中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座

2.酸性化合物：結(jié)構(gòu)中含有酚羥基化合物——黃酮、醌類、苯丙素（香豆素、木脂素）及其苷類結(jié)構(gòu)中含有羧基化合物——有機酸、葡萄糖醛酸中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第1頁黃酮蒽醌香豆素木脂素中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第2頁3.兩性化合物:結(jié)構(gòu)中現(xiàn)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化合物，如萜類和揮發(fā)油、甾體等。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第3頁二、無效成份1.脂溶性蠟－高級不飽和脂肪酸（16－30碳）和高級一元醇結(jié)合酯脂肪油－不飽和脂肪酸（鏈長短不一）與丙三醇形成甘油酯,通常稱為混合甘油酯。葉綠素及胡蘿卜素中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第4頁2.水溶性

多糖類－淀粉、纖維素、樹膠、果膠、粘液質(zhì)多元酚類化合物－鞣質(zhì)中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第5頁中草藥有效成份提取

一、溶劑提取法二、水蒸汽蒸餾法三、升華法中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第6頁一、溶劑提取法是依據(jù)天然藥品中各種成份在溶劑中溶解性質(zhì),選取對有效成份溶解度大,而對不需要溶出成份溶解度小溶劑,將有效成份從藥材組織中溶解出來方法。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第7頁溶劑可分為:水、親水性和親脂性有機溶劑慣用溶劑:極性由弱到強依次排序為石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第8頁被溶解物質(zhì)也有親水性及親脂性之分。溶質(zhì)在溶劑當中溶解遵照相同相溶原理,親水性化學成份易溶于水或親水性有機溶劑中,親脂性成份易溶于親脂性有機溶劑中。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第9頁石油醚→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、有機酸及黃酮、香豆素苷元丙酮或乙醇、甲醇→苷類、生物堿鹽、鞣質(zhì)等水→氨基酸、糖類、無機鹽等中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第10頁慣用溶劑提取法（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)回流提取法中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第11頁冷提法1.浸漬法:是用水或醇浸漬藥材一定時間，然后合并提取液，并將其減壓濃縮方法。該法因為普通都是在低溫下進行，不用加熱，所以適合于揮發(fā)性成份及受熱易分解成份提取。但提取時間較長，效率低。用水浸提時還要注意提取液防腐問題。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第12頁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，然后從滲漉筒下口使提取液流出，上口不停地加入新溶劑，此方法因為藥材與溶劑之間能夠一直保持較大濃度差，所以提取效率較高。該法一樣適合用于揮發(fā)性及受熱易破壞分解成份提取。不過有溶劑花費量較大缺點。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第13頁熱提法1.煎煮法:該方法是我國中醫(yī)中藥最早使用傳統(tǒng)提取方法。是將藥材用水加熱煮沸提取，在提取過程當中大部分成份可被不一樣程度提取出來，不過對于揮發(fā)性成份及加熱易被破壞成份不宜使用。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第14頁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成份。3.連續(xù)回流提取法:是回流提取法發(fā)展，含有消耗溶劑量更小，提取效率更高優(yōu)點。慣用索氏提取器或連續(xù)回流裝置。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第15頁水－是一個強極性溶劑。無機鹽、糖類、分子不太大多糖、鞣質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸鹽、生物堿鹽和極性苷類等都能被水溶出。以水作為提取溶劑缺點是:提出雜質(zhì)多。冷提法提出雜質(zhì)少且對熱不穩(wěn)定成份較適宜，提取效率低；而熱提法效率高，但對熱不穩(wěn)定成份不宜，尤其不適于揮發(fā)性成份和淀粉、粘液質(zhì)多藥材提取。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第16頁親水性有機溶劑－也就是普通所說與水能混溶有機溶劑,如乙醇、甲醇、丙酮等,其中以乙醇最為慣用。含有經(jīng)濟、安全、無毒；對細胞穿透能力強；大多數(shù)天然成份都可溶解等優(yōu)點,常稱為萬能溶劑。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第17頁二、水蒸汽蒸餾法適合用于含有揮發(fā)性、能隨水蒸汽蒸餾而不被破壞、難溶或不溶于水成份提取,如揮發(fā)油、小分子香豆素類、小分子醌類成份。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第18頁三、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。中草藥中有一些成份含有升華性質(zhì),能夠利用升華法直接自中草藥中提取出來。如樟腦、咖啡因。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第19頁中草藥有效成份分離與精制依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進行分離依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中配比不一樣進行分離依據(jù)物質(zhì)吸附性能差異進行分離依據(jù)物質(zhì)分子大小差異進行分離依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣進行分離中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第20頁一、依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進行分離1.結(jié)晶及重結(jié)晶法:利用溫度改變引發(fā)溶解度改變使物質(zhì)得以分離。2.溶劑分離法:a.經(jīng)過加入另一個溶劑以改變?nèi)軇O性，使一部分物質(zhì)沉淀析出，從而實現(xiàn)分離。如:水提醇沉法中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第21頁b.酸性、堿性或兩性化合物,經(jīng)過加入酸或堿來調(diào)整溶劑PH值,改變分子存在狀態(tài)（游離型或離解型）,從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第22頁3.沉淀法:酸性或堿性化合物經(jīng)過加入某種沉淀試劑使之生成水不溶性鹽類等沉淀析出而實現(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、鋇鹽等生成不溶性沉淀。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第23頁二、依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進行分離液-液分配基本原理1.分配系數(shù)K值:一個溶質(zhì)在兩相溶劑中分配比。K值在一定溫度和壓力下為一常數(shù)。

K=CU/CL中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第24頁2.分離因子β:兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)比值。β=KA/KB(KA>KB)β≥100，一次萃取就可實現(xiàn)基本分離100≥β≥10，需萃取10~12次β≤2，需萃取100次以上β≌1，無法實現(xiàn)分離中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第25頁3.分配比與PH:溶劑系統(tǒng)PH改變影響酸性、堿性、及兩性有機化合物存在狀態(tài)（游離型或離解型），從而影響在溶劑系統(tǒng)中分配比。游離型——極性小溶劑離解型——極性大溶劑中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第26頁普通PH<3,酸性物質(zhì)多呈非離解狀態(tài)（HA）、堿性物質(zhì)則呈離解狀態(tài)（BH+）；PH>12,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。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第27頁4.液-液萃取與紙色譜紙色譜與液-液萃取分離原理都是分配。Rf值與K值之間有以下關(guān)系

Kor/w=1/r(Rf/1-Rf)

中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第28頁當層析濾紙濕重（W濕）為干重（W干）1.5倍時，r=2設(shè)A.B兩種（或兩組）物質(zhì)Rf值分別為Rfa及Rfb。β=Rfa(1-Rfb/1-Rfa)（Rfa＞Rfb）當β＞50時，簡單萃取即可，β＜50時，則需采取逆流分溶法。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第29頁主要分離方法1.簡單液-液萃取法2.逆流分溶法（CCD）3.液滴逆流色譜法（DCCC）4.高速逆流色譜法（HSCCC）5.紙色譜法（PC）6.氣-液分配柱色譜法（GLC）7.液-液分配柱色譜法（LLC）中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第30頁紙色譜法支持劑:纖維素固定相:纖維素上吸附水展開劑:與水不相混溶有機溶劑或水飽和有機溶劑Rf值:極性大，Rf值?。粯O性小，Rf值大。應(yīng)用:適合于親水性較強物質(zhì)。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第31頁液-液分配柱色譜法柱色譜:在色譜管中完成化合物之間分離過程稱為柱色譜。柱色譜分:常壓柱色譜、加壓柱色譜載體（支持劑）:硅膠、硅藻土及纖維素等按洗脫次序分:正相色譜、反相色譜中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第32頁正相色譜:固定相:水、緩沖溶液流動相:氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱極性有機溶劑洗脫次序:極性小化合物先出柱，極性大后出柱。應(yīng)用:適合用于水溶性或極性較大化合物，如生物堿、苷、糖類、有機酸等。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第33頁反相色譜:固定相:石蠟油，化學鍵合相（如十八烷基硅膠鍵合相）流動相:水、甲醇、乙腈等強極性有機溶劑洗脫次序:極性大，先出柱；極性小，后出柱。應(yīng)用:適合于脂溶性成份，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第34頁當前液-液分配柱色譜中固定相主要為化學鍵合相。反相液-液分配柱色譜法是當前應(yīng)用最為廣泛一個柱色譜分離、分析方法。

中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第35頁三、依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進行分離固-液吸附應(yīng)用最多吸附類型:1.物理吸附（溶液分子與吸附劑表面分子分子間作用力）:硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑吸附色譜。2.化學吸附: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。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第36頁3.半化學吸附:如聚酰胺與黃酮類、蒽醌類等化合物之間氫鍵吸附。介于物理吸附與化學吸附之間。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第37頁物理吸附基本規(guī)律→相同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.對極性強物質(zhì)吸附能力強b.溶劑極性減弱，則吸附劑對溶質(zhì)吸附能力增強；反之，則減弱。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第38頁c.溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附,一旦加入極性較強溶劑時,又可被置換洗脫下來。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第39頁ABⅠCHCl3:MeOH(7:3)ⅡCHCl3:MeOH(3:7)中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第40頁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，則活性炭對溶質(zhì)吸附能力也隨之降低；反之，則提升。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第41頁極性及其強弱判斷:極性強弱是支配物理吸附過程主要原因極性就是指分子中電荷不對稱程度，并大致上和分子偶極距、極化度及介電常數(shù)等概念相對應(yīng)。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第42頁1.主要官能團極性由弱到強排序為:—CH2—CH2—＜—CH2=CH2—＜—OCH3＜—COOR＜>C=O（CHO）＜—NH2＜—OH＜—COOH2.化合物極性則由分子中所含官能團種類、數(shù)目及排列方式等綜合原因所決定。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第43頁3.溶劑極性大小則大致上由介電常數(shù)決定，慣用溶劑介電常數(shù)及其極性由弱到強排序為:環(huán)己烷（1.88），苯（2.29），無水乙醚（4.47），氯仿（5.20），乙酸乙酯（6.11），乙醇（26.0），甲醇（31.2），水（81.0）中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第44頁極性不完全等同于親水性親水性強,則極性強；極性強,則親水性并不一定強。AB親水性A>B極性B>A中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第45頁吸附柱色譜用于物質(zhì)分離:1.選取極性小溶劑裝柱和溶解樣品或用極性稍大溶劑溶解樣品后，以少許吸附劑拌勻揮干，上柱。2.溶劑系統(tǒng)可用TLC進行篩選。以TLC展開時使組分Rf值到達0.2~0.3溶劑系統(tǒng)作為最正確溶劑系統(tǒng)進行洗脫。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第46頁3.為防止化學吸附,酸性物質(zhì)宜用硅膠、堿性物質(zhì)宜用氧化鋁作為吸附劑進行分離。通常在分離酸性（或堿性）物質(zhì)時,洗脫溶劑中常加入適量醋酸（或氨、吡啶、二乙胺）,以預(yù)防拖尾,改進分離效果。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第47頁聚酰胺吸附色譜法:屬于氫鍵吸附（半化學吸附）尤其適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。1.聚酰胺吸附原理:經(jīng)過分子中酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物酚羥基，或酰胺鍵上游離胺基與醌類、脂肪酸上羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第48頁固定相移動相中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第49頁2.吸附強弱規(guī)律（含水溶劑中）a.形成氫鍵基團數(shù)目越多,則吸附能力越強。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第50頁b.成鍵位置對吸附也有影響。易形成份子內(nèi)氫鍵化合物,其吸附性能減弱。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第51頁c.分子中芳香化程度越高,則吸附性能越強。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第52頁3.各種溶劑在聚酰胺柱上洗脫能力由弱至強排序為:水→甲醇→丙酮→氫氧化鈉水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第53頁4.應(yīng)用:a.尤其適合于酚類、黃酮類化合物制備和分離b.對生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物分離也有著廣泛應(yīng)用。c.用于提取物脫鞣質(zhì)處理。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第54頁大孔吸附樹脂法分為極性和非極性1.原理:吸附和分子篩以苯乙烯為母體，二乙烯苯為交聯(lián)劑（非極性）中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第55頁2.影響原因:a.普通非極性化合物在水中易被非極性樹脂吸附，極性化合物在水中易被極性樹脂吸附。b.物質(zhì)在溶劑中溶解度大，樹脂對此物質(zhì)吸附力就小，反之就大。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第56頁c.分子量小、極性小化合物與非極性大孔吸附樹脂吸附作用強；反之,與極性大孔吸附作用強。能與大孔吸附樹脂形成氫鍵化合物易吸附。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第57頁3.應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于天然化合物如苷、糖類、生物堿、多糖、黃酮、三萜類化合物分離和富集工作。4.洗脫液選擇:最慣用水、乙醇，另外甲醇、丙酮、乙酸乙酯也被應(yīng)用。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第58頁四、依據(jù)物質(zhì)分子大小差異進行分離慣用方法:超濾法、超速離心法、透析法、凝膠濾過法等。主要用于水溶性大分子化合物分離和精制，而凝膠濾過法還可用于分離分子量1000以下化合物。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第59頁1.凝膠濾過法分離原理:反分子篩凝膠為在水中可膨脹球形顆粒，含有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。大分子在顆粒間隙移動，較早流出；小分子則自由滲透并擴散到凝膠顆粒內(nèi)部，經(jīng)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次序得到分離。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第60頁2.凝膠種類:慣用凝膠主要有兩種a.葡聚糖凝膠（sephadexG）:只適合用于水中應(yīng)用，不一樣規(guī)格分離不一樣分子量范圍化合物。b.羥丙基葡聚糖凝膠（sephadexLH-20）該類凝膠不但可在水中用，也可在有機溶劑中或在水與有機溶劑混合溶劑中使用，在由極性和非極性溶劑組成混合溶劑中常起到反相分配色譜作用。應(yīng)用范圍更廣泛。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第61頁網(wǎng)孔大小與交聯(lián)度相關(guān)交聯(lián)度高,孔隙小,吸水時膨脹就?。环粗?交聯(lián)度小,膨脹幅度大,孔隙大。中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第62頁3.慣用溶劑:a.堿性水溶液（0.1mol/LNH4OH）含鹽水溶液（0.5mol/LNaCl）等。b.醇及含水醇，如甲醇、甲醇—水c.其它溶劑:如含水丙酮，甲醇-氯仿中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第63頁五、依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣進行分離主要包含:離子交換和電泳離子交換樹脂法:1.原理:可交換離子與樹脂上交換基團進行離子交換，并被吸附，用適當溶劑從柱上洗脫下來，實現(xiàn)物質(zhì)分離。2.固定相:離子交換樹脂3.洗脫液:稀酸或稀堿溶液中草藥中各類化學成分提取分離方法專家講座第64頁4.分類：a.陽離子交換樹脂強酸性（—SO3-H+）弱酸性（—COO-H+）