天然产物化学
原理:利用超声波破坏细胞膜 优点:提取时间短,收率高,避免高温对有效成分的破 坏 缺点:超声波提取对容器壁的厚薄,放置位置要求较高
酶法辅助提取
原理:利用酶破坏植物的细胞壁,使有效成分溶出 可用的酶包括:纤维素酶、果胶酶、蛋白酶
(二) 水蒸气蒸馏法
适用范围:能随水蒸气蒸馏而不被破坏,难溶或不溶 于水的成分
共水蒸馏法
原理:将药材粗粉加入蒸馏器中,加水浸泡,直火煮沸, 使提取物与水蒸气一起蒸出 优点:操作简单 缺点:可能使某些成分发生分解,使药材焦化,影响提 取物的质量
通入水蒸气蒸馏法
原理:将水蒸气通入待提取的药材中,使提取物和水蒸 气一起蒸出 优点:避免直火高温而影响提取物的质量 缺点:操作较为麻烦
(三)升华法
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高效液相工作示意
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(三)透析法
原理:小分子物质在溶液中可通过半透膜,而大分 子物质不能通过半透膜 适用范围:多糖、多肽、蛋白质、皂苷 常用的透析膜:动物膜(如猪、牛的膀胱)、火棉 胶膜、蛋白质胶膜、玻璃纸膜等
(四)结晶法
原理:利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同来达
到分离
结晶溶剂选择的原则:
1、不与有效成分发生化学反应 2、对欲结晶成分的溶解度随温度的不同而有明显差别 3、对欲去除的杂质冷热时溶解度均大或均小
2、纸色谱法和薄层色谱法 纸色谱法是以纸作为载体 薄层色谱以玻璃板、塑料或铝基片作为载体
3、柱色谱法 材料:层析柱、填料、洗脱剂 原理:各组分受固定相作用所产生的阻力和受流动 相所产生的推动力不同,从而产生差速迁移而达 到分离 操作方法: 1.称量及预处理 2.制成匀浆 3.装柱 4.上样 5.过柱 6.收集 7.检测
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SO3H
SO3H SO3H SO3H
SO3H
SO3H
SO H SO3H 3 SO3H SO3H
SO3H
SO3H
离子交换过程示意
应用
超纯水系统
分类: 按离子交换剂的基质性质,可分为离子交 换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝 胶 按每种交换剂所含功能基团的性质,可分 为阳离子型和阴离子型
交换的离子带正电荷,则发生阳离子交换; 交换的离子带负电荷,则发生阴离子交换。
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一 、提取方法
(一)溶剂提取法
1、基本原理
渗透、扩散作用 动力:细胞内外的浓度差
可循环
可溶 性物 质
溶 剂
扩散
渗透
溶 解
溶剂 可溶性物 质
2、影响提取效率的主要因素 原料的粒度 原料的粉碎粒度应根据选用的溶剂和药用 部位来决定 提取的温度 一般以60度左右 提取的次数和时间 一般提取3次,每次1h 3、溶剂的选择 (1)溶剂对有效成分溶解度大,对其它成分的 溶解度小 (2)溶剂不能与药材的活性成分起不可逆的化 学反应 (3)溶剂还要易回收、安全、低毒、廉价
4、溶剂的分类 (1)水 强极性溶剂 能溶解成分:氨基酸、蛋白质、糖、有机酸 盐、生物碱盐、苷类、鞣质、无机盐等 有时为了增加某些成分的溶解度,也常采用 酸水或碱水作为提取溶剂 优点:安全、廉价、易得 缺点: 易污染变质,不易保存 过滤困难 浓缩困难
(2)亲水性溶剂 能与水混溶的有机溶剂,极性较大,如 乙醇、丙酮、甲醇 能溶解成分:大部分亲水性成分,一些 亲脂性成分 优点:提取成分较多 不易霉变,粘度小,易过滤 沸点低、浓缩回收方便 缺点:易燃
或使杂质产生沉淀析出,以除去杂质
注意:对所需成分这种沉淀反应是可逆的
1、乙醇沉淀法 原理:在提取液中加入一定量的乙醇,则难溶于乙醇
的多糖类成分(淀粉、树胶、黏液质、果胶、菊糖) 和蛋白质成分从溶液中析出沉淀 例如:石斛多糖的分离
2、酸碱沉淀法 原理:某些成分溶于碱液,不溶于酸液;或某些成分溶
于酸液,不溶于碱液 例如:生物碱、黄酮的提取
分类:吸附色谱、凝胶色谱、离子交换色谱、分配 色谱 1) 吸附色谱 原理:用吸附剂作为固定相,利用被分离组分对吸 附剂表面吸附能力的差异和在流动相中溶解度的 差异来进行分离 吸附剂:硅胶、氧化铝、聚酰胺、活性炭
2)凝胶色谱 原理:分子筛效应 凝胶色谱的应用 ⑴脱盐 ⑵用于分离提纯 ⑶测定高分子物质的分子量
(3)亲脂性溶剂 与水不相混溶的有机溶剂,极性小,如石油 醚、乙醚、氯仿等 能溶解成分:亲脂性成分(如挥发油、油脂、 游离生物碱等) 优点:沸点低,易蒸馏浓缩 缺点:提取时间长,对原料的干燥度要求较高, 毒性大,易燃
5、常用提取方法 浸渍法 优点:温度低,适用于提取遇热不稳定的成分 缺点:提取时间长,效率不高,提取液易霉变
回流提取器 普通回流
连续回流提取法 仪器:索氏提取器 优点:提取较完全, 溶剂用量小,不需 更换溶剂 缺点:提取时间长, 不宜提取热敏性成 分
微波辅助提取 优点:提取速度快 缺点:要求药材含有一定的水分,微波对某 些化合物有一定降解作用,只适宜对热稳 定的产物
微波辅助提取
超 声 波 萃 取
超声波辅助提取
适用范围:具有升华性质的化合物 例子: 从樟木中提取樟脑 从茶叶中提取咖啡碱 缺点:常伴有分解现象,产率低,由于温度过高 会导致中草药炭化附着在升华物上,不易除去
本章内容
一、提取方法 二、分离纯化方法 三、天然产物化学成分的预试验 四、寻找天然药物有效成分的一 般步骤
二、分离纯化方法
(一)沉淀法 原理:使某类成分产生沉淀而与其它成分分离的方法;
⑷高分子溶液的浓缩
3)离子交换色谱 原理:利用某种离子交换剂在一定条件下与不同离 子的亲和力不同,可使柱与不同离子的结合强弱 产生显著差异,从而使不同离子的移动速度不同 离子交换剂指含有解离性离子交换基团的高分子物 质 离子交换剂性质:稳定、不溶、多孔、可进行离子 交换
SO3H
树脂基体
SO3H SO H 3 SO3H SO3H SO3H SO3H SO3H
3 天然产物化学的发展动向 (1)研究方法和手段向高、新方向发展
高效液相色谱、气相色谱等新技术的发展, 使微量成分的提取分离成为可能 核磁共振、红外光谱等新技术的发展,使化 合物结构测定变得越来越容易
(2) 偏重资源开发的实用化
对天然产物开发时更注重实用化,有目的 的进行研究
(3)基于生物技术的天然产物研究
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高效液相工作示意
Injector Chromatogram Mixer
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Injector Chromatogram Mixer
例如:高效液相色谱 特点:高压、高效、高速、高灵敏度
高效液相结构示意
混合器
进样口
泵
色 谱 柱
色谱图
检测器 溶剂
高效液相工作示意
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天然产物化学
第一章 绪论
一、主要研究内容
二、天然产物化学与药物开发
一 主要研究内容
1、研究内容
天然产物的提取、分离、结构、功能
2、天然产物定义:从植物、动物、矿物、微生物、海洋
生物等天然资源中开发出来的产物
3、天然产物化学定义: 以各类生物为研究对象,以有
机化学为基础,以化学和物理方法为手段,研究天然
4)分配色谱 固定相:固定于多孔物质上的液膜 支持物:固定液膜的多孔物质 流动相:所用洗脱剂 原理:不同组分在流动相与固定相之间的分配系数 不同,故在层析过程中迁移的速度也各不相同, 而彼此分开 分类:液液分配层析(以液体作为流动相) 气液分配层析(以气体作为流动相) 常用载体:硅胶、硅藻土、纤维素粉