天然药物化学总论提取分离方法

天然药物化学总论提取分离方法提取·分离·纯化·鉴定课程教学课件课程教学课件课程导览01学科定位与原理研究内容与提取分离的学科地位02经典提取方法溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法03现代提取技术超临界流体、超声、微波提取技术04分离纯化技术色谱分离法与重结晶纯化05方法选择与应用选择策略与典型应用案例学科定位与原理提取分离是天然药物化学研究的核心环节从学科定位到极性理论，奠定方法学习基础01研究内容覆盖五大板块天然药物化学运用现代科学理论与方法，研究天然药物中化学成分的一门实践性科学天然药物化学是研究天然药物中化学成分结构、理化性质与生物活性的实践性科学结构类型与性质研究生物碱、黄酮、萜类、甾体等成分的结构与理化性质提取分离从药材中提取有效成分并分离为单一成分结构鉴定运用UV、IR、NMR、MS及X-晶体衍射确定化合物结构生物合成途径解析成分在生物体内的生成路径资源开发与利用寻找新药用资源，开展结构修饰与改造提取分离是研究核心环节提取分离，始终是天然药物化学研究的起点三研究三方向鉴定提取分离与结构鉴定转化半合成与生物转化构效构效关系研究源药物来源植物以植物为主，约占87%多元另有动物、矿物、微生物及海洋药物特学科特征活性生物活性测定指导下的分离提取结合结构鉴定与合成修饰紧密结合相似相溶的极性原理极性是贯穿提取与分离全过程的判断依据有机溶剂极性顺序石油醚

＜

苯

＜

氯仿

＜

乙醚

＜

乙酸乙酯

＜

丙酮

＜

乙醇

＜

甲醇

＜

水常见官能团极性顺序羧基

＞

酚羟基

＞

醇羟基

＞

氨基

＞

酰胺基

＞

醛、酮

＞

酯基

＞

醚基

＞

烯基

＞

烷基化合物极性判断分子小、极性基团多者

亲水性强，易溶于亲水性溶剂分子大、极性基团少者

亲脂性强，易溶于亲脂性溶剂经典提取方法相似相溶，是溶剂选择的第一原则溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法三大经典方法02溶剂提取法的核心原理溶剂提取法是最常用的提取方法定义依据溶解性能差异选溶剂选用对有效成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，将有效成分从药材内溶解出来。核心有效成分溶出原理渗透扩散形成浓度差溶剂经渗透、扩散作用渗入药材细胞，溶解可溶性物质，形成细胞内外浓度差。核心溶质往返运动至平衡预处理粉碎过二二号筛（24目）药材需适当粉碎成粗粉，一般以过二号筛（24目）为宜。核心粗粉为宜影响因素溶解度/浓度差/温度/粉碎度/提取时间溶剂对有效成分的溶解度、浓度差、温度、粉碎度、提取时间协同作用。核心五因素协同三类提取溶剂性能对比溶剂选择遵循"相似相溶"原则溶剂类型代表溶剂可溶解成分主要特点水水氨基酸、糖类、无机盐经济安全，选择性差、杂质多亲水性有机溶剂乙醇、甲醇、丙酮苷类、生物碱、鞣质穿透力强、毒性低、回收方便亲脂性有机溶剂石油醚、苯、氯仿挥发油、油脂、叶绿素、树脂沸点低易回收，易燃有毒、穿透力较差乙醇与水泥溶，可调整浓度提取不同极性成分，是目前最常用的提取溶剂五种溶剂提取操作对比操作方法的选择取决于成分的

热稳定性方法溶剂适用范围特点浸渍法水及不同浓度乙醇遇热不稳定成分、含多糖较多药材浸出效率较低渗漉法水及不同浓度乙醇同浸渍法提取效率高于浸渍法煎煮法水一般药材含挥发性或遇热易破坏成分不宜用回流提取法有机溶剂遇热稳定成分效率高，受热时间长连续回流提取法有机溶剂遇热稳定成分节省溶剂，效率较高水蒸气蒸馏的原理与条件依据道尔顿分压定律，互不相溶液体混合物的蒸气压等于各组分饱和蒸气压之和互不相溶的液体混合物共热沸腾时，混合后沸点低于其中任一纯组分，故能在低于100℃时蒸出高沸点组分。原理水和有机物共热，混合蒸气压达外界压力即沸腾，混合后沸点低于任一成分沸点，可在低于100℃时蒸出高沸点组分。三项适用条件1挥发特性成分具挥发性，100℃附近能产生足够蒸气压（至少5～10mmHg）2溶解性成分在水中溶解度较低或完全不溶，便于冷凝后分层分离3稳定性成分不与水反应，也不被水蒸气破坏水蒸气蒸馏应用与升华法水蒸气蒸馏与升华法，是挥发性与升华性两类特殊性质的典型提取技术。水蒸气蒸馏提取挥发性成分，升华法分离可升华固体，二者互为补充，拓宽天然产物提取路径。蒸水蒸气蒸馏的典型应用提取挥发油玫瑰油、薄荷油等植物精油随水蒸气馏出后分离分离高沸点成分如邻硝基苯酚可在较低温度下分离除去不挥发性杂质无机盐、树脂等留在蒸馏釜中局限水的沸点为100℃，不适用于易氧化或易分解成分华升华法原理固体物质受热直接气化为蒸气，遇冷又凝结为固体典型应用樟木中樟脑经升华提取，茶叶中咖啡碱在178℃以上直接升华适用成分游离羟基蒽醌类、香豆素类、有机酸类等现代提取技术低温高效，是现代提取技术的共同追求超临界流体、超声、微波提取技术03超临界流体萃取的独特优势原理超临界流体处于

临界温度

与

临界压力

以上，常用

二氧化碳双重特性兼具液体的溶解能力与气体的高扩散性优势操作温度低、萃取效率高无有机溶剂残留特别适合

热敏性、易氧化

成分的提取典型应用天然香料、油脂等对

热不稳定

成分的提取超声与微波提取技术超声提取技术原理利用超声波的空化效应、机械效应和热效应，增强溶剂穿透力，加速有效成分释放与溶解优势提取时间短、产率高、无需加热局限可能对热敏感成分造成破坏，工业化设备较少微波提取技术原理利用微波的穿透能力和选择性加热特性，使成分快速从细胞中释放到溶剂优势操作简单、快速、节能高效局限可能引起成分或生物活性变化，工业化设备尚不成熟分离纯化技术色谱法，是分离性质相似成分的利器色谱分离法与重结晶纯化04色谱法为何能高效分离色谱法又称层析法，是分离效率最高的分离纯化手段基于混合物中各组分在固定相与流动相之间

分配系数的微小差别

进行分离，能分离性质极其类似的物质核心原理基于混合物中各组分在固定相与流动相之间分配系数的微小差别进行分离，能分离性质极其类似的物质。色谱体系固定相表面积较大的固体或附着在固体上的液体，能与待分离物质发生可逆的吸附、分配、交换等作用流动相推动待分离物质移动的液体或气体，柱层析中称洗脱剂，薄层层析中称展层剂分离过程与固定相作用力弱的组分移动快、先流出，作用力强的移动慢、后流出，分部收集即可得单一组分常用吸附剂类型与选择吸附色谱是最常用的色谱类型吸附剂吸附原理适用成分硅胶物理吸附，"相同者易吸附"中性和酸性成分氧化铝物理吸附碱性成分聚酰胺氢键吸附黄酮类、酚类、醌类、有机酸及鞣质活性炭物理吸附脱色及分离水溶性成分硅胶在

105～110℃烘干30分钟

可逆失水得最大吸附力，500℃

不可逆失水则活性丧失。色谱法分类与应用优势吸吸附色谱依据组分被吸附能力不同分离吸附能力分分配色谱依据组分在两相中分配系数不同分离分配系数离离子交换色谱依据离子型化合物与树脂交换能力差异分离交换能力凝凝胶色谱依据分子大小差异分离分子大小重结晶纯化的原理重结晶是将固体溶于溶剂或熔融后，又重新结晶的纯化过程固体溶解度与温度密切相关：温度升高溶解度增大，热饱和溶液冷却变为过饱和而析出晶体，杂质因溶解度差异留在母液中不反应溶剂不能与被提纯化合物发生反应温差大对目标物加热时溶解能力大，低温时溶解度显著减小除杂净对杂质溶解能力必须非常大或非常小易去除溶剂沸点不宜太高，便于干燥时去除残留溶剂重结晶的六步操作流程六步操作环环相扣必要时可多次重结晶，每次杂质含量显著降低，但产率会相应下降第1步选择溶剂选择溶剂依据溶解度特性与沸点要求挑选适宜溶剂第2步热溶热溶将粗品溶于热的饱和溶液，可加活性炭脱色第3步趁热过滤趁热过滤除去不溶性杂质，防止目标物提前析出第4步冷却结晶冷却结晶缓慢降温使晶体析出；可摩擦内壁或加晶种促进结晶第5步抽滤洗涤抽滤洗涤用少量冷溶剂洗涤晶体表面，减少目标物损失第6步干燥干燥除去附着物和残留溶剂方法选择与应用没有最好的方法，只有最合适的方法方法选择策略与典型应用案例05提取分离方法选择策略没有最好的方法，只有最合适的方法看极性相似相溶依据

相似相溶

原则，选择与目标成分极性相近的溶剂；未知成分可先用不同极性溶剂系统筛选。看热稳定性温度适配遇热不稳定成分选

浸渍法

或

渗漉法；遇热稳定成分可用

回流

或

连续回流

提取法。看挥发性挥发导向具有挥发性的成分优先采用

水蒸气蒸馏法。看升华性升华提取具有升华特性的成分可采用

升华法

直接提取。看纯度要求分离提纯结构相近、常规方法难分离时优先采用

色谱法；固体粗品提纯首选

重结晶。典型应用案例与实践案例一：粗苯甲酸的提纯溶解度苯甲酸溶解度温度差异显著：75℃时为2.2克，25℃时仅0.34克母液氯化钠溶解度随温度变化不大，降