第二章天然药物化学成分提取分离和鉴定的方法与技术.

第二章天然药物化学成分提取分离和鉴定的方法与技术佛山科学技术学院李海燕本章内容第一节提取的方法与技术第二节分离精制和鉴定的方法与技术327第一节提取的方法与技术章目录一、溶剂提取法1.概念溶剂提取法是指根据天然药物中各种化学成分的溶解性能，选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，用适当的方法将所需化学成分尽可能完全地从药材组织中溶解提出的方法。章目录一、溶剂提取法2．基本原理溶剂提取法是在渗透、扩散作用下，溶剂渗入药材组织细胞内部，溶解可溶性物质，造成细胞内外溶质的浓度差，从而带动溶质作不断往返的运动，直至细胞内外溶液中被溶解的化学成分的浓度达到平衡，提出所需化学成分。章目录选择合适的溶剂是溶剂提取法的关键。•常用溶剂的极性大小顺序排列如下：石油醚＜苯＜无水乙醚＜三氯甲烷＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水亲脂性有机溶剂亲水性有机溶剂良好溶剂的选择应遵循“相似相溶”的规律，根据溶剂的极性，被提取成分及共存的其他成分的性质来决定，同时兼顾考虑溶剂是否使用安全、易得、价廉、浓缩方便等问题。一、溶剂提取法章目录方法与技术•（一）浸渍法•（二）渗漉法•（三）煎煮法•（四）回流提取法•（五）连续回流提取法•（六）超声提取法一、溶剂提取法章目录•（一）浸渍法是将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的一种方法。操作技术：一、溶剂提取法冷浸法温浸法章目录•（二）渗漉法是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。操作技术：粉碎浸润装筒排气浸渍渗漉收集渗漉液一、溶剂提取法章目录•（三）煎煮法是将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液的一种传统提取方法。操作技术：取药材饮片或粗粉，置适当煎器（勿使用铁器）中，加水浸没药材，加热煮沸，保持微沸，煎煮一定时间后，分离煎煮液，药渣可继续依法煎煮数次，合并各次煎煮液，浓缩即得。一、溶剂提取法章目录•（四）回流提取法使用低沸点有机溶剂如乙醇、三氯甲烷等加热提取天然药物中有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保持溶剂与药材持久的接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热提取方法。一、溶剂提取法章目录•（四）回流提取法操作技术：将药材粗粉装入圆底烧瓶内，添加溶剂至盖过药面（一般至烧瓶容积1/2～2/3处），接上冷凝管，通入冷却水，于水浴中加热回流一定时间，滤出提取液，药渣再添加新溶剂回流2～3次，合并滤液，回收有机溶剂后得浓缩提取液。一、溶剂提取法章目录•（五）连续回流提取法是在回流提取法的基础上改进的，能用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全的方法。一、溶剂提取法章目录操作技术先在圆底烧瓶内放入几粒沸石，然后将装好药材粉末的滤纸袋或筒放入提取器中，药粉高度应低于虹吸管顶部，自冷凝管加溶剂入烧瓶内，水浴加热。至有效成分充分被浸出，提取液回收有机溶剂即得。•（五）连续回流提取法一、溶剂提取法章目录•（六）超声提取法是一种利用超声波浸提有效成分的方法。其基本原理是利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的强烈振动能传递巨大能量给浸提的药材和溶剂，使它们作高速运动，加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，加速有效成分的浸出，极大地提高提取效率。一、溶剂提取法章目录•（六）超声提取法操作技术：将药材粉末置适宜容器内，加入定量溶剂，密闭后置超声提取器内，选择适当超声频率提取一段时间（一般只需要数十分钟）后即得。一、溶剂提取法章目录二、其他提取方法•（一）水蒸气蒸馏法是一种利用某些挥发性成分与水或水蒸气共同加热，能随水蒸气一并蒸馏出，经冷凝后分取获得的性质，使之从天然药物中提出的方法。章目录•（一）水蒸气蒸馏法操作技术：将药材粗粉装入蒸馏瓶内，加入水使药材充分浸润，体积不超过蒸馏瓶容积的1/3，然后加热水蒸气发生器使水沸腾，产生水蒸气通入蒸馏瓶，药材中挥发性成分随水蒸气蒸馏被带出，经冷凝后，收集于接受瓶中，若馏出液由浑浊变澄清透明，表示蒸馏基本完成。二、其他提取方法章目录•（二）升华法是利用某些固体物质具有在低于其熔点的温度下受热后，不经熔融就直接转化为蒸气，遇冷后又凝固为原来的固体的性质，使之从天然药物中提出的方法。二、其他提取方法章目录•（二）升华法操作技术：预先粉碎待升华的天然药物，将粉末置于升华器皿中，铺均匀，上面放一冷凝器，加热升华器皿到一定温度，使被提取物质升华，升华物质冷凝于冷凝器表面即得。二、其他提取方法章目录•（三）超临界流体萃取技术超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction，SFE）是一种利用某物质在超临界区域形成的流体，对天然药物中有效成分进行萃取分离的新型技术，集提取和分离于一体。二、其他提取方法章目录•（三）超临界流体萃取技术操作技术：超临界流体萃取工艺程序：将药材原料投入萃取器6中，对萃取器6和分离器7分别进行加热或冷却，当达到所选定的温度时，开启CO2气瓶阀门及阀门12进气，启动高压阀4对系统加压，当达到预定压力时，调节减压阀9，使分离器7内压力达到设定值，打开放空阀10调节流量。通过各阀门的调节，使萃取过程中通过的流量及萃取器内压力、分离器内压力都稳定在设定的操作条件后，关闭阀门10，打开阀门11，开始进行循环萃取，萃取过程中达到一定时间后，从阀门8取出萃取物。二、其他提取方法章目录•（三）超临界流体萃取技术超临界流体萃取工艺程序：1CO2气瓶2纯化器3冷凝器4高压泵5加热器6萃取器7分离器8放油器9减压阀10.11.12阀门二、其他提取方法章目录课堂活动如何根据实际工作的需要选择适当的提取方法？试用连线一一对应连接。并叙述各法选用的仪器、操作步骤、注意事项和适用范围。章目录浸渍法提取受热易破坏的成分，能保持良好浓度差的一种动态浸提方法渗漉法以水为溶剂加热提取煎煮法使用索氏提取器进行提取回流提取法提取受热易破坏的成分及含多糖物质较多的天然药物连续回流提取法用有机溶剂自天然药物中提取脂溶性成分水蒸气蒸馏法提取有升华性的成分升华法提取能随水蒸气蒸馏且不溶于水的成分课堂活动章目录点滴积累1.天然药物化学成分的提取方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法、超临界流体萃取技术等。溶剂提取法是目前提取有效成分最常用的方法，具体的操作技术有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法、超声提取法等。2.研究天然药物化学成分需首先从提取工作开始。对各种方法所用的溶剂种类、仪器、特点及适用范围进行比较区别，合理设计提取方法和正确的提取操作将为下一步分离工作的顺利进行打下坚实的基础。章目录第二节分离精制和鉴定的方法与技术章目录一、系统溶剂分离法是一种按极性由小到大的顺序选用不同极性的溶剂组成溶剂系统，依次提取分离提取液中各种不同成分，使各溶解度有差异的成分得到分离的方法。此法是早年研究天然产物有效成分的一种最主要的方法，目前仍是研究不明成分最为常用的方法。章目录操作技术：适当浓缩总提取液，或拌入适量惰性吸附剂如：粗硅胶、纤维粉及硅藻土等，低温或自然干燥后粉碎，然后依次用石油醚（或苯）、乙醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇和水分步进行抽提，使溶解度不同的各种成分得到分段分离。也可以选择其中三、四种不同极性的溶剂组成溶剂系统，如石油醚→苯→乙醚→三氯甲烷→乙酸乙酯→正丁醇或戊醇，由低极性到高极性分步进行抽提，分成若干部位。一、系统溶剂分离法章目录生物碱强心苷黄酮类皂苷生物碱盐等挥发油蛋白质等石油醚、苯乙醚、三氯甲烷三氯甲烷-乙醇乙酸乙酯正丁醇甲醇、乙醇、丙酮水一、系统溶剂分离法章目录二、两相溶剂萃取法是指往提取液中加入一种与其互不相溶的溶剂配成两相溶剂系统，利用混合物中各种成分分配系数的差异而将所需成分萃取出来的分离方法。章目录基本原理：利用混合物中各种成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的差异而达到分离的目的。混合物中各种成分在同一两相溶剂系统中分别有各自不同的分配系数，若各种成分的分配系数差异越大，则分离效果越好。K=Cu/CLK表示分配系数；Cu表示溶质在上相溶剂中的浓度；CL表示溶质在下相溶剂中的浓度。二、两相溶剂萃取法章目录（一）简单萃取法二、两相溶剂萃取法待萃取物和溶剂装入分液漏斗振摇，重复数次静置，使两液分层开启活塞使下层液放出从分液漏斗的上端倒出上层液操作技术：这是一种常用的简便萃取技术，小量萃取一般在分液漏斗中进行。章目录（二）逆流连续萃取法是利用两相互不相溶的溶剂相对密度的不同，使相对密度小的相液作为移动相（或分散相），逆流连续穿过相对密度大的作为固定相（或连续相）的相液，借以交换溶质而达到分离的一种连续萃取技术。二、两相溶剂萃取法章目录（三）逆流分溶法逆流分溶法（countercurrentdistribution，CCD）是一种高效、多次、连续的两相溶剂萃取分离方法，亦称为逆流分配法、逆流分布法或反流分布法。二、两相溶剂萃取法章目录（四）液滴逆流分配法液滴逆流分配法（dropletcountercurrentchromatography，DCCC），利用混合物中各成分在两液相间的分配系数的差异，使移动相形成液滴，通过作为固定相的液柱实现逆流分配，从而达到分离目的。二、两相溶剂萃取法章目录三、沉淀法是指在天然药物的提取液中加入某些试剂,使产生成沉淀或降低溶解性而从溶液中析出，从而获得有效成分或去除杂质的方法。章目录（一）酸碱沉淀法是一种利用某些成分能在酸（或碱）中溶解，继而又在碱（或酸）中生成沉淀的性质达到分离的方法。操作技术：往提取液中加入适量酸水（或碱水），将欲分离成分处理成盐溶解于酸水（或碱水）中，然后再加入适量碱水（或酸水），使欲分离成分恢复原来的结构，形成沉淀析出，最后可以离心或利用与水不相混溶的有机溶剂把这些化学成分萃取分离获得。三、沉淀法章目录（二）试剂沉淀法是一种利用一些成分能与某些试剂产生沉淀的性质，或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生成沉淀，与其他成分分离的方法。操作技术：向提取液中加入某些特定试剂或溶剂，使欲分离成分与试剂生成沉淀或因溶解度降低而沉淀析出，待完全沉淀后，滤过即得。三、沉淀法章目录四、结晶与重结晶法是利用混合物中各种成分在溶剂中溶解度的差别，使所需成分以结晶状态析出，再进一步纯化处理，以达到分离精制目的的分离方法。章目录选择合适的溶剂是结晶法的关键。理想的溶剂必须具备以下条件：不与结晶物质发生化学反应；对结晶物质的溶解度随温度不同有显著差异，热时溶解度大，冷时溶解度小；对可能存在的杂质溶解度非常大或非常小（即冷热均溶或均不溶）；沸点适中，不宜过高或过低；能给出较好的结晶。常用的溶剂有水、乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷等。当不能选择到一种合适的溶剂时，通常选用两种或两种以上溶剂组成的混合溶剂。四、结晶与重结晶法章目录操作技术：四、结晶与重结晶法制备结晶溶液趁热滤过，除去不溶性杂质将滤液放冷，使析出结晶抽气滤过，将结晶从母液中分出重结晶晶体的干燥章目录难点释疑结晶法如何选择合适的混合溶剂？选用混合溶剂，最好选择结晶成分能在低沸点溶剂中易溶解，而在高沸点溶剂中难溶解的两种混合溶剂，因为低沸点溶剂较易挥发而逐渐减少在混合溶剂中的比例，结晶即可慢慢析出。章目录五、透析法是利用透析膜具有选择性透过的特点，使提取液中小分子物质可通过透析膜，而大分子物质不能通过，则分子量差异较大的物质获得分离的方法。章目录操作技术：如图所示，将提取液置透析膜中，扎紧口，外面护以尼龙网袋，放入清水缸中。不断更换缸内的水，使膜内外的浓度差增加，或稍加搅拌或适当加温处理；也可以在近透析膜两旁处放置两个电极，称电透析，通电后使带电荷离子的透析速度增加10倍以上，以加快透析的速度。透析过程中，用定性反应对膜内药液有效成分或指标成分进行检查分析，判断透析是否完全。五、透析法章目录六、分馏法是利用各沸点不同的化合物组成的混合物，在分馏过程中产生高低不同的蒸气压，从而收集到不同沸点温度的馏分，