天然產(chǎn)物的提取分離_第1頁
天然產(chǎn)物的提取分離_第2頁
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文檔簡介

天然產(chǎn)物的提取分離第一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日一、基本概念1、提?。豪眠m當(dāng)?shù)娜軇┗蚍椒?,將所要成分盡可能從原料中完全提出的過程。2、分離:將提取物中所含的各種成分一一分開,并將得到的單體加以精制的過程。

第一節(jié)天然產(chǎn)物的提取第二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日水親水性有機(jī)溶劑親脂性有機(jī)溶劑二、提取方法超臨界流體萃取法(SFE)水蒸氣蒸餾法溶劑提取法升華法壓榨法溶劑第三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日(一)溶劑提取法根據(jù)天然成分的溶解性不同,選用對所需成分溶解度大而對其他成分溶解度小的溶劑,將所需成分從生物材料中溶解出來的一種提取方法。

第四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

溶劑提取是指溶劑進(jìn)入生物體細(xì)胞,溶解或分散其有用物質(zhì)而變成浸出物的全過程。包括浸潤、解吸和擴(kuò)散三個(gè)階段。1、溶劑提取法的原理選擇溶劑依據(jù)相似相溶原理。第五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

浸潤:滲透階段溶劑通過細(xì)胞壁滲透到細(xì)胞中。解吸:溶解階段細(xì)胞內(nèi)容物與細(xì)胞組織之間有親和力,溶劑破除這種親和力。擴(kuò)散:置換階段利用細(xì)胞內(nèi)的滲透力產(chǎn)生的壓差而抽提出來,用溶劑占領(lǐng)內(nèi)容物的位置而將內(nèi)容物置換出來。第六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

擴(kuò)散過程表達(dá)式:dt:擴(kuò)散時(shí)間F:擴(kuò)散面積,以粉碎度表示濃度差D:擴(kuò)散系數(shù)ds:在dt時(shí)間內(nèi)的擴(kuò)散量第七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日2、選擇溶劑的要點(diǎn)*對所要成分溶解度大*沸點(diǎn)適中容易回收*低毒安全*廉價(jià)天然產(chǎn)物成分中,萜、甾等大環(huán)、稠環(huán)化合物極性小,易溶于氯仿、乙醚等;糖、苷等易溶于水、乙醇等極性溶劑中;酸堿性成分因存在狀態(tài)不同溶解性不同。最常用的溶劑為乙醇。第八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日3、溶劑的分類*強(qiáng)極性溶劑:水*親水性有機(jī)溶劑:能與水任意混溶(甲醇、乙醇、丙酮)*親脂性有機(jī)溶劑:不與水任意混溶,可分層(正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、環(huán)己烷、石油醚)常用溶劑的極性大小順序:石油醚<四氯化碳<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇(甲醇)<水第九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日4、化合物的結(jié)構(gòu)與親水性、親脂性的關(guān)系(1)分子結(jié)構(gòu)中親水性基團(tuán)(羧基、羥基、氨基)越多,極性越大,親水性越強(qiáng),反之則親脂性越強(qiáng)。(2)分子中非極性部分越大,碳鏈越長或結(jié)構(gòu)越大,則親脂性越強(qiáng)。(3)結(jié)構(gòu)母核相同的成分,分子中功能基的極性越大,或極性功能基數(shù)量越多,則整個(gè)分子的極性越大,親水性越強(qiáng),親脂性越弱。第十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日5、溶劑的選擇

(1)水:為價(jià)廉、易得、使用安全的強(qiáng)極性溶劑。適于提取無機(jī)鹽、糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸鹽、生物堿鹽、苷類等。(2)親水性有機(jī)溶劑:以乙醇最常用。高濃度提取親脂性成分,低濃度提取親水性成分。(3)

親脂性有機(jī)溶劑:具有較強(qiáng)的選擇性,對揮發(fā)油、油脂、葉綠素、樹脂、內(nèi)酯、某些生物堿及一些苷元均可提取出來。優(yōu)缺點(diǎn):沸點(diǎn)低,濃縮回收方便,但易燃、有毒、價(jià)貴,穿透力差。第十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日6、溶劑提取的方法溶劑提取的方法連續(xù)回流提取法回流提取法煎煮法(煎中藥)滲漉法浸漬法(泡藥酒)第十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

以水或稀醇反復(fù)提取,適于遇熱易破壞或揮發(fā)性成分及含淀粉、粘液質(zhì)較多的材料。(1)浸漬法民間的藥酒浸制。第十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(2)滲漉法以稀乙醇或酸、水作溶劑,先浸后滲,提取效率高于浸漬法。但溶劑用量大,對原料粒度要求高。實(shí)驗(yàn)室簡單滲漉裝置第十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(3)煎煮法以水為溶劑,對遇熱易破壞和揮發(fā)性成分有影響,對含多量淀粉、黏液質(zhì)的原料也不適用。傳統(tǒng)的中藥煎制。第十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(4)回流提取法使用有機(jī)溶劑。對遇熱易破壞的成分有影響。第十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(5)連續(xù)回流提取法索式提取器的組成循環(huán)使用揮發(fā)性的有機(jī)溶劑,在脂肪提取器中連續(xù)提取的方法。提取效率高,節(jié)省溶劑。但不適于熱不穩(wěn)定成分的提取。也可采用混合溶劑,常用的有水和乙醇。不同比例的溶劑可提出不同成分,如CHCl3-C2H5OH(95:5) 可提取出強(qiáng)心甙、有機(jī)酸、葉綠素等。第十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

第十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日索式提取器連續(xù)回流提取

萃取瓶(圓底燒瓶)冷凝管脂肪提取器濾紙筒虹吸管蒸汽管第十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

①.把濾紙做成與提取器大小相應(yīng)的濾紙筒,然后把需要提取的樣品放入濾紙筒內(nèi),裝入提取器。注意:a.濾紙筒既要緊貼器壁,又要方便取放。(濾紙筒上可以套一圈棉線,方便提取完成后取出濾紙筒。)b.被提取物高度不能超過虹吸管,否則被提取物不能被溶劑充分浸泡,影響提取效果。被提取物亦不能漏出濾紙筒,以免堵塞虹吸管。如果試樣較輕,可以用脫脂棉壓住試樣。

操作步驟:

第二十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

②.在提取用的燒瓶中加入提取溶劑和沸石(沒有沸石可以用玻璃珠或碎瓷片,目的就是防止暴沸)。③.連接好燒瓶、提取器、回流冷凝管,接通冷凝水,加熱。沸騰后,溶劑的蒸氣從燒瓶進(jìn)到冷凝管中,冷凝后的溶劑回流到濾紙筒中,浸取樣品。溶劑在提取器內(nèi)到達(dá)一定的高度時(shí),就攜帶所提取的物質(zhì)一同從側(cè)面的虹吸管流入燒瓶中。溶劑就這樣在儀器內(nèi)循環(huán)流動,把所要提取的物質(zhì)集中到下面的燒瓶內(nèi)。第二十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

具體的回流時(shí)間是不一樣的,有的是按文獻(xiàn)要求提取一定時(shí)間,有的是提取至提取液無色,又比如用乙醚提取樣品中的脂肪時(shí)是以抽提管中流出的乙醚揮發(fā)后不留下油跡為抽提終點(diǎn)??傊褪且崛⊥耆珵橹埂5诙?,共一百一十九頁,2022年,8月28日

7、影響溶劑提取法的因素(1)生物材料的粉碎度材料細(xì),面積大,擴(kuò)散快,效果好。但是太細(xì),吸附作用大,易糊化,擴(kuò)散慢,同時(shí)植物細(xì)胞也會遭受破壞,大量蛋白質(zhì)、淀粉被提出,產(chǎn)生沉淀或膠束狀,影響提取?;?、葉可適當(dāng)粗些,皮、莖、根宜細(xì)些。第二十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(2)提取溫度一般使用常溫,在不破壞有效成分的條件下加熱不要超過80?C。

溫度低提取時(shí)的雜質(zhì)少,溫度高時(shí)提取效率高;但含淀粉、粘液質(zhì)較多的材料,水提時(shí)避免熱提。第二十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(3)提取時(shí)間以提完為準(zhǔn),是否完全可以提取也做定性實(shí)驗(yàn),或薄層層析檢測,或以液體顏色判斷。根據(jù)檢測結(jié)果確定是否需要延長提取時(shí)間。第二十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(4)濃度差根據(jù)擴(kuò)散原理,造成提取液的濃度差可以提高提取的效率??刹扇〉拇胧┯校簲嚢?、更換溶劑。第二十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(5)新技術(shù)的使用超聲波、微波促提技術(shù)的應(yīng)用,可以加快提取速度,提高提取效率。目前實(shí)驗(yàn)室廣泛使用的超聲波萃取儀是將超聲波換能器產(chǎn)生的超聲波通過介質(zhì)(通常是水)傳遞并作用于樣品,這是一種間接的作用方式,聲振強(qiáng)度較低,必須通過增加超聲波發(fā)生器功率(3300W)來提高萃取效率。但較大的超聲波功率,又會發(fā)出令人感覺不適的噪音。

超聲波促提原理:第二十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

為物理過程,無化學(xué)反應(yīng),不改變生物活性,高能量的超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,可造成植物細(xì)胞壁及生物體破裂,導(dǎo)致胞內(nèi)物質(zhì)釋放、擴(kuò)散、溶解。實(shí)驗(yàn)室用小型超聲儀工業(yè)生產(chǎn)用超聲儀第二十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

微波輔助技術(shù)是利用樣品中目標(biāo)物分子在微波電磁場的作用下,從原來的熱運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)為跟隨微波交變電磁場而快速排列取向,將微波能量轉(zhuǎn)化為樣品內(nèi)的能量,從而加速目標(biāo)物從固相進(jìn)入溶劑相的過程。微波促提原理:第二十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

具有穿透力強(qiáng),加熱效率高,操作簡便、快速、節(jié)能、高效等特點(diǎn)。缺點(diǎn):化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)易發(fā)生變化,繼而導(dǎo)致生物活性的改變。微波提取尤其要注意能量的控制,被提取物質(zhì)的穩(wěn)定性。工業(yè)生產(chǎn)用微波提取罐第三十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(二)水蒸氣蒸餾法

適于具有揮發(fā)性,能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的有效成分結(jié)構(gòu)的提取。如揮發(fā)油、小分子生物堿、酚類、游離醌類等。水蒸氣蒸餾法是將水蒸氣通入不溶或難溶于水但有一定揮發(fā)性的有機(jī)物質(zhì)中,使該有機(jī)物在低于100℃的溫度下,隨著水蒸氣一起蒸餾出來。原理:道爾頓分壓定律第三十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

水蒸氣蒸餾裝置常用的水蒸氣蒸餾裝置,包括水蒸氣發(fā)生器、蒸餾、冷凝和接受器四個(gè)部分。第三十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

磨口玻璃裝置第三十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

在實(shí)驗(yàn)上較為方便,常用于微量實(shí)驗(yàn)。操作時(shí)將盛有被蒸餾物的燒瓶中加入適量蒸餾水,加熱至沸以便產(chǎn)生蒸氣,水蒸氣與被蒸餾物一起蒸出。對于揮發(fā)性液體和數(shù)量較少的物料,此法非常適用。水蒸氣蒸餾的方法分為直接法和間接法兩種。直接法第三十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

常量實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的方法,其操作相對比較復(fù)雜,需要安裝水蒸氣發(fā)生器。圖中A是水蒸氣發(fā)生器,一般使用厚壁玻璃瓶,也可使用金屬制成的水蒸氣發(fā)生器,安全玻璃管B幾乎插到發(fā)生器A的底部。當(dāng)容器內(nèi)氣壓太大時(shí),水可沿著玻璃管上升,以調(diào)節(jié)內(nèi)壓。間接法第三十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

蒸餾部分可用三口燒瓶,瓶內(nèi)液體不宜超過其容積的1/3。蒸氣導(dǎo)入管E的末端正對瓶底中央并伸到接近瓶底2~3mm處。餾液通過接液管進(jìn)入接收器,接收器外圍可用冷水浴冷卻。第三十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

水蒸氣發(fā)生器與盛物的圓底燒瓶之間應(yīng)裝上一個(gè)T形管C。在T形管下端連一個(gè)帶螺旋夾的膠管或兩通活塞D,以便及時(shí)除去冷凝下來的水滴,應(yīng)盡量縮短水蒸氣發(fā)生器與圓底燒瓶之間距離,以減少水氣的冷凝。第三十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

進(jìn)行水蒸氣蒸餾時(shí),先將被蒸溶液置于三頸瓶中,加熱水蒸氣發(fā)生器A,直至接近沸騰后再關(guān)閉兩通活塞,使水蒸氣均勻地進(jìn)入圓底燒瓶。為了使蒸氣不致在D中冷凝而積聚過多,必要時(shí)可在F下置一石棉網(wǎng),用小火加熱。必須控制加熱速度,使蒸氣能全部在冷凝管中冷凝下來。第三十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

如果隨水蒸氣揮發(fā)的物質(zhì)具有較高的熔點(diǎn),在冷凝后易析出固體,則應(yīng)調(diào)小冷凝水的流速,使它冷凝后仍然保持液態(tài)。假如已有固體析出,并且接近阻塞時(shí),可暫時(shí)停止冷凝水或?qū)⒗淠畷簳r(shí)放去,以使物質(zhì)熔融后隨水流入接收器中。當(dāng)冷凝管夾套中要重新通入冷卻水時(shí),要小心而緩慢,以免冷凝管因驟冷而破裂。萬一冷凝管已被阻塞,應(yīng)立即停止蒸餾,并設(shè)法疏通(可用玻棒將阻塞的晶體捅出或用電吹風(fēng)的熱風(fēng)吹化結(jié)晶,也可在冷凝管夾套中灌以熱水使之熔化后流出來)。

第三十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

在蒸餾需要中斷或蒸餾完畢后,一定要先打開螺旋夾使通大氣,然后方可停止加熱,否則蒸餾瓶中的液體將會倒吸到A中。在蒸餾過程中,如發(fā)現(xiàn)安全管B中的水位迅速上升,則表示系統(tǒng)中發(fā)生了堵塞。此時(shí)應(yīng)立即打開活塞,然后移去熱源。待排除了堵塞后再繼續(xù)進(jìn)行水蒸氣蒸餾。第四十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日最常用的是二氧化碳超臨界萃取法,環(huán)保、成本低、提取分離一步完成。分子的極性、沸點(diǎn)和分子量的大小與其在二氧化碳超臨界流體中的溶解性密切相關(guān)。(三)超臨界流體萃取法超臨界二氧化碳流體(SFE-CO2)臨界點(diǎn)(31.1℃)相當(dāng)接近室溫第四十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

利用超臨界條件下流體的特殊性能對樣品進(jìn)行提取,是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來的一種提取方法。超臨界流體不但具有與液體接近的密度,有很強(qiáng)的穿透性,接近或超過溶劑的提取效率;而且具有與氣體相近的擴(kuò)散的性能,提取效率越高。常用的超臨界流體有CO2、乙烷、丙烷等。第四十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

與普通有機(jī)溶劑提取法相比,超臨界CO2萃取技術(shù)具有無毒、常溫、不易燃、無污染等特點(diǎn),可確保原有的色、香、味不因受熱破壞;更為可貴的是在萃取過程中可同時(shí)對萃取物進(jìn)行分離純化。該技術(shù)適宜于萃取高價(jià)值的油脂(包括天然功能性油脂)、精油、內(nèi)酯等極性較低的天然產(chǎn)物有效成分。

超臨界CO2提取的特點(diǎn)。第四十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

CO2

鋼瓶

冷溫槽

高壓泵恒溫箱

控溫面板

接受瓶

流量計(jì)

CO2

原料

玻璃珠

脫脂棉

萃取柱

超臨界CO2萃取實(shí)驗(yàn)裝置示意圖第四十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

液體CO2由高壓泵加壓到萃取工藝要求的壓力并傳送到換熱器,將CO2流體加溫到萃取工藝所需溫度后進(jìn)入萃取器,在此完成萃取過程。負(fù)載溶質(zhì)的CO2流體在分離器中改變溫度壓力,溶解度降低使萃取物得以分離。分離萃取物后的CO2流體再經(jīng)換熱器液化后回到儲罐中循環(huán)使用。超臨界CO2提取操作流程第四十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

20世紀(jì)50年代初進(jìn)入試驗(yàn)階段,如從石油中脫瀝青。70、80年代SFE用于食品香料的提取。90年代從植物藥中提取目標(biāo)成分,如從蛇床子、桑白皮、茵陳蒿中提取活性成分。第四十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

(四)升華法將固體物質(zhì)受熱氣化,遇冷又凝結(jié)為固體的方法。樟木中的樟腦,茶葉中的咖啡因的提取。2-莰酮咖啡因第四十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

1、將茶葉與95%乙醇回流2h;2、濾出茶葉,濃縮提取液至適當(dāng)體積;3、濃縮液與生石灰粉混合,攪成漿狀,用蒸發(fā)皿在蒸汽浴上蒸干,除去水份;4、在蒸發(fā)皿上蓋一張刺孔向上的濾紙,再在濾紙上罩一個(gè)大小適合且頸部塞有棉花的漏斗;5、用酒精燈隔石棉網(wǎng)加熱,適當(dāng)控制溫度,白色咖啡因在濾紙上結(jié)晶。實(shí)驗(yàn)室提取咖啡因步驟:第四十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

第四十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日升華第五十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

借助機(jī)械外力的作用,將油脂從榨料中擠壓出來的過程。在壓榨過程中,主要發(fā)生的是物理變化,如物料變形、油脂分離、摩擦發(fā)熱、水分蒸發(fā)等。但由于溫度、水分、微生物等的影響,同時(shí)也會產(chǎn)生某些生物化學(xué)方面的變化,如蛋白質(zhì)變性、酶的鈍化和破壞、某些物質(zhì)的結(jié)合等。壓榨時(shí),榨料粒子在壓力作用下內(nèi)外表面相互擠緊,致使其液體部分和凝膠部分分別產(chǎn)生兩個(gè)不同過程,即油脂從榨料空隙中被擠壓出來及榨料粒子變形形成堅(jiān)硬的油餅。(五)壓榨法第五十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

第二節(jié)天然產(chǎn)物的分離與精制一、溶劑萃取法1、溶劑分離法2、兩相溶劑萃取法第五十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

1、溶劑分離法采用三、四種不同極性的溶劑,由低級性到高級性分步進(jìn)行分離。①正己烷→乙醚→甲醇→水②正己烷→二氯甲烷→甲醇→水第五十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

一般極性順序(低到高):石油醚→CS2→CCl4→HCCl2CH2Cl→苯→CH2Cl2→CHCl3→乙醚→乙酸乙酯→丙酮→乙醇→甲醇→乙腈→水→吡啶→乙酸第五十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

1)影響分離的因素①分離因子β,分配系數(shù)Kβ=Ka/Kb,Ka>Kb

K=CU/CL

CU、CL為被分離物質(zhì)在上相和下相中濃度

2、兩相溶劑萃取法利用混和物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)不同而達(dá)到分離的方法。第五十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

根據(jù)β值的大小可決定分離采用的方法

β>100,簡單的一次萃取,可基本分離。β≈10,數(shù)次乃至10余次萃取,CCD法β≦2,100次以上萃取,DCCC法,HSCCC法β≈1,不能分離可以根據(jù)PC法計(jì)算β值,選擇理想的分離條件。第五十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

紙色譜(PC),也叫紙分配色譜(PPC,PaperPartitionChromatography)

(γ為紙色譜定數(shù))Rfa、Rfb為A、B兩物質(zhì)在PC上的Rf值第五十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

②pH值對于酸性、堿性和兩性化合物,pH值可以改變它們的存在狀態(tài)(游離型、解離型),分配比受pH的影響。第五十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

HA+H2O=A-+H3O+pKa=pH-log[A-]/[HA]pH=pKa+log[A-]/[HA]HA達(dá)到99%解離時(shí),pH=pKa+2HA達(dá)到99%游離時(shí),pH=pKa-2第五十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

2)酸堿性成分的分離---pH梯度萃取法

按酸堿性強(qiáng)弱的不同分離酸性、堿性、中性物質(zhì),改變pH值使酸堿成分呈不同狀態(tài)。如中藥大黃中的大黃酸、大黃素和大黃酚的分離第六十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

大黃酸大黃素大黃酚酸性最強(qiáng)酸性其次酸性最弱溶于NaHCO3溶于Na2CO3溶于NaOH第六十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

3)幾種逆流分配方法

逆流分溶法液滴逆流色譜高速逆流色譜第六十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

①逆流分溶法(CCD法)

多次連續(xù)液-液萃取分離過程特點(diǎn):條件溫和,樣品易回收,適用于中等極性、不穩(wěn)定物質(zhì)的分離。實(shí)驗(yàn)室萃取設(shè)備:1、分液漏斗2、克雷格逆流分布儀。第六十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

克雷格逆流分布儀

把一系列的分液漏斗有效地排成鏈,重復(fù)進(jìn)行系列的步驟:振搖(混合)、靜置、分離,多次重復(fù),以提高分離的塔板數(shù)。第六十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

②液滴逆流色譜(DCCC)

液液分配色譜,流動相呈液滴形式垂直上升或下降,通過固定相,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的逆流色譜分配。特點(diǎn):不易乳化,樣品可定量回收,分離效果好,特別適合于分離皂苷等水溶性成分。缺點(diǎn):樣品處理量小。

第六十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

液滴逆流色譜第六十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

③高速逆流色譜(HSCCC)

通過特定的高速行星式旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力場作用,使無載體支持的液體固定相穩(wěn)定地保留在蛇形管內(nèi),并使流動相單向、低速通過固定相,實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流萃取分離物質(zhì)的目的。用于各種物質(zhì)的分離,包括蛋白質(zhì)、酶、三萜、生物堿、皂苷等。第六十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4)液-液分配柱色譜

①正向色譜固定相極性大,如水、緩沖液等;流動相極性小,如氯仿、乙酸乙酯等載體:硅膠(含水一般大于17%),硅藻土、纖維素等。分離極性較大或水溶性成分,如苷類、糖、生物堿等。洗脫順序:極性小的物質(zhì)先被洗脫出來。第六十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4)液-液分配柱色譜

固定相極性小于流動相,如HPLC反相色譜柱、反相薄層色譜板。固定相:硅膠的硅醇基與烷基結(jié)合,如RP-2、RP-8、RP-18,親脂性:RP-18>RP-8>RP-2流動相(洗脫劑):MeOH-H2O;CH3CN-H2O洗脫順序:分離極性大的成分,極性大者先被洗脫出來。②反相色譜:第六十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

固定相的表面修飾

第七十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離---吸附色譜法

1、吸附分類物理吸附:無選擇性吸附,吸附-解吸附發(fā)生迅速,吸附劑如硅膠、氧化鋁、活性炭等;化學(xué)吸附:不可逆吸附,如堿性氧化鋁對酚酸性成分的吸附;酸性硅膠對生物堿的吸附等;半化學(xué)吸附:聚酰胺對酚酸類、醌類的氫鍵吸附。第七十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

吸附原理:相似相吸

影響吸附過程的三要素:吸附劑(固定相)溶質(zhì)(被分離物質(zhì))溶劑(洗脫劑、展開劑、流動相)

第七十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

2、硅膠、氧化鋁

極性吸附劑:載樣量大,吸附力強(qiáng)硅膠:有中性、酸性之分,適用于各類成分分離。氧化鋁:有中性、酸性、堿性之分,不適合于分離酸性成分,多用于分離生物堿。第七十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

2、硅膠、氧化鋁

①被分離物質(zhì)吸附力與結(jié)構(gòu)的關(guān)系被分離物質(zhì)極性大,吸附力強(qiáng),難洗脫,Rf值小。官能團(tuán)極性大小排列順序:-COOH>Ar-OH>R-OH>R-NH2、RNHR’、RNR’R’’>RCONRR’>RCHO>RCOR’>RCOOR’>ROR’>RH第七十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

2、硅膠、氧化鋁

②溶劑(洗脫劑)的極性與洗脫力的關(guān)系洗脫劑極性越大,洗脫力越強(qiáng);第七十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

例:從黃花夾竹桃果仁中分離到七種強(qiáng)心苷成分,根據(jù)極性大小推測從硅膠柱上的洗脫順序。

名稱RR’黃夾苷ACHO(D-glc)2黃夾苷BCH3(D-glc)2黃夾次苷ACHOH黃夾次苷BCH3H黃夾次苷CCH2OHH黃夾次苷DCOOHH單乙酰黃夾次苷BCH3H單乙酰黃夾次苷BR’’=COCH3, 其它R’’=H第七十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

答案:1:極性大→極性小,黃夾苷A>黃夾苷B>黃夾次苷D>黃夾次苷C>黃夾次苷A>黃夾次苷B>單乙酰黃夾次苷B2:從硅膠柱上被洗脫下來的順序:極性小的先被洗出,極性大的后被洗出。第七十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

3、活性炭----非極性吸附劑

①吸附力與結(jié)構(gòu)的關(guān)系分子量大者>分子量小者芳香族>脂肪族,活性炭和芳香族均有平面型分子的緣故。含OH、COOH、NH2多者>少者第七十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

3、活性炭----非極性吸附劑

②溶劑的洗脫力吡啶>15%酚/醇>7%酚/H2O>醇>含水醇>H2O黃酮、生物堿的富集,糖的分離,脫色等。③應(yīng)用第七十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4、聚酰胺(Polyamide)

由己酰胺聚合成的一類高分子化合物。分離原理:主要通過酰胺與酚、酸、醌等化合物形成氫鍵,吸附能力取決于氫鍵的強(qiáng)弱。第八十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4、聚酰胺

①吸附能力與化合物結(jié)構(gòu)的關(guān)系a.形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多,吸附力越強(qiáng);第八十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4、聚酰胺

b.形成分子內(nèi)氫鍵者,吸附力減弱;c.分子中芳香化程度高,則吸附性增強(qiáng);反之,則減弱;第八十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4、聚酰胺②溶劑洗脫能力強(qiáng)弱尿素水溶液>二甲基甲酰胺>甲酰胺>NaOH水溶液>丙酮>甲醇>水第八十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

③聚酰胺色譜的應(yīng)用4、聚酰胺聚酰胺對一般酚類、黃酮類化合物的吸附是可逆的(鞣質(zhì)例外),分離效果好,吸附容量大,特別適合于該類物質(zhì)的制備與分離。也可用于生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物的分離;聚酰胺對鞣質(zhì)的吸附特別強(qiáng),近乎不可逆,特別適合于植物粗提物的脫鞣處理。第八十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

二、沉淀法在提取液中加入某些溶劑使產(chǎn)生沉淀,以獲得有效成分或除去雜質(zhì)的方法。1、乙醇沉淀法2、酸堿沉淀法3、鉛鹽沉淀法第八十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

濃提取液中的有效成分在乙醇中不溶或溶解度小。如:淀粉、樹膠、蛋白質(zhì)、某些多糖。1、乙醇沉淀法特別適合于多糖的分離多糖。第八十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

第八十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

第八十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

如:內(nèi)酯類化合物不溶于水,但遇堿開環(huán)生成羧酸鹽而溶于水,酸化又析出。2、酸堿沉淀法利用某些成分在酸(或堿)中溶解,又在堿(或酸)中沉淀的性質(zhì)達(dá)到分離的方法。第八十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

蛔蒿中提取驅(qū)蛔有效成分山道年蛔蒿粉末用石灰乳調(diào)勻,加熱水提取,山道年成為山道年酸鈣被水提出,水提取液過濾濃縮后,加酸酸化,山道年沉淀析出,濾集,用乙酸重結(jié)晶可得純品。第九十頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

生物堿不溶于水,遇酸生成鹽而溶于水,堿化又重新生成游離生物堿。第九十一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

生物堿沉淀劑可形成不溶性復(fù)鹽而析出。如雷氏銨鹽NH4[Cr(NH3)2(SCN)4]

陳皮甙,黃芩甙等均可用酸堿沉淀法制備。R=葡萄糖醛酸第九十二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

3、鉛鹽沉淀法中性Pb(Ac)2或Pb(OH)Ac在水或稀醇中,能與多種成分生成難溶的鉛鹽或絡(luò)鹽沉淀,利用此性質(zhì)使有效成分與雜質(zhì)分離。中性醋酸鉛可沉淀:有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、鞣質(zhì)、樹脂、酸性皂甙等。堿性醋酸鉛可沉淀除上述外,另加醇性羥基、酮基、醛基、中性皂甙、異黃酮、糖類。第九十三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

將鉛鹽懸浮于新溶劑中,通入H2S,使其分解為PbS,得有效成分。

也可用H2SO4、Na2SO4、H3PO4、Na3PO4脫鉛。脫鉛第九十四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

三、鹽析法在有效成分提取液中,加入無機(jī)鹽使溶解至一定濃度或達(dá)飽和狀態(tài),可使某些成分在水中的溶解度降低,析出沉淀與水溶性大的雜質(zhì)分離。常用鹽:NaCl、Na2SO4、MgSO4、(NH4)2SO4例:三七水提取液中,加MgSO4到飽和狀態(tài),三七皂甙即可沉淀析出。三顆針中提取黃連素,加NaCl飽和,小薜堿粗品析出。第九十五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

四、透析法利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過半透膜,大分子則不能通過半透膜的性質(zhì)進(jìn)行分離的方法。如分離純化皂甙、蛋白質(zhì)、多肽、多糖等大分子時(shí),用此法可除無機(jī)鹽、單、雙糖等小分子雜質(zhì)。透析膜的膜孔有大有小,視具體情況而選擇,常用透析膜:動物性膜、火棉膠膜、硫酸紙膜、玻璃紙膜等。第九十六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

五、結(jié)晶、重結(jié)晶和分步結(jié)晶六、層析法1、柱層析2、薄層層析3、紙層析4、凝膠層析(又稱凝膠過濾、分子篩過濾、阻滯擴(kuò)散層析、排阻層析等)第九十七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

4、凝膠層析(GelPenetrationChromatography,GPC)

①葡聚糖凝膠交聯(lián)葡聚糖是由一定平均分子量的葡聚糖和交聯(lián)劑(一般為環(huán)氧氯丙烷)以醚橋的形式互相交聯(lián)形成的三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子材料,是水不溶性的白色球狀顆粒,酸性環(huán)境能水解,堿中穩(wěn)定。在樣品通過一定孔徑的凝膠固定相時(shí),由于流經(jīng)路徑的不同,使不同相對分子量的組分得以分離的方法。第九十八頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

表面有孔隙,其大小決定于聚糖與交聯(lián)劑的配比及反應(yīng)條件。商品型號即按凝膠的交聯(lián)度大小分類,并以吸水量來表示,英文字母G代表葡聚糖凝膠,后面的數(shù)字表示每克凝膠吸水量,再乘以10的值,G-25的吸水量為每克2.5ml。交聯(lián)度大→網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越緊密→孔隙越小→吸水膨脹越少。第九十九頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

型號吸水量(ml/g)床體積(ml/g)分離范圍最小溶脹時(shí)間肽與蛋白質(zhì)多糖室溫沸水G-101.02~3小于700小于70031G-151.52.5~3.5小于1500小于150031G-252.54~61000~5000100~500062G-505.09~111500~3萬500~1萬62G-757.512~153000~7萬1000~5萬243G-1001015~20400015萬1000`10萬485G-1501520~305000~40萬1000~15萬725G-2002030~405000~80萬1000~20萬725凝膠的型號與使用范圍第一百頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

②層析原理絕大部分在水溶液中進(jìn)行,凝膠顆粒在適當(dāng)溶劑中浸泡,待充分膨脹后裝入層析柱,加樣后用同一溶液洗脫。在洗脫過程中,較小的分子滲入凝膠,較大的分子隨溶液流動,分子量小的物質(zhì)(阻滯作用大)可通過凝膠網(wǎng)孔進(jìn)入粒子內(nèi)部,然后擴(kuò)散出來,故流程長,移動速度慢,后流出色譜柱,分子量大的物質(zhì)沉凝膠粒子間孔隙,隨洗脫液移動,流程短,移動速度快,先流出色譜柱。第一百零一頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

不同的化合物由于其大小差異,在流經(jīng)GPC柱時(shí),不同分子量的化合物流經(jīng)體積不同(大分子不能或難以進(jìn)入凝膠網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,直接從凝膠顆粒之間穿過,保留時(shí)間短;而小分子恰恰相反,保留時(shí)間較長)而得以分離。第一百零二頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

常用術(shù)語Vt——床體積,凝膠裝柱以后,柱床所占的體積。Vo——外水體積,柱床內(nèi)存在于凝膠外面的水相體積。Vi——內(nèi)水體積,凝膠顆粒內(nèi)部所含的水相體積。Vg——凝膠本身體積。相互關(guān)系:Vt=Vo+Vi+VgVe——洗脫體積,自樣品加入時(shí)算起,至流出組分最大濃度出現(xiàn)時(shí),所流出的體積。第一百零三頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

同一類型化合物,洗脫特征與組分分子量有關(guān)。Ve=K1-K2logM說明不同組分流經(jīng)凝膠柱時(shí),按分子量大小順序流出,分子量大的,洗脫體積小,最先流出,當(dāng)條件固定時(shí),Ve重現(xiàn)性很好。按此特性可測大分子物質(zhì)的分子量。第一百零四頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

用已知分子量的物質(zhì)分別相繼上柱(5mg),流出液按每管2~4ml收集,通過硫酸蒽酮顯色,再經(jīng)紫外檢測,分別求得洗脫體積Ve。再用藍(lán)色葡聚糖測出柱床的外水體積Vo,按Ve/Vo與分子量對數(shù)關(guān)系作圖,得標(biāo)準(zhǔn)曲線,最后將待測物質(zhì)分子量用少水溶解上柱,在同樣條件下測定Ve,根據(jù)Ve/Vo,查標(biāo)準(zhǔn)曲線,測得物質(zhì)分子量。局限性:1、要有標(biāo)準(zhǔn)樣。2、不同的待測物質(zhì)要有不同的標(biāo)準(zhǔn)樣。第一百零五頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

操作技術(shù):溶脹:不同凝膠溶脹時(shí)間不一樣,G-100室溫下最小水化時(shí)間72h,除微顆粒。目的:充分吸水,各孔隙舒張,以利于物質(zhì)分子通過。裝柱:柱內(nèi)加少量洗脫液,排除底部氣泡,然后將凝膠漿倒入,讓其自然沉降,打開出口,柱床表面不再下沉即緊密。裝好的柱應(yīng)不含氣泡,柱床表面平坦。第一百零六頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

平衡:用3倍床體積洗脫液讓柱平衡流動2-3天,至流速恒定。加樣:平衡后,床表面應(yīng)有1~2cm的洗脫液,用吸管沿柱壁加入,打開出口,當(dāng)上面液體剛好全部滲入柱內(nèi)時(shí),滴加洗脫液,注意不能振動床表面。上樣品要體積小,濃度大,這樣峰形好。第一百零七頁,共一百一十九頁,2022年,8月28日

洗脫:一般用水和電解質(zhì)溶液,如酸、堿、鹽的溶液及緩沖溶液。加入5cm以上洗脫液時(shí),可接高位瓶中的洗脫液,洗脫分階段洗脫和梯度洗脫收集:分部收集器收集。檢出:蛋白質(zhì)、核苷酸、多肽用紫外光譜儀在280nm、260nm、230nm測吸光度值,以樣品體積(或管數(shù))為橫座標(biāo),吸光度為縱座標(biāo),畫出洗脫曲線。第一百零八頁,共一百一十九頁,2

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