分辨率高：即一定浓度的有机沉淀剂只沉淀分离某一种或某一类溶质组分。（2）溶剂容易分离，并可回收使用；（3）产品洁净：沉淀后所得产品不需脱盐，残留的沉淀剂通过挥发而易于去除。（4）有机沉淀剂的缺点是容易使蛋白质等某些具有生物活性的生物大分子失活；（5）应注意在低温下操作；（6）成本高.3.特点4.常用的有机溶剂1、介电常数小，沉淀作用强；2、对生物大分子的变性作用小；3、毒性小，挥发性适中。沸点低有利于溶剂的除去和回收，但挥发损失大。4、一般需能与水无限混溶。(1)乙醇:沉淀作用强，沸点适中，无毒。(2)丙酮:沉淀作用大于乙醇，但沸点低挥发损失大，对肝脏有一定毒性。（3）甲醇:沉淀作用与乙醇相当，但口服有剧毒。沉淀蛋白质和酶常用的是乙醇、甲醇和丙酮。沉淀核酸、糖、氨基酸和核苷酸最常用的是乙醇。乙醇是最常用的沉淀剂。5.有机沉淀剂的类型•螯合物的沉淀剂•缔合物的沉淀剂•三元配合物的沉淀剂1.螯合物的沉淀剂此类沉淀剂至少含有两种基团酸性基团:-OH、–COOH、–SO3H等,碱性基团:-NH2、-NH、等金属离子与有机螯合沉淀剂反应，通过酸性基团和碱性基团的共同作用，生成微溶性的螯合物。COCSN、、⑴8-羟基喹啉它可以与许多二价、三价和少数四价阳离子反应，并在不同的pH值下沉淀完全，所以可以通过控制溶液的pH的办法提高选择性。Mg(H2O)62++NOHNOMgOHHOHH22H++4H2ONO8-羟基喹啉+溶液的PH值对沉淀的影响⑵丁二酮肟丁二酮肟与Ni2+离子形成鲜红色螯合物沉淀，还可以与Bi3+、Pd2+、Pt2+形成沉淀。在弱酸性溶液中只与Ni2+,Pd2+生成沉淀。在氨性溶液中，酒石酸存在下，与Ni2+的反应几乎是特效的。丁二酮肟（3）铜铁试剂(铜铁灵)N-ONH4N=O+n1Mn+=ONN-OM1n+NH4+能与多种高价离子反应生成沉淀.如：Fe3+、Ga3+、Sn(IV)、U(IV)、Ti(IV)、Zr(IV)、Ce4+.在弱酸性溶液中能与In3+、Cu2+、Mn6+等离子生成沉淀。N-亚硝基苯胲铵盐4（4）铜试剂（DDTC)铜试剂是一种含硫化合物，能与Ag+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Hg2+、Pb2+、Bi3+、Zn2+、Fe3+、Sn4+等离子生成沉淀。二乙基二硫代氨基甲酸钠使重金属离子与Al3+、稀土、碱土离子分离。2+黄棕色络合物2.形成缔合物的沉淀剂某些有机沉淀剂在溶液中电离成阳离子或阴离子，它们与带相反电荷的离子结合，生成离子缔合物沉淀。(1)苦杏仁酸（苯羟乙酸）常用来沉淀Zr6+，Hf6+（2)二苦胺（六硝基二苯胺）用来沉淀K+，Rb+，Cs+（3）四苯硼酸砷用来沉淀K+，Rb+，Cs+例如，氯化四苯砷(C6H5)4AsCl在水溶液中以(C6H5)4As+和Cl-形式存在，当溶液中含有含氧酸根或金属络阴离子时，体积庞大的有机阳离子与体积庞大的阴离子结合析出离子缔合物沉淀：(C6H5)4As++MnO4-(C6H5)4As.MnO4(C6H5)4As++HgCl42-[(C6H5)4As]2.HgCl43.形成三元配合物的沉淀剂（1）吡啶在SCN-存在下，吡啶可与Cd2+、Co2+、Mn2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+生成沉淀。（2）邻菲咯啉可以在Cl-存在下与Pd2+形成三元配合物7.有机溶剂沉淀法影响因素•(1)有机溶剂的选择常用的有机溶剂有乙醇、丙酮、异丙醇、氯仿等。丙酮的介电常数小，沉淀能力强；而乙醇无毒，广泛应用于药品生产中。•(2)温度的控制在有机溶剂存在时，蛋白质的溶解度随着温度的降低而降低。一些具有生物活性的生化成分，对温度变化较为敏感。温度升高时，容易发生变性。低温对于提高沉淀效果也比较有利。总之，低温有利于防止溶质变性；有利于提高收率（溶解度下降）。•(3)pH值等电点时，蛋白质的溶解度最低。在有机溶剂沉淀时，应选择pH值在等电点附近，但是pH值的控制还必须考虑目的药物的稳定性条件，一般生产中常用缓冲液来控制溶液的pH值。•(4)离子强度离子强度低有利于沉析，0.01~0.05mol/L例1：固体发酵生产α-淀粉酶的提取工艺研究α-淀粉酶（米曲霉）菌体+水过滤水抽提清液加乙醇（70%）搅拌α-淀粉酶↓*pH影响收率%酶活收率酶活6.5pH*适宜的pH5.6~6.5*温度影响收率%酶活酶活收率1020T℃*适宜的温度10~20℃例2槲树皮中槲皮苷的提取槲树皮的乙醇提取液，先加入少量中性醋酸铅溶液，搅拌，析出暗棕色沉淀，滤除沉淀(含大量杂质和少量槲皮苷)，在滤液中继续加入中性醋酸铅溶液至不再产生橙黄色沉淀。过滤收集沉淀，洗净后，悬浮于乙醇中，通入硫化氢至铅盐全部分解．过滤，蒸干滤液，得黄色残渣，溶于热水中，滤除不溶物，冷却，槲皮苷即结晶析出。总结•有机沉淀剂分离的优缺点•有机沉淀剂的选择•有机沉淀的类型•有机沉淀的应用谢谢！水化层水分子的正、负电荷中心并不重合，是偶极子。它又有很强的的氢键作用，故水有特殊的结构。当盐类溶于水中生成电解质溶液时，离子的静电力破坏了原来的水结构，在其周围形成一定的水分子层问题