天然药物化学第二节提取分离方法ppt课件

第二节 提取分离方法 1. 同种植物含有多种结构类型的化学成分 苦 参 2. 总成分含量少而种类多 长春花 黄酮类 生物碱 贝 母 生物碱 萜 类 甾醇类 3. 有效成分含量低 总生物碱含量总生物碱含量 1 g/ 1 g/ 千克千克 分离生物碱单体分离生物碱单体 6868种种 长春碱 3 / 万长春新碱 3 / 百万美登碱 2 / 千万 中草药化学成分的特点 第二节 提取分离方法 一：提取方法 （一）、溶剂提取法 （二）、水蒸汽蒸馏法 （三）、升华法 （四）、超临界萃取法 （五）、辅助提取法 （六）、压榨法 （一）、溶剂提取法 n是根据天然药物中各种成分在溶剂 中的溶解性质，选用对有效成分溶 解度大，而对不需要溶出成分溶解 度小的溶剂，将有效成分从药材组 织中溶解出来的办法。 n溶质在溶剂当中的溶解遵循相似相 溶的原理，亲水性的化学成分易溶 于水或亲水性的有机溶剂中，亲脂 性的成分易溶于亲脂性的有机溶剂 中。 溶剂可分为： 水、亲水性和亲脂性有机溶剂 常用溶剂：极性由弱到强依次排序为 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 n亲水性有机溶剂也就是一般所说 的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇 、甲醇、丙酮等，其中以乙醇最为 常用。具有经济、安全、无毒；对 细胞的穿透能力强；大多数天然成 分都可溶解等优点，常称为万能溶 剂。 化合物的极性：化合物的极性： 由分子中官能团的种类、数目、及排列方式由分子中官能团的种类、数目、及排列方式 等综合因素决定。等综合因素决定。 分子较小，极性基团多的物质： 亲水性较强亲水性较强易溶于亲水性溶剂易溶于亲水性溶剂 分子较大，极性基团少的物质： 亲脂性较强易溶于亲脂性溶剂 常见官能团极性比较： 羧基酚羟基醇羟基氨基酰氨基醛、 酮酯基醚基烯基烷基 n常用的溶剂提取法 1、冷提法 （1）.浸渍法 （2）.渗漉法 2、热提法 （1）.煎煮法 （2）.回流提取法 （3）.连续回流提取法 n冷提法 n（1）.浸渍法：是用水或醇浸渍药材一 定时间，经过一段时间后倒出溶剂再加 入新的溶剂浸泡，如此反复几次至所需 成分基本提取完全，然后合并提取液， 并将其减压浓缩的方法。该法因为一般 都是在低温(常温或60-80)下进行的 ，不用加热，所以适合于挥发性成分及 受热易分解成分的提取。但提取的时间 较长，效率低。用水浸提时还要注意提 取液的防腐问题。 n（2）.渗漉法：是将药材装入渗漉筒中 ，不断加入新溶液，通过控制渗漉筒下 面出口的大小连续收集浸提液。由于原 料不断与新溶剂或含有低浓度提取物的 溶剂接触，药材与溶剂之间能够始终保 持较大的浓度差，因此提取效率较高。 该法同样适用于挥发性及受热易破坏分 解的成分的提取。但是有溶剂耗费量较 大的缺点。 n热提法 n（1）.煎煮法：该方法是我国中医 中药最早使用的传统的提取方法。 是将药材用水加热煮沸提取，在提 取过程当中大部分成分可被不同程 度的提取出来，但是对于挥发性成 分及加热易被破坏的成分不宜使用 。 n（2）.回流提取法 ：是用有机溶剂 作为提取溶剂， 在回流装置中对 药材进行加热回 流提取，该方法 提取效率较高， 但因为长时间加 热，所以不适合 受热易破坏分解 的成分。 n（3）.连 续回流提 取法：是 回流提取 法的发展 ，具有消 耗溶剂量 更小，提 取效率更 高的优点 。常用索 氏提取器 或连续回 流装置。 （二）、水蒸汽蒸馏法 适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸 馏而不被破坏、难溶或不溶于水的 成分的提取，如挥发油、小分子的 香豆素类、小分子的醌类成分。 （三）、升华法 固体物质受热不经过熔融，直接汽化 ，遇冷后又凝固为固体化合物，称为 升华。中草药中有一些成分具有升华 的性质，可以利用升华法直接自中草 药中提取出来。如樟脑、咖啡因。 （四）、超临界流体萃取 利用超临界状态下的流体为萃取剂， 从液体或固体中萃取药材中的有效成 分并进行分离的方法。 常用的超临界流体：CO2、丙烷、乙烷 （五）、辅助提取法（即辅助溶剂进行提取 ） 1.超声波辅助提取 利用超声波增大物质分子的运动频率和速度，增强溶 剂穿透力，提高目标成分的溶出速度，缩短提取时间 。 2.微波辅助提取 微波穿透力更强，更加快速高效帮助有效成分的溶出 和释放。 3.酶法辅助提取 药材的细胞壁是由纤维素构成的，有效成分长包裹在 细胞壁内，酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶 等破坏植物细胞壁，以利有效成分的最大限度的溶出 。 （六）、压榨法 有些药材的有效成分含量高，且存在 于植物的液汁中时，可将新鲜的原料 直接压榨，压出汁液，再进行提取。 压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的 提取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中 提取蔗糖。 二、中草药有效成分的分离与精制 n根据物质的溶解度差别进行分离 n根据物质在两相溶剂中的配比不同进行 分离 n根据物质的吸附性能差别进行分离 n根据物质分子大小差别进行分离 n根据物质离解程度不同进行分离 （一）、根据物质的溶解度差别进行分 离 1、结晶及重结晶法：利用温度不同引起溶 解度的变化使物质得以分离。 n结晶： 利用混合物中各成分在溶剂中因温 度不同引起溶解度的改变，使部分成分析出 结晶。 n重结晶：选择适当的溶剂让结晶再一次溶解 和析出结晶的过程 利用溶液中加入另一种溶剂使极性改变使极性改变，某 些成分溶解度改变而析出沉淀。 如：水提醇沉法 2、溶剂沉淀法： 某些酸、碱或两性化合物可采用加入 酸、碱调节溶液的pH值，分子的状态（游 离型或解离型）变化，使其溶解度改变。 3、酸碱沉淀法： 某些酸、碱性化合物还可以通 过加入沉淀试剂生成水不溶性盐类 沉淀析出。 4、沉淀试剂沉淀法： 1、简单的液-液萃取法 如：提取分离皂苷类成分时，可先用工业 酒精提取，对浓缩后的水溶液依次用低 极性溶剂，如氯仿、乙酸乙酯从水中萃 取出亲脂成分，然后通过正丁醇与水分 配可是皂苷类成分富集于正丁醇部位， 从而起到初步纯化的目的。 （二）、根据物质在两相溶剂中的分配 比不同进行分离 2、逆流分溶法（CCD） 相当于多次萃取。 利用此原理制成了连续、自动的逆流分 溶仪。该仪器可使两种性质相似、即使 分溶常数很接近的化合物，经过一定次 数振摇、转移的操作，亦可达到分离的 目的。用于分离抗生素、脂肪酸、蛋白 质、核酸以及激素等， 3.纸色谱法（PC） 用纸为载体，在纸上均匀地吸附着液体 固定相（如水、甲酰胺或其他），用与 固定液不互溶的溶剂作流动相。将试样 滴在纸一端在展开罐中展开，由于各组 分在纸上移动的距离不同，最终形成互 相分离的斑点，实现定性、定量分析的 色谱法。 4.液-液分配柱色谱法（LLC） 固定相和流动相均为液体，液态固定相又称 固定液，被涂渍在惰性材料载体上构成固定 相。被分离的各个组分在互不相容的固定相 和流动相中溶解度不同，所以分配系数不相 同，在试样组分随流动相移动通过色谱柱的 过程中，他们在柱中经过多次的分配平衡后 ，产生了差速迁移，从何彼此分离。 载体（又称担体）仅起负载一定量固定液的 作用，它必须是惰性材料；不溶于固定液和 流动相，也不与他们起任何化学反应，有较 大的表面积，机械强度好。常用的载体如吸 水硅胶、纤维素、多孔硅藻土和微孔聚乙烯 小球等。 三、根据物质的吸附性差别进行分离 常用的吸附剂有： 硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂等 。 1. 活性炭： 吸附规律： 芳香族化合物吸附力脂肪族化合物 分子量大的化合物吸附力分子量小 水中对溶质的吸附力有机溶剂中对 溶质的吸附力 利用这些吸附性能的差别，将芳香族化合物和脂肪族化合物、氨基 酸和肽、单糖和多糖分开。 其其吸附特点是：是： 对极性物质的亲和力强于弱极性物质 。 溶剂极性弱，吸附剂对溶质吸附力强，溶剂极性 增强，吸附剂对溶质吸附力弱。溶质被硅胶、氧化铝 吸附，当加入极性较强的溶剂时，又可被后者置换洗 脱下来。 2. 硅胶、氧化铝： 3. 聚酰胺： 属于氢键吸附，不但适用极性物质也适 用于非极性物质的分离。 特别适合酚类、醌类、黄酮类的分离。 吸附规律 ： 被分离物质与聚酰胺形成氢键的的数目越 多，吸附力越强。 形成氢键的数目：越多，吸附力越强。 芳香程度：化合物中酚羟基数目越多则吸附力越 强。 4.大孔吸附树脂： 大孔吸附树脂是一种没有可解离基团 具有大孔结构的高分子吸附剂。分为非极性 与中等极性两类。 依据被分离物质大小及性质来选择相应特性 的大孔吸附树脂 （1）分子极性 极性大成分易被极性树脂吸附，被分离 成分与大孔树脂形成氢键的基团越多，吸附 力越强，极性大的有机溶剂合适 。 极性小的成分易被非极性树脂附，极性 小洗脱剂，洗脱能力强。 （2）分子体积 对非极性大孔树脂而言，化合物体 积越大，吸附力越强，这与大体积分子的疏水性 有关。 型号选择： 分离大分子，大孔的树脂 分离小分子，小孔的树脂 （3）溶液的pH 酸（碱）性化合物适当的酸（碱）性溶液中 吸附 中性化合物中性溶液中可被充分吸附 四、根据物质分子大小差别进行分离 常用方法： 超滤法、超速离心法、透析法、凝 胶滤过法等。主要用于水溶性大分 子化合物的分离和精制，而凝胶滤 过法还可用于分离分子量1000以下 的化合物。 1. 透析法： 2. 2. 小分子物质（无机盐、氨基酸等小分子物质（无机盐、氨基酸等 ）在溶液中可通过半透膜，而大分子物）在溶液中可通过半透膜，而大分子物 质如多糖、蛋白不能通过半透质如多糖、蛋白不能通过半透膜膜的性质的性质 达到分离的方法。达到分离的方法。 2. 2. 超滤法超滤法： 利用分子大小不同引起的利用分子大小不同引起的扩散速度扩散速度 差异进行分离的。差异进行分离的。 以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质 。在对水施加一定的压力后，当水流过膜表面时，。在对水施加一定的压力后，当水流过膜表面时， 只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶 液的净化、分离、与浓缩的目的。液的净化、分离、与浓缩的目的。 n3. 超速离心法： 利用溶质在超速离心作用下具有不同的 沉降性或浮游性而分离。 4. 凝胶过滤法：(也称分子筛过滤法、凝胶渗透色 谱法) 利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作 用使分子大小不同的物质得以分离。用使分子大小不同的物质得以分离。 凝胶的种类与性质 n用于凝胶层析的凝胶均为人工合成的产品，主要有交联 葡聚糖（商品名为Sephadex）、琼脂糖（商品名为 Sepharose）、聚丙烯酰胺凝胶（商品名为Biogel）及具 有一定网眼的细玻璃珠等和这些凝胶的衍生物。 葡聚糖凝胶（Sephadex） 羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20） 丙烯酰胺凝胶（Bio-Gel P） 琼脂糖凝胶（Sepharose Bio-Gel A） 羧甲基交联葡聚糖凝胶（SP-Sephadex） 苯胺乙基交联葡聚糖凝胶（QAe-Sephadex） 五、根据物质离解程度不同进行分离 主要包括：离子交换和电泳 离子交换树脂法： 1.原理：可交换离子与树脂上的交换 基团进行离子交换，并被吸附，用 适当的溶剂从柱上洗脱下来，实现 物质的分离。 2.固定相：离子交换树脂 3.洗脱液：稀酸或稀碱溶液 n 1）离子交换树脂法适用于酸性、碱性或两性成分的 分离，即要求被分离物质在水（或酸水，或碱水）溶液中 呈解离状态。 n 2）根据被分离物质呈解离状态时所带电荷的性质， 可选择阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。鉴于中药所含 大多数酸性、碱性或两性成分的酸碱性均较弱，一般在分 离碱性成分时选择强酸性