2天然藥物化學成分的提取與分離

1、第二章 天然藥物化學成分的提取與分離,提取,分離,鑒定,應用和研究天然藥物化學成分程序,天然藥物粗粉,,提取,混合物,,分離,有效成分,,鑒定,根據(jù)物質溶解度差別進行分離根據(jù)物質在兩相溶劑中的分配比不同進行分離根據(jù)物質的吸附性差別進行分離根據(jù)物質分子大小差別進行分離根據(jù)物質離解程度不同進行分離,第一節(jié) 天然藥物化學成分的提取,主要包括：溶劑法、水蒸氣蒸餾法、超臨界流體萃取法三種。第二種方法應用較為有限。Question:

2、 溶劑法、水蒸氣蒸餾法、超臨界流體萃取法三種提取方法各具什么特點？用途？,一、溶劑提取法,原理：相似相溶原理,1.選擇溶劑考慮因素2.常見溶劑的種類及其特點3.常用溶劑提取方法4.影響溶劑提取效率的因素5.提取液的濃縮,,,溶劑提取法——1.選擇溶劑考慮因素：,溶劑盡可能多地溶出有效成分,雜質少溶或不溶；溶劑與所溶成分不發(fā)生化學反應；溶劑的安全性、價廉易得、回收方便等。,萜類、甾體：氯仿、乙醚等提??；糖苷、氨基酸：水、含

3、水醇提取；酸性、堿性及兩性化合物：不同pH下的溶劑提取,溶劑提取法——2.常見溶劑的種類及其特點,環(huán)己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水極性：親脂性：親水性：比水重的有機溶劑：與水可以以任意比例混溶的有機溶劑：與水分層的有機溶劑：能與水分層的極性最大的有機溶劑：溶解范圍最廣的有機溶劑：,環(huán)己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇,丙酮，乙醇，甲醇,氯仿,丙酮，乙醇，甲醇,環(huán)己烷，

4、石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇,正丁醇,乙醇,溶劑提取法——2.常見溶劑的類型,水親水性有機溶劑親脂性有機溶劑,環(huán)己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇,丙酮，乙醇，甲醇,水：為強極性溶劑，適合提取親水性成分如糖、蛋白質、氨基酸、鞣質、有機酸鹽、生物堿、大多數(shù)苷類、無機鹽等。,溶劑提取法——2.常見溶劑的類型,親水性有機溶劑：乙醇90%以上，適于提取揮發(fā)油、有機酸、樹脂、葉綠素；50%∽70%，適于提取生

5、物堿、苷類；50%以下，適于提取蒽醌類化合物；大于40%，能延緩酯類、苷類等成分的水解。,溶劑提取法——2.常見溶劑的類型,親脂性有機溶劑具有較強選擇性，可提取揮發(fā)油、內酯、油脂、葉綠素、樹脂、某些游離生物堿及一些苷元；,溶劑提取法——2.常見溶劑的類型,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,浸漬法：水/稀醇，冷提煎煮法：水滲漉法：水/乙醇，冷提 提取效率高，但溶劑用量大回流提?。河袡C溶劑

6、 溶劑用量大連續(xù)回流提?。河袡C溶劑，索氏提取器 溶劑反復利用,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,浸漬法,冷浸法溫浸法,,特點：水浸提取液易霉變，使用時加適量防腐劑。,適用范圍：適用于有效成分遇熱易破壞及含淀粉、果膠、黏液質、樹膠等多糖物質較多的天然藥物。,操作：,煎煮法,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,特點：煎煮液黏稠，濾過困難，且雜質較多，易發(fā)生霉變。,適用范圍：適用于能

7、溶于水且遇熱穩(wěn)定的成分。,操作：,滲漉法,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,將粗粉置于滲漉裝置中，連續(xù)添加溶劑使?jié)B過藥粉，自上而下流動，浸出有效成分的一種動態(tài)提取方法。,適用范圍：遇熱易被破壞的成分,操作：,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,回流提取法,特點：提取效率高；適用范圍：適用于對熱穩(wěn)定的化學成分的提取。,操作：,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,連續(xù)回流提取法,特點：提取比較完全，溶劑用量少,適用范圍：不適

8、用于對熱不穩(wěn)定成分的提取。,索氏提取器,操作：,超聲波提取法,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,特點：提取時間短、提取效率高、無需加熱,各種提取方法比較（課后作業(yè)）,溶劑提取法—— 4.影響溶劑提取效率的因素,溶劑的選擇濃度差：形成較大的濃度差； 溫度：不同的提取方法采用不同的溫度；藥材粉碎度：根據(jù)藥材的特點，采用不同的粉碎度，一般以能通過二號篩為宜；藥材的干濕度：一般為干燥藥材；提取時間,增大濃度差,溶劑提取法——

9、 4.影響溶劑提取效率的因素,①不斷攪拌；②更換新鮮溶劑；③強制提取液循環(huán)流動；④選擇不同的提取方式，如滲漉法、連續(xù)回流提取法等。,,蒸餾常壓蒸餾減壓蒸餾蒸發(fā),溶劑提取法—— ５.提取液的濃縮,溶劑提取法—— ５.提取液的濃縮,常壓蒸餾,溶劑提取法—— ５.提取液的濃縮,減壓蒸餾,二、水蒸氣蒸餾法,適用范圍：水蒸氣蒸餾是分離和純化與水不相混溶的揮發(fā)性有機物常用的方法。,三、超臨界流體萃取法,1、不屬于親脂性有機溶劑的是A、

10、氯仿 B、苯 C、正丁醇 D、丙酮 E、乙醚2、與水互溶的溶劑的是A、丙酮 B、乙酸乙酯 C、正丁醇 D、氯仿 E、石油醚3、能與水分層的溶劑是A、乙醚 B、丙酮 C、甲醇 D、乙醇 E、丙酮/甲醇（1﹕1）4、下列溶劑與水不能完全混溶的是A、甲醇 B、正丁醇 C、丙醇 D、丙酮 E、乙醇,練習題,5、溶劑極性由小到大的是A、石油醚、乙醚、乙酸乙酯

11、 B、石油醚、丙酮、乙酸乙酯C、石油醚、乙酸乙酯、氯仿 D、氯仿、乙酸乙酯、乙醚E、乙醚、乙酸乙酯、氯仿6、比水重的親脂性有機溶劑是A、石油醚 B、氯仿 C、苯 D、乙醚 E、乙酸乙酯7、下列溶劑中溶解化學成分范圍最廣的溶劑是A、水 B、乙醇 C、乙醚 D、苯 E、氯仿,9、從中藥中提取對熱不穩(wěn)定的成分宜選用A、回流提取法 B、煎煮法 C、滲漉法

12、 D、連續(xù)回流法 E、蒸餾法10、提取揮發(fā)油時宜用A、煎煮法 B、分餾法 C、水蒸氣蒸餾法 D、鹽析法 E、冷凍法11、煎煮法不宜使用的器皿是A、不銹鋼器具 B、鐵器 C、瓷器 D、陶器 E、砂器12、影響提取效率的最主要因素是A、藥材粉碎度 B、溫度 C、時間 D、細胞內外濃度差 E、溶劑的選擇,第二節(jié)

13、天然藥物成分的分離,第二節(jié) 天然藥物成分的分離,分離依據(jù)：共存成分的性質差異1. 溶解度差異2. 分配比不同3. 吸附性不同4. 分子大小不同5. 離解程度不同,,,1. 根據(jù)物質的溶解度差異進行分離,結晶與重結晶法溶劑沉淀法酸堿沉淀法,,,,根據(jù)物質的溶解度差異進行分離——（1）結晶與重結晶法,溫度不同——溶解度改變 結晶、重結晶：利用溶劑對有效成分與雜質在冷熱情況下溶解度顯著差異以獲得結晶的方法。,結晶法與重

14、結晶法,操作過程選擇適宜的溶劑制備飽和的結晶溶液趁熱濾過：常壓濾過；減壓濾過靜置冷卻析晶抽濾得到結晶,常用溶劑,結晶法與重結晶法,水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、四氯化碳、石油醚,結晶法與重結晶法,,影響結晶的因素雜質的干擾欲結晶成分的含量溶液的濃度溫度時間晶種,加入另一種極性相差較大的溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質沉淀析出 A． 水/醇法：除去水提液中的水溶性雜質 B． 醇/水法：除去醇提

15、液中的脂溶性雜質 C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷,根據(jù)物質的溶解度差異進行分離——（2）溶劑沉淀法,,,,A． 水/醇法：除去水提液中的水溶性雜質,B． 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性雜質,C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷,,酸、堿、兩性成分調節(jié)pH——改變分子存在狀態(tài)——改變溶解度A．酸/堿法（酸提取堿沉淀法）： 生物堿的提取、純化B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法）： 黃酮、蒽醌等酚性成分的

16、提取、純化C. 調節(jié)pH至等電點，沉淀蛋白,根據(jù)物質的溶解度差異進行分離—— 3.酸堿沉淀法,,,,A．酸/堿法（酸提取堿沉淀法） ——生物堿的提取、純化,B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法） ——黃酮、蒽醌等酸性成分的提取、純化,,2. 根據(jù)物質的分配比不同進行分離,常見的萃取方法： 液-液萃取法 逆流分配法（CCD） 液滴逆流色譜法（DCCC） 高速逆流色譜法（HSCC

17、C） 氣液分配色譜法（GC或GLC） 液-液分配色譜法（LC或LLC）,2. 根據(jù)物質在兩相溶劑中的分配比不同進行分離,,上層,下層,兩相溶劑萃取法,原理：分配定律是利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中，分配系數(shù)不同而達到的分離方法。,分配系數(shù)K K=CU / CL,2. 根據(jù)物質在兩相溶劑中的分配比不同進行分離,,上層,下層,K值與萃取次數(shù)成反比， K值越大，萃取次數(shù)越少，反之越

18、多；各種成分在兩相當中溶質的濃度相差越大，即分配系數(shù)K差異越大，則分離效果就越好。,萃取劑選擇原則從水提液中萃取親脂性強的成分，應選用親脂性強的石油醚、苯、氯仿、乙醚；從水提液中萃取親脂性弱的成分，應選用親脂性弱的乙酸乙酯、正丁醇；分離親水性強的皂苷類選用正丁醇和水；分離黃酮類選用乙酸乙酯和水。,兩相溶劑萃取法,萃取技術操作中注意檢漏、排氣、振搖、靜置。萃取次數(shù)“少量多次”；,兩相溶劑萃取法,練習題,2、采用液-液萃取法分

19、離化合物的原則是A、兩相溶劑互溶 B、兩相溶劑互不相溶 C、兩相溶劑極性不同D、兩相溶劑極性不同 E、兩相溶劑親脂性有差異,1、兩相溶劑萃取法的原理是利用混合物中各成分在兩相溶劑中的A、密度不同 B、分配系數(shù)不同 C、分離系數(shù)不同 D、萃取常數(shù)不同 E、介電常數(shù)不同,3、采用乙醇沉淀法除去水提取液中多糖蛋白質等雜質時，應使乙醇濃度

20、達到A、50%以上 B、60%以上 C、70%以上 D、80%以上 E、90%以上,4、不是影響結晶的因素是A、雜質的多少 B、欲結晶成分含量的多少C、結晶的溫度 D、結晶溶液的濃度E、欲結晶成分熔點的高低,5、選擇結晶溶劑不需考慮的條件為A、結晶溶劑的相對密度B、結晶溶劑的沸點 C、對欲結晶成分熱時溶解度大，冷時溶解度小 D、對雜質冷熱時溶解度均大，或冷熱時溶解度

21、均小E、不與欲結晶成分發(fā)生化學反應,第三節(jié) 色譜分離法,基本概念,色譜法：又稱層析法，利用混合物中各種成分在固定相和流動相之間的作用力和親和力的差異性，在兩相做相對移動時，混合物中各種成分隨流動相運動速度各不相同，使其達到相互分離的方法。固定相：在色譜分離中固定不動、對化學成分產生保留的一相。流動相：與固定相處于平衡狀態(tài)，帶動化學成分向前移動的另一相。,液相色譜：流動相為液體。氣相色譜：流動相為氣體。活化：在一定溫度下加熱除去

22、吸附劑中的水分，使吸附能力提高、活性增強的過程。去活化：在吸附劑中加入一定量水分，使吸附能力降低、活性減弱的過程。,基本概念,色譜法的類型,色譜分離法,分離依據(jù)：共存成分的性質差異1.吸附性不同2.分配比不同3.分子大小不同4.離解程度不同,,,,,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,原理：利用作為固定相的吸附劑對混合物中各種成分吸附能力的大小不同，流動相對各成分的解吸附能力的差異，使各成分得到相互分離的方法。吸附類型：化學

23、吸附半化學吸附物理吸附,液-固色譜,,,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,1）化學吸附（1）基本特點：有選擇性、不可逆吸附（2）基本原理：產生化學反應 黃酮等酚酸性物質與堿性氧化鋁發(fā)生化學反應 生物堿被酸性硅膠吸附（3）應盡量避免,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,2）半化學吸附（1）基本特點：介于物理吸附與化學吸附之間（2）基本原理：以氫鍵的形式產生吸附 如：聚酰胺色譜法,1. 根據(jù)物

24、質吸附性差異進行分離,3）物理吸附（1）基本規(guī)律：相似者易于吸附（2）基本特點：無選擇性、可逆吸附、快速（3）基本原理：吸附與解吸附的往復循環(huán) 吸附→解吸→再吸附→再解吸→直至分離（4）三要素：吸附劑、溶劑、溶質（被分離物）,,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,常用的吸附劑有：活性炭、硅膠、氧化鋁、 聚酰胺、大孔吸附樹脂等。,1、活性炭 是非極性吸附劑，對非極性物質具有較強的親和力。,1. 根據(jù)物質吸附性差異進

25、行分離,在水中，活性炭對溶質的吸附能力強。溶劑極性降低，活性炭對溶質的吸附能力也降低。,2、氧化鋁極性吸附劑，吸附性強，分為酸性、堿性、中性三種規(guī)格?；疃燃墑e 依含水量的不同，分為五級,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,3、硅膠 極性吸附劑，酸性的多孔性物質，硅醇基能與許 多化合物形成氫鍵產生吸附作用； 硅醇基的數(shù)目決定其吸附作用的強弱； 硅膠吸附的水分越多，吸附其他化合物的能力就

26、越小，因此硅膠的含水量減小，活度增高，吸附能力增強。,,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,3、硅膠活化：加熱以除去絕大多數(shù)硅醇基上吸附的水，使硅膠恢復吸附能力的過程稱為活化。活化溫度時間：100-110℃，30min適用范圍：分離中性、酸性成分型號：硅膠F，硅膠H，硅膠G,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,硅膠、氧化鋁為極性吸附劑，吸附特點為：（1）對極性物質具有較強的吸附能力，極性強的物質將被優(yōu)先吸附。（2）溶劑極性弱，則

27、吸附劑對溶質將表現(xiàn)較強的吸附能力。溶劑極性增強，則吸附劑對溶質的吸附能力也隨之減弱。（3）溶質即使被硅膠、氧化鋁吸附，但一旦加入極性較強的溶劑時，又可被溶劑置換洗脫下來。,4、聚酰胺 屬于氫鍵吸附，不但適用極性物質也適用于非極性物質的分離。 特別適合酚類、醌類、黃酮類、鞣質的分離。,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,三要素之二：溶劑,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,強,弱,強,弱,強,弱,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,

28、操作技術薄層色譜法 用于化學成分的分離和檢識柱色譜法 用于化學成分的分離聚酰胺色譜法 用于化學成分的分離,薄層色譜法 制板→點樣→展開→顯色→測量及計算Rf值,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,Rf＝,,從基線至展開斑點中心的距離,從基線至展開劑前沿的距離,甲成分的Rf=a/c,乙成分的Rf=b/c,柱色譜法 裝柱→加樣→洗脫和收集,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,聚酰胺色譜法形成氫鍵能力（極性）強弱

29、的影響因素：（1）形成氫鍵的基團數(shù)目越多，則吸附能力越強；（2）成鍵位置對其影響：間＞鄰；（3）分子中芳香化程度高者，吸附性增強；（4）溶劑對吸附能力的影響：水＞含水的醇溶液。綜上所述，各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強：水＜甲醇＜丙酮＜氫氧化鈉水溶液＜甲酰胺＜甲基甲酰胺＜尿素水溶液,1. 根據(jù)物質吸附性差異進行分離,,2. 根據(jù)物質的分配比不同進行分離,常見的分離方法： 液-液萃取法 逆流

30、分配法（CCD） 液滴逆流色譜法（DCCC） 高速逆流色譜法（HSCCC） 氣液分配色譜法（GC或GLC） 液-液分配色譜法（LC或LLC）,原理：將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上，作為固定相，然后再加入與固定相不相混溶的另一相溶劑作為流動相，通過流動相的流動，使試樣中各種成分在兩相中的分配不同獲得分離。支持劑：硅膠、硅藻土及纖維素粉等。流動相：多用復合兩相溶劑系統(tǒng)。,

31、2. 根據(jù)物質的分配比不同進行分離,液-液分配色譜法,分配色譜法,根據(jù)固定相和流動相相對極性大小，分為：正相分配色譜法反相分配色譜法,分配色譜法,正相分配色譜法固定相：強極性溶劑，如水、緩沖液等；流動相：弱極性溶劑，如氯仿、乙酸乙酯等；被分離成分：水溶性或極性大的成分；洗脫規(guī)律：極性小的成分先洗下， 極性大的成分后洗下。,反相分配色譜法固定相：弱極性溶劑，如石蠟油，反相鍵合硅膠等

32、流動相：強極性溶劑，如水、甲醇等；被分離成分：脂溶性成分；洗脫規(guī)律：極性大的成分先洗下， 極性小的成分后洗下。,分配色譜法,按操作方式分：分配薄層色譜法分配柱色譜法紙色譜法,分配色譜法,,3．根據(jù)物質分子大小差異進行分離,透析法超濾法超速離心凝膠濾過法 凝膠滲透色譜 分子篩濾過,3．根據(jù)物質分子大小差異進行分離,透析法： 小分子

33、化學成分（無機鹽、氨基酸等）在溶液中可通過半透膜，而大分子成分（多糖、蛋白質等）不能通過半透膜的性質從而達到分離的方法。,3．根據(jù)物質分子大小差異進行分離,原理：凝膠三維網狀結構的分子篩作用按分子量由大到小的順序分離,凝膠濾過法,,4．根據(jù)物質離解程度不同分離進行分離,離子交換樹脂為固定相，強離子濃度水溶液為流動相含水流動相通過樹脂可交換離子與樹脂上的交換基團交換，吸附到樹脂上 中性及無交換離子的成分流出,離子交換色譜法,5．

34、根據(jù)物質離解程度不同分離進行分離,陽離子交換樹脂：強酸性（-SO3-H+） 弱酸性（-COO-H+） 陰離子交換樹脂：強堿性（-N+(CH3)3Cl-） 弱堿性（-NH2OH）,5．根據(jù)物質離解程度不同分離進行分離,適用于生物堿、有機酸、酚類、氨基酸等離子化合物的分離。,1、化合物進行硅膠吸附柱色譜時的結果是A、極性大的先流出 B、極性小的先流出

35、C、熔點低的先流出D、熔點高的先流出 E、易揮發(fā)的先流出,2、原理為氫鍵吸附的色譜的是A、離子交換色譜 B、凝膠過濾色譜 C、聚酰胺色譜 D、硅膠色譜 E、氧化鋁色譜,3、薄層色譜的主要用途為A、分離化合物 B、鑒定化合物 C、分離和化合物的鑒定 D、制備化合物 E、制備衍生物,4、原理為分子篩的色譜是A、離子