第一章--总论-2---打印版[1].ppt

1、一、提取前的文献调研,一、提取分离前的文献调研,二、中草药有效成分的提取,三、中草药有效成分的分离与精制,四、提取分离中草药有效成分注意点,一、提取分离前的文献调研,一、提取前的文献调研,1. 立题着眼点,为什么要立题?,2. 了解前人的研究工作,做过研究没有? 研究的深度和广度？,3. 原植物的鉴定,采集地点和时间 药用部位 民间药用情况,原动植物的拉丁学名,一、提取分离前的文献调研,一、提取前的文献调研,1. 立题着眼点,为什么要立题?,2. 了解前人的研究工作,做过研究没有? 研究的深度和广度？,3. 原植物的鉴定,采集地点和时间 药用部位 民间药用情况,原动植物的拉丁学名,木通：木通科

2、 Lardizabalaceae 木通属Akebia 植物 木通 Akebia quinata (Thunb.) Decne. 三叶木通 Akebia trifoliata(Thunb.) Koidz 白木通Akebia trifoliata (Thunb.) Koidz. var. australis (Diels) Rehd.的干燥藤茎,二、中草药有效成分的提取,一、提取分离前的文献调研,已知成分或化合物结构类型: 查阅文献，收集比较该种或该类成分的各种提取方案，注 意工业生产方法。 未知有效成分或有效部位: 先进行化学成分预实验，结合理化性质和显色反应初步判断化合物结构类型。在活性测试体

3、系指导下，进行提取分离并以相应的动物模型筛选、临床验证、反复实践。,二、中草药有效成分的提取,常用提取方法,压榨法,压榨法,压榨法,溶剂法,蒸馏法,升华法,二、中草药有效成分的提取,（二）溶剂提取法,(一) 溶剂提取法,1.溶剂提取法原理 水与油不相混溶，共存时分为两项。其他化合物包括溶剂和中药化学成分，对于水和油中的溶解行为，也基本在这两个极端之内。近于水的性质叫做亲水性，近于油的性质叫亲脂性。在大多数情况下凡化合物与水的结构相似，就具有亲水性，与油的结构相似，就具有亲脂性。这就是“相似者相容的原理”。,二、中草药有效成分的提取,常用溶剂极性,常用溶剂的极性由弱到强的顺序如下： 石油醚（低沸

4、点高沸点） 环己烷 二硫化碳 四氯化碳 三氯乙烯 苯 甲苯 二氯甲烷 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 乙酸甲酯 正丁醇 丙酮 乙醇 甲醇 乙腈 水 吡啶乙酸甲酸 一般来说，两种基本母核相同的成分，分子中官能团极性越大或极性官能团的数目越多，则整个分子极性就越大，表现亲水性越强，亲酯性越弱； 分子非极性部分越大或碳链越长，则极性越小，亲酯性越强，亲水性越弱,由于存在多种成分间的相互助溶作用，情况要复杂得多。从药材中提取活性成分很难有一个固定的模式。,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,天然药物各类成分的极性与提取溶剂的关系,常用溶剂极性,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,2.操 作

5、过 程,药料 干燥粉碎,中性成分,酸性成分,碱性成分,酸性成分,碱性成分,酸性成分操作过程,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,常规溶剂提取,3. 选择溶剂注意点,(一) 溶剂提取法,对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小 不与化学成分起化学变化 经济、易得、使用安全,3. 选择溶剂注意点,二、中草药有效成分的提取,连续回流提取法,连续回流提取法,热回流提取法,热回流提取法,浸渍法,煎煮法,3. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,浸渍法,煎煮法,超声波提取法,超声波提取法,浸渍、煎煮,(一) 溶剂提取法,渗漉法,渗漉法,常温或低温（80）条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中的成分 适

6、用于遇热不稳定成分或含大量淀粉、树脂、果胶、粘液质等杂质的中药提取。 操作简便。 出膏率低，易发霉,二、中草药有效成分的提取,渗漉法,渗漉法,3. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,煎煮法,浸渍法,连续回流提取法,连续回流提取法,热回流提取法,热回流提取法,超声波提取法,超声波提取法,渗滤法,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,对浸渍法的改进。 不断向粉碎的药材中添加新鲜溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液 适于预热易分解成分，提取效果比浸渍法好。 消耗溶剂量大、费时长。,连续回流提取法,连续回流提取法,热回流提取法,热回流提取法,浸渍法,煎煮法,3. 选择溶剂注意点,

7、4. 常见溶剂提取法,煎煮法,在中药材中加入水后加热煮沸。是一种传统提取方法。一般需煎煮23次。 不适于挥发性成分或预热易分解成分,超声波提取法,超声波提取法,浸渍、煎煮,(一) 溶剂提取法,渗漉法,二、中草药有效成分的提取,3. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,煎煮法,浸渍法,连续回流提取法,连续回流提取法,热回流提取法,热回流提取法,超声波提取法,超声波提取法,热回流提取法,(一) 溶剂提取法,渗漉法,渗漉法,二、中草药有效成分的提取,使用低沸点有机溶剂加热提取天然药物有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，而采用的提取方法。 适于易挥发有机溶剂，提取效率高。 不适于遇热不稳定的成分。,3

8、. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,煎煮法,浸渍法,连续回流提取法,连续回流提取法,热回流提取法,渗漉法,超声波提取法,超声波提取法,连续热回流提取法,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出。 溶剂用量少。 提取时间长，且温度高于热回流提取法，不适于遇热易分解的成分。,超声波提取法,超声波提取法,连续回流提取法,热回流提取法,渗漉法,浸渍法,煎煮法,3. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,超声波：频率为20KHz5MHz 超声波作用于液体介质引起介质的振动，当振动处于稀疏状态时，在介质中形成许多小空穴，这些小空穴的瞬间闭合，引

9、起高达几千个大气压，可造成细胞壁及整个生物体瞬间破裂，使溶剂易于渗入细胞内；同时超声波产生的强烈振动也能加速细胞内物质的扩散、释放和溶解，提高浸出率。 提取时间短，提取效率高。 目前仅适于实验室规模，不能用于工业化生产。,超声提取法,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,超声波提取法,连续回流提取法,热回流提取法,渗漉法,浸渍法,煎煮法,3. 选择溶剂注意点,4. 常见溶剂提取法,超声提取法,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,4. 常见溶剂提取工艺,5. 提取液的浓缩方法,3. 选择溶剂注意点,影响提取因素,(一) 溶剂提取法,二、中草药有效成分的提取,影响提取因素,(二)

10、 水蒸汽蒸馏法,二、中草药有效成分的提取,影响提取因素,对热不稳定的成分，在新鲜原料中存在量多，或新鲜原料富含肉质可用压榨法,(四) 压榨法,(三) 升华法,二、中草药有效成分的提取,三、中草药有效成分的分离与精制,三、中草药有效成分的分离与精制,1. 原理: 相似者相溶,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,三、中草药有效成分的分离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,1. 原理: 相似者相溶,2. 方法,2. 方法:,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,利用混合物中各成分在溶剂中因温度差异对样品溶解度的不同达到分离,三、中草药有效成分的分

11、离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,1. 原理: 相似者相溶,混合溶剂法,2. 方法:,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,在溶液中加入另一种溶剂改变混合溶剂极性。使部分物质沉淀析出而达到分离: H2O EtOH除去多糖、蛋白质等水溶性杂质 EtOH H2O除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质 EtOH - Et2O 除去皂苷中含有的脂溶性的树脂类杂质,三、中草药有效成分的分离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,1. 原理: 相似者相溶,混合溶剂法,2. 方法:,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整

12、法,沉淀法,三、中草药有效成分的分离与精制,1. 原理: 相似者相溶,pH调整法,2. 方法:,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,生物碱类：用酸水提，加碱沉 黄酮、蒽醌类：用碱水提，加酸沉 蛋白质：调pH至等电点沉淀,对于酸性、碱性或两性化合物，通过加入酸或减以调节溶液的pH值，改变分子的存在状态（游离型或解离型），从而改变溶解度而实现分离,三、中草药有效成分的分离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,1. 原理: 相似者相溶,沉淀法,2. 方法:,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,三、中

13、草药有效成分的分离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,向提取液中加入某种沉淀剂，使有效成分沉淀出来，可除去杂质。最常用的沉淀法是铅盐法,1. 原理: 相似者相溶,沉淀法,2. 方法:,重结晶法,重结晶法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,混合溶剂法,pH调整法,沉淀法,三、中草药有效成分的分离与精制,(一) 根据物质溶解度差别进行分离,液液萃取,(二) 根据物质分配系数的不同进行分离,（二）根据物质分配系数不同进行分离,K = CU / CL,1) 液-液萃取与分配系数（K值） 将物质置两种相互不能任意混溶的溶剂于分液漏斗中充分振摇，放置后分成两相，则溶质在两相溶剂中的分配比(K)在一定

14、的温度及压力下为一常数,K：分配系数； CU：溶质在上相溶剂中的浓度 CL：溶质在下相溶剂中的浓度。,三、中草药有效成分的分离与精制,(二) 根据物质分配系数的不同进行分离,液液萃取,过渡页,K = CU / CL,1) 液-液萃取与分配系数（K值） 将物质置两种相互不能任意混溶的溶剂于分液漏斗中充分振摇，放置后分成两相，则溶质在两相溶剂中的分配比(K)在一定的温度及压力下为一常数,K：分配系数； CU：溶质在上相溶剂中的浓度 CL：溶质在下相溶剂中的浓度。,举例,三、中草药有效成分的分离与精制,液液萃取,分配系数,三、中草药有效成分的分离与精制,(二) 根据物质分配系数的不同进行分离,2)

15、分离因子(值)与分离难易的关系,b = KA / KB,分配系数,液液萃取,三、中草药有效成分的分离与精制,(二) 根据物质分配系数的不同进行分离,3) 分配比与pH,分配系数,B. Ka 与 pKa 表示酸碱性化合物酸碱性强弱，而 pH 值变化则可改变化合的存在状态。,酸碱度(pH值)对分配比的影响,A. 游离型与解离型,液液萃取,三、中草药有效成分的分离与精制,(二) 根据物质分配系数的不同进行分离,(三) 根据物质沸点不同进行分离,（二）根据物质分配系数不同进行分离,分馏法,原 理：利用各类成分沸点不同 适用范围：主要用于挥发油中各类成分的分离纯化。 操作方法： 常压分馏 减压分馏。,三

16、、中草药有效成分的分离与精制,（二）根据物质分配系数不同进行分离,吸附法,原 理：利用吸附材料如硅胶、氧化铝、活性碳、大孔吸附树脂、聚酰胺等对不同化合物吸附能力不同，不同洗脱剂对不同化合物洗脱能力不同来纯化分离混合物中不同组分 适用范围：与吸附材料吸附力不同的化学成分的纯化分离 操作方法：先吸附，后洗脱不同成分。,(四) 根据吸附性差别进行分离,三、中草药有效成分的分离与精制,(五) 根据物质分子大小不同进行分离,（二）根据物质分配系数不同进行分离,利用有机化合物分子大小不同进行分离物质，分子量从几十到几百万。 包括透析法、凝胶滤过法、超滤法、超速离心法等。 凝胶渗透色谱( gel perme

17、ation chromatography) 分子筛色谱 (molecular sieve filtration chromatography 排阻色谱 (exclusion chromatography) 原 理大分子不能渗入凝胶内部，在颗粒间隙移动先从柱底流出；小分子物质自由渗入并扩散到凝胶颗粒内部，阻力大，流速漫，较晚流出。 三 要 素固定相 (葡聚糖凝胶)、溶质(被分离物)、洗脱剂 分离物质糖苷类成分,凝胶滤过法 (gel filtration ),三、中草药有效成分的分离与精制,（二）根据物质分配系数不同进行分离,透析法,原 理： 以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压

18、力差、浓度差、电位差等）时，原料侧组分小分子化合物可通过半透膜，大分子化合物不能通过半透膜的性质进行分离纯化。 分离膜类型：微滤（0.1m）、超滤（10100nm）、纳滤（110nm）、反渗透（1nm） 应 用： 制备中药注射液，除去中药中的鞣质、蛋白质、淀粉、树脂等大分子化合物。制备医药用水，除去无机盐和小分子物质等。,三、中草药有效成分的分离与精制,(五) 根据物质分子大小不同进行分离,(六) 根据物质离解程度不同进行分离,（二）根据物质分配系数不同进行分离,1. 基本原理利用酸、碱化合物在解离状态时与阴、阳离子树脂产生离子交换的原理达到分离的方法。 2. 三要素固定相 (离子交换树脂)、

19、溶质(被分离物)、洗脱剂 分离物质范围酸、碱类化合物,三、中草药有效成分的分离与精制,临界点：液、气两相成平衡状态的点 超临界状态：物质处于临界温度和临界压力以上，接近临界点的状态，也叫单一相态（二氧化碳在温度高于临界温度Tc=31.26、压力高于临界压力Pc=7.2MPa的状态下） 超临界流体：处于超临界状态时，气液两相性质非常相近，以至无法分别。密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，所以称之为超临界流体(Supercritical fluid, SCF) 对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力, 能够将物料中的某些成分提取出来,(七) 近几年快速发展起来的提取分离新技术,（二

20、）根据物质分配系数不同进行分离,三、中草药有效成分的分离与精制,1. 超临界流体萃取技术,超临界流体萃取基本原理利用SCF的溶解能力与其密度的关系，通过控制SCF压力和温度控制萃取过程。一定温度下，随压力增加SCF密度和介电常数增加, 极性增大。利用程序升压，使SCF与待分离物质接触, 有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分分步萃取出来。 对应各压力范围所得的萃取物不可能单一，但控制条件 可得到最佳比例混合成分，然后借助减压、升温使SCF 变成普通气体，被萃取物质则自动完全或基本析出，达 到分离提纯的目的，并将提取分离两过程合为一体,(七) 近几年快速发展起来的提取分离新技术,（二）根据物质分配系数不同进行分离,三、中草药有效成分的分离与精制,1. 超临界流体萃取技术,超临界流体萃取的特点： 不残留有机溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、操作方便 无易燃易爆危险，减少环境污染。 温度低，适用各类物质成分提取(包括对热不稳定和大分子物质提取） 可加入夹带剂，改变萃取介质的极性，目标物范围广。 适于对极性较大和分子量较大物质萃取。 萃取可循环使用，溶剂成本低。 可与其它色谱及IR、MS连用，高效快速分析有效成分。,(七) 近几年快速发展起来的提取分离新技术,（二）根据物质分配系数不同进行分离,三、中草药有效成分的分离与精制,1. 超临界流体萃取技术,