中药化学总结

1中药有效成分的提取方法（一）（一）溶剂法1.常用溶剂及性质石油醚、四氯化碳（Ccl4）、苯（C6H6）、二氯甲烷（CHCL2）、氯仿（CHCl3）、乙醚（Et2O）、乙酸乙酯（EtOAc）、正丁醇（n-BuOH）、丙酮（Me2CO）、乙醇（EtOH或Alc）、甲醇（MeOH）、水等.极性越来越大。能与水混溶，不分层丙酮、乙醇、甲醇仅可溶于一定量的水，与不溶的极性最大的有机溶剂,沸点比水高正丁醇密度比水大四氯化碳、二氯甲烷、氯仿沸点低乙醚2．中药化学成分的极性化学物质的极性是根据介电常数计算的，介电常数越大，极性越大。偶极矩，极化度、介电常数与极性有关。化合物极性大小判断：有机化合物，含C越多，极性越小，含氧越多，极性越大；含氧化合物中，含氧官能团极性越大，化合物的极性越大（含氧官能团极性羧基＞羟基＞醛基＞酮基＞酯基）；酸性碱性两性极性与存在状态有关（游离性极性小，解离型极性大）。比较极性（汉防己甲素（甲氧基取代）＜汉防己乙素（羟基取代）。3．溶剂提取法的基本原理——相似相溶原理(提取溶剂的选择)亲脂性石油醚油脂、钠、挥发油、甾体、萜苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯游离生物碱、有机酸、苷元亲水性正丁醇苷甲醇、乙醇糖、蛋白、多糖以外成分水不同PH（酸碱水溶液）糖类、氨基酸、蛋白、生物碱盐、鞣质。4．提取方法溶剂法提取中药成分的常用方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法和连续回流提取法5种。其中浸渍法和渗漉法属于冷提法，适用于对热不稳定的成分的提取，但提取效率低于热提法，因此提取时间长、消耗溶剂多。含淀粉、果胶、粘液质等杂质较多的中药提取可选择浸渍法。煎煮法、回流提取法和连续回流提取法属于热提法，提取效率高于浸渍法、渗漉法，但只适用于对热稳定的成分的提取。三法比较，煎煮法只能用水作提取溶剂，回流提取法有机溶剂消耗量较大，连续回流提取法节省溶剂，但提取液受热时间长。（二）水蒸气蒸馏法能够用水蒸气蒸馏法提取的中药成分必须满足3个条件，即挥发性、热稳定性和水不溶性（或虽可溶于水，但经盐析后可被与水不相混溶的有机溶剂提出，如麻黄碱）。凡能满足上述3个条件的中药化学成分均可采用此法提取。如挥发油、挥发性生物碱（如麻黄碱、烟碱、槟榔碱等）、小分子的苯醌和萘醌、小分子的游离香豆素、小分子的酚性物质（牡丹酚）等。（三）升华法适用于具有升华性的成分的提取，如游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）、小分子的游离香豆素等，以及属于生物碱的咖啡因，属于有机酸的水杨酸、苯甲酸，属于单萜的樟脑等。（四）超临界流体萃取法特点：没有有机溶剂的残留，产品质量高，无污染，适用于对有热不稳定易氧化成分的提取，萃取速度高，收率高，工艺流程简单，操作简单，成本低，对有效成分的提取选择性高（通过夹带剂改变或维持选择性），对脂溶性成分提取效率高（在提取极性较大成分时，可以加入夹带剂），提取设备造价高，节约能源。（五）其它：组织破碎法、压榨法、超声提取法（提取效率高，不破坏成分）、微波提取法。中药有效成分进行分离与精制（二）一、根据物质溶解度的差别，进行分离与精制1．结晶法结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用，不与被结晶物质发生反应，无毒或小毒。判定结晶纯度的方法：理化性质均一（形态稳定，颜色均一）；固体化合物熔距≤2℃，熔点一定；各种色谱都能用，TLC或PC展开呈单一斑点；HPLC或GC分析呈单峰。双熔点：汉防己乙素和汉防己甲素（芫花素）。2．沉淀法可通过4条途径形成沉淀改变溶解度实现：1）通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。常见的有水醇法（沉淀多糖蛋白质等水溶性成分）、醇水法（沉淀树脂叶绿素等亲脂性成分）、醇提乙醚或丙酮沉淀法（沉淀皂苷）等。2）通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。使用较多的是盐析法，即在中药水提液中加入一定量的无机盐，使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。3）通过改变溶剂pH值改变成分的存在状态，解离状态极性变大，非解离状态极性变小。适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的分离。如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法，调等电点提取两性成分。4）通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。如铅盐沉淀法（包括中性醋酸铅或碱式醋酸铅）、雷氏盐沉淀法（分离季胺生物碱）、胆甾醇沉淀法（分离甾体皂苷）、明胶法（沉淀鞣质）等。二、根据物质在两相溶剂中分配比的差异，对中药有效成分进行分离与精制1．液-液萃取选择两种相互不能任意混溶的溶剂，通常一种为水，另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯或正丁醇等,这些溶剂要与水分层。将待分离混合物混悬于水中，置分液漏斗中，加适当极性的有机溶剂，振摇后放置，分取有机相或水相，即可将极性不同的成分分离。分离的难易取决于两种物质2在同一溶剂系统中分配系数的比值，即分离因子。分离因子愈大，愈易分离。可以通过调整溶液PH值来分离。2．纸色谱（PC）属于分配色谱。可用于糖的检识、鉴定，亦可用于生物碱的色谱鉴别等，纸是支持剂。3．分配柱色谱根据分配比来分离。可分为正相色谱与反相色谱。正相色谱固定相极性大，流动相极性小，可用于分离水溶性或极性较大的成分。反相色谱与此相反，适宜分离脂溶性化合物。支持剂：硅胶，纤维素粉。硅胶既可以做吸附色谱的吸附剂，也可以做分配色谱的支持剂，这两种情况下，硅胶的作用不一。Rf值是样品斑点移动距离和溶剂移动距离比值，值越小，移动距离越短，相反则长，反映了待分离物质与固定相的作用程度。三、如何根据物质分子大小对中药有效成分进行分离与精制？1.透析法适用于水溶性的大分子成分（如蛋白质、多肽、多糖）与小分子成分（如氨基酸、单糖、无机盐）的分离。2.凝胶过滤法又称凝胶渗透色谱、分子筛过滤、排阻色谱。分离混合物时，各组分按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。常用凝胶有葡聚糖凝胶（SephadexG）和羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）。前者只适于在水中应用。后者既可在水中应用，又可在有机溶剂中应用，分离混合物时，既有分子筛作用，又有吸附作用。如分离游离黄酮时，主要靠吸附作用；分离黄酮苷时，则分子筛的性质起主导作用。凝胶是多孔网状结构的固体物质，分离顺序是：分子大的物质先通过凝胶，分子小的物质后流出，达到分离。3.膜分离：选择膜作为分离材料，利用膜上孔径大小，进行分离。根据操作方法分为反渗透，超滤，微滤，电渗析等。4.超速离心法：利用溶质在超速离心情况下，分子量大，沉降快，相反，沉降慢，借此分离大小分子。5.升华法：分离具有升华性质的中药成分：樟脑、咖啡因、游离蒽醌。6.分馏法：利用液体混合物成分沸点不同分离，适用于液体物质的分离。四、根据物质吸附性的差别,对中药有效成分进行分离在中药化学成分分离及精制工作中，应用较多的是固液吸附，其中涉及吸附剂、被分离物质和洗脱剂3个要素。常用吸附剂：硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺和大孔树脂。按常用吸附剂的不同，大致可分为以下几种。1）硅胶吸附色谱硅胶为极性吸附剂，吸附力的大小取决于被分离物质的极性（极性越大，吸附力越强）和洗脱溶剂的极性（溶剂极性越弱，硅胶对被分离物质的吸附能力越强）。因此，用硅胶吸附色谱分离一组极性不同的混合物时，极性大的物质因吸附力大而洗脱慢，在用薄层展开时，Rf值越小（槲皮素、山奈酚、杨梅素用硅胶色谱分离时，洗脱的顺序是）；洗脱溶剂的极性增大，洗脱能力增强，洗脱速度加快。另外硅胶有一定的酸性，在用其分离碱性成分时，需注意。2）氧化铝吸附色谱氧化铝亦为极性吸附剂，其吸附规律与硅胶相似。不同的是，氧化铝有一定的碱性，且具有铝离子，在用其分离一些酸性或酚性成分时，易产生不可逆吸附而不能被溶剂洗脱。如蒽醌类、黄酮类（葛根异黄酮除外）成分分离时一般不选择氧化铝。为提高分离效果，在分离酸性物质时，在洗脱溶剂中常加酸性物质比如乙酸，在分离碱性物质时，常加碱性物质比如氨，吡啶，二乙胺等。3）活性炭吸附色谱活性炭为非极性吸附剂，其吸附规律与硅胶、氧化铝恰好相反。对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对物质表现出强的吸附能力。常用于水溶液中亲脂性物质色素的脱去比如叶绿素（活性炭简单吸附），活性炭柱色谱用于分离大极性物质比如糖、苷、黄酮苷、环烯醚萜苷以及氨基酸的分离纯化等。4）聚酰胺吸附色谱聚酰胺吸附属于氢键吸附，系通过其分子中众多的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此，聚酰胺吸附色谱特别适合分离酚类、醌类和黄酮类化合物。聚酰胺对被分离物质吸附力的大小取决于被分离物质分子结构中可与聚酰胺形成氢键缔合的基团数目及氢键作用强度，氢键越多，吸附力越强。凡是容易形成分子内氢键的，聚酰胺的吸附力减弱（间苯二酚，邻苯二酚在聚酰胺上的吸附力，邻苯二酚容易形成分子内氢键故小于间苯二酚）；整个分子中芳香化程度越高，双键越多，共轭体系越大，吸附性越强（二氢黄酮和查耳酮用聚酰胺吸附色谱分离，查耳酮吸附力强于二氢黄酮，就是因为查耳酮芳香化性程度高，共轭体系大）。同时，溶剂也会影响聚酰胺对被分离物质的吸附，表现出各种溶剂在聚酰胺吸附色谱中洗脱能力有大有小，其由弱到强的大致顺序为水、甲醇、丙酮、氢氧化钠水溶液，甲酰胺、二甲基甲酰胺、尿素水溶液等，换言之，聚酰胺在水中的吸附力是最强的。5）大孔吸附树脂吸附色谱优点：操作简便，树脂再生容易，可重复操作，产品质量稳定，既能选择性吸附，又便于溶媒的洗脱，一般不用有机溶剂，保持中医用药特色，又保留有效成分。大孔吸附树脂原理同时具有选择性吸附性和分子筛双重作用。吸附力包括范德华引力和氢键。影响大孔树脂吸附的因素，1，大孔吸附树脂本身的性质：树脂的表面积，表面的电性等，一般非极性化合物在易被非极性树脂吸附，极性物质易被极性树脂吸附。2，洗脱剂的性质：物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。对非极性大孔吸附树脂来说，洗脱溶剂极性越小，洗脱能力越强。在实际操作过程中，一般先用蒸馏水洗脱，再用浓度由低到高的含水甲（乙）醇溶液，可将混合物分离成若干组分。该法可用于皂苷类成分的纯化分离。3，化合物的性质，极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附性强，同时能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物容易被吸附。吸附色谱总结，因为吸附原理不同，表现出来的吸附规律不同。吸附色谱就是依靠吸附能力差别来分离物质的。硅胶和氧化铝属于极性吸附剂，物质的极性越大，吸附越强，洗脱速度3越慢，硅胶适用于酸性物质分离，氧化铝用于碱性物质的分离，活性炭属于非极性吸附剂，吸附规律与硅胶氧化铝吸附规律相反，常用于脂溶性物质和大分子物质糖、苷等分离精制。聚酰胺属于氢键吸附，适用于黄酮，酚类，蒽醌等的吸附。大孔吸附树脂是一种分子筛和吸附性相结合的吸附，受到树脂本身、溶剂、化合物性质的影响。一般规律是，用水洗脱，洗脱的是以糖为主的极性杂质的，大部分中药成分可用70%乙醇洗脱，洗脱碱性物质时用酸性溶剂，洗脱酸性物质时用碱性物质，洗脱中性物质亲脂性物质时，可用丙酮洗脱。五、选择离子交换法分离中药有效成分根据物质的解离程度不同分离（包括电泳方法和离子交换法）。离子交换法固定相是离子交换树脂，流动相是含水溶剂或水。常用的离子交换树脂：球形颗粒，不溶于水，但是能在水中膨胀。包括阴阳离子交换树脂，阳离子交换树脂是包括强酸性和弱酸性阳离子交换树脂；阴离子交换树脂包括强碱性和弱碱性离子交换树脂。1）离子交换法适用于酸性、碱性或两性成分的分离，即要求被分离物质在水（或酸水，或碱水）溶液中呈解离状态。2）根据被分离物质呈解离状态时所带电荷的性质，可选择阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。鉴于中药所含大多数酸性、碱性或两性成分的酸碱性均较弱，一般在分离碱性成分时选择强酸性的阳离子交换树脂，在分离酸性成分时选择强碱性的阴离子交换树脂，分离两性成分时，两种树脂都可以用。3）通过选择阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，可将中药水提物中酸性、碱性、两性和中性成分进行分离。4）离子交换法亦可用于相同电荷离子的分离，其分离的依据是解离程度的不同（酸性或碱性不同的化