有效成分的提取与分离

1第一章化学成分提取分离与结构鉴定2主要内容研究程序提取方法与技术分离纯化方法与技术结构研究方法与技术第一节研究程序调查/收集成分预试提取有效成分分离纯化部位分离活性筛选活性追踪结构鉴定结构查新结构改造4文献调查查询国内国际文献，确定我们要研究的植物。他们的化学成分及其生物活性研究情况：1、没有研究过2、研究的较少3、有可能找到我们需要的成分实地调查：分布、储量、生长习性、当地民间利用情况等，如果是中药，则最好去最适合生长的地方。调查5采集时间不同生长季节，有效成分含量不同如果没有报导，根据情况而定。采集后处理：1、阴干或者快速烘干2、粉碎制备提取物和活性筛选各取10g,乙醇提取，提取物用于活性筛选，确定活性植物材料。采集和处理6化学成分预试成分预试：利用各类成分的溶解特征、颜色反应、沉淀反应、荧光反应等定性试验来初步判断活性提取物中某类化学成分有无的定性试验。预试验的结果可以帮助我们选择和建立合理的提取分离方法7预试方法单项预试法，根据工作的需要有重点地从某植物中检查某一类成分。如：水蒸气蒸馏法直接检查挥发油类成分；微量升华法检查葸醌类成分；发泡性和溶血性能检查皂苷的存在。系统预试，目的在于尽可能详尽而全面的检查植物中存在的成分。8定性试验生物碱:碘化铋钾棕红色沉淀黄酮:乙醇液加镁粉加盐酸后粉红色泡沫皂苷,强心苷,甾体:在乙酐溶液中与浓硫酸反应后显紫红色.氨基酸和多肽:印三酮反应显蓝紫色酚类:三氯化铁蓝色糖:斐林试剂作用红色沉淀910第二节提取技术与方法溶剂提取法（重点）超临界流体萃取技术;超声波辅助萃取法;微波辅助萃取法;水蒸汽蒸馏法;升华法11一、溶剂提取法原理:相似相溶常用溶剂极性：由弱到强依次排序为石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水溶剂极性强弱判断a官能团极性：RCOOHArOHR-OHR-NH2RCONH2RCHORCOOR’R-OR’R-XR-Hb官能团相同，极性官能团数目多，极性大。12相似相溶原理1.石油醚：油脂；挥发油；脂溶性色素等2.乙酸乙酯：黄酮；醌类；生物碱，香豆素，萜类，甾体3.水：糖类；小分子有机酸；蛋白质；极性大的苷13溶剂的选择要注意3点溶剂对所需成分溶解度大，对杂质溶解度小与植物中化学成分不起化学反应溶剂要经济易得，可回收，使用安全，不污染环境14①水：强极性溶剂例如：（中药煎煮）1、无机盐、色素、(分子量不太大的)糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类等。2、酸水性有利于提取生物碱；3、碱性水有利于溶出有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、酚类等。优点：经济，安全，易得，不起化学反应几乎是理想溶剂15缺点加热：破坏组分易酶解：易酶解甙类成分；不及时处理易霉变。难以过滤：果胶及粘液质、淀粉类物质。提取不完全：次生物质有许多为亲脂性成份。杂质较多：水溶性初生代谢物难浓缩：沸点高，经常有大量泡沫产生，难度增大。所以：水在天然产物研究中只用于特定组分的提取。16②亲水性有机溶剂（极性溶剂）乙醇、甲醇、丙酮乙醇其实是双性溶剂除了蛋白质、粘液、果胶、淀粉和部分多糖外，其他极性有用成分在乙醇中可溶解。难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中溶解度也较大。17乙醇优点：溶解性能好，对细胞穿透能力较强，提取时间短。溶出的水溶性杂质少。易挥发，可回收反复使用。提取液不易发霉变质。无毒，价格便宜，来源方便等。符合理想溶剂的要求为了还能够提出一些极性较大的苷类物质，通常采用95%的乙醇。18甲醇双性溶剂：几乎和乙醇一样优秀。缺点：毒性和价格几乎符合理想溶剂的要求丙酮优点：易挥发，穿透力强、价格便宜，可以用于中小极性成分的提取。缺点：对极性大的组分溶解力不够在天然产物研究中可以算是良好溶剂19③亲脂性有机溶剂如石油醚、苯、环己烷、氯仿、二氯甲烷，乙醚、乙酸乙酯等不与水混溶的有机溶剂。石油醚，环己烷→对油脂、蜡、叶绿素、挥发油等非极性成分溶解力较好（脱脂）。苯氯仿，二氯甲烷→中小极性成分乙醚、醋酸乙酯→中等极性成分20亲脂性溶剂优点选择性强，不容易溶出亲水性杂质。挥发性大，浓缩和回收容易缺点透入植物组织能力较弱。多易燃，有轻微的毒性。价格昂贵。因此，直接应用这类溶剂提取有一定的局限性，但是在分离纯化中广泛应用。西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]21溶剂小结强极性溶剂:水1.无机盐、糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐等都能被水溶出。2.冷提最适于酸、碱成分的提取。3.热提效率高，但对热不稳定的成分不适宜，特别不适于挥发性成分和淀粉、粘液质多的药材提取。4.缺点：提出的杂质多，浓缩和进一步分离纯化困难。西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]西北农林科技大学生命科学学院NPCByJunruWangEmail:[e-mail]22溶剂小结亲水性有机溶剂:如乙醇、甲醇、丙酮等,乙醇最为常用。1.经济、安全、无毒；2.对细胞的穿透能力强；3.大多数天然成分都可溶解,常称为万能溶剂。亲脂性溶剂，氯仿，乙酸乙酯，石油醚，乙醚等1.不适合总提;2.渗透细胞能力弱;3.对大极性成分溶解力小。23小测试1、要从一种植物中提取所有可能的成分，应该选择的溶剂是什么？简单说明原因。水，甲醇，乙醇，乙酸乙酯，95%乙醇2、常用溶剂的极性顺序什么？正丁醇，石油醚，乙酸乙酯，氯仿，丙酮，乙24提取方式溶剂法①煎煮法②浸渍法③渗漉法④回流提取法⑤连续回流提取法水蒸气蒸馏法升华法25影响溶剂提取效率的因素植物材料的粉碎程度：温度：提取时间：材料的干湿程度：浓度梯度：搅拌、更换溶剂溶剂种类，pH;辅助技术26煎煮法水作溶剂，明火加热安全，方便，经济杂质太多成份破坏及时浓缩浓缩困难油脂类成分不能提出27浸渍法冷浸：常用95%乙醇，而且要量多。每次３日，３次。操作简便，适宜于热不稳定成分的提取。但提取时间长，溶剂用量大，提取效率不高，温浸：适当水浴加热但不宜过高1日1次，３日，28渗漉法将植物材料粉末加入适量溶剂润湿，装入渗漉筒内，压实后，在上端不断添加溶剂，使之渗过材料，溶出的可溶性成分即从下口流出。优点：是提取收率高，缺点：提取费时，提取液体积太大，浓缩困难29回流提取法采用回流加热装置，用有机溶剂回流提取，一般需提取３次。注意事项：1，样品量2，溶剂量3，加热均匀，防止爆沸430连续回流提取装置1-索氏提取器2-蒸气上升管3-虹吸管4-圆底烧瓶5-冷凝管连续回流提取法31采用较少溶剂进行提取，提取率高但溶出的成分在烧瓶内受热时间长，热不稳定成分易被破坏32水蒸汽蒸馏法适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏、难溶或不溶于水的成分的提取，如挥发油、小分子的香豆素类、醌类成分。33升华法固体物质受热不经过熔融，直接气体化，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质，如樟脑、咖啡因。34传统溶媒提取技术的更新传统工艺:工序长,工艺复杂；三低(质量,提取率,效益);三高(能耗,物耗,时耗)。新的辅助措施可以提高提取效率超声技术微波技术超临界流体技术酶解技术35超声促提技术—超声空化其空化效应、热效应和机械作用是超声技术在药用植物有效成分提取中的理论基础。超声空化作用产生局部高温、高压,并伴随有破碎、搅拌等作用，增强物质溶出能力.优点:快速提取提取率高，条件温和,例如从侧柏叶中提取槲皮素，用超声波提取30min与热回流提取8h的效果相同。36微波辅助促提技术(MAE)2450MHz,波长12.2cm连续波。内外同时加热，加热速度快。良好的穿透力，细胞内产生大量热，由于膨胀作用，细胞壁破裂，物质流出和溶剂进入容易。优点：提取效率高，样品不要很干。37超临界流体萃取技术(SFE)原理：以超临界流体(CO2)代替常规有机溶剂对进行提取的新型技术CO2无毒，不易燃易爆，价廉，有较低的临界压力和温度。超临界CO2萃取法的优点可在近常温的条件下提取，无有机溶剂残留，操作简单，省钱。383940酶工程技术（酶解）酶反应较温和地将植物组织分解，可以较大幅度提高收率纤维素酶植物的细胞壁是由纤维素构成，有效成分往往包裹在细胞壁内；用纤维素酶酶解可以使植物细胞壁破坏，有利于对有效成分的提取。从黄连中提取小檗碱(提取效率提高6%)41第三节分离纯化方法与技术传统分离纯化方法系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分馏法现代分离纯化技术色谱方法和技术42第三节分离纯化（精制）方法与技术分离原理：根据物质的溶解度差别进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质的吸附性差别进行分离根据物质分子大小差别进行分离根据物质离解程度不同进行分离43一、经典分离纯化方法1.系统溶剂分离法根据物质的溶解度差别进行分离通常由亲脂性到亲水性或低极性到高极性的次序组成溶剂系统，依次提取各种不同的成分,各种化学成分将被分成不同的极性部位。为什么要用从小到大的极性提取？溶剂的选择性441.石油醚：非极性2.氯仿：中等偏小极性3.乙酸乙酯：中等偏大极性4.乙醇：极性45强亲脂性：挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素－－－石油醚、已烷亲脂性：甙元、生物碱、树脂、醛酮、醇、醌类－－氯仿、乙醚中等极性小：某些甙类(强心甙等)－－－氯仿∶乙醇(2∶1)中：某些甙类(如黄酮甙类等)－－－乙酸乙酯大：某些甙类(如皂甙、蒽酮甙等)－－－正丁醇亲水性：极性很大的甙类、糖类、氨基酸、某些生物碱盐－－－丙酮、乙醇、甲醇强亲水性：蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、无机盐类、水溶性色素－－－水46一般方法1、样品粉碎，加水浸泡，再晾干2、依次浸提：己烷---乙醚---甲醇---水己烷---氯仿（二氯甲烷）---甲醇---水3、浓缩个部分提取液，得到不同极性提取物。47粉碎的样品加水浸泡，晾干己烷水甲醇乙醚评价：粗分，用于不知道所含成分的分离，缺点：换溶剂，费时间，工作量大。482.两相溶剂萃取法原理：利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不同而达到分离的方法方法：总提，再萃取从醇提物的水悬浮液中用亲脂性溶剂萃取成不同的成分。4995%乙醇提取物浸膏少量水悬浮石油醚正丁醇乙酸乙酯氯仿各部分粗取液浓缩得到不同极性的化学成分评价：省时间粉碎的样品5051石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇浓缩各部分萃取溶剂得到不同极性的化学成分52实验过程中的问题：醇提物为什么加少量水悬浮后萃取？萃取过程中乳化现象怎么处理？怎么摇晃分液漏斗进行萃取？53543.沉淀法铅盐沉淀法是分离一些成分的有效方法由于醋酸铅能与多种成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀，从而达到与杂质分离的目的中性醋酸铅能与酸性物质如酚性物质(如黄酮)结合成不溶性盐碱式醋酸铅能使中性皂甙等多种成分产生不溶性铅盐或络合物，再进行脱铅处理即可醇沉法。植物的提取液中常含有树胶、黏液质、蛋白质、糊化淀粉等，可加入一定量的乙醇。554.盐析法向水提取液中加入无机盐，使达饱和浓度，可使某些成分在水中的溶解度降低而沉淀析出，从而与水溶性杂质分离常用做盐析的无机盐氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等如自三颗针中提取小檗碱在生产上都是向提取液中加氯化钠或硫酸铵来盐析制备565.结晶法很多物质在常温下达到一定纯度时，在合适溶剂中都具有结晶化的通性。从非晶