天然药物提取与分离技术

1基本概念天然药物中药天然药物是指动物、植物、和矿物等自然界中存在的有药理活性的天然产物。天然药物不等同于中药或中草药

。包括植物、动物、矿物、海洋生物以及微生物等多种物质天然药物化学（medicinalchemistryofnaturalproducts）是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。中药是在中医药学理论体系指导下的用药。中药是中医千百年来医疗实践的产物。

中药化学是一门结合中医药基本理论和临床用药经验，主要运用化学的理论和方法及其它现代科学理论和技术等研究中药化学成分的学科。2相关概念1）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。2）有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。4）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、银杏叶总黄酮等。5）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。6）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。7）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，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成分是植物来源中药的主要有效成分。3天然药物及中药化学成分简介(1)

生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。

(2)苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。

(3)挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。挥发油具亲脂性。以上三类为主要的有效成分类型。

(4)糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由2~9个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。

(5)有机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金属离子或生物碱盐的形式存在。按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。前者极性大，具亲水性；后者极性小，具亲脂性。

(6)树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。树脂具亲脂性。按结构又分为树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇（分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。(7)氨基酸、蛋白质和酶：氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。构成蛋白质的多为α-氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种α-氨基酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。但二者分子量不同，一般将分子量在5×103以下称为多肽，而介于5×103~1×107之间称为蛋白质。蛋白质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙醇及其它有机溶剂中变性沉淀。酶：是有机体内具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有专属性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性质和蛋白质相同。

(8)鞣质：又称单宁或鞣酸，为一类分子较大、结构复杂的多元酚类化合物的总称。可与蛋白质结合成难溶于水的鞣酸蛋白。为亲水性物质。

(9)植物色素：为植物中具有颜色的成分的总称。依溶解性又分为水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有颜色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等

(10)油脂和蜡：油脂为一分子甘油和三分子脂肪酸脱水结合形成的酯。主要在种子中。常温下为液体。蜡为高级不饱和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物茎、叶的表面。常温下为固体。均为亲脂性成分光合作用糖糖代谢ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤藓糖-4-磷酸核糖乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶AMVA小分子有机酸核酸三羧酸循环脂族氨基酸萜类甾体类脂质莽草酸芳族氨基酸肽类蛋白质脂肪酸酚类蒽醌生物碱桂皮酸苯丙素类木脂素木质素黄酮类CO2H2O还原型辅酶Ⅱ，学名烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸成分类型水醇类亲脂性有机溶剂

游离生物碱－++生物碱盐++－苷类++－苷元－++挥发油－++糖类（单糖低聚糖）+±－（多糖）＋

±－有机酸（大分子）－++

（小分子）++－树脂－++氨基酸++－蛋白质、酶±±－鞣质++－色素（亲水性）++－（亲脂性）－++油脂、蜡－++

±：单糖：无水醇难溶；多糖；对醇60%以上难溶。蛋白质、酶：对水热水沉淀；对醇60%以上沉淀。4提取技术4.1提取原理相似相容原理4.2提取过程浸润与渗透阶段解析与溶解阶段溶出与扩散阶段dt为扩散时间；ds为在dt时间内物质（溶质）扩散量；F为扩散面积，代表药材的粒度及表面状态；dc/dx为浓度梯度；D为扩散系数；负号表示扩散趋向平衡时浓度降低。R为克分子气体常数，T为绝对温度，N为阿伏加德罗常数，r为扩散物质（溶质）分子半径，η为粘度影响浸提的因素药材粒度药材成分浸提温度浸提时间浓度梯度溶剂pH值浸提压力新技术应用4.3化学成分的极性被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。

1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。判断下组化合物极性大小数量繁多，结构千差万别，所以极性问题很复杂4.4提取溶剂的选择原则（1）要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。（2）要与所提取成分不起意外的化学变化（3）要廉价、易得、安全。

其中（1）是最主要的。5.提取溶剂的选择（1）水：

为极性最大的溶剂，也最常用。可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。缺点：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。（2）亲水性的有机溶剂：

以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。缺点：价高、不安全，需回流设备4.5提取溶剂的选择（3）亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。优点：提取专属性强，易回收浓缩。缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。4.军6提取色方法（1）浸械渍法划：也叫芒冷浸叮法。消将药忌材粗猜粉以胡适当门溶剂械在常胡温下蕉浸泡弊。多孤以水锻类或婚稀醇达为溶委剂。虾适于咽成分深遇热迈易破稍坏或仆含多芦糖较罚多的务中药岗的提须取。蹈缺点膨为浸铁出效咏果较笑差，预水提全取液纯易发貌霉，络提取养液体德积大教，浸勒出时岔间长蛙。（2）渗泸杜法：将药棍材粗燥粉装汪于渗乳泸筒水中，战不断殿添加吹溶剂无渗过伶药粉换，从订渗泸碑筒下供端不椅断流征出渗两泸液曾。各犬类溶远剂均漆可。此法桂由于贼溶液街浓度肥差大渔，浸挎出效绘果好底，且予不破器坏成谈分。恐但缺揪点为护溶液创体积宅大，齿时间脱长。（3）煎胸煮法牲：为中购药水堡提取甜最常裕用的虎方法匠。将询中药贿粗粉完用水桃加热下煮沸碎，保甘持一诱定时厨间，盯成分妄即可府浸出劝。煎百煮法栗必须幕以水脉为溶去剂。烛此法悲提取躁效率折高，房诚但遇谋热破孕坏成我分要优注意飞。且火含多赤糖多炊的成织分过方滤困缓难。（4）回流洗法：用于苹以有壶机溶疲剂加饭热提骡取成袜分。田优点狠为提隙取效保率高决，但凭受热笨易破会坏成湖分不耍宜用蒸此法争。缺填点为嫌溶剂构消耗胞量大改，需浑回流建设备泰，需好几次江提取液方可竟提取学完全。（5）连续昂回流怠法：以索肤氏提亡取器处（亦非称脂酸肪抽宜出器兄）回链流提挥取。父克服肝了回辉流法挎溶剂辛需要蒙量大葬、需敬几次使提取贫的缺纠点。献缺点诊为提查取时六间长脊，受配热破役坏成阿分不闭能用罪此法骄。4.着7提取烧新技贞术-超临抬界萃园取法SF办E（1）特点仅：与暮经典例溶剂筋提取货法比倚较，信不用侧有机斤溶剂葱，而侵是选往用一差种称旺为超杨临界淹流体敢（SF）的量物质盒替代刺有机猜溶剂受提取跃。（2）优模点：可在甩低温胶下提价取，枣“热攻敏性朗”成勾分尤支其适础用。无溶代剂残富留，贴对作仙为制他剂的概中药治提取雅物的鸡提取强是一谨大优殿势。提取妹与蒸滨馏合别为一详体，犯无需翠回收等溶剂印。具选姑择性草分离庭。（3）超拔临界也流体亮（SF）：扣指处阻于临占界温卡度（Tc）和应临界外压力终（Pc）以育上，运介于仍气体敬和液虏体之曲间的妖、以蝇流动赚形式丛存在寇的物券质。超临站界状吩态是眯指当快一种锦物质副处于页临界悲温度胜和临棕界压渡力以兴上的猪状态卡下，危形成投既非豪液体烈又非屿气体瞒的单都一状沾态，臂称为温“SF少”。此租时其膏流体禁密度柿近似氧液体华、黏屈度近炼似气烘体，知其扩销散力项比液赢体大魄增，重介电爽常数句也随刮压力词增加蝴而增倦加。新其浸姑透性裁优于必液体夫，因法而比猛液体恐有更农佳的诱溶解宪力，奶有利贺于溶钱质的首萃取么，特肆别是亡性质迫不稳叛定、掠易热宪分解油的物叔质的待提取舟。(4埋)二氧败化碳钥的特扇点：淘临界凑温度菌接近俗室温尿（Tc邻=3织1.或3℃），梅临界疲压力送也较浊低（Pc浑=7线.3桥7M舰pa），押无色特、无畜毒、蛾无味愁，不吩易燃片，化燃学惰熊性，请廉价嫌，易宗制成胖高纯瞧度气步体。使故在SF标E中最能常用抚。(5帝)二氧昼化碳-超临邀界流焰体的迁溶解糕能力充规律禽：弊在超妹临界竹状态个下，CO2对不宗同溶牧质的气溶解树能力牲差别贺很大急。其承取决宣于溶覆质的擦极性旱、沸铃点、蹄分子敢量。对亲站脂性弹、低箱沸点旧成分攻溶解缝能力石强，辆如挥的发油屑、烃旧类、葱醚类蚀、酯铸类等获。成分刘极性最基团稍（如OH、CO逢OH）越魔多，勤越难艇提取淘。如幻玉糖类据、氨裁基酸最的萃舟取压殖力要4×偶104Pa以上傅。成分面分子融量越轻大，捞越难妨提取散。微波斧萃取粥技术微波唱萃取买的展收望：一、密进一鼻步探唐讨微窜波萃备取机理鉴于衣基体启物质摸和萃巨取物按质的餐复杂颈性，株在萃氏取机理方款面还摇有大宪量工萝作需惰要做争，因趟为搞即清机歪理将卡进一步促隙进微音波在半天然榨产物评萃取颤中的脖应用食。微波耽萃取道技术条的原梢理Pa哑re等提公出假刃设：览微波搁透过借对微汇波透创明的门溶剂坦，到昌达植移物物料内骄部维揭管束薄和腺烤细胞窗内，找细胞六内温桥度突乎然升括高，室连续军的高温使威其内乔部压饱力超咬过细伪胞空辱间膨速胀的竞能力急，从赏而导傲致细忙胞破裂；止细胞宽内的告物质地自由湿流出桌，传茧递到瞒周围沙被溶尺解。杰微波擦可选择性重加热去不同娇极性滚分子秃和不麦同分厉子的铲极性被部分撑，从邻而使斥其从中分瓶离，腹进入逗到介嘉电常谦数较园小、亡微波遮吸收失能力绒相对篮较差碍的溶剂中协，从枕而有托效成兼分被葵提取银。微波蠢萃取壁技术原理律：微波装是一供种频响率在30国0M私HZ至30猫0G粱HZ之间蜓的电狱磁波辫。传统琴加热俯法的栋热传导递公路式为惹：热突源→产器皿斥→样迈品，因而卫能量沸传递毛效率洽受到应了制妄约。什微波丧加热拐则是止能直接作疼用于弱被加僵热物壤质，富其模北式为象：热山源→也样品赏器皿誓。空气剥及容提器对浆微波堵基本咏上不丈吸收伴和反看射，惩从根美本上保证筛了能倍量的年快速饿传导充和充县分利脊用。提取贡的最军新技上术微波寨萃取亩技术员的原啦理Pa门re等提满出假观设：轧微波台透过冰对微透波透洪明的谅溶剂悬，到能达植芽物物料内款部维险管束麦和腺锁细胞离内，替细胞霞内温者度突限然升另高，疑连续票的高温使速其内要部压瓦力超誓过细来胞空拖间膨牺胀的芝能力侄，从恰而导傲致细示胞破裂；恋细胞辉内的洒物质汁自由雨流出皇，传毫递到诞周围救被溶迫解。剧微波万可选择性陆加热扶不同闯极性励分子牵和不既同分鼻子的麦极性乌部分扛，从箱而使锦其从中分庸离，域进入妖到介培电常纵数较金小、础微波丘吸收狗能力涛相对过较差沟的溶剂中揭，从糟而有科效成胳分被坚提取烈。微波亭萃取定技术微波岗萃取速的应另用：采用蚕该技斧术提万取的挡成分飘已涉呼及生物碱汁类、病蒽醌旺类、浆黄酮蜻类、恋皂苷帐类、卧多糖割、挥擦发油色素强等。例如灰：王带娟等策以总垃黄酮树和葛酷根素南的含李量为姜指标奸，采用连蜡续微仅波辐鸦射方益式进棚行微输波萃俱取参授数的瞧单一恢因素考察棚，也受研究献微波迈辅助朝萃取晌葛根乒的提腰取工罢艺。啦结果表明狱增加倘溶剂奥用量着、提榆高原妈料粉伟碎度极、延玻长原双料浸泡时胶间将讲有利瓜于葛泻根中牺有效丛成分丘的提背取。微波蓝萃取屋技术微波猴技术毁在应豪用上筋需考虑本的问觉题：微波利输出溪功率棍、物廊料粒绳径、鬼浸出茫时间私三个婶因素侍对提口取率的寄影响符；还峡需注玻意有词效成糟分的柜极性惹大小乓问题职。微波樱萃取陷技术微波匠萃取冰的展近望：一、绕进一冷步探福讨微逢波萃后取机理鉴于恢基体害物质桶和萃练取物刘质的张复杂鸣性，偷在萃脉取机理方押面还客有大堵量工宁作需挽要做请，因统为搞牵清机漠理将真进一步促敲进微餐波在宾天然警产物灶萃取化中的庆应用蛮。微波久萃取笛技术微波莫萃取耀的展驱望：二、海将微假波萃迹取的实验漆室研违究扩大执为产业命化研青究近几妨年，展有用枪于中岔试生漠产的鸭微波予提取鸭设备枕问世爷，主要分赚两类椅：一为斤微波虫提取苍罐；拆另一李类为于连续暑微波评萃取候设备传。我们相手信，潜一旦首这些丢设备贸应用缓于大赖生产议，必米将对败传统中药刚制药再业带撒来巨添大的耽革命档。膜分代离技浑术膜分少离技束术其荒分离基本警原理以选逐择性摩的透骂过膜窄为分看离递步质，芹当膜截两侧上存在一定位的电泊位差辛、浓聋度差头或者差压力薄差时站，原贱料一腥侧的组分侮就会扰选择消性的绩透过侨膜，僻从而叙达到鸽分离站、提核纯的目的素。分离钥的新柔技术膜分接离技彼术药液品的预替处理罪是不代可少佳的工掀序，汽主要扯有以堂下几泊个步博骤：(1荒)絮凝顶沉淀补。在没料液犬中加缴入絮薪凝剂组，使蠢大部蒙分悬问浮物沉企积，滩从而射使悬连浮颗胡粒尺盐寸变良大，怒更容锄易被孟微滤膜、芦超滤贵膜分辨离；(2滤)用压策滤或鲁者离国心分趴离去衔除较找大的磁固体欢物质搁。分离喝的新译技术膜分危离技超术膜分螺离技岩术在危中药画生产栗中的扎应用暂主要合集中扛在以塞下四环个方面货：①精制垂纯化中药牧提取不物，数以得黑到有惯效成影分、猪有效赏部位和苏有效槽部位算群；②解左决中肤药注东射剂喂、口隆服液五等制棕剂的澄明阀度、与无菌喘、无热挂源；分离勒的新叶技术膜分低离技乡丰术膜分汪离技印术在格中药罪生产孝中的万应用轮：③浓缩，提棋高药壁效成律分浓毙度，视减少芹剂母捷；④回收麦溶剂，实江现分烛离过垄程溶兔剂的朵循环个使用抵，节腔约资源疤，保决护环捧境。分离诵的新摊技术膜分厕离技女术的材应用蔡邦物肖等颠针对菠灵芝家提取堵液的铃特性仅，依吴