中药化学成分的分离方法ppt课件

1、第三节中药化学成分的分别方法 中药化学成分经提取浓缩后，得到的仍是含有多种成分的混合物，需选用适当的方法将其中所含各种成分逐一分开，并把所得单体加以精制纯化，这一过程称为分别。 一、两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法简称萃取法，是利用混合物中各成分在两种不相混溶的溶剂中分配系数的不同到达分别的方法。分配系数是指在一定温度时，一种物质溶解在相互接触但不混溶的两相溶剂中，溶解平衡后，两溶剂中溶质浓度的比值。此比值在一定的温度及压力下为一常数，可以用下式表示： 分配系数 CH物质在上层溶剂中的浓度 CL物质在下层溶剂中的浓度混合物中各成分在两相溶剂中，分配系数相差越大，分别效果越好。 CHCL=K 一简单

2、萃取法 是分别物质最简单最根底的手段，常用于初步分别。 二逆流延续萃取法 是一种两相溶剂逆行的延续萃取方法。其安装如图2-5 三逆流分溶法Counter Current Distribution，CCD 对性质类似的异构体或同系物，因在两相溶剂系统中的分配系数接近，用普通的萃取及转移操作常须进展几十次乃至几百次，简单的分次萃取已不能满足需求，用逆流分溶法可得到理想的分别效果。 逆流分溶法又称逆流分配法、逆流分布法或反流分布法。是一种将液-液萃取反复进展数十次以上的分别方法。如图2-6所示 逆流分溶法因操作条件温暖、试样易回收，故特别适宜于中等极性、不稳定、性质类似成分的分别。另外，溶质浓度越低

3、，分别效果越好。但试样极性过大或过小，或分配系数受浓度或温度影响过大时，那么不易采用此法分别。易于乳化的萃取溶剂系统也不易采用此法。 四液滴逆流分配法Droplet Counter Current Chromatography，DCCC 这是在逆流分溶法根底上改良开展起来的一种高分别效能的两相溶剂萃取法。利用混合物中各成分在两液相间分配系数的差别，由流动相构成液滴，经过作为固定相的液体柱而到达分别纯化的目的。其安装表示图见2-7 影响液滴逆流分配的主要要素有：被分别成分在两相溶剂间的分配系数要大；构成大小适宜的挪动相液滴，这与两相间的界面张力、密度差、输液管口径和萃取管资料等有关，可以采用数根

4、萃取管预试液滴的构成情况而确定；液滴间的间隔，与泵的送液速度有关，送液速度过快，液滴间几无间隔变成线流经过固定相，通常也可经过小样探求而定。 液滴逆流分配法的分别效果往往比逆流分溶法好，且不会产生乳化景象。挪动相用氮气驱动，被分别物质不会因遇空气中氧而氧化。运用该法曾称心地分别纯化多种成分，如皂苷、生物碱、蛋白质、多肽、氨基酸及糖类等。 二、超临界流体萃取法 超临界流体萃取法Supercritical Fluid Extraction， SFE是以超临界流体简称SF替代常规有机溶剂进展提取、分别的一种新型方法。1超临界流体的特性与种类 超临界流体是指物质在高于其临界温度TC和临界压力PC时所构

5、成的单一相态。处于超临界形状的物质既不是液体，也不是气体，理化性质介于液体和气体之间，其特性表现为：超临界流体的密度比气体大，而与液体密度相近，因此分子间间隔缩短，分子间相互作用大大加强，溶解作用近似于液体；粘度低于液体而与气体的粘度相近，分散系数却比液体大10100倍，有利于成分的分散溶解；超临界流体的密度、粘度和分散系数等，都与温度、压力和流体组成有关。 可用作超临界流体的物质很多，如二氧化碳、一氧化氮、甲烷、乙烷、六氟化硫、氨等。目前运用最为广泛的是二氧化碳，其临界温度31.3低，可在常温下操作，并对大部分物质呈化学惰性。这样，使中药中的化学成分能在低温条件下平安地被萃取出来，有效地防止

6、了“热敏性或化学不稳定性成分的氧化和逸散，使萃取物坚持中药的全部成分。 2根本原理 超临界流体萃取的原理主要是根据超临界流体对物质有很强的溶解才干，且改动温度或压力即可改动流体的密度、粘度和分散系数，流体对物质的溶解特性也随之改动，因此，可将不同性质的成分分段萃取或分步析出，到达萃取分别的目的。 实践运用中，普通采用程序升压法分步萃取不同极性的成分。超临界流体萃取成分之后，可利用减压法，使流体膨胀，密度降低，变为气体，与成分成为两相而分别。所以此法的优点是萃取物无残留有机溶剂，分别后的气体可循环运用，而且防止了溶剂对环境的污染。工艺流程简图见图2-8。3超临界流体萃取法的运用 超临界流体萃取法

7、始于20世纪50年代，到70年代末，该法广泛运用于烟草和食品工业，80年代以来，超临界流体萃取技术在医药、化工、食品及环保等领域获得了迅速开展，特别是在中药有效成分提取分别方面日益遭到注重。目前主要用于萜类、挥发油、生物碱、黄酮、苯丙素、皂苷和芳香有机酸等成分的提取分别。在青蒿素浸膏、蛇床子浸膏、胡椒精油、肉豆蔻精油等的制备分别方面已到达产业化规模。三、沉淀法 沉淀法是在中药提取液中参与某些试剂，与其中一些成分生成沉淀，或参与某些试剂后可降低一些成分在溶液中的溶解度而自溶液中析出的一种方法 假设所需求分别获得的成分生成沉淀，那么沉淀反响必需是可逆的；假设是不需求的成分，那么将生成的沉淀除去，可

8、以是不可逆的沉淀反响。 一乙醇沉淀法 此法是在浓缩后的水提取液中，参与一定量的乙醇，使某些难溶于乙醇的成分从溶液中沉淀析出的方法 二酸碱沉淀法 本法是利用某些成分在酸或碱中溶解，而在碱或酸中沉淀的性质到达分别的方法。 三铅盐沉淀法 是利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀，而使各成分得以分别的方法。 铅盐沉淀法既可用来除去杂质，也可用来沉淀有效成分。 脱铅方法 1通入硫化氢气体法 2硫酸盐或磷酸盐 3阳离子交换树脂法 四盐析法 此法是向混合物水溶液中参与易溶于水的无机盐至一定浓度或成饱和形状，使某些中药成分在水中溶解度降低而析出，到达与其他杂质分别

9、的目的。常用于盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。 四、结晶法 从非结晶状物质经过处置得到结晶状物质的过程称为结晶。用反复结晶的方法，从不纯的结晶制得较纯结晶的过程称为重结晶。结晶法往往用于固体物质的精制纯化，是利用混合物中各成分对某种溶剂溶解度的差别，使单一成分以结晶形状析出，从而到达分别目的。 一结晶的详细操作 选用适宜的溶剂，将已初步提纯的混合物加热溶解，构成有效成分的饱和溶液如需求脱色时，可加适量活性炭，趁热滤去不溶杂质，滤液低温放置或蒸去部分溶剂后再低温放置，使有效成分大部分析出结晶，滤过，与溶液中的杂质相分别。 二结晶溶剂的选择 结晶法的关键是选择适宜的溶剂。恰当的溶剂

10、普通应符合以下条件： 1溶解度 对欲结晶成分热时溶解度大，冷时溶解度小；而对杂质那么冷、热均溶或均不溶。 2与被结晶的成分不发生化学反响。 3沸点 溶剂的沸点适中，假设沸点过高，那么附着于晶体外表不易除去，过低又不利于晶体析出。 常用于结晶的溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、醋酸、吡啶等。当用单一溶剂不能到达结晶时， 可用两种或两种以上溶剂组成的混合溶剂进展结晶操作。常用的混合溶剂有：水-乙醇、水-丙酮、乙醇-乙醚、乙醇-氯仿、乙醇-醋酸乙酯-乙醚等。三结晶纯度的判别 1晶形和色泽 结晶性纯真物质，普通具有一定的晶形和均匀的色泽。化合物结晶的外形往往因所用溶剂不同而有差别。 2熔点和熔距 单体

11、化合物还应有一定的熔点和较小的熔距。如为纯真的化合物，重结晶前后的熔点应该一致。 3色谱分析法 晶体纯度的进一步确认，须采用色谱法，常用的有薄层色谱和纸色谱等。 假设某成分经同一溶剂数次结晶，其晶形一致，色泽均匀，熔点一定且熔距较小，同时在薄层色谱或纸色谱上，经数种不同展开剂系统鉴定，均得到一个斑点，普通可以为是一个单体化合物。 五、透析法 透析法是利用小分子物质在溶液中可经过透析膜，而大分子物质不能经过透析膜的性质到达分别的方法图2-9。 透析法分别效果的关键是根据欲分别成分的详细情况选用规格适宜的透析膜。透析膜有动物性膜、火棉胶膜、羊皮纸膜硫酸纸膜、蛋白胶膜、玻璃纸膜等。 透析法分别量较小

12、，时间长，普通在实验室中运用较多。六、分馏法 此法是利用混合物中各成分沸点的不同进展分别的方法。适用于可以完全互溶的液体混合物的分别。在中药化学成分的研讨任务中，常用分馏法分别挥发油及一些液体生物碱。 普通液体混合物沸点相差在100以上，可将溶液反复蒸馏多次，即可到达分别的目的，如沸点相差在25以下，那么需采用分馏法图2-10。沸点相差越小，需求的分馏安装越精细。七、色谱法 色谱法chromatography又称层析法，是一种分别和鉴定化合物的有效方法，其最大的优点在于分别效能高、快速简便。对一些构造性质类似化合物的分别，用经典的萃取法、沉淀法和结晶法等难以到达分别目的时，用色谱法往往可以收到

13、很好的分别效果。 色谱法根据分别原理可分为：吸附色谱、分配色谱、凝胶色谱与离子交换色谱等； 根据分别方法又可分为： 薄层色谱法thin layer chromatography，TLC 柱色谱法column chromatography 纸色谱法paper chromatography，PC 高效液相色谱法和气相色谱法等 色 谱 法 分 类GC填 充 柱 色 谱 法毛 细 管 柱 色 谱 法GSC ,GLCLC柱 色 谱 法经 典 液 相 色 谱 法 ?高 效 液 相色 谱 法（ HPLC）平 面 色 谱 法薄 层 色 谱 法纸 色 谱 法（ TLC）LSC(PC)LLCIECMEC毛 细 管

14、 电 泳 色 谱 法(CE)一吸附色谱法 1根本原理 2常用吸附剂 1硅胶 2氧化铝 硅胶和氧化铝含水量越高、活性级别越大，吸附活性越弱。 只需在110左右加热，这些“自在水 就能被可逆性地除去。利用这一原理可以对吸附剂进展活化去水和脱活化加水处置，以控制吸附剂的活性。 硅胶、氧化铝的含水量与活性级别活性级别 硅胶含水量% 氧化铝含水量% 0 0 5 3 15 6 25 10 38 15 3聚酰胺 4活性炭 1粉末状活性炭 2颗粒状活性炭 3锦纶活性炭 3展开剂 化合物被吸附剂吸附后，需用适宜的溶剂进展展开，这种溶剂称为展开剂，在柱色谱中习惯称为洗脱剂。展开剂在吸附色谱中主要作用是解吸附。 在

15、吸附色谱中，展开剂的展开才干与其极性有关。对于极性吸附剂，展开剂的极性越大，其展开才干越强，化合物在色谱中挪动的速度就越快，而对非极性吸附剂那么相反，展开剂的极性越小，其展开才干越强。 4被分别成分 被分别成分与吸附剂、展开剂共同构成了吸附色谱中的三要素。 对硅胶、氧化铝等极性吸附剂来说，对极性大的化合物吸附强，挪动慢，Rf值小；而对极性小的化合物吸附弱，Rf值大，从而将各成分别分开。全面思索吸附剂、展开剂和被分别成分三者的相互关系，是分别成败的关键。 5操作方式 吸附色谱常见的操作方式是薄层色谱和柱色谱。薄层色谱主要用于化学成分的预试、鉴定及探求柱色谱分别的条件，柱色谱主要用于化学成分的分别

16、制备及含量测定。 1吸附薄层色谱法 此法是将吸附剂均匀地铺在玻璃板上构成薄层，把欲分别的试样溶液点加到薄层板的一端，然后用适宜的展开剂展开，使混合物中各成分得以分别的方法。 吸附薄层色谱的操作主要包括铺板制板、点样、展开和显色四个方面。实践任务中常用硅胶-羧甲基纤维素钠硅胶CMC-Na薄层板，展开方式有上行法、下行法、单向展开、双向展开等多种。 将计算出的Rf值与知化合物的Rf值对照，也可与文献上记载的Rf值比较，进展定性鉴别。 原 点 中 心 至 斑 点 中 心 的 距 离原 点 中 心 至 展 开 剂 前 沿 的 距 离 Rf= 薄层色谱广泛运用于植物各类化学成分的分别鉴定，也可运用于中草

17、药种类、药材及其制剂真伪的检查、质量控制和资源调查。一部采用薄层色谱法作鉴别的中药材和中药成方制剂种类已达1523种2吸附柱色谱法 吸附柱色谱法是将试样参与到一定规格装有吸附剂的玻璃柱里，再用适当的溶剂洗脱，使构造性质不同的成分到达分别的方法。其分别原理、吸附剂和洗脱剂的选择均与吸附薄层色谱法根本一样。柱色谱的详细操作可分为装柱、加样和洗脱三步。二分配色谱法 分配色谱法是一种利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中分配系数的不同，进展分别的色谱方法。 1根本原理 1根本原理 分配色谱的原理来自于两相溶剂萃取法。 2载体 载体又称支持剂、担体，在分配色谱中只起支持固定相的作用，对被分别成分无吸附

18、作用，而且作为分配色谱的载体均为中性多孔粉末，不溶于两相溶剂中，也不与被分别成分发生化学反响。 3固定相、流动相与被分别成分 据固定相与流动相的极性差别，分配色谱有正相与反相色谱法之分。在正相分配色谱法中，流动相的极性小于固定相极性，而在反相分配色谱法中，流动相的极性那么大于固定相的极性。 反相分配色谱法运用广泛，其常用的固定相是在普通硅胶外表进展化学修饰，键合上长度不同的烃基R构成亲脂性外表，习称键合相，如十八烷基或辛基硅烷键合相。 4操作方式 1纸色谱法 2分配薄层色谱法 3分配柱色谱法 三高效液相色谱法high performance liquid chromatography，HPLC

19、 此法是在经典的液相色谱根底上开展起来的一种快速分别分析新技术。是采用了高效填充剂，利用加压手段加快流动相流速的一种高效能液相色谱法。按分别原理可分为：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱及凝胶色谱等，其中液液分配色谱运用最广泛，根据其固定相与流动相极性的差别，亦分为正相分配色谱和反相分配色谱两类。正相色谱主要用于极性物质的分别测定；反相色谱主要用于非极性、中等极性物质的分别测定。 高效液相色谱仪由输液泵、进样系统、色谱柱、检测器和数据处置器等组成图2-11。 羟基喜树碱R1=R2=OH喜树碱R1=OH，R2=H10-甲氧基喜树碱R1=OH，R2=OCH3 脱氧喜树碱R1=R2=HNR2NOOOR

20、1 高效液相色谱法分别速度快、效率高、试样分析重现性好，而且试样不需气化，只需制成溶液，即可在室温下进样分析，所以此法运用范围极广，对挥发性差或遇热不稳定的成分及某些高分子化合物的分别极为有利。近年来，高效液相色谱除了在中药化学领域运用外，在有机化工、环境化学及高分子工业等方面也得到了广泛运用。 四气相色谱法gas chromatography，GC 此法是以气体作为流动相的一种色谱方法。流动相的气体又叫载气，常用的是氮气。气相色谱法就其操作方式而言属于柱色谱法。根据流动相和固定相的形状及分别原理的不同又可分为气-固吸附色谱和气-液分配色谱两种，气-液分配色谱运用最广。本法所用的仪器是气相色谱

21、仪。 气相色谱法是现代运用较广泛的一种分别分析技术，具有分别效率高、分析速度快、灵敏度高、试样用量少，还可制备高纯度物质等优点。缺乏之处是试样需加热气化，不适宜分别高沸点、热稳定性差、极性大的化合物。中药中挥发油类成分因其沸点低、易挥发，故气相色谱法特别适宜对其进展分别鉴定和含量测定。 五凝胶色谱法(gel filtration chromatography，GFC) 凝胶色谱法又称分子排阻色谱法、凝胶滤过色谱法、分子筛色谱法等。是一种以凝胶为固定相分别分子大小不同成分的液相色谱法。具有设备简单，操作方便，结果准确，凝胶可反复运用等优点，成为天然药物化学和生物化学研讨中的常规分别分析方法。1分

22、别原理 凝胶色谱法的原理主要是分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分别物质分子的大小而到达分别目的。 凝胶颗粒用适宜的溶剂浸泡溶胀后，装入色谱柱中，加样后用同一溶剂洗脱。由于凝胶颗粒上有许多一定大小的网孔，被分别物质的分子大小不同，进入到凝胶颗粒内部的才干也不同。当混合物溶液经过凝胶柱时，比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶颗粒内部，只能随洗脱剂在颗粒间隙挪动；比凝胶孔隙小的分子那么可自在渗入并分散到凝胶颗粒内部，经过色谱柱时阻力增大，流速变缓。这样不同大小分子的挪动速率有差别，在阅历一段时间流动并到达动态平衡后，化合物即按分子由大到小的顺序先后流出而得到分别图2-13。 2凝胶的种类与性质 商品凝胶的种

23、类很多，常用的有葡聚糖凝胶和羟丙基葡聚糖凝胶。OCH2OHOHOHOOCH2OHOOHOOCH2OHOHOHOOOCH2OHOHOCH2CHOHCH2OOOHOHCH2OOCH2OHOHOHOOO CH2CHOHCH2O交联葡聚糖的化学构造 羟丙基葡聚糖凝胶Sephadex LH-20是葡聚糖凝胶G-25经羟丙基化处置得到的产物。此时，羟丙基替代了葡聚糖分子中羟基上的氢，成醚键结合形状： ROHROCH2CH2CH2 OH羟丙基化3凝胶色谱的运用 凝胶色谱法在中药化学成分的分别纯化任务中被广泛运用，尤其是一些大分子化合物如蛋白质、酶、多肽、甾体、多糖、苷类等的分别，效果较好。另外还可用于脱盐、

24、吸水浓缩、除热源及粗略测定高分子物质的分子量等方面。六离子交换色谱法ion exchange chromatography，IEC 1离子交换树脂的构造及性能 CHCH2CHCH2CHCH2SO3HSO3HSO3HCHCH2CHCH2CHSO3HSO3H 1树脂母核 2离子交换基团 根据交换基团性质的不同，树脂分为两大类，含有阳离子交换基团的树脂称阳离子交换树脂，能电离出氢离子与溶液中的同电荷离子进展可逆交换；含有阴离子交换基团的树脂称阴离子交换树脂，能电离出氢氧根离子，与溶液中的同电荷离子进展可逆交换。每类树脂又根据其交换基团的酸性或碱性强弱进展分类 阳离子交换树脂有强酸型 -SO3H和弱酸型 -COOH 。 阴离子交换树脂有强碱型 -N+(CH3)3OH 和弱碱型 -NR2、-NHR、-NH2等。 离子交换树脂的交换才干即交换容量，取决于树脂所含离子交换基团的数量，其单位是mmol/g。 2离子交换原理 离子交换色谱是以离子交换树脂为固定相，以水或含有机溶剂的缓冲液为流动相。离子交换色谱的原理可用以下平衡式表示： 式中RSO3 H +、RN+(CH3)3OH 分别代表阳离子和阴离子交换树脂，在水中可分别电离出H +和OH ，其中H +与Na+ 交换，OH 与Cl交换，使反响不断地向右方向进展，直至交换完全，而且这