中药中黄酮类化学成分的提取分离技术黄酮liang.ppt

山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院 中药化学实用技术 学习情景二 中药中黄酮 Flavonoid 类化学成分的提取分离技术 学习情境二中药中黄酮类化学成份的提取分离技术 熟练进行黄芩 葛根 银杏叶中黄酮的提取分离操作 能进行补骨脂 槐花中黄酮的提取分离操作 教学内容 黄芩中黄酮化合物的提取分离技术 黄芩中黄酮化合物的提取分离及检识 学习提示 黄酮的理化性质及检识 黄酮类化学成分的提取分离 黄酮的结构与分类 主要的天然黄酮类化合物分为以下几类 见下页 芹菜素 5 7 4三羟基黄酮 木犀草素 5 7 3 4 四羟基黄酮 杨梅素 3 5 7 3 4 5 六羟基黄酮 橙皮苷 葛根素 C 苷 山山柰酚 3 5 7 4 四羟基黄酮 杜鹃素 R H大豆素 glc大豆苷 芸香糖 常见黄酮类化合物结构式 黄酮苷 碱性 物理性状 溶解性 还原反应 酸碱性 显色反应 游离黄酮 金属盐类试剂的络合反应 硼酸显色反应 酸性 二黄酮类化合物的理化性质及检识 多呈黄色 且颜色与分子中的交叉共轭体系 发色团 及助色团有关 黄酮苷均有旋光性 且多为左旋 游离的二氢黄酮 二氢黄酮醇 二氢异黄酮和黄烷醇等具有旋光性 其余的游离黄酮则无旋光性 在紫外灯光下普遍具有荧光 交叉共轭体系的存在 能形成交叉共轭体系的黄酮类化合物 常有明显的黄色 并且共轭程度大小 共轭链的长短决定了颜色的深浅 黄酮本身其色原酮部分并无颜色 但当2位引入苯基后 即形成交叉共轭体系 且能通过电子的转移和重排使共轭链连续地延长 而呈现出颜色 助色团对颜色的影响 助色团 OH OCH3等 能使颜色加深 但主要指助色团处于7或4 位时 由于能形成p 共轭 可促使电子的转移和重排而形成交叉共轭体系 从而使颜色明显加深 但 OH OCH3引入其他位置时 对颜色的影响较小 有颜色交叉共轭体系无颜色 2 溶解性 游离黄酮一般难溶或不溶于水 易溶于甲醇 乙醇 氯仿 乙醚等有机溶剂及稀碱液中 花色苷元 花青素 类以离子形式存在 水溶度较大 黄酮类甙元分子中羟基数越多 水中的溶解度越大 黄酮苷游离黄酮的羟基被糖苷化后 水溶性增加 脂溶性降低 一般易溶于热水 甲醇 乙醇 吡啶及稀碱溶液中 而难溶于苯 乙醚 氯仿 石油醚等有机溶剂中 游离黄酮水甲醇乙醇乙酸乙酯氯仿乙醚稀碱水 酚羟基 溶解性取决于分子的立体结构取代基团的性质 数目 连接位置引入羟基 数目多 7 4 位 水溶度较大羟基甲基化 OCH3 水溶度降低R H平面型分子非平面型分子黄酮二氢类 C 环半椅式结构 黄酮醇异黄酮 羰基与B 环立体障碍 查耳酮分子间排列不紧密 交叉共轭 水分子易于进入水溶度小水溶度大 R H二氢黄酮 R OH二氢黄酮醇 水甲醇乙醇乙酸乙酯氯仿乙醚稀碱 黄酮类化合物溶解性 极性 规律 三糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元3 O 糖苷 7 O 糖苷 平面性分子 花色素 平面性分子 离子型 非平面性分子 平面性分子 黄酮苷 亲水性 3 酸碱性 3 酸碱性 碱性 因母核中 吡喃酮环上的1位氧原子有未共用电子对 故表现出微弱的碱性 可溶于浓硫酸 浓盐酸等强无机酸生成盐 该盐极不稳定 加水后即分解 还原反应 4 显色反应 反应类型鉴别特征鉴别意义备注盐酸 镁粉黄酮 二氢黄酮 红 紫红黄酮类特征性假阳性反应黄酮醇 二氢黄酮醇红 紫红鉴别反应 花色素 最常用 查耳酮 橙酮 儿茶素类 异黄酮 四氢硼钠二氢黄酮 二氢黄酮醇红 紫红二氢黄酮类特有还原反应其它黄酮类 钠汞齐反应黄酮 二氢黄酮红异黄酮 二氢异黄酮红黄酮醇类黄 淡红色二氢黄酮醇类棕黄色 金属盐类试剂的络合反应 反应类型鉴别特征及鉴别意义备注 锆盐枸橼酸锆盐 枸橼酸3 OH或5 二OH黄色黄色不褪PPC黄色褪去 氨性氯化锶 SrCl2 邻二酚羟基绿 棕乃至黑色三氯化铁 FeCl3 酚羟基紫 蓝 绿 三氯化铝3 OH 4 C O黄色 AlCl3 5 OH 4 C O鲜黄色荧光PPC TLC邻二酚羟基 4 或7 4 黄酮醇 天蓝色荧光 硼酸显色反应 硼酸5 羟基 4 羰基黄酮黄色 绿色荧光 草酸液 H3BO3 6 羟基 4 羰基查耳酮黄色 无荧光 枸橼酸 三黄酮的提取与分离 黄酮的提取与分离 提取 分离 pH梯度萃取法 溶剂萃取法 柱色谱法 HPLC色谱法 溶剂提取法 检识 理化检识 色谱检识 一 提取方法 溶剂法 溶剂法关键溶剂的选择选择依据黄酮类成分的存在状态 游离 苷 及溶解性 溶剂的溶解性能提取方法 煎煮法 渗漉法 回流法等 的选择 溶剂提取原理游离黄酮黄酮苷备注 乙醇溶解范围广 甲醇 苷 苷元均可溶 90 95 60 甲醇毒性大 沸水多糖苷易于水 成本低 安全 水溶性杂质多 碱性水或稀氢氧化钠溶出能力强 碱性乙醇酚羟基的酸性 石灰水除杂质效果好 HPLC色谱 二 分离 分离依据 成分 黄酮与杂质 苷与苷元 苷元与苷元 之间的极性 分配系数K 差异 分离依据 游离黄酮类化合物的酸性差异 pH梯度萃取法 溶剂萃取法 柱色谱法 常用聚酰胺和硅胶色谱 1 聚酰胺柱色谱 首选法 洗脱顺序 含水溶剂 乙醇 水等 苷元相同 叁糖苷 双糖苷 单糖苷 苷元 酚羟基比例 母核上羟基越多 洗脱越慢 酚羟基数量 酚羟基数量相同 邻羟基的 对 间 羟基的 酚羟基的位置 芳香核 共轭双键越多 洗脱越慢 酚羟基所处母核的共轭程度 不同苷元 异黄酮 二氢黄酮醇 黄酮 黄酮醇母核共轭程度较后两者小 后者比前者多一个羟基 2 硅胶柱色谱洗脱顺序 羟基越多 极性越大 越后洗出 不分醇羟基 酚羟基 适用于各种黄酮类化合物的分离 原理 反相柱色谱 黄酮类化合物极性大 固定相 ODS流动相 水 乙晴不同比例 任务一黄芩中黄酮类化合物的提取分离技术 学习目标 一 三 任务导入 必备知识 五 四 六 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一学习目标 2 掌握黄芩中黄酮类化合物的提取 分离及鉴定技术 熟悉黄芩中黄酮类化合物的结构及性质 了解黄芩中黄酮类化合物的存在及生物活性 知识要求 熟练进行黄芩中黄酮类化合物的提取 分离及鉴定操作 学会黄芩中黄酮类化合物的色谱鉴定技术 学习目的 任务导入 黄芩为唇形科植物黄芩 ScutellariabaicalensisGeorgi 的干燥根 从其中分离出的黄酮类化合物有黄芩苷 黄芩素 汉黄芩苷 汉黄芩素 木蝴蝶素 等20多种 其中黄芩苷 4 0 5 2 是主要有效成分 有抗菌消炎 降低转氨酶等作用 黄芩苷元的磷酸酯钠盐可用于治疗过敏 哮喘等疾病 黄芩中黄芩苷的提取工艺流程 黄芩苷分子中有羧基 酸性较强 在植物体内多与镁离子成盐 且黄芩苷的镁盐水溶性较大 故可用水为溶剂提取 水提取液酸化后 该镁盐又转化为有游离羧基的黄芩苷 因其难溶于酸水而沉淀析出 黄芩苷的提取分离流程如下 二 黄芩中黄酮类成分的提取分离 一 黄芩中黄酮类主要有效成分及结构 三必备知识 黄芩苷 baicalin 黄芩素 baicalein 汉黄芩苷 wogonoside 汉黄芩素 wogonin 一 黄芩中黄酮类主要效成分及结构 黄芩中黄芩苷为主要有效成分 黄芩苷为淡黄色针晶 熔点223 几乎不溶于水 难溶于甲醇 乙醇 丙酮 可溶于热乙酸 易溶于碱性溶液 黄芩苷经水解能生成苷元黄芩素 黄芩素分子中具有邻三酚羟基 易被氧化为醌类衍生物而显绿色 这是黄芩在放置过程中或处理不当时易变绿的原因 二 黄芩中黄酮类化合物的提取分离 黄芩中黄酮类化合物的分离方法一 方法二 二 黄芩中黄酮类化合物的提取分离 四知识链接及拓展 苷 glycosides 又称糖苷 甙或配糖体 是糖及其衍生物的端基碳原子与另一非糖物质 称为苷元或配基 连接而成的化合物 苷糖与苷元连接的化学键称为苷键 形成苷键的原子称为苷键原子 苷类在中药中分布很广泛 且具有多方面的生物活性 是一类重要的中药化学成分 按照苷键原子进行分类 硫苷 红景天苷 醇苷 苦杏仁苷 氰苷 山慈姑苷 酯苷 天麻苷 酚苷 萝卜苷 巴豆苷虫草苷 芦荟苷 四知识链接及拓展 结晶与重结晶的基本原理结晶与重结晶法是利用混合物中各成分在不同温度溶剂中溶解度的不同来达到分离的方法 结晶溶剂的选择合适的溶剂就是在冷时对所要的成分溶解度小 而热时溶解度又较大的溶剂 溶剂的沸点亦不易太高 一般常用甲醇 丙酮 氯仿 乙醇 乙酸乙酯等 结晶溶剂又常会用到混合溶剂 结晶的操作技术 一 结晶分离技术的一般操作过程1 将需结晶物质置于锥形瓶中 加入较需要量略少的溶剂 于水浴上加热至微沸 2 将热溶液趁热抽滤 以除去不溶的杂质 3 将滤液冷却 使结晶析出 4 滤出结晶 必要时用适宜的溶剂洗涤结晶 二 结晶条件的控制1 趁热过滤得到的滤液应长时间静置 逐渐冷却 避免温度骤降使析晶过快带出杂质 2 若滤液久置无结晶析出 可采取的方法有 松动瓶塞 加入少量晶种 玻璃棒摩擦 加有机可溶性盐类盐析 五课堂互动 1 聚酰胺柱色谱用于分离黄酮类化合物 苷 苷元 的原理 方法及洗脱规律 2 简述黄酮类化合物的酸性规律及在黄酮苷元分离中的应用 3 何谓交叉共轭体系 它与黄酮类化合物颜色的关系如何 任务二葛根中黄酮类化合物的提取分离技术 学习目标 一 三 任务导入 必备知识 五 四 六 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一学习目标 2 掌握葛根大豆苷元的提取 分离及鉴定技术 熟悉葛根中黄酮类化合物的结构及性质 氧化铝柱色谱的原理及操作 了解葛根中黄酮类化合物的存在及生物活性 知识要求 熟练进行葛根中黄酮类化合物的提取 分离及鉴定操作 学会葛根中黄酮类化合物的色谱鉴定技术 学习目的 任务导入 葛根为豆科植物野葛 Puerarialobata Willd Ohwi 或甘葛藤 PuerariathomsoniiBenth 的干燥根 甘葛藤习称 粉葛 具有解肌退热 生津 透疹 升阳止泻的作用 用于治疗外感发热头痛 高血压颈项强痛 冠心病心绞痛 早期突发性耳聋 强直性脊柱炎 泄泻等病症 现代医学研究表明 葛根中的异黄酮类化合物葛根素对高血压 高血脂 高血糖和心脑血管疾病有一定疗效 葛根中大豆苷元 葛根素等的提取工艺流程 流程说明 用70 的乙醇回流提取葛根粗粉 使黄酮类化合物溶于乙醇液 然后采用铅盐沉淀法除去醇提液中的杂质 得到纯化的葛根总黄酮类化合物 总黄酮再通过氧化铝柱色谱进行分离 最终得到各种异黄酮 二 葛根中黄酮类成分的提取分离 一 葛根中黄酮类主要有效成分及结构 三必备知识 一 葛根中黄酮类主要效成分及结构 葛根中主要含异黄酮类化合物 如葛根素 C 苷 大豆素 大豆苷等 大豆苷为无色针晶 熔点239 240 易溶于乙醇 热水 大豆素为无色针晶 265 升华 320 分解 易溶于乙醇 葛根素为白色针状结晶 熔点187 分解 易溶于乙醇 二 葛根中黄酮类化合物的提取分离 葛根中黄酮类化合物的分离方法一 二 葛根中黄酮类化合物的提取分离 方法二 四课堂互动 1 葛根素 大豆苷都是葡萄糖苷 试从结构上分析二者不同在哪里 2 试分析大豆素 大豆苷 葛根素在氧化铝色谱柱先后被洗脱出的原因 任务三银杏叶中黄酮类化合物的提取分离技术 学习目标 一 三 任务导入 必备知识 五 四 六 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一学习目标 2 掌握银杏叶中黄酮类成分的提取 分离及鉴定技术 熟悉银杏叶中黄酮类化合物的结构及性质 了解银杏叶中黄酮类化合物的存在及生物活性 知识要求 熟练进行银杏叶中黄酮类化合物的提取 分离及鉴定操作 学会银杏叶中黄酮类化合物的色谱鉴定技术 学习目的 任务导入 银杏叶为银杏科植物银杏GinkgobilobaL 的干燥叶 具有敛肺平喘 活血化瘀 止痛的作用 用于治疗肺虚咳喘 冠心病 心绞痛 高血脂症等 银杏中总黄酮的提取工艺流程 流程说明 用70 的乙醇提取银杏叶粗粉 使黄酮类化合物溶于醇液 提取液浓缩后加水 可沉淀水不溶性杂质 滤液上大孔吸附树脂 除去水溶性杂质 二 银杏中黄酮类成分的提取分离 一 银杏中黄酮类主要有效成分及结构 三必备知识 一 银杏中黄酮类主要效成分及结构 银杏叶成分很复杂 以黄酮类化合物为主 主要有黄酮类化合物 二萜内酯衍生物 此外还含多糖类 银杏叶中黄酮类化合物既有单黄酮如山奈素 槲皮素 异鼠李素及其苷 亦有双黄酮类如银杏双黄酮 银杏素 去甲银杏双黄酮 金松双黄酮 穗花杉双黄酮等以及儿茶素类 二 银杏中黄酮类化合物的提取分离 银杏中黄酮类化合物的提取还可采用以下方法 方法一 丙酮提取法 二 银杏中黄酮类化合物的提取分离 方法二 乙醇提取法 四课堂互动 1 分析银杏叶中黄酮类化学成分在提取工艺中通过何种方式除去水溶性杂质 任务四槐米中黄酮类化合物的提取分离技术 学习目标 一 三 任务导入 必备知识 五 四 六 相关知识链接及拓展 课堂互动 目标测试 一学习目标 2 掌握槐米芸香苷的提取 分离及鉴定技术 熟悉槐米中黄酮类化合物的结构及性质 了解槐米中黄酮类化合物的提取分离新进展 知识要求 熟练进行槐米中黄酮类化合物的提取 分离及鉴定操作 学会槐米中黄酮类化合物的色谱鉴定技术 学习目的 任务导入 槐米为豆科植物槐 SophorajaponicaL 的花蕾 其主要有效成分为芸香苷 又称芦丁 有维生素P样作用 能保持和恢复毛细血管的正常弹性 临床上常作为治疗高血压的辅助药和毛细血管脆性所致出血的止血药 近代研究显示槐米中芸香苷的含量可高达23 5 但花开放后含量可降低至13 槐米中芸香苷的提取工艺流程 芸香苷为淡黄色的粉末或细微针状结晶 常含3分子结晶水 加热至185 以上熔融继而分解 在冷水中溶解度为1 10000 沸水中1 200 冷乙醇中1 650 沸乙醇中1 60 可溶于乙醇 丙酮 乙酸乙酯 吡啶和碱性溶液中 不溶于石油醚 苯 氯仿及乙醚中 流程说明 本流程利用芸香苷溶于碱水 酸化后又可析出的性质进行提取 芸香苷分子中因含有邻二酚羟基 性质不太稳定 暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色 在碱性条件下更容易被氧化分解 硼酸盐能与邻二酚羟基结合 达到保护的目的 故在碱性溶液中加热提取芸香苷时 往往加入少量硼砂 二 槐米中黄酮类成分的提取分离 一 槐米中黄酮类主要有效成分及结构 三必备知识 一 槐米中黄酮类主要效成分及结构 槐米中主要有效成分为芸香苷 还含有少量皂苷 多糖 粘液质等 2005年版 中国药典 规定 于60 干燥6小时 含芸香苷不得少于20 当花蕾开放后芸香苷的含量大大降低 芸香苷是槐米中止血的有效成分 有Vp样作用 有助于保持和恢复毛细血管正常弹性 临床上用作高血压的辅助药及毛细血管脆性引起出血的止血药 芸香苷又称芦丁 其苷元为槲皮素 它们的结构式如下 槲皮素黄色针状结晶 稀乙醇 含2分子结晶水 熔点为314 分解 溶于乙醇 甲醇 丙酮 乙酸乙酯 吡啶与冰醋酸等 不溶于水 苯 石油醚 乙醚与氯仿等 芸香苷浅黄色粉末或细针晶 常含三分子结晶水 熔点176 178 在冷水中溶解度为1 8000 热水为1 200 冷乙醇为1 650 热乙醇为1 60 可溶于吡啶及碱性溶液 几乎不溶于苯 乙醚 氯仿及石油醚中 二 槐米中黄酮类化合物的提取分离 槐米中芸香苷的提取分离方法一 二 槐米中黄酮类化合物的提取分离 方法二 四知识链接 碱溶酸沉法提取芸香苷注意事项芸香苷分子中因含有邻二酚羟基 性质不太稳定 暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色 在碱性条件下更容易被氧化分解 硼酸盐能与邻二酚羟基结合 达到保护的目的 故在碱性溶液中加热提取芸香苷时 往往加入少量硼砂 用碱溶酸沉法提取纯化时 所用碱液浓度不宜过高 以免在强碱性和加热下 破坏黄酮母核 加酸酸化时 酸性也不宜太强 以免生成 盐致使析出的黄酮类化合物又重新溶解 降低收得率 五课堂互动 1 依据芸香苷溶解度的性质 说明水提取精制之的原理 2 用前面所学的知识 说明用 碱溶酸沉法 从槐米中提取芸香苷的原理及注意事项 学习小结 黄酮类化合物 提取分离 提取 分离 结构测定 理化性质 物理性状 溶解性 酸碱性 显色反应 结构类型 按不同的苷元与糖分类 应用实例 紫外 红外 核磁 质谱 黄芩 葛根 银杏叶 槐花 一 学习内容 二 学习方法与体会 进行本章的学习时应遵循 结构 性质 的认知规律 通过分析黄酮类化合物的结构特点 总结出该类成分的理化性质 进而分析其提取分离 六目标检测 一 判断题 1 黄酮类化合物加ZrOCl2试剂产生黄色 加枸橼酸后黄色不褪 示3位无 OH 2 多数黄酮苷元具有旋光性 而黄酮苷则无 3 凡是黄类化合物都不能用氧化铝分离 4 区别黄酮和黄酮醇可用四氢硼钠反应 5 黄酮分子中引入7或4 羟基 促使电子位移重排 使颜色加深 6 顾名思义 黄酮类化合物都是黄色的并具有酮基 7 一般常用聚酰胺色谱来分离黄酮类化合物 8 用葡聚糖凝胶柱色谱分离游离黄酮主要靠分子筛作用 并按分子量由大到小的顺序流出柱体 六目标检测 二 A型题1 聚酰胺对黄酮类化合物发生最强吸附作用时 应在 中