天然藥化之溶劑提取法

天然藥化之溶劑提取法第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四目錄CONTENT2345溶劑提取法概況溶劑提取法原理溶劑提取法的分類溶劑提取法的發(fā)展溶劑提取法的實(shí)際應(yīng)用及探索6溶劑提取法的展望1第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、溶劑提取法概況天然產(chǎn)物的開(kāi)發(fā)利用必須真正完成藥劑的提取和純化，包括浸出、澄清、濃縮、層析、結(jié)晶與凍干等許多單元操作，其中提取單元運(yùn)作的優(yōu)劣直接關(guān)系到藥用植物中有效成分的得率和后續(xù)加工的難易程度，有效成分的提取分離是研究天然產(chǎn)物化學(xué)成分的基礎(chǔ)。這一過(guò)程一般應(yīng)在生物活性或藥理指標(biāo)跟蹤下進(jìn)行。提取分離方法應(yīng)根據(jù)被提取成分的主要理化性質(zhì)和考慮各種提取分離技術(shù)的原理和特點(diǎn)進(jìn)行選定，使所需要的成分能充分的得到提取和分離。提取的重要性第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四對(duì)于天然產(chǎn)物化學(xué)成分的提取，通常是采用適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒▽⒂杏玫某煞謴奈锪辖M織中溶出轉(zhuǎn)移至所用溶劑中得到含有有用成分的提取液，溶劑提取法是實(shí)際工作中應(yīng)用最普遍的方法，它是根據(jù)被提取成分的溶解性能，選用合適的溶劑和方法來(lái)提取。其作用是“相似者相溶”原理進(jìn)行的，溶劑穿透入藥材粉末的細(xì)胞膜，溶解溶質(zhì)，形成細(xì)胞內(nèi)外溶質(zhì)濃度差，將溶劑滲出細(xì)胞膜，達(dá)到提取的目的。最常用的溶劑提取法包括浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流法和連續(xù)回流法。溶劑提取法第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四溶劑提取法原理

生物物料中的可溶性物質(zhì)通常存在于細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膜產(chǎn)生一種不同于一般情況的擴(kuò)散阻力，致使提取其中有效成分的浸取速率通常比較小。為了提高提取效率，通常需要對(duì)生物體內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行預(yù)處理。天然產(chǎn)物有效成分的提取過(guò)程實(shí)質(zhì)是溶質(zhì)從植物體內(nèi)部向溶劑中轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)過(guò)程。溶劑從溶劑主體傳遞到固體顆粒的表面；溶劑擴(kuò)散滲入固體內(nèi)部和內(nèi)部微空隙內(nèi)；溶質(zhì)溶解進(jìn)入溶劑；通過(guò)固體微空隙通道進(jìn)入溶劑主體。例如，在植物成分中，萜類、甾體等脂環(huán)類及芳香類化合物因?yàn)闃O性小，易溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑中；而糖苷、氨基酸等類成分則極性較大，易溶于水及含水醇中；至于酸性、堿性及兩性化合物，因?yàn)榇嬖跔顟B(tài)（分子或離子形式）隨溶液而異，故溶解度隨pH值而改變。二、溶劑提取法原理及影響因素第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四溶劑提取法影響因素

固體溶解于液體的擴(kuò)散速度與溫度、溶液粘度、擴(kuò)散面積以及兩相界面之間濃度差等有密切關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，增加溫度、降低溶液的粘度、增加擴(kuò)散面積以及保持兩相界面的最大濃度差等有利于提高擴(kuò)散速度，從而使提取效果增加。固體藥物粒度越小，比表面積越大，浸取速度越快。但粒度過(guò)小會(huì)使雜志浸出量液增加，導(dǎo)致分離提純困難，同時(shí)亦增加運(yùn)行成本，此外，固液相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率越高，溶液的湍動(dòng)越強(qiáng)烈，會(huì)導(dǎo)致邊界層變薄，從而提高浸出速度。第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四滲漉法浸漬法煎煮法回流法和連續(xù)回流法溶劑提取法將藥材粗粉置滲漉裝置中，連續(xù)添加溶劑使?jié)B過(guò)藥粉，自上而下流動(dòng)，浸出有效成分（粉碎→浸潤(rùn)→裝筒→排氣→浸漬→滲漉→收集→滲漉液）冷浸法：在室溫條件下浸漬，使有效成分浸出溫浸法：在40-60℃之間浸漬，能浸出較多的有效成分將藥材加水加熱煮沸，濾過(guò)去渣后取煎煮液使用回流提取裝置，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑浸泡藥材，通過(guò)加熱浸出液，使溶劑受熱蒸發(fā)，經(jīng)冷凝后變?yōu)橐后w流回浸出器，如此反復(fù)至浸出完全實(shí)驗(yàn)室中常用索氏提取器，能用少量的溶劑進(jìn)行連續(xù)循環(huán)回流提取，充分將有效成分浸出完全三、溶劑提取法的分類冷提法熱提法第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四冷浸漬法熱浸漬法該法是將藥材飲片或者碎塊置于特制的罐中，加定量的溶劑（如白酒或者稀醇）水浴或蒸汽加熱，使內(nèi)容物在40-60攝氏度進(jìn)行浸漬以縮短浸提時(shí)間，余同冷浸漬法操作，故浸出液冷卻后有沉淀析出，應(yīng)分離除去。冷浸漬法是在室溫下進(jìn)行的操作，故又稱常溫浸漬法。此法可以直接制得藥酒、酊劑。若將濾液濃縮，可以進(jìn)一步制備流浸膏、浸膏、片劑、沖劑等。1、浸漬法

浸漬法將中藥粗粉放在適當(dāng)?shù)娜萜髦?，加水或者稀醇浸漬藥材一定時(shí)間，反復(fù)數(shù)次，合并浸漬液，減壓濃縮即可。適用于遇熱易破壞或揮發(fā)性成分，也適用于含淀粉、樹(shù)膠、果膠和黏液質(zhì)多的成分。但是提取時(shí)間長(zhǎng)，效率不高。以水為提取溶劑時(shí)，應(yīng)注意防止提取液發(fā)霉變質(zhì)。第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、滲漉法

滲漉法是浸漬法的發(fā)展，將藥材粗粉裝入滲漉筒中，用水或醇做溶劑，首先浸漬數(shù)小時(shí)，然后由下口開(kāi)始流出提取液（滲濾液），滲漉筒上口不斷添加新溶劑，進(jìn)行滲漉提取。滲漉法屬于動(dòng)態(tài)浸出，即溶劑相對(duì)于藥粉流動(dòng)浸出，溶劑的利用率高，有效成分浸出完全。

在進(jìn)行過(guò)程中由于隨時(shí)保持濃度差，故提取效率高于浸漬法。此法適用于貴重藥材、毒性藥材及高濃度制劑；也可用于有效成分含量較低的藥材的提取。但對(duì)于新鮮的易膨脹的藥材，無(wú)組織結(jié)構(gòu)的藥材不宜選用。滲漉法可分為單滲漉法、重滲漉法、加壓滲漉法、逆流滲漉法。第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四具體介紹：（1)單滲漉法：其操作一般包括藥材粉碎-潤(rùn)濕-裝筒-排氣-浸漬-滲漉等六個(gè)步驟。（2)重滲漉法重滲漉法是將滲漉液反復(fù)用作新藥粉的溶劑，進(jìn)行多次滲漉以提高浸出液濃度的方法。由于多次滲漉，則溶劑通過(guò)粉柱長(zhǎng)度為各次滲漉粉柱高度的總和，故能提高浸出效率。（3)加壓滲漉法加壓滲漉法可使溶劑及浸出液較快通過(guò)粉柱，使?jié)B漉順利進(jìn)行，有利于有效成分的浸出，總提取液濃度大，溶劑消耗少，對(duì)于濃縮及回收溶劑等很為有利。（4)逆流滲漉法逆流滲漉法是藥材與溶劑在浸出容器中，沿相反方向運(yùn)動(dòng)，連續(xù)而充分地進(jìn)行接觸提取的一種方法。第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四煎煮法是用水作溶劑，將中藥粗粉加水加熱煮沸一定的時(shí)間，以提取其所含成分的一種常見(jiàn)方法。又稱煮提法或煎浸法。此法簡(jiǎn)便，大部分成分可被不同程度地提取出來(lái)，適用于有效成分能溶于水，且對(duì)熱較穩(wěn)定的藥材。傳統(tǒng)制備湯劑皆用煎煮法，同時(shí)也是制備一部分中藥散劑、丸劑、沖劑、片劑、注射劑或提取某些有效成分的基本方法之一。但此法對(duì)含揮發(fā)油成分及加熱易破壞的的成分不宜使用，用水煎煮，浸提液中除了有效成分外，往往雜質(zhì)較多，尚有少量脂溶性成分，給精制帶來(lái)不便，多糖類成分含量較高的中藥，用水煎煮后藥液粘度較大，濾過(guò)困難。此外，煎出液易霉敗變質(zhì)，應(yīng)及時(shí)處理。根據(jù)煎煮法加壓與否，可分為常壓煎煮法和加壓煎煮法。常壓煎煮法適用于一般性藥材的煎煮，加壓煎煮適用于藥物成分在高溫下不易被破壞，或在常壓下不易煎透的藥材生產(chǎn)上常用蒸汽進(jìn)行加壓煎煮。3、煎煮法第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時(shí)最好時(shí)常攪拌，以免局部藥材受熱太高，容易焦糊。有蒸汽加熱設(shè)備的藥廠，多采用大反應(yīng)鍋、大銅鍋、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加熱。還可將數(shù)個(gè)煎煮器通過(guò)管道互相連接，進(jìn)行連續(xù)煎浸。第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四回流法以乙醇等易揮發(fā)的有機(jī)溶劑作為提取溶劑，在回流裝置中加熱進(jìn)行。一般多采用反復(fù)回流法，即第一次回流一定時(shí)間后，濾出提取液，加入新鮮溶劑，重新回流，如此反復(fù)數(shù)次，合并提取液，減壓回收溶劑。小量操作時(shí)，可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器。瓶?jī)?nèi)裝藥材約為容量的50％～70％，溶劑浸過(guò)藥材表面約1～2cm。在水浴中加熱回流，一般保持沸騰約數(shù)小時(shí)后放冷過(guò)濾，再在藥渣中加溶劑，作第二、三次加熱回流分別約半小時(shí)，或至基本提盡有效成分為止。此法提取效率較冷浸法高，但受熱易被破壞的成分不宜使用。4、回流法及連續(xù)回流法第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四連續(xù)回流法

應(yīng)用揮發(fā)性有機(jī)溶劑提取天然植物有效成分，不論小型實(shí)驗(yàn)或大型生產(chǎn)，均以連續(xù)提取法為好，而且需用溶劑量較少，提取成分也較完全。實(shí)驗(yàn)室常用脂肪提取器或稱索氏提取器。連續(xù)提取法，一般需數(shù)小時(shí)才能提取完全。提取成分受熱時(shí)間較長(zhǎng)，遇熱不穩(wěn)定易變化的成分不宜采用此法。此法是回流提取法的發(fā)展，具有溶劑消耗量小，操作不繁瑣，提取效率高的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)室連續(xù)回流提取常采用索氏提取器或連續(xù)回流裝置。第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四多功能提取罐

多功能提取罐適用于天然產(chǎn)物的常壓、微壓水煎、溫浸、熱回流、強(qiáng)制循環(huán)、滲漉、芬香油提取及有機(jī)溶媒的回收等多種工藝操作。

第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5、溶劑提取法的各種方法與技術(shù)比較方法操作技術(shù)要點(diǎn)適用范圍特點(diǎn)浸漬法冷浸法：在室溫條件下浸漬，使有效成分浸出溫浸法：在適用于有效成分遇熱易破壞及含淀粉、果膠、黏液質(zhì)、樹(shù)膠等多糖物質(zhì)較多的天然藥物操作方便、簡(jiǎn)單易行，水浸提液易霉變。必要時(shí)需加適量防腐劑滲漉法將藥材粗粉置滲漉裝置中，連續(xù)添加溶劑使?jié)B過(guò)藥粉，自上而下流動(dòng)，浸出有效成分（粉碎→浸潤(rùn)→裝筒→排氣→浸漬→滲漉→收集→滲漉液）適用于提取遇熱易破壞的成分保持良好的濃度差，提取效率高于浸漬法，但溶劑消耗多，提取時(shí)間長(zhǎng)煎煮法將藥材加水加熱煮沸，濾過(guò)去渣后取煎煮液適用于有效成分能溶于水且不易被水、熱破壞的天然藥物的提取操作簡(jiǎn)單，提取效率高于冷浸法回流提取法使用回流提取裝置，低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑浸泡藥材，通過(guò)加熱浸出液，使溶劑受熱蒸發(fā)，經(jīng)冷凝后變?yōu)橐后w流回浸出器，如此反復(fù)至浸出完全適用于脂溶性較強(qiáng)的天然藥物化學(xué)成分的提取，如甾體、萜類、蒽醌類等提取效率高，但溶劑消耗量大，操作較麻煩。不宜提取對(duì)熱不穩(wěn)定的成分連續(xù)回流提取法實(shí)驗(yàn)室中常用索氏提取器，能用少量的溶劑進(jìn)行連續(xù)循環(huán)回流提取，充分將有效成分浸出完全適用于脂溶性化合物，藥量少時(shí)多用該法進(jìn)行提取提取效率高，溶劑用量少，不宜提取對(duì)熱不穩(wěn)定成分

第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6、溶劑的選擇

溶劑按極性可分為三類，即親脂性有機(jī)溶劑，親水性有機(jī)溶劑和水。常用于天然產(chǎn)物＜成分提取的溶劑按極性由弱到強(qiáng)的順序如下：石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜甲醇（乙醇）＜水。

選擇溶劑的要點(diǎn)是根據(jù)相似相容的原則，以最大限度地提取所需要的化學(xué)成分，溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)適中易回收，低毒安全。例如，乙醇、甲醇是最常用的溶劑，因?yàn)樗芘c水按任意比例混合，又能和大多數(shù)親脂性有機(jī)溶劑混合，滲入藥材細(xì)胞能力較強(qiáng)，能溶解大多數(shù)中藥成分。一般來(lái)說(shuō)，甲醇比乙醇有更好的提取效果，但因其毒性較乙醇大，故較多數(shù)情況下僅在實(shí)驗(yàn)室研究中應(yīng)用，而乙醇更適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

常見(jiàn)溶劑按其極性的大小可以分為極性溶劑、半極性溶劑和非極性溶劑等三大類。舉例：極性溶劑：水、甘油、二甲基亞砜。半極性溶劑：乙醇、丙酮、丙二醇等。非極性溶劑：乙醚、石油醚、氯仿、乙酸乙酯、液體石蠟等。選擇溶劑的原則主要有：①溶劑對(duì)有效成分的溶解度大，對(duì)雜質(zhì)溶解度小。②溶劑與有效成分不起化學(xué)變化。③溶劑價(jià)廉、易得、安全無(wú)毒等。第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

例如，種子類中藥材富含油脂，宜先用石油醚或汽油脫脂。也可將固體藥材用極性遞增的溶劑依次進(jìn)行提取，如石油醚可提出油脂、蠟、揮發(fā)油、游離的甾體及萜類；氯仿或乙酸乙酯可提出游離的生物堿、有機(jī)酸、黃酮及香豆素等；丙酮或甲醇（乙醇）可提出苷類、生物堿或者有機(jī)酸鹽類；水可提出糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽類等水溶性成分。

從藥材中提取活性成分時(shí)，由于存在多種成分間的相互助溶作用，情況要復(fù)雜的多，因此，從藥材中提取活性成分很難有一個(gè)固定的模式。第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、超聲輔助提取超聲波提取法(UltrasonicationExtraction)是利用多種不同的超聲波，引起分子振動(dòng)的技術(shù)。超聲波可以深入滲透到天然物質(zhì)內(nèi)部，有效提取天然物質(zhì)的有效成分。只有對(duì)物理上穩(wěn)定的素材才適用活性物質(zhì)容易被破壞需要大量提取時(shí)效率低下長(zhǎng)期使用時(shí)溶媒腐蝕振動(dòng)機(jī)板的可能性大，需要細(xì)心管理2、微波輔助提取微波萃取一般適用于熱穩(wěn)定性的物質(zhì)，對(duì)熱敏性物質(zhì)，微波加熱易導(dǎo)致它們變性或失活；要求物料有良好的吸水性，否則細(xì)胞難以吸收足夠的微波能將自身?yè)羝?，產(chǎn)物也就難以釋放出來(lái)；微波提取對(duì)組分的選擇性差。四、溶劑提取法的發(fā)展第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、溶劑提取法實(shí)際應(yīng)用及探索針對(duì)藥用植物有效成分傳統(tǒng)提取技術(shù)能耗與物耗大、雜質(zhì)多、效率低的狀況，近年來(lái)許多學(xué)者從不同角度對(duì)藥用植物有效成分提取工藝進(jìn)行了摸索與優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)天然藥物生產(chǎn)的科學(xué)化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，建立切實(shí)可行的提取方法，充分借鑒和利用現(xiàn)代提取分離工程技術(shù)。第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四溶劑提取法實(shí)際應(yīng)用生物堿是自然界中廣泛存在的一大類堿性含氮化合物，具有廣泛的生理功能，是許多藥用植物的有效成分。按所用溶劑不同可分為以下幾種方法（1）水提取法(以水作溶劑)直接以水作為溶劑,采用最佳的提取工藝來(lái)提取生物堿。此法操作簡(jiǎn)便,成本較低,但提取次數(shù)多,水用量大。如蒙藥忠論—5湯提取[2]就是一個(gè)很好的例子。（2）酸性水溶液提取法對(duì)于那些堿性較弱不能直接溶解于水的生物堿提取,就可采用偏酸性的水溶液,使生物堿與酸作用生成鹽而得到提取。

生物堿提取方法第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

（3）堿性水溶液提取法對(duì)于那些化學(xué)結(jié)構(gòu)非常獨(dú)特、化學(xué)性質(zhì)與一般生物堿不同且在酸性或中性條件下不穩(wěn)定的生物堿來(lái)說(shuō),可以采用此法。而原有的乙醇作為溶劑滲漉提取法,不僅存在成本高,而且存在防火等級(jí)高、提取時(shí)間長(zhǎng)、能耗大等諸多問(wèn)題,遠(yuǎn)不如使用稀NaOH溶液好。（4）有機(jī)溶劑提取法1)乙醇提取法在生物堿的提取中應(yīng)用較為普遍,對(duì)于游離生物堿及其鹽類一般采用乙醇提取法。2)其他有機(jī)溶劑法是根據(jù)相似相溶原理,對(duì)于不同性質(zhì)的生物堿選取最佳的有機(jī)溶劑進(jìn)行提取?？刹捎脝我挥袡C(jī)溶劑進(jìn)行分步提取,用不同溶劑提取不同成分;也可采用混合溶劑、反應(yīng)溶劑進(jìn)行提取。第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四黃酮類提取方法黃酮類化合物是植物經(jīng)光合作用產(chǎn)生的一大類化合物，其母核結(jié)構(gòu)是以C6-C3-C6為骨架的2-苯基色原酮。它的存在形式有兩種，一種是游離的苷元。另一種是與糖等結(jié)合的苷。按所用溶劑不同可分為以下幾種方法：（1）熱水提取法由于黃酮苷類物質(zhì)易溶于水，所以對(duì)黃酮苷類含量較高的原料可采取熱水提取法。在提取過(guò)程中要考慮加水量、浸泡時(shí)間、煎煮時(shí)間及煎煮次數(shù)等因素。例如，從荷葉中黃酮提取時(shí)，采用提取水量3倍，提取溫度80攝氏度，提取時(shí)間1.5h，可得較好結(jié)果。此工藝成本低、安全，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。但由于水的極性大，易把蛋白質(zhì)、糖類等溶于水的成分浸提出來(lái)，從而使提取液存放時(shí)，易腐敗變質(zhì)，為后續(xù)的分離帶來(lái)困難。（2）堿液提取法黃酮類物質(zhì)是以2-苯基色原酮為母核的多羥基化合物，在堿性條件下，其苯基色第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四黃酮類提取方法原酮的1，2碳之間的C-O鍵打開(kāi)成查爾酮型結(jié)構(gòu)，此物可溶于水，當(dāng)在酸性條件下，查爾酮又恢復(fù)了閉環(huán)結(jié)構(gòu)，所以可用