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中药化学前资源第1页/共635页课程简介课程定位:本课程是中药及其相关专业的一门专业基础课或专业课,它是在学习了有机、分析、药植等课程的基础上学习的。它又为学习药分、药理、生药、药剂、炮制等课程提供理论基础。中药化学是研究中药中化学成分的结构、理化性质、提取分离、结构测定及生物合成等方面的理论知识与实践技能的应用科学。从微观上逐渐挖掘中药的化学成分与中药基本特性之间的相关性。学习主线:定义—结构特征—理化性质—提取分离方法—检识—结构测定
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主要参考书目:中药化学肖崇厚等上海:上海科学技术出版社天然药物化学姚新生等北京:人民卫生出版社中药化学陆蕴如等北京:学苑出版社天然产物化学徐任生等北京:科学出版社天然药物化学吴立军等人民卫生出版社植物化学成分分析谭仁祥等科学出版社有机化合物波谱解析姚新生等北京:中国医药科技出版社,分析化学手册于德泉、杨峻山北京:化学工业出版社
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第一章绪论
一概述
1中药化学的学科性质:中药化学是一门结合中医药基本理论和临床用药经验,主要运用化学的理论和方法及其它现代科学理论和技术等研究中药化学成分的学科。
2中药化学学习和研究内容:中药化学主要研究中药中的化学成分和有效成分的化学结构、物理化学性质、提取、分离、检识和结构鉴定方法。其次是生物合成途径和必要的化学结构的修饰或改造,以及构效关系等。
牛牛文库文档分享第4页/共635页3研究对象:中药防治疾病的物质基础-中药化学成分本学科主要学习和研究中药、特别是植物来源中药的化学成分。
(1)植物药世界范围高等植物13~15万种,其中药用植物约14500种以上。活性筛选仅占5%(约800种),化学成分研究则更少。中国种子植物就有25700余种,药用植物11800多种,常用
5000余种。(2)民族药
民族药是中国传统医药学的重要组成部分。如藏、蒙、苗、维药……等约有1500余种;《中国民族药志》(3)海洋生物海洋占整个地球表面的71%,蕴藏着极其丰富的生物资源,是展现现在人们面前的巨大天然库,现在已成为研究的热点。(4)微生物4关于中药化学成分的复杂性:中药中的化学成分是十分复杂的。某一种中药可能含有几种类型的成分,而每一个类型又可能含有少则几种、多则十几种、几十种化学成分。一种中药如此,复方中药就更复杂了。
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由于生源途径的关系,一种中药中往往存在母核相同、取代基不同的同一类型成分,也有不同类型的成分,例如,中药人参中就含有20余种三萜皂苷类成分,其都有相同或类似的母体,同时人参中又有黄酮类、多糖及挥发油等类成分。中药中成分的复杂性及多种中药的配伍应用,即构成了中药功效的多样性,是中药常具有多方面功效或多种药理作用的物质基础。
举例:大黄中的5种蒽醌苷元成分:苷元名称R1R2
大黄酸-COOHH
大黄素-CH3-OH
芦荟大黄素-CH2OHH
大黄素甲醚-CH3-OCH3
大黄酚-CH3H
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5相关概念
(1)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。
(2)有效成分:具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。
(3)无效成分:没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
(4)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,称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。
(5)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。
(6)一次代谢产物:也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营养作用的成分类型;如糖类、蛋白质、脂肪等。
(7)二次代谢产物:也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的物质,次生代谢是植物特有的代谢方式,次生成分是植物来源中药的主要有效成分。
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有效成分和无效成分的关系:二者的划分也是相对的。一方面,随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高,一些过去被认为是无效成分的化合物,如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等,现已发现它们具有新的生物活性或药效。
另外,一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用,但是,它们受采收、加工、炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物,或它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物,以及它们以原型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防病治病的作用,这些化学成分无疑也应被视为有效成分。另一方面,某些过去被认为是有效成分的化合物,经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分,近年来的实验证实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。
“有效”---不同程度的药效试验或生物活性试验
牛牛文库文档分享第8页/共635页中药化学复方矿动物天然药物化学不含含植物化学不含不含
牛牛文库文档分享第9页/共635页6、中药化学研究目的使中药的疗效得到近代科学理论的阐明,以便更好地掌握药性,控制中药质量,保证中医临床处方用药的准确性,提高中药的疗效,并从中寻找新药,开辟目前医药学尚未解决的防病治病的新领域。
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二、中药化学在中医药现代化和中药产业化中的意义和作用
中药现代化:在中医药理论的指导下,利用现代科学技术的理论、手段和方法,借鉴国际认可的医药标准和规范,研究、开发、管理和生产“安全、高效、稳定、可控”的现代中药产品,使中药产品走向国际市场。
牛牛文库文档分享第11页/共635页1阐明中药的药效物质基础,探索中药防治疾病的原理
通过对中药进行有效成分的研究,不仅可以阐明中药产生功效的究竟为何物物质,也为探索中药防治疾病的原理提供了前提和物质基础。如,现代研究证明,麻黄中的挥发油成分α-松油醇是其发汗散寒的有效成分;其平喘的有效成分是麻黄碱和去甲麻黄碱;而利水的有效成分则是伪麻黄碱。
牛牛文库文档分享第12页/共635页2促进中药药效理论研究的深入
如对于中药的化学成分与中药药性之间的关系的探讨。研究发现,温热药附子、吴茱萸、细辛、丁香等都含有消旋去甲乌药碱,此成分为β-受体激动剂,具有加强心肌收缩力,加快心率,促进脂肪、糖代谢等一系列作用,这些作用与热性药的药性基本一致,故推测去甲乌药碱可能是“热性”中药的物质基础。
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3阐明中药复方配伍的原理
中药配伍中可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分在药理作用方面的相互作用,也可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。一般来说,后者常发生在中药方剂的煎煮或其它剂型制备过程中,从而使方剂中的有效成分在质和量上与单味药有所改变。
生脉散为中医古典精方,古代医家用于抢救热伤元气,脉微欲绝等危重病人。经研究,其三味药单用均不如复方。以红参-麦冬-五味子(1:3:1.5)水煎,发现生成一种新物质,经结构测定为5-羟甲基糠醛(5-HMF),该物质三味药中只有五味子少量含有,药效试验表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生脉散的疗效。
牛牛文库文档分享第14页/共635页4阐明中药炮制的原理
研究中药炮制前后化学成分或有效成分的变化,将有助于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制品的质量标准、丰富中药炮制的内容。
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如对于黄芩炮制的研究。黄芩有浸、烫、煮、蒸等炮制方法。过去南方认为“黄芩有小毒,必须用冷水浸泡至色变绿去毒后,再切成饮片,叫淡黄芩”。而北方则认为“黄芩遇冷水变绿影响质量,必须用热水煮后切成饮片,以色黄为佳”。经中药化学的研究表明,黄芩在冷水浸泡过程中,其有效成分黄芩苷可被药材中的酶水解成黄芩素,后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。
黄芩苷黄芩素(黄色)
醌类(绿色)可见用冷水浸泡的方法炮制,使有效成分损失导致抑菌活性降低,而用烫、煮、蒸等方法炮制时,由于高温破坏了酶的活性,使黄芩苷免遭水解,故抑菌活性较强,且药材软化易切片。因此,认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。
牛牛文库文档分享第16页/共635页5建立和完善中药材和中成药的质量标准为了更好地控制中药的质量,在严格按照中药材栽培质量管理规范(GAP)的要求进行中药材栽培、生产,以及严格按照药品生产质量管理规范(GMP)的要求进行中药制剂生产的同时,现在越来越多地应用中药化学的检识反应、鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对中药材及其制剂进行定性鉴别和含量测定,并尽可能对其生产的全过程进行监控。在中药材和中成药的质量控制中,如果能确定其有效成分,则应以其有效成分为指标,建立定性鉴别和含量测定的方法,以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时,可以采用该主要化学成分或标志性化学成分为指标进行。
牛牛文库文档分享第17页/共635页6改进中药制剂剂型,提高药物质量和临床疗效
为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效”(高效、速效、长效)、“三小”(剂量小、毒性小、副作用小)、“三便”(贮存、携带、服用方便)的新型中药,中药化学在中药制剂的研制中,起着十分重要的作用。
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7研制开发新药、扩大药源
1)中药化学在中药新药研制中的作用麻黄素、黄连素、阿托品、利血平、洋地黄毒苷
2)中药化学在扩大药源、寻找中药代用品中的作用
黄连素---黄连、三颗针、黄柏、古山龙秋水仙生物碱----山慈菇、嘉兰青蒿素-----青蒿琥珀单酯钠/蒿甲醚
牛牛文库文档分享第19页/共635页新药分类:1、未在国内上市销售的从植物、动物、矿物等物质中提取的有效成分及其制剂。2、新发现的药材及其制剂。3、新的中药材代用品。4、药材新的药用部位及其制剂。5、未在国内上市销售的从植物、动物、矿物等物质中提取的有效部位及其制剂。6、未在国内上市销售的中药、天然药物复方制剂。7、改变国内已上市销售中药、天然药物给药途径的制剂。8、改变国内已上市销售中药、天然药物剂型的制剂。9、已有国家标准的中药、天然药物。
牛牛文库文档分享第20页/共635页1、国外舍勒(K﹒W﹒Schelle)
酒石酸(酒石)苯甲酸(安息香)乳酸(酸乳)1785苹果酸(苹果)卢勒(Rouelle)1773尿素(脲)柏格曼(Bargmann)1776尿酸(脲)
瑞香苷1830苦杏仁苷1、酒石酸的制得,揭开了序幕。
2、植物中有机酸的研究促成有机化学及植物化学的形成。
中药及天然药物的有效成分研究概况与发展趋向中药化学发展简史
牛牛文库文档分享第21页/共635页德罗逊(Derosen)斯托勒(Serturner)1803~1806吗啡1818士的宁碱1820咖啡因1820喹宁1828尼古丁1831阿托品1833乌头碱吗啡的分离,开创了现代有效成分提取分离的历史,掀起了从药用植物中提取生物活性物质的高潮。
日本
近几十年发展迅速,对众多常用中药的化学成分进行了较深入的研究,取得了一大批领先成果。如人参、黄芪、葛根、芍药、柴胡等。前苏联及东欧国家---强壮药印度和巴基斯坦西方国家台港澳地区
牛牛文库文档分享第22页/共635页2、国内公元前2世纪,我国使用大麦发芽制造饴糖;晋代葛洪“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂。”明代李时珍《本草纲目》中记述五倍子“看药上长起长霜,药则已成”,长霜即为没食子酸结晶,另外还记述了升华法制备纯化樟脑的过程。古代我国处于世界领先地位。近代至新中国成立之前,我国中医药发展几乎停滞,直到20世纪70年代以后才有较大发展。
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建国以来我国从中药或天然药物中研制开发的新药有40余种,例如青蒿素、川芎嗪、靛玉红等。我国作过比较深入的化学成分或药学研究的中药有200余种。有200余种有效成分被制成500余种制剂已用于临床。分离出的有效成分种类以生物碱、二萜、三萜、黄酮类居多。
牛牛文库文档分享第24页/共635页20年代,我国开始研究麻黄碱(左旋麻黄碱),使麻黄碱成为世界性常任药物。麻黄碱具有兴奋中枢、收缩血管、增强汗腺、唾液腺分泌,缓解平滑肌痉挛等作用,是麻黄平喘的主要成分。30年代发现了延胡索乙素(消旋四氢巴马丁)、汉防已甲素(粉防已碱)、汉防已乙素(防已诺林碱),均有镇痛作用。40年代陆续生产了麻黄碱、芦丁、洋地黄毒苷、咖啡因、小檗碱、山道年、地高辛、西地兰、阿托品、长春新碱等。
牛牛文库文档分享第25页/共635页70年代以后羟基喜树碱—抗癌高三尖杉酯碱—抗白血病天花粉蛋白—引产青蒿素、蒿甲醚、双氢青蒿素—抗疟
牛牛文库文档分享第26页/共635页中药化学研究的发展趋势更注重以活性为指标追踪有效成分的分离,我国尤为重视建立符合中医药理论的活性指标,更能体现中医药特色。从单味药研究向中药复方研究发展。更注重多学科的密切配合(如药理学、药代动力学、分子生物学等),吸收新技术、新方法并结合中医药理论和传统经验。对海洋生物的研究是中药化学研究的又一新热点。
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中药复方是在中医理论指导下两味或两味以上药物配伍组成的药物群,它的作用是多靶点的相互协调,这与目前利用组合化学库,以生物靶分子为模型进行筛选新药的研究相吻合。目前,对中药复方有效成分的研究方法有两种,一是将化学成分分离和药理活性测试分阶段交替进行。另一是以简单、灵敏、可靠的活性测试方法为向导,紧密结合已建立的能够确切反映复方疗效的动物模型,对分离的每一个部位进行活性定量评估,追踪活性部位,从而分离鉴定出活性成分。
牛牛文库文档分享第28页/共635页新方法:
直接研究血液中的有效成分,观测含药血清的活性,作用器官、作用靶点,并且采用现代色谱和光谱技术,对含药血清进行化学成分的提取、分离和结构鉴定。建立中药提取物,药物胃肠代谢物、含药血清、药物肝脏代谢物等化学成分的指纹图谱,采用计算机处理,阐明活性成分的来源和代谢途径,为中药的临床应用和新药开发提供科学依据。
牛牛文库文档分享第29页/共635页新技术如:膜分离技术(MST)低压、中压柱层析(LPLC、MPLC)大孔吸附树脂液滴逆流色谱法(DCCC)高速逆流色谱法(HSCCC)旋转管式逆流层析(RLCC)高压液相层析(HPLC)葡聚糖凝胶(SephadexG)超临界流体萃取技术超声技术的应用真空液相色谱法
牛牛文库文档分享第30页/共635页主要研究模式及思路化学方法活性追踪代谢化学血清药物化学组分化学亲和色谱法
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第二章中药化学成分一般研究方法
第一节中药化学成分及生物合成简介
第二节提取、分离常用方法
补充中药化学成分预试验
第三节化学结构的研究方法
牛牛文库文档分享第32页/共635页第一节中药化学成分及生物合成简介分类糖类苷类醌类苯丙素类黄酮类萜类和挥发油生物碱甾体类三萜类鞣质
牛牛文库文档分享第33页/共635页一、中药化学成分类型简介植物在生长时期进行了一系列的代谢生化过程,形成和积累了种种化学物质。(一)糖类糖类是中草药中普遍存在的成分,根据分子水解反应的情况,糖类可分为单糖类、低聚糖和多聚糖及其衍生物。
牛牛文库文档分享第34页/共635页1.单糖类:不可再水解,是糖类物质的最小单位,是构成其它糖类的基本单元。如:葡萄糖溶解性:易溶于水难溶于无水乙醇不溶于乙醚及极性小的有机溶剂2.低聚糖:2~9个分子的单糖脱水缩合而成。如:蔗糖溶解性:易溶于水难溶于或几不溶于乙醇等有机溶剂
牛牛文库文档分享第35页/共635页3.多糖:由10个以上至上千个单糖脱水而形成的高聚物。(1)淀粉:葡萄糖的高聚物。不溶于有机溶剂,在含淀粉的水溶液中加乙醇,淀粉可被沉出。(2)菊淀粉:35个D-果糖以1-2β连接,最后接D-葡萄糖基组成。难溶于冷水,易溶于温水形成糊状,不溶于乙醇及其它有机溶剂。
牛牛文库文档分享第36页/共635页(3)树胶:是植物体的裂口或破伤处所分泌的一种保护性的厚稠液体。干燥后为无定形质脆、(半)透明的固体,遇水膨胀成胶状溶液,不溶于乙醇或多数有机溶剂。可采用在水溶液加入乙醇产生沉淀去除。树胶分子中均含有D-半乳糖醛酸或D-葡萄糖醛酸。
牛牛文库文档分享第37页/共635页(4)黏液质:与树胶结构相似的多糖类物质。多存在于植物薄壁组织的黏液细胞内,是植物细胞的正常产物。主要成分为高聚D-半乳糖醛酸的甲酯。果胶、琼脂、海藻酸钠是常见的黏液质成分。
牛牛文库文档分享第38页/共635页
黏液质在水中膨胀成粘稠的胶浆,不溶于有机溶剂。含有黏液质的水溶液加入乙醇使其沉淀析出,过滤去除,或加石灰水产生沉淀钙盐沉淀,过滤除去。
牛牛文库文档分享第39页/共635页(二)苷类糖与非糖两部分组成,非糖部分为苷元(概括了多种有效成分)溶解性:苷类能溶于水,可溶于乙醇、甲醇,难溶于醚或苯中,有些苷类可溶于乙酸乙酯,苷元则难溶于水,易溶于有机溶剂。
牛牛文库文档分享第40页/共635页(三)醌类化合物是一类分子中具有醌式结构的化合物。分子中多具有酚羟基,有一定的酸性。溶解性:醌苷可溶于热水,易溶于乙醇,甲醇游离蒽醌(苷元)微溶或难溶于水中,可溶于稀碱水中,易溶于乙醇,乙醚,苯,氯仿等有机溶剂中。
牛牛文库文档分享第41页/共635页(四)苯丙素类化合物分子中以苯丙基为基本骨架(C6-C3)构成的化合物。包括香豆素类和木脂素类化合物。
牛牛文库文档分享第42页/共635页1.香豆素:邻羟基桂皮酸形成的内酯类溶解性:苷类能溶于水,甲醇,乙醇等。游离香豆素(苷元)溶于沸水,甲醇,乙醇和乙醚等。2.木脂素
牛牛文库文档分享第43页/共635页(五)黄酮类化合物泛指两个苯环通过中间三个碳(C6-C3-C6)相互连接而成的一类化学成分。溶解性:黄酮苷可溶于水,甲醇,乙醇,吡啶等极性溶剂游离黄酮类易溶于甲醇,乙醇,乙酸乙酯,乙醚等有机溶剂,及稀碱溶液中。
牛牛文库文档分享第44页/共635页(六)萜类和挥发油
由甲戊二羟酸衍生,基本母核的分子式符合(C5H8)n通式的衍生物为萜类化合物。挥发油又称精油,是一类可随水蒸气蒸馏的与水不相混溶的油状液体。其主要由萜类和芳香族化合物以及含氧衍生物组成。
牛牛文库文档分享第45页/共635页(七)生物碱是一类存在于生物体内的含氮有机化合物,有似碱的性质,能与酸结合成盐。生物碱多具有特殊而显著的生理活性,是中药中一类重要的化学成分。
溶解性:游离生物碱大多不溶或难溶于水,易溶于乙醇,氯仿,乙醚,苯等有机溶剂中生物碱盐易溶于水及乙醇,不溶或难溶于氯仿,乙醚,苯等有机溶剂。
牛牛文库文档分享第46页/共635页小檗碱
牛牛文库文档分享第47页/共635页(八)甾体类化合物是一类分子结构中具有环戊烷多氢菲甾核的化合物。溶解性:甾体皂苷可溶于水易溶于热水及稀醇,不溶或难溶极性小的有机溶剂。甾体皂苷元能溶于石油醚,氯仿等极性小的有机溶剂中。
牛牛文库文档分享第48页/共635页(九)三萜类化合物一类基本骨架由三十个碳原子构成的萜类化合物。溶解性类似甾体类皂苷水溶液特性:发泡性溶血性鱼毒性
牛牛文库文档分享第49页/共635页(十)鞣质鞣质又称单宁或鞣酸,是一种有涩味的、能与生物碱,蛋白质产生水不溶性沉淀的一类复杂多元酚的总称。
牛牛文库文档分享第50页/共635页除鞣质的方法:1.明胶沉淀法:加足量的明胶溶液使沉淀完全,过滤,去除沉淀。2.聚酰胺法:应用聚酰胺对鞣质的强烈吸附,可将水提取液通过聚酰胺柱吸附除去鞣质。3.氨水沉淀法:鞣质的乙醇溶液加氨水调到合适的pH值使其沉淀析出,过滤即可。4.生物碱沉淀法,样品水溶液中加入咖啡碱产生沉淀,过滤。5.醋酸铅沉淀法:样品液加入饱和醋酸铅溶液至沉淀完全,滤除沉淀即可。
牛牛文库文档分享第51页/共635页(十一)有机酸如柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸等。在植物体内一般与钾、钙、镁等金属离子或生物碱结合成盐。
牛牛文库文档分享第52页/共635页(十二)树脂树脂通常存在于植物组织的树脂道中,当植物体受伤后分泌出来,露于空气中干燥形成一种无定形的固体或半固体物质。树脂与树胶不同,不是多糖类化合物,是一类化学组成较复杂的混合物。根据树脂的化学组成分为以下几类:
1.树脂酸类:主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物。
2.树脂醇类:分子中具有羟基,例如琥珀脂醇。
3.树脂烃类
牛牛文库文档分享第53页/共635页(十三)氨基酸、蛋白质和酶
1.氨基酸:分子中含有氨基的羧酸。可通过调节等电点的方法,从混合氨基酸中分离个体。
2.蛋白质和酶:蛋白质多能溶于水,形成胶体溶液。在含蛋白质的溶液中加入大量丙酮、乙醇或高浓度无机盐时,蛋白质可沉淀析出。酶是生物体内具有催化能力的蛋白质。在植物中含的苷类常与特殊的酶共存与植物同一组织的不同细胞,提取苷类时注意防止苷类水解。
牛牛文库文档分享第54页/共635页(十四)植物色素根据溶解性分为脂溶性色素和水溶性色素两大类。脂溶性色素主要包括叶绿素和胡萝卜素类,水溶性色素主要是黄酮类、蒽醌类、花色素等成分。叶绿素、胡萝卜素能溶于一般有机溶剂如乙醚、石油醚、苯等,不易溶于甲醇、乙醇,难溶于水。
牛牛文库文档分享第55页/共635页叶绿素去除方法:
1.水提取液:可用石油醚或氯仿抽提除去。
2.乙醇提取液:提取液浓缩后加水,冷置后叶绿素沉淀析出,过滤除去。
3.乙醚提取液:通过氧化镁、氧化铝碳酸钙、黏土等吸附除去。
4.活性碳或硅胶脱色法:存在微量叶绿素时,可在溶液中加入活性碳或硅胶吸附脱除。
牛牛文库文档分享第56页/共635页(十五)油脂和蜡油脂大多为甘油与脂肪酸形成的酯。蜡的主要成分为高级脂肪酸的高级饱和一元醇酯。油脂和蜡可溶于石油醚和乙醚,植物常用这些溶剂处理后,再进一步用其它溶剂提取。也可用乙睛处理植物提取物,除去油脂和蜡。
牛牛文库文档分享第57页/共635页(十六)无机成分及微量元素植物体内的无机成分主要为钾盐,钙盐,和镁盐
牛牛文库文档分享第58页/共635页二、各类中药化学成分的主要生物合成途径(一)一次代谢与二次代谢植物体(绿色植物)以二氧化碳及水为原料,通过光合作用三羧酸循环、固氮反应等一系列物质代谢与生物合成途径,生成糖、蛋白质、脂质、核酸等植物体生命活动必需物质的过程称为一次代谢过程。此外,一次代谢产物还包括乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,莽草酸及一些氨基酸等。
牛牛文库文档分享第59页/共635页
植物体在特定的条件下,以一些重要的一次代谢产物如乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸及一些氨基酸等为原料和前体,经历不同的代谢途径,生成生物碱、萜类等化合物的过程称为二次代谢过程。二次代谢产物很多都具有明显的生理活性,是中药化学的主要研究对象。
牛牛文库文档分享第60页/共635页(二)主要的生物合成途径1.醋酸-丙二酸途径(acetate-malonatepathway,AA-MA途径)起始物:乙酰辅酶A
丙酰辅酶A
异丁酰辅酶A等产物:脂肪酸类、酚类、醌类、聚酮类等化合物。
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饱和脂肪酸羟基衍生物不饱和脂肪酸生物氧化脱水
牛牛文库文档分享第62页/共635页2.甲戊二羟酸途径(mevalonicacidpathway,MVA途径)起始物:乙酰辅酶A
产物:萜类、甾类合成途径:乙酰辅酶A
甲戊二羟酸单酰辅酶A
异戊烯基单位焦磷酸二甲烯丙酯(DAPP)焦磷酸异戊烯酯(IPP)
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3.桂皮酸途径(cinnamicacidpathway)及莽草酸途径(shikimicacidpathawy)
起始物:莽草酸产物:C6-C3骨架的苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类。
牛牛文库文档分享第64页/共635页合成途径:莽草酸
苯丙氨酸桂皮酸
苯丙素类
莽草酸途径桂皮酸途径
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牛牛文库文档分享第66页/共635页
4.氨基酸途径(aminoacidpathway)
起始物:氨基酸产物:生物碱合成途径:氨基酸胺类
生物碱
脱羧甲基化、氧化、还原、重排
牛牛文库文档分享第67页/共635页石榴皮碱
赖氨酸
牛牛文库文档分享第68页/共635页5、复合途径由两种以上的生物合成途径而产生产物:查耳酮类、二氢黄酮类常见的复合生成途径有以下几种:(1)醋酸-丙二酸-莽草酸途径(2)醋酸-丙二酸-甲羟戊酸途径(3)氨基酸-甲羟戊酸途径(4)氨基酸-醋酸—丙二酸途径(5)氨基酸-莽草酸途径
牛牛文库文档分享第69页/共635页生物合成途径生物合成一次代谢产物叶绿素、糖、蛋白质、脂类、核酸二次代谢产物生物碱、黄酮、萜等
牛牛文库文档分享第70页/共635页醋酸——丙二酸途径:AAMA乙酰辅酶A莽草酸葡萄糖代谢甲戊二羟酸途径:MVA桂皮酸途径氨基酸途径饱和脂肪酸酚类蒽醌萘醌甲戊二羟酸焦磷酸二甲烯丙酯萜类甾体苯丙氨酸(酪氨酸)生物碱香豆素黄酮木脂素绿色植物含有叶绿素,光合作用将
牛牛文库文档分享第71页/共635页生源途径:
1、乙酸-丙二酸途径:脂肪酸类、酚类、醌类
2、甲戊二羟酸途径:萜类、甾类化合物
3、莽草酸途径:苯丙素类、木脂素类、香豆素
类
4、氨基酸途径:生物碱
5、复合途径:查耳酮类、二氢黄酮类、萜类生
物碱
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第二节常用方法
一、提取方法:
(一)溶剂提取法
(二)水蒸汽蒸馏法
(三)超临界流体萃取法
(四)其他方法
(五)影响因素
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溶剂提取法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。(一)溶剂提取法
牛牛文库文档分享第74页/共635页对溶剂的要求1、溶解度2、不能发生化学反应3、安全无毒经济易得4、沸点易适中,便于回收,反复使用水:生物碱盐、苷类、有机酸盐、糖冷水:发生酶解反应,杂质多热水:效率高,挥发性成分损失,热敏性成分易破坏亲水性有机溶剂:MeOH、EtOH、Me2CO等亲脂性有机溶剂:CHCl3、Et2O、Ben、Et2OAc
常用溶剂:溶剂提取法
牛牛文库文档分享第75页/共635页常用溶剂极性极性大极性小水甲醇、乙醇正丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯不溶于水丙酮二氯甲烷四氯化碳石油醚
牛牛文库文档分享第76页/共635页化学成分的极性:被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。影响化合物极性的因素:
(1)化合物分子母核大小(碳数多少):分子大、碳数多,极性小;分子小、碳数少,极性大。
(2)取代基极性大小:在化合物母核相同或相近情况下,化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。常见基团极性;酸>酚>醇>胺>醛>酮>酯>醚>烯>烷举例:判断下列各组化合物极性大小。ABC
牛牛文库文档分享第77页/共635页95%乙醇提取2次(2h,1.5h)
牛牛文库文档分享第78页/共635页石油醚→油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类化合物氯仿或醋酸乙酯→游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的苷元丙酮或乙醇、甲醇→苷类、生物碱盐、鞣质等水→氨基酸、糖类、无机盐等
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常用的溶剂提取法(一)冷提法1.浸渍法2.渗漉法(二)热提法1.煎煮法2.回流提取法3.连续回流提取法
牛牛文库文档分享第81页/共635页冷提法
1.浸渍法:是用水或醇浸渍药材一定时间,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。
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2.渗漉法:是将药材装入渗漉筒中,先用水或醇浸渍数小时,然后从渗漉筒的下口使提取液流出,上口不断地加入新的溶剂,此方法因为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。
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热提法
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。
牛牛文库文档分享第84页/共635页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。
牛牛文库文档分享第85页/共635页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。1.冷凝管2.溶剂蒸气上升管3.虹吸管4.装有药粉的滤纸袋5.溶剂6.水浴
牛牛文库文档分享第86页/共635页4.影响因素(1)溶剂的选择:依据“相似相溶”原则石油醚→油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类化合物氯仿或醋酸乙酯→游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的苷元丙酮或乙醇、甲醇→苷类、生物碱盐、鞣质等水→氨基酸、糖类、无机盐等
牛牛文库文档分享第87页/共635页(2)方法的选择:依照提取物的理化性质(3)原料的粉碎度:(4)提取温度(5)提取时间一般可根据正交实验法,选择最佳条件
牛牛文库文档分享第88页/共635页(二)水蒸汽蒸馏法
1、适用于能随水蒸汽蒸馏,而不被破坏的难溶于水的成分;
2、方法:直接蒸馏法,水蒸汽蒸馏法
3、处理:得到的油水混合物可以用油水分离器或有机溶剂萃取法,将其分离出来,如中药中挥发油的提取常用此法。
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牛牛文库文档分享第90页/共635页(三)超临界流体萃取法(SFE)
1.超临界流体简介
超临界流体(SupercriticalFluid,SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上的流体。
超临界流体提取(SupercriticalFluidExtractionSFE)利用溶剂在超临界条件下的特殊流体性能对样品进行提取。
2、流体介质:CO2、NH3、C2H6、CCl2F2、C7H16
3、适用性:极性较低的化合物;极性较大的需加入夹带剂。
牛牛文库文档分享第91页/共635页4、夹带剂:在被萃取溶质和超临界流体组成的二元系统中加入的第三组分,目的是改善原来溶质的溶解度,扩大SFE对中药成分的萃取分离。常用:甲醇、乙醇、丙酮、戊醇、水用量不超过5%5、应用:如银杏总黄酮、银杏内酯的提取。6、优点:工作条件接近室温,防止某些对热不稳定的成分被破坏或逸散;萃取过程几乎不用有机溶剂,无公害,效率高,节约能耗。
牛牛文库文档分享第92页/共635页CO2超临界流体提取法特点超临界流体密度=液体超临界流体粘度=气体
优点1、萃取能力强,大大提高效率2、温度低,热敏性、易氧化分解的物质不易破坏3、时间短,2~4小时可完成4、提取物无溶剂残留物5、提取物质量稳定,标准易控制超临界CO2流体萃取技术
CO2性质稳定,无毒,不易燃易爆,临界压力(7.37Mpa)和临界温度(31.05度)较低,广泛使用。
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影响因素:压力、温度、时间、原料粒度、流量等
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(四)其他方法
1、升华法,适用于具有升华性质的化学成分;
2、组织破碎提取法,适用于对热不稳定又可溶于水的成分;
3、压榨法,适用于成分在新鲜原料中含量较高和原料肉质;
4、泡沫提取法
牛牛文库文档分享第95页/共635页5、超声提取法
超声波提取(ultrasonicextraction)是利用超声波具有的机械效应、空化效应及热效应,通过增大介质分子的运动速度,增强介质的穿透力以提取中药有效成分的方法。超声波提取的特点:时间短,效率高,节约溶剂,节约能源,避免加热,不破坏成分的结构,有效成分含量高。6、微波提取法
升温快、时效高,无污染
牛牛文库文档分享第96页/共635页
7、生物酶解提取技术中药酶法辅助提取是在传统的溶剂提取方法的基础上,利用酶反应具有高度专一性的特性,选择相应的酶,水解或降解细胞壁组成成分,使有效成分充分暴露出来,溶解,混悬或胶溶于溶剂中,达到提取细胞内有效成分目的的一种新型提取方法。
牛牛文库文档分享第97页/共635页8、半仿生提取将整体药物研究法与分子药物研究法相结合,从生物药剂学的角度,模拟口服给药及药物经胃肠道运转的原理,为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。9、固相萃取技术根据液相色谱法原理,利用组分在溶剂与吸附剂(固定相)间选择性吸附与选择性洗脱过程,达到提取、分离、净化和富集的目的。
牛牛文库文档分享第98页/共635页
(五)影响因素
1、药材的粉碎粒度、干湿度
2、温度、压力
3、提取时间、次数
4、药材来源、种属、采收季节
牛牛文库文档分享第99页/共635页
二、分离精制方法
中草药提取液在进一步分离、纯化、精制之前一般需适当浓缩
常用浓缩方法:
常压浓缩:
直接蒸发、
常压蒸馏
减压浓缩:
减压蒸馏、
旋转蒸发仪
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分离精制方法
(一)溶剂法
(二)沉淀法
(三)分馏法
(四)膜分离法
(五)升华法
(六)结晶法
(七)色谱分离法
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(一)溶剂法
1、酸碱溶剂法
(1)原理:利用混合物中各组分酸碱性的不同达到分离的目的。
(2)具体操作:将总提取物溶于亲脂性有机溶剂,用酸水、碱水分别萃取,将总提取物分成酸性、碱性、中性三个部位。
(3)注意:酸碱强度、与成分接触的时间、加热温度、加热时间等,避免在剧烈条件下化合物结构发生变化。
牛牛文库文档分享第102页/共635页例如:(1)生物碱的分离生物碱盐(溶于水)(醇提)
生物碱↓无机酸稀HCl碱
牛牛文库文档分享第103页/共635页(2)酸性成分的分离
酸性成分盐(溶于水)(羧基或酚羟基)酸性成分↓碱酸
牛牛文库文档分享第104页/共635页(3)具有内酯结构或内酰胺结构成分的分离
内酯或内酰胺类盐(溶于水)(不溶于水)内酯或内酰胺↓
碱皂化酸化
牛牛文库文档分享第105页/共635页pH梯度萃取法:以pH成梯度的酸水(碱水)溶液依次萃取,以亲脂性有机溶剂溶解的碱性(酸性)成梯度的成分,使各成分依次分离的方法。
牛牛文库文档分享第106页/共635页2、溶剂分配法
(1)原理:利用混合物中各组分在两相溶剂中分配系数不同而达到分离。
(2)溶剂选择:
正丁醇-水
适合分离极性较大成分,如皂苷类
乙酸乙酯-水
适合分离极性中等成分,如黄酮类
氯仿或乙醚-水
适合分离极性较小成分,如游离蒽醌类
牛牛文库文档分享第107页/共635页(3)系统溶剂萃取法
将混合物(浸膏)分散于水依次以正己烷或石油醚、氯仿或乙醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取,然后分别回收有机层,得到相应极性的中药成分;剩余水层浓缩至干,用甲醇或乙醇处理,得到可溶及不溶部分。
牛牛文库文档分享第108页/共635页
牛牛文库文档分享第109页/共635页常用方法:简单液-液萃取法逆流分溶法(countercurrentdistribution,CCD)液滴逆流色谱(Dropletcounter-currentchromatography,DCCC)
高速逆流色谱(Highspeedcounter-currentchromatography,HSCCC)
牛牛文库文档分享第110页/共635页液-液萃取法操作注意事项:消除乳化的方法:
a.放置较长时间
b.水平旋转摇动分液漏斗
c.用滤纸过滤
d.补加水或溶剂
e.加无机盐
f.离心分离
g.加入表面活性剂或加热
牛牛文库文档分享第111页/共635页逆流分溶(countercurrentdistribution,CCD)
是一种多次连续的液-液萃取过程分离设备由数百个萃取单元组成,溶质在每一个单元的两个液相间进行分配,然后将其中的一层转移到下一个单元中去再分配。
牛牛文库文档分享第112页/共635页液滴逆流色谱(DCCC)高速逆流色谱(HSCCC)是在逆流分溶法基础上建立的色谱装置,可使流动相呈液滴形式在固定相间交换,分离效果好,多用于分离皂苷、蛋白质,糖类等。
牛牛文库文档分享第113页/共635页(二)沉淀法原理:加入试剂生成沉淀降低溶解度,自溶液中析出沉淀为目标成分沉淀反应需可逆沉淀为不需要成分沉淀反应不可逆
牛牛文库文档分享第114页/共635页1.专属试剂沉淀剂沉淀的生成具有选择性、专一性雷式铵盐+生物碱沉淀胆甾醇+甾体皂苷沉淀明胶+鞣质沉淀
牛牛文库文档分享第115页/共635页
几种实验室常用的沉淀剂
牛牛文库文档分享第116页/共635页脱铅方法:(1)通硫化氢气体,使铅变成黑色硫化铅沉淀除去。(2)加硫酸钠或磷酸钠饱和水溶液,使铅转变为硫酸铅或磷酸铅沉淀除去。(3)加磷酸或硫酸,调pH至3,生成铅盐沉淀除去(4)阳离子交换树脂
牛牛文库文档分享第117页/共635页2.分级沉淀(溶剂沉淀法)通过改变溶剂的极性引起某些成分溶解度的改变以分离物质。常见方法:水/醇法:水提液+醇(数倍)→多糖、蛋白质除去醇/水法:醇提液+水(数倍)→叶绿素、油脂除去醇/醚法或/醇/丙酮法:皂苷醇液+乙醚(或丙酮)→皂苷沉淀析出
牛牛文库文档分享第118页/共635页3.盐析法在混合物的水溶液加入易溶于水的无机盐,至一定浓度或达到饱和状态,使某些中药成分溶解度下降而沉淀析出,从而与水溶性的杂质分离。
牛牛文库文档分享第119页/共635页
(三)分馏法
1、原理:利用混合物中各成分沸点不同进
行分离,适用于液体混合物的分离。如
挥发油,液体生物碱等
2、种类:常压分离、减压分离、分子蒸馏
3、原则:根据混合物中各成分沸点情况及
对热稳定性等因素选用。
牛牛文库文档分享第120页/共635页
(四)膜分离法
1、原理:利用分子大小不用,选用不同孔径的天然或合成的高分子膜,以外加压力或化学位差为推动力,对混合物溶液中的成分进行分离、分级、提纯、富集。
2、种类:微滤0.1-75μm、超滤5×103-5×105、纳滤200~2000、反渗透。
3、举例:选用适当规格的膜,对中药提取液进行过滤,可截留多糖类、多肽类、蛋白质类。
牛牛文库文档分享第121页/共635页
(五)升华法
1、原理:利用某些物质具有升华性,可直接由固体变为气体,遇冷又结为固体的性质。
2、举例:如某些小分子生物碱、香豆素等均可用升华法进行纯化。
3、注意:在加热升华过程中常伴随热分解现象,产率较低,且不适合大规模生产。
牛牛文库文档分享第122页/共635页
(六)结晶法常见的结晶与重结晶。原理:利用溶剂对有效成分与杂质在冷热情况下溶解度显著差异以获得结晶的方法。结晶:化合物由非晶形经过结晶操作形成有晶形的过程。重结晶:将不纯的结晶再进行结晶操作以提高纯度的过程结晶法的关键:选择合适的溶剂
牛牛文库文档分享第123页/共635页理想的溶剂必须具备以下条件:(1)不与结晶物质发生化学反应。(2)对结晶物质的溶解度随温度不同有显著差异,热时溶解,冷时析出。(3)对可能的存在的杂质溶解度非常大或非常小(即冷热均溶或均不溶)。(4)沸点适中,不宜过高或过低。(5)能给出较好的结晶。
牛牛文库文档分享第124页/共635页常用溶剂:甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等;结晶过程中可也可选用两种或两种以上的溶剂组成混合溶剂。
牛牛文库文档分享第125页/共635页结晶法操作步骤:1、热溶:加热溶解,制备过饱和溶液2、热滤:趁热过滤,除去不溶性杂质3、析晶:放置析晶,缓慢冷却析出结晶4、过滤:过滤,得到结晶,除去母液(含可溶性杂质)。重结晶用的溶剂可与结晶溶剂相同,也可不同,达到利用不同溶剂结晶除去不同杂质的目的。
牛牛文库文档分享第126页/共635页(七)色谱分离原理:利用混合物中各成分在固定相和流动相中的吸附、分配的差异而达到分离的目的。用途:分离(化学成分之间)纯化(精制去杂)鉴定(Rf值,保留时间)
牛牛文库文档分享第127页/共635页1.吸附色谱混合物随流动相通过吸附剂(固定相)时,由于吸附剂对不同物质的具有不同的吸附力而使混合物各成分分离的方法(1)原理:利用吸附剂对不同成分的吸附力存在差异而实现分离。
牛牛文库文档分享第128页/共635页(2)吸附类型:a.物理吸附(溶质分子与吸附剂表面分子的分子间作用力):硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂的吸附色谱。b.化学吸附:如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附,生物碱被酸性硅胶吸附等。c.半化学吸附:如聚酰胺与黄酮类、蒽醌类等化合物之间的氢键吸附。介于物理吸附与化学吸附之间。
牛牛文库文档分享第129页/共635页(3)物理吸附基本规律→相似者易吸附固液吸附三要素:吸附剂、溶质、溶剂(4)极性吸附剂(氧化铝、硅胶)特点:
a.对极性强的物质吸附能力强
b.溶剂极性减弱,则吸附剂对溶质的吸附能力增强;反之,则减弱。
c.溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,一旦加入极性较强的溶剂时,又可被置换洗脱下来。
牛牛文库文档分享第130页/共635页ABⅠCHCl3:MeOH(7:3)ⅡCHCl3:MeOH(3:7)
牛牛文库文档分享第131页/共635页d.为避免化学吸附,酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离。通常在分离酸性(或碱性)物质时,洗脱溶剂中常加入适量的醋酸(或氨、吡啶、二乙胺),以防止拖尾,改善分离效果。
牛牛文库文档分享第132页/共635页(5)非极性吸附剂(活性炭):对非极性物质亲和能力强,溶剂极性降低,则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低;反之,则提高。
牛牛文库文档分享第133页/共635页(6)极性及其强弱判断:极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素极性就是指分子中电荷的不对称程度,并大体上和分子的偶极距、极化度及介电常数等概念相对应。a.主要官能团的极性由弱到强排序为:-CH2-CH2-
<-CH2=CH2-<-OCH3<-OOR<>C=O(CHO)<-NH2
<R-OH<Ar-OH<-COOHb.化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。
牛牛文库文档分享第134页/共635页(7)吸附柱色谱用于物质的分离:a.吸附剂用量和规格:用量:样品的30~60倍规格:200~300目
b.溶剂系统可用TLC进行筛选。以TLC展开时使组分Rf值达到0.2~0.3的溶剂系统作为最佳溶剂系统进行洗脱。
牛牛文库文档分享第135页/共635页c.装柱:湿法装柱干法装柱d.上样:固体上样液体上样拌样上样
牛牛文库文档分享第136页/共635页
牛牛文库文档分享第137页/共635页聚酰胺吸附色谱法:属于氢键吸附(半化学吸附)特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。
牛牛文库文档分享第138页/共635页2、凝胶过滤色谱
(1)原理:分子筛作用
牛牛文库文档分享第139页/共635页(2)凝胶种类与性质:a.葡聚糖凝胶(sephadexG):只适用于水中应用,不同规格分离不同分子量范围的化合物b.羟丙基葡聚糖凝胶(sephadexLH-20)该类凝胶不但可在水中用,也可在有机溶剂中或在水与有机溶剂的混合溶剂中使用,在由极性和非极性溶剂组成的混合溶剂中常起到反相分配色谱的作用。应用范围更广泛。
牛牛文库文档分享第140页/共635页3、离子交换色谱离子交换法:(1)原理:混合物中各成分的解离度差异而得到分离。(2)固定相:离子交换树脂(离子交换纤维素、离子交换凝胶)
牛牛文库文档分享第141页/共635页(3)洗脱:交换能力取决于物质解离度的大小、带电荷的多少。解离度大的物质,易交换,难洗脱,所以解离度小的物质先洗脱。常用洗脱液:稀酸溶液或稀碱溶液
牛牛文库文档分享第142页/共635页(4)分类:a.阳离子交换树脂碱性成分、两性成分分离b.阴离子交换树脂酸性成分分离(5)应用:a.用于不同电荷离子的分离:分离酸性、碱性及两性化合物。b.用于相同电荷离子的分离:如同为生物碱,但碱性强弱不同,也可应用离子交换树脂实现分离。
牛牛文库文档分享第143页/共635页
生物碱盐使用阳离子交换树脂分离
洗脱:NH4Cl洗脱
牛牛文库文档分享第144页/共635页4、大孔吸附树脂法分为极性和非极性(1)原理:吸附和分子筛以苯乙烯为母体,二乙烯苯为交联剂(非极性)
牛牛文库文档分享第145页/共635页(2)影响因素:a.一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附,极性化合物在水中易被极性树脂吸附。b.物质在溶剂中的溶解度大,树脂对此物质的吸附力就小,反之就大。c.分子量小、极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强;反之,与极性大孔吸附作用强。能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易吸附。
牛牛文库文档分享第146页/共635页
(3)大孔吸附树脂的应用广泛应用于天然化合物如苷、糖类、生物碱、多糖、黄酮、三萜类化合物的分离和富集工作。操作步骤:树脂→预处理→上样→吸附→洗脱→收集洗脱液→回收、浓缩→干燥→成品树脂预处理:水洗水溶性杂质,有机溶剂洗脂溶性杂质,再用吸附介质除去其它残留溶剂。
牛牛文库文档分享第147页/共635页装柱与上样吸附:首先湿法装柱,药液过滤后上柱,上样要注意样品的泄漏。解吸分离:溶剂根据“相似相溶”原理进行选择。树脂的再生:一般用无水乙醇或95%乙醇洗脱至无色后,树脂柱即已再生。树脂使用3~5个周期后,可用适量5%的NaOH溶液处理一次。当树脂受到严重污染时,可先用3%HCl溶液,继用5%NaOH溶液对树脂做深度处理,或按应用工艺要求进行。
洗脱液的选择:最常用的水、乙醇,此外甲醇、丙酮、乙酸乙酯也被应用。
牛牛文库文档分享第148页/共635页
吸附作用的影响因素
a、树脂本身化学结构的影响
大孔吸附树脂是一种表面吸附剂,吸附力与树脂的比表面积、表面电性、能否与被吸附物形成氢键等有关。引入极性集团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键,影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附,极性化合物在水中被极性树脂吸附。
b、溶剂的影响
被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。通常一种物质在某种溶剂中溶解度大,树脂对其吸附力就弱。如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大,树脂对其吸附弱。含有多量无机盐的中药水提取物分离时,由于无机盐在水中的溶解度很大,无机盐很快随溶剂前沿被排出,故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐。
牛牛文库文档分享第149页/共635页c、被吸附的化合物的结构的影响
被吸附化合物的分子量大小不同,要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。在同一种树脂中,树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时,树脂对其吸附力也随之增加。若树脂和化合物之间产生氢键作用,吸附作用也将增强。
d、上样溶液的pH值
一般情况下,酸性物质在酸性溶液中进行吸附,碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。
e、洗脱液的选择
洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及醋酸乙酯。根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。对非极性大孔吸附树脂,洗脱剂极性越小,洗脱能力越强。对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说,则用极性较大的洗脱剂为佳。为达到满意的效果,可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。
牛牛文库文档分享第150页/共635页5.分配色谱被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数不同而分离。
牛牛文库文档分享第151页/共635页
(1)正相色谱:流动相极性小于固定相。分离极性和中等极性的成分。固定相:氰基与氨基键合相流动相:氯仿、乙酸乙酯等弱极性有机溶剂洗脱顺序:极性小的化合物先出柱,极性大的后出柱。应用:适用于分离极性及中等极性的物质,如生物碱、苷、糖类、有机酸等。
牛牛文库文档分享第152页/共635页(2)反相色谱:流动相极性大于固定相。固定相:石蜡油,化学键合相(如十八烷基硅胶键合相)流动相:水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂洗脱顺序:极性
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