中药化学中药化学成分的分离技术.pptx
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1、 第四章第四章 常规分离技术常规分离技术 第1页/共77页 用各种方法提取中药所得的提取液是包含诸多 成分的混合物,要想得到所需成份或单体化合 物尚需经过反复的分离精制和纯化处理。但提取液一般体积较大,所含成分浓度较 低,因此需对提取液进行浓缩,提高浓度,以 利于分离精制。第2页/共77页浓缩可通过蒸发或蒸馏来完成。常压蒸馏减压蒸馏具体的方法 薄膜蒸发反渗透法超滤法第3页/共77页浓缩与蒸馏皆是在沸腾状态下,经传热过程,将挥发性大小不同的物质进行分离的一种工艺操作。第4页/共77页 1、一般蒸发法:水提液,加热蒸发水分。2、常压蒸馏法:适用于溶剂沸点低、有效成分遇热不易被破坏的提取液的浓缩。如
2、氯仿、乙醚、石油醚等。操作时禁止用明火或电炉。浓缩方法与设备第5页/共77页3、减压蒸馏法:利用溶剂的沸点与压力的正比关系,即当系统压力降低,溶剂的沸点下降。适用于溶剂沸点高、有效成分遇热易被坏的提取液的浓缩。一般当溶剂沸点超过70C,有条件的情况就因采用减压蒸馏浓缩。见书图41第6页/共77页第7页/共77页减压蒸馏法操作时注意事项:(1 1)在真空泵与蒸发装置间要有安全瓶以防倒吸。若为油泵,还需加干燥装置和吸收瓶,以防挥发性成分与腐蚀性气体侵入油泵。(2 2)蒸馏结束,要按顺序拆卸。即:撤热源、关压力计活塞、开安全瓶活塞、关真空泵(3 3)蒸馏有泡沫的成分,需要加装防泡球第8页/共77页第
3、9页/共77页第10页/共77页第11页/共77页真空浓缩罐第12页/共77页常规分离技术常规分离技术n 两相溶剂萃取技术两相溶剂萃取技术n 沉淀法沉淀法n 结晶与重结晶法结晶与重结晶法n 其他分离技术:盐析法、透析法、分馏法其他分离技术:盐析法、透析法、分馏法第13页/共77页 第一节第一节 系统溶剂分离技术系统溶剂分离技术第14页/共77页一、原理:依据“相似相溶”的原理,按极性由小到大的顺序依次提取分离总提液中各种溶解度有差异的成分 石油醚、己烷挥发油、脂溶性色素、蜡 乙醚、氯仿生物碱、苷元 乙酸乙酯黄酮苷 正丁醇皂苷、蒽醌苷 甲醇、乙醇苷、糖类、生物碱盐第15页/共77页系统溶剂分离法
4、的操作系统溶剂分离法的操作 总提取物浓缩,拌入吸附剂苯石油醚乙醚氯仿乙酸乙酯正丁醇第16页/共77页常用的溶剂与用该溶剂提取出的中药化学成分的对应关系见表:选用的溶剂 提取出的中药成分 石油醚、己烷 挥发油、脂肪油、腊、脂溶性色素、甾醇类、某些苷元(强亲脂性)乙醚、氯仿 极性 生物碱、树脂、醛、酮、醇、酯、苷 元、有机酸、某些苷类氯仿:乙醚 由 某些苷类,如强心苷乙酸乙酯 小 某些苷类,如黄酮苷 正丁醇 到 某些苷类,如皂苷,黄酮苷丙酮、乙醇 大 极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物 碱盐水 蛋白质、黏液质、果胶、糖类、无机盐 (强亲水性)第17页/共77页二、适用范围 此法是早年研究天然药物
5、有效成分的一种最重要的方法,主要用于分离提纯含有极性不同的各种化学成分的中药提取液。目前仍是最常用的方法,三、优缺点 此法操作繁琐,对化学性质不稳定,容易引起分解、异构化的天然产物应特别注意。在微量成分、结构性质相似成分的分离纯化上受到很大限制。第18页/共77页 第二节第二节 两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法 第19页/共77页一、基本原理一、基本原理定义:简称定义:简称萃取法萃取法,往提取液中加入一种与其不溶的溶剂配成两相溶剂系统,利用,往提取液中加入一种与其不溶的溶剂配成两相溶剂系统,利用混合物中各种成分混合物中各种成分分配系数分配系数k k的差异而达到分离方法。的差异而达到分离方法。萃取时
6、如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高。第20页/共77页分配系数(K)当物质在两相互不相溶的溶剂中(如水和丁醇,氯仿),于分液漏斗中充分振摇,放置后,即可分为两层,此时,溶质将分别溶于两层溶剂中,并在一定温度,压力下为一常数,此时,溶质在两层溶剂中的浓度比值为一常数(K),用公式表示如下:第21页/共77页 K=CU/CL CU:上层浓度,CL:下层浓度。若有两种成份时(A,B),则A,B各有其分配系数KA,KB,则两者差别越大,分离效果越好。如,KA10说明振摇一次平衡后,A则有90以上溶于上层溶液中。而KB时,
7、振摇一次平衡后,B则有90以上溶于下层中,过样A和B两成份就有较大程度分离,连续分离萃取几次,就可能达到A,B的全部分离。若有多种成份时,分离情况将更复杂。第22页/共77页 两成份的分配系数差别越大,两者就越容易分离。因此两成份的分配系数比就可以反应其分离的难易程度,过个比值称为分离因子(),用公式表示为:KA/KB 一般说;100 一次萃取就可以实现基本分离,10010 则需萃取1012次,2需连续萃取100次以上,才能基本分离,1时,则KA=KB两者性质相近,无法分离。第23页/共77页两相溶剂萃取法的操作两相溶剂萃取法的操作简单萃取法逆流连续萃取法逆流分溶法液滴逆流分配法第24页/共7
8、7页1.1.简单萃取法:简单萃取法:仪器:分液漏斗仪器:分液漏斗操操作作:旋旋塞塞涂涂润润滑滑剂剂装装入入溶溶剂剂和和待待萃萃取取物物(1/31/3)盖盖塞塞子子,倒倒转转分分液液漏漏斗斗,开开启启旋旋塞排气后关紧塞排气后关紧振摇,注意排气(重复数次)振摇,注意排气(重复数次)于铁架台静置分层于铁架台静置分层分取萃取液分取萃取液注意事项:注意事项:1.1.水提取液的密度:水提取液的密度:2.2.萃取次数:萃取次数:3 34 43.3.萃取溶剂用量:萃取溶剂用量:1/21/21/31/3(第一次);(第一次);1/41/41/61/64.4.避免产生乳化现象避免产生乳化现象第25页/共77页第2
9、6页/共77页第27页/共77页萃取剂的选择有机溶剂作萃取剂。如从水提液中萃取亲脂性性成分,一般选用苯、氯仿、或乙醚等有机溶剂;如从水提液中萃取中等极性成分,一般选用乙酸乙酯、丁醇等弱亲脂性有机溶剂或在氯仿、乙醚中加入适量乙醇以增大其亲水性。用pH梯度萃取法的萃取剂 用pH梯度萃取法的萃取剂分离某有机溶剂中的黄酮类化合物,可依次选用pH由高到低的碱液如5%碳酸氢钠、5%碳酸钠、0.2%氢氧化钠、4%氢氧化钠的水溶液做萃取剂进行萃取,使成盐而达到分离目的 第28页/共77页适用范围 适用于分配系数差异较大的成分的分离,一般萃取34次即可。若亲水性成分不易转入有机溶剂层,需增加萃取次数或更换萃取溶
10、剂。第29页/共77页 乳化现象的处理:乳化现象的处理:长时间放置金属丝搅动乳化层抽滤乳化层加热或冷冻加新溶剂萃取加新溶剂萃取加电解质加电解质加醇数滴加醇数滴离心离心第30页/共77页2.2.逆流连续萃取法逆流连续萃取法 定义:是利用两种互不相溶的溶剂相对密度不同,以相对密度小的溶剂相作为移动相(或分散相),相对密度大的溶剂相作为固定相(连续相),使移动相逆流连续穿过固定相,借以交换溶质而达到分离的一种连续萃取技术。仪器装置:仪器是由一根或数根萃取管组成(萃取管数目可根据分配效率的需要来决定),管内用小瓷杯或小的不锈钢丝圈填充,以增加液-液萃取时的接触面积。第31页/共77页操作技术操作技术
11、将相对密度小的溶剂相作为移动相置高位储将相对密度小的溶剂相作为移动相置高位储存器中,而相对密度大者则作为固定相置萃存器中,而相对密度大者则作为固定相置萃取管内。样品用薄层层析、纸层析及显色反取管内。样品用薄层层析、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。应或沉淀反应进行检查。优缺点优缺点 逆流连续萃取法操作简便,萃取较完全,适逆流连续萃取法操作简便,萃取较完全,适合各种密度的溶剂的萃取。此法克服了简单合各种密度的溶剂的萃取。此法克服了简单萃取法操作的麻烦,避免了乳化现象的发生。萃取法操作的麻烦,避免了乳化现象的发生。第32页/共77页例子:氯仿从川楝树皮的水浸液中萃取川楝素第33页/共77页3.3
12、.逆流分溶法(逆流分溶法(CCDCCD)是一种多次连续的液液萃取分离过程。将混合物经仪器操作,将两相溶剂系统进行反复多次的振摇、静置、分离和转移等萃取步骤,使分配系数不同的成分达到分离的一种新型分离方法。CCD又称为逆流分配法、逆流分布法或反流分布法,如图:第34页/共77页 第一次溶剂如入萃取后,进入第二号.第二号溶剂萃取一号后,浓度较低,再进入第二号中.提高浓度,最后达到分离。(强心苷提取)第35页/共77页 适用范围适用范围uCCDCCD法具有很强的分离混合物各组分的能力法具有很强的分离混合物各组分的能力u中等极性、分离因子较小及不稳定的物质中等极性、分离因子较小及不稳定的物质u高分子化
13、合物如多肽、蛋白质等(色谱法不能分离的)。高分子化合物如多肽、蛋白质等(色谱法不能分离的)。u不适合分离微量成分、试样极性过大或过小、或分配系数受温度或浓度影不适合分离微量成分、试样极性过大或过小、或分配系数受温度或浓度影响过大及易于产生乳化现象的溶剂系统。响过大及易于产生乳化现象的溶剂系统。第36页/共77页优缺点:优缺点:优点:高效率,操作条件温和、试样易回收等优点。对于非常相似性质的混合物优点:高效率,操作条件温和、试样易回收等优点。对于非常相似性质的混合物分离效果好。分离效果好。缺点:操作繁琐,溶剂消耗大,萃取管易因机械振荡而损坏,微量成分易损失,缺点:操作繁琐,溶剂消耗大,萃取管易因
14、机械振荡而损坏,微量成分易损失,反复多次振动溶剂系统易产生乳化现象。反复多次振动溶剂系统易产生乳化现象。第37页/共77页4.4.液滴逆流分配法液滴逆流分配法液滴逆流分配法(droplet counter current chromatography,DCCC)又称液滴逆流色谱法,是在逆流分溶法的基础上改进的两相溶剂萃取法。其原理类似于逆流分溶法,利用混合物中各成分在两液相间的分配系数的差异,让移动相以液滴的形式通过固定相的液柱,实现逆流分配,从而达到分离纯化的目的。第38页/共77页仪器装置该装置有该装置有3 3个部分组成。个部分组成。输液部分。包括微型泵、移动相溶剂储槽和试输液部分。包括微
15、型泵、移动相溶剂储槽和试样液注射器。样液注射器。萃取部分。由萃取部分。由300300500500根内径约根内径约2 mm2 mm、长度为、长度为202040 cm40 cm的萃取管连接而成。的萃取管连接而成。收集检出部分。包括检出器及分步自动收集仪。收集检出部分。包括检出器及分步自动收集仪。第39页/共77页第40页/共77页适用范围 目前DCCCDCCC法广泛用于皂苷、生物碱、酸性成分、蛋白质、糖类等天然产物的分离和精制,特别是用于皂苷类的分离,并取得良好效果。优缺点 使用溶剂较少,可定量回收试样,因不需振荡,故不会产生乳化,分离效果较CCDCCD法好(移动相形成液滴,与萃取管固定相接触摩擦
16、)。可用氮气驱动避免物质氧化例子:柴胡皂甙、原小檗碱型季铵碱的分离第41页/共77页(1)简单萃取法适用于分配系数差异较大成分分离。(2)逆流连续萃取适用于各种密度的溶剂萃取。避免乳化。(3)CCD法适用于分离中等极性、分离因子较小及不稳定的物质。操作繁琐,溶剂消耗大,易乳化。(4)DCCC法适用于分离纯化多种天然药物化学成分。溶剂使用少,可定量回收。(5)因选择值大的溶剂系统;亦可根据选择适当萃取方法。小小 结结第42页/共77页 第三节第三节 沉淀法沉淀法 第43页/共77页沉淀法:沉淀法:是在天然药物的提取液中加入某些试剂,与是在天然药物的提取液中加入某些试剂,与其中成分发生沉淀反应生成
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