天然药物化学成分提取分离鉴定方法.ppt
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1、第二章第二章天然药物化学成分天然药物化学成分提取分离鉴定的方法与技术提取分离鉴定的方法与技术123鉴定定提取提取分离分离工工业生生产科学研究科学研究药品品化化妆品品青蒿素青蒿素白藜芦醇白藜芦醇内内 容容第一第一节 提取方法与技提取方法与技术第二第二节 分离精制方法与技分离精制方法与技术第三第三节 结构研究方法与技构研究方法与技术4第一第一节 提取方法与技提取方法与技术常用的方法有:常用的方法有:一、溶一、溶剂提取法提取法(最常用)(最常用)二、水蒸气蒸二、水蒸气蒸馏法法三、升三、升华法法四、超四、超临界流体萃取法界流体萃取法提提取取:选选择择适适宜宜的的溶溶剂剂和和适适当当的的方方法法,将将所
2、所要要的的成成分分尽尽可可能能完完全全地地从从天天然然药药物物中中提提取取出出来来,而而杂杂质质尽尽可能少地被提出的过程。可能少地被提出的过程。5一、溶一、溶剂提取法提取法(一)定(一)定义:指指根根据据天天然然药物物中中各各化化学学成成分分的的溶溶解解性性能能,选择对有有效效成成分分溶溶解解度度大大而而对其其他他成成分分溶溶解解度度小小的的溶溶剂,用用适适当当的的方方法法将将所所需需化化学学成成分分尽尽可可能能完完全全从从药材材组织中溶解提出的方法。中溶解提出的方法。在实际工作中应在实际工作中应用最普遍用最普遍67 溶溶剂剂对对药药材材组组织织细细胞胞不不断断作作往往返返的的扩扩散散、渗渗透
3、透、溶溶解解,直直至至药药材材组组织织细细胞胞内内外外溶溶液液中中被被溶溶解解的的化化学学成分成分的浓度达平衡。的浓度达平衡。扩散、渗透、扩散、渗透、溶解溶解(二)基本原理(二)基本原理 :“相似相溶相似相溶”亲脂脂性性的的成成分分易易溶溶于于非非极极性性的的溶溶剂中中,亲水水性的成分易溶于极性的溶性的成分易溶于极性的溶剂中。中。(三)溶(三)溶剂的极性的极性 8石石油油醚醚苯苯(C6H6)乙乙醚醚(Et2O无无水水)氯氯仿仿(CHCl3)乙乙酸酸乙乙酯酯(EtOAc)正正丁丁醇醇(n-BuOH)丙丙酮酮(Me2CO)乙醇乙醇(EtOH)甲甲 醇醇(MeOH)水水(H2O)与介电常数与介电常数
4、有关,介电常数越大,极性越大。有关,介电常数越大,极性越大。极性从低到高的顺序依次是:极性从低到高的顺序依次是:9水水水水极性极性低低高高亲脂性亲脂性有机溶剂有机溶剂亲水性亲水性亲水性亲水性有机溶剂有机溶剂有机溶剂有机溶剂与水分与水分层的有机溶的有机溶剂?能与水分能与水分层的极性最大的有机溶的极性最大的有机溶剂?与水可以以任意比例混溶的有机溶与水可以以任意比例混溶的有机溶剂?极性最大的有机溶极性最大的有机溶剂?极性最小的有机溶极性最小的有机溶剂?1 1、水:、水:为极极性性最最大大的的溶溶剂,适适用用于于提提取取水水溶溶性性成成分分。如:苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸
5、、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白其中蛋白质不溶于不溶于热水。水。优点:价廉、安全、无毒、点:价廉、安全、无毒、对组织穿透力穿透力强。缺缺点点:提提取取液液易易发霉霉,蒸蒸发浓缩耗耗能能大大,含含多糖多糖类原料原料过滤困困难。10常常见溶溶剂的适用范的适用范围2 2、亲水性有机溶水性有机溶剂(丙(丙酮、乙醇、甲醇):、乙醇、甲醇):以以乙乙醇醇最最常常用用。提提取取范范围较广广,除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉、部分多糖和油脂等外,大多天然药物化学成分能在乙醇中溶解。优点点:对组织细胞胞穿穿透透力力强,提提取取全全面面,毒毒性小,易性小,易过滤,不霉,不霉变,易,易浓缩回收。回收。缺点:价高
6、、易燃,缺点:价高、易燃,需回流需回流设备。113 3、亲脂性有机溶脂性有机溶剂:与与水水不不相相混混溶溶的的石石油油醚、苯苯、氯仿仿、乙乙酸酸乙乙酯等等有有机机溶溶剂。用以提取挥发油、苷元、蒽醌类、游离生物碱、黄酮等亲脂性成分。优点点:提提取取专属属性性强(提提出出物物较纯,杂质少少),易回收易回收浓缩。缺缺点点:价价高高、易易燃燃、有有毒毒、穿穿透透性性差差、对设备要求高。要求高。12(四)溶(四)溶剂选择的原的原则 13基本要求:基本要求:1 1、对所提取成分的溶解度大,对杂质的溶解度小;对所提取成分的溶解度大,对杂质的溶解度小;2 2、对目标组分不起化学反应;、对目标组分不起化学反应;
7、3 3、经济易得,低毒安全,使用方便;、经济易得,低毒安全,使用方便;4 4、沸点适中,易回收。、沸点适中,易回收。选选择择适适当当的的溶溶剂剂是是提提取取步步骤骤的的关关键键。主主要要根根据据溶溶剂剂的的极极性性、被被分分离离成成分分的的性性质质、共共存存的的其其它它成成分分(杂质)的性质(杂质)的性质三个方面。三个方面。(五)操作方式(五)操作方式1、浸、浸渍法法2、渗漉法、渗漉法3、煎煮法、煎煮法4、回流提取法、回流提取法5、连续回流提取法回流提取法6、超声提取法、超声提取法14根根据据目目标标组组分分的的极极性性、热热稳稳定定性性、挥挥发发性性和和溶溶剂剂的的性质性质等选用合适的方式。
8、等选用合适的方式。1、浸、浸渍法:法:将将药材材用用适适当当的的溶溶剂在在常常温温或或温温热(40-60)的情况下浸泡一定的情况下浸泡一定时间,以溶出其中成分。,以溶出其中成分。15冷浸法:室温(冷浸法:室温(15-25)温浸法:温浸法:40-60多重浸多重浸渍渍法:重复浸提法:重复浸提2-3次次分分类乙醇乙醇乙醇乙醇(最常用最常用最常用最常用)水(酸水(酸水(酸水(酸/碱)碱)碱)碱)粉粉碎碎好好的的药材材放放入入提提取取用用的的容容器器中中,加加入入溶溶剂使使没没过药面面,浸泡。浸泡。滤出出溶溶剂,加加入入新新的的溶溶剂继续提取(多重浸提取(多重浸渍)。)。加入溶加入溶剂浸泡浸泡浸泡后浸泡
9、后浸浸渍法法17 本本法法适适用用于于有有效效成成分分遇遇热易易破破坏坏以以及及含含大大量量淀淀粉粉、树胶胶、果果胶胶、粘粘液液质等等多多糖糖药物物的的药材的提取。材的提取。优点:操作方便,点:操作方便,简单易行易行。缺缺点点:浸浸出出效效率率较低低,故故对贵重重、有有效效成成分分含含量量低低、需需制制成成高高浓度度制制剂的的药材材的的提提取取不不宜采用;宜采用;耗耗时长,溶溶剂用量大,水提液易用量大,水提液易发霉。霉。浸浸渍法法2、渗漉法:、渗漉法:将药材粉末装在渗渗漉漉筒筒中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉筒下部流出浸出液的一种浸出方法。本本法法适适用用于于有有效效成成分分
10、遇遇热易易破破坏坏的的药材材及及有有效成分含量低的效成分含量低的药材。材。优点:点:提取效率提取效率较高高,浸出液,浸出液较澄清。澄清。缺点:缺点:耗耗时长,溶溶剂用量大用量大,操作麻,操作麻烦。18动态提取动态提取良好的浓度差良好的浓度差渗漉法渗漉法连续渗漉装置渗漉装置粉碎粉碎浸浸润装筒装筒排气排气浸浸渍渗漉渗漉收集收集提取溶剂粉碎药材棉花或纱布渗漉液3、煎煮法、煎煮法(热提取,只能用水做溶提取,只能用水做溶剂):):煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不不宜宜用用铁锅,以免药液变色。适适用用于于有有效效成成分分能能溶溶于于水水且不易被水、且不易被
11、水、热破坏的天然破坏的天然药物的提取。物的提取。优点:点:简便易行。便易行。缺缺点点:提提出出杂质多多;不不能能用用于于提提取取含含挥发油油成成分分及及遇遇热不不稳定定性性成成分分的的提提取取;含含多多糖糖类丰丰富富的的药材,因煎液粘稠,材,因煎液粘稠,难以以滤过。2021煎煮法煎煮法“加水煮沸,去渣取汁加水煮沸,去渣取汁”药材加药材加水浸泡水浸泡 加热加热至沸至沸微沸状态微沸状态一定时间一定时间 滤取滤取煎液煎液 重复重复1-21-2次次 合并合并煎液煎液4、回流提取法:、回流提取法:用用低低沸沸点点、易易挥发的的有有机机溶溶剂加加热提提取取天天然然药物物中中有有效效成成分分时,需需采采用用
12、回回流流提提取取法法以以减减少溶少溶剂的的挥发损失,提高浸出效率。失,提高浸出效率。22乙醇、甲醇、乙醇、甲醇、三氯甲烷、苯三氯甲烷、苯 适用于适用于脂溶性脂溶性较强的天然的天然药物化学成分的物化学成分的提取。提取。23回流提取法回流提取法优点:提取效率点:提取效率较高。高。缺缺点点:受受热时间较长,不不能能用用于于热不不稳定定性性成成分分的的提提取取;且且溶溶剂消消耗耗量仍大量仍大,操作,操作较麻麻烦。?改进改进 5、连续回流提取法:回流提取法:为为了了弥弥补补回回流流提提取取法法中中需需要要溶溶剂剂量量大大,操操作作较较烦烦琐琐的的不不足足,可可采采用用连连续续提提取取法法,即即用用最最少
13、量溶剂少量溶剂最大限度地提出有效成分。最大限度地提出有效成分。适用范围:适用范围:脂溶性化合物脂溶性化合物。装置:脂肪提取器或称装置:脂肪提取器或称索氏提取器索氏提取器。2425 连续回流回流 (索氏提取索氏提取)优点点:提提取取效效率率最最高高,最最节省溶省溶剂。缺缺点点:回回流流时间长(4-10 h),不不能能用用于于热不不稳定定性性成成分分的的提取。提取。6、超声提取法、超声提取法 原理:利用超声波的空空化化作作用用对细胞膜的破坏,有助于有效成分的溶出与释放;超声波使提取液不断震荡,有助于溶质扩散;同时超声波的热效应使水温基本在57,对原料有水浴作用。提提取取速速度度快快、时间短短、收收
14、率率高高、无需加无需加热。是一种利用超声波超声波浸提有效成分的方法。26助溶助溶1、溶、溶剂性性质2、操作方式(方法)、操作方式(方法)3、药材粉碎度材粉碎度4、温度、温度5、时间6、其他因素、其他因素27(六)影响提取的因素(六)影响提取的因素选择合适的溶剂和选择合适的溶剂和操作方式是关键!操作方式是关键!二、其他提取方法二、其他提取方法水蒸气蒸水蒸气蒸馏法法28 是是将将含含有有挥发性性成成分分的的药材材与与水水共共蒸蒸馏,使使挥发性性成成分分随随水水蒸蒸气气一一并并馏出出,经冷冷凝凝分分取取挥发性性成成分的浸提方法。分的浸提方法。道尔顿分压定律:道尔顿分压定律:P=P水水+P不溶物质不溶
15、物质 P等等于于外外界界大大气气压的的时候候,混混合合物物沸沸腾。因因此此在在常常压下下应用用水水蒸蒸气气蒸蒸馏,能能在在低低于于100的的情情况况下下将高沸点将高沸点组分与水一起蒸出。分与水一起蒸出。29水蒸气水蒸气发生部分生部分蒸蒸馏部分部分冷凝部分冷凝部分接收器接收器防止液体倒吸防止液体倒吸和系统堵塞!和系统堵塞!进行水蒸气蒸行水蒸气蒸馏的物的物质必必须具具备以下三个条件:以下三个条件:30 该法法适适用用于于具具有有挥发性性、能能随随水水蒸蒸气气蒸蒸馏而而不不被被破破坏坏的的中中草草药成成分分的的提提取取。主主要用于要用于挥发油油的提取。的提取。1、不溶或、不溶或难溶于水;溶于水;2、
16、共沸下与水不、共沸下与水不发生化学反生化学反应;3、在、在100左右左右时,必,必须具有一定的蒸气具有一定的蒸气压。31升升华法法 有有些些固固体体物物质受受热后后会会直直接接汽汽化化,遇遇冷冷后后又又凝凝固固为原原来来的的固固体体化化合合物物,该现象象称称之之为升升华。对于于具具有有升升华性性质的有效成分,可采用升的有效成分,可采用升华法提取。法提取。如从如从樟木中提取樟樟木中提取樟脑,从,从茶叶中提取咖啡因茶叶中提取咖啡因。此此法法简单易易行行,但但在在实际提提取取时很很少少采采用用。因因为升升华所所需需温温度度很很高高,中中草草药容容易易炭炭化化,炭炭化化后后产生生的的挥发性性的的焦焦油
17、油状状物物,容容易易黏黏附附在在升升华物物上上,不不易易精精制制除除去去;其其次次,升升华不不完完全全,产率率低低,有有时 还伴伴 随随 有有 分分 解解现象象。32超超临界流体萃取法(界流体萃取法(SFESFE)利利用用超超临界界流流体体优良良的的溶溶解解性性能能对成成分分进行行提提取和分离的新技取和分离的新技术。特点:特点:流流体体密密度度近近似似液液体体,粘粘度度与与气气体体相相似似。扩散散力力和和渗渗透透性性优于于液液体体,介介电常常数数随随压力力增增大大而而增增加加,有利于溶有利于溶质的萃取,的萃取,无溶无溶剂残留。残留。常用作超常用作超临界流体的物界流体的物质:二氧化碳二氧化碳、氧
18、化、氧化亚氮、乙氮、乙烷、乙、乙烯和甲苯等。和甲苯等。表表1、天然、天然药物提取方法小物提取方法小结提取方法提取方法提取方法提取方法溶剂溶剂溶剂溶剂操作操作操作操作提取效提取效提取效提取效率率率率使用范围使用范围使用范围使用范围备注备注备注备注浸渍法浸渍法浸渍法浸渍法水或有机水或有机溶剂溶剂不加热不加热效率低效率低各类成分,尤遇各类成分,尤遇热不稳定成分热不稳定成分出膏率低,易出膏率低,易发霉发霉渗漉法渗漉法渗漉法渗漉法水或有机水或有机溶剂溶剂不加热不加热脂溶性成分脂溶性成分消消耗耗溶溶剂剂量量大大,费时长费时长煎煮法煎煮法煎煮法煎煮法水水直火加热直火加热水溶性成分水溶性成分易易挥挥发发、热热
19、不不稳定不宜用稳定不宜用回回回回流流流流提提提提取取取取法法法法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热脂溶性成分脂溶性成分热不稳定不宜热不稳定不宜用,溶剂量大用,溶剂量大连连连连续续续续回回回回流流流流提取法提取法提取法提取法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热节节省省溶溶剂剂、效率最高效率最高亲脂性较强成分亲脂性较强成分用用索索氏氏提提取取器器,时间长时间长水水水水蒸蒸蒸蒸气气气气蒸蒸蒸蒸馏法馏法馏法馏法水水水蒸气蒸水蒸气蒸馏馏挥发性成分,与挥发性成分,与水不相混溶水不相混溶工工艺艺简简单单,但但适用范围较窄适用范围较窄升华法升华法升华法升华法无无直火直火/水浴水浴/油浴油浴 升华性成分升华性成分操操
20、作作时时间间长长,物质易分解物质易分解33第二第二节 分离精制方法与技分离精制方法与技术34 天天然然药物物粗粗提提液液是是多多种种物物质的的混混合合,需需要要进行行进一一步的分离和精制。步的分离和精制。分分离离精精制制前前需需浓缩提提取取液液,减减压蒸蒸馏为最最常常用用的的方方法。法。“去其糟粕,取其精去其糟粕,取其精华”旋旋转蒸蒸发仪35一、系一、系统溶溶剂分离法:溶解度差异分离法:溶解度差异二、两相溶二、两相溶剂萃取法:分配比差异萃取法:分配比差异三、沉淀法:溶解度三、沉淀法:溶解度/酸碱度差异酸碱度差异四、四、结晶与重晶与重结晶法:溶解度差异晶法:溶解度差异五、透析法:分子大小差异五、
21、透析法:分子大小差异六、分六、分馏法:沸点差异法:沸点差异七、色七、色谱法:吸附、分配以及法:吸附、分配以及亲和力差异和力差异分离依据:共存成分的性分离依据:共存成分的性质差异差异寻找差异寻找差异寻找差异寻找差异利用差异利用差异利用差异利用差异一、系一、系统统溶溶剂剂分离法分离法 是是一一种种按按极极性性由由小小到到大大的的顺序序,选用用不不同同极极性性的的溶溶剂组成成溶溶剂系系统,依依次次分分离离提提取取液液中中各各种种不不同同成成分分,使各使各溶解度有差异溶解度有差异的成分得到的成分得到分段分离分段分离的方法。的方法。提取液浸膏提取液浸膏/惰性吸附惰性吸附剂表表3、天然、天然药药物成分及其
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