中药化学第四章-常规分离技术

中药化学ChemistryofTraditionalChineseMedicine2009.6第四章常规分离技术Review1.水蒸气蒸馏法的原理。2.夹带剂是什么。3.提取有效成分的方法有哪些。一、提取液的浓缩（溶剂的回收）——浓缩的目的：缩小提取液的体积；提高有效成分的浓度；回收提取溶剂；有利于分离精制。一、提取液的浓缩（溶剂的回收）（1）水提液的浓缩敞口蒸发适用于少量水提液。薄膜蒸发效率高，适用于大量水或醇提取液。（2）有机提取液的浓缩常压蒸馏适用于低沸点有机溶剂的回收，例如乙醚、丙酮等减压蒸馏适用于高沸点有机溶剂的回收，例如乙醇、正丁醇等【注】加热有机溶剂（溶液）必须使用非明火热源。薄膜蒸发器蒸馏装置二、分离和精制方法（IsolationandRefinement）经典的分离方法：系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、沉淀法、结晶法、分馏法等。现代的分离方法:色谱法等。（一）系统溶剂分离技术（了解）原理：根据相似相溶原理，选用极性大小不同的溶剂，将提取液中成分初步分离。适用范围：用于分离提纯含有极性不同的各种化学成分的中药提取液。缺点：如果提取液中所含的有效成分的量很少或结构性质相似成分多，分离纯化将很受限制。说明：1.只针对提取后成分的初步分离2.针对极性差别大的成分间的分离3.用于摸索分离（尤其用于提取液中所含成分不明确时的分离）（二）两相溶剂萃取法（Liquid-LiquidExtraction）1.概念在提取液中加入一种与其不相混溶的溶剂，充分振摇以增加接触的机会，使提取液中的某种成分逐渐转溶到加入的溶剂中，而其他成分仍留在原提取液中，如此反复多次，将所需成分萃取出来的分离方法。2.原理利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数（K）的不同进行分离的。K＝混合物中各种成分在同一两相溶剂系统中分配系数不同。CuCl练习：A、B两种物质在两组不同的溶剂相中的分配系数分别是①KA=1/9,KB=9;②KA=2/3,KB=3/2;问：哪个溶剂相分离效果好？分配系数差值越大分离效果越好。分离的难易可用分离因子β来表示。分离因子：A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。β=(注：KA＞KB)β＞100，萃取1次；100＞β＞10，萃取10～12次；β≈1，无法完成分离。KAKB1）选择合适的萃取溶剂★从水溶液中分离皂苷等极性大的成分，多用正丁醇萃取。★从水溶液中分离黄酮等中等极性的成分，多用乙酸乙酯萃取。★从水溶液中分离苷元等极性小的的成分，多用氯仿或乙醚萃取。★从亲脂性有机溶液中分离生物碱等碱性成分，多用稀酸水萃取。★从亲脂性有机溶液中分离有机酸、酚类等酸性成分，多用稀碱水萃取。2）萃取溶剂用量，遵循“少量多次”的原则首次，为待萃取溶液的1/3—1/2；以后可以减为1/6—1/4。3）有效避免乳化的发生小量试验（预实验）3.影响萃取的因素破乳的方法：★长时间放置；★轻度乳化可用金属丝在乳化层搅拌使之破坏；★将乳化层抽滤；★将乳化层加热或冷冻；★分出乳化层，再用新溶剂萃取；★加入少量电解质，利用盐析作用破坏乳化或改变某一相的密度；★滴加数滴表面活性更强的低级醇，代替原有的表面活性物质，以促破乳；4.操作技术①简单萃取法（分液漏斗法）简便，分离效果较低，易乳化。②逆流连续萃取法（CCE）操作简便，萃取较完全，适合各种密度的溶剂萃取，避免了乳化。③逆流分溶法（CCD）高效率，多次，连续；操作繁琐，溶剂用量大，易乳化。④液滴逆流分配色谱法（DCCC）分离效果高，简便，微量，不易乳化。简单萃取法的操作和分离过程连续萃取装置H2OCHCl3KM＝2.0KN＝0.5（K=CH2O/CCHCl3）液滴逆流分配装置示意图----直径1-2mm的玻璃管串联1.利用在两相溶剂中分配系数不同进行分离的方法是（）A萃取法B结晶法C沉淀法D色谱法2.下列能与水互溶的溶剂是（）A正丁醇B石油醚C异戊醇D丙酮3．AB两物质在氯仿－水中的分离因子为100，则两者基本分离需要萃取（）A10次B100次C1次D20次4.两相溶剂萃取法的原理是什么?甲成份在互相接触的两相溶剂溶解达平衡时,在水中的浓度为2%,在氯仿中为0.5%,求k值。5.甲成份在乙醚---水中k甲=C乙醚/C水=1/5；K乙=5。试问：谁在水中溶解度大?谁在乙醚中溶解度大?甲乙两成份可否用水-乙醚作萃取分离,为什么?6.甲乙两成份在水-氯仿,水--乙醚的k值如下：甲为0.5，乙为2；；甲为7.5，乙为0.75。问：用那个溶剂系统作溶剂萃取效果好?为什么?7.某热水提取液中含生物碱盐、酚性甙元、脂溶性色素、游离生物碱,使用萃取法分离它们。8.萃取时,溶剂大量一次效果好还是少量多次效果好?为什么?（三）沉淀法（Precipitation）1.原理往样品溶液中加入某种溶剂或试剂，降低某种（类）成分的溶解度，或与之反应生成难溶物，使从溶液中沉淀出来而达到分离的目的。沉淀法可分为一般沉淀法和专属沉淀法，在此仅介绍前者。2.一般沉淀法分类酸碱沉淀法酸溶碱沉法碱溶酸沉法试剂沉淀法水提醇沉法醇提水沉法铅盐沉淀法中性醋酸铅碱式醋酸铅1）.酸溶碱沉法原理：“同离子效应”（置换）利用某些成分在酸（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。适用范围：具有酸性、碱性或两性有机化合物的分离提纯。2）.试剂沉淀法原理：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。适用范围：（1）发生沉淀反应如：蛋白质沉淀鞣质。（2）改变极性，降低溶解度而沉淀水提醇沉法主要沉淀水溶性大分子化合物。醇提水沉法主要沉亲脂性成分。3）.铅盐沉淀法原理：利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多天然化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质，使有效成分与杂质分离。适用范围：（1）中性醋酸铅沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、含羧基或邻二酚羟基的酸性或酚性物质；（2）碱式醋酸铅沉淀除上述物质外，还有某些大分子中性成分、某些异黄酮及其苷、某些碱性较弱的生物碱。操作过程：第一步:醋酸铅沉淀的形成先用中性再用碱式醋酸铅，得到醋酸铅沉淀物、碱式醋酸铅沉淀物和母液三部分；第二步：脱铅处理方法有三：1.硫化氢法优：脱铅彻底缺：同空气或CO2驱净剩余硫化氢2.中性硫酸盐法脱铅不彻底（生成的硫酸盐有一定的溶解性）3.阳离子交换树脂法优：快、彻底缺：树脂再生困难1.可被醇提水沉法沉淀的是()A淀粉B蛋白质C多糖D树脂2．可被中性醋酸铅沉淀的是（）A中性皂甙B游离生物碱C有机酸D多糖3.在铅盐沉淀法中,为什么要进行脱铅处理?常用的脱铅法是什么?原理、优缺点是什么?4.某热水提取液中含有淀粉、游离生物碱、中性皂苷、鞣质，分离它们。5.某中药中含有挥发油,游离生物碱,生物碱盐,油脂,分离它们。6.在中药水提液中加入乙醇达80%以上,此时析出的沉淀是何种成份?7.内酯与游离碱的混合物如何分离?（四）结晶法（Crystallization）这是纯化固体成分最后阶段的重要方法。1.原理利用混合物中各成分在冷热结晶溶剂中溶解度的不同进行分离的。非晶形物质经结晶操作形成有晶形的过程称为结晶。不纯的结晶再次结纯化的过程称为重结晶。2.影响因素（1）选择合适的结晶溶剂①对样品的溶解性要合理。②不与成分发生化学反应。③沸点较低，无毒或低毒。④无理想的单一溶剂，可用混合溶剂。溶解度结晶溶剂冷时热时有效成分杂质小大小小大大样品（2）样品中被结晶成分含量要高（3）样品溶液的浓度要适当，偏高为妥。3.操作过程不溶物（杂质）样品样品溶液滤液滤（母）液（杂质＋少量有效成分）结晶（有效成分）【注】①所得结晶若不纯，可重结晶进一步精制。②适当浓缩母液，放冷析晶，所得结晶确证后决定是否合并。加适量结晶溶剂加热溶解【回流】趁热过滤【抽滤】放冷析晶，过滤（五）其他分离技术膜分离法（MembranceIsolation）1.原理根据混合物中各成分分子量的不同，选用适当规格的半膜进行筛分，从而达到分离目的。该法主要用于水溶性大分子（多糖、多肽、蛋白质）的分离和脱盐。2.分离技术①透析法（经典方法）②电渗析③反渗透④超滤等图透析法电渗析（五）分馏法（FractionalDistillation）1.原理利用混合物中各成分沸点的不同进行分离。该法用于液态混合物的分离如挥发油等。2.技术常压分馏、减压分馏和分子蒸馏等。【课堂练习】1.从药材中依次提取不同极性成分时溶剂使用的顺序是__。（A.水→乙醇→乙酸乙酯→乙醚→石油醚B.石油醚→乙醚→乙酸乙酯→乙醇→水C.乙酸乙酯→乙醇→石油醚→乙醚→水）2.全部为亲脂性有机溶剂的是___。（A.甲醇、丙酮、乙醇B.乙醚、氯仿、苯C.正丁醇、乙醇、乙酸乙酯）3.难溶于水的成分是___。（A.鞣质B.蛋白质C.苷元D.树胶）4.往酒精提取液的浓缩液中加入水，可沉淀___。（A.树胶B.树脂C.黏液质D.鞣质）5.提取中药化学成分最常用的方法是___。（A.溶剂法B.升华法C.蒸馏法D.超临界提取法）6.提取对热不稳定成分宜用___。（A.回流法B.渗漉法C.煎煮法D.连续回流法）7.SFE适合提取___。（A.极性大的成分B.离子型化合物C.极性小的成分D.易气化的成分）8.连续回流法与回流法比较，其优越性是___。（A.受热时间短B.节省溶剂且效率高C.提取量大D.节省时间且效率高）9.利用高分子膜以外加力为动力，对混合物进行分离的方法是___。（A.升华法B.分馏法C.超滤D.蒸馏法.）10.从中药水提液中萃取亲脂性成分宜选用___为溶剂。（A.乙醚B.乙醇C.甲醇D.正丁醇）11.选择合适结晶溶剂的原则是___。（A.对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小B.对有效成分溶解度小，对杂质溶解度大C.对有效成分冷时溶解度小热时溶解度大，对杂质冷热都溶或都不溶D.对有效成分冷热时都溶，对杂质冷热时都不溶）12.某混合物中含有酚类（A）、有机酸（B）、生物碱（C）和油脂（D），经下列萃取法诸成分得以分离，试在流程图中的括号内标示出它们的存在位置。混合物乙醚溶解稀NaHCO3萃取碱水层（）乙醚层（）稀NaOH萃取碱水层（）乙醚层（）稀HCl萃取酸水层（）乙醚层（）