植物化学成分分离法

1、第三章第三章 植物化学成分分离法植物化学成分分离法第一节第一节 溶剂极性梯度分离法溶剂极性梯度分离法一、基本概念一、基本概念v各类溶剂的性质与分子结构有关。各类溶剂的性质与分子结构有关。v常见溶剂的极性强弱顺序：常见溶剂的极性强弱顺序： 石油醚（低沸点石油醚（低沸点高沸点）高沸点） 二硫化碳二硫化碳 四氯化碳四氯化碳 三氯乙烷三氯乙烷 苯苯 二氯甲烷二氯甲烷 氯仿氯仿 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 乙腈乙腈 水水 吡啶吡啶 乙酸乙酸v对溶剂的要求：对溶剂的要求： a. a. 对所需成分溶解度大，对杂质溶解度小，或对所需成分溶解度大，对杂质溶解度小，或 反之；反之；

2、b. b. 不与所需成分起化学反应，即使反应也是可不与所需成分起化学反应，即使反应也是可 逆的；逆的； c. c. 经济易得，并具有一定安全性；经济易得，并具有一定安全性； d. d. 沸点适中，便于回收反复使用。沸点适中，便于回收反复使用。v常用提取溶剂分二大类：常用提取溶剂分二大类： 惰性溶剂惰性溶剂水、乙醇、甲醇、苯、氯仿、水、乙醇、甲醇、苯、氯仿、 乙酸乙酯、丙酮等乙酸乙酯、丙酮等 反应溶剂反应溶剂稀酸、稀碱的水溶液或醇溶液稀酸、稀碱的水溶液或醇溶液 二、二、提取方法提取方法 a.a.浸渍法浸渍法 b.b.渗漉法渗漉法 c.c.煎煮法煎煮法 d.d.回流提取法回流提取法 e.e.连续回

3、流提取法连续回流提取法v采用几种不同极性的溶剂分步提取采用几种不同极性的溶剂分步提取 常用系统：常用系统： 己烷己烷乙醚乙醚甲醇甲醇水水 己烷己烷二氯甲烷二氯甲烷甲醇甲醇水水 提供生物试验样品提供生物试验样品v单一溶剂提取单一溶剂提取 水：水： a.a.胺型生物碱、甙类、有机酸可直接用水提取；胺型生物碱、甙类、有机酸可直接用水提取； b.b.杂质较多，分离困难杂质较多，分离困难加戊醇、辛醇加戊醇、辛醇; ;薄膜浓缩；薄膜浓缩； c.c.易发霉发酵易发霉发酵加甲苯、甲醛、氯仿等防腐剂。加甲苯、甲醛、氯仿等防腐剂。 有机溶剂（最常用乙醇）：有机溶剂（最常用乙醇）： a.a.冷提杂质较少；冷提杂质较

4、少； b.b.热提效率高，但杂质亦较多。热提效率高，但杂质亦较多。v多种溶剂处理多种溶剂处理 利用所含成分在某种溶剂中溶解度的差异而达到利用所含成分在某种溶剂中溶解度的差异而达到分离的目的。分离的目的。 例：例：苦楝皮苦楝皮磨粉磨粉苯液苯液醇液醇液油脂类油脂类川楝素川楝素 苯苯浓缩浓缩 石油醚石油醚溶解溶解结晶结晶60%60%乙醇乙醇减压浓缩减压浓缩 氯仿提取氯仿提取第二节第二节 两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法v混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中，由于分混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中，由于分配系数不同而达到分离的目的。配系数不同而达到分离的目的。v用于脂溶性成分和水溶性成分的分离。用于脂

5、溶性成分和水溶性成分的分离。v分离生物碱时常用分离生物碱时常用 pH pH 梯度萃取。梯度萃取。 例：从蛔蒿中提取驱蛔有效成分山道年例：从蛔蒿中提取驱蛔有效成分山道年OCH3CH3CH3CH3OOOHCH3OHCHCOOCH3-OH-H+第三节第三节 吸附法吸附法v吸附法的目的：吸附除去杂质（鞣质色素）吸附法的目的：吸附除去杂质（鞣质色素） 吸附所需物质吸附所需物质v常用吸附剂：氧化铝、氧化镁、酸性白土、常用吸附剂：氧化铝、氧化镁、酸性白土、 活性炭活性炭例：羊角拗甙的提取例：羊角拗甙的提取羊角拗种子羊角拗种子石油醚石油醚脱脂脱脂95%95%乙醇乙醇醇提液醇提液蒸馏至干蒸馏至干水溶液水溶液热水

6、溶解热水溶解滤液滤液粗强心甙粗强心甙粗甙粗甙乙酸铅乙酸铅除杂质除杂质脱铅脱铅硫酸铵硫酸铵滤液滤液乙醚乙醚氧化镁氧化镁拌匀拌匀乙醇乙醇丙酮丙酮回流回流总甙总甙第四节 沉淀法v利用某些成分与某些试剂产生沉淀的性质而利用某些成分与某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或除去杂质的方法。得到分离或除去杂质的方法。v对所需成分来说，沉淀反应是可逆的。对所需成分来说，沉淀反应是可逆的。v最常用的是铅盐法。脱铅方法可通硫化氢气最常用的是铅盐法。脱铅方法可通硫化氢气体，也可用硫酸、磷酸、硫酸钠、磷酸钠等。体，也可用硫酸、磷酸、硫酸钠、磷酸钠等。几种实验室常用的沉淀剂几种实验室常用的沉淀剂 常用的沉淀剂常用的沉淀剂

7、化化 合合 物物 中性乙酸铅中性乙酸铅 酸性，邻位酚羟基化合物，有机酸，蛋白质，酸性，邻位酚羟基化合物，有机酸，蛋白质， 黏液质，鞣质，树脂，酸性皂甙，部分黄酮甙黏液质，鞣质，树脂，酸性皂甙，部分黄酮甙 碱式乙酸铅碱式乙酸铅 上述物质，某些甙类，生物碱等碱性物质上述物质，某些甙类，生物碱等碱性物质 明矾明矾 黄芩甙黄芩甙 雷氏铵盐雷氏铵盐 生物碱生物碱 碘化钾碘化钾 季胺生物碱季胺生物碱咖啡碱、明胶、蛋白咖啡碱、明胶、蛋白 鞣质鞣质 胆固醇胆固醇 皂甙皂甙 苦味酸、苦酮酸苦味酸、苦酮酸 生物碱生物碱 氯化钙、石灰氯化钙、石灰 有机酸有机酸第五节 透析法v利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大

8、分子物质不能利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质达到分离的方法。通过半透膜的性质达到分离的方法。 电透析示意图电透析示意图第六节 升华法v凡具有升华性质的化合物，均可用此法进行凡具有升华性质的化合物，均可用此法进行纯化。纯化。v此法简单易行，但往往不完全，常伴有分解此法简单易行，但往往不完全，常伴有分解现象，产率低。现象，产率低。 例：樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡碱、例：樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡碱、 植物中的苯甲酸等成分的纯化。植物中的苯甲酸等成分的纯化。 第七节第七节 结晶和重结晶结晶和重结晶 v结晶的目的在于进一步分离纯化，便于进行结晶的目的在于进一步分离纯

9、化，便于进行化学鉴定及结构测定工作。化学鉴定及结构测定工作。v纯化合物的结晶有一定的熔点和结晶学特征，纯化合物的结晶有一定的熔点和结晶学特征，有利于化合物性质的判断。有利于化合物性质的判断。v初析出的结晶总带有一些杂质，需反复结晶，初析出的结晶总带有一些杂质，需反复结晶，才能得到纯粹的单一晶体。才能得到纯粹的单一晶体。一、结晶的条件一、结晶的条件v需要结晶的溶液往往呈过饱和状态。通常是在加热需要结晶的溶液往往呈过饱和状态。通常是在加热的情况下，使化合物溶解过滤除去不溶性杂质，浓的情况下，使化合物溶解过滤除去不溶性杂质，浓缩，放冷，析出。缩，放冷，析出。v一般放置对形成结晶来说是一个重要条件。一

10、般放置对形成结晶来说是一个重要条件。v浓度适中，逐渐降温，有可能析出纯度较高的结晶。浓度适中，逐渐降温，有可能析出纯度较高的结晶。二、结晶溶剂的选择二、结晶溶剂的选择v对所需成分的溶解度随温度的不同而有显著的差别；对所需成分的溶解度随温度的不同而有显著的差别；v不发生化学反应；不发生化学反应；v其沸点低于化合物的熔点。其沸点低于化合物的熔点。三、制备结晶的方法三、制备结晶的方法v 结晶形成的二个步骤：晶核的形成结晶形成的二个步骤：晶核的形成 结晶的增长结晶的增长化合物化合物 结晶结晶溶解溶解浓缩浓缩过滤过滤静置静置v如无结晶析出，可采取：如无结晶析出，可采取： a. a. 松动瓶塞；松动瓶塞；

11、 b. b. 加入少量晶种；加入少量晶种； c. c. 用玻璃棒摩擦玻璃容器内壁；用玻璃棒摩擦玻璃容器内壁； d. d. 用干冰降温；用干冰降温； e. e. 加有机可溶性盐类盐析。加有机可溶性盐类盐析。四四、不易结晶或非结晶体的处理、不易结晶或非结晶体的处理v若是由于纯度不够，夹杂不纯物引起的，需要进一若是由于纯度不够，夹杂不纯物引起的，需要进一步分离纯化。步分离纯化。v若是本身的性质，往往需要制备结晶性的衍生物或若是本身的性质，往往需要制备结晶性的衍生物或盐，然后用化学方法处理回复到原来的化合物。盐，然后用化学方法处理回复到原来的化合物。五、结晶纯度的判断五、结晶纯度的判断v结晶形状：针状

12、、柱状、棱柱状、板状、结晶形状：针状、柱状、棱柱状、板状、 片状、方晶、粒状、簇状、多边形棱柱状片状、方晶、粒状、簇状、多边形棱柱状v初步鉴定的依据：形状、色泽、熔点初步鉴定的依据：形状、色泽、熔点v薄层层析薄层层析v气相层析气相层析v高效液相层析高效液相层析v波谱技术波谱技术第八节第八节 层析分离方法层析分离方法一、基本原理一、基本原理 利用不同的物质在两相（固定相和移动相）中不利用不同的物质在两相（固定相和移动相）中不同的平衡分配系数来进行分离。同的平衡分配系数来进行分离。 k = CsCm固定相中的浓度固定相中的浓度移动相中的浓度移动相中的浓度二、层析法的分类二、层析法的分类v根据两相所

13、处的状态来划分：根据两相所处的状态来划分： 液相层析液相层析 液液- -固层析、液固层析、液- -液层析液层析 气相层析气相层析 气气- -固层析、气固层析、气- -液层析液层析 v根据层析过程的机理来划分：根据层析过程的机理来划分： 吸附层析吸附层析 液固吸附层析、气固吸附层析液固吸附层析、气固吸附层析 分配层析分配层析 液液分配层析、气液分配层析液液分配层析、气液分配层析 排阻层析排阻层析 液固排阻层析、气固排阻层析液固排阻层析、气固排阻层析 离子交换层析离子交换层析 有机离子交换树脂有机离子交换树脂 、 纤维素及无机高分子交换剂纤维素及无机高分子交换剂三、常用的层析方法三、常用的层析方法

14、 层析填料是决定柱效的主要因素。填料应具有的性能是不溶于所使层析填料是决定柱效的主要因素。填料应具有的性能是不溶于所使用的流动相中，不使欲分离的物质破坏或分解，惰性大，可逆性强，吸用的流动相中，不使欲分离的物质破坏或分解，惰性大，可逆性强，吸附容量大，同时颗粒直径范围要窄。附容量大，同时颗粒直径范围要窄。1.1.硅胶层析硅胶层析 层析硅胶为多孔性物质，可用通层析硅胶为多孔性物质，可用通式式 SiO2.xH2OSiO2.xH2O表示。其表面有很多游离表示。其表面有很多游离( )( )、键合、键合( )( )和键合和键合活性活性( )( )状态的硅醇基，通过氢键与极性或不饱状态的硅醇基，通过氢键与

15、极性或不饱和分子相互作用，同时能吸附多量的水分。和分子相互作用，同时能吸附多量的水分。硅胶含水量与活性的比较硅胶含水量与活性的比较 活性活性 加入水量（加入水量（% %） 0 5 15 25 38 硅胶的吸附性能取决于硅胶中硅醇基的数目，硅胶的吸附性能取决于硅胶中硅醇基的数目，其次是含水量，它随着水分的增加而降低。其次是含水量，它随着水分的增加而降低。v层析柱的制备与加样层析柱的制备与加样 湿法装柱；干法装柱。湿法装柱；干法装柱。 样品溶于移动相，柱顶加入；样品溶于适当溶剂，拌硅样品溶于移动相，柱顶加入；样品溶于适当溶剂，拌硅 胶，待溶剂挥发，加移动相上柱。胶，待溶剂挥发，加移动相上柱。 应用

16、范围广，适用于非极性和极性化合物。应用范围广，适用于非极性和极性化合物。v层析溶剂的选择层析溶剂的选择 根据物质的极性采用相应的极性溶剂来洗脱。根据物质的极性采用相应的极性溶剂来洗脱。v硅胶的再生硅胶的再生 乙醇或甲醇洗涤，除去溶剂，烘干活化处理。乙醇或甲醇洗涤，除去溶剂，烘干活化处理。2 2、氧化铝层析、氧化铝层析v最常用吸附剂之一，微碱性。最常用吸附剂之一，微碱性。 氧化铝含水量与活性的关系氧化铝含水量与活性的关系 活性活性 加入水量（加入水量（% %） 0 0 3 3 6 6 10 10 15 15v洗脱用溶剂洗脱用溶剂 极性溶剂洗脱能力大。极性溶剂洗脱能力大。v氧化铝再生氧化铝再生 甲

17、醇、稀乙酸、稀氢氧化钠、水依次洗涤，甲醇、稀乙酸、稀氢氧化钠、水依次洗涤，200200活化。活化。3 3、活性炭层析、活性炭层析v分离水溶性物质的主要方法之一。分离水溶性物质的主要方法之一。v吸附作用在水溶液中最强，在有机溶剂中较弱。吸附作用在水溶液中最强，在有机溶剂中较弱。v对物质的吸附力：对物质的吸附力： 芳香族化合物脂肪族化合物芳香族化合物脂肪族化合物 大分子化合物小分子化合物大分子化合物小分子化合物 极性基团多的化合物极性基团少的化合物极性基团多的化合物极性基团少的化合物4 4、离子交换层析、离子交换层析v影响离子交换的有关因素影响离子交换的有关因素 a.a. 溶液的酸碱度溶液的酸碱度

18、 b.b.对交换离子的选择性对交换离子的选择性 c.c.被交换物质在溶液中的浓度被交换物质在溶液中的浓度 d.d.温度的影响温度的影响 e.e.溶剂的影响溶剂的影响 5 5、大孔吸附树脂层析、大孔吸附树脂层析v不含交换基团的具有大孔结构的高分子吸附剂，也不含交换基团的具有大孔结构的高分子吸附剂，也是一种亲脂性物质。是一种亲脂性物质。v吸附力主要依靠分子中的亲脂键、偶极离子及氢键吸附力主要依靠分子中的亲脂键、偶极离子及氢键作用。作用。v解吸容易，吸附容量大。解吸容易，吸附容量大。6 6、凝胶层析、凝胶层析 固定相固定相凝胶，具有许多孔隙的网状结构的固体，有凝胶，具有许多孔隙的网状结构的固体，有

19、分子筛的作用。分子筛的作用。 亲水性凝胶亲水性凝胶葡聚糖凝胶。葡聚糖凝胶。 疏水性凝胶疏水性凝胶在交联葡聚糖分子上引如一个基团增大其在交联葡聚糖分子上引如一个基团增大其 亲脂性亲脂性 7 7、聚酰胺层析、聚酰胺层析v分子中含丰富的酰胺基，可与酚、酸、醌、硝基化分子中含丰富的酰胺基，可与酚、酸、醌、硝基化合物等形成氢键结合而被吸附，与不能形成氢键的合物等形成氢键结合而被吸附，与不能形成氢键的化合物分离。化合物分离。v化合物分子中酚羟基数目越多，吸附力越强；芳香化合物分子中酚羟基数目越多，吸附力越强；芳香核、共轭双键多的吸附力也大。核、共轭双键多的吸附力也大。v易形成分子内氢键的化合物，会使化合物的吸附力易形成分子内氢键的化合物，会使化合物的吸附力减弱。减弱。8 8、快速层析、快速层析( (加压柱层析加压柱层析) )v硅胶颗粒硅胶颗粒400230400230筛目筛目v干法装柱干法装柱9 9、离心液相层析、离心液相层析 优点优点: : a. a.分离周期短分离周期短 b.b.操作简便操作简便 离心液相层析分离程序离心液相层析分离程序1010、逆流分溶层析、逆流分溶层析v按照液按照液液分配原理设计液分配原理设计v液滴逆流层析液滴逆流层析