大孔树脂--屠鹏飞

1、大孔吸附树脂在新药研究开发大孔吸附树脂在新药研究开发和生产中的应用及存在的问题和生产中的应用及存在的问题屠鹏飞屠鹏飞北京大学中医药现代研究中心北京大学中医药现代研究中心概概 述述 中药有效成分的不断阐明中药有效成分的不断阐明 中药现代化的要求中药现代化的要求 当前用于中药纯化的主要技术：当前用于中药纯化的主要技术： 溶剂法：溶剂法： 沉淀法：沉淀法： 色谱法：色谱法：大孔吸附树脂、离子交换树脂、大孔吸附树脂、离子交换树脂、 聚聚酰胺、葡聚糖凝胶等酰胺、葡聚糖凝胶等 超临界流体萃取法：超临界流体萃取法： 超滤法：超滤法： 结晶法：结晶法：一、树脂简介一、树脂简介1、常用树脂的类型、常用树脂的类型

2、 凝胶树脂凝胶树脂 大孔树脂大孔树脂 离子交换树脂离子交换树脂2、离子交换树脂、离子交换树脂CHCH2SO3HCHCH2SO3HCHCH2mnCHCH2CHCH2CHCH2SO3HCHSO3HSO3HCH2CH2CHCHSO3HSO3H离子交换树脂的种类离子交换树脂的种类 种种 类类 活活 性性 基基 团团1 强酸性强酸性 磺酸基磺酸基(SO3H)2 弱酸性弱酸性 磷酸基磷酸基(PO3H2)、羧酸基、羧酸基(COOH)3 强碱性强碱性 型：三甲基胺型：三甲基胺(-N+(CH3)3) 型：二甲基乙醇胺型：二甲基乙醇胺(N+(CH3)2C2H4OH4 弱碱性弱碱性 伯氨基伯氨基(-NH2)、仲氨基

3、、仲氨基(-NHR)、叔氨基、叔氨基(-NR2)5 两性两性 强碱弱酸强碱弱酸 弱碱弱酸弱碱弱酸3、大孔吸附树脂、大孔吸附树脂CHCH2CHCH2CHCH2mnCHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH2CHCH大孔吸附树脂的结构示意图大孔吸附树脂的结构示意图目前国产树脂的主要类型目前国产树脂的主要类型致孔剂：致孔剂：甲苯、石蜡、溶剂汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等甲苯、石蜡、溶剂汽油、煤油、碳醇、聚乙烯醇等CHCH2COCN或或CCOCH3CH2CH3O聚合聚合CHCH2CHCH2CHCH2弱极性和弱极性和极性树脂极性树脂聚合聚合CHCH2CHCH2CHCH2非极性树脂非极性树脂国产大孔吸附树

4、脂的主要型号、性能、生产企业国产大孔吸附树脂的主要型号、性能、生产企业 型号型号 性能性能 生产企业生产企业D-101 非极性非极性 天津晶莹提取树脂有限责任公司天津晶莹提取树脂有限责任公司D-201 弱极性弱极性 天津晶莹提取树脂有限责任公司天津晶莹提取树脂有限责任公司D-301 极性极性 天津晶莹提取树脂有限责任公司天津晶莹提取树脂有限责任公司HPD-100 非极性非极性 河北沧州宝恩化工有限公司河北沧州宝恩化工有限公司HPD-300 弱极性弱极性 河北沧州宝恩化工有限公司河北沧州宝恩化工有限公司HPD-600 极性极性 河北沧州宝恩化工有限公司河北沧州宝恩化工有限公司X-5 非极性非极性

5、 南开大学化工厂南开大学化工厂AB-8 弱极性弱极性 南开大学化工厂南开大学化工厂NKA-9 极性极性 南开大学化工厂南开大学化工厂 三菱化学的大孔吸附树脂三菱化学的大孔吸附树脂聚苯乙烯系列合成树脂：聚苯乙烯系列合成树脂： Diaion: HP20, HP21 Sepabeads: SP825, SP850 Sepabeads: SP70, SP700修饰的聚苯乙烯系列合成树修饰的聚苯乙烯系列合成树脂脂: Sepabeads: SP207异丁烯系列合成树脂异丁烯系列合成树脂: Diaion: HP2MGBrBrBrBrBrBrCH3CCOCH3OOOCH3CH3COOCH3CH2CH2OCOC

6、H3CH3COOCH3COOCH3CH3大孔吸附树脂的主要理化性质大孔吸附树脂的主要理化性质 颜色：白色、乳白色至微黄颜色：白色、乳白色至微黄 物理化学性质稳定，不溶于任何酸、碱物理化学性质稳定，不溶于任何酸、碱及有机溶剂，加热不溶，可在及有机溶剂，加热不溶，可在150以下以下使用使用 含水量：含水量：6080 堆积密度：堆积密度：0.60.9影响树脂性能的主要因素及国产树脂存在影响树脂性能的主要因素及国产树脂存在的主要问题的主要问题 交联度交联度 比表面积比表面积 吸附容量吸附容量 粒度分布粒度分布 强度强度二、大孔吸附树脂的预处理二、大孔吸附树脂的预处理1、树脂预处理的方法、树脂预处理的方

7、法 回流提取法回流提取法 渗漉法渗漉法 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法2、树脂预处理的溶剂、树脂预处理的溶剂 乙醇乙醇 丙酮丙酮 异丙醇异丙醇 25盐酸盐酸 25氢氧化钠氢氧化钠3、渗漉法纯化树脂、渗漉法纯化树脂 色谱柱：色谱柱：不锈钢柱；径高比为不锈钢柱；径高比为1:31:7 装柱：装柱：湿法装柱湿法装柱 洗脱溶剂：洗脱溶剂：乙醇乙醇25盐酸盐酸25NaOH 水水甲醇甲醇25盐酸盐酸25NaOH 水水混合溶剂混合溶剂25盐酸盐酸25NaOH 水水 洗脱方法：洗脱方法：乙醇法：乙醇法：乙醇浸泡乙醇浸泡12h 2BV洗脱洗脱浸泡浸泡35h 2BV洗脱洗脱浸泡浸泡35h 35BV洗脱洗脱浸泡浸泡35h

8、35BV洗脱洗脱23BV盐酸浸泡盐酸浸泡24h 洗脱洗脱水洗脱水洗脱23BV NaOH浸泡浸泡24h 洗脱洗脱水洗脱水洗脱OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO混合溶剂法：混合溶剂法：混合溶剂浸泡混合溶剂浸泡12h 2BV洗脱洗脱浸泡浸泡35h 2BV洗脱洗脱浸泡浸泡35h 35BV洗脱洗脱23BV盐酸浸泡盐酸浸泡24h 洗脱洗脱水洗脱水洗脱23BV NaOH浸泡浸泡24h 洗脱洗脱水洗脱水洗脱新方法：新方法：乙醇浸泡乙醇浸泡35h 35BV乙醇洗脱乙醇洗脱 23BV盐酸浸泡盐酸浸泡24h 洗脱洗脱水

9、洗脱水洗脱23BV NaOH浸泡浸泡24h 洗脱洗脱水洗脱水洗脱4、乙醇法纯化树脂有机残留物检测、乙醇法纯化树脂有机残留物检测D-101乙醇洗脱曲线024681012123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20D-101乙醇洗脱曲线-0.10.10.30.50.70.91.11.31.51.71.92.12.32.51234567891011121314151617181920216.12-D-301混合溶剂洗脱00.511.5213579111315系列1 未处理树脂的气相色谱图未处理树脂的气相色谱图EtOH-1的气相色谱图的气相色谱图EtOH-31气

10、相色谱图气相色谱图NaOH洗脱的气相色谱图洗脱的气相色谱图三、大孔吸附树脂的再生三、大孔吸附树脂的再生 再生溶剂的选择再生溶剂的选择乙醇：乙醇：5095甲醇：甲醇：50100异丙醇：异丙醇：丙酮：丙酮：50100碱性乙醇溶液：碱性乙醇溶液：25盐酸：盐酸：25NaOH： 洗脱方法洗脱方法正洗脱：正洗脱：逆流洗脱：逆流洗脱：四、大孔吸附树脂在新药研究四、大孔吸附树脂在新药研究中的应用中的应用1、适用的新药类型、适用的新药类型 中药有效成分的粗分和精制中药有效成分的粗分和精制 单味中药有效部位的制备单味中药有效部位的制备 中药复方有效部位的制备中药复方有效部位的制备 注意：注意：性质相似成分可混煎

11、后一起制备性质相似成分可混煎后一起制备各味药所含成分性质差别较大的复方应各味药所含成分性质差别较大的复方应单独提取后，再制备单独提取后，再制备单味药有效成分性质差别较大的应分别单味药有效成分性质差别较大的应分别制备制备2、成分的类型与树脂的选择、成分的类型与树脂的选择 脂溶性成分包括甾体类、二萜、三萜、黄酮、木脂素、脂溶性成分包括甾体类、二萜、三萜、黄酮、木脂素、香豆素、生物碱等香豆素、生物碱等：应选择非极性或弱极性的树脂，：应选择非极性或弱极性的树脂，如如D101、AB-8、HPD100等等 皂苷和生物碱苷类成分皂苷和生物碱苷类成分：应选择弱极性或极性树脂，：应选择弱极性或极性树脂，如如D2

12、01、D301、HPD300、HPD600、AB-8、NKA-9等等 黄酮苷、蒽醌苷、木脂素苷、香豆素苷等黄酮苷、蒽醌苷、木脂素苷、香豆素苷等：应选择合：应选择合成原料中加有甲基丙烯酸甲酯或丙烯氰的树脂，如成原料中加有甲基丙烯酸甲酯或丙烯氰的树脂，如D201、D301、HPD600、NKA-9等等 环烯醚萜苷类成分环烯醚萜苷类成分：应选择极性树脂，如：应选择极性树脂，如D301、HPD600、NKA-9等等3、树脂用于新药研究应考察的内容、树脂用于新药研究应考察的内容(1)树脂型号的选择树脂型号的选择 比吸附值考察比吸附值考察 分离性能考察分离性能考察(2)药材树脂比例的考察药材树脂比例的考察

13、(3)色谱柱的径高比考察色谱柱的径高比考察(4)洗脱溶剂的考察洗脱溶剂的考察(5)吸附流速和洗脱流速考察吸附流速和洗脱流速考察(6)收集洗脱液量考察收集洗脱液量考察(7)树脂的使用寿命考察树脂的使用寿命考察(8)工艺放大试验工艺放大试验4、树脂分离条件的正交试验、树脂分离条件的正交试验表头的设计表头的设计 因素因素 药材树脂药材树脂 色谱柱色谱柱 洗脱流速洗脱流速 收集洗脱收集洗脱水平水平 比例比例 径高比径高比 BV/h 液量液量 1 1:1 1:3 1 3 2 1:2 1:5 2 5 3 1:3 1:7 3 7实例一：某中药中苯乙醇苷类成分的实例一：某中药中苯乙醇苷类成分的分离、精制分离、

14、精制 该中药所含的成分：苯乙醇苷类、环烯该中药所含的成分：苯乙醇苷类、环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、多元醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、多元醇、水溶性生物碱、单糖、双糖、氨基醇、水溶性生物碱、单糖、双糖、氨基酸等酸等表表 4.6 4.6 不同吸附剂吸附能力考察结果不同吸附剂吸附能力考察结果大孔树脂大孔树脂 吸附剂型号吸附剂型号检查结果检查结果聚酰胺聚酰胺D101D201D401黄酮型黄酮型AB-8松果菊甙松果菊甙+水 洗 脱 液水 洗 脱 液TLC 检查检查类叶升麻甙类叶升麻甙+第 一第 一次 洗次 洗脱脱40乙醇洗脱物量乙醇洗脱物量(g)4.584.194.354.804.775.86松果

15、菊甙松果菊甙+水 洗 脱 液水 洗 脱 液TLC 检查检查类叶升麻甙类叶升麻甙+-第 二第 二次 洗次 洗脱脱40乙醇洗脱物量乙醇洗脱物量(g)3.013.123.073.243.194.13松果菊甙松果菊甙+-水 洗 脱 液水 洗 脱 液TLC 检查检查类叶升麻甙类叶升麻甙+第 三第 三次 洗次 洗脱脱40乙醇洗脱物量乙醇洗脱物量(g)1.831.641.711.521.560.67松果菊甙松果菊甙+-+-+水 洗 脱 液水 洗 脱 液TLC 检查检查类叶升麻甙类叶升麻甙+-+-+-+-第 四第 四次 洗次 洗脱脱40乙醇洗脱物量乙醇洗脱物量(g)0.640.720.530.610.570.

16、18注：注：+：明显，：明显，+：较明显，：较明显，+：可见，：可见，+-：隐约可见，：未见：隐约可见，：未见1、树脂型号的考察、树脂型号的考察2、树脂用量和吸附次数的考察、树脂用量和吸附次数的考察表表 4 4. .7 7 树树脂脂用用量量和和吸吸附附次次数数的的考考察察 药药材材树树脂脂比比例例测测定定结结果果药药材材树树脂脂(2:1)药药材材树树脂脂(1:1)药药材材树树脂脂(1:2)提提取取液液中中松松果果菊菊甙甙含含量量(mg/ml)32.4131.8932.64第第一一次次水水洗洗脱脱液液中中松松果果菊菊甙甙含含量量(mg/ml)16.439.139.08第第一一次次吸吸附附率率（）

17、49.371.472.2第第二二次次水水洗洗脱脱液液中中松松果果菊菊甙甙含含量量(mg/ml)8.682.362.29二二次次总总吸吸附附率率（）73.292.693.03、洗脱液乙醇浓度的考察、洗脱液乙醇浓度的考察 乙醇浓度乙醇浓度 20 40 60 80洗脱量洗脱量 9倍倍 5倍倍 4倍倍 3倍倍 检出杂质检出杂质 脂溶性脂溶性 脂溶性脂溶性 成分成分 成分成分4、收集洗脱液量的考察、收集洗脱液量的考察第第一一次次洗洗脱脱第第二二次次洗洗脱脱洗脱溶剂洗脱溶剂 水洗脱水洗脱 40乙醇洗脱乙醇洗脱收集量收集量 4 5TLC检测检测 未检出糖未检出糖 难检出苯乙醇苷难检出苯乙醇苷洗脱溶剂洗脱溶剂

18、 水洗脱水洗脱 40乙醇洗脱乙醇洗脱收集量收集量 3 4TLC检测检测 未检出糖未检出糖 难检出苯乙醇苷难检出苯乙醇苷实例二、某中药中黄酮苷类成分的分实例二、某中药中黄酮苷类成分的分离、精制离、精制表表 5 不不同同类类型型大大孔孔吸吸附附树树脂脂对对黄黄酮酮苷苷的的饱饱和和吸吸附附容容量量及及解解吸吸率率大大孔孔吸吸附附树树脂脂吸吸附附容容量量（mg/g）解解吸吸率率（%）D10179.061.38D402081.349.72AB-887.854.68X-573.524.411、树脂型号的考察、树脂型号的考察图2：大孔吸附树脂洗脱曲线00.10.20.30.40.50.60.70.80.91

19、024681012洗脱组分（100ml/份）洗脱物量（g)-2024681012141618洗脱物量（g)黄酮苷含量（%）2、洗脱溶剂用量考察、洗脱溶剂用量考察水5乙醇表表 6 因素水平表因素水平表水平水平A样品浓度样品浓度（%）B吸附流速吸附流速（ml/min）C洗脱流速洗脱流速（ml/min）D柱床径高比柱床径高比1205101：725010201：10310020301：123、洗脱条件的正交试验、洗脱条件的正交试验表表 7 正交试验方案及结果正交试验方案及结果试验号试验号ABCD黄酮苷含量黄酮苷含量%111110.746212221.214313330.633421231.029522

20、311.314623121.534731321.574832131.26933211.304K12.5933.3493.583.364K23.8773.7883.5474.322K34.1383.4713.5212.922Q12.95912.53812.59812.845CT=12.50S0.4590.0380.0980.345S/20.2290.0190.0490.1725、成品中有机残留物的限量检查、成品中有机残留物的限量检查 检查方法：检查方法：气相色谱法气相色谱法 检查成分：检查成分：应根据树脂合成中所接触的有机成应根据树脂合成中所接触的有机成分确定检查成分分确定检查成分 测定方法：测定方法：顶空进样或溶剂法顶空进样或溶剂法 含量限度：含量限度：苯：苯：2ppm；其它：；其它：20ppm 方法学考察：方法学考察：溶剂的气相色谱检测溶剂的气相色谱检测基线噪音和最低检测限的测定基线噪音和最低检测限的测定对照品的测定对照品的测定供试品的测定供试品的测定 标准的书写格式标准的书写格式色谱条件和系统适用性试验色谱条件和系统适用性试验对照品溶液的制备对照品溶液的制备供试品溶液的制备供试品溶液的制备测定法测定法起草说明起草说明