一、基于溶解度差异的分离
1. 结晶与重结晶
(1)原理:利用温度对溶解度的影响进行分离纯化。
(2)要点:
①选择合适的溶剂(常为单一或混合溶剂),按“相似相溶”原则。
②溶剂用量通常比需要量多20%。
③通过加热溶解、冷却结晶、过滤洗涤得到纯品。
2. 溶剂沉淀法
(1)水提醇沉法:在水提取液中加入乙醇,沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性大分子杂质。
(2)醇提水沉法:在醇提取液中加入水,沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。
3. 酸碱沉淀法(调节pH改变存在形式)
(1)酸提碱沉法:适用于碱性成分(如生物碱)。先酸水提取,再碱化沉淀。
(2)碱提酸沉法:适用于酸性成分(如黄酮、蒽醌)。先碱水提取,再酸化沉淀。
二、基于分配系数差异的分离
1. 液液萃取法
(1)原理:利用成分在两种不相混溶的溶剂中分配系数(K)不同进行分离。
(2)关键参数:
①分配系数 K = 上相溶质浓度 / 下相溶质浓度
②分离因子 β:表示分离难度,β越大越易分离。
2. pH萃取法(液液萃取的特例)
(1)原理:通过调节pH,改变酸性或碱性成分的解离状态,从而改变其在两相中的分配。
(2)生物碱(碱性):碱化后以游离型溶于有机相。
(3)黄酮/蒽醌(酸性):酸化后以游离型溶于有机相。
3. 纸色谱(PC)
(1)本质:以滤纸为载体的液液分配色谱。
(2)固定相:吸附在纸上的水。
(3)流动相:有机溶剂。
(4)依据成分在两相中分配系数不同而分离。
4. 柱色谱-液液分配色谱
(1)原理:将一相(固定相)涂覆在惰性载体上,用另一相(流动相)冲洗。
(2)正相色谱:固定相极性 > 流动相极性,用于分离极性较大成分。
(3)反相色谱:固定相极性 < 流动相极性,用于分离脂溶性成分。
三、基于吸附差异的分离
1. 吸附柱色谱
(1)分类与原理:
(2)常用吸附剂特性:
①硅胶:酸性吸附剂,适用于大多数成分,尤其酸性、中性物质。
②氧化铝:可分酸性、碱性、中性,吸附力较强,可能引起某些成分结构变化。
③活性炭:非极性吸附剂,对非极性物质亲和力强,常用于脱色、除臭。
④聚酰胺:氢键吸附,特别适合分离酚类、黄酮类、醌类。耐碱不耐酸。
2. 大孔吸附树脂
(1)特点:白色球形颗粒,耐酸耐碱。
(2)分离原理:
①选择性吸附:依靠范德华力或氢键。
②分子筛作用:依靠多孔网状结构,按分子大小筛选。
③影响因素:比表面积、表面电性、氢键形成能力等。
四、基于分子大小差异的分离
1. 凝胶过滤色谱(分子筛色谱)
(1)原理:利用凝胶网状孔隙的分子筛作用。
(2)大分子:无法进入孔隙,先被洗脱。
(3)小分子:进入孔隙,后被洗脱。
(4)应用:分离蛋白质、多糖、苷类等。
2. 膜分离法
(1)原理:利用高分子膜,以外加压力或化学位差为推动力,按分子大小进行分离。
(2)五大技术:渗透、反渗透、超滤、电渗析、液膜技术。
(3)特点:条件温和,适用于热敏性成分。
五、其他特殊分离方法
1. 离子交换色谱
(1)原理:利用离子交换树脂与溶液中离子发生可逆交换。
(2)适用:分离具有酸性、碱性或两性基团的成分,如氨基酸、生物碱、有机酸。
2. 分馏法
(1)原理:利用混合物中各成分沸点不同进行分离。
(2)适用:主要用于液体混合物,如挥发油中各馏分的分离。
六、 核心逻辑与记忆导图
1.分离方法的本质是 “利用混合物中各成分的物理或化学性质的差异”。
2.看溶解度/状态变化 → 选结晶、沉淀、酸碱法。
3.看在两相中分配行为 → 选液液萃取、pH萃取、分配色谱。
4.看对吸附剂亲和力 → 选各种吸附色谱(硅胶、氧化铝、聚酰胺、大孔树脂)。
5.看分子大小 → 选凝胶色谱、膜分离。
6.看酸碱性/解离性 → 选离子交换色谱。
7.看沸点 → 选分馏法。
七、对比速记表格:
八、 复习心法
1.先判断成分性质(极性、酸碱性、分子大小、热稳定性等)。
2.再匹配分离原理(溶解、分配、吸附、筛分、交换等)。
3.最后选择具体方法,并关注其适用局限与操作要点。