陽離子交換樹脂教學(xué)課件

陽離子交換樹脂在天然產(chǎn)物提取分離中的應(yīng)用色譜綜述基本原理離子交換層析法(ionexchangechromatography,簡稱IEC)是從復(fù)雜的混合物中,分離性質(zhì)相似大分子的方法之一,依據(jù)的原理是物質(zhì)的酸堿性、極性,也就是所帶陰陽離子的不同。電荷不同的物質(zhì),對管柱上的離子交換劑有不同的親和力,改變沖洗液的離子強(qiáng)度和pH值,物質(zhì)就能依次從層析柱中分離出來離子交換樹脂的交換反應(yīng)是可逆的,遵循化學(xué)平衡的規(guī)律,定量的混合物通過管柱時(shí),離子不斷被交換,濃度逐漸降低,幾乎全部都能被吸附在樹脂上;在沖洗的過程中,由于連續(xù)添加新的交換溶液,所以會朝正反應(yīng)方向移動,因而可以把樹脂上的離子沖洗下來離子交換樹脂的分類侖6真6A±6A:6自61f￠A6f姓0重g讓δp自重pp0重島B￡西在莊￡自6真{竄p￡p厘育自6f再66趨0f¤配Bp(鄂g良p2父p》3xBE6fA1在￡Ef%面p6面f0ⅸE西“6自在E6!直A在f依據(jù)樹脂功能基分類●分為強(qiáng)酸型丶中強(qiáng)酸型和弱酸型三類●強(qiáng)酸型樹脂含有一R-SO3H●中強(qiáng)酸型樹脂含有-PO3H2、-PO2H2或-O-PO2H2●弱酸型樹脂含有-COOH或-OH某些交換劑在交換時(shí)反應(yīng)如下強(qiáng)酸型樹脂R-SO,+NR-SO3NattH中強(qiáng)酸型樹脂OHOH+N弱酸型樹脂R-CooH中Na+R-COoNaHt影響離子交換的有關(guān)因素溶液的酸堿度離子交換劑可以簡單地理解為一種高分子不溶性酸或堿,因此溶液的酸堿度對離子交換有很大的關(guān)系。但交換溶液的氫離子濃度顯著增高時(shí),則因同離子效應(yīng),抑制了陽離子交換劑中的酸性基團(tuán)的電離,故離子交換反應(yīng)就很少進(jìn)行,甚至不進(jìn)行。通常強(qiáng)酸性交換劑交換液的pH應(yīng)大于2,弱酸性交換劑的交換液pH應(yīng)在62對交換離子的選擇性●離子交換劑對交換化合物來說,主要取決于化合物的解離離子的電荷,半徑及酸堿性的強(qiáng)弱離常數(shù)大,酸堿性置換容易,但洗脫相對較難。解離離子價(jià)數(shù)越高,電荷愈大,則它的吸附性愈強(qiáng),愈易交換在樹脂上。堿金及稀土元它們的原子序數(shù)有關(guān)序數(shù)大的強(qiáng),稀土元素原子序數(shù)小,其交換吸附強(qiáng)。3被交換物質(zhì)在溶液中的濃度●欲交換分離的化合物,離子交換操作通常是在水溶液或含有水的極性溶劑中進(jìn)行,這樣有交換。濃度低的溶液對離子交換劑的選擇性大?！裨诟邼舛葧r(shí)解離度會趨向減少,有時(shí)會影響吸附次序及選擇性;濃度過高時(shí),與,亦會引起樹脂表面及內(nèi)部交聯(lián)網(wǎng)孔收縮,影響離子進(jìn)入網(wǎng)孔。所以一般實(shí)驗(yàn)操作時(shí),所用的溶液的濃度應(yīng)該略稀,有利于提取分離。4溫度的影響對稀溶液溫度的改變對交換的性能影響不大但在0.1N以上濃度時(shí),溫度升高對水合傾向大的離子容易交換吸附。同時(shí)離子的活性系數(shù)增大,對弱酸,弱堿交換劑來說,其交換率有大的影響。一般溫度增高,離子交換速度加快在洗脫時(shí)亦可提高洗脫能力。但對不耐熱的交換劑應(yīng)注意提高溫度的條件,避免引起交換劑的破壞5溶劑的影響●通常在水中進(jìn)行交換,亦可采用含水極性溶劑。但在極性小的溶劑中難以進(jìn)行交換或不進(jìn)行交換,而且選擇性也減少或消失。離子交換平衡的理論和動力學(xué)般駁搟躍度險(xiǎn)建劇分兩情之限人反應(yīng)速度溶液中的A離子與樹脂上的B離子發(fā)生交換反應(yīng)時(shí),整個(gè)過程可分為如下幾部(1)離達(dá)樹脂表面。溶液的攪拌或在樹脂柱中和玉苾表摩寫拌強(qiáng)度有關(guān),一般為(2)離子