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萃  取

溶质从一种溶剂向另一种溶剂转移的过程称为萃取。它是有机实验室中用来提取、纯化有机物的常用操作之一。通过该操作可以从反应混合物或动植物组织中提取出所需要的物质。此外，也可以用来除去少量杂质，使产品得到纯化。

1．基本原理

    萃取是利用物质在两种不互溶（或微溶）溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化目的的操作。

当要从水中萃取有机化合物时，常用的有机溶剂是二氯甲烷、石油醚和乙醚等在水中溶解度很小的溶剂。与此相反，也可以用水来萃取有机溶剂以除去不要的组份，这个过程常称为洗涤。如果有机层中含有需要除去的酸（如盐酸），就可用水或稀的弱碱水溶液来洗涤。如果要除去碱性物质，可用稀酸水溶液洗涤。

分配定律是液—液萃取的主要理论依据。在两种互不相溶的混合溶剂中加入某种可溶性物质时，它能以不同的溶解度分别溶解于此两种溶剂中。实验证明，在一定温度下，若该物质的分子在此两种溶剂中不发生分解、解离、缔合和溶剂化等作用，则此物质在两液相中浓度之比是一个常数，假如一种物质在两液相 A和 B中的浓度分别为 cA和 cB，则在一定温度下，cA/cB＝K，K是一常数，称为分配系数。K可以近似地看作为此物质在两溶剂中溶解度之比。

    在萃取时要采取少量多次的原则。由分配定律可知，把溶剂分成几份作多次萃取要比用全部量的溶剂一次萃取的效果要好。一般萃取3次即可满足要求。另外，若在水溶液中先加入一定量的电解质（如氯化钠），利用盐析效应可以有效降低有机化合物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可改善萃取效果。如用乙醚萃取水层时，醚层最多可溶解约8％体积的水。因此，常用饱和氯化钠水溶液来代替水来洗涤醚层。

    从水溶液中萃取有机物时，选择合适萃取溶剂的一般原则是要求溶剂在水中溶解度很小或几乎不溶；被萃取物在溶剂中要比在水中溶解度大；溶剂与水和被萃取物都不反应；萃取后溶剂易于和溶质分离开，因此，最好用低沸点的溶剂，萃取后溶剂可用常压蒸馏回收。此外还要兼顾溶剂价格、毒性、安全等因素。

    经常使用的溶剂有乙醚、二氯甲烷、石油醚、四氯化碳、氯仿、乙酸乙酯和苯等。一般水溶性较小的物质可用石油醚萃取，水溶性较大的可用乙醚萃取，水溶性极大的可用乙酸乙酯萃取。

2．溶液中物质的萃取

    液—液萃取是实验室最常见的萃取操作。这一操作通常是在分液漏斗中进行的。

首先，应选择容积较液体体积大一倍以上的分液漏斗，把活塞擦干，在离活塞孔稍远的两端薄薄地涂上一层凡士林，塞好活塞并旋转几圈，使凡士林分布均匀，但活塞孔附近及上口的塞子不能涂凡士林，以免污染萃取液。使用前先用水检查上口塞子和活塞是否密封，确认不漏水时方可使用。  

然后，将漏斗放在固定于铁架台上的铁圈中，关好活塞，将要萃取的水溶液和其1/3体积的萃取剂自上口倒入漏斗中，塞紧塞子。取下分液漏斗，用手掌顶住漏斗上口的塞子并握住漏斗，另一只手握住漏斗活塞处，大姆指压紧活塞，将漏斗倒置，活塞端向上呈45°角握稳，打开活塞，先将漏斗活塞端朝向无人处放气一次，然后关闭活塞将漏斗上下振摇几次，放气，如此反复几次。在开始时，振摇要慢，漏斗振摇后内部的压力通常很大，如振摇后乙醚可产生40～66.7 kPa的蒸气压，加上原来空气和水蒸气的压力，漏斗中的压力就大大超过了大气压。如果不及时放气，塞子就可能被顶开而损失产品。经过几次振摇后，将漏斗放到铁圈中静置，上口的活塞应对准出气口，如果分液漏斗没有出气口应将上口塞子松动后再放置，以使内部的压力及时排除。待两层液体完全分开后，打开上面的塞子，再将活塞缓缓旋开，下层液体自活塞放出。分液时一定要尽可能分离干净，中间层视具体情况决定放入下层或留在上层，漏斗下口的细管中经常会残留一部分液体，应轻轻震荡漏斗，使其流出。然后将上层液体从分液漏斗的上口倒出。如此反复3～5次，将所有的萃取液合并即完成萃取操作。

很多有机溶剂是无色液体，当溶解了溶质以后密度会发生变化，因此实际操作中要经常判断哪一层是水层。可以取其中一层的少量液体，置于试管中，滴加少量水来鉴别。

    在萃取操作中，会经常产生乳化现象。乳化现象的产生原因比较复杂，有时是由碱性物质引起，有时是两相的相对密度相近所引起，还有的乳化是由被萃取物引起。一旦出现乳化现象，两相分离就很难进行，必须先破除乳化，用来破坏乳化的常用方法有：（1）较长时间静置；（2）采用过滤的方法减少乳化；（3）加入破乳剂，如乙醇、磺化蓖麻油等；（4）利用盐析作用，若因两种溶剂能部分互溶而发生乳化，可以加入少量电解质，利用盐析作用加以破坏。在两相相对密度相差很小时，加入氯化钠，也可以增加水相的相对密度；（5）酸化，若因溶液碱性而产生乳化，常可加入少量稀酸破除乳化。

     3．固体物质的萃取

    从固体混合物中萃取所需要的物质是利用固体物质在溶剂中的溶解度不同来达到分离、提取的目的。通常是用浸出法或采用索氏提取器（脂肪提取器）来提取固体物质。浸出法是用溶剂长期的浸润溶解而将固体物质中所需物质浸出来，然后用过滤或倾析的方法把萃取液和残留的固体分开。此法适于大量的萃取，但效率不高，时间长，溶剂用量大。

实验室常采用索氏提取器法，该法是利用溶剂加热回流及虹吸原理，使固体物质每一次都能为较纯的溶剂所萃取，效率较高且节约溶剂，但对受热易分解或变质的物质不宜采用。索氏提取器由三部分构成，上部是冷凝管，中部是带有虹吸管的提取管，下部是烧瓶。萃取前应先将固体物质研细，以增加液体浸溶的表面积。然后将固体物质放入滤纸套内，并将其置于提取管中，内装物不得超过虹吸管。当溶剂沸腾时，蒸气通过侧管上升，被冷凝管冷凝成液体，滴入提取管中。当液面超过虹吸管的最高处时，产生虹吸，萃取液自动流入烧瓶中，萃取出溶于溶剂的部分物质。再蒸发溶剂，如此循环多次，直到被萃取物质大部分被萃出为止。固体中可溶物质富集于烧瓶中，然后再用适当的方法将萃取物质从溶液中分离出来。

    对于冷时难溶、热时易溶的固体物质，还可用热溶剂萃取的方法，即采用回流装置进行热提取，固体混合物在一段时间内被沸腾的溶剂浸润溶解，从而将所需的有机物提取出来。如可以用二氯甲烷通过热溶的方法提取茶叶中的咖啡因。