天然藥物化學成分的常用分離純化方法

1、天然藥物化學成分的常用分離純化方法§1概述一、研究分離純化技術的重要性（一）制備工藝研究的重點原料經(jīng)提取加工所得的提取物通常是一個成分復雜的混合物，只有經(jīng)過進一步地分離純化，才能得到純度較高的化學成分。提取 分離純化 檢識 除去部分或全部雜質(zhì) 提取物 目標 成分（雜質(zhì)化學成分） （純度提高） （二）檢測分析研究的重點天然產(chǎn)物工作中，無論原料或終產(chǎn)品，經(jīng)常會是混合物；這些含有雜質(zhì)成分的樣品，檢測分析之前，一般都需要做前處理，以便除掉干擾分析的雜質(zhì)，否則，檢測分析工作常常難以進行。要除掉待測樣品中的雜質(zhì)，同樣需要分離純化技術：前處理待測樣品 供試樣品 檢測分析 分離純化 除掉干擾檢測 分

2、析的雜質(zhì)組分 由上述可見，分離純化同樣也是檢測分析的研究重點二、研究分離純化方法的基本思路動、植物原料的提取物的化學組成經(jīng)常是很復雜的，往往含有幾十、幾百甚至近千種成分（包括微量成分）。要從眾多成分中分離純化某種化學成分，其難度可想而知，究竟應當如何著手呢？其實我們只要抓住一個重要的基本思路，就可以使許多看似困難的分離工作，變得比較容易，這個思路就是：尋找差異、利用差異決定分離難易的關鍵：不在于成分多少, 而在于差異大小。只要存在顯著差異，從上千種成分中分離出某種成分也未必困難；反之，如果差異微小，即便是兩種成分的分離，也會相當棘手。學習和研究分離純化技術，重在把握思路，切忌生搬硬套，死記硬背

3、，應當重視培養(yǎng)“善于尋找差異和利用差異”的良好習慣。盡管天然產(chǎn)物中成分眾多，然而只要細心研究，總能發(fā)現(xiàn)被分離成分之間的某些差異。在分離純化工作中可以利用的差異是很多的，其中最常利用的有四類差異：溶解度（或分配系數(shù)）、酸堿性（或解離度）、吸附性、分子量以下，我們便對此進行研究探討。§2 利用溶解度（或分配系數(shù)）差異進行分離純化的方法一、直接利用溶解度差異溶解度差異是分離純化工作中經(jīng)常考慮利用的重要差異類型。（一）主要用途：用于分離 溶解度 不同的成分，通常也是 極性 不同的成分（溶解度與極性相關）。（二）主要原理：相似相溶 參見第二章：二 1 （2）.（三）常用方法基于溶解度差異的分離

4、方法，常見有三種：抽提法、沉淀法、萃取法1抽提法（溶劑抽提法） 溶 液 (可溶部分) 提取物 干 燥 粉 碎 溶劑抽提、分離 殘 渣 （不溶部分） 實驗裝置圖示: A B C該方法操作與裝置皆很簡便。如上圖所示，小量操作在圖A 試管中即可進行攪拌抽提，稍大量可置圖B 磁力攪拌器中自動攪拌，再大量還可用大型燒瓶（圖C ）攪拌抽提，如用有機溶劑抽提，圖B、C上方應連接回流冷凝管，切忌有機溶劑揮發(fā)逸出。抽提完成后，圖A 試管可直接離心分離，圖B 、C裝置抽提完成后，可酌情離心或過濾分離。由上述不難看出，抽提法經(jīng)過簡便操作，即可利用溶解度差異分離獲得兩類組分。練習：帶有 冷苯 漢防己甲素 甲基 可溶

5、漢防己乙素 羥基 難溶 試寫分離流程：冷苯抽提 過 濾濾液（甲素）殘渣（乙素） 混合物2沉淀法（溶劑沉淀法） 緩緩滴加另一溶劑 分離 溶 液（可溶成分）提取液 混濁、析出沉淀 與原溶劑極性不同 沉 淀（不溶成分） 但可與之混溶 實驗裝置與上述抽提法相似，見上圖。需要注意的是沉淀法與抽提法的重要區(qū)別在于：在該法中被分離物料是液體。 該法所加溶劑的目的不是用于溶解，而是用于使某種成分難溶析出，因而必須從極性角度仔細選擇溶劑種類，所加溶劑既要能夠與原溶劑相混溶，又必須與原溶劑的極性存在顯著差異，能使最終的混合溶劑的極性與原溶劑發(fā)生顯著變化，從而使某些成分隨著溶劑的極性改變而由可溶狀態(tài)轉為不溶或難溶狀

6、態(tài)沉淀析出，達到分離目的。沉淀法與抽提法也有共同之處：操作之后都存在固液兩相，因而其最終的分離措施是相似的，諸如離心、過濾等都是常用方法。沉淀法流程實例：3萃取法 親脂溶劑相（脂溶成分） 加入有機溶劑 振搖 靜置分層 水提取液 如石油醚、 充分混勻 乙醚、氯仿等 水 相（水溶成分） 實驗裝置圖示:萃取操作也較為簡便，所用裝置可大可小，然而應注意防止乳化。萃取流程實例：萃取萃取脫脂（四）兩大技巧1梯度處理以上三法皆可進行梯度處理，例如梯度抽提（分步提?。?，梯度沉淀（分步沉淀），梯度萃取。普通的溶劑處理法，僅能用于分離極性差異較大、溶解度差異較大的成分，應用受到一定限制；而梯度處理法可以收到更好的

7、分離效果。2 組合應用如：水提醇沉 水提醚萃 分離效果更好二、改變?nèi)芙舛炔町愡M行分離對于溶解度差異較小而不易分離的成分，還可同過多種手段增大其溶解度差異，例如：改變溫度：降溫法、升溫法等加入某種試劑：鉛鹽沉淀法等制備衍生物： 酯化、磺化等。§3利用酸堿性（或解離度）差異進行分離純化的方法一. 利用酸堿性差異分離 - 酸堿溶液處理法 （與溶劑處理法相似）也有三大方法：( 抽提法 沉淀法 萃取法 )基本原理： 成鹽二. 利用解離度差異分離 - 離 子 交 換 法一利用酸堿性差異分離 - 酸堿溶液處理法 （一）酸堿抽提法總提取物，依次用酸水、堿水簡單處理之后，往往能夠很容易分為堿性、酸性及

8、中性三大類成分。實例： 酸水抽提 酸水溶液（堿性成分成鹽，溶出） （常用12鹽酸） 總提取物 堿水抽提 粉末、顆粒 堿水溶液（酸性成分成鹽，溶出 ） 或浸膏等 （常用0.1MNaOH） 中性溶劑抽提 中性溶液（中性成分溶出） （水或有機溶劑） 酸水溶液 (生物堿鹽) 生物堿 提取物 （酒精浸膏） 酸水抽提 過濾 不溶物（雜質(zhì)） （二）酸堿沉淀法（可與抽提法或萃取法配用）1. 堿溶酸沉法 溶于堿水 酸型成分 鹽型成分 含-COOH 酸化、析出沉淀 或酚OH實例： 大黃水解提取物（氯仿溶液） 堿溶 堿水萃取 分層 氯仿溶液 (含脂溶性雜質(zhì)) 堿水溶液 （ 與脂溶性成分分離） 酸沉 酸化（pH23）

9、，析出沉淀 過濾 酸水液 (酸水可溶性雜質(zhì)) 大黃總蒽醌苷元（與水溶性成分分離）2酸溶堿沉法 溶于酸水堿型成分 鹽型成分 堿化析出沉淀（三）酸堿萃取法（1）用酸水或堿水萃取有機相（與其它脂溶性成分分離）用酸水從有機溶劑中萃取出堿性成分 (成鹽而溶于酸水，未成鹽的親脂性雜質(zhì)留于有機溶劑)或用堿水從有機溶劑中萃取出酸性成分 (成鹽而溶于堿水，未成鹽的親脂性雜質(zhì)留于有機溶劑)實例：大黃總蒽醌苷元（氯仿溶液）用堿水萃取精制（見上方實例流程圖）（2）用有機溶劑萃取酸水或堿水溶液（與水溶性成分分離）通常，未成鹽的親脂性成分被有機溶劑萃取，能成鹽的親脂性成分留于酸水或堿水溶液（實現(xiàn)分離）（3）組合法1o 酸

10、水萃取 堿化 有機溶劑萃取 有機相 酸水萃取（初步分離） 分層 有機相 (中性或酸性親脂成分) 酸水液 （堿性親脂成分成鹽，例如生物堿鹽） 堿化 有機溶劑萃取 (再次分離) 分層 堿水液（水溶性成分） 有機相 （堿性親脂成分，例如生物堿） 2o 堿水萃取 酸化 有機溶劑萃取原理與（3）1o 相似，可用于精制酸性親脂成分（四）pH梯度處理法普通的酸堿處理法，僅能用于分離酸性、堿性和中性成分；而pH梯度處理法還能分離酸性（或堿性）強弱不同的成分。PH梯度處理也分為抽提、沉淀、萃取法。1 pH梯度萃取法實例：大黃中幾種酸性強弱不同的蒽醌苷元的分離 5NaHCO3萃取 強酸性成分(例如大黃酸) pH8

11、 pH梯度萃取 5NaCO3萃取 酸性總提取物 弱酸性成分(例如大黃素) 堿性依次增強 pH=10 0.5%NaOH萃取 酚性成分(例如蘆薈大黃素)同上原理，也可用不同酸度的酸水分離堿性強弱不同的成分。 2pH梯度抽提法和pH梯度沉淀法與上述pH梯度萃取法原理相似。二、離子交換法（利用解離度差異） 見Ch.5層析法§4利用吸附性差異進行分離一 常用吸附方法的分類（一）按吸附原理分：1物理吸附（表面吸附）：它是由構成溶液的分子（含溶質(zhì)及溶劑）與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起。物理吸附無選擇性，可逆，應用廣。2化學吸附（發(fā)生化學反應）：吸附劑與被吸附成分各有酸、堿基團時，相互之

12、間會發(fā)生化學吸附；例如堿性氧化鋁（屬堿性吸附劑）與酸性成分之間的吸附，或者硅膠（屬弱酸性吸附劑）與生物堿成分之間的吸附等都屬化學吸附?；瘜W吸附具有選擇性，難解吸，甚至不可逆，應用較少（通常多回避）。3半化學吸附（例如聚酰胺氫鍵吸附），吸附力較弱，介于上述二者之間，應用較多（見§6）。（二）按被吸附成分與吸附劑的相對關系來分：1 靜態(tài)吸附（又稱簡單吸附法，例如活性碳脫色）向被處理液體中加入吸附劑，攪勻、充分吸附后，將吸附劑與被處理液體分離（過濾或離心等），必要時重復上述操作多遍，以達到充分吸附。有必要洗脫時，再合并吸附劑另行洗脫；吸附雜質(zhì)時通常不再洗脫（參見下圖）。2 動態(tài)吸附（又稱吸

13、附層析法，例如活性碳柱層析） 吸附劑裝入層析柱中（見下圖），加洗脫劑至略高于吸附劑，加被分離樣品于柱頂，洗脫劑由上方不斷滴加，從下方不斷流出。在洗脫劑的作用下，被吸附成分不斷離開上方吸附劑，又被下方吸附劑重新吸附，按其吸附性強弱不同而被分離成不同的層析譜帶（見下圖）。靜態(tài)吸附裝置圖示： 動態(tài)吸附裝置圖示：3 靜態(tài)吸附與動態(tài)吸附的比較（見下表 ）主 要 特 征對吸附強度的要求主要用途常見實例吸附與洗脫過程被吸附成分與吸附劑之間被分離成分之間的吸附性差異靜態(tài)吸 附又稱簡單吸附法分別進行屬間歇性操作一次性吸附一次性洗脫處于相對靜止狀態(tài)顯著多為質(zhì)的區(qū)別（可吸附與不吸附）強吸附多用于去除雜質(zhì)（通常雜質(zhì)含

14、量偏少，雜質(zhì)可吸附，目標成分不吸附或少吸附）*活性炭脫色植物油酸性白土脫色等動態(tài)吸 附又稱吸附層析法同時進行屬連續(xù)性操作重復吸附連續(xù)洗脫不斷發(fā)生相對位移較小多為量的區(qū)別（都能被吸附，吸附強弱有區(qū)別）弱吸附， 從而實現(xiàn)吸附、洗脫、再吸附、再洗脫的動態(tài)過程以便分離多用于分離極性近似的成分（其吸附性也相近）活性炭層析氧化鋁層析硅膠層析等本節(jié)重點：物理吸附中的靜態(tài)吸附二物理吸附法 （重點討論靜態(tài)吸附） 又稱簡單吸附法(一) 基本規(guī)律：相似相吸（與極性有關，類似于“相似相溶”）物理吸附法雖無選擇性，但其吸附強弱及吸附先后順序，遵循這一規(guī)律。“相似者易于相互吸附”，極性吸附劑易吸附極性物質(zhì)，非極性吸附劑易

15、吸附非極性物質(zhì)。（二）影響因素（吸附三要素）吸附劑溶 質(zhì) (被分離物質(zhì)) 溶質(zhì)與溶質(zhì) (爭吸) 競爭吸附 (爭奪吸附劑表面)溶 劑 溶劑與溶質(zhì) (解吸)吸附效果與上述三者的結構特點及極性強弱有關（三）吸附劑和洗脫劑的分類吸附劑按極性不同可分為以下兩大類：極 性吸附劑 非極性 吸附劑 別 名 親水性吸附劑 親脂性吸附劑 易吸附 親水性成分 親脂性成分 實 例 氧化鋁、硅膠 活性碳 活 化 需去水 需去氣 洗脫劑按極性不同可分為：親水性洗脫劑、親脂性洗脫劑。（四）、吸附劑和洗脫劑的選擇原則(見下表)被吸附成分吸附劑應選用洗脫劑應選用原 理小 結在靜態(tài)吸附中親水性成分親水性吸附劑親水性洗脫劑利 用相

16、似相吸實 現(xiàn) 強 吸 附吸附劑和洗脫劑的極性均與被吸附成分一致親脂性成分親脂性吸附劑親脂性洗脫劑在動態(tài)吸附中親水性成分親脂性吸附劑親水性洗脫劑利 用相異弱吸實 現(xiàn)弱 吸 附吸附劑的極性與被吸附成分相反洗脫劑的極性與被吸附成分一致親脂性成分親水性吸附劑親脂性洗脫劑（五）簡單吸附法的應用1精制 （吸附雜質(zhì)）（1）活性碳脫色 常用于提取液精制或結晶、重結晶的操作。（2）酸性白土脫色、脫臭用于植物油或脂肪酸精制，效果很好，脫色的同時兼有一定程度的脫臭作用。例如，花生油脫色；魚油多不飽和脂肪酸EPA、DHA類產(chǎn)品脫色。2濃縮（富集） （吸附有效成分）用于從大量稀水溶液中濃縮微量物質(zhì)。例如，從一葉萩水浸液

17、中濃縮分離抗腫瘤成分一葉萩堿。方法為：將水浸液pH調(diào)至堿性（pH 8.5），分次加入活性碳，攪拌，靜置，直到上清液檢查無生物堿反應時為止。濾集吸堿炭末，干燥后，與苯回流，苯液回收即得一葉萩堿。§5利用分子量差異進行分離一、透析法1原理利用小分子量及小離子化合物在溶液中可通過透析膜，而大分子及大離子化合物不能通過透析膜的性質(zhì)，借以達到分離的目的。2應用此法通常用于分離純化化學成分提取物中的大分子成分，如皂苷、蛋白質(zhì)、多肽、多糖等成分，以除去混雜其中的無機鹽、單糖、雙糖等小分子化合物。二、超濾法和超速離心法超濾法：利用因分子大小不同所引起的擴散速度的差別，進行分離。超速離心法：利用溶質(zhì)在

18、超速離心引起的重力場作用下具有不同的沉降性或浮游性。§6其它分離方法簡介利用各種差異的分離方法還有很多，例如：分餾法：是利用混合物中各組分的沸點不同，因而在分餾過程中產(chǎn)生蒸汽壓的高低差別而得以分離的方法。升華法：是利用某些固體物質(zhì)在低于其熔點的溫度下，受熱后不經(jīng)過熔化便可直接轉化為氣體，遇冷后又直接凝結為固體的性質(zhì)，借以達到與其它成分的分離。超臨界流體提取分離法：見前述附： 化學成分提取分離其它實例 一、 從槐米中提取蘆?。▔A溶酸沉法） 沸水提?。喝』泵准尤爰s6倍量水，煮沸，堿溶：攪拌下緩緩加入石灰乳至PH 8 9，微沸20 30分鐘，趁熱抽濾，殘渣同上再加4倍水煎煮一次，乘熱抽濾，合并濾液。酸沉：取上述濾液，在60 70