药分之第一章-总论本科教学使用课件

天然药物化学ChemistryofNaturalProducts卫生部“十二五”规划教材廖梅嘉应医学院天然药化教研室华中科技大学同济药学院研究生院毕业电话：欢迎致电天然药物化学(第6版)人民卫生出版社吴立军主编第一章

总论GenerationChemistryofNaturalProducts4、分离天然化合物的主要依据有哪些？5、不同的色谱法分离天然化合物的要素是什么？吸附薄层层析最佳条件的选择与哪些因素有关？如何调整？何谓边缘效应？如何规避？6、天然化合物结构鉴定的一般程序如何？“四大”波谱分别提供化合物分子的何种结构信息？

本章内容第一节绪论第二节生物合成第三节提取分离方法第四节结构研究法一、天然药物化学的内涵（一）定义（二）主要内容（三）相关概念（四）相关的术语（五）相关课程（六）天然药物化学在药学专业中的作用与地位二、天然药化的研究对象及其任务（一）主要研究对象（二）主要研究任务三、天然药化发展简史（一）国际发展史（二）国内发展史四、天然药化研究发展趋势（一）化学结构研究的发展（二）研究领域的重大转变（三）组织培养（四）注重结构改造和仿生合成五、《天然药物化学》的学习方法第一节绪论人参银杏五味子山茱萸雄黄（AsS,As2S2,As4S4）雌黄（As2S3）

砒霜（As2O3）朱砂（HgS）海螵蛸（二）主要内容主要化学成分类型

主要研究二次代谢产物结构特征

理化性质

提取分离

结构测定

生物合成

1.中草药成分化学（ChemistryofConstituentsofChinese

TraditionalandHerbalDrugs）中草药中

药（三级标准收载）草

药（地方、民间习用）植物药动物药矿物药海洋生物微生物天然药物（三）相关概念小蘗碱（Berberine）(四)相关的术语1.有效成分（ActiveConstituents）单体化合物：1）能用分子式和结构式表示

2）具有一定的理化常数

3）具有生物活性盐酸吗啡

2.有效部位（ActiveExtracts）指具有生物活性的药用部位，如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等。（五）相关课程天然药物化学是药学专业必修的一门专业课，需要多学科的系统知识。它设置在有机化学、分析化学、光谱解析等课程之后。与下列课程有关：*据1981年统计，建国以来研制新药104种，其中来自植物、动物有效成分及改构共61种，占58.6%。

可卡因(Cocaine)普鲁卡因(Procaine)（六）天然药物化学在药学专业中的作用与地位1.寻找新药或活性先导化合物

3.植物化学分类学的研究

利用植物的亲缘相关性——

改变传统的形态分类方法4.发展和丰富天然有机化学理论

2.整理、发掘祖国医药学宝库生物活性成分或指标性成分——

防病治病原理的探索、新资源的开发和利用、合理采集、妥善贮藏、合理炮炙、剂型改进、真伪鉴别、质量控制3.海洋生物

海洋占整个地球的表面的71%，蕴藏着极其丰富的生物资源，是展现在人们面前的巨大天然库，现在已成为研究的热点。4.微生物（一）主要研究对象2.民族药

我国有56个兄弟民族，其中少数民族55个，民族药是中国传统医药学的重要组成部分。如：藏、蒙、维药…….等约有1500余种。曾毓麟主编：

《中国民族药志》1.创新药物的研究（包括先导化合物的改构与全合成）

抗肿瘤药物心脑血管药物糖尿病药物爱滋病药物抗病毒药物老年性疾病药物免疫调节药物计划生育药物急性热病类药物

2.功能性食品用及相关产品

功能食品天然色素香料美容化妆品（二）主要研究任务㈠

国际发展史1.天然药物化学的建立与形成1769酒石酸(酒石)1975苯甲酸(安息香)1778乳酸(酸乳)1785苹果酸(苹果)观点2:“植物中有机酸的研究促成有机化学及植物化学的形成”1773尿素(脲)席勒(K.W.Sheller)柏格曼(Bargmann)1822瑞香苷1830苦杏仁苷观点1:“植物中只有酸性物质”卢勒(Rouelle)1776尿酸(脲)㈠

国际发展史1.天然药物化学的建立与形成

观点3.“生物碱的研究是天然药物化学发展的开端。”

1803~1806吗啡(鸦片)德罗逊

(Derosen)

斯托勒

(Sertürner)

1818士的宁碱1820咖啡因1820喹宁1828尼古丁1831阿托品1833乌头碱morphine㈠

国际发展史

2.天然有机合成化学的建立与发展

1）“生命力”学说的提出

瑞典化学家贝泽留斯(Berzelius)认为：“有机化合物的变化只能受‘生命力’所支配”。

2）有机化合物的合成

1828年德国化学家弗列德里奇.奥勒(Friedrichwoler)在实验室用无机化合物合成了脲2KOCN+(NH4)2SO4

K2SO4+2NH4OCNNH4OCNH2N－CO－NH2氰酸钾硫酸铵氰酸铵德国化学家科尔贝(Kolbe)又合成了醋酸。

由此促进了有机合成化学的发展。㈠

国际发展史

3.天然药物化学的兴衰

1）合成药物的工业化生产制约了天然药物化学研究

二十世纪：三十年代

磺胺药

(1935)、维生素问世

四十年代

盘尼西林的使用

五十年代

形成了新药上市的黄金时代

2）药害震惊全球Thalidomide

西德1956年出售镇静药“反应停”－肽胺哌啶酮

到1962年就引起数千例畸胎。美登木碱(Maytansine)利血平(Reserpine)紫杉醇(Taxol)

长春碱(Vinblastine)长春新碱(Vincristine)3）大规模寻找天然活性物质（二）国内发展史

1.古代“本草化学”的实践经验和发现阶段

1）冶金的实践

古代的“冶金术”、“炼丹术”、“点金术”创造了许多实验方法，开拓了化学研究途径。上古时代就有金、银、铜、铁、锡、铅、汞、硫、碳等元素的记载，如：宋应星著：《天工开物》记载有锌的冶炼和氧化锌(亚铅华)的制备。

明崇祯十年(1637年)

我国明确记载锌的冶炼，其后经印度传至西欧。

黄降汞(HgO)、白降汞[HG(NH2)Cl]软膏、甘汞等一直作为世界药物用到现在。

朱砂(HgS)至今仍是中国药典药材。李时珍(1518-1592)

《本草纲目》6Hg+2KH(SO4)2+6NaCl+2O2

K2SO4+3Na2SO4+3Hg2Cl2记载：轻粉由汞

(Hg)、白砂[KH(SO4)2]、食盐

(NaCl)配伍，经升华而得。这是一个伟大的化学实践2）

炼丹与无机合成药物的实践

世界上最早的无机合成化学药物：

水银

(Hg)、升丹(HgO)、朱砂(HgS)、轻粉(Hg2Cl2)

3）

炼丹术与升华药物的实践发现

炼丹术发展了升华法，如樟脑的精制：李时珍(1518-1592)

《本草纲目》洪遵

(1176年)

《经验方》才提出樟脑纯品。

详细记载樟脑有关提炼和升华精制的操作。“樟脑”始见于《经验方》，由马可波罗带到西方。明弘治

(1505年)

《本草品汇精要》有樟脑记载。欧洲18世纪

下半叶

4）汞齐法技术的实践

汞齐法曾用为冶金术。

“银”在《名医别录》中被列为中品，用作镇惊剂。

“银膏”是“用白锡和银铂及水合成之，凝硬如“银”，用于

“补牙齿缺落”。至今仍沿用于补牙。

记载着《唐本草》的制银屑法：

“银铂以水银消之为泥，合硝石及盐为粉，烧出水银，淘去盐石，为粉及细”。李时珍(1518-1592)

《本草纲目》硝石列为上品，硫磺列为中品药。《神农本草经》《本草纲目》

当时加火炼制而发现“烟火”和“炸药”，从而成为世界上制造弹药、爆破剂、火箭的先导。

其产生爆炸的原因是：

5）黑火药的配伍实践

黑火药能治“疮癣杀虫、辟淫气湿变”。“黑火药”配方

主要组成为硝石(KNO3)、硫磺(S)、木炭(C)三者的粉末混合物。2KNO3

＋3C＋SN2

+3CO2

+K2S＋1694卡

商周(前256~前1766)酿酒业十分成盛行6）酶解、酸解、碱解及氧化制品的实践《诗经》(前476～776年)记载有纤维(纸原料)、油脂、饴糖的文字记载有从马蓝、蓼蓝、菘蓝、木蓝植物，经酶、酸、碱水解下制备青黛的制备方法。《齐民要术》(五世纪)《圣惠方》(932~992年)用“百药煎”制革，它是由五倍子等粗末经曲发酵制得的没食子酸。记载：“看药上长起长霜，药则已成矣”。长霜即没食子酸结晶，此是世界上最早制得的有机酸结晶，较之瑞典化学家席勒的工作要早二百多年。发酵法制备没食子酸。近代可用各种没食子酸鞣质资源生产没食子酸。

《本草纲目》(1518-1592)

《改正日本药局方注释》(第六版)(1953年)

在“射网”的制备下记载：取新鲜草乌汁，经沉淀，过滤，清液置碗中日晒蒸发，至瓶口现“黑砂点子”；再放炉内低温蒸发，直到下层为稠膏，上层现白如砂糖状的结晶。此种“砂糖样”物质，上箭最快，到身数步即死”。

这种极毒的砂糖样结晶即乌头碱，在欧洲1833年提出，1860年才制得结晶。⒎

提取分离纯化方法制取纯成分的实践

除上述樟脑的提取和升华精制外，有关烧酒、葡萄酒的蒸馏、药酒的浸提，丹参用羊脂浸提。

关于“秋石”的制备中有煎熬、溶解、过滤、浓缩、结晶等操作。《本草纲目拾遗》(1765年)《本草纲目》(1518-1592)（二）国内发展史

2.近代天然药物化学的引进和创建阶段

1)二十年代

主要成就是麻黄碱的研究

同时还对闹羊花、莽草、延胡索等开展了一些研究工作。

2)三十年代

进行了中药延胡索、防己、贝母、陈皮、细辛、钩吻、洋金花、

除虫菊、雷公藤、三七、广地龙、柴胡中成分的分离工作。

赵承嘏、黄呜龙等：延胡索—延胡索乙素(dl-Tetrahydropalmatine)庄长恭等：粉防己—防己诺林碱(Fangchinoline)；粉防己碱(Tetrandrine)延胡索乙素粉防己碱

R=CH3防己诺林碱

R=OH（二）国内发展史2.近代天然药物化学的引进和创建阶段

3)四十年代主要研究了常山的抗疟有效成分，定出了常山生物碱的分子式、母核，并和国外学者共同研究取得一定成绩。另对羊角拗。远志、前胡、丹参。射干、使君子等也做了许多工作。这三、四十年中，我国科学家虽然在有效成分及药理方面做了一些艰苦的工作，但在化学成分结构的研究上却较少突破，新成分的发现也较少。（二）国内发展史

3.现代天然药物化学的建立和发展阶段

五十年代以后

1）利用丰富药源生产药物麻黄素、芦丁、洋地黄毒苷、咖啡因、黄连素、粉防己碱、加兰他敏、山道年等。

2）减少进口、自给自足药物地高辛、西地兰、麦角新碱、秋水仙碱、阿托品、东茛菪碱、长春碱、长春新碱、薯蓣皂苷元等。

3）民间草药发掘药物

颅痛定、岩白菜素、天花粉素、川楝素、黄藤素、鹤草酚、焊菜素、亮菌甲素、棉酚、羟基喜树碱等。（二）国内发展史

3.现代天然药物化学的建立和发展阶段

4）特色天然化学药物

如青蒿素、三尖杉酯碱、山茛菪碱、天麻素、靛玉红、齐墩果酸、丁公藤碱II、高乌头碱、石杉碱甲、川芎嗪等。

5）改构药物

如抗痫灵、常咯啉、联苯双酯等。

6）合成药物

如黄连素、延胡索乙素、山茛菪碱、天麻素、咖啡因、靛玉红、川芎嗪、大蒜新素、罂粟碱等。四、天然药化研究发展趋势(一)化学结构研究

1.快速morphine发

现确

定

结

构人工合成证实Reserpine提取分离:1803-1806提出结构:1925合成证实:19521952-19562.微量生物碱

(Alkaloids)

1803-1952950950

1952-196211072057

1962-197234435500

1972-1987450010000莲心碱

(Liensinine)(一)化学结构研究3.准确经典化学方法现代波谱方法50年代

IR60年代

1H-NMR70年代

13C-NMR80年代

2D-NMRMSX-ray四、天然药化研究发展趋势(二)研究的重大转变病理模型动物模型离休气管分子水平酶水平血清药理1.活性成分研究转向微量、水溶性、大分子成分2.由单纯化学转向生物活性成分研究3.由单味中药转向复方中药4.生物活性检测转向分子水平粗总皂苷:天

然

4.1%

组织培养

21%薯蓣皂苷元:天

然

1.5%

组织培养

2.5%(四)注重结构改造和仿生合成1)解决植物活性成分含量偏少2)合理保护药用资源(三)组织培养五、学习《天然药物化学》方法（一）基本骨架类型及其结构特征

1.基本骨架

2.主要活性化合物（二）各类成分的理化性质

1.共性

1)鉴别反应(1)沉淀反应

(2)显色反应

2)溶解性

3)酸碱性

2.特性（三）各类成分的提取分离方法1.利用不同溶解度2.利用不同酸碱性3.利用层析分离法

（四）各类成分的结构测定方法1.各类成分的主要化学反应2.主要成分的波谱特征

理论和实践并重特别注意第二节生物合成Biosynthesis生物合成假说

植物代谢及其代谢产物

“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”

生物合成途径

了解生物合成的意义一、生物合成假说生物合成假说的提出

1.植物化学家的强烈的科学愿望

2.由各同类化合物的积累而产生联想

3.某些成分已能初步解释一、生物合成假说二、植物代谢及其代谢产物(一)一次代谢及其代谢产物

1.一次代谢

维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。

2.一次代谢产物

(primarymetabolites)

糖类蛋白质脂质核酸

3.一次代谢产物的作用

1）植物的营养物质

2）人类赖以生存的物质基础植物一次代谢与生物合成过程三羧酸循环（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸CO2H2Ohυ

/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类δ-氨基乙酰丙酸二、植物代谢及其代谢产物(一)二次代谢及其代谢产物

1.二次代谢

以一次代谢产生的代谢产物为原料（或前体），经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。

2.二次代谢产物

(secondarymetabolites)

产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化学物质。

3.二次代谢产物的作用

1）维持植物的特性与特征

2）重要的药物资源植物二次代谢与生物合成过程三羧酸循环（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸鞣酸类CO2H2Ohυ

/叶绿素

磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类萜类甾醇胡萝卜素类生物碱类肽类含氮化合物香豆素、木脂（质）素黄酮类δ-氨基乙酰丙酸核苷核苷酸类醌类胆碱卟啉类前列腺素类脂肪族及芳香族聚酮类二次代谢产物归类二次代谢产物苷类非苷类（苷元）

+糖挥发油*脂肪族萜类芳香酚类酸性物质

碱性物质

中性物质脂肪族

芳香族香豆素类木脂素类木质素类苯丙素类黄酮类醌类鞣质植物甾醇强心苷皂苷单萜倍半萜二萜二倍半萜三萜多萜甾体萜类生物碱N族油脂三、“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”

1.“植物亲缘相关性学说”

“植物在漫长的演化过程中，形成了或远或近的亲缘关系。亲缘相近的种不但外形相似，生理生化特性也相似，因而所含的化学成分往往也比较相似。”肖培根教授和他的博士生同科同属植物往往含有骨架相同或结构类似的化学成分。C-non-D-homo-steroid湖北贝母梭砂贝母

Hupehenine百合科

贝母属

2.植物化学分类学

按照化学成分的类别(骨架类别)进行分类。是原来按照形态特征分类的另一种分类方法。1.醋酸—丙二酸途径(acetate-malonatepathway)合成成分类别：脂肪酸类、酚类、蒽酮、蒽醌类化合物。以C2单元为主。（二）主要的生物合成途径（二）主要合成途径2.甲戊二羟酸途径(mevalonicacidpathway)

合成成分类别：萜类、甾体类化合物3.桂皮酸—莽草酸途径

(cinnamicacid–shikimicacidpathway）

合成成分类别：香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类4.氨基酸途径

(aminoacidpathway）合成成分类别：生物碱类。五、了解生物合成的意义(一)利用植物亲缘相关性

1.推测天然化合物的结构

2.定向寻找天然活性成分

3.植物化学分类(二)组织培养

1.工业生产有效成分

2.生物调控，提高活性成分含量第三节提取分离方法一、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(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)药用部位

4)民间药用情况概念基本知识

提取——指将中药材中的有效成分提出的过程。分离——指将提取物中相近或不同的成分分开的过程。精制——是指将有效成分与无效成分或杂质分开并将其除去的过程二、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、种籽植物油最常用溶剂提取法是在渗透、扩散作用下，溶剂渗入药材组织细胞内部，溶解可溶性物质，造成细胞内外溶质的浓度差，从而带动溶质作不断往返的运动，直至细胞内外溶液中被溶解的化学成分的浓度达到平衡，提出所需化学成分。

（一）溶剂提取法基本知识

基本原理溶剂提取法原理示意图基本原则：相似相溶原则

非常重要

（二）溶剂的选择极性物质易溶于极性溶剂中非极性物质易溶于非极性溶剂中溶剂沸点介电常数(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

803561771182.294.344.816.0217.8

0.1756.040.8156.077.45

0.0631.4650.0722.9820.5丙酮乙醇甲醇水

567865100

20.724.332.680.4任意混合（三）常用溶剂的性质补亲脂性强弱：石油醚>环己烷>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>正丁醇>丙酮>乙醇>甲醇>水补溶剂的种类按极性大小顺序，可将溶剂分为极性溶剂、半极性溶剂、非极性溶剂三类。基本知识

极性溶剂的代表——水特点：极性大，穿透力强，安全、经济、易得溶解范围：糖、蛋白质、氨基酸、鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等代表：甲醇、乙醇、丙酮特点：溶解性能好，提取范围广溶解范围：黄酮苷、蒽醌、香豆素，生物碱等大多数有机化合物。半极性溶剂代表：石油醚、苯、乙醚、氯仿、醋酸乙酯特点：极性小，穿透力弱溶解范围：挥发油、油脂、叶绿素、苷元非极性溶剂（三）天然药物各类成分的极性与

提取溶剂的关系

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、苷类水补（四）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、使用安全提取技术浸渍法渗漉法煎煮法回流提取法连续回流提取法水蒸气蒸馏法升华法超声波提取法超临界流体萃取技术提取技术一、浸渍法是将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的一种方法。此法适用于有效成分遇热易破坏及含淀粉、果胶、粘液质、树胶等多糖物质较多的药材。

此法适用于有效成分遇热易破坏及含淀粉、果胶、粘液质、树胶等多糖物质较多的药材。提取技术二、渗漉法是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。工业渗漉装置实验室渗漉装置本法在常温下进行。溶剂多为水，酸水，碱水及不同浓度的乙醇等。适用于提取遇热易破坏的成分。因能保持良好的浓度差，故提取效率高于浸渍法。提取技术三、煎煮法是将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液的一种传统提取方法。工业煎煮适用于有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的天然药物的提取。提取技术四、回流提取法使用低沸点有机溶剂如乙醇、氯仿等加热提取天然药物中有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保持溶剂与药材持久的接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热提取方法。

回流提取装置

适用于脂溶性较强的天然化学成分的提取工业密闭回流旋转蒸发仪减压回收装置提取技术五、连续回流提取法是在回流提取法的基础上改进的，能用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全的方法。提取技术五、连续回流提取法蒸气虹吸管连续回流提取装置

烧瓶萃取溶剂（盛放固体）提取技术浸渍法不加热而浸出效率高渗漉法以水为溶剂加热提取煎煮法有机溶剂用量少而提出效率高回流提取法提取受热易破坏的成分最简便的方法连续回流提取法用有机溶剂自天然药物中提取脂溶性成分水蒸气蒸馏法提取有升华性的成分升华法提取能随水蒸气蒸馏且不溶于水的成分

【课堂活动】用连线将各种提取方法与其特点和应用连接起来当选择溶剂为不同浓度的乙醇时，可选择哪些提取方法？课堂互动提取技术小檗碱微溶于水，能溶于热水及乙醇。其盐酸盐难溶于水，易溶于热水；而硫酸盐易溶于水。利用此性质，可选择水温浸或渗漉法提取。渗漉法操作如下：取三棵针的根粉碎后用1%硫酸浸泡渗漉，渗漉液用盐酸酸化至pH3，加食盐饱和后，小檗碱盐酸盐结晶即析出。

【实例分析】1．三棵针中的小檗碱可用什么方法提取？

为物理过程，无化学反应，生物活性不减。大能量的超声波产生的极大压力造成植物物细胞壁及整个生物体破裂，胞内物质的释放、扩散及溶解。实验室用小型超声仪五、超声提取法提取技术超声波以其提取温度低、提取率高、提取时间短的独特优势应用于中药材和各种动、植物有效成分的提取，是替代传统剪切工艺方法实现高效、节能、环保式提取的现代高新技术手段。工业生产用大型超声仪工业生产用超声仪既适用于遇热不稳定成分的提取，也适用于各种溶剂的提取。提取技术六、超临界流体萃取技术超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction，SFE）超临界流体萃取技术是七十年代末才兴起的一种新型生物分离精制技术.近年来发展迅速，被广泛应用于化学、石油、食品、医药、保健品等领域。利用某物质在超临界区域所形成的流体，对天然药物中有效成分进行萃取分离，集提取和分离于一体的新型技术。

超临界流体是指当某物质处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上时，形成一种既非液体又非气体的特殊相态。

具有与气体的粘度，又具有液体近的密度，扩散力和渗透能均大大强于液体。对许多物质有很强的溶解能力。常用的有二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯和甲苯，其中多选用CO2（临界温度接近室温，且无色、无毒、无味、不易然、化学惰性、价廉、易制成高纯度气体）。控温面板高压泵超临界CO2萃取实验装置示意图原料萃取柱玻璃珠脱脂棉超临界萃取实验装置与实验方法CO2钢瓶PCO2冷温槽恒温箱流量计接收瓶小试实验装置图实验装置－小试实验装置上世纪50年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青70、80年代，SFE越来越多的用于食品、香料的提取90年代，开始从植物药中提取成分，如蛇床子、茵陈蒿、桑白皮中提取成分。中小型SFE装置图七.微波提取法（microwaveextraction）具有穿透力强、选择性高、加热效率高等显著特点，而且其操作简便、快速、节能、高效。缺点：工业化设备少、成分变化、生物活性变化。工业生产用微波提取罐二、天然药物化学成分的分离分离技术两相溶剂萃取法

沉淀法结晶与重结晶法透析法分馏法第四节提取分离方法二、分离方法1.根据溶解度差别进行分离

1.1结晶法（纯化时常用）条件：浓度；合适的溶剂；1.2沉淀法：a溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法b酸碱沉淀法：改变pH，处理酸、碱、两性成分；c沉淀试剂：如铅盐沉淀法，酸性、酚性成分加中性PbAc2，形成沉淀。分离技术难溶于水的游离生物碱遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又能重新游离使水溶性降低而形成沉淀析出；酸容碱沉法一些具有酚羟基而又难溶于水的黄酮类化合物，加碱水液可成盐溶解，经酸化后又可游离析出沉淀，借以提纯，去除杂质。碱容酸沉法【相关链接】1．酸碱沉淀法在天然药物化学成分分离中的应用。分离技术如果在含糖或蛋白质的水提液中分次加入乙醇，使含醇量逐步达到80％以上，则难溶于乙醇的成分如蛋白质、淀粉、树胶、粘液质等被逐级沉淀析出【相关链接】2．溶剂沉淀法在天然药物化学成分分离中的应用。水提醇沉法分离技术操作步骤

中性醋酸铅能与具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚性物质生成不溶性铅盐，常用于沉淀天然药物成分中的有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷和某些色素等等。3．铅盐沉淀法分离技术是往提取液中加入一种与其互不相溶的溶剂配成两相溶剂系统，利用混合物中各种成分分配系数的差异而将所需成分萃取出来的分离方法。2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离2.1影响分离的因素①分离因子β，分配系数Kβ=KA/KBKA>KB,K=CU/CL

（CU,CL被分离物质在上相和下相中浓度）根据β值的大小可决定分离采用的方法:β≥100，简单的一次萃取，可基本分离.100>β≥10，10-12次萃取，CCD法。β≤2，100次以上萃取，DCCC法。第四节提取分离方法2.

根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离重点2.1影响分离的因素②pH值对于酸性、碱性、两性化合物，pH值可改变它们的存在状态（游离型和解离型），分配比受pH值的影响，因为HA达到99%解离时，pH=pKa+2HA达到99%游离时，pH=pKa-2第四节提取分离方法第四节提取分离方法（MethodsofExtractionandIsolation）2.2酸碱性成分的分离—pH-梯度萃取法

按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质，改变pH值使酸碱成分呈不同状态。

2.3逆流分溶法、液滴逆流色谱、高速逆流色谱

2.4液-液分配柱色谱①正相色谱：固定相极性大，如水、缓冲液等；流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等。载体：硅胶（含水可达17%），硅藻土，纤维素等。分离极性大或水溶性成分，如苷类、糖、生物碱等。洗脱顺序：极性小的物质先被洗脱出来。第四节提取分离方法（MethodsofExtractionandIsolation）2.4液-液分配柱色谱②反相色谱：固定相极性小于流动相。如HPLC反相柱，反相板。固定相：硅胶硅醇基结合烷基，如RP-2，RP-8，RP-18。亲脂性：RP-18>RP-8>RP-2。流动相(洗脱剂)：MeOH-H2O，CH3CN-H2O洗脱顺序：分离脂溶性的成分，极性大者先洗脱下来。

第四节提取分离方法（MethodsofExtractionandIsolation）3.1吸附分类：物理吸附：无选择性的吸附，吸附－解析发生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。第四节提取分离方法3.

根据物质的吸附性差别进行分离——吸附色谱法重点吸附原理：相似相吸影响吸附过程的三要素：吸附剂（固定相），溶质（被分离物质），溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）第四节提取分离方法3.2硅胶、氧化铝：

极性吸附剂：载样量大，吸附力强

硅胶：应用最广，适用于各类成分分离

氧化铝：有中性、酸性、碱性氧化铝。碱性氧化铝不适合于分离酸性成分，多用于分离生物碱。第四节提取分离方法3.2硅胶、氧化铝：

①被分离物质吸附力与结构的关系被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难，后被洗脱下来。官能团极性大小排列顺序：-COOH>Ar-OH>R-OH>R-NH2,RNHR',RNR'R">R-CO-NR'R">RCHO>RCOR'>RCOOR'>ROR'>RH第四节提取分离方法3.2硅胶、氧化铝：②溶剂(洗脱剂)的极性与洗脱力的关系洗脱剂极性越大,洗脱力越强.

第四节提取分离方法

练习:从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分,比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序.名称RR’黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷ACHOH黄夹次苷BCH3H黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷BR”=COCH3,其它R”=H第四节提取分离方法第四节提取分离方法答案：1.极性大小：黄夹苷A＞黄夹苷B＞次苷D＞次苷C＞次苷A＞次苷B＞单乙酰B2.硅胶柱上的出柱顺序：后先练习:某植物中分得3个黄酮化合物，结构如下,比较它们的极性大小及在硅胶TLC上的Rf值大小顺序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham极性大小:SiO2-TLCRf:第四节提取分离方法极性大小:C>B>ASiO2-TLCRf:A>B>CPolyamideTLC,Rf:C>B>A第四节提取分离方法答案：3.4聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。第四节提取分离方法分离原理：主要通过酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键，产生吸附作用。吸附力取决于形成氢键缔合的能力。第四节提取分离方法②溶剂的洗脱能力

水<含水醇<醇<丙酮<NaOH/H2O<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素/H2O

3.5大孔吸附树脂(macro-reticularresin)①组成:苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂②分离原理:吸附(范德华力和氢键)和分子筛作用(多孔性结构)

第四节提取分离方法3.5大孔吸附树脂

④洗脱剂:H2O及不同比例的含水醇。洗脱分离:H2O洗:糖,水溶性色素30%EtOH/H2O:极性大的成分50-75%EtOH:皂苷类95%EtOH:极性小成分⑤应用:除多糖,水溶性色素,富集苷类成分第四节提取分离方法4.根据物质离解程度不同进行分离—离子交换法固定相：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化合物，引入交换基团）分类：

阳离子交换树脂：强酸型RSO3-H+

弱酸型RCOO-H+阴离子交换树脂：强碱型RN+(CH3)3Cl-

弱碱型RNH2,RNHR’,RNR’R”

第四节提取分离方法4.1交换原理:阳离子交换树脂：阴离子交换树脂：4.2应用：主要用于生物碱和有机酸的分离。第四节提取分离方法4.根据物质离解程度不同进行分离—离子交换法离子交换软化水处理设备透析法:半透膜,分子筛滤过作用超滤法:分子大小不同,扩散速度不同超速离心法:溶质在超速离心作用下具有不同的沉降性或浮游性

凝胶滤过法:分子筛的作用(凝胶渗透色谱,分子筛滤过,排阻色谱),被分离物质按分子由大到小的顺序流出色谱柱.5.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法第四节提取分离方法5.1主要的几种方法凝胶色谱分离原理5.2凝胶种类:①葡聚糖凝胶(SephadexG):只适于在水中应用,分离多糖、蛋白质等.②羟丙基葡聚糖凝胶(SephadexLH-10)：适用于各类化合物的分离，除具有分子筛的特性外，还起到反相分配色谱的效果。常用溶剂有甲醇、氯仿-甲醇等。第四节提取分离方法5.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法凝胶