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1、中藥化學Chemistry of Traditional Chinese Medicine第二節(jié)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法中藥有效成分的提取分離方法有效成分理化性質提取分離技術的原理和特點合適的提取分離方法第二章第二章 中藥化學成分的一般研究方中藥化學成分的一般研究方法法 提取前先鑒定藥材和查閱文獻，提取時將藥材粉碎成粗粉，常用的提取方法有： 溶劑提取法 水蒸汽蒸餾法 超臨界流體萃取法 其他方法： （升華法、組織破碎法、壓榨法、超聲法、微波提取法等）一、中藥有效成分的提取方法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（一）溶劑提取法原理：溶劑透過藥材粉末的細胞膜，溶解溶質，形成細胞內外溶質濃度
2、差，將溶質滲出細胞膜，達到提取目的。1、溶劑的選擇（按極性遞增的順序排列）（1）溶劑的分類l 親脂性溶劑：環(huán)己烷，石油醚，四氯化碳，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯l 親水性溶劑：正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇、乙腈、乙酸l 水 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法極性大極性小水甲醇、乙醇正丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯丙酮二氯甲烷四氯化碳石油醚第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（2）常用溶劑的特點 氯仿（相對密度1.48 g/cm3 ）比水重，沸點61.7，易揮發(fā)。 石油醚，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇均與水互不相溶（分層）。 丙酮，乙醇，甲醇、乙腈、乙酸與水任意比例混溶。 水：冷水：發(fā)生酶
3、解反應，雜質多；熱水：效率高，揮發(fā)性成分損失，熱敏性成分易破壞。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（3）溶劑的要求 溶解度適當：遵循 “相似相溶”原則，即溶質易溶于與其極性相似的溶劑中；l 萜類和甾體等因極性小，易溶于乙醚等親脂性溶劑；l 糖苷類等極性大，易溶于水或含水醇等親水性溶劑；l 酸、堿及兩性成分溶解度隨pH值改變。 不能發(fā)生化學反應； 安全無毒經濟易得； 沸點易適中，便于回收，反復使用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據。 影響化合物極性的因素： (1) 母核大小（碳數多少）：分子大、碳數多，極性??；分子小、碳數少，極性大。(2) 取代基極
4、性大小：在化合物母核相同或相近情況下，化合物極性大小主要取決于取代基極性大小。 基團極性；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷 舉例：判斷下列各組化合物極性大小。OHOCOCH3OA B C（4）化學成分的極性第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法冷提法：浸漬法滲漉法熱提法：煎煮法回流提取法連續(xù)回流提取法（索氏提取法）（5）提取方法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（二）CO2超臨界流體提取法特點超臨界流體密度液體 超臨界流體粘度氣體 優(yōu)點1、萃取能力強，大大提高效率2、溫度低，熱敏性、易氧化分解 的物質不易破壞3、時間短，24小時可完成4、提取物無溶劑殘留物5、提取物質量穩(wěn)定，標準易控制第二節(jié) 中藥有效成分的提
5、取分離方法（三）水蒸氣蒸餾：適用能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的化合物，且不溶于水。用于揮發(fā)油成分。（四）其它方法l 升華法 l 組織破碎提取法l 壓榨法 l 超聲提取法l 微波提取法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法二、分離精制方法1.溶劑法酸堿溶劑法溶劑分配法 系統(tǒng)溶劑萃取法 逆流分溶法（CCD） 液滴逆流色譜（DCCC）破壞乳化的方法有：（1）加熱敷；（2）將乳化層抽濾；（3）長時間放置（24小時以上）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法1、酸堿溶劑法 對酸性、堿性或兩性成分，調節(jié)溶液pH值，改變分子存在狀態(tài)（游離型或離解型），改變溶解度，從而實現(xiàn)分離。 生物堿類成分常用酸水提取后，調至堿性，
6、從水中沉淀析出（酸/堿法）；黃酮、醌類或酚類等酸性成分常用堿水提取后，調至酸性，從水中沉淀析出（堿/酸法）；蛋白質提取后調節(jié)PH至等電點使其沉淀析出。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 pHl對于酸性成分：HA+H2OA-+H3+O pH=pKa+lgA-/HA若使酸性物質完全離解，則pH=pKa+lgA-/HApKa+lg(100/1)pHpKa + 2，酸性物質多呈離解態(tài)（90A-）；若使酸性物質完全游離，則pH=pKa+lgA-/HApKa+lg(1/100)pHpKa - 2，酸性物質多呈游離態(tài)（90HA）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法討論： 已知酚類化合物的pKa 9.210.
7、8；羧酸類化合物的pKa 5，如何調節(jié)pH值，改變酚類和羧酸的存在狀態(tài)？第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 pHl對于堿性成分：B+H2OBH+OH- BH+H2O B+ H3+OpH=pKa+lgB/BH+若使堿性物質完全離解，則pH=pKa+lgB/BH+pKa+lg(1/100)pH pKa - 2，堿性物質呈離解態(tài)（ 90BH）；若使堿性物質完全游離，則pH=pKa+lgB/BH+pKa+lg(100/1)pH pKa + 2，堿性物質呈游離態(tài)（ 90 B）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法小結：pH12時，酸性物質多呈離解狀態(tài)（A-），而堿性物質多呈游離狀態(tài)（B）。第二節(jié) 中藥有效
8、成分的提取分離方法分配系數（K值，即分配比） 即在一定溫度及壓力下，溶質在兩相溶劑中的濃度比（K=CU/CL），為一常數。 萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數相差越大，則分離效率越高。 極性較大的成分：正丁醇水 極性中等的成分：乙酸乙酯醇水 極性較小的成分：乙醚（或乙酸乙酯）水溶劑分配法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法系統(tǒng)溶劑萃取法按極性遞增的溶劑依次萃?。?己烷，石油醚，氯仿（或乙醚），乙酸乙酯，正丁醇，甲醇（或乙醇)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法逆流分溶法（CCD）第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 使流動相垂直上升或下降，通過固定相的液柱，實現(xiàn)物質的逆流色譜分離。液滴逆流色譜 D
9、CCC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 優(yōu)點：1）不需振蕩兩相溶劑，特別適于皂苷類成分的分離；2）不需固體載體，樣品無吸附消耗，無污染，無脫尾現(xiàn)象，且可以定量回收。 缺點： 1）必須選用能生成液滴的溶劑系統(tǒng)；2）處理樣品量??； 3）要有特定的設備，操作較繁瑣。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 依靠蛇形管的方向性和高速旋轉所產生的離心力，使無載體支持的固定相穩(wěn)定地保留在蛇形管內，并使流動相單相、低速通過固定相，實現(xiàn)連續(xù)逆流萃取分離物質的目的。高速逆流色譜High Speed Countercurrent Chromatography, HSCCC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 優(yōu)點：1）
10、不需固體載體； 2）樣品無吸附消耗，無污染，無脫尾現(xiàn)象，且可以定量回收。適用于皂苷、生物堿、酸性成分、蛋白質、糖類的分離精制。 缺點：1）需要特定的設備； 2）處理樣品量小。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（二）沉淀法1專屬試劑沉淀法 生物堿類 雷氏銨鹽甾體皂苷、 三萜皂苷膽甾醇甾體皂苷2. 分級沉淀法水/醇法（除去糖、蛋白質等水溶性雜質）醇/水法（除去樹脂、葉綠素水不溶性雜質）醇/醚法（沉淀皂苷成分與脂溶性雜質分離）3鹽析法 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（三）分餾法（沸點）（四）膜分離法（外加壓力或化學位差分子大?。ㄎ澹┥A法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法膜分離技術膜分離技術原
11、理：是以選擇性透過膜為分離介質，當膜兩側存在某種推動力（如壓力差、濃度差、電位差等）時，原料側組分選擇性地透過膜，以達到分離、提純的目的。特點： 常溫操作，特別適用于熱敏性物質的分離、濃縮； 簡化工藝，縮短生產周期，分離效率高，降低有效成分的損失，同時去除雜質； 分離選擇性高，可分級分離；除菌除熱源效果好； 分離不耗用有機溶媒（如乙醇），有利于減少環(huán)境污染； 選擇范圍廣，適用性強；且易于連續(xù)化和自動化操作。 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法類型：類型：按分離功能分類微濾（0.110 m）：用于截留顆粒物，液體的澄清及大部分細菌的去除。超濾（10100 nm）：近似于機械篩，主要用于幾千至數十
12、萬的物質的分級分離、提純和濃縮。納濾（110 nm）：用于3001000的小分子物質，集濃縮與透析為一體?？煞植綖V除粉針劑中無機鹽和多糖成分。反滲透（1 nm）：用于制備高品質水。使用有機膜，從水溶液中除去無機鹽和小分子物質，主要用于脫鹽純化，可代替離子交換樹脂。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法應用：應用：1）用于提取中藥有效成分：如采用超濾法對黃芩苷進行提取，其收率、純度及顏色方面較常規(guī)水醇法優(yōu)。2）用于制備中藥注射劑：采用超濾法可去除中藥煎液中大量的蛋白、淀粉、樹脂、鞣質等大分子物質及絮狀物等。3）用于制備中藥口服液：采用超濾法較醇沉法能更多地去除料液中的雜質，從而節(jié)省試劑、簡化工序、縮
13、短生產周期。4）用于制備藥酒等其他中藥制劑用于藥酒生產可提高藥酒的內在質量、穩(wěn)定性和澄明度。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法影響結晶的因素：結晶用溶劑的選擇（1）要對被結晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度小； 對雜質或冷熱時都溶解，或冷熱時都不溶解。（2）與被結晶成分不發(fā)生化學反應。（3）沸點不宜太高。（六）結晶法 提取或分離物 溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，過濾 溶液 放置（冷藏）析晶，過濾 粗結晶 重復上述操作（重結晶） 結晶第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法吸附色譜凝膠過濾色譜大孔樹脂色譜離子交換色譜分配色譜（七）色譜分離法第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法1、吸附色譜l 硅膠 氧化鋁：
14、極性吸附l 活性炭：非極性吸附l 聚酰胺：氫鍵吸附(酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法物理吸附 也叫表面吸附，由分子間作用力引起，遵循“相似者易于吸附” 原理。（1）基本特點：無選擇性、可逆、快速吸附（2）基本要素：溶劑、溶質、吸附劑溶劑溶質吸附劑第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法常見的吸附劑 l 硅膠：顯微酸性，適于分離酸性和中性化合物，若分離生物堿時需在流動相中加入適量的有機堿；l 氧化鋁：呈堿性，適于分離生物堿等堿性成分，不宜用于分離有機酸、酚性等酸性成分。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法l 活性炭 非
15、極性吸附劑，對非極性溶質具有較強的親和力，在水中對溶質吸附能力強；溶劑的極性越小，洗脫能力越強。反之，越弱。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法l聚酰胺原理：聚酰胺通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪酸上的羰基形成氫鍵締合而產生吸附。特點：聚酰胺不溶于水及有機溶劑，對堿穩(wěn)定，但可溶于濃鹽酸、冰醋酸及甲酸。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 極性與非極性的成分均可適用；l 特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物；l 聚酰胺對鞣質吸附特強，近乎不可逆，可用于粗提物的脫鞣處理。應用第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（凝膠滲透色譜、分子篩濾過、排阻色譜） 原理
16、：分子篩作用 葡聚糖凝膠（sephadex G） 羥丙基葡聚糖凝膠(sephadex LH-20)第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 2、凝膠過濾色譜洗脫規(guī)律或出柱順序： Ve = K1-K2lg M 分子量M越大，洗脫體積Ve 越小，越先出柱。故被分離的物質按分子由大到小的順序先后流出并得到分離。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法常見的凝膠種類凝膠系列數字吸水量10，如葡聚糖凝膠G-25的吸水量為2.5 ml/g。不同分子量的物質的分離需要不同規(guī)格凝膠；葡聚糖凝膠Sephadex G系列只適于在水中應用。 1）葡聚糖凝膠Sephadex G系列第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法2）羥丙基葡聚
17、糖凝膠Sephadex LH-20系列 為Sephadex G-25經羥丙基化后的產物，應用較廣。具有分子篩特性，可按分子量大小分離物質；在由極性與非極性溶劑組成的混合溶劑中常常起到反相分配色譜的作用，適合于不同類型有機物的分離。Sephadex LH-20即能在水中，也能在有機溶劑中或者含水的混合溶劑中應用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（4）應用 廣泛應用于黃酮類、苷類、生物堿、蛋白、多糖等成分的純化。 例如葡聚糖凝膠G和 LH-20分離黃酮苷元時，主要靠吸附作用，苷元酚羥基越多，越難洗脫；分離黃酮苷時，主要靠分子篩作用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法3、大孔吸附樹脂原理：吸附性和
18、分子篩性原理相結合吸附性：范德華引力或氫鍵的分子篩：多孔性應用：比較廣泛，可用于糖與苷的分離、生物堿的精制多糖、黃酮、三萜類化合物等的分離與精制。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法4、分配色譜原理：被分離成分在固定相和流動相之間的 分配系數不同正相分配色譜：流動相極性固定相極性HPLC、MPLC、LPLC第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 正相分配色譜l特點：固定相極性流動相極性l支持劑：硅膠、硅藻土、纖維素粉等l固定相：水、緩沖溶液等l流動相：固定相飽和的氯仿、乙酸乙酯、丁醇等有機溶劑l洗脫順序：化合物極性越小，越先出柱；化合物極性越大越后出柱。l應用：可用于分離水溶性或極性較大的成分，如生
19、物堿、苷類、糖類、有機酸等化合物。（2）液-液分配柱色譜固定相流動相第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 反相分配柱色譜l特點：固定相極性流動相極性l支持劑：硅膠、硅藻土、纖維素粉等l固定相：石蠟油等弱極性溶劑l流動相：固定相飽和的水或甲醇等強極性溶劑l洗脫順序：化合物極性越大，越先出柱；化合物極性越小，越后出柱。l應用：適合于分離脂溶性化合物，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 液液分配薄層色譜法特點：可在薄層上進行，快速、靈敏。應用：液液分配薄層色譜結果（正相柱用正相薄層色譜，反相柱用反相薄層色譜）可用于選定相應的液液分配柱色譜最佳分離條件。第二節(jié) 中藥有效成
20、分的提取分離方法 加壓液相色譜法載體：比經典液相色譜柱顆粒直徑（100-150 m）小，只有5, 10, 40-60 m，比表面積較大的多孔型硅球，并鍵合不同極性的化合物，提高柱效。流速：加壓，快速收集：自動化，省時第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 類型：依據壓力大小，加壓液相色譜法又分為： 快速柱色譜（約2.02105 Pa） 低壓柱色譜（20.2105 Pa）第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 固定相：常用鍵合固定相。 鍵合固定相是普通硅膠（Si-OH）上鍵合長度不同的烴基（R），形成親油表面而成。 鍵合固定相以硅烷化鍵合型最為常用，根據鍵合烴基（R）的長度（-C2H5、-C8H17、-
21、C18H37、）分別命名為：RP-2、RP-8、RP-18。三者親脂性強弱順序：RP-18 RP-8 RP-2。 鍵合固定相的作用同時具有分配和吸附作用。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 流動相：水-甲醇或水-乙腈 洗脫順序：化合物極性越大，越先出柱；反之，化合物極性越小，越后出柱。 應用：常用于分離水溶性或極性較大的成分，如苷類。 第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法（1）原理 天然有機化合物中，具有酸性、堿性及兩性基團分子在水中多呈離解狀態(tài)，與離子交換樹脂上的交換基團發(fā)生不同程度的交換而被吸附，隨后用適當的溶劑進行洗脫，從而實現(xiàn)分離。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法5、離子交換色譜（2）
22、離子交換樹脂結構與性質 母核部分+離子交換基團 母核部分結構： 以強酸性陽離子交換樹脂為例（如圖）母核部分交聯(lián)度越大，網孔越??；交聯(lián)度越小，網孔越大。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 樹脂類型： 陽離子交換樹脂強酸性（-SO3-H+）弱酸性（ -COO-H+ ） 陰離子交換樹脂強堿性（-N+(CH3)3Cl-）弱堿性（ -NH2，NH， -N），仍可用離子交換樹脂分離。例如將三者混合物的水溶液通過NH4+型弱酸性樹脂，先用水洗下（），再用 NH4Cl洗下（），最后用Na2CO3洗下（）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法 用于電荷相同且離解程度非常近似的混合物 采用離子交換色譜法。關鍵在于選
23、好固定相（樹脂，干燥、粉碎，200400目）及流動相（緩沖液）。第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法(一) 光照的影響 光不穩(wěn)定物質分離時要避光。(二) 酸堿的影響 酸、堿條件下不穩(wěn)定的物質要在中性條件下分離。(三) 溫度的影響 熱不穩(wěn)定物質分離時要低溫進行。(四) 溶劑的影響（采用分析純試劑）(五) 吸附劑的影響（采用純度高，雜質少的填料）(六) 溶質的影響提取與分離注意事項第二節(jié) 中藥有效成分的提取分離方法思考題（1）1、簡述溶劑法提取有效成分的基本原理。怎樣選擇適宜的溶劑？2、將下列有機溶劑按親水性強弱順序排列：乙醇、環(huán)己烷、正丁醇、丙酮、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、苯。3、中草藥有效成分的提取
24、方法有哪些？4、“水提醇沉法”和“醇提水沉淀法”各沉淀哪些成分? 酸/堿法和堿/酸法分別適合哪類成分的提取？5、敘述液液萃取法中分離因子的含義。6、如何調節(jié)pH值使酸性物質基本游離？7、如何調節(jié)pH值使堿性物質基本離解？8、根據物質在兩相溶劑中分配比差異進行分離的色譜方法有哪些？9、何謂液液分配柱色譜（CC）？何謂正相、反相分配色譜？各有何特點？10、何謂鍵合固定相？說明常用反相鍵合固定相的種類和特點。1. 簡述常見官能團的極性順序，化學成分的極性取決于哪些因素？2.硅膠在吸附色譜中與在分配色譜中作用有什么不同？3. 簡述吸附色譜的三要素。4. 極性吸附有何特點？如何選擇洗脫劑？洗脫順序如何？
25、5. 聚酰胺吸附有何特點？用水醇作洗脫劑時，如何改變溶劑的比例？洗脫順序如何？6. D101大孔樹脂吸附有何特點？用水醇作洗脫劑時，如何改變溶劑的比例？洗脫順序如何？7. 葡聚糖凝膠SephadexLH-20有何特點？分離苷類成分時，洗脫順序如何？8. 簡述離子交換樹脂分離的基本原理、分類依據，酸性物質用何種離子交換樹脂？洗脫順序如何？9. 如何確定化合物純度？思考題（2）1中藥化學成分大多屬于（ ），按成分的生物合成途徑可分為（ ）和（ ）。2中藥二次代謝產物的主要生物合成途徑為（）、（ ）、（）、（ ）和復合途徑3通過乙酸-丙二酸途徑能生成（ ）、（）、（）等化合物。4通過甲戊二羥酸途徑能
26、生成（ ）、（ ）化合物。5通過莽草酸途徑衍化生成（）、（）、（）等化合物。6中藥有效成分的提取分離方法應根據被提取成分的（）和考慮各種提取分離技術的（）和（ ）進行選定，使所需要的成分能充分地得到提取和分離。7采用溶劑法提取中藥有效成分時主要是選擇（），溶劑按（）可分為三類，即（），（）和（ ）。8超臨界萃取法是一種集（）和（ ）于一體，又基本上不用（ ）的新技術。9中藥化學成分中常見基團極性最大的是（ ），極性最小的是（ ）。10利用中藥成分混合物中各組成分在兩相溶劑中（），可采用（）達到分離。11加入（ ）后可降低某些中藥化學成分在溶液中的（），而自溶液中析出的特點，可采用（ ）進行分離。12凝膠過濾色譜又稱排阻色譜、（），其原理主要是（），根據凝膠的（）和被分離化合物分子的（）而達到分離目的。13離子交換色譜主要基于混合物中各成分（）差異進行分離。離子交換劑有（）、（）和（）三種。14大孔樹脂是一類沒有（ ），具有（ ），（ ）的固體高分子物質，它可以通過（ ）有選擇地吸附有機物質而達到分離的目的。
中藥化學011 第二章(一)xin
