制药分离工程

1、第二章 固液萃取（浸取）第一节 概述萃取在制药化工生产中有着广泛的应用。例如，中药有效成分的提取，沸点相近或相对挥发度相近的液体混合物的分离，恒沸混合物的分离，热敏性组分的分离等。固液萃取：以液态溶剂为萃取剂，而被处理的原料为固体。固液萃取是利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，使其进入液相，再将不溶性固体与溶液分开的单元操作，其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程。提取物可作为后期制剂阶段的原料按一定质量标准加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、流浸膏等剂型有通过浓缩干燥制成一定规格的半成品，以便制成片剂、冲剂等剂型有通过适当加工、制成软膏、栓剂等其它剂型也有需要精制加工，纯化有效成分

2、，制成注射剂等剂型。固体原料(药材)中的可溶性组分称为溶质,不溶性组分称为载体。用于溶解溶质的溶剂称为提取剂或浸取剂，提取后所得的液体称为提取液或浸取液，提取后的载体和残余的少量溶液称为残渣。第二节 浸取过程的基本原理一、药材有效成分的浸取过程中药成分中药材的成分比较复杂，不仅复方如此，就是单味药也是如此。所含成分按其生物活性可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物。有效成分指有药理活性、能产生药效的物质。如生物碱、苷类、挥发油等。有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化常数，又称为有效单体。辅助成分指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进

3、其吸收，发挥其强心作用。 无效成分指本身无效甚至有害的物质。如脂肪、淀粉、蛋白质等，往往影响提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等。组织物指构成药材细胞或其他不溶性物质。如纤维素、栓皮等。中药成分提取原则药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象，无效成分和组织物应尽量分离除去，因此这是产处理的必要步骤。应注意，所谓无效成分只是相对概念。如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分；在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分；在注射剂中多为无效成分。 中药提取的类型 中药提取可分为单体成分提取、单味药提取和中药复方提取三种类型。 单体提取若某些药材的有效成分有特殊疗效、化学结构、理化性质、药理、毒性均已明确，

4、含量可观，技术经济合理，可以进行单一成分的提取、分离、精制。如齐墩果酸、豆腐果苷、黄连素、石吊兰素等，都可纯化制成片剂。又如天花粉、一叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液。但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。 单味药提取单味药提取物的化学成分，大多数尚不清楚，或不完全清楚，但从中医临床疗效的实践要比单体化合物的作用好得多,制备的成本也较低。单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法，不仅适用于单方成药的制剂(如五味子、刺五加、益母草等)，而且适用于复方成药制剂的生产。中药复方提取在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其综合成分，作为整体而起作用。例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草

5、组成。附子含乌头碱毒性极大，但经煎煮，一方面由于水解可降低毒性，而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐，在体内逐渐分解而起作用。1、提取过程的阶段划分植物性药材的提取过程一般可分为浸润与渗透、解吸与溶解、扩散与置换等几个阶段。 浸润与渗透阶段当药材被粉碎时，一部分细胞可能发生破裂，其中所含的成分可直接提取。而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态，当与提取剂接触时被提取剂所润湿，同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。 浸润与渗透阶段提取剂能否润湿药材表面，并渗透进入到细胞组织中，取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力。解吸与溶解阶段细胞中溶质溶解时克服各种成分的亲和力

6、，使有效成分转入溶剂中，这种作用称为解吸。提取剂进入细胞组织后，与药材中的各种成分相接触，并使其中的可溶性成分转入到提取剂中，该过程称为溶解。 扩散与置换阶段提取剂溶解有效成分后，形成的浓溶液具有较高的渗透压，从而形成扩散点，其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压，这正是提取过程的推动力。置换：新鲜溶剂置换药材颗粒周围的浓浸出液。2、费克定律在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜，其中的溶质存在浓度梯度，该膜常称为扩散边界层。 当D值一定时，浓度梯度越大，浸出效果就越好。3、浸取过程的影响因素（1）常用提取剂适宜的提取剂应对药物中的有效成分有较大的溶解度，而对无效成分应少溶或不溶

7、。此外，提取剂还应无毒、价廉，且易于回收。常用的提取剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、石油醚等。 水水具有极性大、溶解范围广、价廉等特点，是最常用的提取剂。水可提取药材中的生物碱盐类、甙、苦味质、有机酸盐、甙质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类、以及酶和少量的挥发油等。但由于水的选择性较差，因而提取液中常含有大量的无效成分，从而给制剂带来一定的困难。乙醇乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间。有时采用乙醇与水的混合液作为提取剂，可从药材中选择性地提取某些有效成分。（2）提取辅助剂凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂。常用提取辅助剂盐酸、硫酸、冰

8、醋酸和酒石酸等均是常用的酸类提取辅助剂，氨水、碳酸钠、碳酸钙等均是常用的碱类提取辅助剂。此外，许多表面活性剂也常用作提取辅助剂。 （3）浸取过程影响因素药材粒度药材的粒度越小，比表面积就越大，相应的传质表面积也越大，提取速率就越快。但药材的粒度不宜过小，否则会增大提取液与药渣的分离难度。温度一般情况下，溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高而增大，同时扩散系数亦随温度的升高而增大，因此，适当升高温度可提高提取速率和产品收率。提取剂用量和提取次数 提取剂用量对提取效果有着直接的影响。在特定的操作条件下，增加提取剂用量，可加速提取过程，减少提取次数。但增加提取剂用量将使提取液变稀，使回收溶质和提取剂的

9、成本增加。 时间当条件一定时，提取时间越长，产品的收率就越高。但当提取过程达到动态平衡后，再延长时间收率也不会增加，相反地杂质量会增加，导致产品质量下降。 浓度差浓度差越大，提取速率就越快。因此，适当增大浓度差，可缩短提取时间，提高提取效率。实际生产中，常采用增大液固比、增加提取次数、采用逆流提取等方法来增大浓度差。pH值浸取溶剂的pH值与浸取效果密切相关，中药材浸取过程中，可调整浸取溶剂pH值，以利于有效成分提取。压力药材组织坚实紧密，提高压力可加快润湿与渗透速度，使药材组织内更快地充满提取剂，并形成浓溶液，从而缩短开始发生溶质扩散过程所需的时间。七、浸取过程的计算1. 单级浸取浸出量一次浸取多次浸取练习P15，例2-1，（1）假如将五