萃取—化学制药工艺学26
反应淬灭后,应尽快进行其他操作,萃取是常用的初步除杂的方法。萃取是指利用不同组分在互不相溶(微溶)的溶剂中溶解度不同或分配比不同,分离不同组分的操作过程。虽然萃取经常被用在化学实验中,但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),仅仅是将被萃取物与萃取成分分离而已,所以萃取操作只是一个物理过程。萃取可以分为液液萃取和固液萃取,其中化学制药反应后处理常用液液萃取,而天然产物提取一般用固液萃取,最有名的一个例子就是青蒿素的提取(参见:青蒿素—药物史系列7)。
1 酸碱萃取
大部分液液萃取过程是将离子化的产物或者杂质转移到水相,而非离子化的杂质或其他疏水性的组分仍留在有机相中。对于具有酸碱性的产物,我们可以通过酸碱化处理,使其进入水相,从而达到分离不溶于水相杂质的目的,进一步的中和操作,则可以实现水相杂质与产物的分离。该方法具有操作简单、成本低、得率高等优点,在许多药物合成过程中有着广泛的应用。
其萃取操作一般可以分为以下两种情况:
(1) 酸性物质—加有机溶剂和水—碱化—分液取水相酸化—萃取或者过滤
(2) 碱性物质—加有机溶剂和水—酸化—分液取水相碱化—萃取或者过滤
2 萃取溶剂的选择
(1) 萃取溶剂与水不能互溶(容易分液);
(2) 对提取物有较大的溶解能力(萃取效果好);
(3) 与提取物不发生化学反应;
(4) 尽量选择沸点较低的溶剂(易于后处理);
(5) 廉价、低毒、安全。
如正丁醇极性适中,对大部分有机物溶解性好,在水中溶解性差,适用于极性较大化合物的萃取,但其沸点较高、毒性较大。乙酸丁酯性质和极性与乙酸乙酯相当,在水中溶解性更低,常用于萃取头孢菌素和青霉素,如青霉素G。
3 萃取次数和温度
上图所示为萃取次数与萃取率的关系,由此可见,一次萃取往往萃取率不高,而三次及以上的萃取次数,可以保证大部分的产物从水相中萃取出来。因此对于萃取次数,我们一般坚持“少量多次”的原则,即保证萃取率又要减少萃取溶剂的使用。萃取一般在室温下进行。提高温度可以提高萃取物溶解性,减少萃取溶剂的用量。对于不稳定的萃取物需要低温萃取,如乙酸丁酯萃取青霉素。
4 乳化现象
萃取过程中有时候会出现乳化现象,即液液萃取的两相以极微小的液滴均匀的分散在另一相中。乳化原因包括:两亲物质,不溶微小颗粒,密度相近,酸碱性过强,剧烈搅拌等。破乳方法包括:静置,加入无机盐增大密度差,调整pH值,盐析,过滤,加热,离心等。