天然產(chǎn)物化學(xué)01 緒論

1、天然產(chǎn)物化學(xué)1第一章 緒論目的要求1. 了解天然產(chǎn)物化學(xué)的含義及研究內(nèi)容。2. 了解天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史3. 掌握研究天然產(chǎn)物的一般方法和程序4. 了解中藥及天然藥物化學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景5. 了解我國中藥天然藥物化學(xué)研究存在的問題2一、 天然產(chǎn)物化學(xué)的含義及研究內(nèi)容天然產(chǎn)物指由動(dòng)物、植物及海洋生物和微生物體內(nèi)分離出來的生物二次代謝產(chǎn)物,以及生物體內(nèi)源性生理活性化合物（包括天然藥物、天然樹脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等），是由各種化學(xué)成分所組成的復(fù)雜體系。在陸生植物體內(nèi)的主要成分就有：生物堿、萜類、甾體、苷類、黃酮類、蒽醌類、糖類、蛋白質(zhì)、脂類等等。3天然產(chǎn)物有效成分（1）

2、在藥理和生物學(xué)角度來看是指有生物活性的物質(zhì)，這種物質(zhì)在化學(xué)上能用分子式和結(jié)構(gòu)式來表示，并具有一定的物理常數(shù)；（2）在食品領(lǐng)域中，有效成分的范疇可擴(kuò)展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營養(yǎng)成分、天然食品添加劑成分等。4天然產(chǎn)物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)的理論與方法研究天然產(chǎn)物中化學(xué)成分的一門學(xué)科。5二 、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史1、1769年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分離出酒石酸。 苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、沒食子酸（1786）等有機(jī)酸類物質(zhì)。2、明代李延的醫(yī)學(xué)入門（1575）中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。書中謂“五倍子粗粉，并礬、曲和勻，如作酒曲樣，入瓷器遮不見風(fēng)，侯生白取出?！?

3、3、本草綱目卷39中則有“看藥上長起長霜，則藥已成矣”的記載。這里的“生白”、“長霜”均為沒食子酸生成之意，是世界上最早制得的有機(jī)酸，比舍勒的發(fā)明早了二百年。4、本草綱目卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至18世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。7 5、從藥用動(dòng)植物中提取活性成分則始于19世紀(jì)。第一個(gè)被提取的成分是 嗎啡堿（一種異喹啉生物堿），于1806年由法國化學(xué)家F澤爾蒂納自鴉片中提取。8 嗎啡是鴉片中最主要的生物堿(含量約10-15%)，1806年法國化學(xué)家F澤爾蒂納首次從鴉片中分離出來。96、此后的數(shù)十年間發(fā)掘了大量民間藥中的活性成分，如土根堿、奎寧、辛可寧、番木鱉堿、

4、咖啡因、阿托品毛地黃強(qiáng)心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物堿居多，都具有顯著的生理活性，可以代表其原生藥，多數(shù)至今仍用作藥物。但當(dāng)時(shí)只能利用分餾和重結(jié)晶來純化單體成分。7、20世紀(jì)50年代先后自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平，以及從降血糖藥長春花中獲得抗癌活性成分春花堿，成為兩個(gè)很有價(jià)值的藥物，引起了各方的重視。 108、 1960年左右開始了對海洋天然產(chǎn)物的研究9、20世紀(jì)80年代以來，由于分子生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，為有效成分的提取和功能研究提供了新方法。11 天然藥物化學(xué)的發(fā)展有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)： 其一是1930年前后，由于微量元素分析法的導(dǎo)入，試料量降至毫克水平，推進(jìn)了天然成分的分析工作。 其二

5、是1960年代前后，各種層析方法的興起，使微量天然新成分的分離純化簡便易行。同時(shí)紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜等新技術(shù)問世，結(jié)構(gòu)研究工作趨向微量，快速和準(zhǔn)確。新技術(shù)的興起使研究天然產(chǎn)物化學(xué)成分的周期大大縮短。 總之，大自然是一個(gè)天然藥庫，中國用中草藥治病已有數(shù)千年的歷史和經(jīng)驗(yàn)，這筆寶貴遺產(chǎn)亟待整理。12三、研究天然產(chǎn)物化學(xué)的意義 研究天然產(chǎn)物化學(xué)有助于人類從分子層面全面了解和認(rèn)識天然產(chǎn)物，從而通過人工培養(yǎng)或人工合成的方式定向獲得大批量的目標(biāo)產(chǎn)物并造福人類。這些目標(biāo)產(chǎn)物可能是藥物，用于幫助人類與疾病作斗爭，保障人類的健康，提高人類的生存質(zhì)量；也可能是有特種功能的物質(zhì)，對人類生活提供方便；也為我們更好地

6、認(rèn)識自然和利用自然，提供了一個(gè)渠道。21世紀(jì)的今天，人們已經(jīng)充分認(rèn)識到天然產(chǎn)物及其改性產(chǎn)物所具有的獨(dú)特性質(zhì)與功效是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。13四、研究天然產(chǎn)物的一般方法和程序 1、天然產(chǎn)物有效成分的提取 2、天然產(chǎn)物有效成分的分離和純化 3、天然產(chǎn)物有效成分的分子結(jié)構(gòu)鑒定 4、天然產(chǎn)物有效成分毒理學(xué)、藥效學(xué)評價(jià)14一 天然有效成分的提取 溶劑法水蒸氣蒸餾法升華法 15(一)、溶劑提取法 1、溶劑提取法及其原理 溶劑提取法是根據(jù)天然產(chǎn)物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對活性成分溶解度大，對不需要溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分從藥材組織內(nèi)溶解出來的方法。 根據(jù)“相似相溶”原理，選擇與

7、化合物極性相當(dāng)?shù)娜軇⒒衔飶闹参锝M織中溶解出來，同時(shí)，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其極性與溶劑極性相差較大的化合物也可溶解出來。 16極性：小 大親脂性：大 小 親水性：小 大 2、常用溶劑的特點(diǎn)環(huán)己烷,石油醚,苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮,乙醇,甲醇17比水重的有機(jī)溶劑：氯仿與水分層的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷 - 正丁醇能與水分層的極性最大的有機(jī)溶劑：正丁醇與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑：丙酮 -甲醇極性最大的有機(jī)溶劑：甲醇極性最小的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷介電常數(shù)最小的有機(jī)溶劑：石油醚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：正丁醇溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑：乙醇183、溶劑的選擇

8、 運(yùn)用溶劑提取法的關(guān)鍵，是選擇適當(dāng)?shù)娜軇?。溶劑選擇適當(dāng)，就可以比較順利地將需要的成分提取出來。選擇溶劑要注意以下三點(diǎn)：溶劑對有效成分溶解度大，對雜質(zhì)溶解度小；溶劑不能與中藥的成分起化學(xué)變化；溶劑要經(jīng)濟(jì)、易得、使用安全等。194、各種溶劑提取法 浸漬法滲漉法煎煮法回流提取法連續(xù)回流提取法等 20浸漬法：浸漬法系將天然產(chǎn)物粉末或碎塊裝人適當(dāng)?shù)娜萜髦?，加入適宜的溶劑（如乙醇、稀醇或水），浸漬藥材以溶出其中成分的方法。 滲漉法：滲漉法是將天然產(chǎn)物粉末裝在滲漉器中，不斷添加新溶劑，使其滲透過藥材，自上而下從滲漉器下部流出浸出液的一種浸出方法。21 01 溶劑罐02 變頻物料泵 03 快速滲漏機(jī) 04 流

9、量計(jì) 05 滲濾液罐 06 可調(diào)試電加熱水箱 07 熱水泵 08 高效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器 09 濃縮液罐 10 冷凝器 11 冷卻器 12 受卻器 13 真空泵 14 控制柜 SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組工藝流程圖22SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組23煎煮法：煎煮法是我國最早使用的傳統(tǒng)的浸出方法。所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時(shí)最好時(shí)常攪拌，以免局部藥材受熱太高，容易焦糊。有蒸汽加熱設(shè)備的藥廠，多采用大反應(yīng)鍋、大銅鍋、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加熱。還可將數(shù)個(gè)煎煮器通過管道互相連接，進(jìn)行連續(xù)煎浸。24回流提取法：應(yīng)用有機(jī)溶劑加熱提取，需采用回流

10、加熱裝置，以免溶劑揮發(fā)損失。小量操作時(shí)，可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器。溶劑浸過藥材表面約12cm。在水浴中加熱回流，一般保持沸騰約1小時(shí)后放冷過濾，再在藥渣中加溶劑，作第二、三次加熱回流分別約半小時(shí)，或至基本提盡有效成分為止。此法提取效率較冷浸法高，大量生產(chǎn)中多采用連續(xù)提取法。 25連續(xù)回流提取法：應(yīng)用揮發(fā)性有機(jī)溶劑提取天然產(chǎn)物有效成分，不論小型實(shí)驗(yàn)或大型生產(chǎn)，均以連續(xù)提取法為好，而且需用溶劑量較少，提取成分也較完全。實(shí)驗(yàn)室常用脂肪提取器或稱索氏提取器。連續(xù)提取法，一般需數(shù)小時(shí)才能提取完全。提取成分受熱時(shí)間較長，遇熱不穩(wěn)定易變化的成分不宜采用此法。26提取方法溶劑操作提取效率使用范圍備注浸漬法

11、水或有機(jī)溶劑不加熱效率低各類成分，尤遇熱不穩(wěn)定成分出膏率低，易發(fā)霉，需加防腐劑滲漉法有機(jī)溶劑不加熱脂溶性成分消耗溶劑量大，費(fèi)時(shí)長煎煮法水直火加熱水溶性成分易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定不宜用回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱脂溶性成分熱不穩(wěn)定不宜用，溶劑量大連續(xù)回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱節(jié)省溶劑、效率最高親脂性較強(qiáng)成分用索氏提取器，時(shí)間長27(二)、 水蒸氣蒸餾法 水蒸氣蒸餾法，適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的天然產(chǎn)物成分的提取。此類成分的沸點(diǎn)多在100以上，與水不相混溶或僅微溶，且在約100時(shí)存一定的蒸氣壓。當(dāng)與水在一起加熱時(shí)，其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個(gè)大氣壓時(shí)，液體就開始沸騰，水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出。

12、28(三)、升華法固體物質(zhì)受熱直接氣化，遇冷后又凝固為固體化合物，稱為升華。天然產(chǎn)物中有一些成分具有升華的性質(zhì)，故可利用升華法直接自天然產(chǎn)物中提取出來。例如樟木中升華的樟腦（camphor），在本草綱目中已有詳細(xì)的記載，為世界上最早應(yīng)用升華法制取藥材有效成分的記述。茶葉中的咖啡堿在178以上就能升華而不被分解。游離羥基蒽醌類成分，一些香豆素類，有機(jī)酸類成分，有些也具有升華的性質(zhì)。 29(四)、影響提取效果的因素 溶劑提取的效果主要取決于選擇合適的溶劑和提取方法。此外，原料的粉碎程度，提取溫度，濃度差，提取時(shí)間，操作壓力，原料與溶劑的相對運(yùn)動(dòng)等因素也不同程度地影響提取效果。原料的粉碎程度：原料經(jīng)

13、粉碎后粒度變小，表面能增加，浸出速度加快，但粉碎度過高，樣品粉粒表面積過大，吸附作用增強(qiáng)，反而影響擴(kuò)散速度，并不利于浸出，一般而言粒度以20-60目為適。30浸出溫度：溫度增加可增大可溶性成分的溶解度、擴(kuò)散系數(shù)。擴(kuò)散速度加快有利于浸提，并且溫度適當(dāng)升高，可使原料中的蛋白質(zhì)凝固、酶破壞而增加浸提液的穩(wěn)定性，但溫度過高，會(huì)破壞不賴熱的成分，并且導(dǎo)致浸提液的品質(zhì)劣變。提取的雜質(zhì)含量增高，給后道精制工序帶來困難，一般浸出溫度控制在60-100。31 濃度差:濃度差是原料組織內(nèi)的濃度與外周溶液的濃度差異。濃度差越大，擴(kuò)散推動(dòng)力越大，越有利于提高浸出效率。 浸提時(shí)間:原料中的成分隨提取時(shí)間延長，提取的得率

14、增加，但時(shí)間過長，雜質(zhì)成分溶解也隨之增加，給后序提取精制造成困難，一般而言，熱提13h，乙醇加熱回流提取12h。32二 天然產(chǎn)物有效成分的分離與精制 根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離 33(一)、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離1、結(jié)晶 結(jié)晶是利用溫度不同引起溶解度的改變而使有效成分以晶體的形式析出以達(dá)到分離物質(zhì)的目的。（1）雜質(zhì)的除去：天然產(chǎn)物經(jīng)過提取分離所得到的成分，大多仍然含有雜質(zhì)，或者是混合成分。有時(shí)即使有少量或微量雜質(zhì)存在，也能阻礙或延緩結(jié)晶的形成。所以在制備結(jié)晶時(shí)，必須注意雜質(zhì)的干擾，應(yīng)力求盡可能除去。 34（2）溶劑的選擇

15、：制備結(jié)晶，要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑，最好是在冷時(shí)對所需要的成分溶解度較小，而熱時(shí)溶解度較大。溶劑的沸點(diǎn)亦不宜太高。（3）結(jié)晶溶液的制備 ：制備結(jié)晶的溶液，需要成為過飽和的溶液。 35（4）制備結(jié)晶操作（5）重結(jié)晶及分步結(jié)晶：晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液，再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級結(jié)晶法。 （6）結(jié)晶純度的判定：化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點(diǎn)和熔距，一可以作為鑒定的初步依據(jù)。 362、溶劑沉淀： 在溶液中加入另一種溶劑以改變混合溶劑的極性，使一部分物質(zhì)沉淀析

16、出，從而實(shí)現(xiàn)分離。3、沉淀劑沉淀：（1）金屬離子沉淀；（2）酸堿沉淀；（3）非離子型聚合物沉淀；（4）均相沉淀。4、鹽析沉淀 37(二)、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離1、液-液萃取與分配系數(shù)K值 K=CU/CL2、分離難易與分離因子 分離因子表示 A、B 兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值。即： =KA/KB( 注：KA KB )38若使該酸性物質(zhì)完全離解 ，則：3、 分配比與pH HA+H2O A-+H3O+ 39使該酸性物質(zhì)完全游離，即使A-均轉(zhuǎn)變成HA，則：因?yàn)榉宇惢衔锏膒Ka值一般為9.2-10.8，羧酸類化合物的pKa值約為5，故pH值為3以下，大部分酚酸性物質(zhì)將以

17、非離解形式（HA）存在，易分配于有機(jī)溶劑中；而pH12以上，則將以離解形式（A-）存在，易分配于水中。同理，對于堿性物質(zhì)（B）： Ka為堿性物質(zhì)（B）的共軛酸（BH+）的離解常數(shù)。 40一般 pH12,則酸性物質(zhì)呈離解狀態(tài)(A-)、堿性物質(zhì)則呈非離解狀態(tài)(B)存在。據(jù)此,可采用下圖所示在不同pH的緩沖溶液與有機(jī)溶劑中進(jìn)行分配的方法,使酸性、堿性、中性及兩性物質(zhì)得以分離。 41兩相溶劑萃取在操作中還要注意以下幾點(diǎn)：1）先用小試管猛烈振搖約1分鐘，觀察萃取后二液層分層現(xiàn)象。如果容易產(chǎn)生乳化，大量提取時(shí)要避免猛烈振搖，可延長萃取時(shí)間。如碰到乳化現(xiàn)象，可將乳化層分出，再用新溶劑萃?。换?qū)⑷榛瘜映闉V，或

18、將乳化層稍稍加熱；或較長時(shí)間放置并不時(shí)旋轉(zhuǎn)，令其自然分層。乳化現(xiàn)象較嚴(yán)重時(shí)，可以采用二相溶劑逆流連續(xù)萃取裝置。422）水提取液的濃度最好在比重1.11.2之間，過稀則溶劑用量太大，影響操作。3）溶劑與水溶液應(yīng)保持一定量的比例，第一次提取時(shí)，溶劑要多一些，一般為水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，一般1/4-1/6。4）一般萃取34次即可。但親水性較大的成分不易轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑層時(shí)，須增加萃取次數(shù)，或改變萃取溶劑。434. 逆流分溶法(CCD) 液-液萃取分離中經(jīng)常遇到的情況是分離因子值較小, 故萃取及轉(zhuǎn)移操作常須進(jìn)行幾十次乃至幾百次。此時(shí)簡單萃取已不能滿足需要, 而要采用逆流分溶法( coun

19、tercurrent distribution,簡稱CCD)。 44 CCD 法因?yàn)椴僮鳁l件溫和、試樣容易回收,故特別適于中等極性、不穩(wěn)定物質(zhì)的分離。另外,溶質(zhì)濃度越低,分離效果越好。但是,試樣極性過大或過小,或分配系數(shù)受濃度或溫度影響過大時(shí)則不易采用此法分離。易于乳化的萃取溶劑系統(tǒng)也不宜采用。455、超臨界流體萃取技術(shù) 超臨界流體萃取是以某一介質(zhì)作為萃取劑，在其臨界溫度和臨界壓力之上的條件下，從液體或固體物料中萃取出待分離的組分的一種方法。 超臨界流體由于接近液體的密度使之具有較高溶解度,由于接近氣體的粘度, 使之具有良好的流動(dòng)性能,擴(kuò)散系數(shù)介于氣液之間,使之對待萃取的物料組織有良好的滲透性

20、,這些特征大大提高了溶質(zhì)進(jìn)入超臨界流體的傳質(zhì)速率。46(1) 超臨界流體萃取的特點(diǎn) 萃取過程在較低溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,特別適用于具有熱敏性或易氧化的成分。萃取介質(zhì)通常選用二氧化碳,二氧化碳化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無腐蝕性、無毒性、不易燃、不易爆,萃取后容易從分離成分中脫除,不會(huì)造成污染,適用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。 工藝條件容易控制,通過對溫度和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié), 可以實(shí)現(xiàn)選擇性萃取和分離。47萃取產(chǎn)物的理化性質(zhì)保持良好,產(chǎn)品質(zhì)量好,且無溶劑殘留問題,萃取介質(zhì)循環(huán)利用,無環(huán)境污染問題。超臨界流體萃取需要冷媒和高壓支持且生產(chǎn)量較小,操作成本大。（2）超臨界流體萃取的應(yīng)用 由于超臨界流體萃取技術(shù)上有許多不可替代的優(yōu)點(diǎn),近

21、年來獲得高度的重視和廣泛的應(yīng)用,例如中藥有效成分的提??；菌體生成物的分離；香精香料色素的提取；動(dòng)植物脂肪、脂溶性成分、植物堿、甾醇類物質(zhì)等成分的提取；有機(jī)溶劑以及有害有毒物質(zhì)的脫除等。48 6、液液分配色譜柱 （1）正相色譜與反相色譜：分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、苷類、糖類、有機(jī)酸等化合物時(shí),固定相多采用強(qiáng)極性溶劑,如水、緩沖溶液等,流動(dòng)相則用氯仿、乙酸乙醋、丁醇等弱極性有機(jī)溶劑,稱之為正相色譜；但當(dāng)分離脂溶性化合物,如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等時(shí),則兩相可以顛倒,固定相可用石蠟油,而流動(dòng)相則用水或甲醇等強(qiáng)極性溶劑,故稱之為反相分配色譜 .49（2）加壓液相柱色譜特點(diǎn)：加壓液相色譜用

22、的載體多為顆粒直徑較小、機(jī)械強(qiáng)度及比表面積均大的球形硅膠微粒，因而柱效率大大提高。50(三)、根據(jù)物質(zhì)的吸附性質(zhì)差別進(jìn)行分離 物理吸附 (physical absorption) 也叫表面吸附,是因構(gòu)成溶液的分子(含溶質(zhì)及溶劑)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、 可快速進(jìn)行。故在實(shí)際工作中用得最廣。如采用硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑進(jìn)行的吸附色譜即屬于這一類型。51化學(xué)吸附(chemical absorption),如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁吸附,或生物堿被酸性硅膠吸附等吸附質(zhì)與吸附劑之間要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一類吸附。特點(diǎn)：具有選擇性、 吸附十分牢

23、固、有時(shí)甚至不可逆,故用得較少。半化學(xué)吸附(semi-chemical absorption),如聚酰胺對黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附,力量較弱,介于物理吸附與化學(xué)吸附之間的一類吸附。521. 物理吸附基本規(guī)律 （1）物理吸附過程一般無選擇性，但吸附強(qiáng)弱大體遵循“相似者易于吸附” 的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。（2）被分離的物質(zhì)與吸附劑、洗脫劑共同構(gòu)成吸附過程中的三要素，彼此緊密相連。硅膠、氧化鋁因均為極性吸附劑,故有以下特點(diǎn): (1)對極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,極性強(qiáng)的溶質(zhì)將被優(yōu)先吸附。(2)溶劑極性越弱,則吸附劑對溶質(zhì)將表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性增強(qiáng),則吸附劑對溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱。53(3

24、) 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),又可被后者置換洗脫下來。 活性炭因?yàn)槭欠菢O性吸附劑,故與硅膠、氧化鋁相反,對非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,在水中對溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性降低,則活性炭對溶質(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)。 542、 極性及其強(qiáng)弱判斷 極性強(qiáng)弱是支配物理吸附過程的主要因素。所謂極性乃是一種抽象概念,用以表示分子中電荷不對稱的程度，并大體上與偶極矩、極化度及介電常數(shù)等概念相對應(yīng)。 （1）官能團(tuán)的極性按下列官能團(tuán)的順序增強(qiáng)：CH2CH2，CH2=CH2，OCH3，COOR，C=O，C

25、HO，NH2，OH，COOH（2）化合物的極性則由分子中所含官能團(tuán)的種類、數(shù)目及排列方式等綜合因素所決定。55 （3）大體上溶劑極性的大小可以根據(jù)介電常數(shù)() 的大小來判斷。介電常數(shù)越大，則極性越大。一般溶劑的介電常數(shù)按下列順序增大：環(huán)己烷（1.88），苯（2.29），無水乙醚（4.47），氯仿（5.20），乙酸乙酯（6.11），乙醇（26.0），甲醇（31.2），水（81.0） 3. 簡單吸附法進(jìn)行物質(zhì)的濃縮與精制 簡單吸附，如在結(jié)晶及重結(jié)晶過程中加入活性炭進(jìn)行的脫色、脫臭等操作，在物質(zhì)精制過程中應(yīng)用很廣。56 4. 吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離 吸附色譜法中硅膠、氧化鋁柱色譜在實(shí)際工作中用得

26、最多。有關(guān)注意事項(xiàng)如下: 硅膠、氧化鋁吸附柱色譜過程中,吸附劑的用量一般為試樣量的30-60倍。試樣極性較小、難以分離者,吸附劑用量可適當(dāng)提高至試樣量的100-200倍。 57(2) 硅膠、氧化鋁吸附柱色譜,應(yīng)盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解試樣,以利試樣在吸附劑柱上形成狹窄的原始譜帶。(3) 洗脫用溶劑的極性宜逐步增加,但跳躍不能太大。實(shí)踐中多用混合溶劑,并通過巧妙調(diào)節(jié)比例以改變極性,達(dá)到梯度洗脫分離物質(zhì)的目的。 (4) 為避免發(fā)生化學(xué)吸附,酸性物質(zhì)宜用硅膠、堿性物質(zhì)則宜用氧化鋁進(jìn)行分離。(5) 如液-液分配色譜中所述,吸附柱色譜也可用加壓方式進(jìn)行,溶劑系統(tǒng)可通過 TLC進(jìn)行篩選。585.

27、聚酰胺吸附色譜法 聚酰胺(polyamide)吸附屬于氫鍵吸附,是一種用途十分廣泛的分離方法,極性物質(zhì)與非極性物質(zhì)均可適用,但特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。 (1) 聚酰胺的性質(zhì)及吸附原理 59 一般認(rèn)為是通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基,或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。至于吸附強(qiáng)弱則取決于各種化合物與之形成氫鍵締合的能力。通常在含水溶劑中大致有下列規(guī)律: 形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多,則吸附能力越強(qiáng)。60 成鍵位置對吸附力也有影響。易形成分子內(nèi)氫鍵者,其在聚酰胺上的吸附即相應(yīng)減弱。 分子中芳香化程度高者,則吸附性增強(qiáng)；反之,則減弱。如：6

28、1（2）聚酰胺柱的洗脫 在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強(qiáng),可大致排列成下列順序:水甲醇丙酮?dú)溲趸{水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液(3) 聚酰胺色譜的應(yīng)用 聚酰胺對一般酚類、黃酮類化合物的吸附是可逆的,分離效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色譜特別適合于該類化合物的制備分離。此外,對生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物的分離也有著廣泛的用途。626. 大孔吸附樹脂 (1) 大孔吸附樹脂的吸附原理 大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的分離材料,它的吸附性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果。分子篩性是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)的性質(zhì)所決定。(2) 影響吸附的因素比表面積、表面電性

29、、能否與化合物形成氫鍵63（4）洗脫液的選擇 洗脫液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙脂等。根據(jù)吸附作用強(qiáng)弱選用不同的洗脫液或不同濃度的同一溶劑。對非極性大孔樹脂,洗脫液極性越小,洗脫能力越強(qiáng)。對于中等極性的大孔樹脂和極性較大的化合物來說,則選用極性較大的溶劑為宜。 （3）大孔吸附樹脂的應(yīng)用 大孔吸附樹脂現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于天然化合物的分離和富集工作中,如苷與糖類的分離、生物堿的精制。在多糖、黃酮、三萜類化合物的分離方面都有很好的應(yīng)用實(shí)例。 64(四)、 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離 1、凝膠過濾法（Gel filtration） 系利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法。其中所用載體，如葡聚糖凝膠，是在水中不溶、但可膨脹的球形顆粒，具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（1）原理：分子篩原理。即利用凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩的過濾作用將化合物按分子量大小不同進(jìn)行分離。 65（2）出柱順序：按分子由大到小順序先后流出并得到分離。 （3）常用的溶劑：堿性水溶液（0.1mol/L NH4OH）含鹽水溶液（0.5mol/L NaCl等） 醇及含水醇，如甲醇、甲醇水 其他溶劑：如含水丙酮，甲醇-氯仿66（4）凝膠的種類與性質(zhì) 種類很多，常用的有以下兩種： Sephadex