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第二章,提取分离技术,一、理论基础,二、任务,提取方法与技术,一、定义提取：适宜的溶剂和方法有效成分杂质分离：有效部位有效成分,分离,二、常用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,1、基本原理（渗透扩散原理）粉碎后的药材，加入适宜的溶剂溶剂渗透、进入药材，溶解可溶性成分药材细胞内外，可溶性成分形成浓度差，产生渗透压扩散再不断地渗透、扩散最终达到动态平衡,（一）溶剂提取法,2、提取前的预处理,（1）粉碎度适宜的粉碎度，并非越细越好；（2）种子类药材用压榨法或石油醚脱去大量油脂再粉碎；（3）含苷类的药材用乙醇或沸水提取，防止被酶水解；等等；,3、影响因素,（1）溶剂的选择（2）浓度差（3）温度（4）药材粉碎度（5）药材的干湿度（6）提取时间,4、溶剂的选择,（1）常见溶剂的介电常数、极性大小,常用溶剂的极性大小顺序排列如下：石油醚苯无水乙醚氯仿醋酸乙酯脂溶性溶剂（亲脂性）正丁醇丙酮乙醇甲醇水水溶性溶剂（亲水性）,5、各官能团的极性顺序如下：羧基酚羟基醇羟基氨基酰氨基醛、酮酯基醚基烯基烷基,6、提取技术,（1）浸渍法冷浸法和温浸法（2）渗漉法（动态浸提方法）（3）煎煮法（4）回流提取法（5）连续回流提取法（6）超声提取法,（二）水蒸气蒸馏法,（1）基本原理：蒸气压升高，沸点降低（2）适用范围：具有挥发性，沸点高能随水蒸气馏出而不被破坏不溶或难溶于水与水不发生化学反应,（三）超临界流体萃取技术,（1）超临界流体状态（2）常用的超临界流体物质：二氧化碳、氧化亚氮、乙烷和甲苯等（3）超临界流体萃取工艺程序（略）,分离方法与技术,一、系统溶剂分离法二、两相溶剂萃取法三、沉淀法四、结晶法与重结晶法五、透析法六、分馏法七、色谱法,两相溶剂萃取法,原理,注意事项（1）分液漏斗的选择（2）萃取剂的选择与用量（3）乳化现象的处理,两相溶剂萃取法,在溶液中加入另一种溶剂以改变混合溶剂的性质（极性、酸碱性等），使其沉淀析出，从而实现分离。,沉淀法,赖祖亮小木虫,赖祖亮小木虫,酸碱沉淀法,试剂沉淀法,铅盐沉淀法,沉淀法,色谱分离技术,一、吸附色谱法,利用作为固定相的吸附剂对混合物中各种成分吸附能力的大小不同，使各成分得到相互分离的方法。,三个基本构成要素,吸附剂,展开剂,被分离成分,硅胶,吸附剂,极性吸附剂（含水量17%）,吸附剂,硅胶酸性的多孔性物质，硅醇基能与许多化合物形成氢键产生吸附作用,理论基础,一、概述,二、结构与分类,三、理化性质,四、提取分离方法,生物碱,一、概述,十九世纪德国学者F.W.Sertrner从鸦片中分离出吗啡碱(morphine)现从自然界中分离得到约10000种全国医药产品大全中收载的药物及其制剂达六十余种植物中存在的生物碱大多有明显的生理活性如：,概述,鸦片中的吗啡镇痛作用麻黄中的麻黄碱止喘作用长春花中的长春碱抗癌活性黄连中的小檗碱抗菌消炎作用山莨菪碱抗中毒性休克作用生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：,概述,植物古柯中的有效成分古柯碱（cocaine）虽有很强的局部麻醉作用，但是毒性较大，久用容易成瘾,普鲁卡因procaine(合成品)局麻药,古柯碱cocaine（可卡因）,指存在于生物体内一类含氮的有机化合物；多数具有碱性且能和酸结合生成盐；大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内；多数有较强的生理活性。,概述,分布存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、罂粟科、毛茛科等植物中。,生物碱的定义,概述,1.游离碱：碱性极弱，以游离碱的形式存在。2.成盐：有机酸：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头酸、绿原酸等无机酸：硫酸、盐酸等。3.苷类：以苷的形式存在于植物中；4.酯类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。,存在形式,二、结构与分类,有机胺类（苯丙氨酸/酪氨酸）氮原子不结合在环内的一类生物碱。,结构特点,麻黄枝、茎,麻黄,二、结构与分类,吡咯烷类生物碱由吡咯或四氢吡咯（吡咯烷）衍生的生物碱。,重要的分类：简单的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又称双稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。,二、结构与分类,吡咯烷类生物碱简单的吡咯衍生物,红古豆碱cuscohygrine,红古豆醇苦杏仁酸酯,（无活性）,（有活性）,似阿托品药物的散瞳等作用,山莨菪,二、结构与分类,吡啶衍生物由吡啶或六氢吡啶衍生的生物碱。分类：简单吡啶衍生物、喹诺里西啶（quinolizidine）,二、结构与分类,吡啶衍生物,actinidine,ricinine,cytisine,二、结构与分类,吡啶衍生物,matrine,oxymatrine,苦参,二、结构与分类,莨菪烷（tropane）衍生物由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环。分类：颠茄生物碱（belladonnaalkaloids）古柯生物碱（cocaalkaloids）,二、结构与分类,莨菪碱是由莨菪醇（tuopine）与莨菪酸（tuopicacid）缩合而生成的酯：,莨菪醇,莨菪酸,莨菪碱（阿托品）,+,缩合,二、结构与分类,颠茄生物碱（belladonnaalkaloids）,莨菪碱hyoscyamine,阿托品atropine,东莨菪碱scopolamine,山莨菪碱anisodamine,樟柳碱anisodine,白花曼陀罗,二、结构与分类,古柯生物碱（cocaalkaloids）,爱康宁ecgonine,古柯碱cocaine,古柯树,二、结构与分类,喹啉衍生物,喜树碱camptothecine,治白血病和直肠癌,内酯结构,碱化开环,成盐溶于水,喜树,二、结构与分类,（六）异喹啉类生物碱原小檗碱型protoberberine,黄连,二、结构与分类,（七）吲哚（yinduo）衍生物,吲哚,麦角新碱ergonovineergometrine,二、结构与分类,（七）吲哚（yinduo）衍生物,二、结构与分类,(八)甾体生物碱类,贝母碱peimineverticine,二、结构与分类,(九)萜生物碱类,二、结构与分类,(十)大环生物碱类,二、结构与分类,(十一)其他类型生物碱,三、理化性质,（一）一般性质1.形态多为结晶固体，少为粉末；有熔点。少数常温下液体（多不含氧，若含多成酯键）,三、理化性质,（一）一般性质2.颜色多为无色或白色，少数有色。,一叶萩碱（黄色）,一叶萩碱成盐后则无色。,三、理化性质,（一）一般性质,3.味觉多具苦味4.挥发性多无挥发性，少数具挥发性(麻黄碱）。5.升华性极少数有升华性（咖啡因）,三、理化性质,（一）一般性质5.旋光性多为左旋光性。有的产生变旋现象。如：烟碱中性溶液左旋光性酸性溶液右旋光性多数左旋体呈显著生理活性。,三、理化性质（二）碱性,1.碱性的产生及强度的表示,氮原子具有孤电子对，能接受质子或给出电子而显碱性。,三、理化性质（二）碱性,2.碱性与分子结构的关系（1）杂化方式,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（2）诱导效应,连接供电基团则使碱性增强。,比较下面化合物的碱性大小：,（1）去甲麻黄碱与麻黄碱的碱性大小（2）去甲麻黄碱与苯异丙胺的碱性大小,PKa9.0,PKa9.58,PKa9.8,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（3）共轭效应,氮原子孤电子对处于P共轭体系时，碱性减弱。,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（4）空间效应,1）叔胺分子碱性降低2）东莨菪碱与莨菪碱的碱性比较,叔胺,东莨菪碱scopolamine,莨菪碱hyoscyamine,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（5）分子内氢键,若能形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。（指成盐时接受的质子能形成稳定的分子内氢键）,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素（4）分子内氢键,三、理化性质（二）碱性,2.影响碱性强弱的因素碱性强弱：,三、理化性质（三）溶解性,*酸、碱均为1%。,(1)游离碱,类别极性溶解性H2OCHCl3H+OH-,非酚性较弱脂溶性+,季铵碱强水溶性+,氮氧化物半极性中等水溶+,两性:Ar-OH较弱脂溶性+-COOH强水溶性+,三、理化性质（三）溶解性,(1)游离碱少数酚性碱，由于各种原因而导致不溶碱水中。如：,三、理化性质（三）溶解性,(2)成盐多易溶于水，不溶或难溶有机溶剂。含氧酸盐的水溶性往往较大。与大分子有机酸所形成的盐水溶性差与小分子有机酸或无机酸成盐水溶性较好。,生物碱与酸成盐，对质子化来说，仲胺、叔胺生物碱成盐时，质子多结合于氮原子。季胺碱、氮杂缩醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨环效应形式存在的生物碱，质子化则往往并非发生在氮原子上。,三、理化性质（三）溶解性,三、理化性质（四）生物碱的检识,用途：鉴别试管、TLC或PC显色剂；提取分离检查是否提取完全。主要内容：1.沉淀试剂2.反应原理3.反应条件4.结果判断,三、理化性质（四）检识方法,1.沉淀试剂金属盐类碘-碘化钾（Wagner）KI-I2棕褐色沉淀碘化铋钾（Dragendoff）BiI3KI红棕色沉淀碘化汞钾（Mayer试剂）HgI22KI类白色沉淀若加过量试剂，沉淀又被溶解,三、理化性质（四）检识方法,1.沉淀试剂酸类硅钨酸(Bertrand试剂)SiO212WO3乳白色酚酸类苦味酸(Hager试剂)2,4,6-三硝基苯酚黄色复盐雷氏铵盐(Ammoniumreineckate)硫氰酸铬铵试剂，生成难溶性复盐紫红色,三、理化性质（四）检识方法,2.反应原理：生成更多大分子复盐和络盐,三、理化性质（四）检识方法,3.沉淀反应条件（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量50%；（当醇含量50%时可使沉淀溶解）（3）沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）,三、理化性质（四）检识方法,4.结果的判断（1）鉴别时每种Alk需采用三种以上沉淀试剂；（沉淀试剂对各种Alk的灵敏度不同）（2）直接对中药酸提液进行沉淀反应，则阳性结果不能判定Alk的存在阴性结果可判断无Alk存在氨基酸、蛋白质、多糖、鞣质等+沉淀试剂沉淀,四、提取分离方法,（一）提取1.脂溶性生物碱的提取（1）酸水提取法（2）有机溶剂萃取法（3）沉淀法2.水溶性生物碱的提取（1）沉淀法（2）萃取法,知识链接,四、提取分离方法,（二）分离1.总生物碱的分离2.生物碱单体的分离（1）碱性强弱pH梯度萃取（2）溶解性结晶法（3）特殊功能基沉淀结晶法（4）色谱法,任务,（一）提取1.酸水提取法（黄连中小檗碱的提取分离方法）分离（离子交换树脂法、有机溶剂萃取法、沉淀法）2.醇类溶剂提取法（粉防己中生物碱类成分的提取分离方法)3.亲脂性有机溶剂提取法（乌头中生物碱的提取分离方法）,任务一,黄连中小檗碱的提取分离方法酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）酸性水0.5%1%H2SO4、HCl、HOAc等,任务一,酸水提取法此法缺点：提取液体积较大（浓缩困难）提取液中水溶性杂质多解决方法：（1）离子交换树脂法（2）沉淀法,任务一,酸水提取后的处理方法：（分离）（1）离子交换树脂法,任务一,酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法酸提碱沉法,任务一,酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法盐析法,黄连提取液（处理后）,H2O,沉淀,加NaCl达饱和,盐酸小檗碱,任务一,酸水提取后的处理方法：（分离）（2）沉淀法雷氏铵盐沉淀法,任务一,季铵碱的水溶液,水溶液,沉淀(雷氏复盐),雷氏银盐沉淀,沉淀,滤液,滤液(B2SO4),硫酸钡沉淀,季铵碱的盐酸盐,加酸水调至弱酸性加新配制的雷氏铵盐饱和/H2O,溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4饱和水溶液,加入氯化钡（BaCl2）,任务二粉防己中生物碱类的提取分离方法,醇类溶剂提取法,生药,H+/H2O,药渣,醇液,OH-/H2O,醇或酸性醇,挥醇；加酸水,碱性较弱的碱,亲水性Alk,CHCl3,沉淀,Alk,OH-/H2OCHCl3,任务三乌头中生物碱类的提取分离方法,亲脂性有机溶剂提取法,乌头粗粉,残渣,CHCl3,CHCl3,H+/H2O,碱化（如NH4OH）（使Alk游离）渗滤（或浸渍）（如CHCl3等）,H+/H2O,OH-/H2O,Alk沉淀,亲水性Alk,碱性较弱的Alk,分离方法论,生物碱的分离,系统分离,特定分离,多用于基础研究,侧重于生产实用,总碱,单体Alk