1天然药物化学 第二节提取分离方法

1、第二节,提取天然药物化学成分的常用分离,纯化方法分离方法,一、研究分离纯化技术的重要性,一）制备工艺研究的重点,原料经提取加工所得的提取物通常是一个成分复杂的混合物，只,有经过进一步地分离纯化，才能得到纯度较高的化学成分,提取,分离纯化,检识,除去部分或全部杂质,提取物,目标,成分,杂质化学成分,纯度提高,二）检测分析研究的重点,天然产物工作中，无论原料或终产品，经常会是混合,物；这些含有杂质成分的样品，检测分析之前，一般,都需要做前处理，以便除掉干扰分析的杂质，否则,检测分析工作常常难以进行,要除掉待测样品中的杂质，同样需要分离纯化技术,待测样品,供试样品,检测分析,分离纯化,除掉干扰检测,

2、分析的杂质组分,由上述可见，分离纯化同样也是检测分析的研究重点,检测分析研究的重点,二、研究分离纯化方法的基本思路,动、植物原料的提取物的化学组成经常是很复杂的，往往含有几十,几百甚至近千种成分（包括微量成分,要从众多成分中分离纯化某种化学成分，其难度可想而知，究竟应,当如何着手呢,其实我们只要抓住一个重要的基本思路，就可以使许多看似困难的,分离工作，变得比较容易，这个思路就是,寻找差异、利用差异,决定分离难易的关键：不在于成分多少,而在于差异大小,只要存在显著差异，从上千种成分中分离出某种成分也未必困难,反之，如果差异微小，即便是两种成分的分离，也会相当棘手,学习和研究分离纯化技术，重在把握

3、思路，切忌生搬硬,套，死记硬背，应当重视培养“善于寻找差异和利用差,异”的良好习惯,尽管天然产物中成分众多，然而只要细心研究，总能发,现被分离成分之间的某些差异。在分离纯化工作中可以,利用的差异是很多的，其中最常利用的有四类差异,溶解度（或分配系数）、酸碱性（或解离度）、吸附性,分子量,1,同种植物含有多种结构类型的化学成分,苦,参,2,总成分含量少而种类多,长春花,黄酮类,生物碱,贝,母,生物碱,萜,类,甾醇类,3,有效成分含量低,总生物碱含量,1,千,分离生物碱单体,68,种,长春碱,3,万,长春新碱,3,百万,美登碱,2,千万,中草药化学成分的构成特点,O,O,HO,O,O,OH,OH,

4、OH,O,O,OH,HO,OH,OH,OH,黄酮,蒽醌,香豆素,木脂素,天然药物有效成分的提取,一、溶剂提取法,二、水蒸汽蒸馏法,三、升华法,四、超临界萃取法,五、辅助提取法,六、压榨法,一、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,溶剂可分为,水,亲水性,和,亲脂性,有机溶剂,常用溶剂：极性由弱到强依次排序为,石油醚四氯化碳苯二氯甲烷,氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙,酮乙醇甲醇水,被溶解物质也有亲水性及亲脂性之,分。溶质在溶剂当中的溶解遵循,相,似相溶,的原理，亲水性的化学成分,易

5、溶于水或亲水性的有机溶剂中,亲脂性的成分易溶于亲脂性的有机,溶剂中,常见,官能团极性,比较,羧基酚羟基醇羟基氨基酰,氨基醛、酮酯基醚基烯基,烷基,化合物的极性判断,由分子中官能团的种类、数目、及排列方式,等综合因素决定,分子较小，极性基团多,的物质,亲水性较强易溶于亲水性溶剂,分子较大，极性基团少,的物质,亲脂性较强易溶于亲脂性溶剂,常用溶剂可分为以下三类,水,水溶性,的如氨基酸、糖类、无机盐等,甲醇、乙醇、丙酮,与水任意比例混溶,特点,介电常数较大，水溶性较大,对植物细胞,穿透能力,较强,对许多成分的,溶解性能,好，提取完全,毒性低，价格便宜，回收方便,乙醇提取天然产物成分是目前最常用的方法

6、,挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯,某些生物碱及一些苷元,特点,沸点低，浓缩回收方便,易燃，有毒，价贵，设备要求较高,穿透药材组织的能力较差,有局限性,亲脂性有机溶剂可溶解,与水不能任意混溶,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,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,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

7、是,在低温,常温或,60-80,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,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,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,水是一种强极性溶剂

8、,无机盐、糖类、分子不太大的多糖、鞣,质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物,碱盐和极性苷类等都能被水溶出,以水作为提取溶剂的缺点是：提出的杂,质多；对于挥发性成分及加热易被破坏,的成分不宜使用,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,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,冷提法提出的杂质少且对热不稳定的成,分较适宜，提取效率低,而热提法的效率高，但对热不稳定的成,分不适宜，特别不适于挥发

9、性成分和淀,粉、粘液质多的药材的提取,亲水性有机溶剂也就是一般所说,的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇,甲醇、丙酮等，其中以,乙醇最为常,用，具有经济、安全、无毒；对细,胞的穿透能力强；大多数天然成分,都可溶解等优点，常称为万能溶剂,二、水蒸汽蒸馏法,适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸,馏而不被破坏、难溶或不溶于水的,成分的提取，如挥发油、小分子的,香豆素类、小分子的醌类成分,三、升华法,固体物质受热不经过熔融，直接汽,化，遇冷后又凝固为固体化合物,称为,升华,中草药中有一些成分具有升华的性,质，可以利用升华法直接自中草药,中提取出来。如樟脑,四、超临界流体萃取,利用超临界状态下的流体为萃取剂,从液体

10、或固体中萃取药材中的有效成,分并进行分离的方法,常用的超临界流体,CO,2,丙烷、乙烷,五、辅助提取法（即辅助溶剂进行提取,1,超声波辅助提取,利用超声波增大物质分子的运动频率和速度，增强溶剂,穿透力，提高目标成分的溶出速度和溶出次数，缩短提,取时间,2,微波辅助提取,微波穿透力更强，更加快速高效帮助有效成分的溶出和,释放,3,酶法辅助提取,药材的细胞壁是由纤维素构成的，有效成分长包裹在细,胞壁内，酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等破,坏植物细胞壁，以利有效成分的最大限度的溶出,六、压榨法,有些药材的有效成分含量高，且存在于,植物的液汁中时，可将新鲜的原料直接,压榨，压出汁液，再进行提取,

11、压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的提,取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取,蔗糖,天然药物有效成分的分离,根据物质的溶解度差别进行分离,根据物质在两相溶剂中的配比不同,进行分离,根据物质的吸附性能差别进行分离,根据物质分子大小差别进行分离,根据物质离解程度不同进行分离,一、根据物质的溶解度差别进行分离,1,结晶及重结晶法,利用混合物中各,成分在溶剂中的溶解度随温度变化,的不同使物质得以分离,结晶法,利用混合物中各成分在溶剂中因,温度,不同引起,溶解度,的改变，使部分成分,析出结晶,重结晶,选择适当的溶剂让结晶再一次,溶解和析出结晶的过程,2,溶剂沉淀法,利用溶液中加入另一种溶剂使,极性,改

12、变,某些成分溶解度改变而析出沉淀,3,酸碱沉淀法,某些,酸、碱或两性化合物,可采用加入酸,碱调节溶液的,pH,值,分子的状态（游离,型或解离型）变化，使其溶解度改变,4,沉淀试剂沉淀法,某些酸、碱性化合物还可以通过加入,沉,淀试剂,生成水不溶性盐类沉淀析出,如：生物碱的酸性液,加入生物碱沉,淀试剂,生物碱难溶性复盐,5,盐析法,水提液中，加入无机盐至饱和，有效成分沉,淀析出，其它水溶性杂质溶于水,如,三七的水提液中加硫酸镁三七皂甙乙,三颗针中提取小檗碱氯化钠或硫酸铵盐,析,二、根据物质在两相溶剂中的分,配比不同进行分离,主要分离方法,1,简单的液,液萃取法,2,逆流分溶法,CCD,相当于多次萃

13、取,利用此原理制成了连续,自动的逆流分溶仪,该仪器可使两种性质相似,即使分溶常数很接近的化,合物，经过一定次数振摇,转移的操作，亦可达到分,离的目的,3,纸色谱法,PC,用纸为载体，在纸上均匀地吸附着液体,固定相（如水、甲酰胺或其他），用与,固定液不互溶的溶剂作流动相。将试样,滴在纸一端在展开罐中展开，由于各组,分在纸上移动的距离不同，最终形成互,相分离的斑点，实现定性、定量分析的,色谱法,4,液,液分配柱色谱法,LLC,固定相和流动相均为液体,液态固定相又称固定液，被涂渍在惰性材料载,体上构成固定相,被分离的各个组分在互不相容的固定相和流动,相中溶解度不同，所以分配系数不相同，在试,样组分随

14、流动相移动通过色谱柱的过程中，他,们在柱中经过多次的分配平衡后，产生了差速,迁移，从何彼此分离,载体（又称担体）仅起负载一定量固定液的作,用，它必须是惰性材料；不溶于固定液和流动,相，也不与他们起任何化学反应，有较大的表,面积，机械强度好。常用的载体如吸水硅胶,纤维素、多孔硅藻土和微孔聚乙烯小球等,三、根据物质的吸附性差别进行分离,化合物,极性,差异大，吸附性差异大，分离,效果愈好,常用的吸附剂有：硅胶、氧化铝、活性炭,聚酰胺、大孔吸附树脂等,1,活性炭,是,非极性,吸附剂，对非极性物质具有较强的,亲和力,吸附规律,芳香族化合物,吸附力,脂肪族化合物,分子量大的化合物吸附力分子量小,水中对溶质

15、的吸附力有机溶剂中对,溶质的吸附力,2,硅胶、氧化铝,为,极性,吸附剂,吸附特点,是,对极性物质的亲和力强于弱极性物质,被硅胶、氧化铝吸附，当加入极性较强的,溶剂时，又可被后者置换洗脱下来,3,聚酰胺,属于,氢键,吸附，不但适用极性物质也适用,于非极性物质的分离,吸附规律,被分离物质与聚酰胺形成氢键的数,目越多，吸附力越强；分离物质形成分子内,氢键的吸附力减弱,特别适合,酚类、醌类、黄酮类、鞣质,的分离,4,大孔吸附树脂,大孔吸附树脂是一种具有,大孔结构,的,高分子吸附剂。分为,非极性,与,中等极,性,两类,吸附性,与,分子筛,原理相结合的分离材料,四、根据物质分子大小差别进行分离,常用方法,

16、超滤法,超速离心法,透析法,凝,胶滤过法,等。主要用于水溶性大分,子化合物的分离和精制，而凝胶滤,过法还可用于分离分子量,1000,以下,的化合物,1,透析法,小分子物质（无机盐、氨基酸等）在溶,液中可通过,半透膜,而大分子物质如多,糖、蛋白不能通过半透,膜,的性质达到分,离的方法,2,超滤法,一种加压膜分离技术，即在一定的压力,下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径,的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透,过，留在膜的一边，从而使大分子物质,得到了部分的纯化,3,超速离心法,利用溶质在超速离心作用下具有,不同的沉降性或浮游性而分离,4,凝胶过滤法,也称分子筛过滤法、凝胶渗透色谱法,利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用,使分子大小不同的物质得以分离,凝胶是由胶体粒子构成的立体网状结构,网眼里吸满水后凝胶膨胀呈柔软而富于弹性的,半固体状态。人工合成的凝胶网眼较均匀地分,布在凝胶颗粒上有如筛眼，小于筛眼的物质分,子均可通过，大于筛眼的物质分子则不能，故,称为“分子筛,凝胶的种类与性质,用于凝胶层析的凝胶均为人工合成的产品，主要有交联,葡聚糖（商品名为,Sephadex,琼脂,糖（商品名为,Sepharose,聚丙烯酰胺凝胶（商品名为,Bio,gel,及具,有一定网眼的细玻璃珠等和这些凝胶的衍生物,葡聚糖凝胶,Sephadex,羟丙基葡聚糖