第二章 天然药物化学成分的提取方法

1、第二章 天然药物化学成分的提取方法§2.1 溶剂提取法(以植物类原料为例)一提取法的一般程序二溶剂提取法的理论依据三三选择提取溶剂的一般思路 （怎样选择提取溶剂）四常用提取方法简介 （怎样选择提取方法）五影响提取效率的因素 （怎样选择提取条件）一溶剂提取法的一般程序干燥 粉碎 选适当溶剂提取 原料 提取液增大接触表面 （含目标成分）实例: 溶剂 提取方法泡补酒 乙醇 浸渍法浸渍法图 示.煎 药 水 煎煮法为了选择适宜溶剂和适宜方法有必要熟悉以下相关理论依据。二溶剂提取法的理论依据1溶剂提取法的基本原理（1）相似相溶原理 一般经验： 化学成分易溶于与其结构相似、极性相似的溶剂之中。化学

2、成分亲水性溶剂中亲脂性溶剂中亲水性成分（极性大）易溶难溶或不溶亲脂性成分（极性小或非极性）难溶或不溶易溶例外：提取混合物成分时，各成分间有可能存在互溶和助溶作用。例如：水提法也可能提出亲脂性成分。（2）浓度差原理由于扩散、渗透作用，溶剂逐渐通过细胞壁透入到细胞内。溶剂进入细胞后，溶解大量可溶性物质，造成了细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入被提取原料组织中，可溶成分不断被提取出来。如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度相等达到动态平衡为止。因此，进行溶剂提取的重要前提是：组织细胞内外存在浓度差。试分析比较以下方法中的浓度差特点：物料内外 浓度差 提取 效率比 较 比 较

3、静态提取 不能保持： 不断缩小，直至消失 低 （达到平衡） 渗漉法动态提取 图示动态提取 能够保持： 高 一直存在，直至提尽 静态提取中，被提取的物料与提取液之间处于相对静止状态，例如浸渍法；动态提取中，被提取的物料与提取液之间处于相对运动状态，例如渗漉法。由于提取液与被提取物料的相对关系不同，进而导致其浓度差特点不同，提取效率不同，选择动态提取法，可以获得更高的提取效率。小结 （1）相似相溶原理 可用于指导 选择提取溶剂. （2）浓 度 差原理 可用于指导 选择提取方法上述“相似相溶原理”中的相似是指被溶解成分和溶剂二者之间的极性相似，因此我们还有必要熟悉以下有关化学成分的极性判断，以及溶剂

4、的极性和其它特性。2化学成分的极性判断及其溶解特性（1）关于极性的概念极性：分子中电荷不对称的程度。（2）常见官能团的极性强弱顺序：参见教材P.25 表1-3 -C O O H > - O H > - NH2 > - SH 羧 羟 胺 巯 强> -CHO > >C = O > -COOR > -OCH3 醛 酮 酯 烷 氧> -CH = CH - > -CH-CH- 烯 烷 最 下 方（3）判断化学成分极性强弱的一般规律a. 看分子(骨架)大小： 碳链 长短 。 芳环 多少 b. 看官能团特点： 极性 强弱 数目 多少 a 分子越小,

5、 碳链越短, 芳环越少，其极性越大； 分子越大, 碳链越长, 芳环越多，其极性越小； 极性判断 b 所含官能团极性越强, 分子极性越大； 所含官能团极性越弱, 分子极性越小；c 含 极性官能团数目越多, 分子极性越大； 含非极性官能团数目越多, 分子极性越小。 以上为化学成分极性判断的 三条规律， 两个要点 （4）化学成分极性与其溶解性的关系 一般情况下, 极性越大，亲水性越强；极性越小，亲脂性越强。3常用溶剂的极性、分类及其特性（1）判断溶剂极性强弱的一般规律 (与上述判断化学成分的极性规律一致)。（2）常用溶剂的极性顺序及其主要特性 亲 脂 性 石油醚、己烷-苯-氯仿-乙醚-乙酸乙脂-正丁

6、醇-丙酮-乙醇-甲醇-水 亲 水 性（3）常用溶剂的分类（一） 粗分 亲水性溶剂：其结构和溶解特性与水相近, 极性较大；易溶解亲水性成分 。亲脂性溶剂：其结构和溶解特性与油相近, 极性较小；易溶解亲脂性成分。（二） 细分 (见下表)表 1 中药成分及其适用的提取溶剂中药成分的极性中药成分的类型适用的提取溶剂强亲脂性（极性小）挥发油、脂肪油、腊、脂溶性色素、甾醇类、某些苷元石油醚、己烷亲 脂 性苷元、生物碱、树脂、醛、酮、醇、醌、有机酸、个别苷氯仿、乙醚中等极性小某些苷类（如强心苷等）氯仿：乙醇（2：1）中某些苷类（如黄酮苷等）乙酸乙脂大某些苷类（如皂苷、蒽醌苷等）正 丁 醇亲 水 性极性很大的

7、苷、糖类、氨基酸、某些生物碱盐丙酮、乙醇、甲醇强亲水性蛋白质、黏液质、果胶、糖类、氨基酸、无机盐类水表2 常用提取溶剂系统部 位方 法dragendorffzellinerPuwer FBbrieger米达夫stabl强亲脂性亲脂性中等极性（小）中等极性（大）极性大石油醚乙醚、氯仿无水乙醇无水乙醇水酸水碱水石油醚乙醚、氯仿醋酸铅法石油醚乙醚戊醇石油醚乙醚无水乙醇冷水沸水酸水碱水石油醚、苯乙酸乙脂乙醇石油醚乙醚、氯仿 丙酮三、选择提取溶剂的一般思路1从溶解度考虑：对目标成分溶解度大；对其他成分溶解度小。 2从成本和安全性等方面考虑四、常用提取方法简介 方法分类优 点缺 点适 用 范 围冷提常温，

8、液清杂质少溶出率低，需时长热不稳定成份, 含淀粉等多者热提溶出率高热不稳定者不宜,含淀粉等多者不宜方法分类优 点缺 点静态提取装置简单1效率低 2.多次更换溶剂，操作繁动态提取效率高1需专用装置 2.其他缺点，各法不同实际工作中需恰当组合 : 热提 冷提 静态提取 动态提取1. 浸渍法 操作: 可将原料粗粉装入适当的容器中，加入适当的溶剂（多用水或稀醇），以能浸透原料稍有过量为度；时常振摇或搅拌，放置一日以上过滤;浸过的原料另加新溶剂。如此再提两次。第二、三次浸提时间可缩短。合并提取液，浓缩后可得提取物。特点: 冷提 + 静态 .利： 本法比较简单，不需加热（必要时温热）。弊： 提取时间长，效

9、率不高，特别用水浸渍时，水提取液易发霉变质，必要时应加适量防腐剂。 适用于： 1.有效成分遇热易破坏 2.含多量淀粉、树胶、果胶、粘液质的原料（冷提法溶出杂质少）。2渗漉法 操作: 将原料粗粉用适当的溶剂（常用乙醇）润湿膨胀后，装入渗漉筒中，然后不断地添加新溶剂，浸出成分后，自渗漉筒的下口收集提取液。特点: 冷提 + 动态 .利： 本法由于随时保持相当的浓度差，故提取效率较高，浸出液较澄清，弊： 溶剂消耗量大，费时长，操作仍嫌繁琐。3煎煮法 操作： 将原料粗粉放在适当的容器中（如砂锅、金属夹层锅等，应避免铁器），加水浸过原料粗粉，充分浸泡后，加热煎煮，一般煮2 - 3次，每次0.5 - 1h，

10、煎煮次数及时间可按投料量及原料质地适当增减。直火加热时，应避免焦糊。特点: 热提 + 静态 . 利： 此法较简便，原料中大部分成分可被不同程度地提出。弊： 含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的原料不宜用此法，含有多糖类的原料，煎煮液比较粘稠，过滤较困难。4回流提取法 有机溶剂加热提取时，需采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失和带来其它的有害结果。操作： 一般小量操作时，可将原料粗粉装入大小适宜的烧瓶中（原料量为烧瓶容量的1/3 - 1/2），再加溶剂使其浸过原料1 - 2cm高，烧瓶上接一冷凝器， 水浴加热，沸腾后溶剂蒸气经冷凝器冷凝又流回烧瓶中。如此回流1小时，滤出提取液，加入新溶剂重新回流1/

11、2 h , 通常共回流2 3次。回流后合并提取液，蒸馏回收溶剂即得提取浓缩物。大量生产亦可采用类似的装置。特点: 热提 + 静态 .利： 此法提取效率较冷渗法高。但弊： 受热易破坏的成分不宜应用，该法溶剂消耗量仍大，操作麻烦。5连续提取法 为了弥补回流提取法中需要溶剂量大，操作较烦的不足，可采用连续提取法。连续回流装置，实验室内常用索氏提取器。特点: 动态提取 + 受热长 有机溶媒 利： 比回流提取法溶剂量少，操作简便。弊： 提取液受热时间长，因此对受热易分解的成分不宜用此法。右图: 1.冷凝管 2. 溶剂蒸汽上升管 3. 虹吸回流管 4.装有药物的滤纸筒 5 溶剂 6. 水浴五、影响提取效率

12、的因素1粉碎度：被提取物的粉碎度要适中，粉碎度太粗，表面积小，不利于溶剂扩散、渗透、溶解等提取过程；粉碎度太细，相互吸附作用增强，反而影响扩散速度。通常水提可采用粗粉或薄片，有机溶剂提取则采用过20目的粗粉。2温度：温度增高，有利于溶剂扩散、渗透和溶解，故提取效率增高。但温度过高，则有些成分破坏，且杂质提取也多。3时间：应选择合理提取时间，使被提取物细胞内外有效成分浓度达到平衡即可，时间过短，提取不完全；过长，则浪费时间。§2.2 水蒸气蒸馏法水蒸汽蒸馏法可适用于具有挥发性的，能随水蒸汽蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。此类成分的沸点多在 100oC以上，

13、 而且在100oC左右时有一定的蒸汽压（至少 510 mmHg以上）。一. 实验室常用装置 (右图)二. 原理水蒸汽蒸馏所依据的原理，是基于两种互不相溶的液体A、B共存时所具有的下述性质：1各组分的蒸汽压和它们在纯粹状态时的蒸汽压相等2另一种液体的存在并不影响它的蒸汽压3混合体系的总蒸汽压等于两纯组分蒸汽压之和, 即 P = P0A + P0B P0A 代表纯 A 在某温度时的蒸汽压； P0B 代表纯 B 在某温度时的蒸汽压； P 代表同温度下的 总蒸汽压。 由于该体系总蒸汽压P要高于其中任一纯组分的蒸汽压，所以混合物的泡点T必低于其中任一纯组分的沸点。换言之：水蒸汽蒸馏法可以使被蒸馏组分沸点

14、降低。 三. 应用水蒸汽蒸馏法的必要条件 1具有挥发性， 并且沸点>1000C 被提取的成分，在1000C左右应有一定的蒸气压（至少 510 mmHg以上）2难溶或不溶于水（便于分层分离）3. 不与水反应， （以免被水蒸气破坏）四. 主要应用该法主要适合于一些不便于常压蒸馏方法进行提取的有机化合物:1.高沸点物；2.沸点之前易分解之物。常用于下述化学成分：某些小分子酚性物质，小分子生物碱, 以及挥发油类等.§2. 3 其它提取新技术（简介）1. 超声提取法: 试验教材 P. 6 - 72. 超临界流体提取法:试验教材 P.8 第2自然段3其它 在此我们简单介绍超临界流体技术在天

15、然产物提取分离中的应用一基本概念超临界状态和超临界流体：超临界状态是指物质的温度和压力处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）之上的状态，超临界状态下的物质即被称做超临界流体。二超临界流体的特性1它是一种特殊流体，兼有气体、液体的双重优点，具有良好的溶解性能，可用于提取技术。超临界流体处于一种既象气体，又象液体的特殊状态，无论怎样增大压力，它也永远不会变成液体。超临界流体兼有气液二态的双重优点：它的密度很大，接近于液体，因而具有较强的溶解性能（这是一般气体所不具备的）；其次，它的粘度低，扩散系数很大，显著优于一般液体，而与气体相似，因而使其表现为传质阻力小，传质速度快，因而其溶解速度较快，达到

16、溶解平衡所需时间短。上述优良特性，使超临界流体具有良好的溶解性能，不仅可以溶解许多物质，而且传质性能良好，溶解速度较快，因此可以用做很好的提取介质。2在临界点附近，其密度和溶解性能随压力的变化非常敏感因此，它可以用作分离纯化手段。由于在临界点附近，压力的微小变化，即可引起超临界流体密度的巨大变化，从而导致其溶解能力的显著不同，所以，通过调节压力，即可控制超临界流体的溶解性能差异，将需要提取的成分进行一定程度的分离，这是常规溶剂提取技术所难以做到的。3通过调节压力可使之复原为普通气态。据此特性，不经加热，即可使流体循环重复使用，勿需常规回收溶剂之操作。通过调节压力，还可以实现超临界流体和普通气态

17、之间的相互转换，当它转为气态时，可以很容易地同已提取的成分进行分离，从而免去通常加热回收有机溶剂的许多弊病。例如，受热时间长，引起功能因子变质，以及耗能、毒害等等。三、超临界提取分离装置简介用 途萃取罐规格常用组合（1）实验室工艺研究及样品制备0.5L、1L、2L、5L等一萃一分不循环式一萃二分循环式二萃三分循环式等中试装置10L、24L、50L；(10+10)L、(24+24)L等一萃 二分循环式二萃二分循环式等生产装置(50+50)L、(300+300)L、(500+500)L、1000L、3000L、3*4000L、3*6500L等略注（1）根据需要，还可配加精馏柱。四、超临界流体提取分

18、离技术的优势由于超临界流体具有上述优良特性，因而用作提取分离技术时，具有下述显著优势：1可以实现提取分离一体化，并且没有常规回收溶剂的许多弊端。因此，该技术不仅可使所得产品纯度高，质量稳定，而且操作简便，尤其适合于工业化生产。2可实现真正的循环式动态提取，提取完全，收率高。3应用CO2时，可提供常温、无氧分离条件，尤其适合于怕氧化或遇热不稳定的成分。五、超临界二氧化碳技术简介二氧化碳是最常使用的超临界流体，其临界温度接近室温（Tc31.1），临界压力也不算太高（Pc=7.3MPa）。此外，二氧化碳不燃、无毒，是生物体内代谢的自然产物，这些特点都有利于它成为超临界流体技术的首选溶剂。以往超临界二氧化碳技术曾侧重于提取