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1天然药物化学-第二节提取分离方法
1. 透析法:
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 离的方法。
2.超滤法:
一种加压膜分离技术,即在一定的压力 下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径 的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透 过,留在膜的一边,从而使大分子物质 得到了部分的纯化。
3.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。
4.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。
凝胶是由胶体粒子构成的立体网状结构。 网眼里吸满水后凝胶膨胀呈柔软而富于弹性的 半固体状态。人工合成的凝胶网眼较均匀地分 布在凝胶颗粒上有如筛眼,小于筛眼的物质分 子均可通过,大于筛眼的物质分子则不能,故 称为“分子筛”。
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。
二、根据物质在两相溶剂中的分 配比不同进行分离
主要分离方法
1.简单的液-液萃取法
2.逆流分溶法(CCD)
相当于多次萃取。
利用此原理制成了连续、 自动的逆流分溶仪。
该仪器可使两种性质相似、 即使分溶常数很接近的化 合物,经过一定次数振摇、 转移的操作,亦可达到分 离的目的。
3.纸色谱法(PC)
用纸为载体,在纸上均匀地吸附着液体 固定相(如水、甲酰胺或其他),用与 固定液不互溶的溶剂作流动相。将试样 滴在纸一端在展开罐中展开,由于各组 分在纸上移动的距离不同,最终形成互 相分离的斑点,实现定性、定量分析的 色谱法。
4.液-液分配柱色谱法(LLC)
固定相和流动相均为液体,
氯仿或醋酸乙酯→游离生物碱、有 机酸及黄酮、香豆素的苷元
丙酮或乙醇、甲醇→苷类、生物碱 盐、鞣质等
水→氨基酸、糖类、无机盐等
常用的溶剂提取法
(一)冷提法 1.浸渍法 2.渗漉法 (二)热提法 1.煎煮法 2.回流提取法 3.连续回流提取法
冷提法
1.浸渍法:是用水或醇浸渍药材一定 时间,然后合并提取液,并将其减 压浓缩的方法。该法因为一般都是 在低温(常温或60-80℃)下进行的, 不用加热,所以适合于挥发性成分 及受热易分解成分的提取。但提取 的时间较长,效率低。用水浸提时 还要注意提取液的防腐问题。
3. 酸碱沉淀法:
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。
4. 沉淀试剂沉淀法:
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。
如:生物碱的酸性液 + 加入生物碱沉
淀试剂
生物碱难溶性复盐↓
5. 盐析法: 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。
长春花
总生物碱含量 1 / 千 分离生物碱单体 68种
生物碱 萜类 甾醇类
3. 有效成分含量低 长春碱 3 / 万
长春新碱 3 / 百万
美登碱 2 / 千万
HO
O
OH OH
OH O
黄酮
HO
OO
香豆素
O
OH O
蒽醌
OH
OH
木脂素
天然药物有效成分的提取
一、溶剂提取法 二、水蒸汽蒸馏法 三、升华法 四、超临界萃取法 五、辅助提取法 六、压榨法
该方法是我国中医中药最早使用的 传统的提取方法。是将药材用水加 热煮沸提取,在提取过程当中大部 分成分可被不同程度的提取出来。
水-是一种强极性溶剂。
无机盐、糖类、分子不太大的多糖、鞣 质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物 碱盐和极性苷类等都能被水溶出。
以水作为提取溶剂的缺点是:提出的杂 质多;对于挥发性成分及加热易被破坏 的成分不宜使用。
1.结晶及重结晶法:利用混合物中各 成分在溶剂中的溶解度随温度变化 的不同使物质得以分离。
结晶法: 利用混合物中各成分在溶剂中因
温度不同引起溶解度的改变,使部分成分 析出结晶。
重结晶: 选择适当的溶剂让结晶再一次
溶解和析出结晶的过程。
2. 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。
二、水蒸汽蒸馏法
适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸 馏而不被破坏、难溶或不溶于水的 成分的提取,如挥发油、小分子的 香豆素类、小分子的醌类成分。
三、升华法
固体物质受热不经过熔融,直接汽 化,遇冷后又凝固为固体化合物, 称为升华。
中草药中有一些成分具有升华的性 质,可以利用升华法直接自中草药 中提取出来。如樟脑。
2.渗漉法:是将药材装入渗漉筒中, 先用水或醇浸渍数小时,然后从渗 漉筒的下口使提取液流出,上口不 断地加入新的溶剂,此方法因为药 材与溶剂之间能够始终保持较大的 浓度差,因此提取效率较高。该法 同样适用于挥发性及受热易破坏分 解的成分的提取。但是有溶剂耗费 量较大的缺点。
热提法
1.煎煮法:
第二节 提取天然药物化学成分的常用分离 纯化方法分离方法
一、研究分离纯化技术的重要性
(一)制备工艺研究的重点
原料经提取加工所得的提取物通常是一个成分复杂的混合物,只 有经过进一步地分离纯化,才能得到纯度较高的化学成分。
提取
分离纯化
检识
除去部分或全部杂质
提取物 目标 成分
(杂质+化学成分)(纯度提高)
尽管天然产物中成分众多,然而只要细心研究,总能发 现被分离成分之间的某些差异。在分离纯化工作中可以 利用的差异是很多的,其中最常利用的有四类差异:
溶解度(或分配系数)、酸碱性(或解离度)、吸附性、 分子量
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
黄酮类 生物碱
贝母
2. 总成分含量少而种类多
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
常用溶剂可分为以下三类:
①水:
水溶性的如氨基酸、糖类、无机盐等。
②甲醇、乙醇、丙酮(与水任意比例混溶):
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。
2. 硅胶、氧化铝:
为极性吸附剂。
吸附特点是: ① 对极性物质的亲和力强于弱极性物质。 ②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。
3.聚酰胺:
属于氢键吸附,不但适用极性物质也适用 于非极性物质的分离。
吸附规律 : 被分离物质与聚酰胺形成氢键的数
目越多,吸附力越强;分离物质形成分子内 氢键的吸附力减弱。 特别适合酚类、醌类、黄酮类、鞣质的分离。
(二)检测分析研究的重点
天然产物工作中,无论原料或终产品,经常会是混合 物;这些含有杂质成分的样品,检测分析之前,一般
都需要做前处理,以便除掉干扰分析的杂质,否则, 检测分析工作常常难以进行。
要除掉待测样品中的杂质,同样需要分离纯化技术:
待测样品
供试样品
检测分析
分离纯化
除掉干扰检测 分析的杂质组分
一、溶剂提取法
是根据天然药物中各种成分在溶剂 中的溶解性质,选用对有效成分溶 解度大,而对不需要溶出成分溶解 度小的溶剂,将有效成分从药材组 织中溶解出来的办法。
溶剂可分为: 水、亲水性和亲脂性有机溶剂 常用溶剂:极性由弱到强依次排序为 石油醚<四氯化碳<苯<二氯甲烷< 氯仿<乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙 酮<乙醇<甲醇<水
由上述可见,分离纯化同样也是检测分析的研究重点 检测分析研究的重点。
二、研究分离纯化方法的基本思路
动、植物原料的提取物的化学组成经常是很复杂的,往往含有几十、 几百甚至近千种成分(包括微量成分)。
要从众多成分中分离纯化某种化学成分,其难度可想而知,究竟应 当如何着手呢?
其实我们只要抓住一个重要的基本思路,就可以使许多看似困难的 分离工作,变得比较容易,这个思路就是:
2.回流提取法:是 用有机溶剂作为提 取溶剂,在回流装 置中对药材进行加 热回流提取,该方 法提取效率较高, 但因为长时间加热, 所以不适合受热易 破坏分解的成分。
3.连续回流 提取法:是 回流提取法 的发展,具 有消耗溶剂 量更小,提 取效率更高 的优点。常 用索氏提取 器或连续回 流装置。
三、根据物质的吸附性差别进行分离
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:硅胶、氧化铝、活性炭、 聚酰胺、大孔吸附树脂等。
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
冷提法提出的杂质少且对热不稳定的成 分较适宜,提取效率低;
而热提法的效率高,但对热不稳定的成 分不适宜,特别不适于挥发性成分和淀 粉、粘液质多的药材的提取。
亲水性有机溶剂-也就是一般所说 的与水能混溶的有机溶剂,如乙醇、 甲醇、丙酮等,其中以乙醇最为常 用,具有经济、安全、无毒;对细 胞的穿透能力强;大多数天然成分 都可溶解等优点,常称为万能溶剂。
2.微波辅助提取
微波穿透力更强,更加快速高效帮助有效成分的溶出和 释放。
3.酶法辅助提取
药材的细胞壁是由纤维素构成的,有效成分长包裹在细 胞壁内,酶法就是利用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶等破 坏植物细胞壁,以利有效成分的最大限度的溶出。
六、压榨法
有些药材的有效成分含量高,且存在于 植物的液汁中时,可将新鲜的原料直接 压榨,压出汁液,再进行提取。
寻找差异、利用差异 决定分离难易的关键:不在于成分多少, 而在于差异大小。
只要存在显著差异,从上千种成分中分离出某种成分也未必困难; 反之,如果差异微小,即便是两种成分的分离,也会相当棘手。