植化方法学2-课件

植化方法学

宋少江植化方法学1第一节大孔吸附树脂分离纯化技术

大孔吸附树脂是70年代以来发展起来的有机高聚物吸附剂，具有较好的吸附性能。它的化学结构与离子交换树脂类似，区别在于后者引入可进行离子交换的酸性或碱性基团。它的吸附作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键。多用于工业生产中，此外也用于临床化验以及作为气相色谱的载体。目前在中草药化学成分的分离、富集中的应用越来越受到人们的重视第一节大孔吸附树脂分离纯化技术2

大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、带动面最广的技术之一。该工艺操作简便，成本较低，树脂可反复使用，适合工业生产。按日投产3吨生药计算，增加固定资产的投资15万元，而每年因此节约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输费用至少在百万以上。因此，它具有很强的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃式进步起到促进作用。大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、3植化方法学2-课件4植化方法学2-课件5一、大孔吸附树脂的性质和分离原理

大孔吸附树脂多为白色的球状颗粒，粒度多为20～60目，通常分为非极性和极性两大类，根据极性大小还可分为弱极性、中等极性和强极性。目前常用的为苯乙烯型和丙烯腈型，在树脂合成时根据需要引入极性基团则成为极性树脂从而增强吸附能力。它的理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。对有机物的选择性较好，不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响。

一、大孔吸附树脂的性质和分离原理6吸附原理：大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。它的吸附性是由于范德华引力或生成氢键的结果。筛选原理是由于其本身多孔性结构所决定。由于吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而分开。这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化。

吸附原理：大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。它的7

二大孔树脂吸附作用的影响因素图1原理示意图二大孔树脂吸附作用的影响因素图1原理示意图8树脂本身化学结构的影响

大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树脂的比表面积表电性、能否与被吸附物形成氢健等有关。引入极性集团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键，影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附，极性化合物在水中被极性树脂吸附。

树脂本身化学结构的影响9①相似者易吸附的规律：苯乙烯型树脂易吸附含有共轭双键、双键和芳香核的物质吸附作用强。非极性树脂易吸附非极性物质极性吸附树脂易吸附极性物质②孔径大小最佳比为吸附树脂孔径/吸附物质=3～6/1为好。③树脂粒度：20～60目为宜①相似者易吸附的规律：10溶剂的影响

被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。通常一种物质在某种溶剂中溶解度大，树脂对其吸附力就弱。如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大，树脂对其吸附弱。含有多量无机盐的中草药水提取物分离时，由于无机盐在水中的溶解度很大，无机盐很快随溶剂前沿被排出，故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐。溶剂的影响11

有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验，在D和DA-型非极性树脂上的吸附力弱，易为水所洗脱。而游离黄酮本身在树脂上的吸附力则增大。由此可见，酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验12被吸附的化合物的结构的影响

被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加。若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强。被吸附的化合物的结构的影响13

①两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和溶剂之间的作用力必须小于溶质分子和树脂表面的作用力。这种物质才能被吸附，故溶质在溶剂中的溶解度愈小，愈易被吸附。②吸附量与吸附质的浓度大小有较大关系，吸附量随吸附质的浓度增加而增加。①两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和14③溶液pH的影响：通过实验确定，但有规律，即pH值不同在溶剂中的溶解度和解离度不同可估计出来吸附规律。④温度的影响：吸附作用是一个放热过程，因而升高温度对吸附不利，而对脱吸附有利，特别有些中药成分在温度升高时溶解度增大，同样不利于吸附。③溶液pH的影响：15

温度影响：通过静态试验证实以25℃～35℃较好，温度太高或太低均有所下降。解吸（洗脱）是吸热过程因此温度高一些比较好，解吸温度以50～80℃为最宜。流速：1～8倍树脂体积／每hr基本可行。

16采用DA-201型大孔吸附树脂：试验条件：①吸附柱：φ2.4cm，玻璃柱填充高度（h）48.9cm。②树脂：弱极性DA-201型吸附树脂25g（干）。水溶胀后体积104.8m1。③流速：4.8ml/毫升树脂/小时④洗脱方式：自上而下顺流实例：Morin（桑色素）为例采用DA-201型大孔吸附树脂：实例：Morin（桑17：①吸附曲线

图3吸附曲线（流出体积与含Morin量关系）试验结果：图3吸附曲线（流出体积与含Morin量关系）试验结果18②洗脱树脂吸附Morin饱和后（以排出Morin量超过0.3mg/l为标准）用甲醇洗脱。（甲醇中加入0.1％的苛性碱调pH值为11）当甲醇用量为树脂体积0.5倍时洗脱Morin量达最高值

图4洗脱曲线②洗脱图4洗脱曲线19

③吸附柱径（φ）高（h）比：

图5平均排出口浓度与h/φ比之间关系由上图可知，随着树脂柱的h/φ比增大，排出Morin的含量明显下降，说明吸附越好，但太大的（h/φ）比将增大流体阻力，以10～20／1为宜。③吸附柱径（φ）高（h）比：图5平20

④串联柱与单柱吸附效果比较以试验说明串联和单柱，同一径高比处理效果基本一致④串联柱与单柱吸附效果比较21三大孔吸附树脂分离条件的确立要想达到较好的分离效果，必须根据被分离化合物的大致结构特征来确定分离条件。首先要根据被分离化合物的分子体积的大小通过预实验或查文献资料获得所应选用的树脂的适当孔径。其次，要根据分子中是否含有酚羟基、羧基或碱性氮原子来确定树脂的型号和分离条件。一般来说要达到满意的分离效果，还应注意以下几方面的影响。三大孔吸附树脂分离条件的确立要想达到较好的分离效果，必须22上样溶液的pH值酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。如：酚性化合物山奈酚的提取上样溶液的pH值酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在23洗脱液的选择

洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。对非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强。对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说，则用极性较大的洗脱剂为佳。为达到满意的效果，可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。

洗脱液的选择洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。根据吸24树脂柱的清洗

化合物经树脂柱吸附之后，在树脂表面或内部还残留着许多非极性成分或吸附性杂质成分，这些杂质必须在清洗过程中尽量洗除。非极性成分一般用水即可洗除，而吸附性杂质根据情况可用一定浓度的酸或碱液除去。一般情况下洗至近无色即可。

树脂柱的清洗25四、产品特性及使用方法：1）由于吸附树脂的性能可以人为调节，故可因交联剂、致孔剂、pH等因素不同，人为调整，加强适应性，扩大各种中药成分的应用范围。2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱，且不受无机盐存在的影响，所以对工业废水的处理，中药的酸碱化后的有效成分提取，有很大应用前景。四、产品特性及使用方法：2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱263）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生），是它最突出的优点。4）使用寿命长：可长达5年之久，（1000～1800余次），直到变成粉未状、流速影响为止。3）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生27建议操作：步骤流速流量备注填充装柱

湿法装柱，树脂装填高度小于3米逆流洗柱

水洗除去小粒子及破碎树脂前处理1-5BV/h3BV用乙醇等进行予处理。水洗脱1-5BV/h3BV必要时根据吸附剂的PH值使用缓冲溶液吸附1-4BV/h根据吸附量应在吸附容量以下。PH=5-8，温度《50度。上柱药液加入NACL有利于提高吸附容量。水洗2-3BV/h0.5-1BV将吸附在树脂上的杂质洗出解吸0.5-3BV/h2-3BV/h乙醇、丙酮等的（含水）溶液溶出有效成份。温度高有利于解吸再生0.5-3BV/h3-4BV/h多次应用乙醇、丙酮、碱+乙醇、碱+异丙醇等溶剂水洗2-3BV/h3-4BV/h碱再生后加入酸中和建议操作：步骤流速流量备注填充装柱湿法装柱，树脂装填高度281)树脂含水70%左右，湿态0℃以上保存。严防冬季将球体冻裂。

2)使用前，进行程度不同的予处理,将树脂内孔残存的惰性溶剂浸除。方法是在提取器内加入高于树脂层10cm的乙醇浸渍4小时，然后用乙醇淋洗，洗至流出液在试管中用水稀释不浑浊时为止。最后用水反复洗涤至乙醇含量小于1%或无明显乙醇气味后即可用于生产。3)生产中，建议树脂装填高度2米左右，吸附流速4-10米/小时（1-4BV/小时）。解吸剂可选用乙醇、甲醇、丙酮等。1)树脂含水70%左右，湿态0℃以上保存。严防冬季将球体冻294）树脂强化再生方法：

当树脂使用一定周期后,吸附能力降低或受污染严重时需强化再生，其方法是在容器内加入高于树脂层10CM的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时，然后进行淋洗通柱。继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱,然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时。最后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至PH值为中性,备用。4）树脂强化再生方法：

当树脂使用一定周期后,吸附能力降低30五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用

大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。对糖类的吸附能力很差，对色素的吸附能力较强。五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用31在皂苷类化合物分离、富集中的应用在测定人参总皂苷的含量时应用D－101型大孔吸附树脂对样品进行处理，人参皂苷可完全吸附在树脂柱上，且易于解吸回收，回收率为94.58％，而且此树脂柱经充分淋洗后即可重复使用，方法简便。用大孔吸附树脂法提取蒺藜总皂苷。将蒺藜的提取液上D-101型大孔吸附树脂柱，用水洗至流出液无色后，用800mL／L乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止。这样制得的蒺藜黎总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂，皂苷的得率也明显优于传统方法。在皂苷类化合物分离、富集中的应用32黄酮类化合物分离、富集中的应用用大孔树脂分离葛根中的总黄酮，将葛根的70％乙醇提取的浓缩液加到大孔树脂柱上，先用水洗脱，再用70％乙醇洗脱至TLC检查无葛根素斑点为止。这样制得的葛根总黄酮的收率为9.92％（占生药总黄酮的84.58％），高于正丁醇法的5.42％，2种方法的主要成分基本一致。用大孔吸附树脂对黄酮类吸附效果较好，具有操作简便、树脂再生容易、有机溶剂用量小、提取率高的特点。黄酮类化合物分离、富集中的应用33在苷类化合物分离、富集中的应用

在对赤芍总苷的生产工艺进行研究中发现赤芍的70％乙醇提取液浓缩后上大孔吸附树脂柱，水洗脱后用20％乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩即得赤芍总苷，收率为5％以上，且其中所含的芍药苷占75％以上。具有操作简便、树脂再生容易、得率恒定、产品质量稳定等特点。在苷类化合物分离、富集中的应用34在酚性和酸性化合物的分离、富集中的应用

在川芎提取、纯化工艺条件的实验研究中发现乙醇回流提取，浓缩提取液后上大孔吸附树脂柱，先用水洗脱，再用30％乙醇洗脱，所得洗脱液浓缩即为川芎总提取物，其中川芎嗪和阿魏酸的含量约占25％～29％，总收率为0.6％。此法简便、准确，适用于生产。六味地黄丸的水煎液过D－101型大孔吸附树脂柱，其中的丹皮酚约98％可被吸附，马钱素86％被吸附。此法有效地减少服用时的剂量。

在酚性和酸性化合物的分离、富集中的应用35

在生物碱类分离、富集中的应用

传统分离纯化生物碱一般用阴离子交换树脂。因解吸时需要用酸、碱或盐类洗脱剂，引人杂质，给后来的分离带来不便。换用吸附树脂则可避免此类问题。如用AB－8型树脂提取喜树碱，可直接得到含量约为50％的产品。小檗碱、莨菪碱可用非极性吸附树脂吸附纯化。因吸附树脂可用有机溶剂进行解吸，蒸干溶剂后不会给产品中引入杂质，且解吸容易，洗脱峰集中。是富集生物碱类物质的较好方法。在生物碱类分离、富集中的应用36另外，对大孔吸附树脂吸附富集不同中草药有效部位的特性研究表明，其吸附力强弱的规律是：黄酮＞生物碱＞酚性成分＞＞无机物。因此提示使用同一种树脂富集不同中草药的有效部位是可行的，但是应选择适宜的树脂型号和合适的条件，调整上柱药液与树脂用量的比例，保证比上柱量较低的有效部位和成分也能保留在树脂上。是充分利用大孔吸附树脂的一种新的思路。另外，对大孔吸附树脂吸附富集不同中草药有效部位的特性研究表明37六、大孔吸附树脂在新药研究中的应用

六、大孔吸附树脂38植化方法学2-课件39植化方法学2-课件40植化方法学2-课件41植化方法学2-课件42植化方法学2-课件43植化方法学2-课件44植化方法学2-课件45植化方法学2-课件46应在成品中建立树脂残留物或裂解物的检测方法，制订合理的限量（二类以上新药可仅控制原料），并列入质量标准正文。若为苯乙烯骨架型大孔吸附树脂残留物检查项目暂定为：苯（＜2ppm）、甲苯（＜890ppm）、二甲苯（＜2170ppm）、苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类（二乙稀基）及其它可能因树脂引入的有机残留物等，其限量不能高于国家标准或国际通用标准。应在成品中建立树脂残留物或裂解物的检测方法，制订合理的限量（47植化方法学2-课件48植化方法学2-课件49第二节离子交换树脂第二节离子交换树脂50离子交换是利用一种不溶性高分子化合物，它的分子中具有解离性基团（交换基），在水溶液中能与溶液中的其他阳离子或阴离子起交换作用。此种交换反应都是可逆的，一般也都是遵循化学平衡的规律。用离子交换法直接从植物抽提液中交换含游离离子基团的酸、碱及两性成分，使与糖类等无游离离子基团的中性物质分开，而被吸着的物质也可用另一洗脱液洗脱下来，这就是常用的离子交换法。离子交换是利用一种不溶性高分子化合物，它的分子中具有解离性基51植化方法学2-课件52离子交换树脂：

型号名称主要用途001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂高纯水制备，抗生素提炼，医药化工等。201X7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂纯水制备，糖液脱色，生化制品制备。D001大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂工业水处理，贵金属回收，氨基酸回收、催化等。D201大孔强碱性苯乙烯阴离子交换树脂纯水制备，生化药物分离和糖类提纯，癸二酸脱色专用。D113大孔弱酸性丙烯酸阳离子交换树脂工业水处理，生化药物的分离和纯化。D301大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂纯水及高纯水制备，含铬废水处理回收。药液脱色。

D900大孔弱碱阴离子交换树脂新型脱色树脂。与大孔吸附树脂配合使用。

在天然植物提取中脱色。可在醇液中使用。离子交换树脂：型号名称主要用途001X7强酸性苯乙烯系阳离531．强酸性阳离子交换树脂一般为黑褐色。是最常用的强酸性阳离子交换树脂，以苯乙烯为单位，母体上连结-sO3H，结构如下：1．强酸性阳离子交换树脂54

2．强碱性阴离子交换树脂

树脂的母体和苯乙烯强酸性树脂相同。即在此母体上连给季铵，结构如下：2．强碱性阴离子交换树脂553．弱酸性阳离子交换树脂含有-COOH的树脂，树脂的母体有芳香族和脂肪族两种。4．弱碱性阴离子交换树脂含有-NH2，=NH，N的树脂，树脂的母体有芳香族和脂肪族两种。3．弱酸性阳离子交换树脂56

影响离子交换的有关因素

1．溶液的酸碱度

离子交换剂可以简单地理解为一种高分子不溶性酸和碱，因此溶液的酸碱度对离子交换有很大的关系。当交换溶液中氢离子的浓度显著增高时，则因同离子效应离子交换反应就很少进行，甚至不进行。通常酸性交换剂交换液的pH应大于2、弱酸性交换剂的交换液pH应在6以上。同样在阴离子交换剂中，亦会发生同样的情况，故强碱性交换剂的交换液的pH应在12以下，弱碱性应在7以下。

影响离子交换的有关因素57

2．对交换离子的选择性离子交换剂对交换化合物来说，主要取决于化合物的解离离子的电荷、半径及酸碱性的强弱。解离常数大，酸碱性强者置换容易，但洗脱相对来说较难。解离离子价数愈高，电荷愈大，则它的吸附性愈强，愈易交换在交换树脂上。原子序数大,则交换吸附就强。2．对交换离子的选择性583、被交换物质在溶液中的浓度

欲交换分离的化合物，离子交换操作通常是在水溶液或含有水的极性溶剂中进行，这样有利于解离与交换。高浓度有时会影响吸附次序及选择性；浓度过高，亦会引起树脂表面及内部交联网孔收缩，影响离子进入网孔。所以一般实验操作时，所用的溶液的浓度应该略稀，有利于提取分离。3、被交换物质在溶液中的浓度594、温度的影响一般温度增高，离子交换速度加快，在洗脱时亦可提高洗脱能力。但对不耐热的交换剂应注意提高温度的条件。避免引起交换剂的破坏。

4、温度的影响605、溶剂的影响：通常在水中进行交换，亦可采用含水的极性溶剂。但在极性小的溶剂中难以进行交换或不进行交换，而且选择性也减少或消失。此外对交换树脂本身来说，交联度的大小可以增加交换树脂对被交换物质的选择性。树脂颗粒的大小亦会影响交换速率，颗粒小，增加交换速度。5、溶剂的影响：61

离子交换的基本操作离子交换一般都在柱中进行。困为在柱中随流而下的样品相继与新树脂接触，所以不会产生逆交换。色谱柱的准备：把树脂放在烧杯中，加水充分搅拌，将气泡全部赶掉，放置几分钟使大部分树脂沉降，倾去上面的泥状微粒。反复上述操作到上层液透明为止。粒度小的树脂，搅拌后要放置稍久，因为较难沉降。如果急于倒水，往往损失较大。离子交换的基本操作62

上述准备好的树脂，加少量水搅拌后倒入保持垂直的色谱柱中，使树脂沉下。如果把粒度大小范围较大的树脂和多量的水搅拌后分几次倒入，柱子上下部的树脂粒度往往会不一致。另外在离子交换中要注意不让气泡进入树脂层。如果有气泡进来，样品溶液和树脂的接触就不均匀。因此要注意把液面保持在树脂层的上面。滴加时要注意不要把树脂冲散。放一块脱脂棉或一层玻璃丝也可以避免冲散树脂。上述准备好的树脂，加少量水搅拌后倒入保持垂直的色谱柱中，63

样品量与树脂量的比例：每一种树脂都有一定的交换当量（1g干燥树脂理论上能交换样品的毫克当量数），如强碱201×4为3.5，强酸1×7为4.5等。强酸1×7的4.5毫克当量/克,就是说这种树脂的1克能够交换丙氨酸89.09×4.5毫克（注：丙氨酸的分子量为89.09）。如果用阳离子交换树脂，样品可以加到全交换当量的1/2,用阴离予交换树脂，样品可以加到全交换当量的1/4～1/3。样品量与树脂量的比例：每一种树脂都有一定的交换当量（164色谱操作：有时要使用100目以下的树脂，但流速较慢需加压。树脂越细或色谱柱越长，所加压力就越大。洗脱所用的洗脱液可以是均一的，也可以是梯度的，关于树脂量、色谱柱的粗细、展开溶剂量和流速的关系，可见下表色谱操作：65植化方法学2-课件66植化方法学2-课件67离子交换法的应用离子交换法在工业上用途很广。在中草药有效成分的分离方面，可用于氨基酸、肽类、生物碱、有机酸、酚类等的分离。由于离子交换树脂的应用，特别对水溶性成分的分离，比以前方便得多。离子交换法的应用68常用于有效部位的分离民间使用中草药往往用煎剂，一般可用水煎剂通过强酸性再通过强碱性数脂，分别洗脱，分成酸性、中性、碱性部位供动物或临床试验，常用于有效部位的分离69

生物碱的分离可用强酸性树脂从中草药水浸液或稀酒精提取液或酒精提取部位的水溶部分直接交换生物碱，用氨水或氨性酒精洗脱，所得部位，再用其他分离手段分离。此法由于树脂可反复使用，特别对水溶性生物碱的提取分离，较经典方法有利。生物碱的分离70有机酸及酚性物质的提取分离能用离子交换色谱法满意地分出多种有机酸。氨基酸的提取分离离子交换色谱是分离氨基酸的有效方法，一般利用不同pH的缓冲液梯度洗涤达到分离目的。目前氨基酸自动分析仪，主要也是利用用离子交换色谱法设计成的。有机酸及酚性物质的提取分离71离子交换树脂应用注意事项:

1)贮存运输

①应贮存在密封容器内，避免受冷或爆晒。

②贮存温度：4℃-40℃之间。

③树脂贮存期为2年，超过2年复检合格方可使用。若发现树脂失水，不能直接向树脂中加水，应先加入适量浓食盐水，使树脂恢复湿润。离子交换树脂应用注意事项:

1)贮存运输

①应贮存722)预处理

①阳树脂的预处理

首先使用饱和食盐水，其量约等于树脂体积的两倍，将树脂浸泡18-20小时，然后用清水漂洗净，使排出水不带黄色；再用2%-4%NaOH溶液，其量与上相同，浸泡2-4小时，放尽碱液后，冲洗树脂直至排出水接近中性为止；最后，用5%HCl溶液，其量亦与上述相同，浸泡4-8小时，放尽酸液，用清水漂流至中性待用。2)预处理

①阳树脂的预处理

首先使用饱和食盐73②阴树脂的预处理

其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方法中的第一步相同；而后用5%HCl浸泡4-8小时，然后放尽酸液，用水清洗至中性；而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小时后，放尽碱液，用清水洗至中性待用。②阴树脂的预处理

其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方74第三节反应薄层12341234234234第三节反应薄层1234123423423475Miller和kirchner首先在1953年开创并发展了直接在薄层板上实现有机反应的想法。方法是将样品滴加在薄板上然后复加上试剂进行反应，再用适当的溶剂展开反应产物。这种方法既不同于将样品放进小试管加入试剂，也不同于在毛细管中进行的一般化学反应。根据原来化合物Rf值再联系反应产物的色谱行为常常足以能够鉴别一个化合物或者可能提供鉴定一个化合物的极有价值的线索。Miller和kirchner首先在1953年开创76反应薄层既可以用于中草药中未进行分离之前各类成分的早期识别，又可以对一个纯化合物进行微量定性鉴别。例如：将柠檬醛滴加在硅胶薄层板上然后复加一滴30％H2O2，再将反应后的薄层板暴露在紫外光下十分钟，由于催化氧化成牦牛儿酸。然后再将第二块板滴加样品柠檬醛在其上复加1滴10％氢化锂铝的乙醚溶液，则柠檬醛被还原成牦牛儿醇。反应薄层既可以用于中草药中未进行分离之前各类成分的早期识别，77植化方法学2-课件78虽然反应薄层在有的时候于薄层板上反应不能进行完全，以致于有原始样品与反应生成产物混合存在。但是许多情况下能够通过这些有机的特殊反应只消耗未知物极微量的样品（对天然产物尤其重要）却提供了大量的有关结构鉴别的情报，操作又简单是值得广泛采用的。虽然反应薄层在有的时候于薄层板上反应不能进行完全，以79一、氧化氧化反应所使用的氧化剂也有许多种，操作方法也略有不同；有的将薄板上的样品滴加一滴饱和的铬酐（CrO3）冰醋酸溶液进行氧化。有些样品能用30％H2O2在UV光下暴露十分钟来氧化，也可用臭氧（Ozone）处理薄层；将样品滴加在薄层上，再将有样品的薄板放到内含10-15％臭氧的干燥器中15-20分钟，取出薄板放在空气中除尽O3，再展开薄层。一、氧化80二、还原：常用LiAlH4来还原样品；方法是加入一滴10％氢化锂铝溶液来进行，溶液试剂不要太浓，以防试剂本身带来的潮气使反应太猛烈。用此试剂进行酯的还原需先在小试管或毛细管中进行；而后再将反应物滴加在薄板上。进行酯类的还原反应更重要的还原试剂是用异丙醇铝来实现。二、还原：81三、脱水萜醇类可以用加入浓硫酸到样品的方法变成烃类。然后用环已烷展开。因为含氧的化合物极性大不能被环已烷展开，而烃类可以从反应区域中被展开加以区别。氧氯化磷及无水吡啶-铬酸也可作为TLC脱水剂，但需要先在小试管中进行然后将反应产物滴加在TLC展开之。三、脱水82四、水解薄层板放进充满浓盐酸蒸气的槽内加热100℃15-30min，进行水解。除利用酸水解外，也可以在TLC上进行碱水解，常用5％KOH和2NNaOH加热进行。在中草药的研究中最重要的是还是苷类（皂苷及黄酮苷等等）的水解，以便鉴定水解后产生的糖及苷元。四、水解831．纯苷的鉴定所要鉴定的苷若已分离成单一化合物，而且量很少时，用下述方法是比较有用的。将样品的乙醇（或甲醇）溶液点在硅胶薄层板，点样量为20-100μg，取一个硬质玻璃缸，缸中加入约1cm厚的浓盐酸，并于100C加热30分钟，使缸中充满盐酸蒸气，再将已载样的薄层板迅速地放入缸内的玻璃架上（勿接触液面）然后继续在100C加热20分钟，使苷在盐酸蒸气中水解，取出薄层，用吹风机吹尽盐酸，薄层就可以用不同展开剂鉴定水解生成的糖。1．纯苷的鉴定84水解条件：室温盐酸蒸气中放置4小时展开系统：CHCl3：MeOH：H2O6：4：1（均相）显色剂：10%H2SO4乙醇液水解条件：852．混合苷的鉴定一般用适当的展开剂将混合苷展开分离后，再于薄层上用盐酸气将苷水解，鉴定水解生成的糖。例如：将报春花属植物根的乙醇或甲醇提出物或粗混合苷于硅胶薄层（20x20cm）的一个角上点样，用二氯乙烷-醋酸-甲醇-水（10：5：3：2）展开，分出五个皂苷点，同上法用盐酸蒸气水解，吹去盐酸，与第一次展开成90°角的方向再用乙酸乙酯-甲醇-乙酸-水（i2：3：3：2）展开并显色，检出有六种糖。2．混合苷的鉴定86第一次展开第二次展开第一次展开第二次展开87五、衍生物的制备用三氟醋酸酐直接在薄层上进行甾体上羟基的酯化。用5％K2C03／Me2CO（含微量水）处理薄层，令其干燥后用50％CH3I的丙酮溶液喷洒，并放在用CH3I：Me2CO（1：4）混合蒸气饱和的槽内50℃3个小时进行有机酸的甲基化。五、衍生物的制备88硝化wi1k等硝化多环烃类是将硅胶薄层上滴加样品后放到一个含有五氧化二磷的槽内，并且在槽内滴加2-3ml浓HNO3，硝化完全需10分钟。Po1euk和Ma，用喷洒90％HNO3（应该避免过量酸）在薄层上直接将化合物硝化，喷洒试剂的板放到105℃加热30分钟以上。

硝化89有很多衍生物可以在薄层上直接反应制备，再展开层析谱以便进一步鉴定。例如加入一滴苯肼到化合物样品上可以把酮类制备成苯腙类化合物。应用0.1％吉拉德试剂（Girard’s）[(CH3)3N+-CH2CONHNH2]溶于10％（v／v）KHAc／甲醇溶液，滴加在薄板上将羰基化合物制备成衍生物。甾酮类化合物的衍生物制备就是一例。有很多衍生物可以在薄层上直接反应制备，再展开层析谱以便进90六、混合反应Bierl等在薄层上用磷酸反应来测定一个未知物中是否有环氧化物（epoxides）存在，并且进而能有助于测定其环氧化物的构型。其方法是：在硅胶板上点加10％磷酸水溶液的位置滴加未知混合物，然后干燥，另加入5ul酸并令其干燥20分钟，另取样品20-10Oug点加在没有用酸处理的位置上，再将板干燥1小时，将板用乙醚-环已烷适六、混合反应91宜的比例展开，环氧化物反应后的产物具有更大的极性与原来样品中环氧化物对比它保留在靠近原点的位置上。如果测定其构型，除操作上相同以外要取样品量在25-35ug，仅仅控制反应在5分钟。顺式环氧化物在此时间内反应完全断裂或几乎完全裂解，而反式环氧化物在此反应时间内（5分钟）不裂解或者仅仅是部分反应或是微量的反应。宜的比例展开，环氧化物反应后的产物具有更大的极性与原来样品中92植化方法学2-课件93植化方法学

宋少江植化方法学94第一节大孔吸附树脂分离纯化技术

大孔吸附树脂是70年代以来发展起来的有机高聚物吸附剂，具有较好的吸附性能。它的化学结构与离子交换树脂类似，区别在于后者引入可进行离子交换的酸性或碱性基团。它的吸附作用是通过表面吸附、表面电性或形成氢键。多用于工业生产中，此外也用于临床化验以及作为气相色谱的载体。目前在中草药化学成分的分离、富集中的应用越来越受到人们的重视第一节大孔吸附树脂分离纯化技术95

大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、带动面最广的技术之一。该工艺操作简便，成本较低，树脂可反复使用，适合工业生产。按日投产3吨生药计算，增加固定资产的投资15万元，而每年因此节约的能耗、辅料、包装材料、储藏、运输费用至少在百万以上。因此，它具有很强的推广应用价值,将对中药提取技术的跳跃式进步起到促进作用。大孔树脂吸附分离工艺是对中药提取工艺影响大、96植化方法学2-课件97植化方法学2-课件98一、大孔吸附树脂的性质和分离原理

大孔吸附树脂多为白色的球状颗粒，粒度多为20～60目，通常分为非极性和极性两大类，根据极性大小还可分为弱极性、中等极性和强极性。目前常用的为苯乙烯型和丙烯腈型，在树脂合成时根据需要引入极性基团则成为极性树脂从而增强吸附能力。它的理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。对有机物的选择性较好，不受无机盐类及强离子低分子化合物存在的影响。

一、大孔吸附树脂的性质和分离原理99吸附原理：大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。它的吸附性是由于范德华引力或生成氢键的结果。筛选原理是由于其本身多孔性结构所决定。由于吸附和筛选原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一定的溶剂洗脱而分开。这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大简化。

吸附原理：大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。它的100

二大孔树脂吸附作用的影响因素图1原理示意图二大孔树脂吸附作用的影响因素图1原理示意图101树脂本身化学结构的影响

大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树脂的比表面积表电性、能否与被吸附物形成氢健等有关。引入极性集团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键，影响吸附作用。一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附，极性化合物在水中被极性树脂吸附。

树脂本身化学结构的影响102①相似者易吸附的规律：苯乙烯型树脂易吸附含有共轭双键、双键和芳香核的物质吸附作用强。非极性树脂易吸附非极性物质极性吸附树脂易吸附极性物质②孔径大小最佳比为吸附树脂孔径/吸附物质=3～6/1为好。③树脂粒度：20～60目为宜①相似者易吸附的规律：103溶剂的影响

被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。通常一种物质在某种溶剂中溶解度大，树脂对其吸附力就弱。如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大，树脂对其吸附弱。含有多量无机盐的中草药水提取物分离时，由于无机盐在水中的溶解度很大，无机盐很快随溶剂前沿被排出，故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐。溶剂的影响104

有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验，在D和DA-型非极性树脂上的吸附力弱，易为水所洗脱。而游离黄酮本身在树脂上的吸附力则增大。由此可见，酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。有人用几种黄酮化合物的碱性水溶液进行吸附实验105被吸附的化合物的结构的影响

被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加。若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强。被吸附的化合物的结构的影响106

①两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和溶剂之间的作用力必须小于溶质分子和树脂表面的作用力。这种物质才能被吸附，故溶质在溶剂中的溶解度愈小，愈易被吸附。②吸附量与吸附质的浓度大小有较大关系，吸附量随吸附质的浓度增加而增加。①两种分子间作用力的结果、相互竞争、相互取代、即溶质分子和107③溶液pH的影响：通过实验确定，但有规律，即pH值不同在溶剂中的溶解度和解离度不同可估计出来吸附规律。④温度的影响：吸附作用是一个放热过程，因而升高温度对吸附不利，而对脱吸附有利，特别有些中药成分在温度升高时溶解度增大，同样不利于吸附。③溶液pH的影响：108

温度影响：通过静态试验证实以25℃～35℃较好，温度太高或太低均有所下降。解吸（洗脱）是吸热过程因此温度高一些比较好，解吸温度以50～80℃为最宜。流速：1～8倍树脂体积／每hr基本可行。

109采用DA-201型大孔吸附树脂：试验条件：①吸附柱：φ2.4cm，玻璃柱填充高度（h）48.9cm。②树脂：弱极性DA-201型吸附树脂25g（干）。水溶胀后体积104.8m1。③流速：4.8ml/毫升树脂/小时④洗脱方式：自上而下顺流实例：Morin（桑色素）为例采用DA-201型大孔吸附树脂：实例：Morin（桑110：①吸附曲线

图3吸附曲线（流出体积与含Morin量关系）试验结果：图3吸附曲线（流出体积与含Morin量关系）试验结果111②洗脱树脂吸附Morin饱和后（以排出Morin量超过0.3mg/l为标准）用甲醇洗脱。（甲醇中加入0.1％的苛性碱调pH值为11）当甲醇用量为树脂体积0.5倍时洗脱Morin量达最高值

图4洗脱曲线②洗脱图4洗脱曲线112

③吸附柱径（φ）高（h）比：

图5平均排出口浓度与h/φ比之间关系由上图可知，随着树脂柱的h/φ比增大，排出Morin的含量明显下降，说明吸附越好，但太大的（h/φ）比将增大流体阻力，以10～20／1为宜。③吸附柱径（φ）高（h）比：图5平113

④串联柱与单柱吸附效果比较以试验说明串联和单柱，同一径高比处理效果基本一致④串联柱与单柱吸附效果比较114三大孔吸附树脂分离条件的确立要想达到较好的分离效果，必须根据被分离化合物的大致结构特征来确定分离条件。首先要根据被分离化合物的分子体积的大小通过预实验或查文献资料获得所应选用的树脂的适当孔径。其次，要根据分子中是否含有酚羟基、羧基或碱性氮原子来确定树脂的型号和分离条件。一般来说要达到满意的分离效果，还应注意以下几方面的影响。三大孔吸附树脂分离条件的确立要想达到较好的分离效果，必须115上样溶液的pH值酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。如：酚性化合物山奈酚的提取上样溶液的pH值酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在116洗脱液的选择

洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。对非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强。对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说，则用极性较大的洗脱剂为佳。为达到满意的效果，可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度。实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。

洗脱液的选择洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及乙酸乙酯。根据吸117树脂柱的清洗

化合物经树脂柱吸附之后，在树脂表面或内部还残留着许多非极性成分或吸附性杂质成分，这些杂质必须在清洗过程中尽量洗除。非极性成分一般用水即可洗除，而吸附性杂质根据情况可用一定浓度的酸或碱液除去。一般情况下洗至近无色即可。

树脂柱的清洗118四、产品特性及使用方法：1）由于吸附树脂的性能可以人为调节，故可因交联剂、致孔剂、pH等因素不同，人为调整，加强适应性，扩大各种中药成分的应用范围。2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱，且不受无机盐存在的影响，所以对工业废水的处理，中药的酸碱化后的有效成分提取，有很大应用前景。四、产品特性及使用方法：2）由于吸附树脂物化性能稳定，耐酸碱1193）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生），是它最突出的优点。4）使用寿命长：可长达5年之久，（1000～1800余次），直到变成粉未状、流速影响为止。3）可以反复应用，经济再生，（而活性炭，硅胶等不能经济再生120建议操作：步骤流速流量备注填充装柱

湿法装柱，树脂装填高度小于3米逆流洗柱

水洗除去小粒子及破碎树脂前处理1-5BV/h3BV用乙醇等进行予处理。水洗脱1-5BV/h3BV必要时根据吸附剂的PH值使用缓冲溶液吸附1-4BV/h根据吸附量应在吸附容量以下。PH=5-8，温度《50度。上柱药液加入NACL有利于提高吸附容量。水洗2-3BV/h0.5-1BV将吸附在树脂上的杂质洗出解吸0.5-3BV/h2-3BV/h乙醇、丙酮等的（含水）溶液溶出有效成份。温度高有利于解吸再生0.5-3BV/h3-4BV/h多次应用乙醇、丙酮、碱+乙醇、碱+异丙醇等溶剂水洗2-3BV/h3-4BV/h碱再生后加入酸中和建议操作：步骤流速流量备注填充装柱湿法装柱，树脂装填高度1211)树脂含水70%左右，湿态0℃以上保存。严防冬季将球体冻裂。

2)使用前，进行程度不同的予处理,将树脂内孔残存的惰性溶剂浸除。方法是在提取器内加入高于树脂层10cm的乙醇浸渍4小时，然后用乙醇淋洗，洗至流出液在试管中用水稀释不浑浊时为止。最后用水反复洗涤至乙醇含量小于1%或无明显乙醇气味后即可用于生产。3)生产中，建议树脂装填高度2米左右，吸附流速4-10米/小时（1-4BV/小时）。解吸剂可选用乙醇、甲醇、丙酮等。1)树脂含水70%左右，湿态0℃以上保存。严防冬季将球体冻1224）树脂强化再生方法：

当树脂使用一定周期后,吸附能力降低或受污染严重时需强化再生，其方法是在容器内加入高于树脂层10CM的3%-5%盐酸溶液浸泡2-4小时，然后进行淋洗通柱。继用3-4倍树脂体积同浓度的盐酸溶液通柱,然后用净水洗至接近中性；再用3%-5%的氢氧化钠溶液浸泡4小时。最后淋洗通柱,用同浓度的3-4倍树脂体积的氢氧化钠溶液通柱，最后用净水清洗至PH值为中性,备用。4）树脂强化再生方法：

当树脂使用一定周期后,吸附能力降低123五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用

大孔吸附树脂对中草药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。对糖类的吸附能力很差，对色素的吸附能力较强。五、在中草药有效成分的分离、富集中的应用124在皂苷类化合物分离、富集中的应用在测定人参总皂苷的含量时应用D－101型大孔吸附树脂对样品进行处理，人参皂苷可完全吸附在树脂柱上，且易于解吸回收，回收率为94.58％，而且此树脂柱经充分淋洗后即可重复使用，方法简便。用大孔吸附树脂法提取蒺藜总皂苷。将蒺藜的提取液上D-101型大孔吸附树脂柱，用水洗至流出液无色后，用800mL／L乙醇洗脱至薄层检查无蒺藜总皂苷为止。这样制得的蒺藜黎总皂苷可有效去除糖类等水溶性杂质及大部分脂溶性杂，皂苷的得率也明显优于传统方法。在皂苷类化合物分离、富集中的应用125黄酮类化合物分离、富集中的应用用大孔树脂分离葛根中的总黄酮，将葛根的70％乙醇提取的浓缩液加到大孔树脂柱上，先用水洗脱，再用70％乙醇洗脱至TLC检查无葛根素斑点为止。这样制得的葛根总黄酮的收率为9.92％（占生药总黄酮的84.58％），高于正丁醇法的5.42％，2种方法的主要成分基本一致。用大孔吸附树脂对黄酮类吸附效果较好，具有操作简便、树脂再生容易、有机溶剂用量小、提取率高的特点。黄酮类化合物分离、富集中的应用126在苷类化合物分离、富集中的应用

在对赤芍总苷的生产工艺进行研究中发现赤芍的70％乙醇提取液浓缩后上大孔吸附树脂柱，水洗脱后用20％乙醇洗脱，收集洗脱液，浓缩即得赤芍总苷，收率为5％以上，且其中所含的芍药苷占75％以上。具有操作简便、树脂再生容易、得率恒定、产品质量稳定等特点。在苷类化合物分离、富集中的应用127在酚性和酸性化合物的分离、富集中的应用

在川芎提取、纯化工艺条件的实验研究中发现乙醇回流提取，浓缩提取液后上大孔吸附树脂柱，先用水洗脱，再用30％乙醇洗脱，所得洗脱液浓缩即为川芎总提取物，其中川芎嗪和阿魏酸的含量约占25％～29％，总收率为0.6％。此法简便、准确，适用于生产。六味地黄丸的水煎液过D－101型大孔吸附树脂柱，其中的丹皮酚约98％可被吸附，马钱素86％被吸附。此法有效地减少服用时的剂量。

在酚性和酸性化合物的分离、富集中的应用128

在生物碱类分离、富集中的应用

传统分离纯化生物碱一般用阴离子交换树脂。因解吸时需要用酸、碱或盐类洗脱剂，引人杂质，给后来的分离带来不便。换用吸附树脂则可避免此类问题。如用AB－8型树脂提取喜树碱，可直接得到含量约为50％的产品。小檗碱、莨菪碱可用非极性吸附树脂吸附纯化。因吸附树脂可用有机溶剂进行解吸，蒸干溶剂后不会给产品中引入杂质，且解吸容易，洗脱峰集中。是富集生物碱类物质的较好方法。在生物碱类分离、富集中的应用129另外，对大孔吸附树脂吸附富集不同中草药有效部位的特性研究表明，其吸附力强弱的规律是：黄酮＞生物碱＞酚性成分＞＞无机物。因此提示使用同一种树脂富集不同中草药的有效部位是可行的，但是应选择适宜的树脂型号和合适的条件，调整上柱药液与树脂用量的比例，保证比上柱量较低的有效部位和成分也能保留在树脂上。是充分利用大孔吸附树脂的一种新的思路。另外，对大孔吸附树脂吸附富集不同中草药有效部位的特性研究表明130六、大孔吸附树脂在新药研究中的应用

六、大孔吸附树脂131植化方法学2-课件132植化方法学2-课件133植化方法学2-课件134植化方法学2-课件135植化方法学2-课件136植化方法学2-课件137植化方法学2-课件138植化方法学2-课件139应在成品中建立树脂残留物或裂解物的检测方法，制订合理的限量（二类以上新药可仅控制原料），并列入质量标准正文。若为苯乙烯骨架型大孔吸附树脂残留物检查项目暂定为：苯（＜2ppm）、甲苯（＜890ppm）、二甲苯（＜2170ppm）、苯乙烯、烷烃类、二乙基苯类（二乙稀基）及其它可能因树脂引入的有机残留物等，其限量不能高于国家标准或国际通用标准。应在成品中建立树脂残留物或裂解物的检测方法，制订合理的限量（140植化方法学2-课件141植化方法学2-课件142第二节离子交换树脂第二节离子交换树脂143离子交换是利用一种不溶性高分子化合物，它的分子中具有解离性基团（交换基），在水溶液中能与溶液中的其他阳离子或阴离子起交换作用。此种交换反应都是可逆的，一般也都是遵循化学平衡的规律。用离子交换法直接从植物抽提液中交换含游离离子基团的酸、碱及两性成分，使与糖类等无游离离子基团的中性物质分开，而被吸着的物质也可用另一洗脱液洗脱下来，这就是常用的离子交换法。离子交换是利用一种不溶性高分子化合物，它的分子中具有解离性基144植化方法学2-课件145离子交换树脂：

型号名称主要用途001X7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂高纯水制备，抗生素提炼，医药化工等。201X7强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂纯水制备，糖液脱色，生化制品制备。D001大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂工业水处理，贵金属回收，氨基酸回收、催化等。D201大孔强碱性苯乙烯阴离子交换树脂纯水制备，生化药物分离和糖类提纯，癸二酸脱色专用。D113大孔弱酸性丙烯酸阳离子交换树脂工业水处理，生化药物的分离和纯化。D301大孔弱碱苯乙烯系阴离子交换树脂纯水及高纯水制备，含铬废水处理回收。药液脱色。

D900大孔弱碱阴离子交换树脂新型脱色树脂。与大孔吸附树脂配合使用。

在天然植物提取中脱色。可在醇液中使用。离子交换树脂：型号名称主要用途001X7强酸性苯乙烯系阳离1461．强酸性阳离子交换树脂一般为黑褐色。是最常用的强酸性阳离子交换树脂，以苯乙烯为单位，母体上连结-sO3H，结构如下：1．强酸性阳离子交换树脂147

2．强碱性阴离子交换树脂

树脂的母体和苯乙烯强酸性树脂相同。即在此母体上连给季铵，结构如下：2．强碱性阴离子交换树脂1483．弱酸性阳离子交换树脂含有-COOH的树脂，树脂的母体有芳香族和脂肪族两种。4．弱碱性阴离子交换树脂含有-NH2，=NH，N的树脂，树脂的母体有芳香族和脂肪族两种。3．弱酸性阳离子交换树脂149

影响离子交换的有关因素

1．溶液的酸碱度

离子交换剂可以简单地理解为一种高分子不溶性酸和碱，因此溶液的酸碱度对离子交换有很大的关系。当交换溶液中氢离子的浓度显著增高时，则因同离子效应离子交换反应就很少进行，甚至不进行。通常酸性交换剂交换液的pH应大于2、弱酸性交换剂的交换液pH应在6以上。同样在阴离子交换剂中，亦会发生同样的情况，故强碱性交换剂的交换液的pH应在12以下，弱碱性应在7以下。

影响离子交换的有关因素150

2．对交换离子的选择性离子交换剂对交换化合物来说，主要取决于化合物的解离离子的电荷、半径及酸碱性的强弱。解离常数大，酸碱性强者置换容易，但洗脱相对来说较难。解离离子价数愈高，电荷愈大，则它的吸附性愈强，愈易交换在交换树脂上。原子序数大,则交换吸附就强。2．对交换离子的选择性1513、被交换物质在溶液中的浓度

欲交换分离的化合物，离子交换操作通常是在水溶液或含有水的极性溶剂中进行，这样有利于解离与交换。高浓度有时会影响吸附次序及选择性；浓度过高，亦会引起树脂表面及内部交联网孔收缩，影响离子进入网孔。所以一般实验操作时，所用的溶液的浓度应该略稀，有利于提取分离。3、被交换物质在溶液中的浓度1524、温度的影响一般温度增高，离子交换速度加快，在洗脱时亦可提高洗脱能力。但对不耐热的交换剂应注意提高温度的条件。避免引起交换剂的破坏。

4、温度的影响1535、溶剂的影响：通常在水中进行交换，亦可采用含水的极性溶剂。但在极性小的溶剂中难以进行交换或不进行交换，而且选择性也减少或消失。此外对交换树脂本身来说，交联度的大小可以增加交换树脂对被交换物质的选择性。树脂颗粒的大小亦会影响交换速率，颗粒小，增加交换速度。5、溶剂的影响：154

离子交换的基本操作离子交换一般都在柱中进行。困为在柱中随流而下的样品相继与新树脂接触，所以不会产生逆交换。色谱柱的准备：把树脂放在烧杯中，加水充分搅拌，将气泡全部赶掉，放置几分钟使大部分树脂沉降，倾去上面的泥状微粒。反复上述操作到上层液透明为止。粒度小的树脂，搅拌后要放置稍久，因为较难沉降。如果急于倒水，往往损失较大。离子交换的基本操作155

上述准备好的树脂，加少量水搅拌后倒入保持垂直的色谱柱中，使树脂沉下。如果把粒度大小范围较大的树脂和多量的水搅拌后分几次倒入，柱子上下部的树脂粒度往往会不一致。另外在离子交换中要注意不让气泡进入树脂层。如果有气泡进来，样品溶液和树脂的接触就不均匀。因此要注意把液面保持在树脂层的上面。滴加时要注意不要把树脂冲散。放一块脱脂棉或一层玻璃丝也可以避免冲散树脂。上述准备好的树脂，加少量水搅拌后倒入保持垂直的色谱柱中，156

样品量与树脂量的比例：每一种树脂都有一定的交换当量（1g干燥树脂理论上能交换样品的毫克当量数），如强碱201×4为3.5，强酸1×7为4.5等。强酸1×7的4.5毫克当量/克,就是说这种树脂的1克能够交换丙氨酸89.09×4.5毫克（注：丙氨酸的分子量为89.09）。如果用阳离子交换树脂，样品可以加到全交换当量的1/2,用阴离予交换树脂，样品可以加到全交换当量的1/4～1/3。样品量与树脂量的比例：每一种树脂都有一定的交换当量（1157色谱操作：有时要使用100目以下的树脂，但流速较慢需加压。树脂越细或色谱柱越长，所加压力就越大。洗脱所用的洗脱液可以是均一的，也可以是梯度的，关于树脂量、色谱柱的粗细、展开溶剂量和流速的关系，可见下表色谱操作：158植化方法学2-课件159植化方法学2-课件160离子交换法的应用离子交换法在工业上用途很广。在中草药有效成分的分离方面，可用于氨基酸、肽类、生物碱、有机酸、酚类等的分离。由于离子交换树脂的应用，特别对水溶性成分的分离，比以前方便得多。离子交换法的应用161常用于有效部位的分离民间使用中草药往往用煎剂，一般可用水煎剂通过强酸性再通过强碱性数脂，分别洗脱，分成酸性、中性、碱性部位供动物或临床试验，常用于有效部位的分离162

生物碱的分离可用强酸性树脂从中草药水浸液或稀酒精提取液或酒精提取部位的水溶部分直接交换生物碱，用氨水或氨性酒精洗脱，所得部位，再用其他分离手段分离。此法由于树脂可反复使用，特别对水溶性生物碱的提取分离，较经典方法有利。生物碱的分离163有机酸及酚性物质的提取分离能用离子交换色谱法满意地分出多种有机酸。氨基酸的提取分离离子交换色谱是分离氨基酸的有效方法，一般利用不同pH的缓冲液梯度洗涤达到分离目的。目前氨基酸自动分析仪，主要也是利用用离子交换色谱法设计成的。有机酸及酚性物质的提取分离164离子交换树脂应用注意事项:

1)贮存运输

①应贮存在密封容器内，避免受冷或爆晒。

②贮存温度：4℃-40℃之间。

③树脂贮存期为2年，超过2年复检合格方可使用。若发现树脂失水，不能直接向树脂中加水，应先加入适量浓食盐水，使树脂恢复湿润。离子交换树脂应用注意事项:

1)贮存运输

①应贮存1652)预处理

①阳树脂的预处理

首先使用饱和食盐水，其量约等于树脂体积的两倍，将树脂浸泡18-20小时，然后用清水漂洗净，使排出水不带黄色；再用2%-4%NaOH溶液，其量与上相同，浸泡2-4小时，放尽碱液后，冲洗树脂直至排出水接近中性为止；最后，用5%HCl溶液，其量亦与上述相同，浸泡4-8小时，放尽酸液，用清水漂流至中性待用。2)预处理

①阳树脂的预处理

首先使用饱和食盐166②阴树脂的预处理

其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方法中的第一步相同；而后用5%HCl浸泡4-8小时，然后放尽酸液，用水清洗至中性；而后用2%-4%NaOH溶液浸泡4-8小时后，放尽碱液，用清水洗至中性待用。②阴树脂的预处理

其预处理方法中的第一步与阳树脂预处理方167第三节反应薄层12341234234234第三节反应薄层12341234234234168Miller和kirchner首先在1953年开创并发展了直接在薄层板上实现有机反应的想法。方法是将样品滴加在薄板上然后复加上试剂进行反应，再用适当的溶剂展开反应产物。这种方法既不同于将样品放进小试管加入试剂，也不同于在毛细管中进行的一般化学反应。根据原来化合物Rf值再联系反应产物的色谱行为常常足以能够鉴别一个化合物或者可能提供鉴定一个化合物的极有价值的线索。Miller和kirchner首先在1953年开创169反应薄层既可以用于中草药中