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第3章天然藥物的提取分離方法第1節(jié)天然藥物的提取分離過程第2節(jié)天然藥物的提取方法第3節(jié)經典的分離純化方法第4節(jié)色譜分離方法第5節(jié)天然藥物分離策略因此,對于臨床證實具有確切療效或經過活性篩選確定具有某種生物活性的天然藥物,必須首先開展提取分離研究以期得到相應的活性成分天然藥物的提取分離的重要性天然藥物發(fā)揮治療疾病作用的根本依據是其所含的活性成分只有獲得具有足夠純度的活性成分才能進一步鑒定其化學結構,闡明藥物發(fā)揮藥效作用的物質基礎,探索開發(fā)新藥增加了提取分離有效成分的難度。尤其是許多生物活性成分或者含量甚微,或者穩(wěn)定性差天然藥物的提取分離的復雜性在生物體中廣泛存在的天然化合物種類復雜、結構多樣、數量龐大,這就決定了天然藥物所具有疾病治療功效的多樣性要求研究者必須制定系統(tǒng)、嚴謹和全面的提取分離方案才能使研究結構真實地反映天然藥物原有的藥效活性提取分離前的文獻調研

1.立題著眼點

1)為什么要立題

2)怎樣做

2.了解前人的研究工作

1)做過研究沒有?2)研究的深度和廣度

3.原植物的鑒定

1)原植物的拉丁學名

2)采集地點和時間

3)藥及部位

4)民間藥用情況已知(借鑒前人的經驗與方法)未知(比較復雜)預先確定目標提取適當活性試驗跟蹤分離藥材第1節(jié)天然藥物的提取分離過程一、提取2.選擇溶劑包括極性溶劑,如水、乙醇、甲醇(MeOH)等;中等極性溶劑,如乙酸乙酯(EtOAc)、二氯甲烷(CH2Cl2)等;非極性溶劑,如正丁烷(n-hexane)、石油醚(PE)、氯仿(CHCl3)等。

指用選擇的溶劑或適當的方法,將所要的成分溶解出來并同中藥組織脫離的過程。提取的概念典型的提取過程1.樣品的干燥和粉碎若新鮮組織(如植物的葉、花等)可采用研磨或對整個樣品進行溶劑浸漬。3.提取方法選擇常用的方法包括:浸提法、回流法、索氏提取法、超臨界流體萃取法、升華法和水蒸氣蒸餾法等。二、分段天然藥物的提取物通常是由多種成分組成的混合物,很難采用單一分離技術從中直接分離得到單體化合物這些段可以是明顯的、客觀上相對獨立的部分,如液-液萃取中的兩相,也可以是從色譜柱中依次流出的分段洗脫物通常都是先將這種粗提取物中的化合物按極性或分子大小分成幾個相對獨立的部分,這種操作簡稱分段對于任何粗提取物進行最初分段時,建議不要分得過細,以避免目標成分過于分散并造成每段中濃度過低難以檢測實際工作中常將粗提取物分離成幾個相對較粗的大段,然后迅速集中精力于那些含有目標成分的段對于較細致的分段分離,通常采用在線檢測技術,如紫外檢測器指導分段操作,也可以采用現代制備或半制備高效液相色譜技術三、分離純化天然藥物分離的色譜技術可以大致分為兩類物質性質包括溶解性(疏水性或親水性)、酸堿性、帶電性質、穩(wěn)定性和分子大小事先了解或掌握存在于粗提取物或分段中的目標化合物的性質,有助于確定分離步驟經典色譜技術現代色譜技術高效薄層色譜法(HPTLC)

平行快速色譜法(multiflashchromatography,如Biotage?)

減壓液相色譜法(vacuumliquidchromatography,VLC)

離心制備薄層色譜法(chromatotron)

固相萃取法(SPE,如Sep-Pak?)

液滴逆流色譜法(DCCC)

高效液相色譜法(HPLC)

色譜-波譜聯(lián)用技術(如HPLC-DAD,LC-MS,LC-NMR,

LC-MS-NMR)經典的色譜技術包括薄層色譜法(TLC)

制備薄層色譜法(PTLC)

常壓柱色譜法(CC)

快速色譜法(flashchromatography,FC)現代色譜技術包括四、定量評價當分離純化過程完成后,所得化合物的得率對天然產物研究非常重要。采用各種常規(guī)的分析技術可以對每個分離階段的回收率進行估計,但這些方法都需要使用對照品。在生物活性指導下的分離,會對每個階段分離得到的化合物進行活性檢測,而化合物生物活性的定量評價(quantification)通常采用系列稀釋法來實現。定量生物活性評價為我們提供了有關活性化合物回收率的清楚認識,也可以指出該活性是由單一成分還是多種成分產生。第2節(jié)天然藥物的提取方法

溶劑提取法的原理

化學成分的極性

常用溶劑、極性大小順序及提取溶劑的選擇常見的提取方法及應用范圍重點:經典溶劑提取法水蒸氣蒸餾法升華法常用三種提取方法:現代提取方法:

超臨界提取法超聲波協(xié)助溶劑提取法微波協(xié)助溶劑提取法一、經典溶劑法二、水蒸氣蒸餾法(揮發(fā)油)三、升華法(咖啡因)石油醚提出(油脂、蠟、葉綠素、揮發(fā)油、游離甾體及三萜化合物)乙酸乙酯提出(游離生物堿、有機酸及黃酮、香豆素的苷元等)乙醇提出(苷類、生物堿鹽及鞣質等)水提出(氨基酸、糖類、無機鹽等)*藥材乙醇濃縮浸膏拌硅藻土用上述不同溶劑分步處理極性遞增系統(tǒng)分離四、現代提取方法1.超臨界流體萃取法(SupercriticalFluidExtraction,SFE)將欲進行提取分離的原料裝入提取器,排出所有雜質氣體后,注入超臨界流體,在壓縮機驅動下,使其在提取器和分離器之間循環(huán)。溶有提取物的高壓氣體自提取器頂部離開,經節(jié)流閥節(jié)流,降壓析出溶質,進入分離器,溶質自分離器底部排出,超臨界流體則進入壓縮機經壓縮后進入提取器循環(huán)使用。(1)特點:與經典溶劑提取法比較,不用有機溶劑,而是選用一種稱為超臨界流體(SF)的物質替代有機溶劑提取。(2)優(yōu)點:①可在低溫下提取,“熱敏性”成分尤其適用。

②無溶劑殘留,對作為制劑的中藥提取物的提取是一大優(yōu)勢。

③提取與蒸餾合為一體,無需回收溶劑。

④具選擇性分離。(3)超臨界流體(SF):指處于臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上,介于氣體和液體之間的、以流動形式存在的物質。超臨界狀態(tài)是指當一種物質處于臨界溫度和臨界壓力以上的狀態(tài)下,形成既非液體又非氣體的單一狀態(tài),稱為“SF”。此時其流體密度近似液體、黏度近似氣體,其擴散力比液體大增,介電常數也隨壓力增加而增加。其浸透性優(yōu)于液體,因而比液體有更佳的溶解力,有利于溶質的萃取,特別是性質不穩(wěn)定、易熱分解的物質的提取。(4)常見的SF:有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的為二氧化碳。二氧化碳的特點:臨界溫度接近室溫(Tc=31.3℃),臨界壓力也較低(Pc=7.37Mpa),無色、無毒、無味,不易燃,化學惰性,廉價,易制成高純度氣體。故在SFE中最常用。(5)二氧化碳-超臨界流體的溶解能力規(guī)律:在超臨界狀態(tài)下,CO2對不同溶質的溶解能力差別很大。其取決于溶質的極性、沸點、分子量。①對親脂性、低沸點成分溶解能力強,如揮發(fā)油、烴類、醚類、酯類等。②成分極性基團(如OH、COOH)越多,越難提取。如糖類、氨基酸的萃取壓力要4×104Pa以上。③成分分子量越大,越難提取。是一種利用外場介入強化提取過程的技術。2.超聲波協(xié)助溶劑提取法(ultrasonicassistedextraction,UAE)②空化效應,是指超聲波使介質中溶解的氣泡產生振動,當聲壓達到一定值時,氣泡由于定向擴散而增大,形成共振腔,然后突然閉合,使其周圍產生高達幾千個大氣壓的壓力,造成生物體細胞壁及整個生物體在瞬間破裂,釋放出有效成分;超聲波具有三大效應:①機械效應,即超聲波使介質質點在其傳播空間內產生振動,從而強化介質的擴散和傳質的效應;③熱效應,是指超聲波在傳播過程中,聲能可以不斷被介質所吸收,吸收的能量幾乎全部轉變?yōu)闊崮?,從而導致介質本身和待萃取成分溫度升高,增大了有效成分的溶解度。這種吸收聲能引起生物體組織內部溫度的升高是瞬時的,因此可使被提取成分的生物活性保持不變。此外,超聲波的一些次級效應,如乳化、擴散、擊碎、化學效應等也促進了生物體中有效成分的溶解、擴散和與溶劑的充分混合。3.微波協(xié)助溶劑提取法(microwaveassistedextraction,MAE)當被提取物和溶劑共處于快速振動的微波電磁場中時,目標組分的分子在高頻電磁波的作用下,以每秒數十億次的高速振動產生熱能,使分子本身獲得巨大的能量而得以掙脫周圍環(huán)境的束縛。當環(huán)境存在一定的濃度差時,即可在非常短的時間內實現分子自內向外的遷移,這就是微波可在短時間內達到提取目的的原因。加壓溶劑提取法,也稱“加速溶劑提取法”采用比其他提取方法更高的溫度,這就需要高壓使溶劑在高溫下保持液態(tài)。高溫和高壓提高了溶劑滲透進入樣品的能力,改善了代謝物的溶解能力,加快了提取速度、提高了提取率。4.加壓溶劑提取法此外,低溶劑消耗使加壓溶劑提取法成為比常規(guī)方法更經濟且環(huán)境友好的替代方法。此法最適用于大量樣品的快速可重復的預試提取。常用溶劑性質五、提取溶劑的選擇提取溶劑應不易形成人為產物并具有低毒、低易燃性和低爆炸性風險。此外,選擇的溶劑還應便宜和易于蒸發(fā)回收,這在大規(guī)模溶劑提取時尤為重要。溶解度差異分離第3節(jié)經典的分離純化方法常用方法原理:根據物質的離解程度不同在兩相溶劑中的分配比不同吸附性差異分子大小差別一、溶解度差異改變溫度(如結晶與重結晶)改變混合溶劑的極性(如水/醇法、醇/水法、醇/醚法等)改變pH值(如酸/堿法、堿/酸法)加入沉淀試劑堿性化合物(生物堿)有機酸苦味酸鹽無機酸游離的有機酸乙醚除去水溶液堿化游離的生物堿酸性化合物醋酸鉛鉛鹽H2SPbS游離的有機酸(酸性皂苷、部分黃酮、某些酚性物質

)

(2)過濾時:燒杯嘴與玻璃棒接觸;玻璃棒與三層濾紙?zhí)幭嘟佑|;漏斗嘴緊靠玻璃燒杯壁。

(3)加水/溶劑,水/溶劑面高于沉淀,浸洗三次,達到凈化沉淀。沉淀過濾操作要點

(1)對折法折疊濾紙后緊貼漏斗壁,用水/溶劑打濕不出氣泡為止,濾紙邊緣低于漏斗;過濾時加入漏斗的溶液面低于濾紙邊緣,即“一貼兩低三靠”。二、在兩相溶劑中的分配比不同

常見的方法及基本原理

1(簡單的)液-液萃取

[溶質在兩相溶劑中的分配比(K)不同,相差越大,效率越高]

水提液中有效成分為親脂性物質加氯仿、乙醚萃取水提液中有效成分為偏于親水性物質加乙酸乙酯萃取水提液中有效成分為親水性物質加正丁醇萃取另外分配比(K)還受溶劑系統(tǒng)pH的影響兩相溶劑萃取在操作中還要注意以下幾點:

1)先用小試管充分振搖約1分鐘,觀察萃取后二液層分層現象。如果容易產生乳化,大量提取時要避免猛烈振搖,可延長萃取時間。如碰到乳化現象,可將乳化層分出,再用新溶劑萃?。换驅⑷榛瘜映闉V,或將乳化層稍稍加熱;或較長時間放置并不時旋轉,令其自然分層。乳化現象較嚴重時,可以采用二相溶劑逆流連續(xù)萃取裝置。2)水提取液的濃度最好在比重1.1~1.2之間,過稀則溶劑用量太大,影響操作。3)溶劑與水溶液應保持一定量的比例,第一次提取時,溶劑要多一些,一般為水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4~1/6。4)一般萃取3~4次即可。但親水性較大的成分不易轉入有機溶劑層時,須增加萃取次數,或改變萃取溶劑。

萃取法所用設備,如為小量萃取,可在分液漏斗中進行;如系中量萃取,可在較大的適當的下口瓶中進行。在工業(yè)生產中大量萃取,多在密閉萃取罐內進行,用攪拌機攪拌一定時間,使二液充分混合,再放置令其分層;有時將兩相溶液噴霧混合,以增大萃取接觸,提高萃取效率,也可采用二相溶劑逆流連續(xù)萃取裝置。

3液滴逆流色譜法(DropletCounterCurrentChromatography,

DCCC)2連續(xù)萃?。ㄋ魇咸崛∑鳎└咚倌媪魃V法

(HighSpeedCounterCurrentChromatography,HSCCC)next逆流色譜工作原理其原理是基于組分在旋轉螺族管內的相對移動而互不混溶的兩相溶劑間分配系數不同而獲得分離。從原理上講與液液分配色譜完全相同,但所用的技術不同.采用一根100多米長的空心柱,實現無載體快速高效分離。

當儀器工作時,互不相溶的兩相溶劑在繞成線圈的聚四氟乙烯管內具有單向性流體動力平衡性質,溶劑在聚四氟乙烯管內作高速行星運轉時,

如用其中一相溶劑作固定相,則恒流泵可以輸送另一相溶劑載著樣品穿過固定相。兩相溶劑在螺旋管中實現高效的接觸、混合、分配和傳遞。由于樣品中各組分在兩相中的分配能力不同,導致在聚四氟乙烯管中移動的速度也不同,因而能使樣品中各組分得到分離。正相色譜

5液-液分配色譜(LLC)(載體是硅膠,固定相為極性溶劑,如水,緩沖溶液.流動相為弱極性有機溶劑,如氯仿,乙酸乙酯,丁醇等.)(載體是鍵合硅膠ODS,固定相為弱極性溶劑,如石蠟油等.

流動相為強極性有機溶劑,如水,甲醇等.)(載體顆粒直徑小,提高柱效,導致流速慢,因此要加壓)反相色譜加壓液相色譜分離對象:水溶性或極性較大的成分,如生物堿,苷

類,糖類,有機酸等.分離對象:脂溶性化合物,如高級脂肪酸,油脂,游離

甾體等.液相色譜儀(HPLC)(UPLC)三、吸附性差異分類特點例如物理吸附無選擇性、吸附與解吸過程可逆、快速硅膠、氧化鋁、活性炭化學吸附有選擇性、吸附牢固、不可逆、快速應用很少半化學吸附氫鍵吸附,力量較弱,介于物理吸附與化學吸附之間聚酰胺

1吸附柱色譜用于分離物質時必須注意幾點樣品量:吸附劑=1:~100

洗脫:

采用混合溶劑梯度洗脫陡度不能太大柱高:直徑=~15:1裝柱:

應盡量用極性小的溶劑拌吸附劑和溶解樣品,易形成狹窄的譜帶

對難溶解的樣品洗脫tI如何避免化學吸附?

如何克服拖尾?酸用硅膠,堿用氧化鋁因為TLC的吸附劑的表面積為C.C的2倍左右,故一般TLC展開時使組分Rf值達到0.2~0.3的展開劑可作為C.C分離該相應組分的最佳的洗脫劑分離酸、堿時在洗脫劑中加適量醋酸或氨如何由TLC的展開劑過渡到C.C的洗脫劑?2聚酰胺吸附色譜2.1性質:高分子聚合物,不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等,對堿穩(wěn)定,對酸不穩(wěn)定,

可溶于濃鹽酸、冰醋酸及甲酸固定相流動相2.2原理:聚酰胺與被分離的化合物形成氫鍵能力大小不同2.3規(guī)律:形成氫鍵數目成鍵位置分子中芳香化程度2.4各種溶劑在聚酰胺柱上洗脫能力水甲醇丙酮氫氧化鈉溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液弱強濃度小大破壞氫鍵締合都含有酰胺基與待分離的物質競爭與聚酰胺形成氫鍵締合2.5應用用于酚類、黃酮類化合物的分離

吸附可逆、吸附容量大、分離效果好用于植物提取物的脫鞣質處理

吸附不可逆(例:我的論文)大孔吸附樹脂富集純化茅莓總皂苷工藝研究.

中成藥,2003,25(3):185-1883大孔吸附樹脂柱色譜3.1原理:吸附性+分子篩性范德華力/氫鍵多孔性結構3.2影響因素:比表面積、表面電性、能否形成氫鍵等洗脫溶劑的性質被分離物質的性質3.3洗脫液的選擇

非極性大孔樹脂,選擇極性小的洗脫液

(乙酸乙酯)

極性大孔樹脂,選擇極性大的洗脫液(乙醇)3.4應用苷類、多糖、黃酮類、生物堿及三萜類的分離與精制四、分子大小差別超速離心法(溶質不同的沉降性)常用的方法:透析法(半透膜的膜孔)凝膠濾過法(凝膠三維網狀結構的分子篩)超濾法(分子大小不同引起的擴散速度的差別)1.原理

分子篩分離

按分子由大到小順序先后流出并得到分離凝膠濾過法3.應用蛋白質、核酸、多糖類等大分子的分離2.種類葡聚糖凝膠(sephadexG)在水中使用羥丙基葡聚糖凝膠(sephadexLH-20)

不僅在水中使用,也可在極性有機溶劑或它們與水混合的溶劑中使用五、離解程度不同離子交換法(和電泳法)固定相流動相酸性物質和中性物質堿性物質1.原理2.應用

酸性、堿性及兩性化合物3.分離模式試樣強酸性陽離子交換樹脂(H型)流出液(酸性和中性物質)強堿性陰離子交換樹脂(OH型)流出液(中性物質)洗脫液(酸性物質)稀NaOH溶液洗脫洗脫液(堿性和兩性物質)NH3水溶液洗脫流出液強堿性陰離子交換樹脂(OH型)(堿性物質)洗脫液(兩性物質)稀HCl溶液洗脫有兩個化合物,酸性A>B,當通過弱堿性離子樹脂柱時,哪個先洗脫?B小結分離機制AdsorptionLesspolarmobilephasePolarstationaryphaseSilicagel無定型硅膠,薄殼型硅膠,全多孔球型硅膠Partition分配

OrganiclayerC18H37OctadecylgroupODS,C18Silicaorganiclayer

MorepolarmobilephaseSilicaSilicaLikealiquid-liquidextraction五、制備高效液相色譜技術1.制備型液相色譜系統(tǒng)第4節(jié)色譜分離方法分析型HPLC制備型HPLC

2.分析型與制備型HPLC特點的對比進樣量滿足檢測需要即可盡可能加大進樣量以獲得最多的純品柱內徑<5mm柱內徑>5mm柱填料≤5μm柱填料≥5μmHPLC泵最多提供10ml/min流速HPLC泵提供>10ml/min流速通常不存在進樣問題進樣較難,需靈活應對選擇具有最大靈敏度的檢測條件為降低靈敏度選擇檢測條件樣品在流動相中的溶解度通常不重要樣品溶解度通常非常重要流動相揮發(fā)性不重要流動相應為揮發(fā)性,禁用不揮發(fā)性添加劑3.制備型HPLC的方法建立4.制備型HPLC條件的轉換式中,υ1和x1分別為分析柱的流速和進樣量

υ2和x2分別為制備柱流速和進樣量

r1為分析柱半徑,r2為制備柱半徑

L1為分析柱柱長,L2為制備柱柱長

υ2=υ1?(r2/r1)2

x2=x1?(r2/r1)2?(L2/L1)色譜柱的載樣量取決于柱的直徑、長度、柱填料的顆粒度及裝填的緊密程度。5.制備操作方式的選擇和條件優(yōu)化六、常見雜質的去除方法在天然藥物的提取過程中,如果選擇的提取溶劑選擇性比較低,或者工藝條件比較劇烈,則會有許多雜質成分伴隨有效成分一起被提取出來,這些雜質的存在很可能給后續(xù)的分離純化工作帶來很大的麻煩,如大量鞣質,糖類,淀粉的存在,在加熱提取的時候,容易糊化,使提取液黏度增加,不利于膜過濾、萃取和色譜分離等操作。因此我們要在提取分離方案的設計過程中,盡量減少雜質的提出。另一方面,若采用高效液相色譜儀等要求較高、較精密的儀器進行分離制備前,要先對樣品進行去雜處理。雜質的去除方法需要根據所含雜質的性質進行選擇,在去雜過程中應注意避免目標成分的損失。1.鞣質鞣質普遍存在于植物中,屬多酚類成分,除專門作為藥用成分研究外,一般情況下被作為雜質除去。除去鞣質的方法如下:

(1)明膠沉淀法:樣品水溶液加4%明膠水溶液,至沉淀完全,過濾,濾液減壓濃縮至小體積,加3~5倍量的乙醇,使過量的明膠沉淀,然后濾去沉淀。若過量明膠尚未除盡,可將濾液濃縮后再用乙醇沉降一次。

(2)生物堿沉淀法:常用的是咖啡因。樣品水溶液加入1~5%咖啡因水溶液至沉淀完全,過濾,濾液用氯仿振搖,除去過量的咖啡因。從該沉淀中可回收咖啡因和鞣質。

(3)乙酸鉛沉淀法:試液中加入飽和乙酸鉛水溶液至沉淀完全,沉淀和濾液需做脫鉛處理。該法缺少專一性,許多物質均可發(fā)生沉淀。

(4)聚酰胺法:聚酰胺能與鞣質形成較強的氫鍵,可用于去除鞣質。其缺點是價格貴,選擇性較差,有時可吸附一些除鞣質外的多酚類成分。2.葉綠素葉綠素是植物中廣泛存在的綠色植物色素,脂溶性強,能溶于一般有機溶劑,較難溶于水。用鉛鹽法也可以除去葉綠素樣品水提液中的葉綠素可以用苯、石油醚或乙醚萃取除去乙醇提取液可濃縮后加水放于冰箱中,葉綠素??沙恋砦龀鋈羯飰A和葉綠素共存,可用酸水處理,生物堿進入酸水而葉綠素不溶葉綠素能溶于堿水,有時可用堿水處理,除去葉綠素,但僅限于不溶于堿且對堿穩(wěn)定的目標成分3.油脂、蠟和樹脂油脂、蠟和樹脂等雜質可利用石油醚或乙醚預先處理待提取的樣品而除去。若直接采用乙醇提取,則可將提取液蒸去大部分乙醇后用石油醚或乙醚進行萃取去除此類雜質。目前,也常采用大孔吸附樹脂法去除糖和淀粉等雜質4.蛋白質、無機鹽、糖和淀粉對于蛋白質、無機鹽、糖和淀粉等雜質,在采用有機溶劑提取時不會被提取出來當用水提取時,水提取液中的蛋白質可以用乙醇或甲醇沉淀除去,即常用的“水提醇沉”法,也可用鉛鹽法除去少量無機鹽一般不影響分離。如果目標成分溶于乙酸乙酯、氯仿或正丁醇等有機溶劑則可用其萃取水提取液,無機鹽將保留在水中對于含有大量糖和淀粉的樣品,盡量避免使用水來提取,若無法避免可將水提取液蒸干,用無水乙醇處理,糖和淀粉不溶,可除去若目標成分溶于乙酸乙酯、氯仿或正丁醇等有機溶劑則可用其萃取水提取液以除去這類雜質原生產物與次生產物第5節(jié)天然藥物分離策略相對于原生成分,那些在收集、加工、儲存、炮制和提取分離等過程中由于各種人為因素的作用而產生的化合物稱為次生產物(artifact)原生產物(original)是指在自然條件下實際存在于生物細胞及組織中的各類成分例如,酸堿、加熱、光照、酶解、溶劑及分離材料等因素引起的化學反應所產生的成分。光照的影響酸堿的影響溫度的影響溶劑的影響層析的影響ThankYou!

水蒸氣蒸餾法:一個由不混溶液體組成的混合物將在比它的任何單一組分(作為純化合物時)的沸點都要低的溫度下沸騰,用水蒸氣(或水)充當這種不混溶相之一所進行的蒸餾操作稱為水蒸氣蒸餾。

next適于具有揮發(fā)性、可隨水蒸氣蒸餾不被破壞,與水不反應、且與水分層的成分的提取。天然藥物中主要用于揮發(fā)油、某些揮發(fā)性生物堿、少數揮發(fā)性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。水蒸氣蒸餾提取的裝置有兩種,一是水蒸氣蒸餾裝置,二是共水蒸餾裝置。水蒸氣發(fā)生器安全管T型管;止水夾蒸餾瓶裹以石棉繩保溫,以免過多的水蒸汽冷凝至蒸餾瓶中安全管底端始終不能高于液面蒸餾時因故(或因某部位堵塞造成安全管水位上升)停止,首先應松開止水夾通大氣3/4為宜,加幾粒沸石1/3為宜,無需沸石1.檢查連接處是否緊密,通冷凝水,松開T形管的止水夾3.待水沸騰時,夾緊止水夾,開始蒸餾(蒸餾正常時,停止預熱熱源)4.蒸餾結束判斷;蒸餾結束時,先應先松開止水夾,停止加熱,拆下儀器2.加熱水蒸汽發(fā)生器(同時預熱蒸餾燒瓶)實驗裝置圖

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升華法:天然藥物中的某些固體成分在受熱低于其熔點的溫度下,不經液態(tài)直接成為氣態(tài),經冷卻后又成為固態(tài),從而與天然藥物組織分離這種性質稱為升華,這種提取方法稱為升華法。天然藥物成分有少量具有升華性,如游離羥基蒽醌類成分,一些小分子香豆素類,有機酸類成分等。next飲濃茶三大害:長期飲濃茶易致老年骨質疏松(1991年USA布朗大學和波士頓共同研究發(fā)現)

就是茶中的咖啡因可以明顯抑制十二指腸對鈣質的吸收,還可以增加鈣質從尿中的排出量。進而誘發(fā)骨質中鈣質的丟失,導致骨質疏松。睡前飲濃茶影響睡眠質量酒后飲濃茶如火上澆油

酒精經肝臟轉化乙醛后變成乙酸,乙酸又分解成CO2和H2O,經腎臟排出體外。茶中的茶堿可迅速作用于腎臟產生利尿作用,會使乙醛過早地進入腎臟,使腎臟受到刺激,從而造成腎臟損害。back升華法(一)溶劑提取原理

根據天然藥物化學成分與溶劑間“極性相似相溶”的原理,依據各類成分溶解度的差異,選擇對所提成分溶解度大、對雜質溶解度小的溶劑,依據“濃度差”原理,將所提成分從藥材中溶解出來的方法。(二)提取溶劑的選擇原則

1.要對所提取成分溶解度大;對雜質溶解度小。

2.要與所提取成分不起意外的化學變化。

3.要廉價、易得、安全。其中(1)是最主要的。(三)提取方法

1.浸漬法也叫冷浸法將藥材粗粉以適當溶劑在常溫下浸泡。多以水類或稀醇為溶劑。適于成分遇熱易破壞或含多糖較多的中藥的提取。缺點為浸出效果較差,水提取液易發(fā)霉,提取液體積大,浸出時間長。

2.滲瀘法將中藥粗粉裝于滲瀘筒中,不斷添加溶劑滲過藥粉,從滲瀘筒下端不斷流出滲瀘液。各類溶劑均可。此法由于溶液濃度差大,浸出效果好,且不破壞成分。但缺點為溶液體積大,時間長。

5.連續(xù)回流法以索氏提取器(亦稱脂肪抽出器)回流提取??朔嘶亓鞣ㄈ軇┬枰看?、需幾次提取的缺點。缺點為提取時間長,受熱破壞成分不能用此法。

4.回流法用于以有機溶劑加熱提取成分。優(yōu)點為提取效率高,但受熱易破壞成分不宜用此法。缺點為溶劑消耗量大,需回流設備,需幾次提取方可提取完全。back

3.煎煮法為中藥水提取最常用的方法將中藥粗粉用水加熱煮沸,保持一定時間,成分即可浸出。煎煮法必須以水為溶劑。此法提取效率高,但遇熱破壞成分要注意。且含多糖多的成分過濾困難。溶劑溶點介電常數(20

oC)溶解度溶劑/水%水/溶劑%石油醚環(huán)己烷30-12080.71.892.02苯乙醚氯仿乙酸乙酯正丁醇

803561771182.294.344.816.0217.8

0.1756.040.8156.077.45

0.0631.4650.0722.9820.5丙酮乙醇甲醇水

567865100

20.724.332.680.4任意混合石油醚<環(huán)己烷<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇<水常用溶劑的性質溶劑的極性大小可按介電常數(ε)大小排列next9.溶解范圍最廣的有機溶劑:乙醇(甲醇)back1.比水重的有機溶劑:氯仿2.與水分層的有機溶劑:環(huán)己烷~正丁醇3.能與水分層的極性最大的有機溶劑:正丁醇4.與水可以以任意比例混溶的有機溶劑:丙酮~甲醇5.極性最大的有機溶劑:甲醇6.極性最小的有機溶劑:環(huán)己烷7.介電常數最小的有機溶劑:石油醚8.常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機溶劑:(水飽和)正丁醇使用前要檢查裝置的氣密性!蒸餾燒瓶冷凝管溫度計尾接管冷水熱水back溶劑蒸餾注意事項:①溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處。②蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片——防液體暴沸。③冷凝管中冷卻水從下口進,上口出。④先打開冷凝水,再加熱。葉綠素a葉黃素胡蘿卜素葉綠素b石油醚back我引用了“移民現象”作一類比

在我們人類社會中,如果兩個國家沒有各階層人士的廣泛接觸,沒有外交關系,那么也不會出現“移民現象”,而增加兩國間開放和接觸,移民數量便會增加?!拜腿≡怼钡膶嵸|如同“移民現象”,相應地增加兩相溶劑接觸面積,溶質從一相溶劑轉移到另一相的概率也增加,也意味著提高萃取的效率。back結晶、重結晶和分步結晶

鑒定天然藥物化學成分,研究其化學結構,必須首先將中草藥成分制備成單體純品。在常溫下,物質本身性質是液體的化臺物,可分別用分餾法或層析法進行分離精制。一般來說,天然藥物化學成分在常溫下多半是固體的物質,可以根據溶解度的不同用結晶法來達到分離精制的目的。研究天然藥物化學成分時,一旦獲得結晶,就能有效地進一步精制成為單體純品。

純化合物的結晶有一定的熔點和結晶學的特征,有利于鑒定。

如果鑒定的物質不是單體純品,不但不能得出正確的結論,還會造成工作上的浪費。因此,求得結晶并制備成單體純品,就成為鑒定天然藥物化學成分、研究其分子結構重要的一步。

具體方法和注意事項如下:天然藥物經過提取分離所得到的成分,大多仍然含有雜質,或者是混合成分。有時即使有少量或微量雜質存在,也能阻礙或延緩結晶的形成。所以在制備結晶時,必須注意雜質的干擾,應力求盡可能除去。有時可選用溶劑溶出雜質,或只溶出所需要的成分。有時可用少量活性炭等進行脫色處理,以除去有色雜質。

有時可通過氧化鋁,硅膠或硅藻土短柱處理后,再進行制備結晶。但應用吸附劑除去雜質時,要注意所需要的成分也可能被吸附而損失。此外,層析法更是分離制備單體純品所常用的有效方法。1.雜質的除去例如:

如果一再處理仍未能使近于純品的成分結晶化,則可先制備其晶態(tài)的衍生物,再回收原物,可望得到結晶。游離生物堿可制備各種生物堿鹽類羥基化合物可轉變成乙酸化物碳基化合物可制備成苯腙衍生物結晶2.溶劑的選擇制備結晶,要注意選擇合宜的溶劑和應用適量的溶劑。

合宜的溶劑,最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小,而熱時溶解度較大。

溶劑的沸點亦不宜太高。

一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶劑中不易形成結晶,而在某些溶劑中則易于形成結晶。例如:葛根素、逆沒食子酸(ellagicacid)在冰醋酸中易形成結晶,大黃素(emodin)在吡啶中易于結晶。要對被結晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度?。粚﹄s質或冷熱時都溶解,或冷熱時都不溶解;(2)與被結晶成分不發(fā)生化學反應;(3)沸點不宜太高。結晶用溶劑的選擇原則3.結晶溶液的制備

制備結晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。一般是應用適量的溶劑在加溫的情況下,將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴隨結晶析出更多的雜質。

“新生態(tài)”的物質即新游離的物質或無定形的粉未狀物質,遠較晶體物質的溶解度大,易于形成過飽和溶液。一般經過精制的化合物,在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時就是如此,有時只要加入少量溶劑,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出結晶。

制備結晶溶液,除選用單一溶劑外,也常采用混合溶劑。

一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中,再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑,直至溶液微呈渾濁,并將此溶液微微加溫,使溶液完全澄清后放置。如:自虎杖中提取水溶性的虎杖苷時,在已精制飽和的水溶液上添加一層乙醚放置,既有利于溶出其共存的脂溶性雜質,又可降低水的極性,促使虎杖苷的結晶化。結晶過程中,一般是溶液濃度高,降溫快,析出結晶的速度也快些。但是其結晶的顆粒較小,雜質也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快,超過化合物晶核的形成及分子定向排列的速度,往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃,粘度大反而不易結晶化。如果溶液濃度適當,溫度慢慢降低,有可能析出結晶較大而純度較高的結晶。有的化合物其結晶的形成需要較長的時間,例如鈴蘭毒苷等,有時需放置數天或更長的時間。4.制備結晶操作制備結晶除應注意以上各點外,在放置過程中,最好先塞緊瓶塞,避免液面先出現結晶,而致結晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結晶析出,可以加入極微量的種晶,即同種化合物結晶的微小顆粒。加種晶是誘導晶核形成常用而有效的手段。一般地說,結晶化過程是有高度選擇性的,當加入同種分子或離子,結晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學異構體的混合物,還可依種晶性質優(yōu)先析出其同種光學異構體。

沒有種晶時,可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴,在空氣中任溶劑揮散,再用以磨擦容器內壁溶液邊緣處,以誘導結晶的形成。如仍無結晶析出,可打開瓶塞任溶液逐步揮散,慢慢析晶。或另選適當溶劑處理,或再精制一次,盡可能除盡雜質后進行結晶操作。5.重結晶及分步結晶在制備結晶時,最好在形成一批結晶后,立即傾出上層溶液,然后再放置以得到第二批結晶。晶態(tài)物質可以用溶劑溶解再次結晶精制。這種方法稱為重結晶法。結晶經重結晶后所得各部分母液,再經處理又可分別得到第二批、第三批結晶。這種方法則稱為分步結晶法或分級結晶法。晶態(tài)物質在一再結晶過程中,結晶的析出總是越來越快,純度也越來越高。分步結晶法各部分所得結晶,其純度往往有較大的差異,但常可獲得一種以上的結晶成分,在未加檢查前不要貿然混在一起?;衔锏慕Y晶都有一定的結晶形狀、色澤、熔點和熔距,一可以作為鑒定的初步依據。這是非結晶物質所沒有的物理性質?;衔锝Y晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。如N-氧化苦參堿,在無水丙酮中得到的結晶熔點208℃,在稀丙酮(含水)析出的結晶為77~80℃。所以文獻中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結晶的熔距較窄,有時要求在0.5℃左右,如果熔距較長則表示化合物不純。6.結晶純度的判定backSoxtex索氏抽提系統(tǒng)

原產地:瑞典back利用溶劑回流及虹吸原理,使固體物質連續(xù)不斷地被純溶劑萃取,既節(jié)約溶劑,萃取效率又高索氏(脂肪)提取器直火(或水?。┘訜崴疄V紙最高處應低于虹吸管的最高處。虹吸管回流冷凝管藥材(用濾紙裹?。┧崛∨c分離中草藥有效成分的注意點(一)光照的影響back(二)酸堿的影響2)2.堿的影響1.酸的影響

back1)(三)

溫度的影響

高溫、高熱會引起化合物的氧化、聚合、樹脂化等結構變化,顏色加深。(四)溶劑的影響back

注意在Al2O3

柱層析時可能引起被分離物的結構異構化、分子重排等到變化,得到的是次生產物,而不是原生產物。如:CH3OCH3OCH3ONHCOCH3OHO秋水仙堿水仙堿異秋水仙堿水仙堿CH3OCH3OCH3ONHCOCH3OOHAl2O3柱層析back(五)層析的影響back

物理吸附(范德華吸附):它是由于分子間的相互作用引力(范德華力)引起的。

物理吸附吸附質與吸附劑之間不發(fā)生相互作用,吸附過程進展很快,參與吸附的相際平衡瞬時完成。

物理吸附一般為放熱過程,所放之熱稱為吸附熱,但該吸附熱數值不大,另外,被吸附物質極易從固體表面脫附出來(特別在升溫時)而不改變其原來的性狀,故為一可逆的過程。back

化學吸附:

是由于吸附質與吸附劑兩者分子的相互作用生成一種結合物而形成的.這種結合物不是一般形式的化合物,而是一種表面結合物。吸附劑表面分子與吸附質分子結合后仍保留在晶格上。吸附質在吸附劑表面形成一單分子薄層,吸附過程進行得較慢,達到相平衡所需的時間較長?;瘜W吸附需要以溫度、光的作用為活化條件,其吸附熱比物理吸附大得多,接近于一般化學反應的數值。back化學吸附具有選擇性,吸附劑一旦與吸附質結合后其結合力甚強,脫附相當困難。GelFiltration(Molecularexclusion)nextnextbackback

Sephadex

葡聚糖凝膠是通過表氯醇交聯(lián)多個葡聚糖得到的。葡聚糖是以蔗糖為底物的細菌Leuconsostocmesenteroides的代謝產物,為線形高度聚合碳水化合物的總稱。由于每個葡聚糖單元含有三個羥基,因此葡聚糖易溶于水.要使葡聚糖不溶于水,而成為可以在水中溶漲的凝膠,就必須與雙官能團的表氯醇交聯(lián)。表氯醇的比例越大,交聯(lián)成分越高,膠的溶漲能力就越小,排阻極限就越低這時的產品為G-10、G-25等。next我們知道G-10、G-25這些葡聚糖凝膠是在水溶液中使用,若要用有機溶劑作為流動相,只有通過羥丙基化將SephadexG轉化為可在有機溶劑中溶漲的葡聚糖凝膠。

這時的產品為SephardexLH-20.或LH-60。nextback凝膠的孔隙大小與分子的大小處于相仿的數量級并具有一定的孔徑分布范圍。當被分離的化合物分子大小不同時,它們能夠進入凝膠內部的能力不同;比孔隙小的分子可以自由進入凝膠內部,不同大小的分子能夠進入不同大小的孔隙,而比孔隙大的分子則不能進入,因此在移動速度上產生差異。溶液中分子以不同速率通過顆粒內孔徑和顆粒間空隙達到分離目的。在凝膠過濾色譜中固定相與溶質之間基本沒有相互作用,分離現象僅僅由于被分離化合物的分子尺寸大小不一及分子形狀的差異產生,樣品分子按尺寸由大到小的順序洗脫,樣品回收率高。在凝膠滲透色譜中,固定相對溶質具有一定的吸附作用,對洗脫順序具有一定的影響。back離子交換色譜利用離子交換樹脂分子中的解離性基團(交換基團)與水溶液中存在的陽離子或陰離子進行可逆的交換反應,隨著洗脫劑的不斷加入和洗脫劑洗脫能力的增強,被交換的離子按其與交換基團的作用從弱到強的順序被依次洗脫下來。離子交換色譜與離子交換法的區(qū)別主要是前者采用色譜分離的操作模式將不同的離子進行分離;而后者則采用“整體”交換模式將溶液的所有某類離子全部交換到樹脂上使其與其他成分分離,然后采用合適洗脫液將其全部或部分洗脫下來。back通常認為保留主要是溶質的非極性部分受水和

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