第一章总论绪论提取分离.pptx

第一章总论绪论提取分离第三章第三章 提取分离方法提取分离方法一、概述一、概述一、概述一、概述 (一一)中草药化学成分得构成特点中草药化学成分得构成特点 (二二二二)提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研二、中草药有效成分得提取二、中草药有效成分得提取二、中草药有效成分得提取二、中草药有效成分得提取 (一一一一)常用提取方法常用提取方法常用提取方法常用提取方法 (二二二二)溶剂提取法溶剂提取法溶剂提取法溶剂提取法三、中草药有效成分得分离与精制三、中草药有效成分得分离与精制三、中草药有效成分得分离与精制三、中草药有效成分得分离与精制 (一一一一)根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离 (二二二二)根据物质分配系数差异进行分离根据物质分配系数差异进行分离根据物质分配系数差异进行分离根据物质分配系数差异进行分离 (三三三三)根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离 (四四四四)根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离 (五五五五)根据物质解离程度差异进行分离根据物质解离程度差异进行分离根据物质解离程度差异进行分离根据物质解离程度差异进行分离四、提取与分离中草药有效成分得注意点四、提取与分离中草药有效成分得注意点四、提取与分离中草药有效成分得注意点四、提取与分离中草药有效成分得注意点 (一一一一)光照得影响光照得影响光照得影响光照得影响 (二二)酸碱得影响酸碱得影响 (三三)温度得影响温度得影响 (四四)溶剂得影响溶剂得影响 (五五)层析得影响层析得影响2024/5/1 周三2一、概一、概 述述(一一)中草药化学成分得构成特点中草药化学成分得构成特点 1、同种植物含有多种结构类型得化学成分同种植物含有多种结构类型得化学成分苦参苦参苦参苦参2、总成分含量少而种类多总成分含量少而种类多长春花长春花长春花长春花黄酮类黄酮类黄酮类黄酮类生物碱生物碱生物碱生物碱贝母贝母贝母贝母生物碱生物碱生物碱生物碱萜萜萜萜 类类类类甾醇类甾醇类甾醇类甾醇类3、有效成分含量低有效成分含量低总生物碱含量总生物碱含量总生物碱含量总生物碱含量 1/1/千千千千分离生物碱单体分离生物碱单体分离生物碱单体分离生物碱单体 6868种种种种长春碱长春碱长春碱长春碱 3/3/万万万万长春新碱长春新碱长春新碱长春新碱 3/3/百万百万百万百万美登碱美登碱美登碱美登碱 2/2/千万千万千万千万人参人参人参人参三萜苷三萜苷三萜苷三萜苷黄酮类黄酮类黄酮类黄酮类多糖类多糖类多糖类多糖类2024/5/1 周三3 相关概念相关概念 (1)一一次次代代谢谢产产物物:也也叫叫营营养养成成分分。指指存存在在于于生生物物体体中中得得主主要起营养作用得成分类型要起营养作用得成分类型;如糖类、蛋白质、脂肪等。如糖类、蛋白质、脂肪等。(2)二次代谢产物二次代谢产物:也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成得物质所生成得物质,次生成分就是植物来源中药得主要有效次生成分就是植物来源中药得主要有效成分。成分。(3)单体单体:即化合物即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定得化学结构式得化学物质数和确定得化学结构式得化学物质。(4)有有效效成成分分:具具有有生生物物活活性性且且能能起起到到防防治治疾疾病病作作用用得得化化学学成分。成分。(5)无效成分无效成分:没有生物活性和防病治病作用得化学成分。没有生物活性和防病治病作用得化学成分。2024/5/1 周三4(6)有效部位有效部位:在中药化学中在中药化学中,常将含有一种主要常将含有一种主要有效成分或一组结构相近得有效成分得提取分有效成分或一组结构相近得有效成分得提取分离部分离部分,称为有效部位。如人参总皂苷、苦参称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。总生物碱、银杏总黄酮等。(7)有效部位群有效部位群:含有两类或两类以上有效部位得含有两类或两类以上有效部位得中药提取或分离部分。中药提取或分离部分。2024/5/1 周三5一、概一、概 述述(二二二二)提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研提取分离前得文献调研 1、立题着眼点立题着眼点 1)为什么要立题为什么要立题 2)怎样做怎样做 2、了解前人得研究工作了解前人得研究工作 1)做过研究没有做过研究没有?2)研究得深度和广度研究得深度和广度 3、原植物得鉴定原植物得鉴定 1)原植物得拉丁学名原植物得拉丁学名 2)采集地点和时间采集地点和时间 3)药及部位药及部位 4)民间药用情况民间药用情况2024/5/1 周三6二、中草药有效成分得提取二、中草药有效成分得提取(一一)常用提取方法常用提取方法 溶剂法、蒸馏法、升华法、压榨法溶剂法、蒸馏法、升华法、压榨法压榨法压榨法溶剂法溶剂法蒸馏法蒸馏法原理原理:与水蒸气产生共沸点与水蒸气产生共沸点范围范围:挥发油挥发油升华法升华法原理原理:相似者相溶相似者相溶范围范围:所有化学成分所有化学成分原理原理:遇热挥发遇热挥发,遇冷凝固遇冷凝固范围范围:游离蒽醌游离蒽醌原理原理:机械挤压机械挤压范围范围:新鲜药材、种籽植物油新鲜药材、种籽植物油2024/5/1 周三7溶剂提取法溶剂提取法溶溶溶溶 剂剂剂剂溶点溶点介电常数介电常数(20 oC)溶解度溶解度溶剂溶剂/水水%水水/溶剂溶剂%石石石石 油油油油 醚醚醚醚环环环环 己己己己 烷烷烷烷30-12080、71、892、02苯苯苯苯乙乙乙乙 醚醚醚醚氯氯氯氯 仿仿仿仿醋酸乙酯醋酸乙酯醋酸乙酯醋酸乙酯正正正正 丁丁丁丁 醇醇醇醇 80 35 61 77 1182、294、344、816、02 17、8 0、175 6、04 0、815 6、07 7、45 0、0631、4650、072 2、98 20、5丙丙丙丙 酮酮酮酮乙乙乙乙 醇醇醇醇甲甲甲甲 醇醇醇醇水水水水 56 78 65 100 20、7 24、3 32、6 80、4任意混合任意混合任意混合任意混合石油醚石油醚石油醚石油醚 环己烷环己烷环己烷环己烷 苯苯苯苯 氯仿氯仿氯仿氯仿 乙醚乙醚乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮丙酮丙酮 乙醇乙醇乙醇乙醇 甲醇甲醇甲醇甲醇 水水水水1 1、常用溶剂得性质常用溶剂得性质常用溶剂得性质常用溶剂得性质2024/5/1 周三89大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流提取溶剂提取溶剂 性能特点性能特点 适宜提取成分适宜提取成分 提取方法提取方法强极性溶剂强极性溶剂 溶解范围广溶解范围广 生物碱盐生物碱盐 穿透能力强穿透能力强 苷类苷类 水水 易得、安全易得、安全 糅质糅质 煎煮法煎煮法 糖类糖类 渗漉法渗漉法 有些脂溶性成分溶解不完全有些脂溶性成分溶解不完全 氨基酸氨基酸 有些苷类成分得酶解有些苷类成分得酶解 蛋白质蛋白质 水提液易发霉、变质水提液易发霉、变质 水溶性杂质多水溶性杂质多,过滤困难过滤困难 沸点高沸点高,浓缩困难浓缩困难1 1、常用溶剂得性质常用溶剂得性质常用溶剂得性质常用溶剂得性质2024/5/1 周三10 亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂(和水可任意混溶和水可任意混溶)除去多糖、除去多糖、溶解范围广溶解范围广(不同浓度乙醇不同浓度乙醇)蛋白质外蛋白质外 渗滤法渗滤法(稀醇稀醇)水溶性杂质溶出少水溶性杂质溶出少 得大多数得大多数 浸渍法浸渍法 乙醇乙醇 可抑制酶得活性可抑制酶得活性 化学成分化学成分 回流法回流法 提取液不易发霉、变质提取液不易发霉、变质 均可均可 连续回流法连续回流法 大部分可回收利用大部分可回收利用 但有挥发性、易燃烧但有挥发性、易燃烧甲醇甲醇 溶解特点与乙醇相似溶解特点与乙醇相似,但有毒但有毒丙酮丙酮 溶解性能同乙醇溶解性能同乙醇,但沸点低、易挥发但沸点低、易挥发,作为提取溶剂不常用作为提取溶剂不常用;但对色素溶解性能好但对色素溶解性能好,在分离、精制时常用。在分离、精制时常用。2024/5/1 周三11亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂 对化合物溶解选择性较强对化合物溶解选择性较强,水溶性杂质少、易纯化水溶性杂质少、易纯化,游离生物碱游离生物碱 回流法回流法挥发性大、易燃烧、有毒挥发性大、易燃烧、有毒,苷元苷元 连续回流法连续回流法价格昂贵价格昂贵,对提取设备要求高对提取设备要求高,某些苷类某些苷类穿透力较弱穿透力较弱,提取时间长提取时间长,作为提取溶剂不常用。作为提取溶剂不常用。乙醚乙醚 bp、35,极易燃极易燃氯仿氯仿 bp、61、d 1、480,不易燃不易燃,毒性大毒性大 对生物碱溶解性好对生物碱溶解性好苯苯 bp、80、1,毒性大毒性大石油醚石油醚 沸程沸程 3060、6090、90120 脱脂、脱色常用脱脂、脱色常用 于甲醇、乙醇不能任意混溶于甲醇、乙醇不能任意混溶 2024/5/1 周三12植物成分极性强弱植物成分极性强弱植物成分结构类型植物成分结构类型适于提取溶剂适于提取溶剂亲脂性强亲脂性强叶绿素、脂肪油、挥发油叶绿素、脂肪油、挥发油石油醚石油醚亲脂性较强亲脂性较强游离生物碱、苷元、甾类、萜游离生物碱、苷元、甾类、萜类、某些有机酸类、某些有机酸乙醚、氯仿乙醚、氯仿中等中等极性极性中偏小中偏小某些苷类某些苷类(如强心苷等如强心苷等)氯仿氯仿-乙醚乙醚(2:1)中中 等等某些苷类某些苷类(如黄酮苷类如黄酮苷类)乙酸乙酯乙酸乙酯中偏大中偏大某些苷类某些苷类(如蒽醌苷、皂苷等如蒽醌苷、皂苷等)正丁醇正丁醇亲水性较强亲水性较强极性大得苷、糖类、氨基酸等极性大得苷、糖类、氨基酸等丙酮、乙醇、甲醇丙酮、乙醇、甲醇亲水性强亲水性强蛋白质、粘液汁、糖类、氨基蛋白质、粘液汁、糖类、氨基酸、无机盐、苷类酸、无机盐、苷类水水溶剂提取法溶剂提取法2 2、天然药物各类成分得极性与提取溶剂得关系天然药物各类成分得极性与提取溶剂得关系天然药物各类成分得极性与提取溶剂得关系天然药物各类成分得极性与提取溶剂得关系 2024/5/1 周三133 3、选择溶剂注意点选择溶剂注意点 1)对有效成分溶解度大对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小对杂质溶解度小 2)不与化学成分起化学变化不与化学成分起化学变化 3)经济、易得、使用安全经济、易得、使用安全4 4、常见溶剂提取工艺常见溶剂提取工艺 1)浸渍法浸渍法 2)渗滤法渗滤法 3)煎煮法煎煮法 4)热回流提取法热回流提取法影响提取效率影响提取效率得得 因因 素素 1)原料粉碎度原料粉碎度 2)提取时间提取时间 3)提取温度提取温度 4)设备条件设备条件溶剂提取法溶剂提取法2024/5/1 周三14(一一一一)根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离 1、原理原理:相似者相溶相似者相溶 2、方法方法:1)重结晶法重结晶法 利用温度差异对样品溶解度得不同达到分离利用温度差异对样品溶解度得不同达到分离 2)混合溶剂法混合溶剂法 H2O-EtOH、EtOH H2O、EtOH-Et2O 粗组份粗组份 少量易溶样品溶剂少量易溶样品溶剂样品溶液样品溶液 滴加难溶样品溶剂滴加难溶样品溶剂放置放置结晶结晶 3)pH调整法调整法4)沉淀法沉淀法样品样品 酸水液酸水液无机酸盐无机酸盐H2OH2S有机酸盐有机酸盐重金属硫化物重金属硫化物有机酸有机酸有机溶剂萃取有机溶剂萃取有机溶剂萃取有机溶剂萃取生物碱生物碱三、中草药有效成分得分离与精制三、中草药有效成分得分离与精制2024/5/1 周三15(二二二二)根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离 1、原理原理:利用物质在两种互不相溶得溶剂中得分配系数得利用物质在两种互不相溶得溶剂中得分配系数得不不 同达到分离同达到分离 2)分离因子分离因子(b b值值)与分离难易得关系与分离难易得关系K=CU/CLb b=KA/KBK值与萃取次数成反比值与萃取次数成反比,即即K值越大值越大,萃取次数越少萃取次数越少,反之越多反之越多b b值越大值越大,越易分离越易分离;b 1b 1时时,无法分离无法分离1)分配系数分配系数(K值值)与萃取次数得关系与萃取次数得关系两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法2024/5/1 周三16B、Ka 与与 pKa 表示酸碱性化合物酸碱性强弱表示酸碱性化合物酸碱性强弱,而而 pH 值变化则可改变值变化则可改变化合得存在状态。化合得存在状态。3)酸碱度酸碱度(pH值值)对分配比得影响对分配比得影响A A、游离型与解离型游离型与解离型 1、原理原理:物质物质 因素因素KapKapH 12亲脂溶剂亲脂溶剂亲水溶剂亲水溶剂酸性物质酸性物质越大越大越小越小游离型游离型解离型解离型游离型化游离型化合物分配合物分配比大比大解离型化解离型化合物分配合物分配比大比大碱性物质碱性物质越小越小越大越大解离型解离型游离型游离型(二二二二)根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离根据物质分配系数得不同进行分离液液-液萃取法操作注意事项液萃取法操作注意事项2024/5/1 周三17分配色谱法分配色谱法液液-液萃取与纸色谱液萃取与纸色谱以滤纸作为支持体以滤纸作为支持体,依靠样品在两相间得分配系数不同而达依靠样品在两相间得分配系数不同而达到分离目得。到分离目得。液液-液分配柱色谱液分配柱色谱类类 型型 固定相固定相 流动相流动相 应应 用用正相色谱正相色谱 水水 BAW系统系统 极性、中极性物质分离极性、中极性物质分离(以以PPC为例为例)反相色谱反相色谱 ODS 甲醇甲醇-水、乙腈水、乙腈-水水 最广泛最广泛,非极性、中极性非极性、中极性 各类物质得分离各类物质得分离2024/5/1 周三18(三三)根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离1、吸附层析得种吸附层析得种类类 2、物理吸附物理吸附 1)基本规律基本规律:“相似者易于吸附相似者易于吸附”2)基本特点基本特点:无选择性、可逆吸附、快速无选择性、可逆吸附、快速 3)基本原理基本原理:吸附与解吸附得往复循环吸附与解吸附得往复循环 4)三要素三要素 吸附剂吸附剂、溶质、溶质(被分离物被分离物)、溶剂、溶剂物物 理理 吸吸 附附半化学吸附半化学吸附化化 学学 吸吸 附附 固固液吸附液吸附 吸附吸附再吸附再吸附解吸解吸再解吸再解吸直至分离直至分离吸附剂吸附剂溶溶 质质溶溶 剂剂强强弱弱强强强强中中弱弱弱弱中中中中极性吸附剂极性吸附剂 吸附剂得吸附力一定时吸附剂得吸附力一定时,溶质极性溶质极性越强越强,洗脱剂得极性也应越强。洗脱剂得极性也应越强。非极性吸附剂非极性吸附剂 吸附剂得吸附力一定时吸附剂得吸附力一定时,溶质极性溶质极性越强越强,洗脱剂得极性越弱。洗脱剂得极性越弱。2024/5/1 周三192、物理吸附物理吸附 5)极性强弱得判断极性强弱得判断(与功能基得种类、数目多少和排列方式有关与功能基得种类、数目多少和排列方式有关)(1)亲水性基团与极性成正比亲水性基团与极性成正比,亲脂性基团与极性成反比亲脂性基团与极性成反比;(2)游离型化合物极性弱、具亲脂性游离型化合物极性弱、具亲脂性,解离型化合物极性强、具亲水性解离型化合物极性强、具亲水性;6)溶剂得极性溶剂得极性依据介电常数来决定依据介电常数来决定(三三)根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离2024/5/1 周三20 官能团得极性强弱官能团得极性强弱2024/5/1 周三21 化合物得极性化合物得极性v化合物得极性则由分子中所含官能团得种类、数目及排列化合物得极性则由分子中所含官能团得种类、数目及排列方式等综合因素所决定。方式等综合因素所决定。v极性基团得数目愈多极性基团得数目愈多,化合物得极性越大化合物得极性越大,被吸附得性能就被吸附得性能就会更大些会更大些,在同系物中碳原子数目少些在同系物中碳原子数目少些,被吸附也会强些。被吸附也会强些。总之总之,只要两个成分在结构上存在差别只要两个成分在结构上存在差别,就有可能分离就有可能分离,关关键在于条件得选择。键在于条件得选择。2024/5/1 周三223、半化学吸附半化学吸附 1)基本特点基本特点:介于物理吸附和化学吸附之间介于物理吸附和化学吸附之间 2)基本原理基本原理:以氢键得形式产生吸附以氢键得形式产生吸附1)4、化学吸附化学吸附基本特点基本特点:有选择性、不可逆吸附有选择性、不可逆吸附 2)基本原理基本原理:产生化学反应产生化学反应 (1)酸性物质与酸性物质与Al2O3发生化学反应发生化学反应 (2)碱性物质与硅胶发生化学反应碱性物质与硅胶发生化学反应 (3)Al2O3容易发生结构得异构化容易发生结构得异构化 3)应尽量避免应尽量避免2024/5/1 周三23吸附色谱吸附色谱 吸附剂吸附剂 分离原理分离原理 吸附规律吸附规律 应应 用用 硅胶硅胶 吸附原理吸附原理 弱酸性、极性吸附剂弱酸性、极性吸附剂 广泛广泛(酸、碱及酸、碱及 化合物极性越大、化合物极性越大、中性成分均可中性成分均可)吸附能力强吸附能力强(难洗脱难洗脱)溶剂极性越小溶剂极性越小,吸附力越强吸附力越强 氧化铝氧化铝 吸附原理吸附原理 碱性、极性吸附剂碱性、极性吸附剂 碱性、中性成分碱性、中性成分 吸附规律同上吸附规律同上 (酸性成分与铝络合酸性成分与铝络合)活性炭活性炭 吸附原理吸附原理 非极性吸附剂非极性吸附剂 从稀水溶液中富集微量物质从稀水溶液中富集微量物质 吸附规律与上相反吸附规律与上相反 脱色脱色(脂溶性色素脂溶性色素)2024/5/1 周三24原理原理:氢键吸附及氢键吸附及“双重色谱双重色谱”聚酰胺柱层析聚酰胺柱层析:吸附色谱吸附色谱聚酰胺吸附层析聚酰胺吸附层析-洗脱剂得洗脱力由小到大为洗脱剂得洗脱力由小到大为:水水 甲醇甲醇 丙酮丙酮 NaOH液液 甲酰胺甲酰胺 尿素水液尿素水液2024/5/1 周三25(四四)根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离1、基本原理基本原理 利用分子筛得原理分离物质利用分子筛得原理分离物质 2、应用应用 类类 型型 原原 理理 溶胀溶剂溶胀溶剂 应应 用用 葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶 分子筛分子筛(大大小小)水水 多糖、多肽、多糖、多肽、Sephadex G)蛋白质分离蛋白质分离 羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶 分子筛分子筛(糖苷糖苷)水、极性有机溶剂水、极性有机溶剂 适于不同类型适于不同类型(SephadexLH-20)吸附原理吸附原理(苷元苷元)或二者得混合溶剂或二者得混合溶剂 化合物分离化合物分离凝胶色谱凝胶色谱2024/5/1 周三26(五五)根据物质解离程度差异进行分离根据物质解离程度差异进行分离1、基本原理基本原理 利用酸、碱化合物在解离状态时与阴、阳离子树脂产生离子交换得原理利用酸、碱化合物在解离状态时与阴、阳离子树脂产生离子交换得原理达到分离得方法。达到分离得方法。2、应用应用 树脂类型树脂类型 原原 理理 应应 用用阳离子交换树脂阳离子交换树脂 离子交换离子交换 从酸水溶液中吸附碱性成分从酸水溶液中吸附碱性成分(生物碱生物碱)强酸性强酸性(R-SO3-H+)(阳离子阳离子)(除去酸性、中性成分除去酸性、中性成分)弱酸性弱酸性(-COO-H+)阴离子交换树脂阴离子交换树脂 离子交换离子交换 从碱水溶液中吸附酸性成分从碱水溶液中吸附酸性成分(有机酸有机酸)强碱性强碱性(RN+(CH3)3CI-)(阴离子阴离子)(除去碱性、中性成分除去碱性、中性成分)弱碱性弱碱性(伯、仲、叔胺伯、仲、叔胺)离子交换吸附树脂离子交换吸附树脂2024/5/1 周三27常用色谱法小结常用色谱法小结分配层析分配层析吸附层析吸附层析排阻层析排阻层析离子交换层析离子交换层析 原原 理理分配系数差异分配系数差异极性差异极性差异分子大小差异分子大小差异解离度差异解离度差异要要素素溶溶 质质溶解度溶解度极性极性分子量分子量酸碱性酸碱性溶溶 剂剂固定相固定相/流动相流动相(互不相溶得液互不相溶得液体体;恒定不变恒定不变)依溶质和吸附依溶质和吸附剂极性而变剂极性而变;可变可变,由小到大由小到大恒定恒定(洗脱剂洗脱剂)恒定恒定(氨基酸氨基酸pH可变可变)(流动流动/交换交换)载载 体体吸附吸附剂剂(活性活性)*化学吸附化学吸附固定固定相相(阴、阳树脂阴、阳树脂)相关因素相关因素K值、值、b b因子因子pH值值极性极性(活性活性)氢键氢键(聚酰胺聚酰胺)交联度交联度(分子大小分子大小)交联度交联度(交换当量交换当量)应应 用用CC、TLC、PC、HPLCCC、TLCHPLCCCCC2024/5/1 周三28