制藥分離工程復(fù)習(xí)提綱

1、引言制藥工業(yè)包括:生物制藥化學(xué)合成制藥中藥制藥生物藥物、化學(xué)藥物與中藥構(gòu)成人類防病、治病的三大藥源。生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分，經(jīng)過加工、制造而成的一大類預(yù)防、診斷、治療制品。廣義的生物藥物包括從動物、植物、微牛物等生物體中制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類似物。化學(xué)合成藥物一般由化學(xué)結(jié)構(gòu)比較簡單的化工原料經(jīng)過一系列化學(xué)合成和物理處理過程制得（稱全合成），或由已知具有一定基本結(jié)構(gòu)的天然產(chǎn)物經(jīng)對化學(xué)結(jié)構(gòu)

2、進行改造和物理處理過程制得（稱半合成）?！爸兴帯?Chinesetraditionalmedicine)人們?yōu)榱送瑐魅氲奈麽t(yī)、西藥相區(qū)分，將中國傳統(tǒng)醫(yī)藥分別稱為中醫(yī)、中藥。西藥主要系指“人工合成藥”或從“天然藥物”提取得到的化合物；中藥則以天然植物藥、動物藥和礦物藥為主。中藥具有明顯的特點，其形、色、氣、味，寒熱、溫、涼，升、降、沉、浮是中醫(yī)幾千年來解釋中藥藥性的依據(jù)。1.2制藥分離技術(shù)1.2.1制藥分離技術(shù)的作用1：其制藥過程均包括原

3、料藥的生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)兩個階段。2：就分離純化而言，原料藥生產(chǎn)〔尤其生物制藥和中藥制藥）與化工生產(chǎn)存在明顯的三大差別：第一，制藥合成產(chǎn)物或中草藥粗品中的藥物成分含量很低，第二，藥物成分的穩(wěn)定性通常較差特別是生物活性物質(zhì)對溫度、酸堿度都十分敏感，遇熱或使用某些化學(xué)試劑會造成失活或分解，使分離純化方法的選擇受到很大限制。第三，原料藥的產(chǎn)品質(zhì)量要求，特別是對產(chǎn)品所含雜質(zhì)的種類及其含量要求比有機化工產(chǎn)品嚴格得多，因為它是直接涉及人類健康和生命的特

4、殊商品。3：分離操作通常可分機械分離和傳質(zhì)分離兩大類。機械分離的對象是非均相物系，根據(jù)物質(zhì)的大小、密度的差異進行分離，如過濾、重力沉降和離心沉降等。傳質(zhì)分離的對象主要是均相物系，其特點是有質(zhì)量傳遞現(xiàn)象發(fā)生。傳質(zhì)分離又分輸送分離和擴散分離兩種。第2章固液萃取1.萃取原理利用原料液中組分在第三溶劑中溶解度的差異實現(xiàn)分離。最常規(guī)是三元體系，亦有多元體系。萃取是分離液體(或固體)混合物的一種單元操作.它是利用原料中的組分在溶劑中溶解度的差異選擇

5、一種溶劑作為萃取劑用來溶解原料混合物中待分離的組分.萃取是傳質(zhì)過程.2.萃取應(yīng)用場合：①原雙組分α→1，難于用蒸餾方法分離；②原雙組分形成恒沸物α=1，不能用蒸餾法分離；③原雙組分中待回收組分濃度極低，用蒸餾法不經(jīng)濟；④原雙組分中待回收組分對熱敏感，不能用蒸餾法提取。3：浸?。寒?dāng)以液態(tài)溶劑為萃取劑而被處理的原料為固體時則稱為固液萃取又稱浸取或浸出.該操作在中藥有效成分提出中經(jīng)常使用.如從植物組織中扣取生物堿、黃酮類、皂苷等。4；物理萃取

6、：溶質(zhì)根據(jù)相似相溶原理在兩相間達到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。5：化學(xué)萃?。和ㄟ^萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)（如離子交換或絡(luò)合反應(yīng)等）生成復(fù)合分子實現(xiàn)溶質(zhì)向萃取相的分配。6：固液萃取(浸取)浸取的目的在于選擇適宜的溶劑和方法，充分浸出有效成分及輔助成分，盡量減少或除去無效成分。中藥材有植物、動物、礦物性藥材三類。7：中藥材的浸取過程一般認為由濕潤、滲透、解吸、溶解及擴散、置換等幾個相互聯(lián)系的作用綜合組成。8：(1)浸取溶劑的

7、選擇原則①對溶質(zhì)的溶解度足夠大，以節(jié)省溶劑用量；②與溶質(zhì)之間有足夠大的沸點差，以便于容易采取蒸餾等方法回收利用；③溶質(zhì)在溶劑中的擴散系數(shù)大且黏度?。虎軆r廉易得，無毒，腐蝕性小等。9：常用的浸取溶劑①水。水為最常用的浸取溶劑。它作為溶劑經(jīng)濟易得，而且極性大、溶解范圍廣.②乙醇。乙醇為僅次于水的常用浸取溶劑，是一種半極性溶劑。由于乙醇溶解性能界于極性與非極性之間，所以，乙醇不僅能溶解水中溶解的某些成分，同時也能溶解非極性溶劑所能溶解的一些成

8、分，只是溶解度不同。在臨界點時的溫度和壓力稱為臨界溫度和臨界壓力。不同的物質(zhì)其臨界點所要求的壓力和溫度各不相同。超臨界流體(SCF)是指在臨界溫度（Tc）和臨界壓力(Pc)以上的流體。5：超臨界流體的主要特性(1)超臨界流體的密度接近于液體。由于溶質(zhì)在溶劑中的溶解度一般與溶劑的密度成正比，因此超臨界流體具有與液體溶劑相當(dāng)?shù)妮腿∧芰Α?2)超臨界流體的粘度和擴散系數(shù)與氣體的相近，因此超臨界流體具有氣體的低粘度和高滲透能力，故在萃取過程中的

9、傳質(zhì)能力遠大于液體溶劑的傳質(zhì)能力。(3)當(dāng)流體接近于臨界點時，氣化熱將急劇下降。當(dāng)流體處于臨界點時，可實現(xiàn)氣液兩相的連續(xù)過渡。此時，兩相的界面消失，氣化熱為零。由于超臨界萃取在臨界點附近操作，因而有利于傳熱和節(jié)能。(4)在臨界點附近流體溫度和壓力的微小變化都會導(dǎo)致流體密度相當(dāng)大的變化，從而使溶質(zhì)在流體中的溶解度也產(chǎn)生相當(dāng)大的變化。該特性為超臨界萃取工藝的設(shè)計基礎(chǔ)6：超臨界萃取工藝具有如下特點①超臨界萃取兼具精餾和液液萃取的特點溶質(zhì)的蒸汽

10、壓、極性及分子量大小是影響溶質(zhì)在超臨界流體中溶解度的重要因素，使在萃取過程中被分離物質(zhì)間揮發(fā)度的差異和它們分子間親和力的不同這兩種因素同時起作用，如超臨界萃取物被萃出的先后常以它們的沸點高低為序，非極性的超臨界二氧化碳僅對非極性和弱極性物質(zhì)具有較高萃取能力。②操作參數(shù)易于控制：僅就萃取劑本身而言，超臨界萃取的萃取能力取決于流體的密度，而流體的密度很容易通過調(diào)節(jié)溫度和壓強來加以控制，這樣易于確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。③溶劑可循環(huán)使用在溶劑分離與

11、回收方而超臨界萃取優(yōu)于一般液液萃取和精餾，被認為是萃取速度快、效率高、能耗少的先進工藝。④特別適合于分離熱敏性物質(zhì)，且能實現(xiàn)無溶劑殘留。最常用的萃取劑CO2的臨界溫度由于接近室溫，故能防止熱敏性物質(zhì)的降解，達到無溶劑殘留。7：超臨界萃取使用的萃取劑超臨界萃取劑分為非極性和極性兩類，它可適用的范圍也有區(qū)別。作為SCF的物質(zhì)很多，如二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、甲醇、氨和水等。8：二氧化碳作為萃取劑，這主要是由它的如下幾個優(yōu)異特性決

12、定：①臨界溫度低（Ｔc＝31.3℃)，接近室溫；該操作溫度范圍適合于分離熱敏性物質(zhì)，可防止熱敏性物質(zhì)的氧化和降解，使沸點高、揮發(fā)度低、易熱解的物質(zhì)遠在其沸點之下被萃取出來。②臨界壓力（7.38MPa）處于中等壓力，就目前工業(yè)水平其超臨界狀態(tài)一般易于達到。③具有無毒、無味、不燃、不腐蝕、價格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點。因而，SCCO2萃取無溶劑殘留問題，屬于環(huán)境無害工藝。故SCCO2萃取技術(shù)被廣泛用于對藥物、食品等天然產(chǎn)品的提取和純化

13、研究方面。④SCCO2還具有抗氧化滅菌作用，有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量。9：使用夾帶劑的超臨界CO2萃取單一組分的超臨界溶劑對溶質(zhì)的溶解度和選擇性常有較大局限性，例如非極性的CO2只能有效萃取分子量較低的非極性的親脂性物質(zhì)。且選擇性不高，萃取物常常是混合物。尤其CO2萃取帶有極性溶質(zhì)時，溶解度太小，一次萃取量很低。因此，為提高單一組分的超臨界溶劑對溶質(zhì)的萃取能力，依待萃溶質(zhì)的不同，適量加入適當(dāng)?shù)姆菢O性或極性溶劑做共同試劑(coso

14、lvent)，即夾帶劑(entrainer，又稱改性劑，modifier)10：夾帶劑的作用機理夾帶劑的作用主要有兩點：一是可大大增加被分離組分在超臨界流體中的溶解度；二是在加入與溶質(zhì)起特定作用的適宜夾帶劑時，可使該溶質(zhì)的選擇性(或分離因子)大大提高。夾帶劑可分為兩類：一類是混溶的超臨界溶劑，其中含量少的被視為夾帶劑。另一類是將亞臨界態(tài)的有機溶劑加入到純超臨界流體中。隨加入量的不同，它們可能形成單—相混溶態(tài)的超臨界混合流體，也可能為由超

15、臨界流體夾帶部分液相的兩相的混合溶劑，但一般不希望出現(xiàn)后一種情況。11：夾帶劑的選擇應(yīng)考慮三個方面—是在萃取段，夾帶劑與溶質(zhì)的相互作用能改善溶質(zhì)的溶解度和選擇性；二是在溶劑分離段，夾帶劑與超臨界溶劑應(yīng)能較易分離，同時夾帶劑應(yīng)與目標(biāo)產(chǎn)物也能容易分離；三是在食品、醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用還應(yīng)考慮夾帶劑的毒性等問題，不能對原料和藥品造成污染。12：溶質(zhì)在超臨界CO2中的溶解度規(guī)則在超臨界狀態(tài)下，CO2對不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大，這與溶質(zhì)的極性、沸點和