中药化学第二章
常见基团极性大小顺序如下: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。
OH
O
A
B
OCOCH3
C
常见中药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。
极性小的成分在极性小的溶剂中溶解度大。
二、操作技术
(一)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。
(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。
如:不同浓度乙醇能最大限度溶出的成分
20%~30%
生物碱盐、蒽醌及其苷
40%~50%
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。
(1)水: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。
(二)溶剂的选择
1、溶剂的分类 水:极性大,渗透力强,介电常数大; 亲水性溶剂:极性较大,介电常数较大, 常用的有甲醇、乙醇、丙酮;与水任何比 例互溶; 亲脂性溶剂:极性较小,介电常数小,常 用的有乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯、石油 醚。不溶或微溶于水。
2、极性大小
亲
水(H2O) 甲醇(MeOH )
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回流法 索氏提取法
补充企业知识:
浸提工艺: 浸提是指利用适当的溶剂和方法,将有效成分从原料 中提取出来的过程,通常也称为浸出过程。
在浸出过程中应根据临床治疗的需要,处方中有关药物 成分提取的工艺特性,拟制备的剂型,并结合生产的设 备条件等,选用合适的浸提工艺,将有效成分及辅助成 分尽可能地提取出来,而使无效成分及组织物尽量少混 入或不混入浸提物中。
此外,用于中药材提取的有机溶剂还有丙酮、 脂肪油、甘油、乙醚、氯仿等,由于价格或药理 作用,一般仅用于提纯有效成分。 浸提辅助剂:
酸、碱、甘油、表面活性剂。
如:藿香正气水
[处方] 藿香叶12 kg,紫苏叶 12kg, 大腹皮 12 kg,白芷 12 kgm,苍术 8kg, 陈皮 8 kg, 厚朴(姜炙)12 kg,甘草4 kg,生半夏8kg
回流提取装置图
5. 连续回流提取法
常用溶剂:有机溶剂。 仪器装置:连续回流提取装置 提取范围:不适于对热不稳定成分的提取。 提取优缺点:溶剂用量少,提取效率高。但
装置设备要求高。
操作过程: 将药材置于铝纸袋中,放入提取器内 装置 水浴加热回流提取适当时间 液。
连接 提取
冷凝管
加入适量溶剂(水或有机溶剂)
每次浸泡一日以上, 提取2-3 次使有效成分大部分浸出
倾取上清液,过滤
药液
提取范围: 适宜含淀粉、树胶等成分较多的药材以及含挥发性成 分,或遇热不稳定易分解或被破坏成分的提取。
提取优缺点:操作简便。 缺点:提取时间长、溶剂用量大,提取效率不高,
水为溶剂易发霉、变质,必要时加适量防腐剂。
工业生产中常用的溶剂:
⑴水 目前90%的中药提取用水作溶剂,水价廉易得,对中药材
具有较强穿透力,能将药材中生物碱类、有机酸盐类、苦 味质、苷、鞣质、蛋白质、树胶、糖、多糖类(果胶、黏 液质、菊糖、淀粉等)以及酶浸出,部分挥发油也能被水 浸出。 缺点: 由于浸提范围广,选择性差,会浸提出大量无效成分,使 浸提液难以过滤,给进一步分离带来麻烦。水提液一枚便 失效、不易储存。
的为限,不宜过多使用;乙醇具有挥发性、易燃性,在生产中应注意安全 防护。
(3)酒
饮用酒中的黄酒和白酒能溶解中药中的多种成分,是 良好的浸提溶剂。
黄酒含15%-20%乙醇以及醇类、酸类、酯类、矿物质 等,相对密度0.98。
白酒含40%-60%乙醇以及酸类、酯类、醛类等成分, 相对密度0.82-0.92,为无色透明液体,气味为特异醇 香而有较强的刺激性。
水溶解度(g/100g) 极性
己烷
1.88 0.007
弱
苯
2.29 0.06
乙醚
4.47
1.3
氯仿
5.20 0.1
乙酸乙酯 6.11
3.0
乙醇
26
甲醇
31.2
水
81.0
强
问题: 1、比水重的有? 2、不溶于水的有? 3、不溶于水极性最大的是? 4、与水互溶的有? 5、极性最大的有机溶剂是? 6、极性最小的有机溶剂是? 7、溶解范围最广的是? 8、是混合物的有? 9、不同浓度乙醇极性大小比较?
1. 浸渍法:
常用溶剂:水、乙醇 仪器装置:有盖的容器 操作过程:
将药材粗粉置容器中 加入适量的溶剂 常温或加热 (40~80 ℃)浸泡(浸泡时应将容器盖严,并经常搅拌振 摇),一般浸泡3—5日或按规定时间倾取上清液过滤得提 取液。(药材可重复浸泡2-3次)。
药材粗粉
置于有盖的容器中,
水 性 溶
乙醇(EtOH)
剂
丙酮(Me2CO)
正丁醇(n-BuOH)
亲
乙酸乙酯(EtOAc) 脂
乙醚(Et2O)
性 溶
氯仿(CHCl3 )
剂
苯(C6H6)
四氯化碳(CCl4)
正己烷≈石油醚(Pet.et)。
3、溶剂极性大小的实质:
介电常数不同,介电常数大的溶剂极性大,
介电常数小的溶剂极性小。
溶剂
ε
(2)乙醇
为仅次于水的常用提取溶剂。 乙醇能与水以任何比例混溶,而且中药中化学成分在乙醇中溶解度随乙醇
浓度变化。 一般乙醇含量80%以上时,适用于浸提挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等; 乙醇含量50%-70%时,适用于浸取生物碱、苷类等; 乙醇含量50%以下时,适用于浸提苦味质、蒽醌类化合物等。 乙醇又防腐作用,浸提液中有乙醇含量20%以上时不致霉坏变质。 缺点:有药理作用,价格较贵,故生产中已能浸出有效成分,满足浸提目
[剂型] 酊剂 [生产过程]
1、配料:按处方将上述药材炮制合格,称量配齐。各药单放。 2、粉碎:将白芷、苍术、陈皮、厚朴共轧为3号粗末,茯苓轧为1号粗末。 3、渗漉:取茯苓粗末用8倍量25%乙醇胺渗漉法提取,滤取药业静置。 4、煮提:取生半夏用水浸泡,每天换水一次,泡至透心时捞出至锅内,假如鲜
工业生产渗漉器示意图:
3. 煎煮法
常用溶剂:水 仪器装置:砂锅、铝锅等。 操作范围:
对含挥发性即遇热不稳定的成分的药材不宜用此法。 提取优缺点:
本法简便易行,提取效率比冷浸法高,但水溶性杂 质多,易发霉。
步骤:
将中药饮片或粗粉置适当容器中,加水浸过药面, 直火加热2~3次,每次煎煮的时间可根据药材量 而定。
提取液
渗漉法
(1)溶剂:水、乙醇 (2)仪器装置及操作:渗漉装置 (3)适于:成分易挥发或受热不稳定药材。
不适于: 无组织结构的药材:乳香、没药、儿茶等。
(4)特点: 溶剂用量大,提取时间长,但提取效率较浸渍法高。
操作: 药材粉碎→润湿→装筒→排气→浸渍→渗漉。
装筒时注意: ①先用脱脂棉垫底部防药粉泄漏 ②分次装筒,层层压平,约2/3容积 ③上部覆盖滤纸或纱布加重物压住防药粉浮冲 ④开活塞加溶剂至流出,排除筒内空气再关活 塞,加溶剂至高出药粉数cm
强心苷、鞣质
60%~70%
皂苷、黄酮苷
80%~95%
游离生物碱、挥发油
(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。
(二)溶剂提取过程
提取过程:指溶剂进入药材组织,溶解其中的化学成 分,并将其提出的过程。
提取器
虹吸管
提取器 电热套
冷凝管 烧瓶
回流法、连续回流法
(1)溶剂:有机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ剂 (2)装置: (3)适于:成分对热稳定
比较: 1)溶剂用量 回流法>连续回流法 2)提取时间:连续回流法>回流法 3)效率:连续回流法>回流法
三、影响因素
1、药材粉碎度: 粉碎是为了增加与溶剂的接触面积,提高提取效 率。具体粉碎度要根据药材质地、提取方法、提 取溶剂来决定,一般以过20目为宜。 过粗:减少与溶剂的接触面积,降低提取效率; 过细:表面吸附作用增强,影响扩散速度,并引
注意:煎煮中要不断搅拌。少量药材可用砂锅、 搪瓷器具,忌用铁锅或铁器。
工业上常用多功能提取罐:
多功能提取罐生产操作注意事项:
a、多功能提取罐开车前应全面检查电气线路及控制系统是否正
常,为避免出渣门开启时自重而产生的冲力使活塞杆受损, 控制箱中针形阀开度必须合适,应使出渣门缓缓平稳打开。 b、当设备带压操作或压力没有恢复常压之前,严禁开启投料们 及出渣门。当关闭加料门时,必须是定位销进入沟槽内。罐 内加料加液后必须检查出渣门保险气缸是否处于锁定保险状态。 c、使用乙醇提取时,要采用真空操作,或经冷却器后流入提取 罐内,不能采用水泵强制循环。 d、通蒸汽进入夹套时,缓慢开启蒸汽阀门,蒸汽压力不能超过 2.0 Mpa,安装时必须设有减压阀、安全阀、压力表。