第二章 提取分离方法和技术1

1、 第二章第二章 天然药物化学成分天然药物化学成分 提取分离方法与技术提取分离方法与技术（1） Extraction and isolation technology目的要求 1掌握各种提取、分离和鉴定的操作技术、 适用范围和注意事项。2熟悉各种提取、分离和鉴定方法的基本原理和影响因素。 3. 了解天然药物的研究开发程序天然药物的研究开发程序经过文献资经过文献资料或民间用料或民间用药的调研或药的调研或通过现代药通过现代药理学的筛选理学的筛选研究发现天研究发现天然药物中具然药物中具有药用价值有药用价值的成分，然的成分，然后将其开发后将其开发成新药。成新药。已知某种成已知某种成分或某类成分或某类成分

2、具有药用分具有药用价值或已成价值或已成为新药，根为新药，根据动植物的据动植物的亲缘关系，亲缘关系，寻找含有这寻找含有这种或这类成种或这类成分的动植物，分的动植物，进而将其开进而将其开发成新药。发成新药。如黄连素。如黄连素。在不明确有在不明确有效成分的基效成分的基础上，将临础上，将临床疗效明确床疗效明确的经典方、的经典方、经验方或经经验方或经药效学研究药效学研究具有开发价具有开发价值的复方中值的复方中药开发成新药开发成新药。药。在搞清有效在搞清有效成分和有效成分和有效部位的基础部位的基础上，将有效上，将有效部位开发成部位开发成新药，如地新药，如地奥心血康、奥心血康、银杏叶制剂银杏叶制剂等等。用这

3、种用这种方法开发的方法开发的新药具有临新药具有临床疗效稳定、床疗效稳定、质量易于得质量易于得到保证等特到保证等特点。点。从天然药物从天然药物中发现潜在中发现潜在药用价值的药用价值的活性单体即活性单体即先导化合物，先导化合物，通过对先导通过对先导化合物构效化合物构效关系的研究，关系的研究，将其开发成将其开发成新药。新药。天然物药品天然物药品( (一类新药一类新药) )的开发的开发研究过程研究过程n溶剂提取法溶剂提取法n水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法n升华法升华法n超临界流体萃取法超临界流体萃取法 n微波辅助提取法微波辅助提取法n半仿生提取法半仿生提取法n酶法提取酶法提取第一节第一节 提取方法和技术提取

4、方法和技术n概念：概念：溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。n原理：原理：溶剂由于扩散、渗透作用逐渐渗入药材组织细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡，从而将成分提出。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法n影响因素：影响因素：溶剂的选择、提取方式、药材的粉碎度、温度、时间、浓度差等,其中选择适当的溶剂是提取的关键。溶剂的选择主要从溶

5、解溶解度度方面考虑-“相似者相溶相似者相溶”原则原则，同时要注意到溶剂易回收、安全低毒、价廉等因素。n溶剂的极性溶剂的极性：与介电常数有关，介电常数越大，极性越大。常用溶剂的极性大小顺序排列如下:n 石油醚苯无水乙醚氯仿乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法n提取溶剂的类型：第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法 水水极性强，穿透力大极性强，穿透力大；糖、蛋白质、氨基酸、糖、蛋白质、氨基酸、鞣质、有机酸盐、生鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、物碱盐、大多数苷类、无机盐等亲水性成分无机盐等亲水性成分；

6、安全、经济、易得但安全、经济、易得但水提取液水提取液(尤其是含尤其是含糖及蛋白质者糖及蛋白质者)易霉易霉变，难以保存，而且变，难以保存，而且不易浓缩和滤过。不易浓缩和滤过。亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂甲醇、乙醇、丙酮甲醇、乙醇、丙酮等能与水以任意比等能与水以任意比例混溶，溶解极性例混溶，溶解极性成分，有较强的穿成分，有较强的穿透能力，对一些亲透能力，对一些亲脂性成分也有很好脂性成分也有很好的溶解性能；提取的溶解性能；提取范围较广，效率较范围较广，效率较高，提取液易于保高，提取液易于保存、滤过和回收；存、滤过和回收；易燃，价格较贵，易燃，价格较贵，有些溶剂毒性较强有些溶剂毒性较强。亲脂性有机溶剂

7、亲脂性有机溶剂石油醚、苯、乙醚、石油醚、苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等；氯仿、乙酸乙酯等；与水不能混溶，具较与水不能混溶，具较强选择性；强选择性；挥发油、油脂、叶绿挥发油、油脂、叶绿素、树脂、游离生物素、树脂、游离生物碱及一些苷元等；碱及一些苷元等；提取液易浓缩回收，提取液易浓缩回收，穿透力较弱，常需长穿透力较弱，常需长时间反复提取，且毒时间反复提取，且毒性大、易燃、价格较性大、易燃、价格较贵、设备要求高，使贵、设备要求高，使用时应注意安全。用时应注意安全。n比水重的有机溶剂：氯仿n与水分层的有机溶剂：石油醚正丁醇n能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇n与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮、乙

8、醇和甲醇第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法n提取方法提取方法：第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法浸渍法浸渍法煎煮法煎煮法回流提取法回流提取法连续回流提连续回流提取法取法渗漉法渗漉法超声提超声提取法取法n浸渍法：浸渍法：是将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的一种方法。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法 冷浸法冷浸法取药材粗粉，置适宜容器中，加人一定量的溶剂如水、酸水、碱水或稀醇等，密闭，时时搅拌或振摇，在室温条件下浸渍12 d或规定时间，使有效成分浸出，滤过，

9、用力压榨残渣，合并滤液，静置滤过即得。 温浸法温浸法浸渍温度一般在4060之间，浸渍时间较短，能浸出较多的有效成分。由于温度较高，浸出液冷却后放置贮存常析出沉淀，为保证质量，需滤去沉淀。适用于有效成分遇热易破坏及含淀粉、果胶、粘液质、树胶等多糖物质较多的药材。n渗漉法：渗漉法：是将药材粗粉置于渗漉装置中，连续添加溶剂使之渗过药粉，自上而下流动。浸出有效成分的一种动态浸提方法。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法 粉碎粉碎将药材打将药材打成粗粉成粗粉排气排气打开下部出口，打开下部出口，缓缓加入适量溶剂，缓缓加入适量溶剂，使药粉间隙中的空使药粉间隙中的空气排出气排

10、出 浸渍浸渍流出的渗漉液倒回流出的渗漉液倒回筒内，继续加溶剂筒内，继续加溶剂使保持高出药面浸使保持高出药面浸渍渍2448h 渗漉渗漉流速控制在每千克流速控制在每千克药材每分钟药材每分钟25ml收集渗漉液收集渗漉液收集的渗辘液约收集的渗辘液约为药材重量的为药材重量的8 10倍倍适用于提取遇热易破坏的成分，能保持适用于提取遇热易破坏的成分，能保持良好的浓度差，故提取效率高于浸渍法良好的浓度差，故提取效率高于浸渍法；溶剂消耗多、提取时间长。选用溶剂多溶剂消耗多、提取时间长。选用溶剂多为水、酸水、碱水及不同浓度的乙醇等。为水、酸水、碱水及不同浓度的乙醇等。 浸润浸润用溶剂用溶剂(每每1 000g药粉药

11、粉约用约用600800mI溶剂溶剂)润湿，密闭放置润湿，密闭放置l5min至至6h,使药粉充分膨胀。使药粉充分膨胀。 浸润浸润用溶剂用溶剂(每每1 000g药粉药粉约用约用600800mI溶剂溶剂)润湿，密闭放置润湿，密闭放置l5min至至6h,使药粉充分膨胀。使药粉充分膨胀。装筒装筒药粉装量一般以药粉装量一般以不超过渗推筒体不超过渗推筒体积的到积的到2/3装筒装筒分次装人已分次装人已润湿的药粉药粉装量一润湿的药粉药粉装量一般以不超过渗推筒体般以不超过渗推筒体积的到积的到2/3n煎煮法：煎煮法：是将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液的一种传统提取方法。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技

12、术一、溶剂提取法一、溶剂提取法 取药材饮片或粗粉，置适当煎器取药材饮片或粗粉，置适当煎器(勿使用铁器勿使用铁器)中，加水浸没药材，中，加水浸没药材，加热煮沸，保持微沸，煎煮一定加热煮沸，保持微沸，煎煮一定时间后，分离煎煮液，药渣继续时间后，分离煎煮液，药渣继续依法煎煮数次，合并各次煎煮液，依法煎煮数次，合并各次煎煮液，浓缩即得。一般以煎煮浓缩即得。一般以煎煮23次为次为宜，小量提取，第一次煮沸宜，小量提取，第一次煮沸20 30 min，大量生产，第一次约煎，大量生产，第一次约煎煮煮1 2 h，第，第2,3次煎煮时间可次煎煮时间可酌减。酌减。操作简单，提取效率操作简单，提取效率高于冷浸法。适用于

13、高于冷浸法。适用于有效成分能溶于水且有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的不易被水、热破坏的天然药物的提取，天然药物的提取，但但不宜用于提取含挥发不宜用于提取含挥发油成分及遇热易破坏油成分及遇热易破坏的天然药物。含多糖的天然药物。含多糖类丰富的药材，因煎类丰富的药材，因煎提液钻稠，难以滤过，提液钻稠，难以滤过，同样不宜使用。同样不宜使用。n回流提取法：回流提取法：第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法 使用低沸点有机使用低沸点有机溶剂如乙醇、氯仿等溶剂如乙醇、氯仿等加热提取天然药物中加热提取天然药物中有效成分时，为减少有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保溶剂的挥发

14、损失，保持溶剂与药材持久的持溶剂与药材持久的接触，通过加热浸出接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热至浸出完全的一种热提取方法。提取方法。 将药材粗粉装人圆将药材粗粉装人圆底烧瓶内，添加溶剂底烧瓶内，添加溶剂至盖过药面至盖过药面( (一般至烧一般至烧瓶容积瓶容积( (1 1/ /2 2 2/32/3处处) )，接上冷凝管，通，接上冷凝管，通人冷却水，于水浴中人冷却水，于水浴中加热回流一定时间，加热回流一定时间，滤出提取液，药渣再滤出提取液，药渣再添加新溶剂回流添加新溶剂回流2 23 3

15、次，合并滤液，回收次，合并滤液，回收有机溶剂后得浓缩提有机溶剂后得浓缩提取液。取液。本法提取效率高，但溶剂消耗量较大，本法提取效率高，但溶剂消耗量较大，操作较麻烦。受热时间长，故对热不稳操作较麻烦。受热时间长，故对热不稳定成分的提取不宜采用此法。定成分的提取不宜采用此法。适用于脂适用于脂溶性较强的天然化学成分的提取，如甾溶性较强的天然化学成分的提取，如甾体，萜类，蒽醌类等体，萜类，蒽醌类等n连续回流提取法：连续回流提取法：第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术一、溶剂提取法一、溶剂提取法是在回流提取是在回流提取法的基础上改法的基础上改进的，能用少进的，能用少量溶剂进行连量溶剂进行连续循环回

16、流提续循环回流提取，充分将有取，充分将有效成分浸出完效成分浸出完全的方法。全的方法。操作时先在圆底烧瓶内放人几粒操作时先在圆底烧瓶内放人几粒沸石，以防暴沸，然后将装好药沸石，以防暴沸，然后将装好药材粉末的滤纸袋或筒放人提取器材粉末的滤纸袋或筒放人提取器中，药粉高度应低于虹吸管顶部，中，药粉高度应低于虹吸管顶部，自冷凝管加溶剂人烧瓶内，水浴自冷凝管加溶剂人烧瓶内，水浴加热。溶剂受热蒸发，遇冷后变加热。溶剂受热蒸发，遇冷后变为液体回滴人提取器中，接触药为液体回滴人提取器中，接触药材开始进行浸提，待溶剂液面高材开始进行浸提，待溶剂液面高于虹吸管上端时，在虹吸作用下，于虹吸管上端时，在虹吸作用下，浸出

17、液流人烧瓶，溶剂在烧瓶内浸出液流人烧瓶，溶剂在烧瓶内因受热继续气化蒸发，如此不断因受热继续气化蒸发，如此不断循环循环4 4 10h10h，至有效成分充分被，至有效成分充分被浸出，提取液回收有机溶剂即得。浸出，提取液回收有机溶剂即得。 为了防止长时间受热，成分易被破坏，为了防止长时间受热，成分易被破坏，也可在提取也可在提取1 1 2h 2h后更换新溶剂继续提后更换新溶剂继续提取。该法提取效率高，溶剂用量少，但取。该法提取效率高，溶剂用量少，但浸出液受热时间长，故不适用于对热不浸出液受热时间长，故不适用于对热不稳定成分的提取。适用于脂溶性化合物，稳定成分的提取。适用于脂溶性化合物，药量少时多用该法

18、进行提取。药量少时多用该法进行提取。n超声提取法超声提取法一、溶剂提取法一、溶剂提取法 是一种利用超声波浸提是一种利用超声波浸提有效成分的方法。其基本原有效成分的方法。其基本原理是利用超声波的空化作用，理是利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗人细胞内，同时超剂易于渗人细胞内，同时超声波的强烈振动能传递巨大声波的强烈振动能传递巨大能量给浸提的药材和溶剂，能量给浸提的药材和溶剂，使它们做高速运动，加强了使它们做高速运动，加强了胞内物质的释放、扩散和溶胞内物质的释放、扩散和溶解，加速有效成分的浸出，解，加速有效成分的浸出，极大地提高了提取效率极大地提高了提取

19、效率: : 将药材粉末将药材粉末置适宜容器内。置适宜容器内。加人定量溶剂，加人定量溶剂，密闭后置超声密闭后置超声提取器内，选提取器内，选择适当超声频择适当超声频率提取一段时率提取一段时间间( (一般只需一般只需数十分钟数十分钟) )后后即得。即得。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术具有提取时间短，提取效率高，无需加热等优具有提取时间短，提取效率高，无需加热等优点，能避免高温高压对欲提取成分的破坏，既点，能避免高温高压对欲提取成分的破坏，既适用于遇热不稳定成分的提取，也适用于各种适用于遇热不稳定成分的提取，也适用于各种溶剂的提取。溶剂的提取。但此法对容器壁的厚薄及放置位但此法对容器壁的厚

20、薄及放置位置要求较高，目前尚为实验室小规模使用，大置要求较高，目前尚为实验室小规模使用，大规模生产还有待于解决设备问题。规模生产还有待于解决设备问题。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术二、其他提取方法二、其他提取方法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法升华法升华法超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术二、其他提取方法二、其他提取方法水蒸气蒸馏法是利用某水蒸气蒸馏法是利用某些挥发性成分与水或水些挥发性成分与水或水蒸气共同加热，能随水蒸气共同加热，能随水蒸气一并蒸馏出，经冷蒸气一并蒸馏出，经冷凝后将其分离出。其基凝后将其分离出。其基本原理是利用水和与水本原理是利用水和与水互不相溶的液体成分共互不相溶的液

21、体成分共存时，根据道尔顿分压存时，根据道尔顿分压定律，整个体系的总蒸定律，整个体系的总蒸气压等于两组分蒸气压气压等于两组分蒸气压之和，当总蒸气压等于之和，当总蒸气压等于外界大气压时，混合物外界大气压时，混合物开始沸腾并被蒸馏出来。开始沸腾并被蒸馏出来。水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 将药材粗粉装人蒸馏将药材粗粉装人蒸馏瓶内，加人水使药材瓶内，加人水使药材充分浸润，体积不超充分浸润，体积不超过蒸馏瓶容积的过蒸馏瓶容积的1/31/3，然后加热水蒸气发生然后加热水蒸气发生器使水沸腾器使水沸腾. .产生的产生的水蒸气通人蒸馏瓶内，水蒸气通人蒸馏瓶内，药材中挥发性成分随药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏被带出，水蒸

22、气蒸馏被带出，经冷凝后，收集于接经冷凝后，收集于接受瓶中，若馏出液由受瓶中，若馏出液由浑浊变澄清透明，表浑浊变澄清透明，表示蒸馏基本完成。示蒸馏基本完成。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术对于某些在水中溶解度稍大的挥发性成分，馏出对于某些在水中溶解度稍大的挥发性成分，馏出液可再蒸馏一次，以提高纯度。液可再蒸馏一次，以提高纯度。适用于提取具有适用于提取具有挥发性，能随水蒸气馏出而不被破坏，不溶或难挥发性，能随水蒸气馏出而不被破坏，不溶或难溶于水，与水不发生化学反应的化学成分。溶于水，与水不发生化学反应的化学成分。如挥如挥发油、麻黄碱、白头翁素、丹皮酚、丁香酚、杜发油、麻黄碱、白头翁素、丹

23、皮酚、丁香酚、杜鹃酮、桂皮醛等。鹃酮、桂皮醛等。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术n升华法升华法二、其他提取方法二、其他提取方法 是利用某些固体物是利用某些固体物质具有在低于其熔质具有在低于其熔点的温度下受热后，点的温度下受热后，不经熔融就直接转不经熔融就直接转化为蒸气，遇冷后化为蒸气，遇冷后又凝固为原来的固又凝固为原来的固体的性质，使之从体的性质，使之从天然药物中提出的天然药物中提出的方法。方法。 预先粉碎待升华的预先粉碎待升华的天然药物，将粉末天然药物，将粉末置于升华器皿中，置于升华器皿中，铺均匀，上面放一铺均匀，上面放一冷凝器，加热升华冷凝器，加热升华器皿到一定温度，器皿到一定温

24、度，使被提取物质升华，使被提取物质升华，升华物质冷凝于冷升华物质冷凝于冷凝器表面即得。凝器表面即得。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术适用于具有升华性的某些生物碱类、香豆素类的提取，如适用于具有升华性的某些生物碱类、香豆素类的提取，如咖啡碱、七叶内酯等。加热方法一般以水浴、油浴等较为咖啡碱、七叶内酯等。加热方法一般以水浴、油浴等较为稳妥。此法简单易行，但由于升华的温度较高，易使天然稳妥。此法简单易行，但由于升华的温度较高，易使天然药物炭化，伴随产生的挥发性焦油状物常砧附在升华物上，药物炭化，伴随产生的挥发性焦油状物常砧附在升华物上，难以去除，且升华不完全，产率低难以去除，且升华不完全，

25、产率低.有时还伴随有物质的有时还伴随有物质的分解现象，故只用于少量物质的纯化。分解现象，故只用于少量物质的纯化。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术n超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术二、其他提取方法二、其他提取方法超临界流体萃取超临界流体萃取(supercritical fluid extraction,SFE)是一种利是一种利用某物质在超临界区域所形成的用某物质在超临界区域所形成的流体，对天然药物中有效成分进流体，对天然药物中有效成分进行萃取分离，集提取和分离于一行萃取分离，集提取和分离于一体的新型技术。体的新型技术。是利用超临界流是利用超临界流体有随超临界条件下压力和温度体有随超

26、临界条件下压力和温度变化而选择性溶解物质的能力。变化而选择性溶解物质的能力。通过调节温度和压力，在程序升通过调节温度和压力，在程序升压过程中分步提取极性不同的成压过程中分步提取极性不同的成分，然后通过减压、升温的方法分，然后通过减压、升温的方法使超临界流体恢复成普通气体，使超临界流体恢复成普通气体，被萃取物质则会分离析出。被萃取物质则会分离析出。超临界流体超临界流体(supercritica fluid, SF)是指当是指当某物质处于其临界温度某物质处于其临界温度( Tc)和临界压力和临界压力( Pc)以上时，形成一种既非液体又非气体以上时，形成一种既非液体又非气体的特殊相态。此状态下，流体兼

27、有气液两的特殊相态。此状态下，流体兼有气液两相的双重特点，既具有与气体相近的粘度，相的双重特点，既具有与气体相近的粘度，又具有与液体相近的密度，扩散和渗透力又具有与液体相近的密度，扩散和渗透力能均大大强于液体，且介电常数随压力增能均大大强于液体，且介电常数随压力增大而增加，因此对许多物质有很强的溶解大而增加，因此对许多物质有很强的溶解能力，可作为溶剂进行萃取。能力，可作为溶剂进行萃取。 常用作超临常用作超临界流体的物质有二氧化碳、氧化亚氮、乙界流体的物质有二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯和甲苯等，其中最常用的是二氧烷、乙烯和甲苯等，其中最常用的是二氧化碳，因其具有无毒、不易燃易爆、安全、化碳，因

28、其具有无毒、不易燃易爆、安全、价廉、有较低的临界压力和临界温度、对价廉、有较低的临界压力和临界温度、对大部分物质不反应、可循环使用等优点。大部分物质不反应、可循环使用等优点。适用于提取分离挥发性成分、脂溶性成分、高热敏适用于提取分离挥发性成分、脂溶性成分、高热敏性成分及易氧化分解成分。性成分及易氧化分解成分。易于操作，可调节范围易于操作，可调节范围广广,选择性和溶解性能好，通过调节压力、温度，选择性和溶解性能好，通过调节压力、温度，可改变流体的极性和密度，使萃取的有效成分富集，可改变流体的极性和密度，使萃取的有效成分富集，无溶剂残留。产品纯度高，萃取速度快，从萃取到无溶剂残留。产品纯度高，萃取

29、速度快，从萃取到分离一步完成等。分离一步完成等。对极性大或相对分子质量大的成对极性大或相对分子质量大的成分的萃取较难，需加入与溶质亲和力较强的夹带剂分的萃取较难，需加入与溶质亲和力较强的夹带剂(水、甲烷、乙醇、戊醇等水、甲烷、乙醇、戊醇等)以提高溶解度，或需在以提高溶解度，或需在很高的压力下进行很高的压力下进行;而且所用设备属高压设备，投而且所用设备属高压设备，投资较大，运行成本高，给工业化和普及带来一定的资较大，运行成本高，给工业化和普及带来一定的难度和限制。难度和限制。第一节第一节 提取方法和技术提取方法和技术三、新方法和新技术三、新方法和新技术1 1微波辅助提取技术微波辅助提取技术 是一种利用磁控管所产生的每秒24.5亿次超高频率快速振动的微波，使被提取的极性分子快速转向及定向排列，从而产生分子间相互碰撞、挤压，使有效成分易于溶出和释放的提取技术。此法具有萃取时间短、提取率高、萃取溶