中藥成分提取分離純化講稿

1、關(guān)于中藥成分提取分離純化第1頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四中藥化學(xué)成分類型及生物合成簡介第一節(jié)第2頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四中草藥中各類化學(xué)成分簡介一、有效成分1.堿性化合物： 生物堿小檗堿第3頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.酸性化合物：結(jié)構(gòu)中含有酚羥基的化合物黃酮、醌類、苯丙素（香豆素、木脂素）及其苷類結(jié)構(gòu)中含有羧基的化合物有機酸、葡萄糖醛酸第4頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四黃酮蒽醌香豆素木脂素第5頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四3.兩性化合物： 結(jié)

2、構(gòu)中既有堿性基團也有酸性基團 氨基酸、蛋白質(zhì)4.中性化合物： 分子結(jié)構(gòu)中既無堿性基團也無酸性 基團的化合物，如萜類和揮發(fā)油、 甾體等。 第6頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 中藥化學(xué)成分大多屬于天然有機化合物，類型眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)目龐大。然而其結(jié)構(gòu)間卻存在著一定的聯(lián)系，許多化合物在分子結(jié)構(gòu)中都包含著某些基本組成單位。 植物在體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中由不同的生物合成途徑產(chǎn)生出結(jié)構(gòu)千差萬別的代謝產(chǎn)物。 第7頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四苯丙素類具有C6-C3單位萜 類具有重復(fù)的C5單位具有C6-C3-C6單位黃 酮 類具有C2單位。脂肪酸、酚類、醌

3、及聚酮類生物堿類具有氨基酸單位第8頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四按成分的生物合成途徑可分為一次代謝產(chǎn)物和二次代謝產(chǎn)物一次代謝產(chǎn)物 是每種植物中普遍存在的維持有機體正常生存的必需物質(zhì)，如葉綠素、糖類、蛋白質(zhì)、脂類和核酸等。中藥化學(xué)的主要研究對象。 二次代謝產(chǎn)物 是在特定的條件下，以一 些重要的一次代謝產(chǎn)物（如 乙酰輔酶A等）作為前體或 原料，經(jīng)歷不同的代謝過程生成的物質(zhì)（如生物堿、黃酮等）。第9頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四中藥二次代謝產(chǎn)物的主要生物合成途徑 一、乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑 二、甲戊二羥酸（MVA）途徑 三、莽草酸途徑

4、四、 氨基酸途徑 五、復(fù)合途徑 六、中藥中其他成分類型第10頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四一、乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑 以乙酰輔酶A為起始物質(zhì)，丙二酸單酰輔酶A起延伸碳鏈的作用。 通過這一途徑能生成脂肪酸類、酚類、醌類等化合物。第11頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 乙酰輔酶A直線聚合后再進行環(huán)合生成各種酚類化合物。 CH3-CO-S-CoA + 3 乙酰輔酶A 丙二酸單酰輔酶A CH3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-Enz 上述多酮環(huán)合則生成各種醌類化合物或聚酮類化合物。 第12頁，共74頁，2022年，5月20日

5、，16點50分，星期四 起始物質(zhì)為MVA，萜類、甾類化合物均由這一途徑生成。 由乙酰輔酶A歧式聚合生成的甲戊二羥酸單酰輔酶A是中藥體內(nèi)生物合成各種萜類、甾類化合物的基本單位。 二、甲戊二羥酸（MVA）途徑MVA第13頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 具有C6-C3及C6-C1基本結(jié)構(gòu)的化合物由這一途徑衍化生成，如苯丙素類、木脂素類、香豆素類等。 此途徑由莽草酸通過苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各種苯丙素類化合物。 現(xiàn)也被稱為桂皮酸途徑 。三、莽 草 酸 途 徑第14頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 大多數(shù)生物堿類成分由此途徑生成。 有些

6、氨基酸，如鳥氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，經(jīng)脫羧成為胺類, 再經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)(甲基化、氧化、還原、重排等) 生成各種生物堿。 四、氨 基 酸 途 徑第15頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 許多二級代謝產(chǎn)物由上述生物合成的復(fù)合途徑生成，即分子中各個部分由不同的生物合成途徑產(chǎn)生。 如：查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成，再在各種酶作用下生成黃酮。一些萜類生物堿分別來自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。 五、復(fù) 合 途 徑第16頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四中藥化學(xué)成分預(yù)實驗第

7、二節(jié)第17頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 是初步檢識某中藥中含有哪些化學(xué)成分的方法，根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，在按照所含化學(xué)成分的性質(zhì)，設(shè)計有效成分提取、分離的具體方法。 水浸液 乙醇提取液 石油醚提取液預(yù)實驗第18頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四提取、分離中藥有效成分常用的方法第三節(jié)第19頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 提?。褐赣眠x擇的溶劑或適當(dāng)?shù)姆椒?，將所要的成分溶解出來并同中藥組織脫離的過程。 溶劑提取法 水蒸氣蒸餾法 升華法第20頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四一、溶劑提取法是根據(jù)天然藥物

8、中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對有效成分溶解度大，而對不需要溶出成分溶解度小的溶劑，將有效成分從藥材組織中溶解出來的辦法。第21頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四（一）原理：根據(jù)中藥化學(xué)成分與溶劑間“極性相似相溶”的原理，依據(jù)各類成分溶解度的差異，選擇對所提成分溶解度大、對雜質(zhì)溶解度小的溶劑，依據(jù)“濃度差”原理，將所提成分從藥材中溶解出來的方法。第22頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四溶劑提取法相似相溶定律第23頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四有機化合物分為三類水溶性親脂性親水性苷類（黃酮、三萜、甾體等與糖的結(jié)合物）

9、糖類、氨基酸蛋白質(zhì)、鹽類未成鹽的生物堿，未成苷的黃酮、蒽醌、萜類、甾體。第24頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四化合物的極性及其強弱判斷官能團的種類、數(shù)目、排列方式官能團的極性強弱第25頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四（二）化學(xué)成分的極性：被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據(jù)。 1、影響化合物極性的因素： (1)、化合物分子母核大?。ㄌ紨?shù)多少）：分子大、碳數(shù)多，極性小；分子小、碳數(shù)少，極性大。 (2)、取代基極性大小：在化合物母核相同或相近情況下，化合物極性大小主要取決于取代基極性大小。 常見基團極性大小順序如下；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。

10、第26頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 A B C第27頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四(三) 提取溶劑及溶劑的選擇： 1. 常用提取溶劑的分類與極性： 有機溶劑分為三類水親水性有機溶劑親脂性有機溶劑與溶劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)，常見溶劑極性強弱順序:石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水第28頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四極性大?。核?H2O)甲醇(MeOH)乙醇(EtOH)丙酮（Me2CO）正丁醇(n-BuOH)乙酸乙酯(EtOAc)乙醚(Et2O)氯仿(CHCl3 ) 苯（C6H6)四氯化碳(CCl4)正

11、己烷石油醚(Pet.et)。第29頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四溶劑的選擇：溶解度化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定安全、價廉第30頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四（1）要對所提取成分溶解度大；對雜質(zhì)溶解度小。（2）要與所提取成分不起意外的化學(xué)變化。（3）要廉價、易得、安全。 其中（1）是最主要的。第31頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四提取溶劑的選擇 （1）水：為極性最大的溶劑，也最常用?？扇芙廛疹?、生物堿鹽、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、鞣質(zhì)、小分子有機酸、有機酸鹽、親水性色素、無機鹽。其中蛋白質(zhì)不溶于熱水。 缺點：用水提取易酶解苷類成分，且

12、易霉壞變質(zhì)。 第32頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四（2）親水性的有機溶劑：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好。親水性的成分除蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、果膠、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。 優(yōu)點：應(yīng)用范圍廣，易過濾，不霉變，易濃縮回收。 缺點：價高、不安全，需回流設(shè)備。（3）親脂性的有機溶劑：這些溶劑的選擇性能強，用于親脂性成分的提取，如游離生物堿、苷元、揮發(fā)油等。 優(yōu)點：提取專屬性強，易回收濃縮。 缺點：價高、易燃、有毒，穿透性差；對設(shè)備要求高。第33頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四浸漬法（冷浸）煎煮法（熱提）回流法（有機溶劑）連續(xù)提取法滲

13、漉法（連續(xù)冷浸）提取方法水蒸氣蒸餾法第34頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四冷提法1.浸漬法：是用水或醇浸漬藥材一定時間，然后合并提取液，并將其減壓濃縮的方法。該法因為一般都是在低溫下進行的，不用加熱，所以適合于揮發(fā)性成分及受熱易分解成分的提取。但提取的時間較長，效率低。用水浸提時還要注意提取液的防腐問題。第35頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.滲漉法：是將藥材裝入滲漉筒中，先用水或醇浸漬數(shù)小時，然后從滲漉筒的下口使提取液流出，上口不斷地加入新的溶劑，此方法因為藥材與溶劑之間能夠始終保持較大的濃度差，因此提取效率較高。該法同樣適用于揮發(fā)性及受

14、熱易破壞分解的成分的提取。但是有溶劑耗費量較大的缺點。第36頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四熱提法1.煎煮法：該方法是我國中醫(yī)中藥最早使用的傳統(tǒng)的提取方法。是將藥材用水加熱煮沸提取，在提取過程當(dāng)中大部分成分可被不同程度的提取出來，但是對于揮發(fā)性成分及加熱易被破壞的成分不宜使用。第37頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.回流提取法：是用有機溶劑作為提取溶劑，在回流裝置中對藥材進行加熱回流提取，該方法提取效率較高，但因為長時間加熱，所以不適合受熱易破壞分解的成分。3.連續(xù)回流提取法：是回流提取法的發(fā)展，具有消耗溶劑量更小，提取效率更高的優(yōu)點。常用

15、索氏提取器或連續(xù)回流裝置。 第38頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四第39頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四二、水蒸氣蒸餾法三、升華法四、超零界提取法第40頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 超臨界提取法（SFE） 1 特點：與經(jīng)典溶劑提取法比較，不用有機溶劑，而是選用一種稱為超臨界流體（SF）的物質(zhì)替代有機溶劑提取。 2 優(yōu)點：1）可在低溫下提取，“熱敏性”成分尤其適用。2）無溶劑殘留，對作為制劑的中藥提取物的提取是一大優(yōu)勢。3） 提取與蒸餾合為一體，無需回收溶劑。4） 具選擇性分離。 3 超臨界流體（SF）：指處于臨界

16、溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，介于氣體和液體之間的、以流動形式存在的物質(zhì)。第41頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四二、各種分離純化方法系統(tǒng)溶劑分離法兩項溶劑萃取法沉淀法鹽析法分餾法結(jié)晶法色譜法第42頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四中草藥有效成分的分離與精制根據(jù)物質(zhì)的溶解度差別進行分離根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的配比不同進行分離根據(jù)物質(zhì)的吸附性能差別進行分離根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進行分離根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進行分離第43頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四一、根據(jù)物質(zhì)的溶解度差別進行分離1.結(jié)晶及重結(jié)晶法：利用溫度變化引起溶解

17、度的改變使物質(zhì)得以分離。結(jié)晶溶劑的選擇：對要結(jié)晶的成分，熱的時候溶解度大，冷時溶解度小沸點小，易揮發(fā)，利于溶解回收無毒或低毒結(jié)晶純度的判斷： 形態(tài)，顏色 熔點和熔距色譜法第44頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.溶劑分離法：a.通過加入另一種溶劑以改變?nèi)軇┑臉O性，使一部分物質(zhì)沉淀析出，從而實現(xiàn)分離。如：水提醇沉法b.酸性、堿性或兩性化合物，通過加入酸或堿來調(diào)節(jié)溶劑的PH值，改變分子的存在狀態(tài)（游離型或離解型），從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離。第45頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四3.沉淀法：酸性或堿性化合物通過加入某種沉淀試劑使之生成水不溶性的鹽類

18、等沉淀析出而實現(xiàn)分離。如生物堿加入有機酸可生成不溶于水的有機酸鹽沉淀，酸性化合物可加入鈣鹽、鉛鹽、鋇鹽等生成不溶性的沉淀。 第46頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四1 水醇沉淀法：1）水提取醇沉淀法，于水提濃縮液中加入乙醇使含醇量達60%以上，可使多糖、蛋白質(zhì)沉淀。2）醇提取水沉淀法，于醇提取濃縮液中加入10倍量以上水，可沉淀親脂性成分。 2 鉛鹽沉淀法：利用中性醋酸鉛或堿式醋酸鉛在水或稀醇溶液中能與許多物質(zhì)生成難溶的鉛鹽或絡(luò)鹽沉淀而分離的方法。3 酸堿沉淀法：1）酸提取堿沉淀：用于生物堿的提取分離。2）堿提取酸沉淀：用于酚、酸類成分和內(nèi)酯類成分的提取、分離。4 專屬試

19、劑沉淀法 某些試劑能選擇性地沉淀某類成分，稱為專屬試劑沉淀法。第47頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離液-液分配的基本原理1.分配系數(shù) K值:一種溶質(zhì)在兩相溶劑中的分配比。K值在一定的溫度和壓力下為一常數(shù)。 K=CU/CL第48頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.分離因子：兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值。 =KA/KB (KAKB)100，一次萃取就可實現(xiàn)基本分離100 10，需萃取1012次2，需萃取100次以上1，無法實現(xiàn)分離第49頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四

20、3.分配比與PH：溶劑系統(tǒng)PH的變化影響酸性、堿性、及兩性有機化合物的存在狀態(tài)（游離型或離解型），從而影響在溶劑系統(tǒng)中的分配比。 游離型極性小的溶劑 離解型極性大的溶劑第50頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四一般PH12，則酸性物質(zhì)呈離解狀態(tài)（A）、堿性物質(zhì)以非離解狀態(tài)（B）存在。 第51頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四紙色譜法支持劑：纖維素固定相：纖維素上吸附的水展開劑：與水不相混溶的有機溶劑或水飽 和的有機溶劑Rf值：極性大， Rf值?。粯O性小， Rf值大。應(yīng)用：適合于親水性較強的物質(zhì)。第52頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50

21、分，星期四第53頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四第54頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 A B C第55頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四AB第56頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離固-液吸附應(yīng)用的最多吸附類型：1.物理吸附（溶液分子與吸附劑表面分子的分子間作用力）：硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑的吸附色譜。2.化學(xué)吸附：如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁吸附，生物堿被酸性硅膠吸附等。第57頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四3.半化學(xué)吸附：如聚酰

22、胺與黃酮類、蒽醌類等化合物之間的氫鍵吸附。介于物理吸附與化學(xué)吸附之間。第58頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四物理吸附基本規(guī)律相似者易吸附 固液吸附三要素：吸附劑、溶質(zhì)、溶劑1.極性吸附劑（氧化鋁、硅膠）特點： a.對極性強的物質(zhì)吸附能力強 b.溶劑極性減弱，則吸附劑對溶質(zhì)的吸附能力增強；反之，則減弱。第59頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四c.溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附，一旦加入極性較強的溶劑時，又可被置換洗脫下來。第60頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2.非極性吸附劑（活性炭）： 對非極性物質(zhì)親和能力強，溶劑極性降低

23、，則活性炭對溶質(zhì)的吸附能力也隨之降低；反之，則提高。第61頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四1.凝膠濾過法分離原理：反分子篩 凝膠為在水中可膨脹的球形顆粒， 具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大分子在顆粒間隙移動，較早流出；小分子則自由滲入并擴散到凝膠顆粒內(nèi)部，通過色譜柱時阻力增大，較晚流出。因而，化合物按分子量由大到小順序得到分離。第62頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四第63頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四第64頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四第65頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，

24、星期四兩相溶劑萃取法1 原理：利用混合物中各單體組分在兩相溶劑中的分配系數(shù)（K）不同而達到分離的方法。 溶劑分配法的兩相往往是互相飽和的水相與有機相?；旌衔镏懈鞒煞衷趦上嘀蟹峙湎禂?shù)相差越大，則分離效果越高。第66頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2 方法： 1）簡單萃取法：儀器，實驗室用分液漏斗或下口瓶。一般在水和親脂性有機溶劑中進行，根據(jù)情況，也可用酸水或堿水。中藥中成分比較復(fù)雜，一般一次萃取分離不出來純品，需要再配合其他方法。 由于成分的復(fù)雜性及相互作用，萃取中易發(fā)生乳化。破壞乳化的方法有：（1）加熱敷；（2）將乳化層抽濾；（3）長時間放置（24小時以上）。第67頁

25、，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四2）pH度萃取法：是分離酸性或堿性成分的常用方法。以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的堿性成梯度的混合生物堿，或者以pH成梯度的堿水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的酸性成梯度的混合酚、酸類成分，使后者分離的方法。3）連續(xù)萃取法：采用連續(xù)萃取器萃取。利用兩溶液比重不同自然分層和分散相液滴穿過連續(xù)相溶劑時發(fā)生傳質(zhì)。此法可克服用分液漏斗多次萃取操作的麻煩。4）液滴逆流分配法（DCCC法）：是利用流動相形成液滴，通過作為固定相的液柱而達到分離純化的目的。第68頁，共74頁，2022年，5月20日，16點50分，星期四 鹽析法于中藥水提取液中加入某些無機鹽至一定濃度或達到飽和狀態(tài)，可使某些成分由于溶解度