中药化学的一般研究法.doc

第二单元中药化学成分的一般研究方法*基本概念单体：即化合物，指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。有效成分：具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分。有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，成为有效部位。（如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。无效成分：不具有生物活性，也不能起防病治病作用的，与有效成分共存的其他化学成分。（如普通蛋白质、碳水化合物、油脂以及树脂、叶绿素等）本章要点中药有效成分的提取方法（溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体萃取法、升华法）中药有效成分的分离方法（溶剂法、沉淀法、结晶法、色谱法、其他方法）中药有效成分化学结构的研究方法一、中药有效成分的提取方法（一）溶剂提取法1.溶剂提取法的原理根据中药化学成分与溶剂间“ 极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。其作用原理是溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，形成细胞内外的浓度差，将其渗出细胞膜，达到提取目的。2.溶剂的选择溶剂按极性可分为三类，即 亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。常用于中药成分提取的溶剂按极性由弱到强的顺序如下：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。常见中药化学成分类型的极性：极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。（以上不是绝对的，具体成分要具体分析。比如，有的苷类化合物极性很小，有的苷元极性很大。） 选择溶剂的原则（1）相似相溶，能最大限度地提取所需要的化学成分（2）不与有效成分反应（3）不溶共存杂质（4）节约成本：价廉、安全、易得、浓缩方便。常用亲水性提取溶剂溶剂优点缺点水对细胞穿透力强，提取效率高安全、价廉、易得水杂质多、易霉变对含淀粉、粘液质多的药材不易过滤乙醇对药材组织穿透力强，效率高有选择性，不同浓度极性不同可防腐、沸点低，易除去、较便宜可抑制酶活性、大部分可回收利用脂溶性杂质较多有挥发性、易燃烧甲醇效率高于乙醇毒性大、较贵常用亲脂性有机溶剂：正丁醇、乙酸乙酯，氯仿，乙醚，石油醚（选择性强，易燃，成本高，毒性大，用于大量提取时，有一定局限性）3.提取方法（1）煎煮法将中药粗粉加水加热煮沸提取。此法因只能以水为提取溶剂，故 对亲脂性成分提取不完全，且含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用。多糖类（不适用）成分含量较高的中药，用水煎煮后药液黏度较大，过滤困难。（2）浸渍法将中药粗粉装在适当容器中，加入溶剂浸渍药材一定时间，反复数次，合并浸渍液，减压浓缩即可。此法不用加热， 适用于遇热易破坏或挥发性成分，也适用于含淀粉或黏液质多的成分。但提取时间长，效率不高。以水为提取溶剂时，应注意防止提取液发霉变质。（3）渗漉法基本过程：药材浸润 装筒 浸渍 渗漉（4）回流法与连续回流法两种提取方法均 不适用于对热不稳定的物质连续回流提取的效率要高于单纯回流提取总结：方法操作优点缺点适用药物煎煮浸渍渗漉回流连续回流（二）水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法用于提取 能随水蒸气蒸馏、而不被破坏的难溶于水的成分。这类成分有挥发性，在100时有一定蒸气压，当水沸腾时，该类成分随水蒸气带出，再用油水分离器或有机溶剂萃取法，将这类成分自馏出液中分离。如 中药中挥发油的提取常采用此法。适用成分：挥发性（100有一定蒸汽压）对水稳定不溶于水耐热二、中药有效成分的分离方法溶剂法（酸碱溶剂、溶剂分配）沉淀法（专属试剂沉淀、分级沉淀、盐析）分馏法结晶法膜分离法升华法色谱法（一）溶剂法1.酸碱溶剂法：适用对象： 酸性成分（如醌类、黄酮类等）、碱性成分（如生物碱等），内酯、内酰胺类内酯或内酰胺结构的成分可被皂化溶于水，借此与其他难溶于水的成分分离。 2.溶剂分配法萃取的基本原理利用混合物中各成分在两相溶剂中 分配系数不同而达到分离的方法混合物中各成分在两相中分配系数相差越大，则分离效果越高对于分离 极性较大的成分，可选用正丁醇-水；极性中等成分的分离可选用乙酸乙酯-水；极性小的成分可选用氯仿（或乙醚）-水系统溶剂萃取法常用于中药化学成分的初步分离依次以正己烷（或石油醚）、氯仿（或乙醚）、乙酸乙酯、正丁醇萃取（二）沉淀法是基于有些中药化学成分能与某些试剂生成沉淀，或加入某些试剂后可降低某些成分在溶液中的溶解度而自溶液中析出的一种方法。1.专属试剂沉淀法某些试剂能选择性地沉淀某类成分，称为专属试剂沉淀法。如 雷氏铵盐等生物碱沉淀试剂能与生物碱类成分沉淀，可用于生物碱类成分与非生物碱类成分的分离。2.分级沉淀法在混合组分的溶液中加入与该溶液能互溶的溶剂，改变混合组分溶液中某些成分的溶解度，使其从溶液中析出。改变加入溶剂的极性或数量而使沉淀逐步析出称为分级沉淀。（如 水提醇沉法或醇提水沉法）3.盐析法在混合物水溶液中加入易溶于水的无机盐，最常用的是 氯化钠，至一定浓度或饱和状态，使某些中药成分在水中溶解度降低而析出，或用有机溶剂萃取出来。常用NaCl、Na2SO4、（NH4）2SO4 等, 如加入硫酸镁析晶，得三七皂苷。（三）结晶法结晶法是利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同达到分离的方法，是纯化物质最后阶段常采用的方法，其目的在于进一步分离纯化目标化合物。洁净与重结晶的操作：结晶用溶剂的选择一般应符合下列条件：（1）要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；对杂质或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。（2）与被结晶成分不发生化学反应。（3）沸点不宜太高。常用于结晶的溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等。当用单一溶剂不能达到结晶时，可用两种或两种以上溶剂组成的混合溶剂进行结晶操作。（四）色谱分离法色谱方法分离原理吸附色谱利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺等凝胶过滤色谱（排阻色谱、分子筛色谱）分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的常用的是葡聚糖凝胶和羟丙基葡聚糖凝胶离子交换色谱基于混合物中各成分解离度差异进行分离离子交换剂有离子交换树脂、离子交换纤维素和离子交换凝胶三种大孔树脂色谱通过物理吸附有选择地吸附有机物质，同时具有分子筛作用而达到分离的目的吸附剂即大孔树脂分配色谱利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数的不同而达到分离（似萃取）正相分配色谱法：固定相有氰基与氨基键合相，反相分配色谱法:固定相有十八烷基硅烷（ODS）或C8键合相 吸附色谱硅胶是一种中等极性的酸性吸附剂，适用于中性或酸性成分的层析。氧化铝有弱碱性，主要用于碱性或中性亲脂性成分的分离，如生物碱、甾、萜类等成分；对于生物碱类的分离颇为理想。但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、酸、内酯等类型的化合物分离。聚酰胺柱色谱，其与化合物间主要为氢键吸附。主要用于酚类、醌类如黄酮类、蒽醌类及鞣质类等成分的分离。分子筛色谱凝胶是具有 多孔隙网状结构的固体物质，被分离物质的分子大小不同，它们能够进入到凝胶内部的能力不同，当混合物溶液通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部，而比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶内部，只能通过凝胶颗粒间隙。因此移动速率有差异，分子大的物质不被迟滞（排阻），保留时间则较短，分子小的物质由于向孔隙沟扩散，移动被滞留，保留时间则较长，而达到分离。大孔树脂色谱一般来说，大孔树脂的色谱行为具有 反相的性质。被分离物质的极性越大，其Rf值越大，越容易洗脱，反之，Rf值越小。对洗脱剂而言，极性大的溶剂洗脱能力弱，而极性小的溶剂则洗脱能力强，故大孔树脂在水中的吸附性强。实际工作中，常先将欲分离的混合物的水溶液通过大孔树脂柱后，依次用水、浓度由，低到高的含水甲（乙）醇溶液、甲（乙）醇洗脱，可将混合物分离成若干组分。近年来，大孔吸附树脂色谱被引进应用于中药有效部位或有效成分的分离富集。强化练习：A型题1.以下溶剂中极性最小的是：A.甲醇B.氯仿C.乙醚D.丙酮E.乙酸乙酯答疑编号500682102101：针对该题提问正确答案B（氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮甲醇）2.可以采取酸提碱沉的成分是：A.黄酮B.蒽醌C.酚酸D.生物碱E.皂苷 答疑编号500682102102：针对该题提问正确答案D（碱性物质可用酸提碱沉）3.分离酸性物质常用的吸附剂是：A.氧化铝B.离子交换树脂C.大孔吸附树脂D.硅胶E.活性炭答疑编号500682102103：针对该题提问正确答案D（硅胶酸性，可用以分离酸性物质）B型题A.结晶或重结晶B.溶剂沉淀法（分级沉