生物碱的提取与分离幻灯片.ppt

生物碱的提取与分离生物碱的提取与分离第1页，共33页，编辑于2022年，星期一生物碱的提取与分离生物碱的提取与分离p一、总生物碱的提取一、总生物碱的提取p二、生物碱的分离二、生物碱的分离p三、水溶性生物碱的提取与分离三、水溶性生物碱的提取与分离 第2页，共33页，编辑于2022年，星期一生物碱的提取分离生物碱的提取分离p 自中药中提取与分离生物碱的方法有多种，自中药中提取与分离生物碱的方法有多种，选用何种方法主要根据植物中生物碱的性质和存选用何种方法主要根据植物中生物碱的性质和存在状态，以及目的是要进行系统研究还是为了得在状态，以及目的是要进行系统研究还是为了得到某些药用生物碱等因素而定。到某些药用生物碱等因素而定。p 一般来说，除少数具有挥发性的生物碱，如麻一般来说，除少数具有挥发性的生物碱，如麻黄碱及一些液体生物碱，可选用黄碱及一些液体生物碱，可选用水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法，具有升华性的生物碱，如咖啡碱可采用具有升华性的生物碱，如咖啡碱可采用升华法升华法提提取外，绝大多数生物碱是用溶剂提取法提出总生取外，绝大多数生物碱是用溶剂提取法提出总生物碱后再进一步进行分离。下面主要介绍溶剂提物碱后再进一步进行分离。下面主要介绍溶剂提取法。取法。第3页，共33页，编辑于2022年，星期一一、总生物碱的提取一、总生物碱的提取p（一）酸水提取法（一）酸水提取法p（二）醇类溶剂提取法（二）醇类溶剂提取法p（三）亲脂性有机溶剂提取法（三）亲脂性有机溶剂提取法第4页，共33页，编辑于2022年，星期一（一）水或酸水提取法（一）水或酸水提取法p 原理：原理：p 具碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在，具碱性的生物碱在植物体中多以盐的形式存在，而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱而弱碱性或中性生物碱则以不稳定的盐或游离碱的形式存在。生物碱盐类一般不溶于亲脂性有机的形式存在。生物碱盐类一般不溶于亲脂性有机溶剂而溶于水或醇。溶剂而溶于水或醇。p 用水为溶剂提取生物碱，植物体中一些亲脂用水为溶剂提取生物碱，植物体中一些亲脂性的弱碱或中性碱提取不完全或不被提出，但如性的弱碱或中性碱提取不完全或不被提出，但如用酸水提取则使生物碱都以盐的形式被提出，故用酸水提取则使生物碱都以盐的形式被提出，故生物碱提取一般采用酸水为溶剂，较少采用水提生物碱提取一般采用酸水为溶剂，较少采用水提取。取。第5页，共33页，编辑于2022年，星期一提取溶剂和方法提取溶剂和方法p 酸水提取法常用酸水提取法常用0.51的乙酸、硫酸、的乙酸、硫酸、盐酸或酒石酸等为溶剂。采用浸渍法、渗漉法提盐酸或酒石酸等为溶剂。采用浸渍法、渗漉法提取，如药材淀粉含量少可采用煎煮法。通常用酸取，如药材淀粉含量少可采用煎煮法。通常用酸水或水为溶剂的提取法提取液体积较大，浓缩困水或水为溶剂的提取法提取液体积较大，浓缩困难，而且水溶性杂质多，如要得到较纯的总碱，难，而且水溶性杂质多，如要得到较纯的总碱，可采用下列方法处理。可采用下列方法处理。p 1、离子交换树脂法、离子交换树脂法p 2、有机溶剂萃取法、有机溶剂萃取法第6页，共33页，编辑于2022年，星期一（1）离子交换树脂法）离子交换树脂法p 提取液通过强酸型提取液通过强酸型(氢型氢型)阳离子离子交换树脂阳离子离子交换树脂柱，使生物碱盐阳离子交换在树脂上而与非碱性柱，使生物碱盐阳离子交换在树脂上而与非碱性的化合物分离。的化合物分离。第7页，共33页，编辑于2022年，星期一2、有机溶剂萃取法、有机溶剂萃取法p 水或酸水提取液用碱液水或酸水提取液用碱液(常用的是氨水、石常用的是氨水、石灰乳或石灰水等灰乳或石灰水等)碱化，使生物碱盐转变成游离碱化，使生物碱盐转变成游离碱，再用氯仿、乙醚或苯等亲脂性有机溶剂萃碱，再用氯仿、乙醚或苯等亲脂性有机溶剂萃取。合并有机溶剂萃取液，浓缩即得总生物碱。取。合并有机溶剂萃取液，浓缩即得总生物碱。第8页，共33页，编辑于2022年，星期一（二）醇类溶剂提取法（二）醇类溶剂提取法p 游离生物碱及其盐类一般都能溶于甲醇和乙醇，游离生物碱及其盐类一般都能溶于甲醇和乙醇，因此用它们作为生物碱的提取溶剂应用较为普通。因此用它们作为生物碱的提取溶剂应用较为普通。甲醇极性比乙醇大，对生物碱盐类的溶解性能比甲醇极性比乙醇大，对生物碱盐类的溶解性能比乙醇好，它的沸点也比乙醇低，但它对视神经的乙醇好，它的沸点也比乙醇低，但它对视神经的毒性很大，所以除实验室有时用甲醇为生物碱提毒性很大，所以除实验室有时用甲醇为生物碱提取溶剂外，多数用乙醇为溶剂，有时也用稀乙醇取溶剂外，多数用乙醇为溶剂，有时也用稀乙醇(60一一80)作溶剂。作溶剂。p 第9页，共33页，编辑于2022年，星期一提取方法及纯化处理提取方法及纯化处理p 醇类溶剂提取法一般采用浸渍法、渗漉法或热回流提取醇类溶剂提取法一般采用浸渍法、渗漉法或热回流提取法，有条件采用连续回流提取法则更为理想，可以节约大量法，有条件采用连续回流提取法则更为理想，可以节约大量溶剂。溶剂。p 醇类溶剂提取液中除含有生物碱及其盐类外，尚含有大量的其醇类溶剂提取液中除含有生物碱及其盐类外，尚含有大量的其他醇溶性杂质，如树脂、鞣质他醇溶性杂质，如树脂、鞣质、油脂等。杂质的除去，可将乙油脂等。杂质的除去，可将乙醇提取液浓缩，用稀醇提取液浓缩，用稀酸水处理酸水处理，使生物碱呈盐而溶解，树脂、，使生物碱呈盐而溶解，树脂、叶绿素等脂溶性杂质呈胶状物沉淀析出。杂质滤除后，叶绿素等脂溶性杂质呈胶状物沉淀析出。杂质滤除后，加入加入有机溶剂有机溶剂（如氯仿、乙醚、乙酸乙酯等），然（如氯仿、乙醚、乙酸乙酯等），然后后碱化碱化，生，生物碱即转入有机溶剂。物碱即转入有机溶剂。p *通常采用通常采用酸水酸水-碱化碱化-亲脂性溶剂萃取亲脂性溶剂萃取的方法反复进行的方法反复进行第10页，共33页，编辑于2022年，星期一（三）亲脂性有机溶剂提取法（三）亲脂性有机溶剂提取法p 大多数游离生物碱都是脂溶性的，因此可以用大多数游离生物碱都是脂溶性的，因此可以用亲脂性有机溶剂，如氯仿、二氯甲烷或苯等提取。亲脂性有机溶剂，如氯仿、二氯甲烷或苯等提取。由于生物碱一般以盐的形式存在于植物细胞中，由于生物碱一般以盐的形式存在于植物细胞中，故采用亲脂性有机溶剂提取时，必须先使生物碱故采用亲脂性有机溶剂提取时，必须先使生物碱盐转变成游离碱，其方法是先将药材粉末用盐转变成游离碱，其方法是先将药材粉末用石灰石灰乳、碳酸钠溶液或稀氨水等碱水乳、碳酸钠溶液或稀氨水等碱水湿润后再用溶剂湿润后再用溶剂提取。提取。第11页，共33页，编辑于2022年，星期一弱碱性生物碱的提取弱碱性生物碱的提取p 有时为了只提取药材中碱性较弱的生物碱，有时为了只提取药材中碱性较弱的生物碱，不提出碱性较强的生物碱，采用水，甚至采用稀不提出碱性较强的生物碱，采用水，甚至采用稀有机酸水代替碱水湿润药材，仅使植物细胞膨胀，有机酸水代替碱水湿润药材，仅使植物细胞膨胀，然后用亲脂性有机溶剂提取。此时碱性强或中等然后用亲脂性有机溶剂提取。此时碱性强或中等强度的生物碱仍以盐的形式存在，不被溶剂提出，强度的生物碱仍以盐的形式存在，不被溶剂提出，而碱性弱的生物碱盐不稳定，遇有机溶剂即转变而碱性弱的生物碱盐不稳定，遇有机溶剂即转变成游离碱而被提出。此种方法一般不适用于植物成游离碱而被提出。此种方法一般不适用于植物中生物碱的系统分离研究，只适用于药用生物碱中生物碱的系统分离研究，只适用于药用生物碱的提取。的提取。第12页，共33页，编辑于2022年，星期一二、生物碱的分离二、生物碱的分离p（一）总生物碱的分离（一）总生物碱的分离p（二）生物碱单体的分离（二）生物碱单体的分离 第13页，共33页，编辑于2022年，星期一（一）总生物碱的分离（一）总生物碱的分离p 初步分离方法有多种。其中应用较多的是根初步分离方法有多种。其中应用较多的是根据生物碱的碱性强弱和溶解性能先分成弱碱性生据生物碱的碱性强弱和溶解性能先分成弱碱性生物碱、中强碱性和强碱性生物碱、水溶性生物碱物碱、中强碱性和强碱性生物碱、水溶性生物碱三部分，前两部分又可根据生物碱结构中有无酸三部分，前两部分又可根据生物碱结构中有无酸性基团性基团(主要指酚羟基主要指酚羟基)分为酚性和非酚性两类。分为酚性和非酚性两类。第14页，共33页，编辑于2022年，星期一第15页，共33页，编辑于2022年，星期一（二）生物碱单体的分离（二）生物碱单体的分离p1、利用生物碱碱性差异进行分离、利用生物碱碱性差异进行分离p2、利用生物碱或生物碱盐溶解度差异进行分离、利用生物碱或生物碱盐溶解度差异进行分离p3、利用生物碱特殊功能基不同进行分离、利用生物碱特殊功能基不同进行分离p4、利用色谱法进行分离、利用色谱法进行分离第16页，共33页，编辑于2022年，星期一1、利用生物碱碱性差异进行分离、利用生物碱碱性差异进行分离p pH梯度法：梯度法：具体操作方法有二种具体操作方法有二种p 一种是将总碱溶于酸水，逐步加碱使一种是将总碱溶于酸水，逐步加碱使pH由低由低至高，每调节一次至高，每调节一次pH，用氯仿等有机溶剂萃取一，用氯仿等有机溶剂萃取一次，使碱度较弱的生物碱先游离，并转溶于氯仿次，使碱度较弱的生物碱先游离，并转溶于氯仿而分离；而分离；p 另一种是将总碱溶于氯仿等有机溶剂，用另一种是将总碱溶于氯仿等有机溶剂，用pH由高到低的酸性缓冲液依次萃取，将生物碱按碱由高到低的酸性缓冲液依次萃取，将生物碱按碱度由强至弱的顺序自总碱中分出，然后将各部分度由强至弱的顺序自总碱中分出，然后将各部分缓冲液碱化，有机溶剂萃取后回收溶剂，即得不缓冲液碱化，有机溶剂萃取后回收溶剂，即得不同碱度的生物碱。同碱度的生物碱。第17页，共33页，编辑于2022年，星期一2、利用生物碱或生物碱盐溶解度差异进、利用生物碱或生物碱盐溶解度差异进行分离行分离p 氧化苦参碱为苦参氧化苦参碱为苦参碱的氮氧化物，极性稍碱的氮氧化物，极性稍大，因此氧化苦参碱不大，因此氧化苦参碱不溶于乙醚而苦参碱溶于溶于乙醚而苦参碱溶于乙醚，可以于两者混合乙醚，可以于两者混合物的氯仿液中加入大量物的氯仿液中加入大量乙醚，可使氧化苦参碱乙醚，可使氧化苦参碱析出沉淀。析出沉淀。第18页，共33页，编辑于2022年，星期一例例2p 防己总碱中主要含有粉防己总碱中主要含有粉防己碱和防己诺林碱。两防己碱和防己诺林碱。两者差异仅是防己诺林碱是者差异仅是防己诺林碱是将粉防己碱的一个甲氧基将粉防己碱的一个甲氧基换成了羟基，极性也就稍换成了羟基，极性也就稍大，故在冷苯中的溶解度大，故在冷苯中的溶解度小于粉防己碱，可用冷苯小于粉防己碱，可用冷苯法将其分离法将其分离第19页，共33页，编辑于2022年，星期一例例3生物碱盐溶解度不同生物碱盐溶解度不同p 生物碱与不同酸生成的盐类在不同溶剂中的溶解生物碱与不同酸生成的盐类在不同溶剂中的溶解度也可能存在明显的差异，常利用这种差异来分离度也可能存在明显的差异，常利用这种差异来分离生物碱。生物碱。p 如麻黄中含有的麻黄碱和伪麻黄碱为一对光如麻黄中含有的麻黄碱和伪麻黄碱为一对光学异构体，它们的草酸盐在水中的溶解度不同，学异构体，它们的草酸盐在水中的溶解度不同，麻黄碱草酸盐的溶解度比草酸伪麻黄碱要小，麻黄碱草酸盐的溶解度比草酸伪麻黄碱要小，因此可以自水溶液中先行析出因此可以自水溶液中先行析出第20页，共33页，编辑于2022年，星期一3、利用生物碱特殊功能基不同进行分离、利用生物碱特殊功能基不同进行分离p（1）利用酚羟基的有无分离）利用酚羟基的有无分离p（2）利用有无内酯或内酰胺结构分离）利用有无内酯或内酰胺结构分离p（3）利用制备功能基衍生物分离）利用制备功能基衍生物分离第21页，共33页，编辑于2022年，星期一（1）利用酚羟基的有无分离）利用酚羟基的有无分离p如鸦片中吗啡和可待因如鸦片中吗啡和可待因的分离是利用吗啡结构的分离是利用吗啡结构中具无酚羟基，而可待中具无酚羟基，而可待因无，用因无，用NaoH溶液处溶液处理即可将两者分离。理即可将两者分离。第22页，共33页，编辑于2022年，星期一（2）利用有无内酯或内酰胺结构分离）利用有无内酯或内酰胺结构分离p 具有这两种结构的生物碱与苛性碱溶液，一般在具有这两种结构的生物碱与苛性碱溶液，一般在加热条件下皂化开环生成溶于水的羧酸盐，与不具此加热条件下皂化开环生成溶于水的羧酸盐，与不具此类结构的化合物分离，然后加酸发生闭环自水液中析类结构的化合物分离，然后加酸发生闭环自水液中析出，如喜树碱、苦参碱的分离。出，如喜树碱、苦参碱的分离。第23页，共33页，编辑于2022年，星期一（3）利用制备功能基衍生物分离）利用制备功能基衍生物分离p 总碱中含仲胺碱及叔胺碱者，可利用仲胺与总碱中含仲胺碱及叔胺碱者，可利用仲胺与亚硝酸生成亚硝基衍生物；或与氯乙酰或氯甲酰亚硝酸生成亚硝基衍生物；或与氯乙酰或氯甲酰乙酯生成相应的酯，而叔胺则不起作用，可使这乙酯生成相应的酯，而叔胺则不起作用，可使这两类生物碱分离。仲胺衍生物加酸水解后又得原两类生物碱分离。仲胺衍生物加酸水解后又得原生物碱。生物碱。第24页，共33页，编辑于2022年，星期一4、利用色谱法进行分离、利用色谱法进行分离p 用上述分离方法分离生物碱总碱时常常不能达用上述分离方法分离生物碱总碱时常常不能达到完全分离目的，尤其是总碱成分复杂，生物碱到完全分离目的，尤其是总碱成分复杂，生物碱含量低，而结构近似的成分更不易分离，遇到此含量低，而结构近似的成分更不易分离，遇到此种情况往往需要采用色谱法。应用最多的是吸附种情况往往需要采用色谱法。应用最多的是吸附色谱法，吸附剂最常用的是硅胶、氧化铝、纤维色谱法，吸附剂最常用的是硅胶、氧化铝、纤维素。硅胶吸附色谱法常以苯、氯仿、乙醚等有机素。硅胶吸附色谱法常以苯、氯仿、乙醚等有机溶剂或混合有机溶剂为洗脱剂。溶剂或混合有机溶剂为洗脱剂。p 第25页，共33页，编辑于2022年，星期一第26页，共33页，编辑于2022年，星期一三、水溶性生物碱的提取与分离三、水溶性生物碱的提取与分离p 水溶性生物碱主要是指季铵碱及一些具有羧水溶性生物碱主要是指季铵碱及一些具有羧基又具有碱性的生物碱。可溶于水和醇，不溶于基又具有碱性的生物碱。可溶于水和醇，不溶于亲脂性有机溶剂。因此，用亲脂性有机溶剂提取亲脂性有机溶剂。因此，用亲脂性有机溶剂提取法提不出，仍留在原料中。但如用水或酸水，或法提不出，仍留在原料中。但如用水或酸水，或醇类溶剂提取法可被提出，进一步处理醇类溶剂提取法可被提出，进一步处理(如浓缩如浓缩-酸水酸水-碱化碱化-有机溶剂萃取有机溶剂萃取)后仍留在碱水部分，若后仍留在碱水部分，若要将其自碱水中分出，可用下列方法处理。要将其自碱水中分出，可用下列方法处理。p （一）沉淀法（一）沉淀法p （二）溶剂法（二）溶剂法p （三）离子交换树脂法（三）离子交换树脂法第27页，共33页，编辑于2022年，星期一（一）沉淀法（一）沉淀法p 这是常用的一种方法，即将碱水液用酸调这是常用的一种方法，即将碱水液用酸调pH至弱酸性，加入生物碱沉淀试剂，如雷氏铵盐、至弱酸性，加入生物碱沉淀试剂，如雷氏铵盐、磷钨酸、硅钨酸等，使水活性生物碱与沉淀试剂磷钨酸、硅钨酸等，使水活性生物碱与沉淀试剂生成不溶于水的生物碱复合物或盐而析出，滤取生成不溶于水的生物碱复合物或盐而析出，滤取沉淀，再以适当方法净化、分解，得到水溶性生沉淀，再以适当方法净化、分解，得到水溶性生物碱。实验室常用的物碱。实验室常用的雷氏铵盐沉淀法雷氏铵盐沉淀法第28页，共33页，编辑于2022年，星期一（二）溶剂法（二）溶剂法p 碱性水溶液用与水不任意混溶的极性有机溶碱性水溶液用与水不任意混溶的极性有机溶剂，如正丁醇、异戊醇，或氯仿甲醇混合溶剂等剂，如正丁醇、异戊醇，或氯仿甲醇混合溶剂等萃取，回收溶剂得水溶性生物碱。萃取，回收溶剂得水溶性生物碱。第29页，共33页，编辑于2022年，星期一（三）离子交换树脂法（三）离子交换树脂法p 用阳离子离子交换树脂交换，用碱水洗脱得游用阳离子离子交换树脂交换，用碱水洗脱得游离碱，用酸水洗脱得生物碱盐。离碱，用酸水洗脱得生物碱盐。第30页，共33页，编辑于2022年，星期一四、提取分离方法对生物碱结构的影响四、提取分离方法对生物碱结构的影响p溶剂影响溶剂影响p酸碱影响酸碱影响p色谱分离的影响色谱分离的影响p其他影响其他影响第31页，共33页，编辑于2022年，星期一p 第七节第七节 生物碱的色谱检识生物碱的色谱检识第32页，共33页，编辑于2022年，星期一自学自学p1、脱尾、脱尾(教材教材103页）页）p2、显色剂、显色剂p3、第33页，共33页，编辑于2022年，星期一