中药成分提取、分离纯化.pptx
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1、2021/9/131第二章第二章 中药化学成中药化学成分的一般研究方法分的一般研究方法 (总论)(总论)2021/9/132中药化学成分类型中药化学成分类型及生物合成简介及生物合成简介第一节第一节2021/9/133v中草药中各类化学成分简介一、有效成分1.碱性化合物:生物碱小檗碱小檗碱2021/9/1342.酸性化合物:v结构中含有酚羟基的化合物黄酮、醌类、苯丙素(香豆素、木脂素)及其苷类v结构中含有羧基的化合物有机酸、葡萄糖醛酸2021/9/135黄酮蒽醌香豆素木脂素2021/9/1363.两性化合物:结构中既有碱性基团也有酸性基团 氨基酸、蛋白质4.中性化合物:分子结构中既无碱性基团也无
2、酸性 基团的化合物,如萜类和挥发油、甾体等。2021/9/137 中药化学成分大多属于天然有机化合物,类型众多,结构复杂,数目庞大。然而其结构间却存在着一定的联系,许多化合物在分子结构中都包含着某些基本组成单位。植物在体内物质代谢过程中由不同的生物合成途径产生出结构千差万别的代谢产物。2021/9/138苯丙素类苯丙素类具有具有C6-C3C6-C3单位单位萜萜 类类具有重复的具有重复的C5C5单位单位具有具有C6-C3-C6C6-C3-C6单位单位黄黄 酮酮 类类具有具有C2C2单位。单位。脂肪酸、酚类、醌及聚酮类脂肪酸、酚类、醌及聚酮类生物碱类生物碱类具有氨基酸单位具有氨基酸单位2021/9
3、/139按成分的生物合成途径生物合成途径可分为一次代谢产物一次代谢产物和二次代谢产物二次代谢产物一一次次代代谢谢产产物物 是每种植物中普遍存在的维持有机体正是每种植物中普遍存在的维持有机体正常生存的必需物质,如叶绿素、糖类、蛋常生存的必需物质,如叶绿素、糖类、蛋白质、脂类和核酸等。白质、脂类和核酸等。中药化学的主要研究对象。中药化学的主要研究对象。二二次次代代谢谢产产物物 是在特定的条件下,以一 些重要的一次代谢产物(如 乙酰辅酶A等)作为前体或 原料,经历不同的代谢过程生成的物质(如生物碱、黄酮等)。2021/9/1310中药中药二次代谢产物二次代谢产物的主要生物合成途径的主要生物合成途径
4、一、乙酸一、乙酸-丙二酸(丙二酸(AA-MAAA-MA)途径)途径 二、甲戊二羟酸(二、甲戊二羟酸(MVAMVA)途径)途径 三、莽草酸途径三、莽草酸途径 四、四、氨基酸途径氨基酸途径 五、复合途径五、复合途径 六、中药中其他成分类型六、中药中其他成分类型2021/9/1311一、乙酸一、乙酸-丙二酸(丙二酸(AA-MAAA-MA)途径)途径 以乙酰辅酶以乙酰辅酶A A为起始物质,丙二酸单为起始物质,丙二酸单酰辅酶酰辅酶A A起延伸碳链的作用。起延伸碳链的作用。通过这一途径能生成通过这一途径能生成脂肪酸类、酚脂肪酸类、酚脂肪酸类、酚脂肪酸类、酚类、醌类类、醌类类、醌类类、醌类等化合物。等化合物
5、。2021/9/1312 乙酰辅酶乙酰辅酶A A直线聚合后再进行环合生成直线聚合后再进行环合生成各种各种酚类酚类化合物。化合物。CHCH3 3-CO-S-CoA+3 -CO-S-CoA+3 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A A CHCH3 3-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-Enz-CO-Enz 上述多酮环合则生成各种上述多酮环合则生成各种醌类醌类化合化合物或物或聚酮类聚酮类化合物。化合物。2021/9/1313 起始物质为起始物质为MVAMVA,萜类、甾类化合物均由这,萜类、甾类化合物均由这一途径生成。一途
6、径生成。由乙酰辅酶由乙酰辅酶A A歧式聚合生成的甲戊二羟歧式聚合生成的甲戊二羟酸单酰辅酶酸单酰辅酶A A是中药体内生物合成各种是中药体内生物合成各种萜类、甾萜类、甾类类化合物的基本单位化合物的基本单位。二、甲戊二羟酸(二、甲戊二羟酸(MVAMVA)途径)途径MVAMVA2021/9/1314 具有具有C C6 6-C-C3 3及及C C6 6-C-C1 1基本结构的化合物由这基本结构的化合物由这一途径衍化生成,如一途径衍化生成,如苯丙素类、木脂素类、苯丙素类、木脂素类、香豆素类香豆素类等。等。此途径由莽草酸通过苯丙氨酸,生成桂此途径由莽草酸通过苯丙氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化
7、合物。皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为现也被称为桂皮酸途径桂皮酸途径 。三、莽三、莽 草草 酸酸 途途 径径2021/9/1315 大多数大多数生物碱生物碱类成分由此途径生成。类成分由此途径生成。有些氨基酸,如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙有些氨基酸,如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等,经脱羧成为胺氨酸、酪氨酸及色氨酸等,经脱羧成为胺类类,再经过一系列化学反应再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、甲基化、氧化、还原、重排等还原、重排等)生成各种生物碱。生成各种生物碱。四、氨四、氨 基基 酸酸 途途 径径2021/9/1316 许多二级代谢产物由上述生物合成的复合许多二级代谢产物
8、由上述生物合成的复合途径生成,即分子中各个部分由不同的生物合途径生成,即分子中各个部分由不同的生物合成途径产生。成途径产生。如如:查耳酮类、二氢黄酮类化合物查耳酮类、二氢黄酮类化合物的的A A环环和和B B环分别由乙酸环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生丙二酸途径和莽草酸途径生成,再在各种酶作用下生成黄酮。一些成,再在各种酶作用下生成黄酮。一些萜类生萜类生物碱物碱分别来自甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或分别来自甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸乙酸-丙二酸途径。丙二酸途径。五、复五、复 合合 途途 径径2021/9/1317中药化学成分中药化学成分预实验预实验第二节第二节2021/9/1318 是
9、初步检识某中药中含有哪些化学成分是初步检识某中药中含有哪些化学成分的方法,根据预实验结果,在按照所含化学的方法,根据预实验结果,在按照所含化学成分的性质,设计有效成分提取、分离的具成分的性质,设计有效成分提取、分离的具体方法。体方法。水浸液水浸液 乙醇提取液乙醇提取液 石油醚提取液石油醚提取液预实验预实验2021/9/1319提取、分离中药有提取、分离中药有效成分常用的方法效成分常用的方法第三节第三节2021/9/1320 提提取取:指指用用选选择择的的溶溶剂剂或或适适当当的的方方法法,将将所所要的成分溶解出来并同中药组织脱离的过程要的成分溶解出来并同中药组织脱离的过程。溶剂提取法溶剂提取法
10、水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 升华法升华法2021/9/1321一、溶剂提取法v是根据天然药物中各种成分在溶剂中的溶解性质,选用对有效成分溶解度大,而对不需要溶出成分溶解度小的溶剂,将有效成分从药材组织中溶解出来的办法。2021/9/1322v(一一)原原理理:根根据据中中药药化化学学成成分分与与溶溶剂剂间间“极极性性相相似似相相溶溶”的的原原理理,依依据据各各类类成成分分溶溶解解度度的的差差异异,选选择择对对所所提提成成分分溶溶解解度度大大、对对杂杂质质溶溶解解度度小小的的溶溶剂剂,依依据据“浓浓度度差差”原原理理,将所提成分从药材中溶解出来的方法。将所提成分从药材中溶解出来的方法。2021/9
11、/1323溶剂提取法溶剂提取法相似相溶定律相似相溶定律2021/9/1324有机化合物分为三类有机化合物分为三类有机化合物分为三类有机化合物分为三类水溶性水溶性亲脂性亲脂性亲水性亲水性苷类(黄酮、苷类(黄酮、苷类(黄酮、苷类(黄酮、三萜、甾体三萜、甾体三萜、甾体三萜、甾体等与糖的结等与糖的结等与糖的结等与糖的结合物)合物)合物)合物)糖类、氨基糖类、氨基糖类、氨基糖类、氨基酸蛋白质、酸蛋白质、酸蛋白质、酸蛋白质、盐类盐类盐类盐类未成盐的生物未成盐的生物碱,未成苷的碱,未成苷的黄酮、蒽醌、黄酮、蒽醌、萜类、甾体。萜类、甾体。2021/9/1325化合物的极性及其强弱判断化合物的极性及其强弱判断官
12、能团的种官能团的种类、数目、类、数目、排列方式排列方式官能团的极官能团的极性强弱性强弱2021/9/1326(二二)化化学学成成分分的的极极性性:被被提提取取成成分分的的极极性性是是选择提取溶剂最重要的依据。选择提取溶剂最重要的依据。1、影响化合物极性的因素:、影响化合物极性的因素:(1)、化化合合物物分分子子母母核核大大小小(碳碳数数多多少少):分分子子大、碳数多,极性小;分子小、碳数少,极性大。大、碳数多,极性小;分子小、碳数少,极性大。(2)、取取代代基基极极性性大大小小:在在化化合合物物母母核核相相同同或或相相近近情情况况下下,化化合合物物极极性性大大小小主主要要取取决决于于取取代代基
13、基极极性性大小。大小。常常见见基基团团极极性性大大小小顺顺序序如如下下;酸酸酚酚醇醇胺胺醛酮酯醚烯烷。醛酮酯醚烯烷。2021/9/1327 A B C2021/9/1328(三三)提取溶剂及溶剂的选择:提取溶剂及溶剂的选择:1.常用提取溶剂的分类与极性:常用提取溶剂的分类与极性:有机溶剂分为三类有机溶剂分为三类水水亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂与溶剂的结构有关,与溶剂的结构有关,常见溶剂极性强弱常见溶剂极性强弱顺序顺序:石油醚、苯、氯仿、石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、丙酮、乙醇、甲醇、水水2021/9/1329极性大小:极性大小:
14、水水(H2O)甲甲 醇醇(MeOH)乙乙 醇醇(EtOH)丙丙 酮酮(Me2CO)正正丁丁醇醇(n-BuOH)乙乙酸酸乙乙酯酯(EtOAc)乙乙醚醚(Et2O)氯氯仿仿(CHCl3)苯苯(C6H6)四四氯氯化化碳碳(CCl4)正己烷正己烷石油醚石油醚(Pet.et)。2021/9/1330溶剂的选择:溶剂的选择:溶解度溶解度化学性质稳定化学性质稳定安全、价廉安全、价廉2021/9/1331(1)要要对对所所提提取取成成分分溶溶解解度度大大;对对杂杂质质溶溶解解度度小。小。(2)要与所提取成分不起意外的化学变化。)要与所提取成分不起意外的化学变化。(3)要廉价、易得、安全。)要廉价、易得、安全。
15、其中(其中(1)是最主要的。)是最主要的。2021/9/1332提取溶剂的选择提取溶剂的选择 (1)水水:为为极极性性最最大大的的溶溶剂剂,也也最最常常用用。可可溶溶解解苷苷类类、生生物物碱碱盐盐、糖糖类类、蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、鞣鞣质质、小小分分子子有有机机酸酸、有有机机酸酸盐盐、亲亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。缺缺点点:用用水水提提取取易易酶酶解解苷苷类类成成分分,且且易易霉霉坏坏变质。变质。2021/9/1333(2 2)亲亲水水性性的的有有机机溶溶剂剂:以以乙乙醇醇最最常常用用。乙乙醇醇的的溶溶解解性性能能比比较较好好。亲亲水水
16、性性的的成成分分除除蛋蛋白白质质、粘粘液液质质、果果胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。胶、淀粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。优点:优点:应用范围广,易过滤,不霉变,易浓缩回收。应用范围广,易过滤,不霉变,易浓缩回收。缺点:缺点:价高、不安全,需回流设备。价高、不安全,需回流设备。v(3)亲脂性的有机溶剂:)亲脂性的有机溶剂:这些溶剂的选择性能强,这些溶剂的选择性能强,用于亲脂性成分的提取,如游离生物碱、苷元、挥用于亲脂性成分的提取,如游离生物碱、苷元、挥发油等。发油等。v 优点:优点:提取专属性强,易回收浓缩。提取专属性强,易回收浓缩。v 缺点:缺点:价高、易燃、有毒,穿透性差
17、;对设备要求价高、易燃、有毒,穿透性差;对设备要求高。高。2021/9/1334浸渍法浸渍法(冷浸)(冷浸)煎煮法煎煮法(热提)(热提)回流法回流法(有机溶剂(有机溶剂)连续提取法连续提取法渗漉法渗漉法(连续冷浸)(连续冷浸)提取方法提取方法水蒸气水蒸气蒸馏法蒸馏法2021/9/1335v冷提法v1.浸渍法:是用水或醇浸渍药材一定时间,然后合并提取液,并将其减压浓缩的方法。该法因为一般都是在低温下进行的,不用加热,所以适合于挥发性成分及受热易分解成分的提取。但提取的时间较长,效率低。用水浸提时还要注意提取液的防腐问题。2021/9/1336v2.渗漉法:是将药材装入渗漉筒中,先用水或醇浸渍数小
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