《中藥化學(xué)》講義：中藥有效成分的提取與分離(重點)

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1、中藥化學(xué)》講義：中藥有效成分的提取與分離 重點 ） 一、中藥有效成分的提取 （ 一 ） 提取概念：采用一種方法， 使中藥里面有效的成分與無效的 成分分開。 （ 二 ） 提取方法： 1. 溶劑提取法：選擇一個適當(dāng)?shù)娜軇⒅兴幚锩娴挠行С煞痔崛?出 來。 （ 1 ） 常用提取溶劑：石油醚、正己烷、環(huán)己烷、苯、氯仿、乙酸 乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇、甲醇、水。 （ 極性小 T 極性大 ） （ 2 ） 提取溶劑的特殊性質(zhì)：石油醚：是混合型的物質(zhì) ; 氯仿：比重 大于水 ; 乙醚：沸點很低 ; 正丁醇：沸點大于水。 ① 親脂型溶劑與親水型溶劑：石油醚、正己烷、環(huán)己烷、苯、氯 仿、

2、乙酸乙酯、 正丁醇與水混合之后會分層，稱為親脂型溶劑 ; 丙酮、 乙醇、甲醇與水混合之后不分層，稱為親水型溶劑。 ② 不同溶劑的符號。 （ 3 ） 選擇溶劑：不同成分因為分子結(jié)構(gòu)的差異，所表現(xiàn)出的極性 不 一樣，在提取不同級性成分的時候，對溶劑的要求也不一樣。 1) 物質(zhì)極性大小原則： ① 含 C 越多，極性越小 ； 含 0 越多，極性越大。 ② 在含 0 的化合物中，極性的大小與含 0 的官能團有關(guān)：含 0 官 能 團所表現(xiàn)出的極性越大，此化合物的極性越大。 ③ 與存在狀態(tài)有關(guān)：游離型極性小 ； 解離型 ( 結(jié)合型 ) 極性大。 2) 選擇溶劑原則：相似相溶 4) )

3、提取方法： 1) 浸漬法：不用加熱，適用于熱不穩(wěn)定化學(xué)成分，或含有大量淀 粉、樹膠、果膠、黏液質(zhì)的成分提取。缺點：效率低、時間長。 2) 滲漉法：不用加熱，缺點：溶劑消耗量大、時間長 3) 煎煮法：使用溶劑為水，適用于熱穩(wěn)定的藥材的提取。缺點： 不 是用于含有揮發(fā)性或淀粉較多的成分的提取 ； 不能使用有機溶劑提 取。 4) 回流提取法與連續(xù)回流提取法：使用溶劑為有機溶劑。 回流提取 法有機溶劑消耗量大 ； 連續(xù)回流提取法溶劑消耗量少， 節(jié)省了溶劑，缺點：加熱時間長，對熱不穩(wěn)定的成分在使用此法時要 十分 小心。 5) 超聲波提取法：提取效率高 ； 對有效成分結(jié)構(gòu)破壞比較小。

4、 6) 超臨界流體萃取法： C02 萃取。 特點： ① 不殘留有機溶劑，萃取速度快、收率高，工藝流程簡單、操作 方 便。 ② 無傳統(tǒng)溶劑法提取的易燃易爆危險 ; 減少環(huán)境污染，無公害 產(chǎn) 品是純天然的。 ③ 因萃取溫度低，適用于對熱不穩(wěn)定物質(zhì)的提取。 ④ 萃取介質(zhì)的溶解特性容易改變，在一定溫度下只需改變其壓 力。 ⑤ 可加入夾帶劑，改變萃取介質(zhì)的極性來提取極性物質(zhì)。 ⑥ 適于極性較大和分子量較大物質(zhì)的萃取。 ⑦ 萃取介質(zhì)可以循環(huán)利用，成本低。 ⑧可與其他色譜技術(shù)連用及IR、MS＜用，高效快速的分析中藥 及 其制劑中的有效成分。 2. 非溶劑提取法 (1) 水 蒸氣提取

5、法：適用于具有揮發(fā)性的、能隨水蒸氣蒸餾而不 被破 壞，且難溶或不溶于水的成分的提取。 (2) 升華法：具有升華性質(zhì)的成分提取。 二、中藥有效成分的分離與 精制 ( 一 ) 根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離 1. 結(jié)晶及重結(jié)晶法 利用不同溫度可引起物質(zhì)溶解度改變的性質(zhì)來分離物質(zhì)。 選擇結(jié) 晶 溶劑的原則是：對要結(jié)晶的成分熱時溶解度大，冷時溶解度小，對 雜質(zhì)冷 熱都不溶或冷熱都易溶。 另外要求結(jié)晶溶劑不與待結(jié)晶物質(zhì)發(fā) 生化學(xué)反 應(yīng) ; 沸點較低、易揮發(fā) ; 無毒或毒性很小。 判斷結(jié)晶純度的方法。 （1） 1 ） 晶型均一，色澤均勻。 （2） 2 ） 有一定的熔點和較小的熔距，熔距應(yīng)

6、在 2 度以內(nèi)。 （3） TLC或PC分別用三種以上溶劑系統(tǒng)檢識，同單一圓整斑點。 （4） HPL© GC僉查呈現(xiàn)單峰。 2. 沉淀法 （ 1） 在溶液中回入另一種溶劑以改變混合的極性，使一部分物質(zhì) 沉 淀析出。 如：水提醇沉法 （ 除去多糖或蛋白質(zhì) ） ; 醇提水沉法 （ 除去 樹 脂或葉綠素 ） ; 醇提乙醚沉淀或丙酮沉淀法 （ 使皂苷沉淀析出 ） （ 2） pH 法：對酸性、堿性或兩性有機化合物來說，常可通過加入 酸、堿以調(diào)節(jié)溶液的pH值，改變分子的存在狀態(tài)（游離型或解離型）， 從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離。 酸提堿沉法 （ 使生物堿類成分沉淀 ） 。堿提酸沉法

7、 （ 使黃酮、蒽 醌 等沉淀 ） ; 等電點法 （ 使蛋白質(zhì)沉淀 ） （ 3） 鹽類沉淀法：通過加入某種沉淀試劑，使生成水不溶性的類 沉 淀。 （ 二 ） 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離 1. 分配系數(shù) K K=Cu/CL K: 表示分配系數(shù) ;Cu : 表示溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度 ； CL : 表示 溶質(zhì) 在下相溶劑中的濃度。K越大越容易分離。 2. 分離因子 B 分離因子 B 可定義為 A、 B 兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù) 的比 值。 B 二 KA/KB B 越大越容易分離。 B 100, 僅作一次簡單萃取就可實現(xiàn)基本分離 ； 若 100>

8、B >10, 則 須萃 取 10? 12 次 ；（ 3 2 時，要想實現(xiàn)分離，須做 100 次以上萃取才能 完 成；3 - 1時，貝S KA- KB意味著兩者極其相近，即使作任意次分 配也 無法實現(xiàn)分離。 3. 分配比與 pH 對酸性、堿性及兩性有機化合物來說 , 都具有游離型 和解離型 , 二者可互相轉(zhuǎn)化 , 故在兩相中的分配比不同 般而言， pH<3 時，酸性物質(zhì)多呈非解離狀態(tài) （ HA） 、堿性物質(zhì) 呈解離狀態(tài)（BH夕存在，PH>12時，則酸性物質(zhì)呈解離狀態(tài) （A-）、堿 性物質(zhì)呈非解離狀態(tài) （ B） 存在。 4. 紙色譜 紙色譜屬于分配色譜，原理與

9、液 - 液萃取法基本相同。 5. 分配柱色譜 分離水溶性或極性較大的成分時， 固定相多采用強極性溶劑， 如 水、緩沖溶液等， 流動相一般選擇極性相對較小的有機溶劑，稱為正 相 分配色譜 ; 反相分配色譜。 （ 三 ） 根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離 1. 物理吸附基本規(guī)律 相似者易于及附 硅膠、氧化鋁是極性吸附劑， 遵循“相似者易于吸附”的經(jīng)驗規(guī) 律?；钚蕴繛槭欠菢O性吸附劑，與硅膠、氧化鋁相反。 為避免發(fā)生化學(xué)吸附， 酸性物質(zhì)宜用硅膠， 堿性物質(zhì)則宜用氧化 鋁進行分離。 2. 極性及其強弱判斷 化合物的極性由分子中所官能團決定 3. 吸附色譜法應(yīng)用 4. 聚酰胺 聚

10、酰胺吸附屬于氫鍵吸附， 酰胺羰基與酚類、 黃酮類化合物的酚 羥基，或酰胺鍵上的游離氨基與醌類、 脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締 合 而產(chǎn)生吸附。吸附強弱則取決于各種化合物與之形成氫鍵締合的能 力。 聚酰胺特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。 (1) 形成氫鍵的基團數(shù)目越多，吸附能力越強。 (2) 成鍵位置對吸附力也有影響。易形成分于內(nèi)氫鍵者，其在聚 酰胺 上的吸附相對減弱。 (3) 分子中芳香化程度高者，則吸附性增強 ; 反之則減弱。 一般情 況下， 各種溶劑在聚酸胺術(shù)上的洗脫能力由弱至強， 可大 致排列成下列 順序： 水 T 甲醇 T 氫氧化鈉水溶液 T 甲酰胺 T 二甲基

11、甲酰胺 T 尿素水 溶 液 5. 大孔吸附樹脂 (1) 吸附原理 大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的分子材 料。 吸附 性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果， 分子篩性是由于其本 身多孔 性結(jié)構(gòu)所決定的。 (2) 影響吸附的因素 大孔吸附樹脂本身的性質(zhì)、 溶劑的性質(zhì)和化合物的性質(zhì)是影響吸 附 的 3 個重要因素。 (3) 大孔吸附樹脂的應(yīng)用 (4) 洗脫液的選擇 洗脫液可使用甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯等。 ( 四 ) 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進行分離 物質(zhì)分子大小不同的化合物 可用透析法、凝膠過濾法、超濾法、 超速離心法等分離。 1. 凝膠過濾法 凝膠過濾法也叫凝膠

12、滲透色譜、分子篩過濾、排阻色 譜，系利用 分子篩分離物質(zhì)的一種方法。 常用的有葡聚糖凝膠 （Sepadex-G） 以及羥丙基葡聚糖凝膠 （Sephadex- LH-20）。SephadexG只適于在水中應(yīng)用。SephadexLH-20既可在水中應(yīng) 用，又可在由極性與非極性溶劑組成的混合溶劑中應(yīng) 用。 2. 膜過濾法 膜過濾法主要包括滲透、反滲透、超濾、電滲析、透 析、液膜技 術(shù)等。透析法多用于水溶性的大分子和小分子物質(zhì)的分離， 如蛋白質(zhì)、 酶、多糖分離過程中的脫鹽。按照孔徑大小，可將透析膜分 為：微濾 膜、超濾膜、反滲透膜、納米膜。 （ 五 ） 根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離

13、 1. 離子交換法分離物質(zhì)的原理 離子交換法系以離子交換樹脂作為固定相， 以水或含水溶劑作為 流 動相進行分離的一種方法， 其原理是離子交換。 離子交換樹脂的種 類包 括陽離子 （ 強酸型和弱酸型 ） 交換樹脂和陰離子 （ 強堿型和弱堿型 ） 交換樹脂。 2. 離子交換樹脂的種類 陽離子 （ 強酸型和弱酸型 ） 交換樹脂和陰離子 （ 強堿型和弱堿 型 ） 交換樹脂。 3. 離子交換法應(yīng)用： 1 ） 用于不同電荷離子的分離，如中藥水提物中酸性、堿性及兩 性化合物的分離。 （ 2 ） 用于相同電荷離子的分離。 （ 六 ） 根據(jù)物質(zhì)的沸點進行分離 分餾法是利用中藥中各成分沸

14、點的判別進行提取分離的方法， 主 要 適用于液體混合物的分離，如揮發(fā)油和一些液體生物堿的提取分 離。 （ 一 ） 根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離 （ 二 ） 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離 （ 三 ） 根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離 （ 四 ） 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進行分離 （ 五 ） 根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離 （ 六 ） 根據(jù)物質(zhì)的沸點進行分離 中藥化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)研究方法 一、化合物的純度測定 如檢查有無均勻一致的晶形，有無明確、敏銳 的熔點。如在 TLC 或 PC 上選擇適當(dāng)?shù)恼归_劑。一般，只有當(dāng)樣品在三種 展開系統(tǒng)中呈現(xiàn)單一斑點時方可確認其為單一化合物。 G

15、CF口 HPLCfe是判 斷物質(zhì)純 度的一種重要方法。 二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序 初步推斷化合物類型測定分子式， 計算不飽和度確定分子中含有 的 官能團，或結(jié)構(gòu)片斷， 或基本骨架推斷并確定分子的平面結(jié)構(gòu)推斷 并確 定分子的立體結(jié)構(gòu) ( 構(gòu)型、構(gòu)象 ) 。 三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法 ( 一 ) 確定分子式并計算不飽和度 分子式的測定可用元素定量分析 配合分子量測定、 同位素峰度比 法和高分辯質(zhì)譜 (HI-MS) 法。 ( 二 ) 質(zhì)譜 (MS) 可用于確定分子量及求算分子式和提供其他結(jié)構(gòu)信 廣 息。 ( 三 ) 紅外光譜 (IR) 特征官能團。 ( 四 ) 紫外 - 可見吸收光譜 (UV-VIS) 共軛體系。 ( 五 ) 核磁共振譜 (NMR) 1. 氫核磁共振 (1HNMR) 化學(xué)位移、峰面積、信號的裂分及偶合常數(shù) (J) 。 2. 碳核磁共振 (13CNMR) 3. 4.