1、,研究程序有效成分的提取方法有效成分的分離純化方法結(jié)構(gòu)研究方法,第二章 天然產(chǎn)物提取分離方法,第一節(jié) 研究程序,資源調(diào)查,資料收集,樣品采集 天然產(chǎn)物的提取 活性追蹤 天然產(chǎn)物的分離純化 結(jié)構(gòu)鑒定,一、研究程序,資源調(diào)查資料收集,成分預(yù)試,提取,有效成分分離純化,部位分離,活性初篩,活性追蹤,結(jié)構(gòu)鑒定,結(jié)構(gòu)查新,應(yīng)用,結(jié)構(gòu)改造 仿生合成,經(jīng)濟(jì)分析,技術(shù)保護(hù),高通量篩選技術(shù),二、資源調(diào)查,包括資源實(shí)地調(diào)查和文獻(xiàn)調(diào)查。 資源實(shí)地調(diào)查：分布、儲(chǔ)量、有效部位、綜合利用價(jià)值、開發(fā)前景等基礎(chǔ)資料。 文獻(xiàn)調(diào)查：旨在查閱前人（國(guó)內(nèi)、國(guó)際）對(duì)同屬、同科或同種植物的研究狀況，如化學(xué)成分的研究方法、水平、技術(shù)條件、

2、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及進(jìn)展等。 植物選擇： 當(dāng)?shù)仉S機(jī)；分類學(xué)；民族醫(yī)藥；植化方法；信息網(wǎng)絡(luò)；機(jī)遇。,例：番荔枝內(nèi)酯： 研究狀況1996前128個(gè)；1997：250；1998：300 抗癌藥物與殺蟲劑。,三、成分預(yù)試,依據(jù)植物體內(nèi)各類化學(xué)成分的溶解性、揮發(fā)性、吸附性等差異粗分離后，再利用顏色反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氣體反應(yīng)、熒光反應(yīng)等定性試驗(yàn)大致了解其中含有哪幾類化合物。 有單項(xiàng)預(yù)試和系統(tǒng)預(yù)試兩類。,有機(jī)化合物分為三類,水溶性,親脂性,親水性,苷類（黃酮、三萜、甾體 等與糖的結(jié) 合物）,糖類、氨基酸蛋白質(zhì)、鹽類,未成鹽的生物堿，未成苷的黃酮、蒽醌、萜類、甾體。,化合物的酸堿性,酸性化合物,堿性化合物,兩性化合物,酸

3、性成分 黃酮、蒽醌、香豆素、有機(jī)酸、鞣質(zhì),中性成分 強(qiáng)心苷、皂苷（甾體）,堿性成分 生物堿,兩性成分 兩性生物堿（含COOH 、OH 等）,極性分類,脂溶性成分：苷元、生物堿 水溶性成分：苷、生物堿鹽,按溶解性分類,常見中藥化學(xué)成分類型的極性,各成分及其適宜的提取溶劑,第三節(jié) 天然產(chǎn)物的提取,根據(jù)預(yù)試和篩選結(jié)果，采用合適方法將所需成分盡可能全部從生物材料中提取出來。在這里我們對(duì)天然產(chǎn)物的提取著重于提取植物中的有效成分，那么，什么是有效成分呢？由于植物中含有許多化學(xué)成分，但并不是所有的成分都能起到防治疾病的作用， 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)認(rèn)識(shí)水平，通常將植物中的化學(xué)成分分為有效成分和無效成分兩類。,有

4、效成分：一般是指具有生理活性、能用分子式和結(jié)構(gòu)式表示并具有一定的物理常數(shù)（如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、旋光度、溶解度等）的單體化合物 。 如果尚未提純成為單體化合物的，一般稱為有效部分或有效部位；而與有效成分共存的其它化學(xué)成分，則一般視為為無效成分。 有效成分和無效成分的劃分也不是絕對(duì)的。 例如鞣質(zhì)，在多數(shù)中藥中對(duì)治療疾病不起主導(dǎo)作用，被視為無效成分，而在地榆、五倍子等中藥中因其具有收斂、止血和抗菌消炎作用，則被認(rèn)為是有效成分。 另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有些過去認(rèn)為無效的成分如某些多糖、蛋白質(zhì)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)它們分別具有抗癌活性，故也應(yīng)列為有效成分。,提取技術(shù)分類,預(yù)處理技術(shù) 干燥技術(shù) 超微粉碎技術(shù) 天然產(chǎn)物傳

5、統(tǒng)提取技術(shù) 溶劑提取法 水蒸汽蒸餾法 升華法,現(xiàn)代提取技術(shù) 超聲輔助萃取技術(shù) 超臨界流體萃取技術(shù) 微波輔助萃取法 吸附技術(shù) 其它新技術(shù),一、預(yù)處理技術(shù),除雜/整形/均勻化 干燥技術(shù)： 陰干 蒸后烘干 烘干 曬干 微波干燥 真空干燥 冷凍干燥 粉碎技術(shù)： 超微粉碎技術(shù),例: 采收加工技術(shù)對(duì)金銀花質(zhì)量影響,金銀花（Flos Lonicerae） 忍冬科植物忍冬（Lonicera japonica Thunb.）的干燥花蕾，是藥食兩用的大宗中藥材。 成分 富含揮發(fā)油，綠原酸及其類似物等有機(jī)酸類，木犀草苷等黃酮類，神經(jīng)酰胺類化合物，以及環(huán)烯醚萜及其苷類化合物等多種有效成分。 其制劑對(duì)金黃色葡萄球菌、溶

6、血性鏈球菌、肺炎雙球菌等有明顯抑制作用。,研究?jī)?nèi)容 以大白期金銀花為材料，從金銀花外觀性狀和游離氨基酸、可溶性糖、總黃酮、綠原酸等內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)方面，以烘干、曬干、蒸后烘干方法為對(duì)照，對(duì)微波干燥、真空干燥、冷凍干燥等現(xiàn)代干燥技術(shù)的效果進(jìn)行比較分析 利用超臨界CO2萃取法和GC-MS分析比較曬干、微波干燥和冷凍干燥對(duì)揮發(fā)油化學(xué)組成的影響。 目的 篩選適于金銀花規(guī)?；庸さ母稍锛夹g(shù)，為提高質(zhì)控技術(shù)提供依據(jù)。,供試材料：忍冬花蕾 干燥方法 微波干燥、蒸后烘干、烘干、曬干、真空干燥、冷凍干燥 指標(biāo)測(cè)定 浸出物量:參照藥典 綠原酸含量:HPLC 總黃酮含量:Al(NO3)3-NaNO3比色法 可溶性糖含量

7、 :硫酸蒽酮法 游離氨基酸含量:茚三酮比色法 揮發(fā)油：GC-MS,不同干燥技術(shù)對(duì)金銀花外觀性狀及化學(xué)成分含量產(chǎn)生了不同程度的影響。 微波干燥技術(shù)可作為規(guī)?；稍锛庸そ疸y花的重要方法。,微波干燥 蒸后干燥,曬干 烘干 真空干燥,例: 對(duì)花蕾化學(xué)成分的影響-不同干燥技術(shù),綠原酸含量 蒸后烘干和微波干燥真空干燥冷凍干燥、烘干 總黃酮含量 蒸后烘干微波干燥和真空干燥其余處理。 游離氨基酸含量 真空干燥烘干處理冷凍干燥 可溶性糖含量 曬干和蒸后烘干處理微波干燥和烘干。 不同干燥技術(shù)對(duì)金銀花有效成分和營(yíng)養(yǎng)成分的影響是不同的。,原因： 微波干燥和蒸后烘干條件下使金銀花鮮樣在短時(shí)間內(nèi)快速升溫，多酚氧化酶迅速失

8、活，從而使這2種技術(shù)加工而成的金銀花成品中綠原酸含量較高，而其它幾種干燥技術(shù)都是緩慢升溫，多酚氧化酶活性先增強(qiáng)而后再被滅活，使金銀花中綠原酸被氧化，綠原酸分解損失較大，因而綠原酸含量相對(duì)較低。 冷凍干燥法對(duì)藥材中的易氧化分解成分有保護(hù)作用，但實(shí)驗(yàn)中對(duì)冷凍干燥樣品的有效成分和營(yíng)養(yǎng)成分的含量分析卻沒有體現(xiàn)出冷凍干燥的優(yōu)勢(shì)。,二、天然產(chǎn)物傳統(tǒng)提取技術(shù)（一）溶劑提取法,定義：選用對(duì)所需成分溶解度大，而對(duì)其它成分溶解度小的溶劑，將所需的成分從植物組織內(nèi)溶解出來。 基本原理 ：細(xì)胞滲透原理。 當(dāng)溶劑加入到植物的原料中時(shí)，由于擴(kuò)散、滲透等作用，溶劑逐漸通過細(xì)胞壁滲透到細(xì)胞之中，同時(shí)將細(xì)胞中所含的化學(xué)成分逐漸

9、溶解，使細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生濃度差。含有化學(xué)成分的濃溶液由于擴(kuò)散又從細(xì)胞中透過細(xì)胞壁而到溶劑中。新的溶劑又不斷進(jìn)入，如此多次往返，最終細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度達(dá)到平衡。此時(shí)，若將溶液濾出，繼續(xù)加入新溶劑并使這一過程重復(fù)進(jìn)行，就可將有效成分大部分溶解出來。,環(huán)己烷，石油醚，苯，乙醚, 氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水 極性： 親脂性： 親水性： 比水重的有機(jī)溶劑： 與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑： 與水分層的有機(jī)溶劑： 能與水分層的極性最大的有機(jī)溶劑： 常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機(jī)溶劑： 溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑：乙醇 極性最小的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷 極性最大的有機(jī)溶劑：甲醇,3.溶劑

10、選擇的理論依據(jù)：“相似相溶”原則。,親水性：這種近于水的性質(zhì)。 親脂性：近于油的性質(zhì)。 各種溶劑都有一定程度的親水性或親脂性。 如乙醇的分子比較小，有羥基，與水的結(jié)構(gòu)相似，所以能與水任意混溶。 丁醇和戊醇分子中都有羥基，保持與水近似的性質(zhì)，但分子逐漸變大，與水的性質(zhì)逐漸疏遠(yuǎn)，所以它們雖然能溶解在水里，但這種相互溶解卻有一定的限度。在它們互溶達(dá)到保和狀態(tài)以后，丁醇與戊醇即與水分層。 丙酮的分子也比較小，分子中的羰基是一個(gè)極性集團(tuán)，所以丙酮的親水性強(qiáng)，與水能完全互溶。,乙醚和乙酸乙酯的性質(zhì)，與乙醇比起來區(qū)別就大一些。一方面分子量增大，但增大的并不太多；另一方面醚鍵和酯鍵都和油脂相近，所以它們基本上

11、屬于親脂性的溶劑，只是由于分子量不算太大，分子中雖然沒有羥基，但仍有氧，仍然保持了一定程度的親水性。 氯仿、苯和石油醚都是烴類和氯烴衍生物，分子中根本沒有氧，而且分子量比較大，所以它們和油脂的性質(zhì)相似，屬于親脂性溶劑。 植物中的有效成分（天然產(chǎn)物）在溶液中的溶解度與其化學(xué)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及溶劑的性質(zhì)有很大的關(guān)系。,溶解度,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,安全、價(jià)廉,4. 溶劑的選擇條件：,- 溶劑對(duì)所需成分溶解度大，對(duì)雜質(zhì)溶解度小。 與植物中化學(xué)成分不起化學(xué)反應(yīng)。 溶劑要經(jīng)濟(jì)易得，可回收，使用安全，不污染環(huán)境。,5. 常用提取溶劑 分為：水、親水性和親脂性有機(jī)溶劑。 常用溶劑極性：由弱到強(qiáng)依次排序?yàn)?石油醚四氯化碳苯

12、二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水, 水：強(qiáng)極性溶劑。,植物材料中的無機(jī)鹽、(分子量不太大的)糖類、鞣質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸鹽、生物堿鹽及甙類等均可被水溶出。 酸水性有利于提取生物堿；堿性水有利于溶出有機(jī)酸、黃酮、蒽醌、內(nèi)酯、酚類等。,水作溶劑的主要缺點(diǎn)： 易霉變 由于水提取液中常含有糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)，有利于微生物的生長(zhǎng)，故易發(fā)生霉變。因此，若提取時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加入少量防腐劑（如甲苯、甲醛、氯仿等）防腐。 難以過濾 果膠及粘液質(zhì)、淀粉類物質(zhì)的存在使水提液難以過濾，可加入助濾劑如1%2%的經(jīng)過110活化1小時(shí)的熱滑石粉或硅藻土（使膠質(zhì)分散）等，進(jìn)行減壓過濾。,-易提取不完

13、全 次生物質(zhì)有許多為親脂性成分，溶解度小，不易提取完全。 -雜質(zhì)較多 -難濃縮 當(dāng)水提取液中含有皂甙及其粘液質(zhì)類成分時(shí)，減壓濃縮會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，造成濃縮困難，在實(shí)驗(yàn)室中，可在水提液中加入少量丁醇或戊醇以防止泡沫產(chǎn)生；也可采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、薄膜濃縮法、噴霧干燥法等加快濃縮速度；對(duì)于蛋白質(zhì)等不穩(wěn)定物質(zhì)，可采用冰凍干燥法。,助溶現(xiàn)象（增溶現(xiàn)象） 在提取有效成分時(shí)，提取液中存在著復(fù)雜的混合物，其中各成分互相影響，有時(shí)就會(huì)產(chǎn)生增溶現(xiàn)象，增大了欲提取物的溶解度。但是有時(shí)又可能由于化合物的相互作用生成了一些難溶解的化合物，改變了所要提取的化合物的溶解性而使其提取不出來。,親水性有機(jī)溶劑,如乙醇、甲醇、丙酮等能

14、與水混溶的有機(jī)溶劑。 乙醇最常用，溶解性能好，對(duì)細(xì)胞穿透能力較強(qiáng)。 親水性成分除蛋白質(zhì)、粘液、果膠、淀粉和部分 多糖外，大多能在乙醇中溶解。 難溶于水的親脂性成分，在乙醇中溶解度也較大。,不同濃度的乙醇對(duì)各種化學(xué)成分的溶解度不同。 如 2030的乙醇可溶解生物堿鹽和蒽醌； 4050的乙醇可溶解強(qiáng)心甙和鞣質(zhì)； 60%70的乙醇適用于甙類的提取； 95的乙醇則是提取葉綠素、揮發(fā)油等的良 好溶劑。 總之，乙醇的濃度越大，則溶解親脂性成分越多；乙醇的濃度越小，則溶解親水性成分越多。,用乙醇作提取溶劑的優(yōu)、缺點(diǎn)：,提取時(shí)間短、溶出雜質(zhì)（蛋白質(zhì)、多糖）少。 提取液不易發(fā)霉變質(zhì)。 乙醇揮發(fā)性大，濃縮容易，用

15、量小，且大部分可回收再用。 價(jià)廉，毒性小、來源方便。 缺點(diǎn)：易燃、損失較大,親脂性有機(jī)溶劑,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等不與水混溶的有機(jī)溶劑。 它們可以提取植物中的親脂性成分，如油脂、揮發(fā)油、葉綠素、樹脂、植物甾醇、內(nèi)酯、某些生物堿及苷元（如甾體苷元、黃酮、蒽醌等）。,石油醚油脂、蠟、葉綠素、揮發(fā)油、游離甾體及三萜類化合物。 氯仿或醋酸乙酯游離生物堿、有機(jī)酸及黃酮、香豆素的苷元。,優(yōu)點(diǎn) 沸點(diǎn)低，濃縮回收方便，選擇性強(qiáng)，容易得到純品。 缺點(diǎn) 揮發(fā)性大，多易燃有毒，價(jià)格昂貴。 透入植物組織能力較弱，提取時(shí)間長(zhǎng)。若植物材料中含有較多水分，就很難溶出次生物質(zhì)。因此，直接應(yīng)用這類溶劑提取有一定的

16、局限性。,6. 提取方式,浸漬法 （冷浸）,煎煮法 （熱提）,回流法 （有機(jī)溶劑）,連續(xù)提取法,滲漉法 （連續(xù)冷浸）,浸漬法：冷浸或溫浸，常用水或乙醇，每次浸泡日，浸泡次。 本法操作簡(jiǎn)便，適宜于遇 熱不穩(wěn)定易分解或破壞的成分 的提取。但此法提取時(shí)間長(zhǎng)， 溶劑用量大，提取效率不高。,6. 提取方式,滲漉法：將植物材料粉末加入適量浸出溶劑潤(rùn)濕，裝入滲漉筒內(nèi)，壓實(shí)后，在上端不斷添加溶劑，使之滲過材料，溶出的可溶性成分即從下口流出。優(yōu)點(diǎn)是提取效率高，但提取費(fèi)時(shí)，提取液體積太大，濃縮困難。 有滲漉筒和滲漉罐兩種。 滲漉法適用于提取熱敏性、揮發(fā)性或劇毒類成分和有效成份含量較低或要求浸出液濃度較高的物料,不

17、宜用于黏性的不易流動(dòng)的物料。,實(shí)驗(yàn)室常用儀器：滲漉筒；分液漏斗；粗色譜柱等。 操作步驟： 粉碎潤(rùn)濕拌勻靜置 （30min） 裝料壓實(shí)添加溶劑靜置（6h）滲漉 注意事項(xiàng)： 流速：隨物料多少定，如100g料，可控制1mL/min。 終點(diǎn)判定：顏色或體積(10倍),滲漉法操作注意事項(xiàng)：,1、植物材料的粉碎度要合適，不宜太細(xì)或太粗。太粗會(huì)影響提取的效率，太細(xì)則容易結(jié)塊而阻塞溶劑流通。 2、向滲漉桶中裝料前應(yīng)加入適量的溶劑使其完全濕潤(rùn)，以避免植物粉末在滲漉桶被因加入溶劑后膨脹而造成堵塞。 3、裝料時(shí)要分次加入，一層層壓緊，壓力要均勻，裝到滲漉桶2/3時(shí)，上面壓一層紗布，再用一層沙子壓住，以免加入溶劑時(shí)，

18、原料上浮。,4、在滲漉前要浸泡24小時(shí)再有，以提高滲漉效率。 5、收集滲漉液時(shí)，要不斷加入新鮮的溶劑，并經(jīng)常檢查所要提取的成分是否已經(jīng)提取干凈，若是未知成分的植物樣品，可根據(jù)滲漉液的顏色和體積進(jìn)行判斷。 與浸漬法相比，滲漉法可使植物材料與新溶劑或有效成分含量低的溶劑接觸，具有一定的濃度差，提高了提取效率，提取效果優(yōu)于浸漬法。,煎煮法 雜質(zhì)多，破壞性強(qiáng)，水煎液易霉變、腐敗，不宜存放。 火的使用：火的強(qiáng)弱與提取液質(zhì)量有密切的關(guān)系?；鹆^強(qiáng)提取液溫度增高，溶出速度加快，水分蒸發(fā)得快，芳香揮發(fā)性有效成分易隨水蒸汽揮發(fā)掉；而根、莖、甲殼、礦石類質(zhì)地堅(jiān)硬的藥物，煎煮時(shí)間過短藥材成分不易充分煎出，且容易燒焦

19、；火力過弱則溫度較低，不易使藥物有效成分煎出。正確使用火力對(duì)湯劑的質(zhì)量有重要作用，一般未沸前用武火，沸后改用文火，以增加煎出效果并減少水分的蒸發(fā)量。,中藥湯劑的質(zhì)量與選用的煎藥器具有密切的關(guān)系?，F(xiàn)在仍是以砂鍋為好，因?yàn)樯板伒牟馁|(zhì)穩(wěn)定不會(huì)與藥物成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其傳熱均勻緩和，比較適宜。此外也可選用搪瓷鍋，不銹鋼鍋和玻璃煎器。 但是不能使用鐵鍋、銅鍋，主要是因?yàn)殍F鍋或銅鍋的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易氧化。在煎煮藥時(shí)能與中藥所含的化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)，如與鞣質(zhì)類的成分可生成鞣酸鐵，使藥液的顏色加深。與黃酮類成分可生成難容性聚合物。與有機(jī)酸類成分可生成鹽類。,回流提取法,用有機(jī)溶劑進(jìn)行加熱提取時(shí)，需要采用回流加

20、熱裝置，以免溶劑揮發(fā)損失。 在實(shí)驗(yàn)室中小量操作時(shí)，可將植物材料放入大小適宜的燒瓶中（體積約為燒瓶容量的1312），燒瓶上接一個(gè)冷凝器，加入溶劑，在水浴中加熱回流，1小時(shí)后，濾出提取液，加入新溶劑，再回流提取，時(shí)間可比第一次短，一般反復(fù)兩次即可。大量生產(chǎn)中可采用類似的裝置。 此法較冷浸法提取率高但對(duì)受熱易破壞的成分，對(duì)受熱易破壞的成分不利，不宜采用此法。,連續(xù)回流提取法,為了彌補(bǔ)回流提取法中要進(jìn)行反復(fù)過濾、需要溶劑量大的不足，可采用連續(xù)回流提取法。連續(xù)回流的裝置，實(shí)驗(yàn)室常用索氏提取器。 由于溶劑可反復(fù)被氣化、冷凝，使被提取物與溶劑之間一直保持著相當(dāng)大的濃度差，提取效率高，溶劑用量少，在水、電正常

21、的實(shí)驗(yàn)室中無需人監(jiān)督，提取過程可自動(dòng)進(jìn)行。索氏提取器適于少量植物材料的提取(最大為數(shù)十克)。大量提取時(shí)可根據(jù)其提取原理設(shè)計(jì)類似的裝置，此法的不足之處是提取液受熱時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)受熱易分解的成分不宜采用此法。,索氏提取器 1冷凝管 2溶劑蒸氣上升管 3虹吸管 4裝有藥粉的濾紙袋 5溶劑 6水浴,（二）水蒸汽蒸餾法,是將水蒸氣通入含有揮發(fā)性成分的植物材料中，使其中揮發(fā)性成分隨水蒸氣蒸餾出來的提取方法。 水蒸氣蒸餾法是提取植物成分的一種常用的方法，揮發(fā)油、某些小分子生物堿（如麻黃堿、煙堿等）和小分子酚性物質(zhì)（如丹皮酚等）等都可采用本法提取。,1、基本原理,道爾頓（Dalton）分壓定律：水與另一種與其不

22、溶的物質(zhì)一起加熱時(shí)，總的蒸氣壓應(yīng)為各成分蒸氣壓之和，即P總P水十P物，這樣，當(dāng)混合物的總蒸汽壓等于外界大氣壓時(shí)的溫度即為該混合體系的沸點(diǎn)。 此時(shí)的沸點(diǎn)必定比任何一個(gè)單獨(dú)組分的沸點(diǎn)都要低。因此，可以將不溶解于水的沸點(diǎn)比較高的組分在100以下與水一起蒸餾出來。例如，溴苯和水組成的混合物沸點(diǎn)為95 ，而溴苯的沸點(diǎn)為135 。 蒸餾中混合物的沸點(diǎn)保持不變，直到其中一個(gè)組分幾乎全部蒸出，溫度才上升到留在瓶中液體的沸點(diǎn)。,在蒸餾出的混合蒸汽中，兩個(gè)組分 的氣體分壓P水與P物之比等于兩組分的蒸汽在同一容積的體系中的摩爾數(shù)n水和n物之比。 n水/n物=P水/P物 問題： 某有機(jī)化合物的分子量為88，沸點(diǎn)132

23、 ，它微溶于水，它與水的混合沸點(diǎn)為93 ，在此溫度下，它的蒸汽壓為23.46KPa，水的蒸汽壓為78.28KPa，試計(jì)算餾出液中水和有機(jī)物的質(zhì)量比？,2.條件,（1）沸點(diǎn)多在100以上。 （2）能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，并且不與 水發(fā)生反應(yīng)，難溶或不溶于水。 （3）在100時(shí)有一定的蒸氣壓，至少有 0.667 1.333Kpa(510mmHg)的蒸氣壓。 有些揮發(fā)性成分在水中溶解度稍大些，可將蒸餾液重新蒸餾，在最先餾出的部分分出油層，或在蒸餾液水層經(jīng)鹽析法并用低沸點(diǎn)溶劑將成分提取出來（如玫瑰油、原白頭翁素等）。 酰氯、酸酐或酯類化合物能否采用此法？,2.裝置,有蒸汽發(fā)生器、蒸餾瓶、冷凝裝置和接

24、液瓶組成。,（三）升華法,某些固體物質(zhì)在低于其熔點(diǎn)的溫度下加熱，不經(jīng)過中間液體階段，可直接氣化，冷凝后又變?yōu)樵瓉淼墓腆w，這種現(xiàn)象稱之為升華。 中草藥中有一些成分具有升華的性質(zhì)，可以利用升華法直接自中草藥中提取出來。 如樟腦、咖啡因。 升華法雖然簡(jiǎn)單易行，但適應(yīng)面較窄；再加上植物材料在升華過程中炭化后往往產(chǎn)生焦油狀物，與升華物混在一起，不易除去，有時(shí)升華不完全，并伴隨分解現(xiàn)象。因此較少采用。,若物質(zhì)在三相點(diǎn)溫度以下蒸氣壓已相當(dāng)大，可以容易地從固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，則此物質(zhì)可容易地用升華方法來純化。如樟腦的三相點(diǎn)溫度為179，壓力49329Pa（370 mmHg），而在160時(shí)其蒸氣壓已達(dá)29166

25、Pa（218.8mmHg）。只要逐漸緩慢加熱，使溫度維持在179以下，就可以使樟腦由固態(tài)直接氣化，蒸氣遇冷的表面又凝結(jié)為固體。,操作關(guān)鍵是加熱速度慢、勻、穩(wěn)，否則蒸氣壓會(huì)超過三相點(diǎn)的壓力，物質(zhì)將會(huì)由固體直接轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，導(dǎo)致升華失敗。,三、現(xiàn)代提取技術(shù),1.超聲促提技術(shù) 超聲提取法是一種利用外場(chǎng)介入 強(qiáng)化提取過程，用溶媒進(jìn)行天然 產(chǎn)物提取的一種方法。 超聲波是頻率高于20kHz， 并且不引起聽覺的彈性波。,超聲促提技術(shù)優(yōu)點(diǎn),1.提取效率高：超聲波獨(dú)具的物理特性能促使植物細(xì)胞組織破壁或變形，使有效成分提取更充分，提取率比傳統(tǒng)工藝顯著提高達(dá)50500%。 2.提取時(shí)間短：超聲波強(qiáng)化中藥提取通常在24

26、40分鐘即可獲得最佳提取率，提取時(shí)間較傳統(tǒng)方法大大縮短2/3以上， 藥材原材料處理量大。 3.提取溫度低：超聲提取中藥材的最佳溫度在4060，對(duì)遇熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的藥材中有效成分具有保護(hù)作用，同時(shí)大大節(jié)能能耗。 4.適應(yīng)性廣：超聲提取不受成分極性、分子量大小的限制，適用于各類成分的提取。 5.提取藥液雜質(zhì)少，有效成分易于分離、純化。 6.提取工藝運(yùn)行成本低，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。 7.操作簡(jiǎn)單易行，設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)方便。,理論基礎(chǔ)：空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械作用。 空化效應(yīng)：當(dāng)大能量的超聲波作用于液體時(shí)，使液體被撕裂成很多小的孔穴，而這些孔穴在閉合時(shí)能產(chǎn)生高達(dá)幾千個(gè)大氣壓的瞬時(shí)壓力而作用于植物組織

27、。超聲空化作用產(chǎn)生局部高溫、高壓,并伴隨有破碎、攪拌等作用，增強(qiáng)物質(zhì)溶出能力。,2、超臨界流體萃取技術(shù)(Superitical Fluid Extraction ，SFE),超臨界流體萃取法始于20世紀(jì)50年代，到70年代末，該法廣泛應(yīng)用于煙草和食品工業(yè)，80年代以 來，超臨界流體萃取技術(shù)在醫(yī)藥、化工、食品及環(huán) 保等領(lǐng)域取得了迅速發(fā)展，特別是在中藥有效成分 提取分離方面日益受到重視。 目前主要用于萜類、揮發(fā)油、生物堿、黃酮、苯 丙素、皂苷和芳香有機(jī)酸等成分的提取分離。 在青蒿素浸膏、蛇床子浸膏、胡椒精油、肉豆蔻 精油等的制備分離方面已達(dá)到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。,這種流體(SCF)兼有氣液兩重性的特點(diǎn)，它

28、既有與氣體相當(dāng)?shù)母邼B透能力和低的粘度，又兼有與液體相近的密度和對(duì)許多物質(zhì)優(yōu)良的溶解能力。,。,超臨界流體萃取是利用流體在超臨界狀態(tài)時(shí)具有密度大、粘度小、擴(kuò)散系數(shù)大等優(yōu)良的傳質(zhì)特性而成功開發(fā)的。 具有提取率高、產(chǎn)品純度好、流程簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。,超臨界流體萃取正是利用了這個(gè)特性，形成了新的分離工藝。它是經(jīng)典萃取工藝的延伸和擴(kuò)展。,流體在臨界區(qū)附近，壓力和溫度的微小變化，會(huì)引起流體的密度大幅度變化，而溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度大致上和流體的密度成正比。,常用的SCF為CO2，因?yàn)镃O2無毒，不易燃易爆，價(jià)廉，有較低的臨界壓力和溫度，易于安全地從混合物中分離出來。 超臨界CO2萃取法的優(yōu)點(diǎn) 可在近

29、常溫的條件下提取分離，幾乎保留產(chǎn)品中全部有效成分，無有機(jī)溶劑殘留，產(chǎn)品純度高，操作簡(jiǎn)單，節(jié)能。,超臨界CO2萃取的特點(diǎn) 可以在接近室溫(35-40)及CO2氣體籠罩下進(jìn)行提取，有效地防止了熱敏性物質(zhì)的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸點(diǎn)，低揮發(fā)渡、 易熱解的物質(zhì)在其沸點(diǎn)溫度以下萃取出來。 由于全過程不用有機(jī)溶劑，因此萃取物絕無殘留溶媒，同時(shí)也防止了提取過程對(duì)人體的毒害和對(duì)環(huán)境的污染，100%的純天然，符合當(dāng)今“綠色環(huán)?！?、“回歸自然”的高品位追求。 控制工藝參數(shù)可以分離得到不同的產(chǎn)物，可用來萃取多種產(chǎn)品，而且原料中的重金屬、無機(jī)物、塵土等都不會(huì)被CO2溶解帶出。,二氧化碳超臨界萃取的溶

30、解作用：,在超臨界狀態(tài)下，CO2對(duì)不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大，這與溶質(zhì)的極性、沸點(diǎn)和分子量密切相關(guān)。 規(guī)律：親脂性、低沸點(diǎn)成分可在104KPa以下萃取， 如揮發(fā)油、烴、酯、內(nèi)酯、醚、 環(huán)氧化合物等，像天然植物和果實(shí)中的香氣成分，如桉樹腦、麝香草酚、酒花中的低沸點(diǎn)酯類等。,化合物的極性基團(tuán)( 如-OH、-COOH等)愈多，則愈難萃取。 強(qiáng)極性物質(zhì)如糖、氨基酸的萃取壓力則要在4104KPa以上。 化合物的分子量愈大， 愈難萃取。 分子量在200400范圍內(nèi)的組分容易萃取，有些低分子量、易揮發(fā)成分甚至可直接用CO2液體提取；高分子量 物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、樹膠和蠟等)則很難萃取。,若采用C02萃取極性物質(zhì)

31、，就需將其改性，常用改性方法有兩種： 1流體改性：向C02中加入少量極性溶劑(改性劑)，增加混合流體的極性。 2. 基體改性：直接將改性劑加到樣品基體中。當(dāng)被萃取物與樣品基體較強(qiáng)地結(jié)合在一起時(shí)，這種方法更為有效。,C02改性方法：,該流程包括如下幾部分： 1.高壓泵。 2.萃取池。 3.限流器（阻尼器） 4.收集器。,SFE萃取的基本流程,第四節(jié) 分離純化方法與技術(shù),物質(zhì)的溶解度差別進(jìn)行分離 物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離 根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離,經(jīng)典分離純化方法 系統(tǒng)溶劑分離法、兩相溶劑萃取法、沉淀法、鹽析法、透析法、結(jié)晶法、分餾法 現(xiàn)代分離純化技術(shù)

32、 現(xiàn)代色譜方法和技術(shù),野樹波羅根粗粉(5.4 Kg),95乙醇提取,浸膏 642g,564g,水混懸,石油醚部位 31.9g,氯仿部位 223g,乙酸乙酯部位 16.6g,水層139.8g,反復(fù)正反硅膠柱層析,14個(gè)異戊烯基酚性化合物,新化合物,一、經(jīng)典分離純化方法,1.系統(tǒng)溶劑分離法 通常由親脂性到親水性或低極性到高極性的次序組成溶劑系統(tǒng)，依次提取分離各種不同的成分。 利用極性不同的溶劑提取，各種化學(xué)成分將被分成不同的部位（分）。 僅僅是一種粗分，獲得的也是混合物。,各成分及其適宜的提取溶劑,系統(tǒng)溶劑分離法是研究成分不明、無資料可循的植物最常用的方法，其缺點(diǎn)是操作程序較繁，且耗費(fèi)溶劑和時(shí)間。

33、,兩相溶劑萃取法,（1）簡(jiǎn)單萃取法 定義: 利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的方法。 一般從水提液中(懸浮液)中萃取脂溶性成分。 分類:分為簡(jiǎn)單萃取法(即用分液漏斗)、連續(xù)萃取法、逆流分溶法(CCD)和液滴逆流分配法(DCCC法)。分離技術(shù)愈來愈復(fù)雜，但效果卻愈來愈好。, 分配系數(shù)：K=C上/C下 分離因子：= KA/KB（ KA KB），表示分離難易 一般100，簡(jiǎn)單萃取。 50，CCD法（后述）。 =1，無法分離,萃取溶劑的選擇 A 萃取劑對(duì)被萃取物質(zhì)有很大的溶解度，而對(duì)非萃取組分或雜質(zhì)有極小的溶解度。當(dāng)被萃取物水溶性較小時(shí)，用石油醚萃取；水溶性稍大的物質(zhì)

34、可用苯或乙醚萃取；水溶性大的物質(zhì)可用乙酸乙酯萃取。 B 萃取溶劑與溶液的溶劑不互溶或微溶，兩溶劑的密度差異明顯。 C 溶劑與混合物不起化學(xué)反應(yīng)。 D 萃取后溶劑便于用常壓蒸餾回收。 E 價(jià)格低廉，毒性小，不易著火。,分次萃取操作的注意事項(xiàng)：,A. 水提取液的濃度最好在比重1.11.2，否則溶劑用量過大，影響操作。 B.溶劑與水要保持一定的比例，第一次萃取時(shí)，溶劑可多加一些（水提取液的1/3），隨后的用量可少一些（1/41/6）； C.萃取次數(shù)為34次，但對(duì)親水性較大的，不容易轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑層的沉浮，需要增加萃取次數(shù)。 D.用氯仿萃取，易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，在堿性情況下尤甚。,乳化現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：,因振

35、蕩太劇烈，使一相在另一相中高度分散，形成乳濁液，因此在處理易乳化的體系時(shí)，以將分液漏斗慢慢地反復(fù)顛倒數(shù)次，比劇烈振蕩為好。 反應(yīng)生成某種微溶化合物，既不溶于水相，也不溶于有機(jī)相，以致在界面上出現(xiàn)沉淀，形成乳濁液。 金屬離子水解析出膠狀沉淀。, 防止乳化現(xiàn)象的方法,將乳狀液分出，在換新溶劑萃取。 將乳狀液抽濾。 將乳狀液加熱或冷凍。 加入一種表面活性更大的表面活性劑，將原來的乳化劑自油-水界面上頂替出來，但它本身不能形成牢固的保護(hù)膜，因而乳狀液的穩(wěn)定性降低，從而導(dǎo)致乳狀液的破壞。如戊醇（增強(qiáng)其表面張力）。 如果乳化現(xiàn)象嚴(yán)重，則可采用逆流連續(xù)萃取裝置。, CCD法（Countercurrent d

36、istribution，逆流分溶法）： 是一種多次連續(xù)的液-液萃取分離過程。,DCCC (液滴逆流色譜)和HSCCC (高速逆流色譜法) 是在逆流分溶法基礎(chǔ)上創(chuàng)建的色譜裝置，可使流動(dòng)相呈液滴形式在固定相間交換，分離效果好。多用于分離皂苷、蛋白質(zhì)、糖類等。,3. 沉淀法,（1）鉛鹽沉淀法 由于醋酸鉛和堿式醋酸鉛能與多種成分生成難溶的鉛鹽或絡(luò)鹽沉淀，從而達(dá)到與雜質(zhì)分離的目的。 中性醋酸鉛能與酸性物質(zhì)(如酸性皂甙)或酚性物質(zhì)(如黃酮)結(jié)合成不溶性鹽。 堿式醋酸鉛能使中性皂甙等多種成分產(chǎn)生不溶性鉛鹽或絡(luò)合物，再進(jìn)行脫鉛處理即可。,被鉛鹽沉淀的有機(jī)物的脫鉛方法： 1通硫化氫氣體，使鉛生成硫化鉛沉淀出來，

37、直到濾液中通硫化氫不再生成沉淀為止。過濾，沉淀用水洗，洗液與濾液合并，在水浴上加熱趕去過量的硫化氫，也可用抽真空的方法除去過量硫化氫。 2加入磷酸或稀硫酸，調(diào)節(jié)pH在3，使鉛與磷酸根或硫酸根結(jié)合生成沉淀而被除去。但因磷酸鉛和硫酸鉛在水中仍有一定的溶解度，故脫鉛不徹底。 3加入陽離子交換樹脂攪拌，脫鉛速度快且徹底，但是有些有效成分也可能被交換上去，同時(shí)脫鉛樹脂再生也比較困難。,（2）乙醇沉淀法,在濃縮的水提取液中，加入一定量的乙醇，使不溶解于乙醇的成分沉淀出來而與水溶液中其他物質(zhì)分離的方法。 這種方法可以用來沉淀淀粉、樹膠、蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)等成分。 醇沉法又分為一次醇沉法和分步醇沉法。,如我們?cè)谔?/p>

38、取杜仲葉中綠原酸時(shí)，加入乙醇使其含量達(dá)80%左右，提取液中的蛋白質(zhì)、粘葉質(zhì)等雜質(zhì)沉淀析出，靜置，過濾，濾液濃縮至干即得綠原酸粗品。此法可使提取物中的綠原酸含量從15%提高到近20%。如果采用分步醇沉的方法，使?jié)饪s物中的乙醇含量依次達(dá)到一定的濃度（如60%、70%、80%），分別將每次所得沉淀除去。用這種方法得到的提取物中的綠原酸含量比一次醇沉法的要高一些。,（3）酸堿沉淀法,是利用植物中的某些成分在酸（或堿）中溶解，在堿（或酸）中沉淀的性質(zhì)而將這些成分分離出來的方法。 例如，不溶于水的內(nèi)酯類化合物，遇堿開環(huán)（有時(shí)須加熱）生成羥基羧酸鹽而溶于水，再加酸酸化，則重新環(huán)合成內(nèi)酯而從溶液中沉淀析出，借

39、以與其它成分相分離。,又如游離的生物堿一般難溶于水，遇酸生成生物堿鹽而溶于水中，再加堿堿化，則重新生成游離生物堿從溶液中析出而與其它成分相分離。,此外，分離生物堿還常用雷氏銨鹽等試劑沉淀法分離； 分離橙皮苷、蘆丁、黃芩苷、甘草皂苷等常先溶于堿性溶液，再加酸使之沉淀； 其它沉淀試劑如苦味酸、氫氧化銅、氯化鈣和石灰 能和有機(jī)酸、苷類、及氨基酸等生成不溶于水的沉淀，與其它化合物分離。如從番瀉葉提取物中分離純化番瀉甙時(shí)，即用氯化鈣作為沉淀劑。,4. 鹽析法,向水提取液中加入無機(jī)鹽，使達(dá)飽和濃度，可使某些成分在水中的溶解度降低而析出，從而與水溶性雜質(zhì)分離。 常用做鹽析的無機(jī)鹽 氯化鈉、硫酸鈉、硫酸鎂、硫

40、酸銨等 如自三顆針中提取小檗堿在生產(chǎn)上都是向提取液中加氯化鈉或硫酸銨來鹽析制備。,5. 透析法,利用提取液中的小分子或離子易透過半透膜，而大分子、大離子不能透過的性質(zhì)而達(dá)到分離的方法。,原理：透析是采用半透膜作為濾膜,使試樣中的小分子經(jīng)擴(kuò)散作用不斷透出膜外,而大分子不能透過被保留，直到膜兩邊達(dá)到平衡。 半透膜有動(dòng)物性膜、火棉膠膜、玻璃紙膜和蛋白膠膜(明膠)等。,特點(diǎn)：半透膜兩邊均為液體，一邊為試樣溶液，另一邊為純凈溶劑（水或緩沖溶液）?？刹粩喔鼡Q外層溶劑使擴(kuò)散不斷進(jìn)行，直至符合要求 分離純化皂甙、多糖、蛋白質(zhì)、多肽等 在其中加一電磁場(chǎng)并進(jìn)行攪拌，使透析速度加快，稱為電透析法Electrodia

41、lysis,應(yīng)用：制備或提純生物大分子時(shí)，除去小分子物質(zhì)及其雜質(zhì)，脫鹽。 用于透析的半透膜應(yīng)具備的條件： 在溶劑中能膨脹形成分子篩狀多孔薄膜，只允許小分子溶質(zhì)通過，而阻止大分子（如蛋白質(zhì)）通過； 化學(xué)惰性； 在水、鹽溶液、稀酸或稀堿溶液中穩(wěn)定； 有一定的機(jī)械強(qiáng)度和良好的再生性能。,半透膜可制成管狀，按需要截取一定長(zhǎng)度，將一端封閉后，裝入需要透析的試樣溶液后，放入盛有溶劑的透析缸中 商品透析管常涂有甘油以防干裂，也可能含有其他微量雜質(zhì)。 預(yù)處理：用50%乙醇慢慢煮沸一小時(shí)，再分別用50%乙醇、0.01mol/L碳酸氫納溶液、0.001 mol/L EDTA 溶液依次洗滌，最后用蒸餾水洗滌三次。,

42、透析過程注意點(diǎn)： 透析前，對(duì)裝有試液的透析袋檢查是否有泄漏； 透析袋裝一半左右，防止膜外溶劑因濃度差滲入將袋漲裂或過度膨脹使膜孔徑改變； 攪拌；定期或連續(xù)更換外部溶劑可提高透析效果。,6. 結(jié)晶法,次生物質(zhì)在常溫下達(dá)到一定純度時(shí)，在合適溶劑中都具有結(jié)晶化的通性。 從非晶狀物質(zhì)經(jīng)過溶解、除雜，靜置后析出晶狀物質(zhì)的過程將為結(jié)晶， 利用反復(fù)結(jié)晶的方法，從不純晶體制得純度高晶形好的結(jié)晶物的過程稱為重結(jié)晶。 完好晶體是該化合物具有一定純度的基本標(biāo)志。,結(jié)晶過程：,將需要純化的物質(zhì)溶解于沸騰或接近于沸騰的合適溶劑中，制成飽和的濃溶液； 若溶液中含有色雜質(zhì)，可加活性碳等吸附劑脫色； 將溶液趁熱過濾，除去不溶

43、物及吸附劑； 將溶液冷卻，使結(jié)晶自飽和溶液中析出，而可溶性雜質(zhì)仍留在母液中； 抽氣抽濾，從母液中將結(jié)晶分離，洗滌結(jié)晶以除去吸附的母液。 干燥后通過測(cè)定熔點(diǎn)來確定是否純品，苦發(fā)現(xiàn)純度不符合要求時(shí)，可重復(fù)以上操作至熔點(diǎn)不再改變。,被提純物在加熱和常溫下溶解度之差越大，重結(jié)晶回收率越高。 假設(shè)有10g固體有機(jī)物，其中被提純物A有9.5g,雜質(zhì)B有0.5g。在室溫下這兩種物質(zhì)的溶解度有三種情況 ，即B物溶解度大于A，或B物溶解度小于A，或等于A的溶解度。 第一種情況為雜質(zhì)溶解度大于被提純物。設(shè)常溫下雜質(zhì)B溶解度為2.5g/100mL，A物溶解度為0.5g/100 mL。若A在加熱到沸騰時(shí)9.5g可以溶

44、解在100 mL溶劑中，在冷卻到室溫后，雜質(zhì)仍全部溶在母液中，而被提純物有0.5g溶在母液中，可以析出9g結(jié)晶。 A物損失0.5g，回收率為94.7%。 若加熱到沸騰時(shí)，9.5gA可溶于50mL溶劑，則應(yīng)該用50mL溶劑來重結(jié)晶。 此時(shí)，0.5g雜質(zhì)仍全留在母液中，而留在母液中的A物為0.25g，析出9.25g，回收率97.4%。,重結(jié)晶用溶劑:單一溶劑/混合溶劑 對(duì)要結(jié)晶的物質(zhì)冷時(shí)溶解度大，熱時(shí)溶解度小。 對(duì)雜質(zhì)無論在冷時(shí)熱時(shí)，要么溶解度很大，要么溶解度很小。 不與所分離的物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。 沸點(diǎn)不宜過高，有一定的揮發(fā)性。,混合溶劑選擇,一般由兩種能以相互比例互溶的溶劑組成，其中一種較易溶解

45、待結(jié)晶的物質(zhì)，另一種較難溶解。具體方法是將提取物用接近沸點(diǎn)的易溶解的溶劑溶解，若有不溶物要趁熱濾去。然后滴加熱的難溶的溶劑，直至溶液產(chǎn)生混濁不再消失。再稍加熱一下或滴加溶解度大的溶劑到剛好使溶液透明為止。低溫放置即可析出結(jié)晶。 種方法是選擇對(duì)樣品易溶的低沸點(diǎn)溶劑和難溶的高沸點(diǎn)溶劑，直接將樣品溶于兩種的混合液中，適當(dāng)放置，塞緊瓶塞，觀察有無結(jié)晶生成，如無結(jié)晶，再打開瓶塞，使低沸點(diǎn)溶劑在室溫自然揮發(fā)，慢慢即有晶體析出。 常用混合溶劑有水：乙醇，乙醇：乙醚，石油醚：苯，水：丙酮；乙醚：乙醇：乙酸乙酯，石油醚：乙醚等。,7. 吸附法,吸附法是利用吸附劑吸附雜質(zhì)，也可用于吸附所需的有效成分的一種分離方法

46、。 用來吸附有效成分時(shí)，可將一定量的吸附劑裝入層析柱中，將提取液通過層析柱，或?qū)⒍康奈絼┘尤胩崛∫褐?，攪拌后放置，過濾。再選用適當(dāng)?shù)娜軇⒂行С煞謴奈絼┥舷疵撓聛?，?jīng)濃縮，結(jié)晶，得有效成分。 如用吸附劑吸附雜質(zhì)，可將加入吸附劑的溶液過濾，雜質(zhì)同吸附劑一同除去，濾液濃縮后即得有效成分。 常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁、硅藻土、氧化鎂、活性炭和大孔樹脂等。,（1）分類,物理吸附也叫表面吸附，因構(gòu)成溶液的分子與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起。 特點(diǎn)：無選擇性，吸附與解吸過程可逆，且可快速進(jìn)行，在實(shí)際工作中用的最廣。 常見的吸附劑類型有：硅膠、氧化鋁及活性炭。 化學(xué)吸附如黃酮等酚酸性物質(zhì)被

47、堿性氧化鋁的吸附，或生物堿被酸性硅膠的吸附等。 特點(diǎn)：具有選擇性，吸附十分牢固，有時(shí)甚至不可逆，應(yīng)用較少。 半化學(xué)吸附如聚酰胺對(duì)黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附，力量較弱，介于物理吸附和化學(xué)吸附之間，也有一定應(yīng)用。,硅膠、氧化鋁為極性吸附劑，具有以下特點(diǎn)：,對(duì)極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力。故同為溶質(zhì)，極性強(qiáng)者將被優(yōu)先吸附。 溶劑極性越弱，則吸附劑對(duì)溶質(zhì)將表現(xiàn)出越強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性增強(qiáng)，則吸附劑對(duì)吸附能力隨之減弱。 溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附，但一旦加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí)，由可被后者置換洗脫下來。 活性炭為非極性吸附劑，故對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力，在水中對(duì)溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性

48、降低，則活性炭對(duì)溶質(zhì)的吸附能力也隨之降低。故從活性炭上洗脫被吸附物質(zhì)時(shí)，洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強(qiáng)。,（2）大孔吸附樹脂,大孔吸附樹脂一般為白色球形顆粒狀，粒度多為20-60目，通常分為非極性和中極性兩類，不溶于水、酸、堿及有機(jī)溶媒。在水和有機(jī)溶劑中可以吸收溶劑而膨脹，在室溫下對(duì)稀酸稀堿穩(wěn)定。 從顯微結(jié)構(gòu)上看，大孔吸附樹脂包含有許多具有微觀小球組成的網(wǎng)狀孔穴結(jié)構(gòu)，這些球體的構(gòu)成，多為苯乙烯型和2-甲基丙烯酸酯型，前者為非極性樹脂，后者為中極性樹脂。,大孔吸附樹脂的“孔徑”是指微觀小球之間的平均距離。 其“比表面積”是指微觀小球表面積的總和。 由于吸附性和篩選原理，有機(jī)化合物根據(jù)

49、吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附樹脂上經(jīng)一定的溶劑洗脫而達(dá)到分離的目的。 吸附性是由于范德華力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果。 篩選性是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)決定的。因?yàn)橛羞@樣的兩重性，大孔吸附樹脂使中藥化學(xué)成分，尤其是水溶性成分的提純得到大大簡(jiǎn)化。,常用大孔樹脂型號(hào),D-101型、DA-201型、MD-05271型、GDX-105型、CAD-40型、XAD-4型、SIP系列，D-型等。 常用的吸附樹脂有：D-101型、DA-201型，D-型。,影響大孔吸附樹脂吸附、分離的因素：,（1） 樹脂化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響 樹脂的極性(功能基)和空間結(jié)構(gòu)(孔徑、比表面積、孔容)是影響吸附性能的重要因素，一般非極性化合物

50、在水中可以為非極性樹脂吸附，極性樹脂則易在水中吸附極性物質(zhì)。在一定條件下，化合物的體積越大，其吸附力越強(qiáng)。 （2） 被吸附的化合物結(jié)構(gòu)的影響 一般來說，被吸附化合物的分子量大小和極性的強(qiáng)弱直接影響到吸附效果。在同一種樹脂中，樹脂對(duì)體積較大的化合物吸附作用較強(qiáng)。如D型及DA-型樹脂對(duì)多糖的吸附作用就較單糖和雙糖大。當(dāng)化合物的極性基團(tuán)增加時(shí)，樹脂對(duì)其吸附力也隨之增加，如果樹脂和化合物之間能發(fā)生氫鍵作用，吸附作用也將加深。,（3）溶劑的影響 被吸附的化合物在溶劑中的溶解度對(duì)吸附性能也有一定的影響。通常一種物質(zhì)在某種溶劑中的溶解度大，樹脂對(duì)此物質(zhì)的吸附力就小。如有機(jī)酸鹽或生物堿鹽在水中的溶解度很大，樹

51、脂對(duì)其吸附能力就弱。 酸性化合物在酸性溶液中進(jìn)行吸附，堿性化合物在堿性溶液中進(jìn)行吸附。使用過的樹脂再生時(shí)，常采用稀酸或稀堿溶液洗滌也是為了增大被吸附的化合物溶解度，從而降低吸附力達(dá)到再生的目的。,（4） 洗脫劑的影響 根據(jù)極性“相似相溶”原理，對(duì)非極性大孔吸附樹脂來說，洗脫劑極性越小，其洗脫能力越強(qiáng)，而對(duì)于中極性大孔樹脂和極性較大化合物，則用極性較大的溶劑較為合適。 （5）上柱液濃度、pH值及外界溫度對(duì)大孔吸附樹脂吸附純化的影響 提取液的濃度及外環(huán)境的溫度都會(huì)不同程度的影響吸附純化的過程和結(jié)果，濃度增加，有效成分在樹脂上的比吸附量也相應(yīng)增加。另外溫度升高，樹脂的比上柱量下降，說明中藥成分在樹脂

52、上的吸附為放熱過程，低溫有利于吸附容量的提高，但在室溫下，溫度對(duì)比吸附量的影響較小。,吸附樹脂的預(yù)處理,市售大孔樹脂一般喊有未聚合的單體、致孔劑、分散劑、和防腐劑等，使用前必須經(jīng)過處理。 以甲醇、乙醇或丙酮連續(xù)洗滌數(shù)次，至洗滌液加適量水無白色渾濁現(xiàn)象（取1ml甲醇液加5ml水），再用蒸餾水洗至無醇，即可。如果洗滌不徹底，則會(huì)降低樹脂的吸附力。,樹脂的再生,用醇或95%乙醇洗脫樹脂柱至流出液為無色后，樹脂柱即已再生，然后以大量水洗去醇。若樹脂顏色變深，可自柱上端加入5%氫氧化鈉水溶液或5%鹽酸水溶液洗脫，最后用水洗至下口流出液為中性即可使用。如果柱上方沉積有懸浮物，影響流速，可用水或甲醇從柱下方

53、進(jìn)行反洗，以便把懸浮物頂出。,二、 現(xiàn)代分離純化技術(shù),層析是一種現(xiàn)代的物理化學(xué)分離、分析技術(shù)，它既可用于混合物的分離和成品的純度檢查，又可用于化合物的定性和定量；尤其是對(duì)天然產(chǎn)物中結(jié)構(gòu)類似的成分，用一般結(jié)晶、沉淀、液-液萃取等方法難以得到較好的分離時(shí)，采用層析法往往可獲得滿意的結(jié)果。 1906年植物學(xué)家茨維持（M. Tswett）在研究植物的色素成分時(shí)，采用一根直立的管內(nèi)填充了碳酸鈣的玻璃柱作為分離工具，把植物綠葉的石油醚浸取液加到柱的頂端，然后用石油醚洗脫。結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物葉色素在玻璃柱中被分成幾個(gè)具有不同顏色的譜帶。在碳酸鈣柱上混合色素被分成不同色帶的現(xiàn)象，象一束光線通過棱鏡時(shí)被分成不同色帶的

54、光譜現(xiàn)象一樣，因此他把這種現(xiàn)象稱為色譜，而相應(yīng)的方法稱為色譜法（Chromatography）。色譜法又叫色層法，層析法。,定義：,色譜法特點(diǎn)：,2.色譜法分類,a. 兩相所處的狀態(tài),b：,c：操作類型,柱色譜(Column chromatography): HPLC, GC etc.,平板色譜 (Planar chromatography): TLC, PC,發(fā)展趨勢(shì),發(fā)展趨勢(shì),一. 液固吸附柱色譜法,1.基本概念,固體吸附劑:多孔性物質(zhì),表面有許多吸附中心。 吸附:溶質(zhì)在液-固或氣-固兩相的交界面上集中濃縮的現(xiàn)象。,定義:以固體吸附劑為固定相，利用被分離組分對(duì)固定相表面活性吸附中心吸附能力

55、的差異而實(shí)行分離的色譜法。,定義: 將固體吸附劑裝在管狀柱內(nèi)，用液體流動(dòng)相進(jìn)行洗脫的色譜法。,（1）吸附色譜法（adsorption chromatography),（2）液固吸附柱色譜法,X:溶質(zhì)分子 Y:流動(dòng)相分子 a:吸附劑 m:流動(dòng)相,流動(dòng)相大量的,可視為常數(shù)。,組分Ka越大，tR越長(zhǎng),2.基本原理,3. 吸附劑的選擇和吸附活度,吸附劑的要求 表面積大，具有一定吸附能力 不與流動(dòng)相發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 粒度要細(xì)，200目左右,（1）氧化鋁,常用吸附劑：氧化鋁、硅膠、聚酰胺等,（2）硅膠,吸附能力稍弱于氧化鋁,用于分離弱酸和中性物質(zhì)，如有機(jī)酸、氨基酸、甾體等。,吸附能力 ： 活性大小 ： ,(3

56、)聚酰胺,由酰胺聚合而成的高分子物質(zhì)。,吸附原理：利用分子內(nèi)酰胺基和羰基,可與酚、酸、硝基化合物等形成氫鍵。 吸附力與能形成氫鍵的基團(tuán)有關(guān)。 芳香核具有較多共軛鍵時(shí),吸附力增大。,吸附劑的活度,氧化鋁，硅膠的吸附力大小與其含水量有較大關(guān)系。,活化：105-110加熱除水 脫活：加一定水份降低活性,4. 流動(dòng)相的選擇,流動(dòng)相的要求 純度高 穩(wěn)定 對(duì)樣品溶解度大 粘度小,流動(dòng)相的洗脫實(shí)質(zhì)：流動(dòng)相分子與被分離分子競(jìng)占吸附劑表面活性中心的過程。,（1）被分離物質(zhì)的極性與結(jié)構(gòu),母核相同,取代基團(tuán)極性愈大,分子極性愈大。 母核相同,極性基團(tuán)數(shù)目愈多,分子極性愈大。,常見化合物極性： 烷烴 烯烴 醚類 硝基

57、化合物 二甲胺 脂類 酮類 醛類 硫醇 胺類 酰胺 醇類 酚類 羧酸類,分子雙鍵多,吸附力, 共軛度,吸附性。,空間排列, 影響極性。,流動(dòng)相的選擇,空間排列, 影響極性。,氫鍵,（2）吸附劑的活度,（3）流動(dòng)相：相似相溶原則,常用流動(dòng)相極性強(qiáng)弱順序: 石油醚 環(huán)己烷 四氯化碳 苯 甲苯 乙醚 氯仿 乙酸乙酯 正丁醇 丙醇 乙醇甲醇 水,（1）被分離物質(zhì)的極性與結(jié)構(gòu),流動(dòng)相的選擇,吸附劑與流動(dòng)相的選擇,實(shí)驗(yàn)室中最常應(yīng)用的混合溶劑,洗脫用溶劑 的極性宜逐 步增加，跳 躍不能太大。,在以硅膠為固定相的吸附色譜中下列敘述正確的是（） A.組分的極性越強(qiáng)，吸附作用越強(qiáng) B.組分的分子量越大，越有利于吸

58、附 C.流動(dòng)相的極性越強(qiáng)，溶質(zhì)越容易被固定相所吸附 D.二元混合溶劑中正己烷的含量越大，其洗脫能力越強(qiáng),思考題,5.操作過程,吸附劑和洗脫劑的選擇 裝柱與柱體老化 進(jìn)樣 洗脫 流分收集與檢測(cè) 柱體拆卸與吸附劑回收,樣品的預(yù)處理,不能溶解于洗脫劑的樣品：用能使之溶解的溶劑溶解后，用少量吸附劑拌勻，揮盡溶劑，減壓干燥、研粉。,色譜柱常用玻璃柱。柱長(zhǎng)為直徑的1020倍。柱子的大小按分離量選定。柱體高度應(yīng)占柱管高度的3/4。柱子下端一砂芯過濾板，擋住填料不隨溶劑流下去。也可用玻毛代替過濾板。下端的旋塞用于控制流速。砂芯過濾板往下到柱出口這一部分的體積越小越好，以減少柱外效應(yīng)。柱口端可用一滴液漏斗滴加洗

59、脫劑，也可以用一個(gè)蠕動(dòng)的泵向柱子內(nèi)按一定的流速輸送洗脫液。,A、柱子,B、柱子的裝填 現(xiàn)在常用的方法是濕法裝柱。即稱取一定量的吸附劑，先倒入一定量的洗脫劑或比洗脫劑極性小的溶劑，攪拌均勻后，最好放在超聲波震蕩器中超聲兩分鐘，以除去吸附劑內(nèi)孔中的空氣。然后在柱內(nèi)裝入2/3溶劑，打開活塞，讓溶劑慢慢滴入錐形憑中，接著把這些懸浮液慢慢到入柱子中，并打開下部旋塞使多余的溶劑流出，最好一次到完，中間不停頓。吸附劑漸漸下沉到柱子底。倒完吸附劑后用手或帶橡皮的玻璃棒輕輕敲打柱子并繼續(xù)放出多余的溶劑，直到液面稍高于吸附劑頂為止。 注意柱子頂部填料要平整，否則會(huì)使柱子效率下降。柱子內(nèi)應(yīng)無氣泡，也無裂縫，否則要倒出重裝。 在以后的使用中柱子內(nèi)溶劑要一直高于吸附劑表面。 吸附劑的用量按樣品分離量、分離難易的程度及填料的性能選擇。分離1克樣品約需要氧化鋁2050克，硅膠50100克。,C、上樣 上樣