中药化学21常见分离技术.ppt

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1、第二篇 中药化学成分的分离技术,2.1 常规分离技术,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。,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,1、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,2、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

2、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4-1。html?nr=1,减压蒸馏法操作时注意事项：（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）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）蒸馏有泡沫的成分，需要加装防泡球,真空浓缩罐,3、薄膜蒸发法,常规分离技术,系统溶剂分离法 两相溶剂萃取技术沉淀法结晶与重结晶法其他分离技术：盐析法、透析法、分馏法,系统溶剂分离技术,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

3、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,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,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、蜡、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，蒽醌苷丙酮、乙醇 大 极性很大的

4、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）,二、适用范围 此法是早年研究天然药物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。,两相溶剂萃取法,一、基本原理,定义：简称萃取法，往提取液中加入一种与其不溶的溶剂配成两相溶剂系统，利用混合物中各种成分分配系数k的差异而达到分离方法。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。,分配系数（K）当物

5、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：K=CU/CL CU：上层浓度，CL：下层浓度。,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KB0.l时，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

6、离。若有多种成份时，分离情况将更复杂。,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。,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,1.简单萃取法：仪器：分液漏斗操作：旋塞涂润滑剂装入溶剂和待萃取物（1/3）盖塞子，倒转分液漏斗，开启旋塞排气后关紧振摇，注意排气（重复数次）于铁架台静置分层分取萃取液注意事项：1.

7、水提取液的密度：1.11.22.萃取次数：343.萃取溶剂用量：1/21/3（第一次）；1/41/64.避免产生乳化现象,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,加新溶剂萃取加电解质加醇数滴离心,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

8、钠的水溶液做萃取剂进行萃取，使成盐而达到分离目的,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剂。,2.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。,操作技术 将相对密度小的溶剂相作为移动相置高位储存器中，

9、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、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。优缺点 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。此法克服了简单萃取法操作的麻烦，避免了乳化现象的发生。,例子：氯仿从川楝树皮的水浸液中萃取川楝素,3.逆流分溶法（CCD）,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

10、达到分离。（强心苷提取）,适用范围,CCD法具有很强的分离混合物各组分的能力中等极性、分离因子较小及不稳定的物质高分子化合物如多肽、蛋白质等（色谱法不能分离的）。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。,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，反复多次振动溶剂系统易产生乳化现象。,4.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

11、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。,仪器装置,该装置有3个部分组成。输液部分。包括微型泵、移动相溶剂储槽和试样液注射器。萃取部分。由300500根内径约2 mm、长度为2040 cm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。,适用范围 目前DCCC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

12、乳化，分离效果较CCD法好（移动相形成液滴，与萃取管固定相接触摩擦）。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,（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。因选择值大的溶剂系统；亦可根据选择适当萃取方法。,小 结,沉淀法,沉淀法：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沉淀或降低其溶解性而从溶液中析出，从而获得有效成分或去除杂质

13、的方法。条件：采用沉淀法分离化合物，若生成沉淀的是有效成分，则要求沉淀反应必须是可逆的；若沉淀物为杂质，则沉淀反应可以是不可逆的。,沉淀法操作步骤：,酸碱沉淀法 试剂沉淀法,铅盐沉淀法,一、酸碱沉淀法,原理 此法是利用某些成分在酸（或碱）中生成沉淀的性质达到分离的目的。这种沉淀反应是可逆的，可使有效成分和杂质分离。适用范围 此法适用于分离提纯酸性、碱性或两性有机化合物，如黄酮、蒽醌类酚酸性成分、一些生物碱、蛋白质等。,二、试剂沉淀法,原理 此法利用一些成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生成沉淀，与其他成分分离。使用范围与试剂发生沉淀

14、反应而分离加入试剂后改变混合液的极性、减小某些成分的溶解度而沉淀分离,与试剂发生沉淀反应而分离 生物碱沉淀试剂 雷氏铵盐 胆甾醇加入试剂后改变混合液的极性、减小某些成分的溶解度而沉淀分离 水提醇沉法 醇提水沉法 醇提醚沉法或醇提丙酮沉淀法：分离皂苷,试剂沉淀法,水提醇沉的操作要点如下：药液浓缩时最好采用减压、低温，浓缩前后视情况调pH值，以保留更多的有效成分。以分次方式或梯度递增方式加入乙醇，逐步提高乙醇浓度，当药液中乙醇浓度达75%以上时，可使蛋白质、淀粉、黏液质、油脂、树脂、树胶等杂质沉淀而出去。加乙醇后，将容器口盖严，防乙醇挥发。自然降至室温，在移至冷库中静置1224 h。,试剂沉淀法,

15、醇提水沉法的操作要点：先用乙醇提取，树脂、油脂、色素等杂质可溶于乙醇而被提取出来。醇提取液回收乙醇。加水搅拌，静置冷藏一定时间。待完全沉淀后滤过去除。,三、铅盐沉淀法,原理 此法是利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水和稀醇溶液中能与许多天然药物化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质，使有效成分和杂质分离。此法既可使杂质生成铅盐沉淀除去，又可以使有效成分生成铅盐沉淀。,铅盐沉淀法适用范围,中性醋酸铅(Pb(Ac)2)可用于沉淀天然药物成分中的有机酸、蛋白质、氨基酸、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷和某些色素等具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚性物质。碱式醋酸铅(Pb(OH)

16、Ac)沉淀范围更广，除上述物质外，还能沉淀某些大分子中性成分如中性皂苷、糖类，某些异黄酮及其苷，某些碱性较弱的生物碱等。,操作过程：,第一步：醋酸铅沉淀的形成 中药的水或醇提液加入醋酸铅溶液（不再产生沉淀为止），滤出沉淀，再于滤液中加碱式醋酸铅饱和溶液至不再发生沉淀为止。得到：醋酸铅沉淀物、碱式醋酸铅沉淀物、母液。,第二步：脱铅处理 a.硫化氢法 将铅盐沉淀悬浮于水或稀醇中，通入硫化氢气体，使其分解并使铅转为不溶性的硫化铅沉淀（脱铅），中药成分留在母液中，硫化氢法脱铅彻底，但脱铅液需通入空气或二氧化碳以驱净剩余的硫化氢。b.中性硫酸盐法 常加入硫酸钠等中性硫酸盐，因生成的硫酸铅在水中有一定的溶

17、解度，故脱铅不彻底。c.阳离子交换树脂 脱铅快而彻底，但溶液中某些阳离子也可能被交换到树脂上，且脱铅后的树脂再生困难。,1、中性醋酸铅可以沉淀的成分是A、酚羟基 B、醇羟基 C、对位酚羟基 D、邻位酚羟基 E、邻位醇羟基,结晶与重结晶法,一、基本原理,利用溶剂对有效成分与杂质在冷、热情况下溶解度的差异而分离。,结晶与重结晶法：利用混合物各成分不同温度下溶解度的差别，使所需成分以结晶状态析出，达到分离精制目的的分离方法。结晶：不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称为。重结晶：用适当溶剂处理粗结晶，使不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称为。,结晶的关键：合适的溶剂理想溶剂具备的条件：（1

18、）与被结晶成分不发生化学反应。（2）要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小。（3）对杂质或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。（4）沸点不宜太低或太高。,二、结晶溶剂的选择,常用溶剂：水、冰乙酸、甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等。混合溶剂：不能一种选择合适溶剂时，通常选用两种或两种以上溶剂组成混合溶剂。如：乙醇水、丙酮水、吡啶水等 重结晶选用的溶剂相应有所不同,三、结晶分离技术,（一）操作过程1.结晶溶液的制备：制成近饱和溶液2.趁热过滤，除去不溶性杂质3.滤液放冷，析出结晶4.抽滤，从母液中分离结晶5.重结晶6.结晶的干燥,2.操作注意,1.选择合适溶剂（溶解度、沸点）2.结晶条件：溶液浓度

19、、粘度、温度、时间浓度过大，杂质浓度和溶液粘度也相应增大，会阻碍结晶的析出。降温的速度要慢，使结晶慢慢形成，速度过快，形成的结晶颗粒小或成无定形粉末。,3.促进结晶的方法：1.可用玻棒磨擦器壁，或加入晶种，挥去部分溶剂的方法促进析晶。2.采用混合溶剂的方法结晶。3.制备结晶衍生物。如生物碱制成盐，羰基化合物制成乙酰化合物，内酯开环成盐等。,4.结晶纯度的判断,结晶外观的色泽是否均匀、晶形一致程度是否具有一定的熔点和较小的熔距薄层色谱或纸色谱技术，经数种不同的展开系统展开是否均能得到单一近圆形的斑点来判断结晶的纯度。必要时，可制备衍生物，采用高效薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱来进一步确定结晶的

20、纯度。,其他分离技术,透析法 分馏法 盐析法,一、透析法,原理：是利用提取液中小分子物质或能在水、乙醇提取液中解离成离子的物质可通过透析膜，而大分子物质不能通过透析膜（如多糖、蛋白质、鞣质、树脂等不能通过透过透析膜）性质，借以达到分离的目的。,应用：此法常用于分离纯化皂苷、蛋白质、多肽、多糖等大分子成分，以除去无机盐、单糖、双糖等小分子杂质。常用的透析膜（需根据分离成分的分子量大小来选择）（1）动物膀胱膜（2）火棉胶膜（3）羊皮纸膜（4）再生纤维素膜（5）玻璃纸膜（6）蛋白胶膜,操作步骤：,(1)将浓缩的中药水提液或乙醇提取液缓缓加入透析膜袋内，防止膜破裂，悬于盛有蒸馏水的容器中，水浴加温透析

21、，并保持一定液面。透析过程中经常更换透析袋外的蒸馏水，以保持膜内外有较大浓度差。（2）应用透析法去除鞣质时，可在中药提取液中加入适量明胶溶液，使其与鞣质结合成大分子而不易透过透析膜。但提取液中若含有黄酮、蒽醌类成分，则不宜加入明胶溶液。（3）透析速度不仅取决于透析膜孔径的大小、溶液的温度及透析膜两侧溶液的浓度差等因素，还与溶液的电荷有关。（4）判断透析是否完全，可用定性反应检查膜内药液有效成分或指标成分。,二、分馏法,原理：分馏法是分离液体混合物的一种方法，利用混合物中各成分沸点不同，在分馏过程中产生高低不同的蒸气压，借以收集不同温度的馏分，达到分离目的。分馏法是将多次蒸馏的复杂操作在一支分馏

22、柱中完成。一般情况下，液体混合物沸点相差100 以上时，可用反复蒸馏法；沸点相差25 以下时，需用分馏法；沸点相差越小，则需要的分馏装置越精细。,分馏装置：多一个分馏柱,应用 在天然产物有效成分研究中，挥发油及一些液体生物碱的分离常用此法。仪器装置操作技术,三、盐析法,原理 盐析法是指天然产物的水提液中，加入大量无机盐，使其达到一定浓度或饱和，促使其有效成分在水中溶解度降低而沉淀析出，与其他水溶性较大的杂质分离。常用作盐析的无机盐类 包括氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。其中硫酸铵具有盐析能力强、饱和溶液浓度大、溶解度受温度影响小、不引起蛋白变性等优点，而多用于蛋白质等高分子物质的盐析分离。,

23、盐析法应用,从中药中分离有效成分。分离蛋白质等高分子物质（通过调节硫酸铵的浓度）。盐析后，滤液和沉淀物均混入无机离子，可用透析法或离子交换树脂法进行脱盐处理。,1.从中药的水提取液中萃取强亲脂性成分，选择的溶剂应为 A.乙醇 B.甲醇 C.丁醇 D.醋酸乙酯 E.苯2液体混合物的分离常用 A、沉淀法 B、萃取法 C、透析法 D、结晶法 E、分馏法,3用于从中药的水提取液中萃取亲水性成分的溶剂是 A、乙醇 B、正丁醇 C、乙酸乙酯 D、丙酮 E、乙醚4从中药水煎液中萃取有效成分不能使用的溶剂为（）A.Me2CO B.Et2O C.CHCl3 D.nBuOH E.EtOAc,5中性醋酸铅可以沉淀的

24、成分是（）A酚羟基 B醇羟基 C对位酚羟基 D邻位酚羟基 E邻位醇羟基 6采用铅盐沉淀法分离化学成分时常用的脱铅方法是（）A.硫化氢 B.石灰水 C.明胶 D.雷氏盐 E.氯化钠,7两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的（）A比重不同 B分配系数不同 C分离系数不同 D萃取常数不同 E介电常数不同 8萃取时破坏乳化层不能用的方法是（）A搅拌乳化层 B加入酸或碱 C热敷乳化层 D将乳化层抽滤 E分出乳化层，再用新溶剂萃取,9能与醋酸铅产生沉淀的是（）A.淀粉 B.氨基酸 C.果糖 D.蔗糖 E.葡萄糖 10不能被中性醋酸铅从水溶液中沉淀的成分是（）A.有机酸 B.氨基酸 C.鞣酸

25、 D.蛋白质 E.中性皂苷,11在水（醇）提取液中可被中性醋酸铅沉淀的成分是（）A.淀粉 B.粘液质 C.无机盐 D.中性皂苷 E.氨基酸12铅盐法是中药化学成分常用的分离方法之一，如中性醋酸铅只可以沉淀下面哪种类型的化合物（）A中性皂苷 B异黄酮苷 C酸性皂苷 D弱生物碱 E糖类,13采用乙醇沉淀法除去水提取液中多糖蛋白质等杂质时，应使乙醇浓度达到（）A.55%以上 B.65%以上 C.75%以上 D.85%以上 E.95%以上 14有效成分为黄酮类化合物的中药水提取液，欲除去其中的淀粉、多糖和蛋白质等杂质，宜用（）A.铅盐沉淀法 B.乙醇沉淀法 C.酸碱沉淀法 D.离子交换树脂法E.盐析法

26、,15在浓缩的水提取液中，加入一定量乙醇，可以除去下述成分，除了（）A.淀粉 B.树胶 C.粘液质 D.蛋白质 E.树脂,16不是影响结晶的因素为A杂质的多少B欲结晶成分含量的多少C欲结晶成分熔点的高低D结晶溶液的浓度E结晶的温度,E E B A D A B B B EB C D B E A,A、溶剂提取法 B、萃取法 C、升华法 D、结晶法 E、分馏法1、分离和精制固体成分用 2、利用各成分沸点之差分离用 3、基于相似相溶原理提取用4、利用分配系数不同而分离用 5、我国世界上最早应用提取樟脑的方法是,A、透析 B、回流 C、蒸馏 D、分液漏斗 E、索氏提取器1、乙醇提取液回收乙醇采用的装置是2、连续回流提取实验室采用的仪器是3、除去水提取液中的无机成分采用的方法是4、萃取法实验室使用的仪器是,作业,教材35页,