第10章 离子交换法提取抗生素.ppt

第十章离子交换法提取抗生素关海燕nghaiyan1@生命科学技术学院发酵工程教研室*第一节概述第二节离子交换剂第三节离子交换分离法的基本原理第四节离子交换分离法的基本操作技术第五节应用案例*第一节概述一、离子交换分离法:利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。二、特点优点:分离效率高,设备简单,操作不复杂,树脂又具有再生能力,可反复使用,应用广泛。缺点:分离周期长,耗时过多。*1805年英国科学家发现了土壤中Ca2+和NH4+的交换现象;1876年Lemberg揭示了离子交换的可逆性和化学计量关系;1935年人工合成了离子交换树脂;1940年应用于工业生产;1951年我国开始合成树脂。三、发展史*离子交换剂:具有离子交换能力的所有物质,通常指固体离子交换剂,固体离子交换剂又称为吸着离子交换剂。无机离子交换剂:由天然的(粘土、沸石类矿物)和合成的(合成沸石、分子筛、水合金属氧化物、多价金属酸性盐类、杂多酸盐等)化合物构成。有机离子交换剂:人工合成的带有离子交换功能团的高分子聚合物。其中应用最为广泛的是离子交换树脂。第二节离子交换剂*一、离子交换树脂的结构性能和作用固体球形颗粒,多孔网状结构;不溶于水;具有离子交换特性的有机高分子聚电解质。(一)组成离子交换树脂母体(骨架)活性基团固定离子可交换离子苯乙烯(单体)+二乙烯苯(交联剂)母体共聚H2SO4功能基反应R—SO3H固定离子可交换离子母体*图中以波形线条代表树脂的骨架,活性基团是磺酸基(-SO3H)。聚苯乙烯型磺酸基阳离子交换树脂*(二)树脂分类按选择性按结构离子交换树脂凝胶型等孔型孔大、均匀,抗有机污染能力强。孔径为20-100nm,溶胀度小,交换速度高,抗污染能力强。孔径5nm,溶胀度较大,水溶胀后呈凝胶状。大孔型离子交换树脂阳离子交换树脂阴离子交换树脂弱碱性阴离子交换树脂R—NH3OH强碱性阴离子交换树脂RNOH弱酸性阳离子交换树脂R—COOH强酸性阳离子交换树脂R—SO3H*—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—∣∣SO3-H+∣SO3-H+SO3-H+—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—SO3-H+···—CH2—CH—CH2—···SO3-H+苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂的结构*HC=CH2HC=CH2m+nHC=CH2据交换基团酸性的强弱,分为强酸性,弱酸性。OH强酸性中等酸性弱酸性交换能力受酸度的影响较大淡黄色球状颗粒;化学稳定性好,耐磨性好;在酸性、碱性和中性介质中都可使用;交换反应速度快;无机、有机阴离子均可交换。*