天然产物分离纯化方法（课堂PPT）

1、1第三章、天然产物的分离与精制第三章、天然产物的分离与精制目的和要求：目的和要求：1、掌握初步分离纯化的方法和特点、掌握初步分离纯化的方法和特点2、掌握精细分离纯化的方法和特点、掌握精细分离纯化的方法和特点3、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法4、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线重点：重点：1、掌握初步分离纯化的方法和特点、掌握初步分离纯化的方法和特点2、掌握精细分离纯化的方法和特点、掌握精细分离纯化的方法和特点难点：难点：1、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法

2、2、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线21、冷却、过滤、冷却、过滤浓缩后过滤、冷却、过滤浓缩后过滤、冷却、过滤特点：适应于溶解度对温度敏感的物质，操作容易，成本低，一般特点：适应于溶解度对温度敏感的物质，操作容易，成本低，一般用于杂质的去除用于杂质的去除2、改变溶剂极性（、改变溶剂极性（通常浓缩到一定程度后进行）水水提提醇沉法醇沉法（多糖、蛋白质等水溶性物质沉淀）醇醇提提水沉法水沉法（除树脂、叶绿素等水不溶性杂质）醇醇提提醚沉法或醇醚沉法或醇提提丙酮沉法丙酮沉法（使苷类成分沉淀，而脂溶性树脂等杂质则存留在母液中）。特点：效果明显，但分离不够完全；需考

3、虑溶剂的回收问题；若是用乙醇特点：效果明显，但分离不够完全；需考虑溶剂的回收问题；若是用乙醇溶液提取，则浓缩到一定程度，溶液提取，则浓缩到一定程度，树脂、叶绿素等水不溶性杂质会析出一一 、初步分离方法、初步分离方法33、改变水溶液、改变水溶液pH值值酸提碱沉法，碱提酸沉法酸提碱沉法，碱提酸沉法, ,等电点法等电点法特点：用于酸性、碱性物质及蛋白质，操作成本很低，需考虑特点：用于酸性、碱性物质及蛋白质，操作成本很低，需考虑pH值对产品值对产品的影响，对于极性大的物质沉淀不完全的影响，对于极性大的物质沉淀不完全例：例：芦丁的提取芦丁的提取槐米加约槐米加约6 6倍水，煮沸，在搅拌的条件下缓缓加入石灰

4、乳至倍水，煮沸，在搅拌的条件下缓缓加入石灰乳至pH8-9pH8-9，在此条在此条件下微沸件下微沸20-3020-30minmin，趁热抽虑，在趁热抽虑，在60-7060-70的条件下，用浓盐酸将滤液调的条件下，用浓盐酸将滤液调至至pH5pH5，静置静置2424小时，抽虑，水洗沉淀至中性，得初品。小时，抽虑，水洗沉淀至中性，得初品。44、添加沉淀剂、添加沉淀剂酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等析出。如下表：析出。如下表：要求：对所需成分，沉淀应是可逆的，并且不能有重金属残留。要求：对所需成分，沉

5、淀应是可逆的，并且不能有重金属残留。特点：沉淀比较完全，但需通过特殊的方法使其恢复，有重金属残留特点：沉淀比较完全，但需通过特殊的方法使其恢复，有重金属残留普通盐析：氯化钠、硫酸铵、氯化钾、硫酸钠、硫酸镁普通盐析：氯化钠、硫酸铵、氯化钾、硫酸钠、硫酸镁特点：可逆，但沉淀效果不是很好特点：可逆，但沉淀效果不是很好5例例1 1：见书见书P62P62：益母草碱的纯化益母草碱的纯化例例2 2：三颗针根粉用稀酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐三颗针根粉用稀酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐5、结晶及重结晶法结晶及重结晶法初步纯化阶段只适用于目的组分含量很高的情况初步纯化阶段只适用

6、于目的组分含量很高的情况66、浸膏（浓缩液）分别用极性从小到大的溶剂萃取、浸膏（浓缩液）分别用极性从小到大的溶剂萃取（1）原理：）原理：相似相溶相似相溶（2）影响因素：）影响因素：分配系数分配系数（3）特点：）特点：需多次萃取，且不完全需多次萃取，且不完全有利于后续分离及活性跟踪有利于后续分离及活性跟踪7（4）各种萃取方法：）各种萃取方法： 简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。逆流分配法（逆流分配法（CCD）：）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质

7、的混合物效果较好。相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好。 微分萃取微分萃取 P46P46 液滴逆流分配法（液滴逆流分配法（DCCC）：）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较繁琐。繁琐。其它其它 P47（5 5）注意事项）注意事项萃取剂用量萃取剂用量乳化乳化87、pH梯度萃取梯度萃取原理：原理：带电荷分子（离子）极性大，易溶于水，在极性有机溶剂中的溶解度减少，带电荷分子（离子）极性大，易溶于水，

8、在极性有机溶剂中的溶解度减少，难溶于弱极性及非极性有机溶剂。中性分子则相反。难溶于弱极性及非极性有机溶剂。中性分子则相反。98、利用离子交换剂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩）、利用离子交换剂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩）（1）基本原理）基本原理1 1）离子交换剂的组成）离子交换剂的组成高分子聚合物基质高分子聚合物基质：高聚物，惰性，水不溶性，作为骨架，如：高聚物，惰性，水不溶性，作为骨架，如苯乙烯和二苯乙烯和二乙烯苯共聚物乙烯苯共聚物电荷基团电荷基团：与骨架通过共价键连接，不能移动：与骨架通过共价键连接，不能移动平衡离子（反离子）平衡离子（反离子）：结合于电荷基团上的相反离子，可与溶液中

9、的荷电：结合于电荷基团上的相反离子，可与溶液中的荷电同离子可逆交换同离子可逆交换 2）结构特点）结构特点多孔弹性颗粒多孔弹性颗粒103 3）离子交换色谱定义）离子交换色谱定义离子交换色谱离子交换色谱(ion exchange chromatography，IEC)：利用离子交换剂作为利用离子交换剂作为固固定相定相，根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离，根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离的方法。的方法。11（2）离子交换剂的分类及选择）离子交换剂的分类及选择1）按骨架分类）按骨架分类合成树脂骨架合成树脂骨架的多孔弹性颗粒的多孔弹性颗粒苯乙烯衍生物

10、、苯乙烯和二乙烯苯共聚，树脂颗粒孔径小，机械强度大，可承苯乙烯衍生物、苯乙烯和二乙烯苯共聚，树脂颗粒孔径小，机械强度大，可承受高的流速，易引起蛋白质的变性，常用于分离小分子受高的流速，易引起蛋白质的变性，常用于分离小分子多糖类骨架多糖类骨架的离子交换树脂的离子交换树脂 经多糖羟基化学修饰而来，如纤维素、葡聚糖、琼脂糖，机械强度小，用于蛋经多糖羟基化学修饰而来，如纤维素、葡聚糖、琼脂糖，机械强度小，用于蛋白质等亲水性物质的分离白质等亲水性物质的分离2）按按反离子分类反离子分类阳离子交换剂：强酸型、中等酸型、若酸型阳离子交换剂：强酸型、中等酸型、若酸型阴离子交换剂：强碱型、中等碱型、若碱型阴离子交

11、换剂：强碱型、中等碱型、若碱型3）离子交换发生的趋势及使用原则离子交换发生的趋势及使用原则：趋势：离子强弱、离子亲和性、离子浓度趋势：离子强弱、离子亲和性、离子浓度使用原则：使用原则：强与弱强与弱121)预处理预处理: 清水浸泡清水浸泡80%90%乙醇浸泡乙醇浸泡24小时小时4050热水浸泡热水浸泡2小时、洗涤数次小时、洗涤数次 4倍树脂量的倍树脂量的2mol/L盐酸浸泡盐酸浸泡2小时，水洗直中性小时，水洗直中性4倍树脂量的倍树脂量的2mol/L氢氧化钠浸泡氢氧化钠浸泡2小时，水洗直中性，抽干备用，小时，水洗直中性，抽干备用， 转变为所需类型转变为所需类型。（3）离子交换的操作）离子交换的操作

12、2）再生、转型再生、转型强酸、强碱树脂可用酸、碱、氯化钠等再生、转型。强酸、强碱树脂可用酸、碱、氯化钠等再生、转型。弱酸、弱碱树脂只能用酸或碱处理。弱酸、弱碱树脂只能用酸或碱处理。树脂树脂“毒化毒化”后可用后可用4050强酸、强碱浸泡处理。强酸、强碱浸泡处理。133）保存保存 阴凉处。短期可存放于阴凉处。短期可存放于1mol/L盐酸或氢氧化钠溶液中。长期存放可加入盐酸或氢氧化钠溶液中。长期存放可加入适量防腐剂封存。树脂长霉可用适量防腐剂封存。树脂长霉可用1%甲醛浸泡甲醛浸泡1小时后进行再生处理。小时后进行再生处理。4）装柱）装柱粗细分布均匀、无气泡、无断层。粗细分布均匀、无气泡、无断层。5）上

13、样）上样初分离可达到饱和状态，细分离上样量为树脂总吸附量的初分离可达到饱和状态，细分离上样量为树脂总吸附量的1%-5%6）清洗）清洗 除杂除杂7）洗脱洗脱增加洗脱液的离子强度或改变增加洗脱液的离子强度或改变pH值。值。阶段洗脱法，梯度洗脱法。阶段洗脱法，梯度洗脱法。14（4）工艺参数）工艺参数树脂的选择树脂的选择上样液的上样液的pH值、流速值、流速洗脱液的种类、洗脱液的种类、pH值、流速、量值、流速、量（5）离子交换吸附的特点）离子交换吸附的特点 料液处理量大，在适宜的操作条件下，分离过程具有浓缩作用；料液处理量大，在适宜的操作条件下，分离过程具有浓缩作用； 应用范围广泛，优化操作条件可大幅度

14、提高分离的选择性，所需柱长应用范围广泛，优化操作条件可大幅度提高分离的选择性，所需柱长较短，并可在较高流速下操作；较短，并可在较高流速下操作；吸附作用机理明确，非特异性吸附小，产品回收率高吸附作用机理明确，非特异性吸附小，产品回收率高离子交换剂种类多，选择余地大，价格较低。离子交换剂种类多，选择余地大，价格较低。处理物必须带电荷处理物必须带电荷159、利用大孔吸附树脂树脂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩）、利用大孔吸附树脂树脂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩） 大孔吸附树脂是六十年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂，大孔吸附树脂是六十年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂，由聚合单体由聚合单体和

15、交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后，致孔和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后，致孔剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴，且孔径较大，剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴，且孔径较大，在在10010010001000nmnm之间，故称为大孔吸附树脂。大孔树脂的之间，故称为大孔吸附树脂。大孔树脂的表面积较大、交换速度表面积较大、交换速度较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。已广泛应用于废水处理、

16、医药工业、临床鉴定和食品等领域，在我国，采用大孔已广泛应用于废水处理、医药工业、临床鉴定和食品等领域，在我国，采用大孔吸附树脂分离纯化中药提取液已越来越受到人们的重视。吸附树脂分离纯化中药提取液已越来越受到人们的重视。 16（1）吸附的产生吸附的产生 表面表面17 （2）大孔吸附树脂的分类及使用范围）大孔吸附树脂的分类及使用范围 非极性非极性大孔吸附树脂大孔吸附树脂：不带任何功能基，疏水性较强，适合于从极性溶不带任何功能基，疏水性较强，适合于从极性溶剂中吸附非极性物质剂中吸附非极性物质 中等中等极性极性大孔吸附树脂大孔吸附树脂：含酯基的吸附树脂，其表面兼有疏水和亲水两含酯基的吸附树脂，其表面兼

17、有疏水和亲水两部分。既可由极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶剂中吸附极部分。既可由极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶剂中吸附极性物质。性物质。 极性极性大孔吸附树脂：大孔吸附树脂：含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂，他们通过静电相互作用吸附极性物质。适基的吸附树脂，他们通过静电相互作用吸附极性物质。适宜于从非极性宜于从非极性溶剂中吸附极性溶质溶剂中吸附极性溶质18（4）吸附树脂的筛选）吸附树脂的筛选:吸附量的测定、解析率的测定（5）树脂吸附法的特点）树脂吸附法的特点直接从水中吸附物质，减少了蒸发浓缩的能耗直接从水中吸

18、附物质，减少了蒸发浓缩的能耗吸附容量大吸附容量大可反复使用可反复使用基本用于苷类、生物碱、黄酮等中药有效成分的初步纯化基本用于苷类、生物碱、黄酮等中药有效成分的初步纯化,（3）操作步骤）操作步骤（1）树脂的预处理（2）装柱（3）上样（吸附液的浓度、pH值、温度、上样吸附的速度）（4）洗脱（洗脱剂、pH值、解吸速度、解吸温度）（5）再生（95%乙醇洗脱至无色，再用2%盐酸浸泡，用水洗至中性，再用2%NaOH浸泡，再用水洗至中性）19 （6 6）中药复方采用大孔树脂吸附工艺的特点：）中药复方采用大孔树脂吸附工艺的特点： （1 1）可提高中药制剂中有效成分的相对含量：仅从固形物收率一项看，水）可提高

19、中药制剂中有效成分的相对含量：仅从固形物收率一项看，水煮法收率一般为原生药量的煮法收率一般为原生药量的3030左右，水提醇沉法收率一般为原生药量的左右，水提醇沉法收率一般为原生药量的1515左右，而用大孔树脂技术仅为原生药的左右，而用大孔树脂技术仅为原生药的 2 25 5左右。可以克服传统中成药左右。可以克服传统中成药“粗、大、黑粗、大、黑”的缺点。同时可节约成品的包装成本。的缺点。同时可节约成品的包装成本。 （2 2）产品不吸潮：水煎液中大量的糖类、无机盐、粘液质等强吸潮性成分）产品不吸潮：水煎液中大量的糖类、无机盐、粘液质等强吸潮性成分，因不被大孔树脂吸附而除去，所以在作固体制剂时吸潮性小

20、，易于操作和保，因不被大孔树脂吸附而除去，所以在作固体制剂时吸潮性小，易于操作和保存。存。 （3 3）缩短生产周期：免去静置沉淀、浓缩等耗时多的工序，节约生产成本）缩短生产周期：免去静置沉淀、浓缩等耗时多的工序，节约生产成本。 （4）去除重金属污染，提高成品的国际竞争力。）去除重金属污染，提高成品的国际竞争力。 2010、聚酰胺吸附色谱法、聚酰胺吸附色谱法（可不经过浓缩）（可不经过浓缩）聚酰胺化学性质：高分子聚合物质，不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等有机溶剂，对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差，可溶浓盐酸、冰醋酸及甲酸。吸附原理：21影响吸附力的因素影响吸附力的因素：形成氢键数目形

21、成氢键数目：形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强：形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强溶剂洗脱能力顺序溶剂洗脱能力顺序：水水甲醇甲醇丙酮丙酮氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液甲酰胺甲酰胺二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 RP-8 RP-2。346 6、高效液相色谱分离、高效液相色谱分离 HPLCHPLC（1 1）高效液相色谱法的特点）高效液相色谱法的特点流动相流动相:液体，一般为甲醇溶液，乙氰溶液液体，一般为甲醇溶液，乙氰溶液固定相：采用非极性的疏水键合相如十八烷基键合相（固定相：采用非极性的疏水键合相如十八烷基键合相（ODS）等等高压：高压：150-350*105 Pa高效：大于高效：大于30000塔板塔板/米米高灵敏：高灵敏