天然藥物化學(xué)第二節(jié)提取分離方法

天然藥物化學(xué)第二節(jié)提取分離方法第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四一、研究分離純化技術(shù)的重要性（一）制備工藝研究的重點(diǎn)原料經(jīng)提取加工所得的提取物通常是一個(gè)成分復(fù)雜的混合物，只有經(jīng)過進(jìn)一步地分離純化，才能得到純度較高的化學(xué)成分。提取分離純化檢識(shí)除去部分或全部雜質(zhì)

提取物目標(biāo)成分(雜質(zhì)＋化學(xué)成分）(純度提高）

第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四(二）檢測(cè)分析研究的重點(diǎn)

天然產(chǎn)物工作中，無論原料或終產(chǎn)品，經(jīng)常會(huì)是混合物；這些含有雜質(zhì)成分的樣品，檢測(cè)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(cè)分析工作常常難以進(jìn)行。要除掉待測(cè)樣品中的雜質(zhì)，同樣需要分離純化技術(shù)：待測(cè)樣品供試樣品檢測(cè)分析分離純化除掉干擾檢測(cè)分析的雜質(zhì)組分由上述可見，分離純化同樣也是檢測(cè)分析的研究重點(diǎn)檢測(cè)分析研究的重點(diǎn)。第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四二、研究分離純化方法的基本思路動(dòng)、植物原料的提取物的化學(xué)組成經(jīng)常是很復(fù)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(xué)成分，其難度可想而知，究竟應(yīng)當(dāng)如何著手呢？其實(shí)我們只要抓住一個(gè)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(gè)思路就是：尋找差異、利用差異決定分離難易的關(guān)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(huì)相當(dāng)棘手。第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四學(xué)習(xí)和研究分離純化技術(shù)，重在把握思路，切忌生搬硬套，死記硬背，應(yīng)當(dāng)重視培養(yǎng)“善于尋找差異和利用差異”的良好習(xí)慣。盡管天然產(chǎn)物中成分眾多，然而只要細(xì)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、分子量第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四1.同種植物含有多種結(jié)構(gòu)類型的化學(xué)成分苦參2.總成分含量少而種類多長(zhǎng)春花黃酮類生物堿貝母生物堿萜類甾醇類3.有效成分含量低總生物堿含量1/千分離生物堿單體68種長(zhǎng)春堿

3

/萬長(zhǎng)春新堿3/百萬美登堿

2/千萬中草藥化學(xué)成分的構(gòu)成特點(diǎn)

第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四黃酮蒽醌香豆素木脂素第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四天然藥物有效成分的提取

一、溶劑提取法二、水蒸汽蒸餾法三、升華法四、超臨界萃取法五、輔助提取法六、壓榨法第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四一、溶劑提取法是根據(jù)天然藥物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對(duì)有效成分溶解度大，而對(duì)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9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四溶劑可分為：水、親水性和親脂性有機(jī)溶劑常用溶劑：極性由弱到強(qiáng)依次排序?yàn)槭兔眩妓穆然迹急剑级燃淄椋悸确拢家颐眩家宜嵋阴ィ颊〈迹急家掖迹技状迹妓?0頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四被溶解物質(zhì)也有親水性及親脂性之分。溶質(zhì)在溶劑當(dāng)中的溶解遵循相似相溶的原理，親水性的化學(xué)成分易溶于水或親水性的有機(jī)溶劑中，親脂性的成分易溶于親脂性的有機(jī)溶劑中。

第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四常見官能團(tuán)極性比較：

羧基＞酚羥基＞醇羥基＞氨基＞酰氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基＞烷基

第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四

化合物的極性判斷：由分子中官能團(tuán)的種類、數(shù)目、及排列方式等綜合因素決定。分子較小，極性基團(tuán)多的物質(zhì)：

親水性較強(qiáng)—易溶于親水性溶劑分子較大，極性基團(tuán)少的物質(zhì)：

親脂性較強(qiáng)—易溶于親脂性溶劑第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四常用溶劑可分為以下三類：

①水：

水溶性的如氨基酸、糖類、無機(jī)鹽等。

②甲醇、乙醇、丙酮（與水任意比例混溶）：特點(diǎn)：

介電常數(shù)較大，水溶性較大對(duì)植物細(xì)胞穿透能力較強(qiáng)對(duì)許多成分的溶解性能好，提取完全毒性低，價(jià)格便宜，回收方便。

乙醇提取天然產(chǎn)物成分是目前最常用的方法。第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四

揮發(fā)油、油脂、葉綠素、樹脂、內(nèi)酯、某些生物堿及一些苷元。特點(diǎn)：沸點(diǎn)低，濃縮回收方便，易燃，有毒，價(jià)貴，設(shè)備要求較高，穿透藥材組織的能力較差，有局限性。③親脂性有機(jī)溶劑可溶解：（與水不能任意混溶）第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四石油醚→油脂、蠟、葉綠素、揮發(fā)油、游離甾體及三萜類化合物氯仿或醋酸乙酯→游離生物堿、有機(jī)酸及黃酮、香豆素的苷元丙酮或乙醇、甲醇→苷類、生物堿鹽、鞣質(zhì)等水→氨基酸、糖類、無機(jī)鹽等第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四常用的溶劑提取法（一）冷提法1.浸漬法2.滲漉法（二）熱提法1.煎煮法2.回流提取法3.連續(xù)回流提取法第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四冷提法1.浸漬法：是用水或醇浸漬藥材一定時(shí)間，然后合并提取液，并將其減壓濃縮的方法。該法因?yàn)橐话愣际窃诘蜏?常溫或60-80℃)下進(jìn)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(shí)間較長(zhǎng)，效率低。用水浸提時(shí)還要注意提取液的防腐問題。第18頁，共53頁，2023年，2月20日，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(shí)，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?yàn)樗幉呐c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)性及受熱易破壞分解的成分的提取。但是有溶劑耗費(fèi)量較大的缺點(diǎn)。第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四第20頁，共53頁，2023年，2月20日，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。第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四水－是一種強(qiáng)極性溶劑。無機(jī)鹽、糖類、分子不太大的多糖、鞣質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸鹽、生物堿鹽和極性苷類等都能被水溶出。以水作為提取溶劑的缺點(diǎn)是：提出的雜質(zhì)多；對(duì)于揮發(fā)性成分及加熱易被破壞的成分不宜使用。第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四2.回流提取法：是用有機(jī)溶劑作為提取溶劑，在回流裝置中對(duì)藥材進(jìn)行加熱回流提取，該方法提取效率較高，但因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間加熱，所以不適合受熱易破壞分解的成分。第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四3.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(diǎn)。常用索氏提取器或連續(xù)回流裝置。

第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四冷提法提出的雜質(zhì)少且對(duì)熱不穩(wěn)定的成分較適宜，提取效率低；而熱提法的效率高，但對(duì)熱不穩(wěn)定的成分不適宜，特別不適于揮發(fā)性成分和淀粉、粘液質(zhì)多的藥材的提取。第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四親水性有機(jī)溶劑－也就是一般所說的與水能混溶的有機(jī)溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮等，其中以乙醇最為常用，具有經(jīng)濟(jì)、安全、無毒；對(duì)細(xì)胞的穿透能力強(qiáng)；大多數(shù)天然成分都可溶解等優(yōu)點(diǎn)，常稱為萬能溶劑。

第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四二、水蒸汽蒸餾法

適用于具有揮發(fā)性、能隨水蒸汽蒸餾而不被破壞、難溶或不溶于水的成分的提取，如揮發(fā)油、小分子的香豆素類、小分子的醌類成分。第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四三、升華法

固體物質(zhì)受熱不經(jīng)過熔融，直接汽化，遇冷后又凝固為固體化合物，稱為升華。

中草藥中有一些成分具有升華的性質(zhì)，可以利用升華法直接自中草藥中提取出來。如樟腦。第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四四、超臨界流體萃取

利用超臨界狀態(tài)下的流體為萃取劑，從液體或固體中萃取藥材中的有效成分并進(jìn)行分離的方法。常用的超臨界流體：CO2、丙烷、乙烷第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四五、輔助提取法（即輔助溶劑進(jìn)行提取）

1.超聲波輔助提取

利用超聲波增大物質(zhì)分子的運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增強(qiáng)溶劑穿透力，提高目標(biāo)成分的溶出速度和溶出次數(shù)，縮短提取時(shí)間。

2.微波輔助提取

微波穿透力更強(qiáng)，更加快速高效幫助有效成分的溶出和釋放。

3.酶法輔助提取

藥材的細(xì)胞壁是由纖維素構(gòu)成的，有效成分長(zhǎng)包裹在細(xì)胞壁內(nèi)，酶法就是利用纖維素酶、果膠酶、蛋白酶等破壞植物細(xì)胞壁，以利有效成分的最大限度的溶出。第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四六、壓榨法

有些藥材的有效成分含量高，且存在于植物的液汁中時(shí)，可將新鮮的原料直接壓榨，壓出汁液，再進(jìn)行提取。壓榨法主要適于新鮮藥材及種子中油料的提取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取蔗糖。第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四天然藥物有效成分的分離根據(jù)物質(zhì)的溶解度差別進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的配比不同進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)的吸附性能差別進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)的溶解度差別進(jìn)行分離1.結(jié)晶及重結(jié)晶法：利用混合物中各成分在溶劑中的溶解度隨溫度變化的不同使物質(zhì)得以分離。第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四結(jié)晶法：

利用混合物中各成分在溶劑中因溫度不同引起溶解度的改變，使部分成分析出結(jié)晶。

重結(jié)晶：選擇適當(dāng)?shù)娜軇┳尳Y(jié)晶再一次溶解和析出結(jié)晶的過程。第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四2.溶劑沉淀法：利用溶液中加入另一種溶劑使極性改變，某些成分溶解度改變而析出沉淀。第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四3.酸堿沉淀法：

某些酸、堿或兩性化合物可采用加入酸、堿調(diào)節(jié)溶液的pH值，分子的狀態(tài)（游離型或解離型）變化，使其溶解度改變。第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四4.沉淀試劑沉淀法：某些酸、堿性化合物還可以通過加入沉淀試劑生成水不溶性鹽類沉淀析出。如：生物堿的酸性液+加入生物堿沉淀試劑生物堿難溶性復(fù)鹽↓第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四5.鹽析法：水提液中，加入無機(jī)鹽至飽和，有效成分沉淀析出，其它水溶性雜質(zhì)溶于水。如：

三七的水提液中加硫酸鎂→三七皂甙乙↓三顆針中提取小檗堿→氯化鈉或硫酸銨鹽析。第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四主要分離方法1.簡(jiǎn)單的液-液萃取法2.逆流分溶法（CCD）相當(dāng)于多次萃取。利用此原理制成了連續(xù)、自動(dòng)的逆流分溶儀。該儀器可使兩種性質(zhì)相似、即使分溶常數(shù)很接近的化合物，經(jīng)過一定次數(shù)振搖、轉(zhuǎn)移的操作，亦可達(dá)到分離的目的。第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四3.紙色譜法（PC）用紙為載體，在紙上均勻地吸附著液體固定相（如水、甲酰胺或其他），用與固定液不互溶的溶劑作流動(dòng)相。將試樣滴在紙一端在展開罐中展開，由于各組分在紙上移動(dòng)的距離不同，最終形成互相分離的斑點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)定性、定量分析的色譜法。第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四4.液-液分配柱色譜法（LLC）固定相和流動(dòng)相均為液體，液態(tài)固定相又稱固定液，被涂漬在惰性材料載體上構(gòu)成固定相。被分離的各個(gè)組分在互不相容的固定相和流動(dòng)相中溶解度不同，所以分配系數(shù)不相同，在試樣組分隨流動(dòng)相移動(dòng)通過色譜柱的過程中，他們?cè)谥薪?jīng)過多次的分配平衡后，產(chǎn)生了差速遷移，從何彼此分離。載體（又稱擔(dān)體）僅起負(fù)載一定量固定液的作用，它必須是惰性材料；不溶于固定液和流動(dòng)相，也不與他們起任何化學(xué)反應(yīng)，有較大的表面積，機(jī)械強(qiáng)度好。常用的載體如吸水硅膠、纖維素、多孔硅藻土和微孔聚乙烯小球等。第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離

化合物極性差異大，吸附性差異大，分離效果愈好。

常用的吸附劑有：硅膠、氧化鋁、活性炭、聚酰胺、大孔吸附樹脂等。第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四1.活性炭：是非極性吸附劑，對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和力。

吸附規(guī)律：①芳香族化合物吸附力＞脂肪族化合物②分子量大的化合物吸附力＞分子量?、鬯袑?duì)溶質(zhì)的吸附力＞有機(jī)溶劑中對(duì)溶質(zhì)的吸附力第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期四

2.硅膠、氧化鋁：為極性吸附劑。吸附特點(diǎn)是：①對(duì)極性物質(zhì)的親和力強(qiáng)于弱極性物質(zhì)。②被硅膠、氧化鋁吸附，當(dāng)加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí)，又可被后者置換洗脫下來。第47頁，共53頁，2023年，2月20日