天然产物化学成分提取分离方法

关于天然产物化学成分提取分离方法第1页，课件共138页，创作于2023年2月

本章内容天然产物化学成分的提取天然产物化学成分的分离与纯化天然产物化学成分的结构定鉴与测定第2页，课件共138页，创作于2023年2月2-1

天然产物化学成分的提取1、天然产物化学成分的构成特点同种植物含有多种结构类型的化学成分总成分含量少、种类多有效成分含量低概述2、提取分离前的文献调研立题着眼点了解前人的研究工作原材料鉴定第3页，课件共138页，创作于2023年2月2.1天然产物化学成分的预试验与提取开发利用天然产物资源离不开对天然产物复杂化学成分的研究，提取分离是开展研究的初期。天然产物化学研究常从有效成分或生理活性成分的提取、分离工作开始。在进行提取之前，应了解所用材料的基源（如动、植物的学名）、产地、药用部位、采集时间等。第4页，课件共138页，创作于2023年2月一、天然产物化学成分的预试验与系统提取（一）天然产物化学成分的预试验

初步了解所含成分情况，然后再进行有计划、有针对性的提取分离。1.系统预试验——根据各成分极性的不同，选择不同极性的溶剂，将天然产物化学成分系统的分成几个不同的部分，然后再利用显色反应或沉淀反应或结合纸色谱、薄层色谱定性判断各部分中可能含有的化合物成分类型。

第5页，课件共138页，创作于2023年2月在实际工作中，根据水可提取极性成分、石油醚可提取非极性成分，醇能提取大部分成分的特点，采用石油醚、水、95%乙醇三段法进行粗分，以提高工作效率。对于水提液，可用离子交换树脂将其分为碱性、酸性和中性三部分。第6页，课件共138页，创作于2023年2月2.单项预试验——

生物碱：在酸性条件下与碘化铋钾显棕黄色或橘红色沉淀。

黄酮：黄酮类化合物的乙醇溶液中加入镁粉，滴入浓盐酸后振荡，泡沫显桃红色。

皂苷、强心苷、甾体：其乙酐溶液与浓硫酸反应后显示各种颜色皂苷；水溶液振荡时能产生大量泡沫。第7页，课件共138页，创作于2023年2月酚类：与三氯化铁反应显示各种颜色。糖苷类：与斐林试剂反应有砖红色沉淀生成。有机酸：与溴酚蓝反应显黄色。氨基酸、多肽：与茚三酮反应显蓝紫色。蛋白质：双缩脲反应显紫红色。第8页，课件共138页，创作于2023年2月（二）天然产物化学成分的系统提取分离1.系统溶剂提取——选择几种不同极性的溶剂，由低极性到高极性进行分步提取，使各成分依其在不同极性溶剂中的溶解度不同而得以分别提取出来。

常用的两种溶剂系统为：（1）己烷—乙醚—甲醇—水（2）己烷—二氯甲烷—甲醇—水第9页，课件共138页，创作于2023年2月2.单一溶剂提取——根据水可提取极性成分，石油醚可提取非极性成分，醇能提取大部分成分的特点，用一种溶剂将性质相近的组分集中在一起提取出来。3.混合溶剂提取——采用两种或两种以上混合溶剂进行提取，有时会提高提取效率。第10页，课件共138页，创作于2023年2月二、天然产物化学成分的传统提取方法

溶剂法水蒸气蒸馏法升华法压榨法第11页，课件共138页，创作于2023年2月二、天然产物化学成分的传统提取方法（一）溶剂提取法提取原理:根据天然产物化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从天然材料中溶解出来。提取依据：被提取化学成分的溶解性（极性）提取的关键：提取溶剂的选择第12页，课件共138页，创作于2023年2月溶剂的选择原则：①与所提成分不发生化学反应;②对所提成分溶解度大,对杂质溶解度小;③价廉、易得、无毒、安全、易于回收等。影响溶剂提取的因素：1.化学成分的极性:被提取成分的极性是选择溶剂的最重要依据第13页，课件共138页，创作于2023年2月(1)常见天然产物化学成分类型的极性：极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。(2)影响化合物极性的因素:①化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。②取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。

常见基团极性大小顺序如下：酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷。

第14页，课件共138页，创作于2023年2月（3）化合物极性的判断：

由分子中官能团的种类、数目、及排列方式等综合因素决定。

分子较小，极性基团多的物质:亲水性较强——易溶于亲水性溶剂

分子较大，极性基团少的物质：

亲脂性较强——易溶于亲脂性溶剂第15页，课件共138页，创作于2023年2月化学成分的极性：是选择提取溶剂最重要的依据。影响化合物极性的因素：

(1)化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。

(2)取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。常见基团极性；酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷举例：判断下列各组化合物极性大小。ABC被提取成分的极性第16页，课件共138页，创作于2023年2月2.提取溶剂的选择(1)溶剂的分类:

强极性溶剂——水、酸水、碱水

亲水性有机溶剂——甲醇、乙醇、丙酮(可与水任意混溶)

亲脂性有机溶剂——乙醚、氯仿、苯、石油醚等(不与水混溶)（2）常用溶剂极性大小：水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞正丁醇＞乙酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞苯＞四氯化碳＞正己烷≈石油醚。第17页，课件共138页，创作于2023年2月（3）溶解规律：①水可以溶解：氨基酸、糖类、无机盐等。②亲水性有机溶剂（与水任意比例混溶）:甲醇、乙醇、丙酮等。可溶解苷类、生物碱、鞣质等.溶解范围较广.

乙醇是提取天然产物化学成分最常用的溶剂。特点：

介电常数较大，水溶性较大对植物细胞穿透能力较强对许多成分的溶解性能好，提取完全毒性低，价格便宜，回收方便。第18页，课件共138页，创作于2023年2月

挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元。特点：沸点低，浓缩回收方便，但易燃、有毒、价贵、设备要求较高，穿透药材组织的能力较差，有局限性。③亲脂性有机溶剂（与水不能任意混溶）可溶解：第19页，课件共138页，创作于2023年2月3．溶剂提取顺序：极性递增的顺序

石油醚或汽油——油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类化合物

氯仿或乙酸乙酯——游离的生物碱、有机酸、黄酮、香豆素等苷元甲醇、乙醇、丙酮——苷类、生物碱、鞣质水——氨基酸、糖类、无机盐第20页，课件共138页，创作于2023年2月常用提取溶剂的性能特点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

水穿透能力强苷类浸渍法易得、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易酶解变质;蛋白质水提液易发霉、变质;

水溶性杂质多;

沸点高，浓缩困难第21页，课件共138页，创作于2023年2月亲水性有机溶剂（和水可任意混溶）性能特点溶解范围提取方法除多糖、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22页，课件共138页，创作于2023年2月

性能特点提取范围提取方法

对化合物溶解游离生物碱回流法亲脂性选择性较强,苷元连续回流法有机溶剂水溶性杂质少、某些苷类易纯化;

挥发性大、易燃烧、有毒，价格昂贵，对提取设备要求高，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、脱色常用与甲醇、乙醇不能任意混溶第23页，课件共138页，创作于2023年2月3.常用的溶剂提取方法（1）浸渍法：在常温或温热（60℃~80℃）条件下,将天然材料粗粉以适当的溶剂(水或稀醇)浸泡。适用于遇热易破坏及含大量淀粉、黏液质、树胶、果胶的天然材料的提取。

（2）渗漉法：在渗漉筒中，以稀乙醇或酸水为溶剂，不断向天然材料中添加新鲜溶剂，使其渗过原料。适用于遇热易破坏及含大量淀粉、黏液质、树胶、果胶的天然材料的提取。但费时、费溶剂。第24页，课件共138页，创作于2023年2月

（3）煎煮法：将天然材料粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，天然成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但对具有挥发性及遇热易破坏的成分、对含大量淀粉、黏液质成分的材料不宜使用。（4）回流提取法：以有机溶剂加热回流。适用于溶解度较小的化学成分的提取。对遇热易破坏的成分有影响，且溶剂消耗量大，需回流设备及几次回流提取方可提取完全、操作麻烦。第25页，课件共138页，创作于2023年2月（5）连续回流提取法：以索氏提取器（亦称脂肪抽出器）用有机溶剂回流提取。克服了回流法溶剂消耗量大、需几次回流提取的缺点，提取效率高，节省溶剂。缺点是提取时间较长，受热破坏成分不能用此法。第26页，课件共138页，创作于2023年2月常用溶剂提取方法

浸渍法渗漉法煎煮法回流提取法连续回流提取法（索氏提取法）——冷提法：——热提法：第27页，课件共138页，创作于2023年2月各类溶剂提取法的优缺点及应用范围提取方法优点缺点应用范围浸渍法:简单、安全提取液体积大、含大量多糖及遇热易发霉、杂质多易破坏的成分渗漉法:提取效率高费溶剂、费时间以水、醇为溶剂的成分的提取煎煮法:提取效率高热敏性成分及含以水为溶剂的成多糖的材料不适用分的提取回流法:提取效率高热敏性成分易破坏溶解度较小的成分溶剂消耗量大连续回流法:提取效率高热敏性成分易破坏溶解度极小的成分第28页，课件共138页，创作于2023年2月（二）水蒸气蒸馏法：适用于挥发性成分

（主要是挥发油）的提取

将原材料粗粉或碎片浸泡润湿后，通入水蒸气蒸馏（也可在多功能提取器中边煎煮边蒸馏），原材料中挥发性成分随水蒸气蒸馏带出，经冷凝后分层收集。

该法适用于具有一定挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的化学成分的提取分离，例如挥发油、某些小分子生物碱（如麻黄碱、烟碱、槟榔碱）、某些小分子的酚性物质如牡丹酚等酚类、少数挥发性蒽醌苷元、香豆素苷元等，可采用水蒸气蒸馏法提取。第29页，课件共138页，创作于2023年2月（三）升华法：适用于易升华天然化学成分的提取。

天然产物化学成分有少量具有升华性，如茶碱、咖啡因、游离羟基蒽醌类成分、一些小分子香豆素类成分等。这些固体成分在受热低于其熔点的温度下，不经液态而直接成为气态，经冷却后又成为固态，从而与天然材料组织分离。第30页，课件共138页，创作于2023年2月升华法提取咖啡因第31页，课件共138页，创作于2023年2月（四）压榨法：将新鲜原料直接压榨。适用于存在于植物的汁液中，含量较高的天然化学成分的提取。第32页，课件共138页，创作于2023年2月

天然产物多为细胞内物质，在提取时往往需要将植物细胞破碎，现有的机械破碎法难以将细胞有效破碎，化学破碎法又容易造成被提取物的结构、性质等发生变化而失去活性，因而难以取得理想的效果。为了提高天然产物的提取率，目前人们又提出了一些新的方法以强化溶剂提取。第33页，课件共138页，创作于2023年2月二、天然产物化学成分的现代提取方法

（强化溶剂提取法）（一）超临界流体萃取(supercriticalfluidertraction,SCFE或SFE)：以超临界流体作为提取溶剂的一种提取新技术。这种流体可以是单一的，也可以是复合的，添加适当的夹带剂（如甲醇、乙醇等）可以大大增加其溶解性和选择性。超临界流体(supercriticalfluid,SCF):处于临界温度(Tc)、临界压力（Pc）以上、介于气体与液体之间的流体。

第34页，课件共138页，创作于2023年2月SCF特点：具有液体和气体的双重特性，如密度与液体近似，对很多物质有很强的溶解能力；黏度与气体近似，扩散系数是液体的100倍（不及气体）。常用的SCF有：二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等。目前SCFE技术中使用最普遍的溶剂是CO2。第35页，课件共138页，创作于2023年2月CO2作为SFE提取技术的溶剂优点：

1.临界温度（Tc=31.4）接近室温,对热敏性成分稳定.2.临界压力（Pc=7.37MPa）不太高,容易操作.3.其密度对温度和压力变化十分敏感，且与溶解能力在一定范围内成比例，可通过控制温度和压力改变物质的溶解能力。

4.无毒、不易燃烧、化学惰性。

5.价格便宜，纯度高，容易获得，且对环境无污染第36页，课件共138页，创作于2023年2月SFE的基本原理：在超临界状态下将SCF与待分离物质接触，利用SCF的溶解性能与其密度的关系，以及压力和温度对SCF溶解能力的影响，用程序升压升温可使其有选择性的依次把极性大小、沸点高低、分子量大小不同的成分进行分步萃取，然后再借助程序减压、升温的方法使SCF变成普通气体，被萃取物则自动完全或基本析出，从而达到提取分离的目的.第37页，课件共138页，创作于2023年2月SFE技术的特点：优点：

1.萃取和分离合二为一，操作简单、方便。

2.萃取效率高，过程易于控制。

3.萃取过程几乎不用有机溶剂，萃取物中无溶剂残留，对环境无污染。

4.萃取流体可循环使用,节约能耗。

5.SCF的极性可以改变。一定温度下只要改变压力或加入适当的夹带剂即可提取不同极性的物质，大大拓宽了SFE技术的应用范围。缺点:处理样品量受限(<10g)；萃取极性物质需加入极性溶剂以及在高压下操作,设备投资较高.第38页，课件共138页，创作于2023年2月

与常规提取法相比，SFE提取法具有提取效率高，无溶剂残留，活性成分和热不稳定成分不易被分解破坏等优点，通过控制温度和压力以及调节改性剂的种类和用量，还可以实现选择性萃取和分离纯化。尽管超临界流体萃取技术是一种较新提取方法，但设备比较复杂，成本比较高，且难于萃取强极性和大分子质量物质，在我国的应用尚未普及。第39页，课件共138页，创作于2023年2月提取原理超声波提取就是利用其具有的机械效应、空化效应、热效应及次级效应，通过增大介质分子的运动速度、穿透力以提取天然产物化学成分的方法。(1)机械效应：超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传质，这就是超声波的机械效应。(2)空化效应：超声波可使介质内的微气泡产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而变大，形成共振腔，然后突然闭合。这就是超声波的空化效应。(3)热效应：超声波在介质的传播过程中，其声能不断的被介质质点吸收，介质将吸收的能量全部或部分转化为热能。(4)次级效应:扩散、乳化、击碎、化学效应等。（二）超声波强化辅助提取法第40页，课件共138页，创作于2023年2月提取特点（1）超声波提取是一物理过程，对天然产物的生物活性无破坏，适宜于热敏性成分的提取。（2）超声波提取过程不需加热，提取时间短，节省能源。（3）超声波提取过程溶剂耗量少，提取效率高。优点：缺点：提取工艺参数复杂。如超声波的频率、强度和时间；溶剂的选择、温度的选择等；提取瓶壁的厚薄、放置位置；被超声植物的颗粒大小等。第41页，课件共138页，创作于2023年2月（三）微波辅助提取（microwave-assistedextraction,MAE）法微波提取原理：微波辐射导致植物细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波能，产生大量的热量，使细胞内温度迅速上升，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的空洞；进一步加热，导致细胞内部和细胞壁水分减少，细胞收缩，表面出现裂纹。空洞和裂纹的存在使细胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出细胞内的物质。从而使得被萃取物

质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波

吸收能力相对较差的萃取剂中，达到提取的目的。第42页，课件共138页，创作于2023年2月微波提取法是利用微波能来破坏植物细胞的细胞壁和细胞膜，从而达到提取细胞内有效成分的目，在这一点上它与超声波所起的作用是一样的。同时，微波还能快速加热整个提取体系，使提取时间大大缩短。因此在天然产物的提取中，它比超声波更具有优势。但是，由于微波的能量很大，在破坏细胞壁的过程中，是否破坏其中的分子结构，还未得到证实。第43页，课件共138页，创作于2023年2月微波提取的特点(1)微波加热的热效率较高，升温快速而均匀，显著缩短了提取时间，提高了提取效率。(2)选择性高，溶剂耗量少，适宜于热敏性成分的提取。(3)重现性好，适用范围广。

(4)设备简单、投资少，操作简单、方便。优点：缺点：(1)被萃取的成分必须是微波自热物质，有一定的极性.(2)所选溶剂必须是对微波透明或半透明的，即溶剂的介电常数要小(8~28)第44页，课件共138页，创作于2023年2月1.酶法提取：原理：通过酶反应温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放提取。选用相应的酶可促进某些极性低的脂溶成分转化成糖苷类易溶于水的成分而有利于提取。也可将影响提取液体澄清度的杂质如淀粉、蛋白质、果胶等分解去除。酶法提取的影响因素

（1）材料预处理

为利于酶解，需对天然材料进行预处理。如用球磨机作预处理，粉碎颗粒越细，越易悬浮在酶解液中，增加有效面积而易被酶水解，加快水解速度。

（2）pH、温度及酶解作用时间

所使用的酶的种类不同，酶解时最适的pH及最适温度会有所不同，应根据实验来确定最佳值。

（四）酶法提取和仿生提取技术第45页，课件共138页，创作于2023年2月（五）植物细胞膜真空破碎法：用溶剂将原料浸泡膨胀后再减压，由于细胞膜内外的压力差使得细胞膜涨裂，细胞内的物质释放出来的过程。第46页，课件共138页，创作于2023年2月2—2天然产物化学成分的分离与纯化天然产物化学成分的初步分离（粗分离）天然产物化学成分的精制与纯化第47页，课件共138页，创作于2023年2月2.2.1天然产物化学成分的粗分离系统溶剂分离法两相溶剂萃取法沉淀法吸附法透析法(膜分离法)结晶法层析法(色谱法)第48页，课件共138页，创作于2023年2月

一、系统溶剂分离法

将提取得到的总提取物，用三、四种不同极性的溶剂，由极性低到极性高分步依次进行提取，使总提取物中的各种成分依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而分离，这样便将总提取物组分成若干个部分。

常用的溶剂系统如石油醚、乙醚、氯仿、醋酸乙酯、乙醇、水等。使用该法时，如有化学成分性质不稳定，则需尽量避免或减少如过高温度、受热时间长、强酸强碱等猛烈理化因素的影响，以防止有效成分的分解、异构化等变化。第49页，课件共138页，创作于2023年2月

二、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离——萃取法1.常见的萃取方法：简单萃取法

连续逆流萃取法：用于乳化严重的液-液萃取反流分容法：分离性质非常相似的组分

液滴逆流分布法高速逆流分布法

第50页，课件共138页，创作于2023年2月2.萃取原理：利用混合物中各组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离目的的方法。

分配系数K:K=CA/CA′CA——组分A在萃取剂中的浓度CA′——组分A在原样品溶液中的浓度

分配系数K也可近似的看作组分在萃取剂和原样品溶液中的溶解度之比分离因子(β)

:AB两溶质在同一溶剂系统中的分配系数之比。即β=KA/KB（KA＞

KB

）

β≥100:一次简单萃取即可实现基本分离

100＞β＞

50

）：2~3次简单萃取即可实现基本分离

β＜50多次简单萃取难以达到分离目的第51页，课件共138页，创作于2023年2月3.常用的萃取溶剂：石油醚、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、苯、乙醚及正丁醇。（1）萃取亲脂性物质时，多用亲脂性有机溶剂如：苯、乙醚等；（2）萃取水溶液中较易溶于水物质，多用氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等有机溶剂；（3）萃取偏于亲水性的物质，多用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、丁醇、水饱和的正丁醇等。常用的混合溶剂：乙醚-苯、氯仿-乙酸乙酯（或四氢呋喃）等。注：当从水相中萃取有机物时，向水溶液中加入无机盐能显著提高萃取效率。第52页，课件共138页，创作于2023年2月其它萃取方法（1）pH梯度萃取法：逐渐改变溶液的pH值以改变物质的存在状态而使各组分在有机溶剂中的分配比不同而得以分离的方法。（2）反应溶剂萃取法：加入化学试剂与某一组分发生化学反应从而改变其在溶剂中的分配比而得以分离的方法。（3）双水相萃取法：用于生物大分子如酶、核酸人体激素、β-干扰素的分离等

第53页，课件共138页，创作于2023年2月（三）沉淀法：根据各组分在溶剂中的溶解度差异进行分离的方法。1、溶剂沉淀法：利用溶液中加入另一种溶剂使极性改变，某些成分溶解度改变而析出沉淀。主要方法有：水提醇沉法（水/醇）、醇提水沉法（醇/水）醇提/醚（丙酮）沉法、酸提/碱沉法碱提/酸沉法

某些酸、碱或两性化合物可采用加入酸、碱调节溶液的pH值，分子的状态（游离型或解离型）变化，使其溶解度改变。第54页，课件共138页，创作于2023年2月

某些酸、碱性化合物还可以通过加入沉淀试剂生成水不溶性盐类沉淀析出。

2.专属沉淀试剂沉淀法：

钙、钡、铅盐沉淀法；生物碱试剂沉淀法；雷氏银盐、雷氏铵盐沉淀法①生物碱的酸性液

+加入生物碱沉淀试剂

生物碱难溶性复盐↓②鞣质

+明胶、蛋白质溶液

复合物↓

例如：第55页，课件共138页，创作于2023年2月3、反应溶剂沉淀法（均相溶剂沉淀法）：在提取液中加入某种化学试剂，通过化学反应均匀产生出沉淀剂使被提取物质沉淀析出的方法。例如利用某种试剂的水解使溶液pH值发生变化第56页，课件共138页，创作于2023年2月

水提液中，加入无机盐至饱和，有效成分沉淀析出，其它水溶性杂质溶于水留在母液中。

如：

三七的水提液中加硫酸镁→三七皂甙乙↓

三颗针中提取小檗碱→氯化钠或硫酸铵盐析。4.盐析法：常用的无机盐有：NaCl、NH4Cl、MgSO4

、

(NH4)2SO4等第57页，课件共138页，创作于2023年2月

(四)根据物质吸附性差异进行分离吸附的目的：一是吸附除去杂质（常指鞣质、色素等）；一是吸附所需物质，然后再用适当的方法进行解吸。第58页，课件共138页，创作于2023年2月

(四)根据物质吸附性差异进行分离吸附的类型：物理吸附（physicaladsorption）：也称表面吸附，常见如硅胶、氧化铝、活性炭吸附等。化学吸附（chemicaladsorption）：

如黄酮与酚酸与碱性氧化铝。半化学吸附（semi-chemical-adsorption）：

聚酰胺对黄酮、醌类的氢键吸附。第59页，课件共138页，创作于2023年2月物理吸附基本规律—相似者易于吸附吸附三要素：吸附剂、溶质、溶剂。吸附剂溶剂

溶质第60页，课件共138页，创作于2023年2月

吸附法分离的依据：

化合物极性差异大，吸附性差异大，分离效果愈好。常用的吸附剂有：活性炭、硅胶、氧化铝、聚酰胺、大孔吸附树脂等。

第61页，课件共138页，创作于2023年2月

1.活性炭：

是非极性吸附剂，对非极性物质具有较强的亲和力。

吸附规律：①芳香族化合物吸附力＞脂肪族化合物②分子量大的化合物吸附力＞分子量小③水中对溶质的吸附力＞有机溶剂中对溶质的吸附力第62页，课件共138页，创作于2023年2月

2.硅胶、氧化铝：为极性吸附剂。

吸附原理：

硅醇基与化合物形成氢键硅醇基与水形成氢键硅胶吸附的水分愈多，吸附其他化合物的能力愈弱。

吸水量超过17％，不能作为吸附剂了。加热到100～110℃时即可除去水，恢复吸附活力，这一过程称为硅胶的活化。第63页，课件共138页，创作于2023年2月①对极性物质的亲和力强于弱极性物质。②

溶剂极性弱，吸附剂对溶质吸附力强，溶剂极性增强，吸附剂对溶质吸附力弱。③溶质被硅胶、氧化铝吸附，当加入极性较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。其吸附特点是：第64页，课件共138页，创作于2023年2月（2）化合物的极性由分子中官能团的种类、数目、及排列方式等综合因素决定。（3）溶剂的极性可根据介电常数(ε)的大小判断。思考：如何判断极性？（1）各官能团的极性顺序第65页，课件共138页，创作于2023年2月

为了避免化学吸附：分离酸性物质，如分离醌类宜用硅胶作吸附剂分离碱性物质宜用氧化铝作吸附剂缓解化学吸附：薄层层析分离酸性（碱性）物质时，展开剂中加入适量的醋酸（氨、乙二胺）以克服拖尾现象。第66页，课件共138页，创作于2023年2月3.聚酰胺：属于氢键吸附，不但适用于极性物质也适用于非极性物质的分离。

特别适合酚类、醌类、黄酮类、鞣质的分离。第67页，课件共138页，创作于2023年2月吸附规律

：被分离物质与聚酰胺形成氢键的的数目越多，吸附力越强。①形成氢键的数目：越多，吸附力越强。②分子内氢键：被分离物质形成分子内氢键的吸附力减弱。③芳香程度：分子中芳香程度化高者，吸附力强。

第68页，课件共138页，创作于2023年2月

4.大孔吸附树脂：

大孔吸附树脂是一种没有可解离基团具有大孔结构的高分子吸附剂。分为非极性与中等极性两类。

吸附性与分子筛原理相结合的分离材料。影响因素：大孔吸附树脂的特性、被分离物质及溶剂的性质均影响着分离结果。第69页，课件共138页，创作于2023年2月（1）分子极性极性大成分——易被极性树脂吸附，被分离成分与大孔树脂形成氢键的基团越多，吸附力越强，极性大的有机溶剂合适。

极性小的成分——易被非极性树脂附，极性小的洗脱剂，洗脱能力强。第70页，课件共138页，创作于2023年2月（2）分子体积对非极性大孔树脂而言，化合物体积越大，吸附力越强，这与大体积分子的疏水性有关。型号选择：

分离大分子，大孔的树脂分离小分子，小孔的树脂第71页，课件共138页，创作于2023年2月（3）溶液的pH

酸（碱）性化合物——适当的酸（碱）性溶液中吸附；中性化合物——中性溶液中可被充分吸附（4）洗脱剂水、醇类、丙酮、乙酸乙酯等。（5）应用：天然化合物的分离与富集工作如糖类、生物碱、黄酮、皂苷等。第72页，课件共138页，创作于2023年2月

(五)根据物质的分子大小进行分离透析法：用天然或人工合成的高分子膜，利用分子大小不同引起的扩散速度的差别对混合物进行分离提纯及浓缩的方法。原理：小分子物质（无机盐、氨基酸等）在溶液中可通过半透膜，而大分子物质如多糖、蛋白不能通过半透膜的性质达到分离的目的。第73页，课件共138页，创作于2023年2月（1）反渗透：（2）超滤：分离相对分子质量在500以上的组分（3）纳滤：介于反渗透和超滤之间，分离分子量在

200~2000之间。（4）微滤：用于超滤、纳滤、反渗透和其它膜分离过程的预处理。

（5）

超速离心法：利用溶质在超速离心作用下具有不同的沉降性或浮游性而分离。第74页，课件共138页，创作于2023年2月

2.凝胶过滤法：(也称分子筛过滤法、凝胶渗透色谱法)

利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用使分子大小不同的物质得以分离。型号：葡聚糖凝胶（SephadexG－25

）羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH－20第75页，课件共138页，创作于2023年2月

(六)根据物质的解离程度不同进行分离—离子交换吸附法

酸性、碱性及两性基团的化合物在水溶液中多呈解离状态，可以与离子交换树脂上的基团交换，从而与其它非解离性物质分开。

第76页，课件共138页，创作于2023年2月

阳离子交换树脂：

RSO3ˉH＋+Na＋ClˉRSO3ˉNa＋+H＋Clˉ

阴离子交换树脂：

RN＋OHˉ+Na＋ClˉRN＋Clˉ+Na＋OHˉ

应用:分离具有解离能力的酸性、碱性及两性化合物，如生物碱、氨基酸、有机酸、酚类、肽类等天然药物化学成分。第77页，课件共138页，创作于2023年2月(七)结晶法：根据欲分离物质在有机溶剂中的溶解度差异及其与温度的依赖关系,使某组分从混合物中结晶析出的方法。在天然产物提取分离过程中，有时只要找到合适的溶剂进行提取，提取液稍一浓缩就有结晶析出。第78页，课件共138页，创作于2023年2月（八）色谱法（chromatography）1、色谱法的基本原理：利用混合物中各组分的物理性质不同而在两相（固定相和流动相）之间的不均匀分配进行分离的一种方法。2、色谱法的分类(1)按流动相类型进行分类：气相色谱、液相色谱(2)按操作形式进行分类：纸色谱(PC)、薄层色谱（TLC）、柱色谱（CC）、毛细管色谱(CTC)等。第79页，课件共138页，创作于2023年2月(3)按分离原理分:分离方法分离原理固定相类型吸附色谱吸附原理固体吸附剂分配色谱分配原理(萃取)液体离子交换色谱离解作用和扩散作用离子交换树脂凝胶色谱分子筛、扩散作用凝胶亲和色谱生物对之间的特异性亲和剂吸附与解吸第80页，课件共138页，创作于2023年2月加压液相色谱

类型压力(Pa)分离规模分析用高压液相色谱（HPLC）制备用高压液相色谱（HPLC）中压液相色谱(MPLC)低压液相色谱(MPLC)快速色谱>20.2×1055.05~20.2×105<5.05×105约2.02×105>20.2×1051mg左右

>5mg

>5mg>5mg10mg~100mg第81页，课件共138页，创作于2023年2月纸色谱的应用1.鉴定化合物2.检验化合物的纯度3.分离少量亲水性成分，如糖类、酚类、氨基酸、多元醇等。薄层色谱的应用1.鉴定化合物2.检验化合物的纯度3.分离少量化合物4.指导提取溶剂的初步选择(Rf值大于0.02以上)5.指导分离条件的选择(提取次数、提取时间等)。第82页，课件共138页，创作于2023年2月1、吸附色谱：活性炭、硅藻土、分子筛、氧化铝、硅胶、聚酰胺、凝胶、硅胶、聚酰胺、凝胶、大孔树脂吸附色谱常用的混合溶剂(洗脱或展开)极性递增己烷-苯苯-乙醚石油醚-乙酸乙酯氯仿-乙醚氯仿-乙酸乙酯氯仿-甲醇丙酮-水甲醇-水第83页，课件共138页，创作于2023年2月常用吸附色谱法简介吸附剂硅胶(吸水量超过17%即不能用作吸附剂)氧化铝（有中性、酸性、碱性）分离原理吸附原理吸附原理吸附规律弱酸性、极性吸附剂对极性物质的吸附力较强溶剂极性越小，吸附剂对溶质的吸附力越强弱碱性、极性吸附剂吸附规律同上

酸性、中性成分均可能用于极性物质、也能用于非极性物质的分离，但不适合碱性成分的分离应用注：硅胶和氧化铝吸附色谱在进行展开或洗脱时，所用溶剂的极性宜逐步增加，跳跃不能太大，实践中多用混合溶剂，可通过调节比例以改变溶剂极性，达到梯度洗脱分离物质的目的。碱性、中性成分的分离不适合酸性成分的分离第84页，课件共138页，创作于2023年2月吸附剂活性炭分离原理吸附原理吸附规律非极性吸附剂、在水溶液中对非极性物质具有较强的吸附力；溶剂极性降低，则活性炭对溶质的吸附力减弱

应用从稀水溶液中富集微量非极性物质或脱色（脂溶性色素）除杂、除臭注：从活性炭上洗脱被吸附的物质时，洗脱剂的洗脱能力随溶剂极性的减弱而增强。常用洗脱剂洗脱能力由小到大的顺序为：水＜10%乙醇＜20%乙醇＜30%乙醇＜40%乙醇＜50%乙醇＜75%乙醇＜95%乙醇第85页，课件共138页，创作于2023年2月

聚酰胺大孔吸附树脂(有极性和非极性两种)吸附剂吸附原理氢键吸附吸附性和分子筛

吸附规律酚羟基数目多，吸附力强能形成分子内氢键者，吸附力下降母核芳香化程度高者，吸附力增强水（介质）中吸附力强，水洗脱力弱极性相近相吸;物质在溶剂中溶解度增大，树脂对其吸附力下降；能与大孔吸附树脂形成氢键者易被吸附

应用黄酮、蒽醌、酚类的分离;生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等的分离；植物粗提液的除鞣质处理。糖与苷的分离（从水提液富集苷类）、黄酮、三萜、生物碱等的精制各种溶剂对聚酰胺吸附色谱的洗脱能力由弱至强的顺序为：水＜甲醇＜丙酮＜

NaOH水溶液＜甲酰胺＜二甲基甲酰胺＜尿素水溶液大孔吸附树脂吸附色谱的洗脱规律：对非极性大孔吸附树脂，洗脱液的极性越小，洗脱能力越强；对极性大孔吸附树脂，洗脱液的极性越大，洗脱能力越强。第86页，课件共138页，创作于2023年2月（1）正相分配色谱：固定相的极性大于流动相的极性。以水或亲水性溶剂为固定相，与水不相混溶的有机溶剂为流动相。适用于分离水溶性或极性较大的组分。（2）反相分配色谱：固定相的极性小于流动相的极性。以亲脂性有机溶剂为固定相（石蜡油、RP-18、RP-8、RP-2），以水或亲水性溶剂为流动相。适用于分离脂溶性或极性较小的组分。2、分配色谱第87页，课件共138页，创作于2023年2月（1）正相分配色谱：载体：硅胶等

（硅胶吸水＞超过17％，不作吸附剂，而作为载体）固定相：强极性溶剂，如水、缓冲溶液等流动相：氯仿、乙酸乙酯等弱极性有机溶剂洗脱规律：极性小成分先洗下极性大成分后洗下液-液分配色谱法第88页，课件共138页，创作于2023年2月（2）反相分配色谱：亲脂性有机溶剂——固定相，水或亲水性溶剂——移动相。固定相：可用石蜡油反相硅胶键合相RP-18、RP-8、RP-2

流动相：水或甲醇等强极性溶剂洗脱规律：极性大的成分先洗下极性下的成分后洗下第89页，课件共138页，创作于2023年2月2.2.2、天然产物化学成分的精制与纯化重结晶法:利用化合物中各组分在溶剂中的溶解度不同为分离依据的一种分离方法。蒸馏法:以液体混合物中各组分的挥发性不同作为分离依据的一种分离方法。色谱法:利用不同物质在流动相和固定相中物理性质不同而达到分离目的的一种分离方法第90页，课件共138页，创作于2023年2月天然产物化学成分的分离方法系统溶剂分离法两相溶剂萃取法沉淀法吸附法盐析法透析法色谱法吸附色谱分配色谱离子交换色谱大孔树脂色谱凝胶色谱第91页，课件共138页，创作于2023年2月分配色谱法基本原理正相分配色谱反相分配色谱正相色谱极性物质吸附强非极性物质吸附弱后出先出反相色谱极性物质吸附弱非极性物质吸附强先出后出第92页，课件共138页，创作于2023年2月天然产物化学成分的精制与纯化方法结晶法蒸馏法色谱法吸附色谱分配色谱离子交换色谱大孔树脂色谱凝胶色谱亲和色谱第93页，课件共138页，创作于2023年2月2-3天然产物化学成分的结构鉴定与测定一、天然产物化学成分结构鉴定的一般程序和方法二、四大谱在天然产物化学结构鉴定方面的应用三、立体结构的测定方法四、一些天然产物结构的光谱特征第94页，课件共138页，创作于2023年2月纯度鉴定推测母体结构类型功能基情况分子量分子式的确定波谱、化学方法推测出结构式人工合成进行确认结构测定的程序第95页，课件共138页，创作于2023年2月程序方法纯度检验1.检查有无均匀一致的晶型、颜色2.有无敏锐的熔点3.PC或TLC在三种展开剂中均呈单一斑点4.GC或HPLC初步推断化合物类型1.观察样品在提取过程中的行为2.测定其相关理化常数3.结合文献调研测定分子式计算不饱和度1.元素定量分析及分子量测定（同位素峰度比法及HR-MS）,确定分子式2.计算不饱和度第96页，课件共138页，创作于2023年2月确定分子中含有的官能团、结构片段或基本结构骨架1.官能团定性分析2.测定并解析化合物的有关谱学数据3.结合文献调研判断并确定分子的构造式1.综合分析有关谱学数据及官能团定性定量分析结果2.与已知化合物进行多方比较推断并确定分子的立体结构（构型、构象）1.测定ORD或CD2.测定NOE或2D-NMR3.进行X-射线衍射分析4.进行人工合成确认第97页，课件共138页，创作于2023年2月

1.获得样品的背景信息

2.根据样品来源和参考文献(原始文献和二手文献)确定化合物类型

3.测定样品的物理常数,查阅有关文献手册,

初步判断样品是已知物或未知物,若是已知物,则按已知物的程序进行鉴定;若是未知物则按未知物的程序进行结构测定.一、天然产物化学成分的结构鉴定与测定的一般程序和方法第98页，课件共138页，创作于2023年2月（一）已知化合物鉴定的一般程序和方法1.纯度检验2.测样品的物理常数，与已知标准品的文献值对照，比较是否一致或接近。3.测样品与标准品的混熔点。4.将样品与标准品在三种溶剂系统中共色谱

(PC或TLC),比较其Rf值是否一致。5.测样品的IR光谱图,与标准品的图谱或与标准谱图进行比较。第99页，课件共138页，创作于2023年2月检查纯度的方法：

外观、颜色、形态是否均一；

测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、折光率等，这些物理常数都能反映化合物的纯度。如果可能是已知物，用已知结构的对照品进行对照测定或测定它们的共熔点等；也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一致性）薄层层析（三种展开系统和三种显色方法）GC、HPLC等；第100页，课件共138页，创作于2023年2月(二)未知物结构测定的一般程序与方法1.纯度检验，物理常数测定，与文献值比对。2.进行检识反应，确定样品类型。3.进行元素定性、定量分析，测得分子量，确定分子式。4.化学降解法确定分子结构式。5.测四谱并综合分析四谱数据，推导出化合物的基本结构骨架信息。6.根据推出的结构，将所测得的四谱，特别是

NMR谱的数据进行归属分析验证。

7.人工合成进行确认←第101页，课件共138页，创作于2023年2月●化学降解法：将复杂分子通过氧化、还原等化学反应，降解为几个结构比较简单又稳定的小分子化合物，通过对降解产物的结构鉴定，再按降解机理合理地推导出原来可能的化学结构式化学降解法●特点：需用化合物量大；反应剧烈；主要产物得率少又费时；

现在较少应用，仅保留一些比较简单规律性又较强的降解反应●

衍生物制备：用化学方法研究结构的一种常用手段，对结构推定有一定意义。←第102页，课件共138页，创作于2023年2月二、四大谱在结构测定中的应用（一）紫外—可见光谱（UV-VIS）原理：分子中电子跃迁引起的吸收，其中n-π*、π-π*的跃迁可因吸收紫外光及可见光所引起，吸收光谱将出现紫外区和可见光区(200~700nm)。200nm400nm700nm

紫外区（UV）可见区（VIS）第103页，课件共138页，创作于2023年2月紫外吸收光谱可获得的结构信息：1、200~400nm无吸收峰，可能为饱和烃或无共轭双键的化合物。例如单烯烃。2、270~350nm有弱吸收峰(=10~100)取代基团的位置、种类、数目的推断。如加入诊断试剂推断黄酮的取代模式（类型、数目、排列方式等）。（3）用于定量测定（以最大吸收波长作为检测波长进行含量测定）。第104页，课件共138页，创作于2023年2月应用：（1）推断化合物的骨架类型——共轭体系。（2）取代基团的位置、种类、数目的推断。如加入诊断试剂推断黄酮的取代模式（类型、数目、排列方式等）。（3）用于定量测定（以最大吸收波长作为检测波长进行含量测定）。特点：样品用量少（只需5-10μg）样品能回收测定；常规紫外光谱仪价格低廉；

第105页，课件共138页，创作于2023年2月（二）红外光谱（IR）原理：分子中价键的伸缩及弯曲振动所引起的吸收而测得的吸收图谱，称为红外吸收光谱。40003600300015001000625cm-1特征频率区指纹区特征官能团的鉴别化合物真伪的鉴别第106页，课件共138页，创作于2023年2月羟基（酚羟基、醇羟基）

3600~3200cm-1

游离羟基~3600cm-1

氢键缔合羟基3400~3200cm-1

羰基1600~1800cm-1酮~1710cm-1酯1710~1735cm-1芳环1600、1580、1500cm-1有2~3个峰双键1620~1680cm-1

两个化合物完全相同的条件

1、特征区完全吻合

2、指纹区也需完全一致应用：IR对未知结构化合物的鉴定，主要是用于官能团的确认、芳环取代类型的判断等定性分析。特征官能团的鉴别化合物真伪的鉴别第107页，课件共138页，创作于2023年2月IR用于鉴定化合物的方法有两种：(1)与标准物谱图对照法。在相同条件下，若两个谱图完全吻合，则两物质相同；否则不同。(2)标准谱图查对法。如无对照品，也可检索有关IR数据图谱文献，如被测物结构基本已知，可能局部构型不同，在指纹区就会有差别。谱图三要素：位置、强度、峰形第108页，课件共138页，创作于2023年2月测定范围波数600～4000cm-1之间。其中1600cm-1以上为化合物的特征基团区，

1000-500cm-1为指纹区。应用

主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取代类型的判断等。优点：样品用量少（只需5-10μg）任何气态、液态、固态样品均可测定；每种化合物都有红外吸收；常规红外光谱仪价格低廉；红外光谱第109页，课件共138页，创作于2023年2月NMR谱：化合物分子在磁场中受电磁波的辐射，有磁距的原子核吸收一定的能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率对吸收强度作图所得之图谱。NMR谱所提供的结构信息有：氢及碳原子的类型、数目、相互连接方式、周围的化学环境及构型、构象等。（三）核磁共振谱（NMR）

天然产物化学成分以有机物为主，分子结构中必然有C、H原子，它们的结合类型、化学环境不同，均可用NMR测定，是天然化合物结构测定的重要手段。

第110页，课件共138页，创作于2023年2月●氢核磁共振（1H-NMR)谱：化学位移范围：在0～20ppm三大要素：化学位移(ppm)、偶合常数(J)及峰面积。灵敏度高，样品用量少（1～5mg），测试时间短●碳核磁共振（13C-NMR)谱：化学位移范围：在0～250ppm要素：化学位移(ppm)灵敏度较低，样品用量较多（5～20mg），测试时间长第111页，课件共138页，创作于2023年2月1.1H-NMR（核磁共振氢谱）:信息参数：化学位移（δ）、峰面积、峰裂分（s、d、t、q、m）及偶合常数（J）（1）化学位移（δppm）:0~20ppm与1H核所处的化学环境（1H核周围的电子云密度）有关，其外围电子云密度及绕核旋转产生的磁屏蔽效应不同，不同类型的1H核共振信号出现的区域不同，据此可以识别。电子云密度大，处于高场，δ值小电子云密度小，处于低场，δ值大第112页，课件共138页，创作于2023年2月~0.9-C-CH3

~1.8-C=C-CH3~2.1-COCH3

~3.0-NCH3

~3.7-OCH3

11109876543210-COOH-CHOAr-H-C=C-H常见结构的化学位移大致范围（要求熟记）(δppm)

推断化合物的结构（含1H核基团的结构）

第113页，课件共138页，创作于2023年2月符合n+1规律(n=磁等同质子的数目)

用偶合常数（J）表示。间隔的键数越少，则其值越大，反之越小峰裂分的数目

裂分峰间的距离

不同系统偶合常数(JHz)大小s单峰d双峰t三重峰q四重峰m多重峰（2）峰面积:磁等同质子的数目与峰面积（高度）有关。（3）峰裂分及偶和常数（J）:磁不等同的两个或两组1H核，在一定距离内因相互自旋偶合干扰使信号发生裂分，裂分峰间的距离称为偶合常数。第114页，课件共138页，创作于2023年2月

芳环J邻6~10HzJ间0~3HzJ对0~1Hz

双键J顺7~11HzJ反12~18Hz

饱和烃类相邻碳原子上质子偶合常数的大小与两个氢原子之间的立体夹角θ有关

θ=60°J=2~4Hzθ=180°J=9~10Hz

环己烷及其类似物相邻碳原子上质子的偶合常数

Jaa10~13Hz(θ=180°)Jae2~5Hz(θ=60°)Jee2~5Hz(θ=60°)第115页，课件共138页，创作于2023年2月2.13C-NMR（核磁共振碳谱）：13C-NMR：化学位移范围为0~250ppm，信息参数：分子中各种不同类型及化学环境碳核的化学位移（δC）、异核偶合常数（JCH）。其中利用度最高的是化学位移。由于碳谱的化学位移比氢谱大几十倍,因此分子结构的微小差异所引起的化学位移的不同就能在碳谱中反映出来如,果消除碳与氢的偶合,碳谱上每个碳原子都对应有一条尖锐、可分辨的谱线。第116页，课件共138页，创作于2023年2月化学位移：大致范围(δC）

0~200ppm

不同13C核δC大小与13C

核所处的化学环境（周围电子云密度）有关

用于13C核类型的推断

(δCppm)

150~220(c=o)

200150100500

c=cAr

50~80(c-o)

饱和碳原子（0~60）

主要结构13C核δC的大致范围(要求熟记)

第117页，课件共138页，创作于2023年2月（2）偶合常数在碳谱中通常有三种偶合：13C-13C偶合、

13C-1H偶合、13C-X偶合13C-13C偶合几率很小，偶合裂分峰强度很低，一般观察不到。

碳谱中JCH偶合裂分的规律如下碳原子种类裂分峰数峰强度比伯碳-CH3

四重峰1：3：3：1仲碳-CH2-

三重峰1：2：1叔碳二重峰1：1季碳单峰第118页，课件共138页，创作于2023年2月（四）质谱（MS）:

1．确定分子量（高分辨质谱可将分子量精确到小数点后三位）,计算分子式。2．提供其他结构信息。如黄酮类，依碎片离子峰可以确定A-环、B-环的取代模式