66. Ионно-обменный метод выделения и очистки алкалоидов.

Экстракцию алкалоидов из растительного сырья при ионообменной очистке производят водой или разбавленным раствором сильной кислоты (хлороводородной, серной). Выбор экстрагента зависит от основности алкалоидов и характера органических кислот, в виде солей которых алкалоиды содержатся в растительном сырье. Седи слабых оснований и кислот в йоде подвергаются гидролизу, основания алкалоидов плохо растворимы в воде. Использование растворы перечисленных кислот способствует образованию менее гидролизуемых солей, избыток ионов водорода способствует сдвигу реакции гидролиза в сторону образования соли. Ионный обмен алкалоидов оптимально осуществляется в водной среде, так как алкалоиды в виде солей имеют большую степень ионизации.

Основные принципы адсорбционной ионообменной технологии алкалоидов, сформулированные чл.-корр. АН УССР профессоров Н.А. Измайловым, следующие:

1.Выбор ионита и условий адсорбции должен обеспечивать преимущественную и максиматьную адсорбцию извлекаемой соли алкалоида и её минимальную остаточную концентрацию в растворе а условиях равновесия.

2.Десорбирующий растворитель должен быть выбран так, чтобы в условиях равновесия элюат с относительно высокой концентрацией вещества находился в равновесии с адсорбентом с малым количеством вещества, чтобы из десорбирующего растворителя адсорбция алкалоидов была минимальной.

3.Особенность ионного обмена органических веществ на синтетических ионообменных смолах заключается в том, что он не подчиняется обычным уравнениям изотермы ионного обмена, выведенный на осно-ваник закона действия масс, т.е. зависимость не прямолинейная. Величина коэффициента избирательности обмена органических ионов больше, чем неорганических. Особенность обмена органических ионов заключается в том, что сорбция большого органического иона на ионите происходит за счёт действия электростатических и молекулярных сил.

4.Важен выбор оптимального значения pH раствора. Этот показатель должен обеспечивать максимальную ионизацию солей алкалоидов в растворе и в то же время не допускать снижения величины сорбции иона алкалоида за счёт конкурирующего действия ионов водорода при увеличении концентрации последнего.

5. Для десорбции алкалоидов из ионита, необходимо, чтобы в растворе находилось избыточное количество вытесняющего иона. Обычно применяют неводные растворы вытесняющего компонента. В неводных растворителях снижается степень ионизации оснований алкалоидов, т.е. создаются условия для максимально эффективной десорбции органических ионов неорганическими. Недостатки водных растворов щелочей следующие.

-Меньший выход алкалоидов, так как они частично ионизированы и подвергаются обратной сорбции.

-Алкалоиды в водной среде могут подвергаться разложению, также возможна потеря алкалоидов, так как они в воде плохо растворимы и в процессе десорбции будет образовываться их суспензия в воде.

-При десорбции в элюат переходит много балластных веществ.

Для выделения алкалоидов необходимо использовать сильнокислотные иониты, так как на них лучше сорбируются алкалоиды и меньше — балластные вещества. К сильнокислотным относят катиониты, содержащие сильно диссоциированные кислотные группы (сульфо-кислотные, фосфорнокислотные), способные к обмену катионов ионогенных групп на другие катионы в щелочной, нейтральной и кислой средах. Слабокислотные — катиониты, содержащие слабо диссоциированные кислотные группы (карбоксильные, фенольные и др.), способные обменивать свой ион водорода в заметной степени на другие катионы лишь в щелочной среде.