中藥化學(xué) 2011 第二章xinppt課件

1、中藥化學(xué)Chemistry of Traditional Chinese Medicine第二節(jié)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法中藥有效成分的提取分離方法有效成分理化性質(zhì)提取分離技術(shù)的原理和特點(diǎn)合適的提取分離方法第二章第二章 中藥化學(xué)成分的一般研究方中藥化學(xué)成分的一般研究方法法 提取前先鑒定藥材和查閱文獻(xiàn)，提取時(shí)將藥材粉碎成粗粉，常用的提取方法有： 溶劑提取法 水蒸汽蒸餾法 超臨界流體萃取法 其他方法： （升華法、組織破碎法、壓榨法、超聲法、微波提取法等）一、中藥有效成分的提取方法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（一溶劑提取法原理：溶劑透過藥材粉末的細(xì)胞膜，溶解溶質(zhì)，形成細(xì)胞內(nèi)外溶質(zhì)濃度差

2、，將溶質(zhì)滲出細(xì)胞膜，達(dá)到提取目的。1、溶劑的選擇按極性遞增的順序排列）（1溶劑的分類親脂性溶劑：環(huán)己烷，石油醚，四氯化碳，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯親水性溶劑：正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇、乙腈、乙酸水 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法極性大極性小水甲醇、乙醇正丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯丙酮二氯甲烷四氯化碳石油醚第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（2常用溶劑的特點(diǎn) 氯仿相對密度1.48 g/cm3 ）比水重，沸點(diǎn)61.7，易揮發(fā)。石油醚，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇均與水互不相溶分層）。丙酮，乙醇，甲醇、乙腈、乙酸與水任意比例混溶。水：冷水：發(fā)生酶解反應(yīng)，雜質(zhì)多；熱水：效率高，

3、揮發(fā)性成分損失，熱敏性成分易破壞。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（3溶劑的要求 溶解度適當(dāng)：遵照 “相似相溶準(zhǔn)繩，即溶質(zhì)易溶于與其極性相似的溶劑中； 萜類和甾體等因極性小，易溶于乙醚等親脂性溶劑； 糖苷類等極性大，易溶于水或含水醇等親水性溶劑； 酸、堿及兩性成分溶解度隨pH值改變。 不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 安全無毒經(jīng)濟(jì)易得； 沸點(diǎn)易適中，便于回收，反復(fù)使用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據(jù)。 影響化合物極性的因素： (1) 母核大小碳數(shù)多少）：分子大、碳數(shù)多，極性??；分子小、碳數(shù)少，極性大。(2) 取代基極性大?。涸诨衔锬负讼嗤蛳嘟闆r下，化合

4、物極性大小主要取決于取代基極性大小。 基團(tuán)極性；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷 舉例：判斷下列各組化合物極性大小。OHOCOCH3OA B C（4化學(xué)成分的極性第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法冷提法：浸漬法滲漉法熱提法：煎煮法回流提取法連續(xù)回流提取法索氏提取法）（5提取方法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（二CO2超臨界流體提取法特點(diǎn)超臨界流體密度液體 超臨界流體粘度氣體 優(yōu)點(diǎn)1、萃取能力強(qiáng)，大大提高效率2、溫度低，熱敏性、易氧化分解 的物質(zhì)不易破壞3、時(shí)間短，24小時(shí)可完成4、提取物無溶劑殘留物5、提取物質(zhì)量穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)易控制第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（三水蒸氣蒸餾：適用能隨水蒸氣蒸餾而不被

5、破壞的化合物，且不溶于水。用于揮發(fā)油成分。（四其它方法 升華法 組織破碎提取法 壓榨法 超聲提取法 微波提取法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法二、分離精制方法1.溶劑法酸堿溶劑法溶劑分配法 系統(tǒng)溶劑萃取法 逆流分溶法CCD） 液滴逆流色譜DCCC）破壞乳化的方法有：（1加熱敷；（2將乳化層抽濾；（3長時(shí)間放置24小時(shí)以上）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法1、酸堿溶劑法 對酸性、堿性或兩性成分，調(diào)節(jié)溶液pH值，改變分子存在狀態(tài)游離型或離解型），改變?nèi)芙舛?，從而?shí)現(xiàn)分離。 生物堿類成分常用酸水提取后，調(diào)至堿性，從水中沉淀析出酸/堿法）；黃酮、醌類或酚類等酸性成分常用堿水提取后，調(diào)至酸性，從水

6、中沉淀析出堿/酸法）；蛋白質(zhì)提取后調(diào)節(jié)PH至等電點(diǎn)使其沉淀析出。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 pH對于酸性成分：HA+H2OA-+H3+O pH=pKa+lgA-/HA若使酸性物質(zhì)完全離解，則pH=pKa+lgA-/HApKa+lg(100/1)pHpKa + 2，酸性物質(zhì)多呈離解態(tài)90A-）；若使酸性物質(zhì)完全游離，則pH=pKa+lgA-/HApKa+lg(1/100)pHpKa - 2，酸性物質(zhì)多呈游離態(tài)90HA）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法討論： 已知酚類化合物的pKa 9.210.8；羧酸類化合物的pKa 5，如何調(diào)節(jié)pH值，改變酚類和羧酸的存在狀態(tài)？第二節(jié) 中藥有效成分

7、的提取分離方法 pH對于堿性成分：B+H2OBH+OH- BH+H2O B+ H3+OpH=pKa+lgB/BH+若使堿性物質(zhì)完全離解，那么pH=pKa+lgB/BH+pKa+lg(1/100)pH pKa - 2，堿性物質(zhì)呈離解態(tài)（ 90BH）；若使堿性物質(zhì)完全游離，那么pH=pKa+lgB/BH+pKa+lg(100/1)pH pKa + 2，堿性物質(zhì)呈游離態(tài)（ 90 B）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法小結(jié)：pH12時(shí)，酸性物質(zhì)多呈離解狀態(tài)A-），而堿性物質(zhì)多呈游離狀態(tài)B）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法分配系數(shù)K值，即分配比） 即在一定溫度及壓力下，溶質(zhì)在兩相溶劑中的濃度比K=

8、CU/CL），為一常數(shù)。 萃取時(shí)如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大，則分離效率越高。 極性較大的成分：正丁醇水 極性中等的成分：乙酸乙酯醇水 極性較小的成分：乙醚或乙酸乙酯）水溶劑分配法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法系統(tǒng)溶劑萃取法按極性遞增的溶劑依次萃?。?己烷，石油醚，氯仿或乙醚），乙酸乙酯，正丁醇，甲醇或乙醇)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法逆流分溶法CCD）第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 使流動相垂直上升或下降，通過固定相的液柱，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的逆流色譜分離。液滴逆流色譜 DCCC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 優(yōu)點(diǎn)：1不需振蕩兩相溶劑，特別適于皂苷類成分的分離；2不需固體載

9、體，樣品無吸附消耗，無污染，無脫尾現(xiàn)象，且可以定量回收。 缺陷： 1必須選用能生成液滴的溶劑系統(tǒng)；2處理樣品量?。?3要有特定的設(shè)備，操作較繁瑣。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 依靠蛇形管的方向性和高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，使無載體支持的固定相穩(wěn)定地保留在蛇形管內(nèi)，并使流動相單相、低速通過固定相，實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流萃取分離物質(zhì)的目的。高速逆流色譜High Speed Countercurrent Chromatography, HSCCC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 優(yōu)點(diǎn)： 1不需固體載體； 2樣品無吸附消耗，無污染，無脫尾現(xiàn)象，且可以定量回收。適用于皂苷、生物堿、酸性成分、蛋白質(zhì)、糖類的分

10、離精制。 缺陷： 1需要特定的設(shè)備； 2處理樣品量小。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（二沉淀法1專屬試劑沉淀法 生物堿類 雷氏銨鹽甾體皂苷、 三萜皂苷膽甾醇甾體皂苷2. 分級沉淀法水/醇法（除去糖、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì)）醇/水法（除去樹脂、葉綠素水不溶性雜質(zhì)）醇/醚法（沉淀皂苷成分與脂溶性雜質(zhì)分離）3鹽析法 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（三分餾法（沸點(diǎn)）（四膜分離法（外加壓力或化學(xué)位差分子大小）（五升華法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)原理：是以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動力如壓力差、濃度差、電位差等時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過膜，以達(dá)到分離、提純的

11、目的。特點(diǎn)：常溫操作，特別適用于熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮；簡化工藝，縮短生產(chǎn)周期，分離效率高，降低有效成分的損失，同時(shí)去除雜質(zhì)；分離選擇性高，可分級分離；除菌除熱源效果好；分離不耗用有機(jī)溶媒如乙醇），有利于減少環(huán)境污染；選擇范圍廣，適用性強(qiáng)；且易于連續(xù)化和自動化操作。 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法類型：類型：按分離功能分類微濾0.110 m）：用于截留顆粒物，液體的澄清及大部分細(xì)菌的去除。超濾10100 nm）：近似于機(jī)械篩，主要用于幾千至數(shù)十萬的物質(zhì)的分級分離、提純和濃縮。納濾110 nm）：用于3001000的小分子物質(zhì)，集濃縮與透析為一體?？煞植綖V除粉針劑中無機(jī)鹽和多糖成分。反滲透（

12、1 nm）：用于制備高品質(zhì)水。使用有機(jī)膜，從水溶液中除去無機(jī)鹽和小分子物質(zhì)，主要用于脫鹽純化，可代替離子交換樹脂。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法運(yùn)用：運(yùn)用：1用于提取中藥有效成分：如采用超濾法對黃芩苷進(jìn)行提取，其收率、純度及顏色方面較常規(guī)水醇法優(yōu)。2用于制備中藥注射劑：采用超濾法可去除中藥煎液中大量的蛋白、淀粉、樹脂、鞣質(zhì)等大分子物質(zhì)及絮狀物等。3用于制備中藥口服液：采用超濾法較醇沉法能更多地去除料液中的雜質(zhì)，從而節(jié)省試劑、簡化工序、縮短生產(chǎn)周期。4用于制備藥酒等其他中藥制劑用于藥酒生產(chǎn)可提高藥酒的內(nèi)在質(zhì)量、穩(wěn)定性和澄明度。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法影響結(jié)晶的因素：結(jié)晶用溶劑的選擇

13、（1要對被結(jié)晶成分熱時(shí)溶解度大、冷時(shí)溶解度??； 對雜質(zhì)或冷熱時(shí)都溶解，或冷熱時(shí)都不溶解。（2與被結(jié)晶成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（3沸點(diǎn)不宜太高。（六結(jié)晶法 提取或分離物提取或分離物 溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，過濾溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，過濾 溶液溶液 放置冷藏析晶，過濾放置冷藏析晶，過濾 粗結(jié)晶粗結(jié)晶 重復(fù)上述操作重結(jié)晶）重復(fù)上述操作重結(jié)晶） 結(jié)晶結(jié)晶第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法吸附色譜凝膠過濾色譜大孔樹脂色譜離子交換色譜分配色譜（七色譜分離法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法1、吸附色譜l 硅膠 氧化鋁：極性吸附l 活性炭：非極性吸附l 聚酰胺：氫鍵吸附l(酰胺羰基與酚類、黃酮

14、類化合物的酚羥基，或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法物理吸附 也叫表面吸附，由分子間作用力引起，遵照“相似者易于吸附” 原理。（1基本特點(diǎn)：無選擇性、可逆、快速吸附（2基本要素：溶劑、溶質(zhì)、吸附劑溶劑溶質(zhì)吸附劑第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法常見的吸附劑 硅膠：顯微酸性，適于分離酸性和中性化合物，若分離生物堿時(shí)需在流動相中加入適量的有機(jī)堿； 氧化鋁：呈堿性，適于分離生物堿等堿性成分，不宜用于分離有機(jī)酸、酚性等酸性成分。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法l 活性炭l 非極性吸附劑，對非極性溶質(zhì)具有較強(qiáng)的親和力，在水中對溶質(zhì)吸附能力強(qiáng)；溶劑的極性越小

15、，洗脫能力越強(qiáng)。反之，越弱。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法l聚酰胺l原理：聚酰胺通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。l特點(diǎn)：聚酰胺不溶于水及有機(jī)溶劑，對堿穩(wěn)定，但可溶于濃鹽酸、冰醋酸及甲酸。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 極性與非極性的成分均可適用；特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物；聚酰胺對鞣質(zhì)吸附特強(qiáng)，近乎不可逆，可用于粗提物的脫鞣處理。運(yùn)用第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（凝膠滲透色譜、分子篩濾過、排阻色譜） 原理：分子篩作用 葡聚糖凝膠sephadex G） 羥丙基葡聚糖凝膠(sephadex

16、LH-20)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 2、凝膠過濾色譜洗脫規(guī)律或出柱順序： Ve = K1-K2lg M 分子量M越大，洗脫體積Ve 越小，越先出柱。故被分離的物質(zhì)按分子由大到小的順序先后流出并得到分離。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法常見的凝膠種類凝膠系列數(shù)字吸水量10，如葡聚糖凝膠G-25的吸水量為2.5 ml/g。不同分子量的物質(zhì)的分離需要不同規(guī)格凝膠；葡聚糖凝膠Sephadex G系列只適于在水中應(yīng)用。 1葡聚糖凝膠Sephadex G系列第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法2羥丙基葡聚糖凝膠Sephadex LH-20系列 為Sephadex G-25經(jīng)羥丙基化后的產(chǎn)物，應(yīng)

17、用較廣。具有分子篩特性，可按分子量大小分離物質(zhì)；在由極性與非極性溶劑組成的混合溶劑中常常起到反相分配色譜的作用，適合于不同類型有機(jī)物的分離。Sephadex LH-20即能在水中，也能在有機(jī)溶劑中或者含水的混合溶劑中應(yīng)用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（4運(yùn)用 廣泛應(yīng)用于黃酮類、苷類、生物堿、蛋白、多糖等成分的純化。 例如葡聚糖凝膠G和 LH-20分離黃酮苷元時(shí)，主要靠吸附作用，苷元酚羥基越多，越難洗脫；分離黃酮苷時(shí)，主要靠分子篩作用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法3、大孔吸附樹脂原理：吸附性和分子篩性原理相結(jié)合吸附性：范德華引力或氫鍵的分子篩：多孔性運(yùn)用：比較廣泛，可用于糖與苷的分離

18、、生物堿的精制多糖、黃酮、三萜類化合物等的分離與精制。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法4、分配色譜原理：被分離成分在固定相和流動相之間的 分配系數(shù)不同正相分配色譜：流動相極性固定相極性HPLC、MPLC、LPLC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 正相分配色譜特點(diǎn)：固定相極性流動相極性支持劑：硅膠、硅藻土、纖維素粉等固定相：水、緩沖溶液等流動相：固定相飽和的氯仿、乙酸乙酯、丁醇等有機(jī)溶劑洗脫順序：化合物極性越小，越先出柱；化合物極性越大越后出柱。運(yùn)用：可用于分離水溶性或極性較大的成分，如生物堿、苷類、糖類、有機(jī)酸等化合物。（2液-液分配柱色譜固定相流動相第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 反

19、相分配柱色譜特點(diǎn)：固定相極性流動相極性支持劑：硅膠、硅藻土、纖維素粉等固定相：石蠟油等弱極性溶劑流動相：固定相飽和的水或甲醇等強(qiáng)極性溶劑洗脫順序：化合物極性越大，越先出柱；化合物極性越小，越后出柱。運(yùn)用：適合于分離脂溶性化合物，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 液液分配薄層色譜法特點(diǎn)：可在薄層上進(jìn)行，快速、靈敏。運(yùn)用：液液分配薄層色譜結(jié)果正相柱用正相薄層色譜，反相柱用反相薄層色譜可用于選定相應(yīng)的液液分配柱色譜最佳分離條件。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 加壓液相色譜法載體：比經(jīng)典液相色譜柱顆粒直徑100-150 m小，只有5, 10, 40-60 m，比表

20、面積較大的多孔型硅球，并鍵合不同極性的化合物，提高柱效。流速：加壓，快速搜集：自動化，省時(shí)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 類型：依據(jù)壓力大小，加壓液相色譜法又分為： 快速柱色譜約2.02105 Pa） 低壓柱色譜（20.2105 Pa）第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 固定相：常用鍵合固定相。 鍵合固定相是普通硅膠（Si-OH上鍵合長度不同的烴基R），形成親油表面而成。 鍵合固定相以硅烷化鍵合型最為常用，根據(jù)鍵合烴基R的長度（-C2H5、-C8H17、-C18H37、）分別命名為：RP-2、RP-8、RP-18。三者親脂性強(qiáng)弱順序：RP-18 RP-8 RP-2。 鍵合固定相的作用同時(shí)具

21、有分配和吸附作用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 流動相：水-甲醇或水-乙腈 洗脫順序：化合物極性越大，越先出柱；反之，化合物極性越小，越后出柱。 運(yùn)用：常用于分離水溶性或極性較大的成分，如苷類。 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（1原理 天然有機(jī)化合物中，具有酸性、堿性及兩性基團(tuán)分子在水中多呈離解狀態(tài)，與離子交換樹脂上的交換基團(tuán)發(fā)生不同程度的交換而被吸附，隨后用適當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行洗脫，從而實(shí)現(xiàn)分離。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法5、離子交換色譜（2離子交換樹脂結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 母核部分+離子交換基團(tuán) 母核部分結(jié)構(gòu)： 以強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為例如圖）母核部分交聯(lián)度越大，網(wǎng)孔越??；交聯(lián)度越小，網(wǎng)

22、孔越大。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 樹脂類型： 陽離子交換樹脂強(qiáng)酸性（-SO3-H+）弱酸性（ -COO-H+ ） 陰離子交換樹脂強(qiáng)堿性（-N+(CH3)3Cl-）弱堿性（ -NH2，NH， -N），仍可用離子交換樹脂分離。例如將三者混合物的水溶液通過NH4+型弱酸性樹脂，先用水洗下（），再用 NH4Cl洗下（），最后用Na2CO3洗下（）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 用于電荷相同且離解程度非常近似的混合物 采用離子交換色譜法。關(guān)鍵在于選好固定相樹脂，枯燥、粉碎，200400目及流動相緩沖液）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法(一) 光照的影響 光不穩(wěn)定物質(zhì)分離時(shí)要避光。(二

23、) 酸堿的影響 酸、堿條件下不穩(wěn)定的物質(zhì)要在中性條件下分離。(三) 溫度的影響 熱不穩(wěn)定物質(zhì)分離時(shí)要低溫進(jìn)行。(四) 溶劑的影響采用分析純試劑）(五) 吸附劑的影響采用純度高，雜質(zhì)少的填料）(六) 溶質(zhì)的影響提取與分離注意事項(xiàng)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法思考題1）1、簡述溶劑法提取有效成分的基本原理。怎樣選擇適宜的溶劑？2、將下列有機(jī)溶劑按親水性強(qiáng)弱順序排列：乙醇、環(huán)己烷、正丁醇、丙酮、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、苯。3、中草藥有效成分的提取方法有哪些？4、“水提醇沉法和“醇提水沉淀法各沉淀哪些成分? 酸/堿法和堿/酸法分別適合哪類成分的提??？5、敘述液液萃取法中分離因子的含義。6、如何調(diào)節(jié)pH值使酸性物質(zhì)基本游離？7、如何調(diào)節(jié)pH值使堿性物質(zhì)基本離解？8、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比差異進(jìn)行分離的色譜方法有哪些？9、何謂液液分配柱色譜CC）？何謂正相、反相分配色譜？各有何特點(diǎn)？10、何謂鍵合固定相？說明常用反相鍵合固定相的種類和特點(diǎn)。 簡述常見官能團(tuán)的極性順序，化學(xué)成分的極性取決于哪些因素？硅膠在吸附色譜中與在分配色譜中作用有什么不同？