天然产物化学提取分离专题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

天然药品提取分离从试验室研究到工业化生产第1页基本内容基本内容 一、调查研究一、调查研究 二、选择提取方法二、选择提取方法 三、惯用溶剂三、惯用溶剂 四、工业惯用提取方法四、工业惯用提取方法 五、工业惯用精制方法五、工业惯用精制方法 六、柱分离过程六、柱分离过程 七、重结晶七、重结晶 八、纯度和结构判定八、纯度和结构判定 九、小试中试应注意其它问题九、小试中试应注意其它问题第2页调查研究市场价位提取原料（种类、分布、储量、价格等）原料各部位目标化合物含量原料中其它有价值化合物及其含量简单经济核实，确定目标化合物提取分离预期附加值第3页例1 紫杉醇（红豆杉）是近年来研究和开发一个含有独特作用机理新型抗肿瘤是近年来研究和开发一个含有独特作用机理新型抗肿瘤药品，美国药品，美国1972年首次分离，年首次分离，1992年上市，我国年上市，我国1995年上市；年上市；紫杉醇紫杉醇paclitaxel，商品名，商品名Taxol，泰素；，泰素；是从红豆杉属是从红豆杉属(Taxus)分离得到；分离得到；存在于树皮和树叶中，树皮中含量存在于树皮和树叶中，树皮中含量0.030.06，树叶，树叶中含量中含量0.010.03；国内市场含量国内市场含量99紫杉醇原料药价格紫杉醇原料药价格1600元人民币元人民币/克，克，90以上出口美国；以上出口美国；我国生产临床制剂仅海口制药厂和中国医学科学院药品我国生产临床制剂仅海口制药厂和中国医学科学院药品研究所两家；研究所两家；红豆杉属于国家一类保护植物，当前开发和生产受到限红豆杉属于国家一类保护植物，当前开发和生产受到限制。制。第4页红豆杉世界红豆杉世界23种种1变种，我国变种，我国4种种1变种：变种：东北红豆杉东北红豆杉Taxus cuspidata Sieb et Zucc.云南红豆杉云南红豆杉T.yunnanensis Cheng et L.K.Fu 南方红豆杉南方红豆杉T.chinenisis var mairei Cheng et L.K.Fu 中国红豆杉中国红豆杉T.chinenisis Rehd 西藏红豆杉西藏红豆杉T.wallichiana Zucc.基本形态为常绿乔木，人工栽培有灌木。曼地亚红豆基本形态为常绿乔木，人工栽培有灌木。曼地亚红豆杉、是二十世纪末引种我国杂交品种。其母本是东北杉、是二十世纪末引种我国杂交品种。其母本是东北红豆杉（红豆杉（T.CUSPIDATA）.父本是欧洲红豆杉父本是欧洲红豆杉（.T.BACCDFA）.曼地亚红豆杉多为灌木型，紫杉醇曼地亚红豆杉多为灌木型，紫杉醇含量较高含量较高.从全球范围看，即使红豆杉在美国、加拿大、法国、从全球范围看，即使红豆杉在美国、加拿大、法国、印度、缅甸及中国都有分布，但亚洲红豆杉储量最多。印度、缅甸及中国都有分布，但亚洲红豆杉储量最多。其中中国红豆杉储量是全球储量二分之一以上其中中国红豆杉储量是全球储量二分之一以上.第5页资源：资源：东北红豆杉：长白山、黑龙江张广才岭、老爷东北红豆杉：长白山、黑龙江张广才岭、老爷岭，小兴安岭南部。岭，小兴安岭南部。云南红豆杉：滇西北，高黎贡山西坡，怒江、云南红豆杉：滇西北，高黎贡山西坡，怒江、澜沧江、金沙江上游。澜沧江、金沙江上游。南方红豆杉和中国红豆杉：滇东北、滇东南，南方红豆杉和中国红豆杉：滇东北、滇东南，四川大雪山、大巴山、邛崃山、秦岭、甘肃南四川大雪山、大巴山、邛崃山、秦岭、甘肃南部，黔西，鄂西，湖南、广西，河南等。部，黔西，鄂西，湖南、广西，河南等。西藏红豆杉：滇西北，西藏南部，喜马拉雅山西藏红豆杉：滇西北，西藏南部，喜马拉雅山东段，喜马拉雅大峡谷。东段，喜马拉雅大峡谷。第6页第7页野生红豆杉第8页东北红豆杉（苇河栽培）第9页第10页简单核实原料Taxol含量以0.03计，提取收率按50计：1吨原料含Taxol300g，可分离得到150g；150g元/g30万元1吨原料成本20元/kg1000kg2万元有机溶剂预期4万元30万元2万元4万元24万元利润空间大设计提取工艺关键在于怎样到达目标含量（99）能否工业化关键在于资源占有量第11页例2 茶多酚第12页第13页1、茶多酚（EGCG50）目标化合物茶多酚（EGCG含量50）市场价格300元/kg资源丰富。产地成熟茶树叶2元/kg其它潜在利用化合物咖啡因、茶多糖、叶绿素等叶片中EGCG含量约7%1吨茶叶原料含EGCG70kg，折算成50EGCG产品140kg，提取收率以80计140kg80300元/kg33600元1吨茶叶原料元33600元元31600元假如有机溶剂按预期4万元，亏损！利润空间小，使用有机溶剂要注意成本第14页2、98EGCG98EGCG市场价格240元/g1吨茶叶原料含EGCG70kg，提取分离收率按50计70kg50240元/g840万元预期有机溶剂4万元840万元0.2万元4万元835.8万元利润空间巨大设计提取工艺关键在于怎样到达目标含量（98）能否工业化关键也在于能否到达含量要求。第15页例3 白藜芦醇第16页白藜芦醇存在白藜芦醇存在当前最少已经在当前最少已经在21个科、个科、31个属个属72种植物中种植物中发觉其存在。发觉其存在。如虎杖、决明、桑子、葡萄、花生、藜芦、如虎杖、决明、桑子、葡萄、花生、藜芦、酸模、松科等。酸模、松科等。其中虎杖中含量最为丰富，约为其中虎杖中含量最为丰富，约为0.2。有文件报道花生根、茎中存在白藜芦醇，有有文件报道花生根、茎中存在白藜芦醇，有些人测定新疆产花生根茎含些人测定新疆产花生根茎含0.05。第17页虎虎 杖杖又名斑根紫金龙，活血龙、阴阳莲、土大又名斑根紫金龙，活血龙、阴阳莲、土大黄、土黄芪、土黄连、蛇总管等。黄、土黄芪、土黄连、蛇总管等。拉丁名：拉丁名：Polygonum cuspidatum Sieb.et Zucc.英文名：英文名：Giant Knotweed Rhizome日文名：日文名：第18页虎杖生境分布虎杖生境分布生于湿润而深厚土壤，常见于山谷、河旁溪生于湿润而深厚土壤，常见于山谷、河旁溪边、灌丛边、林下阴湿处及田野路旁，成片边、灌丛边、林下阴湿处及田野路旁，成片生长。生长。主产：江苏、浙江、安徽、四川，贵州、广主产：江苏、浙江、安徽、四川，贵州、广东、广西。东、广西。其它产地：河南、河北、山东、福建、台湾、其它产地：河南、河北、山东、福建、台湾、湖南、湖北、云南等地。湖南、湖北、云南等地。第19页以虎杖为主要提取原料理由价格廉价。虎杖属滞销中药材，产地价格价格廉价。虎杖属滞销中药材，产地价格为每千克为每千克0.81.5元，货源充分；元，货源充分；含量高。为葡萄皮含量高。为葡萄皮20倍以上；倍以上；尚含有可转变为白藜芦醇白藜芦醇苷，含尚含有可转变为白藜芦醇白藜芦醇苷，含量更高，为量更高，为1.5左右。左右。第20页虎杖中可利用成份第21页第22页第23页第24页虎杖提取白藜芦醇简单成本核实虎杖提取白藜芦醇简单成本核实哈尔滨三棵树中药材市场批发价格哈尔滨三棵树中药材市场批发价格3500350040004000元元/吨，吨，产地价格为产地价格为80080015001500元元/吨。吨。原料价格按元原料价格按元/吨计。吨计。国际市场白藜芦醇价格国际市场白藜芦醇价格4000400045004500美元美元/千克。千克。国内市场白藜芦醇价格国内市场白藜芦醇价格25000250003000030000元人民币元人民币/千克。千克。白藜芦醇价格按白藜芦醇价格按2500025000元元/kg/kg计。计。虎杖白藜芦醇平均含量约虎杖白藜芦醇平均含量约0.20.2。提取收率按提取收率按5050计计1 1吨原料可提取白藜芦醇：吨原料可提取白藜芦醇：1000kg0.21000kg0.250501kg1kg1kg250001kg25000元元/kg/kg元元2300023000元元白藜芦醇苷含量白藜芦醇苷含量2 2，可水解转化成白藜芦醇，转化率，可水解转化成白藜芦醇，转化率9090，1 1吨虎杖中白藜芦醇苷可转换白藜芦醇：吨虎杖中白藜芦醇苷可转换白藜芦醇：1000kg21000kg2909050509kg250009kg25000元元/kg=22.5/kg=22.5万万元元第25页文件检索国内相关杂志文件国内相关专利文件国外相关专利文件国外相关杂志文件怀疑态度看文件钻空想法读专利第26页依据目标化合物理化性质选择提取方法1、挥发性成份水蒸气蒸馏法（迷迭香油）、挥发性成份水蒸气蒸馏法（迷迭香油）2、酸性成份碱水提取法（酚类、黄酮）、酸性成份碱水提取法（酚类、黄酮）3、碱性成份酸水提取法、碱性成份酸水提取法4、极性成份水提取法、极性成份水提取法5、弱极性成份、弱极性成份80以上乙醇提取以上乙醇提取 低极性有机溶剂提取（石油醚、低极性有机溶剂提取（石油醚、环己烷等）环己烷等）6、中等极性成份水提取法、中等极性成份水提取法 各种浓度乙醇提取法各种浓度乙醇提取法第27页提取条件选择1、固液比（料液比、液比）、固液比（料液比、液比）定义：每克绝干原料：溶剂毫升定义：每克绝干原料：溶剂毫升 *测定原料含水率测定原料含水率 普通而言：普通而言：种子、根、木质部液比种子、根、木质部液比1：51：10；茎、叶、皮茎、叶、皮 1：81：15 液比越大收率越高，但不主张无限增大液液比越大收率越高，但不主张无限增大液 比，因溶剂回收负荷大。比，因溶剂回收负荷大。第28页第29页2、温度、温度 对大多数物质而言，升温增加分子运动迁移速度，有利对大多数物质而言，升温增加分子运动迁移速度，有利于目标化合物从原料中溶解出来，升温有利。于目标化合物从原料中溶解出来，升温有利。*许多天然药品高温分解许多天然药品高温分解 高温工业能耗高高温工业能耗高 普通而言普通而言7080很好很好 苷类和酯键连接化合物，注意植物体内酶影响。苷类和酯键连接化合物，注意植物体内酶影响。“植物体中存在什么样苷，也存在降解这种苷酶植物体中存在什么样苷，也存在降解这种苷酶”提取苷类应先杀酶，再提取提取苷类应先杀酶，再提取 提取苷元提取苷元353555 55 保温，酶解苷类保温，酶解苷类第30页3、浓度 对与水互溶溶剂而言，应尽可能防止使用对与水互溶溶剂而言，应尽可能防止使用85以上浓度（如无水乙醇、以上浓度（如无水乙醇、95乙醇）；乙醇）；对与水不互溶溶剂而言，应尽可能防止使对与水不互溶溶剂而言，应尽可能防止使用三元溶剂系统；用三元溶剂系统；二元溶剂系统重复使用时应重新确定溶剂二元溶剂系统重复使用时应重新确定溶剂百分比；百分比；二元系统百分比确定：二元系统百分比确定：折光率测定法折光率测定法 薄层层析法薄层层析法第31页4、提取次数、提取次数次数收率含量收率含量11550.150.05 m12104.50.10.045 m23540.050.04 m34240.020.04 m4小试测定每次提取收率和含量。收率第32页普通计算结果在普通计算结果在85左右左右提取次数可确定为实际提提取次数可确定为实际提取次数；取次数；本例工业上可提取本例工业上可提取3次，次，合并前合并前2次提取液进入下次提取液进入下一工序，第一工序，第3次提取液作次提取液作为下一循环第一次提取溶为下一循环第一次提取溶剂套用。剂套用。但要依据原料资源情况但要依据原料资源情况（如红豆杉，资源紧缺）（如红豆杉，资源紧缺）计算数值在计算数值在95左右很好。左右很好。第33页5、试验设计法、试验设计法均匀设计法正交设计法单原因试验法第34页惯用溶剂非极性弱极性溶剂非极性弱极性溶剂石油醚石油醚：低碳烷烃混合物，市售：低碳烷烃混合物，市售3种类型（按沸程种类型（按沸程3060、60609090、9090120120），无毒、易燃，），无毒、易燃，重复使用后性质略有改变。重复使用后性质略有改变。乙醚乙醚：弱极性，低沸点，易爆，普通不用作工业生：弱极性，低沸点，易爆，普通不用作工业生产。产。苯苯：非极性，致癌物质，慎重使用。：非极性，致癌物质，慎重使用。正己烷正己烷：与石油醚性质似，工业价格贵，不用作工：与石油醚性质似，工业价格贵，不用作工业生产。业生产。环己烷环己烷：无毒，适用工业生产。：无毒，适用工业生产。第35页含氯溶剂含氯溶剂三氯甲烷（氯仿）三氯甲烷（氯仿）：中等毒性，强麻醉性：中等毒性，强麻醉性，许多，许多国家限制使用，对生物碱类溶解度好，推荐使用国家限制使用，对生物碱类溶解度好，推荐使用其它溶剂替换。其它溶剂替换。二氯甲烷二氯甲烷：低毒，麻醉性强：低毒，麻醉性强，沸点低，使用成本，沸点低，使用成本高。高。1，2二氯乙烷二氯乙烷：低毒性、致癌，沸点：低毒性、致癌，沸点831 1，1 1二氯乙烷二氯乙烷：低毒、局部刺激性低毒、局部刺激性，沸点，沸点57。1，1，1-三氯乙烷三氯乙烷：低毒类溶剂：低毒类溶剂，沸点，沸点74。四氯化碳四氯化碳：在含氯溶剂中毒性最强。不用。：在含氯溶剂中毒性最强。不用。第36页中等极性溶剂乙酸乙酯：低毒，麻醉性，对黄酮类及其它许多天然药品溶解度好。但对植物渗透性差，普通不作提取用溶剂，作萃取或柱层析溶剂。丙酮：低毒。丁酮：低毒，毒性强于丙酮。第37页强极性溶剂乙醇甲醇水第38页惯用有机溶剂极性惯用有机溶剂极性溶溶 剂剂介电常数介电常数极性极性正己烷正己烷(石油醚）石油醚）1.88亲脂性亲脂性依依次次增增大大苯苯2.29乙乙 醚醚4.47氯氯 仿仿5.20乙酸乙酯乙酸乙酯6.11丙丙 酮酮21.5亲水性亲水性乙乙 醇醇26.0甲甲 醇醇31.2水水81.0第39页使用溶剂应关注理化性质沸点沸点互溶情况互溶情况介电常数介电常数粘度粘度密度密度第40页相同相溶亲水性成份易被亲水性溶剂溶出。亲水性成份易被亲水性溶剂溶出。亲脂性成份易被亲脂性溶剂溶出。亲脂性成份易被亲脂性溶剂溶出。第41页植物成份及其较适用提取溶剂植物成份及其较适用提取溶剂成份极性植植 物物 成成 分分 类类 型型适用提取溶剂强亲脂性强亲脂性（极性小）（极性小）挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾醇、一些甙元石油醚、己烷石油醚、己烷亲亲 脂脂 性性甙元、生物碱、树脂、有机酸、醛、酮、醇、醌、一些甙类乙醚、氯仿乙醚、氯仿中等中等极性极性小小一些甙类氯仿：乙醇氯仿：乙醇（2：1）中中一些甙类（黄酮甙）乙酸乙酯乙酸乙酯大大一些甙类（皂甙、蒽醌甙）正丁醇正丁醇亲亲 水水 性性极性很大甙、糖类、氨基酸、一些生物碱盐丙酮、乙醇、丙酮、乙醇、甲醇甲醇强亲水性强亲水性蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、无机盐类无机盐类水水第42页工业惯用提取方法第43页浸渍法浸渍法是将适当粉碎植物，用适当溶剂在常温或是将适当粉碎植物，用适当溶剂在常温或温热温热(60一一80)情况下浸渍，以溶出其中成情况下浸渍，以溶出其中成份。份。本法适合用于有效成份遇热易破坏以及含本法适合用于有效成份遇热易破坏以及含多量淀粉、树胶、果胶、粘液质植物提取。多量淀粉、树胶、果胶、粘液质植物提取。浸出率较差，尤其是用水为溶剂，提取液浸出率较差，尤其是用水为溶剂，提取液易发霉变质，可加入适当防腐剂。易发霉变质，可加入适当防腐剂。第44页渗漉法：渗漉法：是向植物粗粉中，不停添加浸出溶剂使其是向植物粗粉中，不停添加浸出溶剂使其渗过植物粉末，从渗漉筒下端出口流出浸渗过植物粉末，从渗漉筒下端出口流出浸出液一个浸出方法。出液一个浸出方法。当溶剂渗进植物，溶出成份比重加大而向当溶剂渗进植物，溶出成份比重加大而向下移动时，上层溶液或稀浸液便置换其位下移动时，上层溶液或稀浸液便置换其位置，造成良好浓度差，使扩散能很好地进置，造成良好浓度差，使扩散能很好地进行，故浸出效率较高，浸出液较澄清。行，故浸出效率较高，浸出液较澄清。但溶剂消耗量大、费时长、操作麻烦。但溶剂消耗量大、费时长、操作麻烦。第45页第46页煎煮法：煎煮法：是将植物粗粉加水加热煮沸，将有效成份是将植物粗粉加水加热煮沸，将有效成份提取出来方法。提取出来方法。方法简便，植物中大部分成份可被不一样方法简便，植物中大部分成份可被不一样程度地提出。程度地提出。含挥发性成份及有效成份遇热易破坏植物含挥发性成份及有效成份遇热易破坏植物不宜用此法。不宜用此法。对含有多糖类植物，煎煮后，药液比较粘对含有多糖类植物，煎煮后，药液比较粘稠，过滤比较困难。稠，过滤比较困难。第47页回流提取法：回流提取法：如用易挥发有机溶剂加热提取有效成如用易挥发有机溶剂加热提取有效成份时，需采取回流提取法以降低溶剂份时，需采取回流提取法以降低溶剂消耗，提升浸出效率。消耗，提升浸出效率。受热易破坏成份不宜用此法。受热易破坏成份不宜用此法。且溶剂消耗量仍大，操作亦麻烦。且溶剂消耗量仍大，操作亦麻烦。是植物药提取行业最惯用方法。是植物药提取行业最惯用方法。第48页连续回流提取法：连续回流提取法：为了填补回流提取法中需要溶剂量大，操作较为了填补回流提取法中需要溶剂量大，操作较烦不足，可采取连续提取法。烦不足，可采取连续提取法。试验室惯用索氏提取器或称脂肪提取器。试验室惯用索氏提取器或称脂肪提取器。连续提取法提取液受热时间长，所以对受热易连续提取法提取液受热时间长，所以对受热易分解成份不宜用此法。分解成份不宜用此法。第49页索氏提取器索氏提取器第50页水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法只适合用于含有挥发性，能随水蒸气蒸馏法只适合用于含有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水成份提取。这类成份沸且难溶或不溶于水成份提取。这类成份沸点多在点多在100 以上，并在以上，并在100左右有一定左右有一定蒸气压。植物挥发油、一些小分子生物碱蒸气压。植物挥发油、一些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及一些小分子如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及一些小分子酚性物质如牡丹酚等提取可采取水蒸气蒸酚性物质如牡丹酚等提取可采取水蒸气蒸馏。馏。第51页试验室装置：试验室装置：工业上，将植物粗粉在蒸馏器中加水浸泡后，直工业上，将植物粗粉在蒸馏器中加水浸泡后，直接加热煮沸，产生水蒸气与可被水蒸气蒸馏成份接加热煮沸，产生水蒸气与可被水蒸气蒸馏成份混合蒸汽，经冷凝后静止分层，成份得以分离。混合蒸汽，经冷凝后静止分层，成份得以分离。第52页工业惯用精制方法第53页1、两相溶剂萃取法、两相溶剂萃取法是利用混合物中各成份在两种互不相溶溶剂中分是利用混合物中各成份在两种互不相溶溶剂中分配系数不一样而到达分离方法。配系数不一样而到达分离方法。混合物中各成份在两相溶剂中分配系数相差越大，混合物中各成份在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。则分离效率越高。假如在水提液中有效成份是亲脂性物质，普通多假如在水提液中有效成份是亲脂性物质，普通多采取亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行萃采取亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行萃取；取；假如有效成份是偏于亲水性物质，在亲脂性溶剂假如有效成份是偏于亲水性物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用与水不相混溶而含有一定中难溶解，就需要改用与水不相混溶而含有一定程度亲水性有机溶剂，如乙酸乙酯、丁醇等萃取。程度亲水性有机溶剂，如乙酸乙酯、丁醇等萃取。比如提取黄酮类成份，多用乙酸乙酯与水作两相比如提取黄酮类成份，多用乙酸乙酯与水作两相萃取，提取皂甙则多项选择取正丁醇、异戊醇与萃取，提取皂甙则多项选择取正丁醇、异戊醇与水作两相萃取。水作两相萃取。第54页2、沉淀法、沉淀法最惯用是铅盐法，能够用于除去杂质，也能够用最惯用是铅盐法，能够用于除去杂质，也能够用于沉淀有效成份。铅盐法是利用中性醋酸铅或碱于沉淀有效成份。铅盐法是利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶铅盐或络盐沉淀，而用于分离植物成份。溶铅盐或络盐沉淀，而用于分离植物成份。中性醋酸铅能够沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、中性醋酸铅能够沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、粘液质、鞣质、酸性皂甙、树脂、部分黄酮甙和鞣质、酸性皂甙、树脂、部分黄酮甙和花色甙等。花色甙等。碱式醋酸铅沉淀范围更广，除了上述能被中性醋碱式醋酸铅沉淀范围更广，除了上述能被中性醋酸铅沉淀物质外，还可沉淀一些中性皂甙、异黄酸铅沉淀物质外，还可沉淀一些中性皂甙、异黄酮甙、糖类和一些碱性较弱生物碱等。酮甙、糖类和一些碱性较弱生物碱等。通常将铅盐沉淀滤出，然后将沉淀悬于水或稀醇通常将铅盐沉淀滤出，然后将沉淀悬于水或稀醇中，通硫化氢气体或加硫酸钠等试剂进行脱铅，中，通硫化氢气体或加硫酸钠等试剂进行脱铅，即可回收提取物。即可回收提取物。第55页3、盐析法、盐析法盐析法是在植物水提液中，加入无机盐至一盐析法是在植物水提液中，加入无机盐至一定浓度，或达饱和状态，可使一些成份在定浓度，或达饱和状态，可使一些成份在水中溶解度降低，从而与水溶性大杂质分水中溶解度降低，从而与水溶性大杂质分离。离。常作盐析无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、常作盐析无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。硫酸铵等。第56页4、分馏法、分馏法对于完全能够互溶液体系统，可利用各成份对于完全能够互溶液体系统，可利用各成份沸点不一样而采取分馏法。沸点不一样而采取分馏法。植物化学成份研究工作中，挥发油及一些液植物化学成份研究工作中，挥发油及一些液体生物碱分离即惯用分馏法。体生物碱分离即惯用分馏法。普通说来，液体混合物沸点相差在普通说来，液体混合物沸点相差在100以以上，可将溶液重复蒸馏屡次即可到达分离目上，可将溶液重复蒸馏屡次即可到达分离目标，如沸点相差在标，如沸点相差在25以下，则需采取分馏以下，则需采取分馏柱，沸点相差越小，则需要分馏装置越精细。柱，沸点相差越小，则需要分馏装置越精细。第57页5、结晶法、结晶法结晶法是分离和精制固体成份主要方法之一，是结晶法是分离和精制固体成份主要方法之一，是利用混合物中各成份在溶剂中溶解度不一样来到利用混合物中各成份在溶剂中溶解度不一样来到达分离方法。详细操作是选取适当溶剂，将混合达分离方法。详细操作是选取适当溶剂，将混合物加热溶解，形成有效成份饱和溶液，乘热滤去物加热溶解，形成有效成份饱和溶液，乘热滤去不溶杂质，滤液低温放置或蒸去部分溶剂后再低不溶杂质，滤液低温放置或蒸去部分溶剂后再低温放置，使有效成份大部分析出结晶，因为初析温放置，使有效成份大部分析出结晶，因为初析出结晶总会带一些杂质，所以需要经过重复结晶出结晶总会带一些杂质，所以需要经过重复结晶即所谓重结晶方法，才能得到高纯度晶体。结晶即所谓重结晶方法，才能得到高纯度晶体。结晶法所用样品必须是已经用其它方法提得比较纯时法所用样品必须是已经用其它方法提得比较纯时候才能采取此法精制。候才能采取此法精制。第58页6、层析分离法、层析分离法层析是一个当代物理化学分离、分析技术，它尤其对植物化学中层析是一个当代物理化学分离、分析技术，它尤其对植物化学中结构相类似成份，普通结晶、沉淀、液液萃取等方法难以得到结构相类似成份，普通结晶、沉淀、液液萃取等方法难以得到很好分离，采取层析法往往可取得满意结果。很好分离，采取层析法往往可取得满意结果。层析法基本原理是利用混合物中各成份对固定相和移动相亲和作层析法基本原理是利用混合物中各成份对固定相和移动相亲和作用差异而到达相互分离。用差异而到达相互分离。利用吸附剂对混合物中各成份吸附能力差异进行分离称为吸附层利用吸附剂对混合物中各成份吸附能力差异进行分离称为吸附层析；析；利用混合物中各成份在固定相（液体）和运动相中分配系数差异利用混合物中各成份在固定相（液体）和运动相中分配系数差异而进行分离称为分配层析；而进行分离称为分配层析；利用离子交换剂作为固定相称为离子交换层析；利用离子交换剂作为固定相称为离子交换层析；利用化合物与固定相形成氢键吸附聚酰胺层析；利用化合物与固定相形成氢键吸附聚酰胺层析；起分子筛作用为凝胶层析。起分子筛作用为凝胶层析。层析在柱上、薄层上、纸上进行则分别称为柱层析、薄层层析、层析在柱上、薄层上、纸上进行则分别称为柱层析、薄层层析、纸层析。另外，移动相为气体称为气相层析；移动相为液体称为纸层析。另外，移动相为气体称为气相层析；移动相为液体称为液相层析。液相层析。第59页柱分离过程第60页柱层析设备柱层析设备常常 压压中中 压压高高 压压柱柱 体体敞口玻璃或敞口玻璃或不锈钢柱体不锈钢柱体密闭玻璃或密闭玻璃或不锈钢柱体不锈钢柱体密闭不锈钢柱体密闭不锈钢柱体耐耐 压压10kg/cm2200kg/cm2直径：高度直径：高度1：21：201：101：501：101：100填料粒径填料粒径100200m5075m510m泵泵不不 用用柱塞泵、隔膜泵柱塞泵、隔膜泵高压送液泵高压送液泵优优 点点操作简单操作简单设备损耗小设备损耗小不用电力不用电力分离效率较高分离效率较高分离效率高分离效率高缺缺 点点周期长周期长分离效果差分离效果差设备磨损较大设备磨损较大设备成本高设备成本高操作复杂操作复杂第61页柱层析工艺流程柱层析工艺流程第62页各种层析柱各种层析柱第63页第64页柱分离过程惯用填料硅胶硅胶大孔树脂大孔树脂聚酰胺聚酰胺氧化铝氧化铝葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶烷基键合硅胶烷基键合硅胶活性炭活性炭纤维素纤维素离子交换树脂离子交换树脂第65页其它吸附柱层析填料其它吸附柱层析填料经典吸附柱层析最惯用吸附剂是氧化铝和硅胶，其次是活经典吸附柱层析最惯用吸附剂是氧化铝和硅胶，其次是活性炭、氧化镁、硅酸镁、碳酸钙和硅藻土等。除活性炭为性炭、氧化镁、硅酸镁、碳酸钙和硅藻土等。除活性炭为非极性吸附剂外，其余均为极性吸附剂，它们吸附能力普非极性吸附剂外，其余均为极性吸附剂，它们吸附能力普通按以下次序逐步减小通按以下次序逐步减小:氧化铝氧化铝 氧化镁氧化镁 活性炭活性炭 硅酸镁硅酸镁 硅胶硅胶 碳酸钙碳酸钙 硅藻土硅藻土 吸附力逐步减小吸附力逐步减小吸附剂吸附作用主要是借氢键，络合作用，静电引力，范吸附剂吸附作用主要是借氢键，络合作用，静电引力，范德华力等而产生。其吸附强度除了与吸附剂本身吸附能力德华力等而产生。其吸附强度除了与吸附剂本身吸附能力相关，还与被吸附成份性质和溶剂性质相关。比如极性大相关，还与被吸附成份性质和溶剂性质相关。比如极性大吸附剂对极性大成份吸附强度就大，因而难以洗脱。又如吸附剂对极性大成份吸附强度就大，因而难以洗脱。又如活性炭活性炭对芳香族化合物吸附强度大于脂肪族化合物，而在对芳香族化合物吸附强度大于脂肪族化合物，而在水溶液中吸附作用最强，在有机溶剂中吸附作用则较弱，水溶液中吸附作用最强，在有机溶剂中吸附作用则较弱，故水洗脱能力弱，而有机溶剂洗脱能力则较强。故水洗脱能力弱，而有机溶剂洗脱能力则较强。第66页物质纯化（重结晶）物质纯化（重结晶）对于含量要求对于含量要求98以上天然药品，仅仅以上天然药品，仅仅依靠柱层析方法普通难以到达要求，需依靠柱层析方法普通难以到达要求，需要采取屡次重复重结晶方法纯化。要采取屡次重复重结晶方法纯化。第67页纯度和结构判定纯度和结构判定 上述过程得到产物普通还要经过纯度和上述过程得到产物普通还要经过纯度和结构确认。结构确认。纯度普通可采取高压液相色谱、气相纯度普通可采取高压液相色谱、气相 色色谱、薄层扫描、紫外光谱等方法测定。谱、薄层扫描、紫外光谱等方法测定。结构确认普通可采取熔沸点测定、红外结构确认普通可采取熔沸点测定、红外光谱、核磁共振、质谱等判定。光谱、核磁共振、质谱等判定。第68页我室当前分离几个天然药品天然药品起源植物目标含量目标含量选择方法选择方法喜树碱喜树碱喜树喜树98硅胶吸附硅胶吸附长春碱长春碱 长春花长春花98硅胶吸附硅胶吸附紫杉醇紫杉醇红豆杉红豆杉98硅胶吸附硅胶吸附茶多酚茶多酚茶叶茶叶50聚酰胺聚酰胺银杏黄酮银杏黄酮银杏叶银杏叶总黄酮银总黄酮银杏内酯杏内酯大孔树脂大孔树脂迷迭香油迷迭香油迷迭香迷迭香无色无色蒸馏蒸馏鼠尾草酚鼠尾草酚迷迭香迷迭香20萃取萃取第69页试验室小试中试应注意其它问题第70页小试阶段研究重点应紧紧绕影响工业生产关键性问题。如缩短分离路线，提升产率，简化操作，降低成本和安全生产等。小试阶段研究重点第71页用工业级原料代替化学试剂试验室小量分离时，惯用试剂规格原料和溶剂，不但价格昂贵，也不可能有大量供给。大规模生产应尽可能采取化工原料和工业级溶剂。小试阶段应探明，用工业级原料和溶剂对反应有没有干扰，对产品产率和质量有没有影响。经过小试研究找出适合于用工业级原料生产最正确工艺条件和处理方法，到达价廉、优质和高产。第72页原料和溶剂回收套用提取分离普通要用大量溶剂，多数情况下溶剂没有显著改变，可直接回收套用。有时溶剂中可能含有挥发性杂质，或溶剂浓度改变，应经过小试研究找出回收处理方法，并以数听说明，用回收原料和溶剂不影响产品质量。原料和溶剂回收套用，不但能降低成本，而且有利于三废处理和环境卫生。第73页安全生产和环境卫生安全对工业生产至关主要，应经过小试研究尽可能去掉有毒物质和有害溶剂分离过程；防止采取易燃、易爆危险操作。如一时不能处理，应找出对应防护办法。尽可能不用毒性大有机溶剂，寻找性质相同而毒性小溶剂代替。第74页中试生产阶段中试生产是从试验室过渡到工业生产必有可少主要步骤，是二者中试生产是从试验室过渡到工业生产必有可少主要步骤，是二者之间桥粱。中试生产是小试扩大，是工业生产缩影，应在工厂或之间桥粱。中试生产是小试扩大，是工业生产缩影，应在工厂或专门中试车间进行。中试生产主要任务是：专门中试车间进行。中试生产主要任务是：.考评小试提供提取分离工艺路线，在工艺条件、设备、原材考评小试提供提取分离工艺路线，在工艺条件、设备、原材料等方面是否有特殊要求，是否适合于工业生产。料等方面是否有特殊要求，是否适合于工业生产。.验证小试提供工艺路线，是否成熟、合理，主要经济技术指验证小试提供工艺路线，是否成熟、合理，主要经济技术指标是否靠近生产要求。标是否靠近生产要求。.在放大中试研究过程中，深入考评和完善工艺路线，对每一在放大中试研究过程中，深入考评和完善工艺路线，对每一步骤和单元操作，均应取得基本稳定数据。步骤和单元操作，均应取得基本稳定数据。.依据中试研究结果制订或修订中间体和成品质量标准，以及依据中试研究结果制订或修订中间体和成品质量标准，以及分析判定方法。分析判定方法。.制备中间体及成品批次普通不少于制备中间体及成品批次普通不少于 批，方便积累数据，批，方便积累数据，完善中试生产资料。完善中试生产资料。.依据原材料、动力消耗和工时等，初步进行经济技术指标核依据原材料、动力消耗和工时等，初步进行经济技术指标核实，提出生产成本。实，提出生产成本。.对各步物料进行分步规划，提出回收套用和三废处理办法。对各步物料进行分步规划，提出回收套用和三废处理办法。.提出整个工艺路线流程，各个单元操作工艺规程，安全操作提出整个工艺路线流程，各个单元操作工艺规程，安全操作要求及制度。要求及制度。第75页The End第76页