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天然产物提取与分离


N R'
RCOR'
RCOOR'
ROR'

RX
CHO
R +NH 3 CH
_
COO
氨基酸,极性强
HCOH
HO CH HCOH HCOH
葡萄糖,分 子中多个羟 基,极性强
CH 3(CH 2)6COOH 硬脂酸,长链烃基,极性弱
CH 2OH
分子的极性大小比较
O
O R
O R'' OH
OO
O CH 3 R '
② 未知成分,根据一般性经验选择溶剂。
_____极性小的亲脂性化合物如萜类、甾体等 脂环化合物、芳香类化合物——氯仿、乙 醚溶剂。
α -金 合 欢 烯
O
O C21 甾 类 化 合 物
β -金 合 欢 烯
H 3CO
OCH 3
H
CC
OCH 3
CH 3
α-细 辛 醚 ( α-asarone)
_____糖苷、氨基酸等极性大的成分——水或含水的 醇溶液。
常见溶剂极性大小顺序
水>甲醇>乙醇>正丙醇>丙酮>正丁醇 >乙酸乙酯>氯仿>无水乙醚>苯>四氯 化碳>环己烷>石油醚
思考:如何解释溶剂的极性顺序?
中草药提取如何选择溶剂?
• 选择的溶剂应对目标组分溶解度大,对 杂质成分的溶解度小,不能与提取的物 质起化学反应,安全无毒。
① 提取分离已知成分,根据结构判断极性, 按照“相似相溶”原则选择溶剂。
第一节、提取方法(extraction)
常见提取方法
• 水蒸气蒸馏法 • 升华法 • 超临界流体萃取方法 • 溶剂法
几个方法是相互关联的,有时同时使用。但 溶剂法经典、常用。
(一)水蒸气蒸馏方法 (hydro distillation)
✓将原料粗粉或碎片浸泡润湿后,加热蒸馏 (水上蒸馏)或通过水蒸气蒸馏,也可在 多功能提取器中边煎煮边蒸馏,原料中的 挥发性成分随水蒸气蒸馏而带出,经冷凝 后分层收集。
溶剂极性递增方式提取
极性小的亲 脂性化合物
剩余部分
氯仿、乙酸乙酯
游离生物碱、有机酸、 黄酮、香豆素的苷元 等中等极性成分
剩余部分
丙酮、甲醇或乙醇
苷类、生物碱盐、 鞣质等极性化合物
剩余部分

氨基酸、糖类及无机盐等水溶性成分
中草药溶剂提取一般程序(二)
2.直接用极性大的溶剂提取,再按照溶剂极 性递增的方式进一步分离.
4.索氏提取法
将原料用索氏萃取装置进行提取的方法。 溶剂在回流温度下萃取物料成分,温度高,
溶解度大。但不适于热敏感性成分的提取。 (未知成分慎用) 每次萃取物料的溶剂均为反复回流的新鲜溶 剂,萃取效率高,溶剂用量小。
索氏提取器(脂肪提取器)简易装置图
1.原料的粉碎
原料粉碎后粒度变小,接触面积大,表面 能增加,进出速度加快。
1.煎煮法
• 将原料加水煎煮取汁的方法。
• 一般用于提取能溶于水、对于加热、水解 均稳定且不易挥发的组分,所用溶剂为水 (水提液)。
如何煎煮法提取?
将原料适当地切碎或粉碎,置适宜的煎煮器中; 加入适量水浸没原料,充分浸泡后加热至沸,保
持微沸浸出一定时间; 分离并收集各次的煎出液,离心分离或沉淀除去
➢提取工艺参数:原料的粉碎度、提取温度、 浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶 剂的相对运动(如搅拌)等。
2.溶剂的选择原则
① 待提取成分在溶剂中的溶解度应尽量大;
② 杂质成分在溶剂中的溶解度尽量小; ③ 溶剂不能与提取的物质起化学反应,安全无毒,
萃取后易于除去。
——溶质在溶剂中的溶解符合“相似相溶”规律,待 提取成分与溶剂分子的极性越相似,其溶解度越 大。
③ ——丙酮、甲醇或乙醇:[皂甙类、生物碱盐、 鞣质等极性化合物]
④ ——水:[氨基酸、糖类及无机盐等水溶性成分]
萃取液除去溶剂后,得到萃取物(浓缩液或浸膏) (一般旋转蒸发方法)
得到的各个萃取物再进一步分离精制,若提取有 效成分还需测定活性部位后,再进一步分离精制。
植物(干燥、粉碎)
石油醚、汽油
减压干燥成粉
分离精制或 测活性
影响溶剂提取效果的因素
➢选择合适的溶剂; ➢提取方式:煎煮、浸提、渗漉、索氏提取
等; ➢提取工艺参数:原料的粉碎度、提取温度、
浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶 剂的相对运动(如搅拌)等。
提取方式
• 溶剂浸提方式:煎煮法、浸渍法、索氏提 取法、渗漉法
——影响提取效果的因素:原料粉碎度、浸 出温度、浓度差(溶剂量)、浸提时间、 溶剂种类
HO
O
OH
O HO
H OH O
OH
H
HO H
OH
H
OH 芒 果 苷 m e n g ife rin ,
存在于知母叶中
_____酸性、碱性及两性化合物——与不同pH 值时,存在形式(解离或游离)有关
HO
COOH HO
H3CO ferulicacid 阿 魏 酸
H3CO
COOH HO
HO
咖啡酸
_
COO
所含固体颗粒物料,浓缩除去溶剂,即可。
煎煮法的缺点
煎煮液中杂质较多,含淀粉、黏液质等成分的 原料,煎煮后溶液黏度大,不易过滤,且易霉 变腐败。
一些不耐热,易于挥发,易于水解的成分在煎 煮过程中易被破坏损失。
2.浸渍法
✓将原料用适当的溶剂在常温或温热的条件 下浸泡出有效成分的一种方法。包括冷浸 和热浸。
第二章 提取分离一般方法
提取分离前准备工作
(1)查阅文献,了解植物的学名 、产地、 药用部位、采集时间、采集方法等。
(2)查阅文献,了解待分离组分的物理化 学性质、 性能、应用前景、现有分离状况。
______已知成分可直接按参考文献进行。
(3)药物活性测试: 对于从天然药物中寻找未 知的有效成分时,提取分离过程中还要选 好活性测试体系(酶、细胞)及药物筛选 方法,包括:动物模型实验、临床验证等。
浸渍法的应用范围及优缺点
• 适于粘性的、无组织结构的、新鲜及易 于膨胀的原料的浸取(溶剂需深入物料 中);
• 尤其适于有效成分遇热易于挥发或易于 破坏的原料的浸取。(条件温和);
操作时间长,溶剂用量大,浸出效率差, 不易完全浸出,不适于有效成分含量低的原 料。
水作为溶剂时,夏季易于发霉变质。
(四)溶剂提取(溶剂浸提)
➢将溶剂加入物料中,使其所含的一种或 多种组分溶出,称溶剂提取。
➢是常见的应用范围最广的提取方法。
➢液体溶剂提取固体物料称为固液萃取。 ➢液体溶剂提取液体物料称为液液萃取。
影响溶剂提取效果的因素
主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。
1.提取方法
➢提取方式:煎煮、浸提、渗漉、索氏提取 等。
1.超临界流体
指超过物质本身的临界温度和临界压力状态时 的状态。
• 超临界流体一方面有和液体相近的密度和溶解度, 另一方面具有气体的优点,黏度小,扩散系数大, 对物料的渗透性好,有良好的传热传质特性。
2.超临界流体萃取
以某一个气体介质为萃取剂,在其超临界流体状 态下,从液体或固体物料中萃取出待分离组分的 一种方法。
① ——乙醇、含水乙醇或含水丙酮提取, 浓缩成膏制成硅藻土粉.
② ——以极性递增的方式提取硅藻土粉,得 到各个提取液或提取膏,再进一步分离精 制.
植物(干燥、粉碎)
极性大的乙醇、含水 乙醇或含水丙酮提取
残渣
分离精制
或测活性
过滤
提取液
先极性溶剂提取, 再溶剂递增分离
极性递增方式分离
浓缩成膏
硅藻土粉
➢ 一般分子中官能团的极性越大或极性官能团的数量 越多,整个分子的极性就越大,亲水性就越强;
➢ 分子中非极性部分越大或碳链越长,分子的极性就 越小,分子的亲脂性就越强。
官能团的极性顺序
RCOOH

ArOH
H 2O
ROH
R'
RNH 2 , R N H R ' R N R'

R'

R CO RCHO
• 该法适用于具有挥发性,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。 例 如:挥发油的提取,小分子生物碱——麻黄碱、 烟碱、槟榔碱等的提取。
• 此类成分的沸点多在100 oC以上,且在约100 oC 时存在一定蒸汽压。
水蒸气蒸馏的原理
• 当物料与水一起加热时,所提取成分蒸汽 压和水的蒸汽压总和为一个大气压时,液 体开始沸腾,水蒸气将挥发性物质一同带 出。
了解
4.超临界CO2流体萃取特点
• CO2的临界温度31.1°C,临界压力7.32MPa。 • 萃取条件温和,适于具有热敏性或易于氧化成分,
萃取介质可循环使用。 • 超临界CO2 萃取效率高,绿色环保。 • CO2化学性质稳定,无腐蚀,无毒性,不易燃,
不易爆,萃取后容易从分离成分中脱除,不会造 成污染,适于食品及医药行业。
MeO
MeO
N
HO
O
HO OMe
罂粟碱,四氢异喹啉类生物碱
OH
H
O
大豆素,大豆异黄酮,雌激素样作用
中草药溶剂提取一般程序(一)
1.多种溶剂,以其极性由小到大递增的方 式提取
① ——石油醚、汽油溶剂:[极性小的亲脂性化合 物]
② ——氯仿、乙酸乙酯溶剂:[游离生物碱、有机 酸、黄酮、香豆素的苷元等中等极性成分]
3.超临界流体萃取原理
• 超临界流体对萃取成分的溶解度与萃取压力及萃 取温度有关。
• 超临界萃取可通过改变温度和压力进行。
• 压力升高,流体密度增加,溶质在超临界流体中 的溶解度急剧增加。
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