天然藥化之溶劑提取法

天然藥化之溶劑提取法第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六目錄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)展溶劑提取法的實際應(yīng)用及探索6溶劑提取法的展望1第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六一、溶劑提取法概況天然產(chǎn)物的開發(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)。這一過程一般應(yīng)在生物活性或藥理指標跟蹤下進行。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)的原理和特點進行選定，使所需要的成分能充分的得到提取和分離。提取的重要性第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六對于天然產(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提取。其作用是“相似者相溶”原理進行的，溶劑穿透入藥材粉末的細胞膜，溶解溶質(zhì)，形成細胞內(nèi)外溶質(zhì)濃度差，將溶劑滲出細胞膜，達到提取的目的。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。溶劑提取法第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六溶劑提取法原理

生物物料中的可溶性物質(zhì)通常存在于細胞內(nèi)，細胞膜產(chǎn)生一種不同于一般情況的擴散阻力，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，通常需要對生物體內(nèi)的細胞進行預(yù)處理。天然產(chǎn)物有效成分的提取過程實質(zhì)是溶質(zhì)從植物體內(nèi)部向溶劑中轉(zhuǎn)移的傳質(zhì)過程。溶劑從溶劑主體傳遞到固體顆粒的表面；溶劑擴散滲入固體內(nèi)部和內(nèi)部微空隙內(nèi)；溶質(zhì)溶解進入溶劑；通過固體微空隙通道進入溶劑主體。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為極性小，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，因為存在狀態(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五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六溶劑提取法影響因素

固體溶解于液體的擴散速度與溫度、溶液粘度、擴散面積以及兩相界面之間濃度差等有密切關(guān)系。一般來說，增加溫度、降低溶液的粘度、增加擴散面積以及保持兩相界面的最大濃度差等有利于提高擴散速度，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。但粒度過小會使雜志浸出量液增加，導(dǎo)致分離提純困難，同時亦增加運行成本，此外，固液相對運動速率越高，溶液的湍動越強烈，會導(dǎo)致邊界層變薄，從而提高浸出速度。第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六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過藥粉，自上而下流動，浸出有效成分（粉碎→浸潤→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，濾過去渣后取煎煮液使用回流提取裝置，低沸點有機溶劑浸泡藥材，通過加熱浸出液，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)至浸出完全實驗室中常用索氏提取器，能用少量的溶劑進行連續(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七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六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攝氏度進行浸漬以縮短浸提時間，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)娜萜髦校铀蛘呦〈冀n藥材一定時間，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、樹膠、果膠和黏液質(zhì)多的成分。但是提取時間長，效率不高。以水為提取溶劑時，應(yīng)注意防止提取液發(fā)霉變質(zhì)。第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六2、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，然后由下口開始流出提取液（滲濾液），滲漉筒上口不斷添加新溶劑，進行滲漉提取。滲漉法屬于動態(tài)浸出，即溶劑相對于藥粉流動浸出，溶劑的利用率高，有效成分浸出完全。

在進行過程中由于隨時保持濃度差，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。但對于新鮮的易膨脹的藥材，無組織結(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。第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六具體介紹：（1)單滲漉法：其操作一般包括藥材粉碎-潤濕-裝筒-排氣-浸漬-滲漉等六個步驟。（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，則溶劑通過粉柱長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粉柱，使?jié)B漉順利進行，有利于有效成分的浸出，總提取液濃度大，溶劑消耗少，對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，沿相反方向運動，連續(xù)而充分地進行接觸提取的一種方法。第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六煎煮法是用水作溶劑，將中藥粗粉加水加熱煮沸一定的時間，以提取其所含成分的一種常見方法。又稱煮提法或煎浸法。此法簡便，大部分成分可被不同程度地提取出來，適用于有效成分能溶于水，且對熱較穩(wěn)定的藥材。傳統(tǒng)制備湯劑皆用煎煮法，同時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，濾過困難。此外，煎出液易霉敗變質(zhì)，應(yīng)及時處理。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)上常用蒸汽進行加壓煎煮。3、煎煮法第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六

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。直火加熱時最好時常攪拌，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)個煎煮器通過管道互相連接，進行連續(xù)煎浸。第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六回流法以乙醇等易揮發(fā)的有機溶劑作為提取溶劑，在回流裝置中加熱進行。一般多采用反復(fù)回流法，即第一次回流一定時間后，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，可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器。瓶內(nèi)裝藥材約為容量的50％～70％，溶劑浸過藥材表面約1～2cm。在水浴中加熱回流，一般保持沸騰約數(shù)小時后放冷過濾，再在藥渣中加溶劑，作第二、三次加熱回流分別約半小時，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)回流法第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六連續(xù)回流法

應(yīng)用揮發(fā)性有機溶劑提取天然植物有效成分，不論小型實驗或大型生產(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。實驗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)小時才能提取完全。提取成分受熱時間較長，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。在實驗室連續(xù)回流提取常采用索氏提取器或連續(xù)回流裝置。第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六多功能提取罐

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、強制循環(huán)、滲漉、芬香油提取及有機溶媒的回收等多種工藝操作。

第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六5、溶劑提取法的各種方法與技術(shù)比較方法操作技術(shù)要點適用范圍特點浸漬法冷浸法：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)、樹膠等多糖物質(zhì)較多的天然藥物操作方便、簡單易行，水浸提液易霉變。必要時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過藥粉，自上而下流動，浸出有效成分（粉碎→浸潤→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，提取時間長煎煮法將藥材加水加熱煮沸，濾過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，低沸點有機溶劑浸泡藥材，通過加熱浸出液，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。不宜提取對熱不穩(wěn)定的成分連續(xù)回流提取法實驗室中常用索氏提取器，能用少量的溶劑進行連續(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，藥量少時多用該法進行提取提取效率高，溶劑用量少，不宜提取對熱不穩(wěn)定成分

第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六6、溶劑的選擇

溶劑按極性可分為三類，即親脂性有機溶劑，親水性有機溶劑和水。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，因為它能與水按任意比例混合，又能和大多數(shù)親脂性有機溶劑混合，滲入藥材細胞能力較強，能溶解大多數(shù)中藥成分。一般來說，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)情況下僅在實驗室研究中應(yīng)用，而乙醇更適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

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常見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溶劑對有效成分的溶解度大，對雜質(zhì)溶解度小。②溶劑與有效成分不起化學(xué)變化。③溶劑價廉、易得、安全無毒等。第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六

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、生物堿或者有機酸鹽類；水可提出糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、無機鹽類等水溶性成分。

從藥材中提取活性成分時，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固定的模式。第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六1、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效率低下長期使用時溶媒腐蝕振動機板的可能性大，需要細心管理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，否則細胞難以吸收足夠的微波能將自身擊破，產(chǎn)物也就難以釋放出來；微波提取對組分的選擇性差。四、溶劑提取法的發(fā)展第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六五、溶劑提取法實際應(yīng)用及探索針對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，近年來許多學(xué)者從不同角度對藥用植物有效成分提取工藝進行了摸索與優(yōu)化，以實現(xiàn)天然藥物生產(chǎn)的科學(xué)化、規(guī)范化和標準化，建立切實可行的提取方法，充分借鑒和利用現(xiàn)代提取分離工程技術(shù)。第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六溶劑提取法實際應(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提取生物堿。此法操作簡便,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]就是一個很好的例子。（2）酸性水溶液提取法對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。

生物堿提取方法第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六

（3）堿性水溶液提取法對于那些化學(xué)結(jié)構(gòu)非常獨特、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)定的生物堿來說,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,而且存在防火等級高、提取時間長、能耗大等諸多問題,遠不如使用稀NaOH溶液好。（4）有機溶劑提取法1)乙醇提取法在生物堿的提取中應(yīng)用較為普遍,對于游離生物堿及其鹽類一般采用乙醇提取法。2)其他有機溶劑法是根據(jù)相似相溶原理,對于不同性質(zhì)的生物堿選取最佳的有機溶劑進行提取。可采用單一有機溶劑進行分步提取,用不同溶劑提取不同成分;也可采用混合溶劑、反應(yīng)溶劑進行提取。第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六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，所以對黃酮苷類含量較高的原料可采取熱水提取法。在提取過程中要考慮加水量、浸泡時間、煎煮時間及煎煮次數(shù)等因素。例如，從荷葉中黃酮提取時，采用提取水量3倍，提取溫度80攝氏度，提取時間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，從而使提取液存放時，易腐敗變質(zhì)，為后續(xù)的分離帶來困難。（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，其苯基色第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期六黃酮類提取方法原酮的1，2碳之間的C-O鍵打開成查爾酮型結(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)，所以可用堿水