天然药物学总论绪论提取分离

天然药物学总论绪论提取分离第1页/共34页天然药物化学

第2页/共34页2023/3/93第一章总论31323绪论提取分离的方法结构研究方法第3页/共34页2023/3/94第三章提取分离方法一、概述(一)中草药化学成分的构成特点(二)提取分离前的文献调研二、中草药有效成分的提取

(一)常用提取方法(二)溶剂提取法三、中草药有效成分的分离与精制(一)根据物质溶解度差别进行分离(二)根据物质分配系数差异进行分离(三)根据物质吸附能力差异进行分离(四)根据物质分子大小差异进行分离(五)根据物质解离程度差异进行分离四、提取与分离中草药有效成分的注意点(一)光照的影响(二)酸碱的影响(三)温度的影响

(四)溶剂的影响(五)层析的影响第4页/共34页2023/3/95一、概述(一)中草药化学成分的构成特点1.同种植物含有多种结构类型的化学成分苦参2.总成分含量少而种类多长春花黄酮类生物碱贝母生物碱萜类甾醇类3.有效成分含量低总生物碱含量1/千分离生物碱单体68种长春碱

3/万长春新碱

3/百万美登碱

2/千万人参三萜苷黄酮类多糖类第5页/共34页2023/3/96

相关概念（1）一次代谢产物：也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。（2）二次代谢产物：也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的物质，次生成分是植物来源中药的主要有效成分。（3）单体：

即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。（4）有效成分:具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分。

（5）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。

第6页/共34页2023/3/97（6）有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。

（7）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。

第7页/共34页2023/3/98一、概述(二)提取分离前的文献调研1.立题着眼点1)为什么要立题2)怎样做2.了解前人的研究工作1)做过研究没有?2)研究的深度和广度3.原植物的鉴定1)原植物的拉丁学名2)采集地点和时间3)药及部位4)民间药用情况第8页/共34页2023/3/99二、中草药有效成分的提取(一)常用提取方法

溶剂法、蒸馏法、升华法、压榨法压榨法溶剂法蒸馏法原理：与水蒸气产生共沸点范围：挥发油升华法原理：相似者相溶范围：所有化学成分原理：遇热挥发，遇冷凝固范围：游离蒽醌原理：机械挤压范围：新鲜药材、种籽植物油第9页/共34页2023/3/910溶剂提取法溶剂溶点介电常数(20oC)溶解度溶剂/水%水/溶剂%石油醚环己烷30-12080.71.892.02苯乙醚氯仿醋酸乙酯正丁醇803561771182.294.344.816.0217.80.1756.040.8156.077.450.0631.4650.0722.9820.5丙酮乙醇甲醇水56786510020.724.332.680.4任意混合石油醚>环己烷>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水1.常用溶剂的性质第10页/共34页2023/3/911提取溶剂性能特点适宜提取成分提取方法强极性溶剂溶解范围广生物碱盐穿透能力强苷类水易得、安全糅质煎煮法糖类渗漉法有些脂溶性成分溶解不完全氨基酸有些苷类成分的酶解蛋白质水提液易发霉、变质水溶性杂质多，过滤困难沸点高，浓缩困难1.常用溶剂的性质第11页/共34页2023/3/912亲水性有机溶剂（和水可任意混溶）除去多糖、溶解范围广（不同浓度乙醇）蛋白质外渗滤法（稀醇）水溶性杂质溶出少的大多数浸渍法乙醇可抑制酶的活性化学成分回流法提取液不易发霉、变质均可连续回流法大部分可回收利用但有挥发性、易燃烧甲醇溶解特点与乙醇相似，但有毒丙酮溶解性能同乙醇，但沸点低、易挥发，作为提取溶剂不常用；但对色素溶解性能好，在分离、精制时常用。第12页/共34页2023/3/913亲脂性有机溶剂对化合物溶解选择性较强，水溶性杂质少、易纯化，游离生物碱回流法挥发性大、易燃烧、有毒，苷元连续回流法价格昂贵，对提取设备要求高，某些苷类穿透力较弱，提取时间长，作为提取溶剂不常用。乙醚bp.35℃，极易燃氯仿bp.61℃、d1.480，不易燃，毒性大对生物碱溶解性好苯bp.80.1℃，毒性大石油醚沸程30~60℃、60~90℃、90~120℃脱脂、脱色常用于甲醇、乙醇不能任意混溶第13页/共34页2023/3/914植物成分极性强弱植物成分结构类型适于提取溶剂亲脂性强叶绿素、脂肪油、挥发油石油醚亲脂性较强游离生物碱、苷元、甾类、萜类、某些有机酸乙醚、氯仿中等极性中偏小某些苷类(如强心苷等)氯仿-乙醚(2:1)中等某些苷类(如黄酮苷类)乙酸乙酯中偏大某些苷类(如蒽醌苷、皂苷等)正丁醇亲水性较强极性大的苷、糖类、氨基酸等丙酮、乙醇、甲醇亲水性强蛋白质、粘液汁、糖类、氨基酸、无机盐、苷类水溶剂提取法2.天然药物各类成分的极性与提取溶剂的关系第14页/共34页2023/3/9153.选择溶剂注意点1)对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小2)不与化学成分起化学变化3)经济、易得、使用安全4.常见溶剂提取工艺

1)浸渍法

2)渗滤法

3)煎煮法

4)热回流提取法影响提取效率的因素

1)原料粉碎度

2)提取时间

3)提取温度

4)设备条件溶剂提取法第15页/共34页2023/3/916(一)根据物质溶解度差别进行分离

1.原理:相似者相溶2.方法:1)重结晶法利用温度差异对样品溶解度的不同达到分离2)混合溶剂法H2O-EtOH、EtOH–H2O、EtOH-Et2O粗组份

少量易溶样品溶剂样品溶液

滴加难溶样品溶剂放置结晶3)pH调整法4)沉淀法样品

酸水液无机酸盐H2OH2S有机酸盐重金属硫化物有机酸有机溶剂萃取有机溶剂萃取生物碱三、中草药有效成分的分离与精制第16页/共34页2023/3/917(二)根据物质分配系数的不同进行分离

1.原理:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不同达到分离

2)分离因子（b值）与分离难易的关系K=CU/CLb=KA/KBK值与萃取次数成反比，即K值越大，萃取次数越少，反之越多b值越大，越易分离；b1时，无法分离1)分配系数（K值）与萃取次数的关系两相溶剂萃取法第17页/共34页2023/3/918B.Ka与pKa

表示酸碱性化合物酸碱性强弱,而pH值变化则可改变化合的存在状态。3)酸碱度（pH值）对分配比的影响A.游离型与解离型

1.原理:物质因素KapKapH<3pH>12亲脂溶剂亲水溶剂酸性物质越大越小游离型解离型游离型化合物分配比大解离型化合物分配比大碱性物质越小越大解离型游离型(二)根据物质分配系数的不同进行分离液-液萃取法操作注意事项第18页/共34页2023/3/919分配色谱法液-液萃取与纸色谱以滤纸作为支持体，依靠样品在两相间的分配系数不同而达到分离目的。液-液分配柱色谱类型固定相流动相应用正相色谱水>BAW系统极性、中极性物质分离（以PPC为例）反相色谱ODS<甲醇-水、乙腈-水最广泛，非极性、中极性各类物质的分离第19页/共34页2023/3/920(三)根据物质吸附能力差异进行分离1.吸附层析的种类

2.物理吸附

1）基本规律：“相似者易于吸附”

2）基本特点：无选择性、可逆吸附、快速

3）基本原理：吸附与解吸附的往复循环

4）

三要素—吸附剂、溶质(被分离物)、溶剂物理吸附半化学吸附化学吸附固—液吸附吸附再吸附解吸再解吸直至分离吸附剂溶质溶剂强弱强强中弱弱中中极性吸附剂吸附剂的吸附力一定时，溶质极性越强，洗脱剂的极性也应越强。非极性吸附剂吸附剂的吸附力一定时，溶质极性越强，洗脱剂的极性越弱。第20页/共34页2023/3/9212.物理吸附

5）极性强弱的判断(与功能基的种类、数目多少和排列方式有关)(1)亲水性基团与极性成正比，亲脂性基团与极性成反比；

(2)游离型化合物极性弱、具亲脂性，解离型化合物极性强、具亲水性；

6）溶剂的极性—依据介电常数来决定(三)根据物质吸附能力差异进行分离第21页/共34页2023/3/922①官能团的极性强弱第22页/共34页2023/3/923②化合物的极性化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。极性基团的数目愈多，化合物的极性越大，被吸附的性能就会更大些，在同系物中碳原子数目少些，被吸附也会强些。总之，只要两个成分在结构上存在差别，就有可能分离，关键在于条件的选择。

第23页/共34页2023/3/9243.半化学吸附

1）基本特点：介于物理吸附和化学吸附之间

2）基本原理：以氢键的形式产生吸附1）4.化学吸附基本特点：有选择性、不可逆吸附

2）基本原理：产生化学反应

(1)酸性物质与Al2O3发生化学反应

(2)碱性物质与硅胶发生化学反应

(3)Al2O3容易发生结构的异构化

3）应尽量避免第24页/共34页2023/3/925吸附色谱

吸附剂分离原理吸附规律应用硅胶吸附原理弱酸性、极性吸附剂广泛（酸、碱及化合物极性越大、中性成分均可）吸附能力强（难洗脱）溶剂极性越小，吸附力越强

氧化铝吸附原理碱性、极性吸附剂碱性、中性成分吸附规律同上（酸性成分与铝络合）活性炭吸附原理非极性吸附剂从稀水溶液中富集微量物质吸附规律与上相反脱色（脂溶性色素）第25页/共34页2023/3/926原理：氢键吸附及“双重色谱”

聚酰胺柱层析：吸附色谱聚酰胺吸附层析--洗脱剂的洗脱力由小到大为:水<甲醇<丙酮<NaOH液<甲酰胺<尿素水液第26页/共34页2023/3/927(四)根据物质分子大小差异进行分离1.基本原理

利用分子筛的原理分离物质

2.应用

类型原理溶胀溶剂应用

葡聚糖凝胶分子筛（大→小）水多糖、多肽、

SephadexG）蛋白质分离羟丙基葡聚糖凝胶分子筛（糖苷）水、极性有机溶剂适于不同类型（SephadexLH-20）吸附原理（苷元）或二者的混合溶剂化合物分离凝胶色谱第27页/共34页2023/3/928(五)根据物质解离程度差异进行分离1.基本原理

利用酸、碱化合物在解离状态时与阴、阳离子树脂产生离子交换的原理达到分离的方法。2.应用

树脂类型原理应用阳离子交换树脂离子交换从酸水溶液中吸附碱性成分（生物碱）强酸性（R-SO3-H+）（阳离子）（除去酸性、中性成分）弱酸性（-COO-H+）阴离子交换树脂离子交换从碱水溶液中吸附酸性成分（有机酸）强碱性（RN+(CH3)3CI-）（阴离子）（除去碱性、中性成分）弱碱性(伯、仲、叔胺)离子交换吸附树脂第28页/共34页常用色谱法小结分配层析吸附层析排阻层析离子交换层析原理分配系数差异极性差异分子大小差异解离度差异要素溶质溶解度极性分子量酸碱性溶剂固定相/流动相(互不相溶的液体;恒定不变)依溶质和吸附剂极性而变;可变,由小到大恒定(洗脱剂)恒定(氨基酸pH可变)(流动/交换)载体√√吸附剂√(活性)*化学吸附固定相√(阴、阳树脂)相关因素K值、b因子pH值极性（活性）氢键（聚酰胺）交联度（分子大小）交联度（交换当量）应用CC、TLC、PC、HPLCCC、TLCHPLCC