模塊二中藥中各類化學成分的分離技術

模塊二中藥中各類化學成分的分離技術第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第四章常規(guī)分離技術

第2頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

用各種方法提取中藥所得的提取液是包含諸多成分的混合物，要想得到所需成份或單體化合物尚需經過反復的分離精制和純化處理。但提取液一般體積較大，所含成分濃度較低，因此需對提取液進行濃縮，提高濃度，以利于分離精制。第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

濃縮可通過蒸發(fā)或蒸餾來完成。常壓蒸餾減壓蒸餾具體的方法薄膜蒸發(fā)反滲透法超濾法第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五濃縮與蒸餾皆是在沸騰狀態(tài)下，經傳熱過程，將揮發(fā)性大小不同的物質進行分離的一種工藝操作。第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五1、一般蒸發(fā)法：水提液，加熱蒸發(fā)水分。

2、常壓蒸餾法：適用于溶劑沸點低、有效成分遇熱不易被破壞的提取液的濃縮。如氯仿、乙醚、石油醚等。操作時禁止用明火或電爐。濃縮方法與設備第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

3、減壓蒸餾法：利用溶劑的沸點與壓力的正比關系，即當系統(tǒng)壓力降低，溶劑的沸點下降。適用于溶劑沸點高、有效成分遇熱易被壞的提取液的濃縮。一般當溶劑沸點超過70°C，有條件的情況就因采用減壓蒸餾濃縮。見書圖4－1第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五減壓蒸餾法操作時注意事項：（1）在真空泵與蒸發(fā)裝置間要有安全瓶以防倒吸。若為油泵，還需加干燥裝置和吸收瓶，以防揮發(fā)性成分與腐蝕性氣體侵入油泵。（2）蒸餾結束，要按順序拆卸。即：撤熱源、關壓力計活塞、開安全瓶活塞、關真空泵（3）蒸餾有泡沫的成分，需要加裝防泡球第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五真空濃縮罐第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五常規(guī)分離技術

兩相溶劑萃取技術沉淀法結晶與重結晶法其他分離技術：鹽析法、透析法、分餾法第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第一節(jié)系統(tǒng)溶劑分離技術第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五一、原理：依據“相似相溶”的原理，按極性由小到大的順序依次提取分離總提液中各種溶解度有差異的成分

石油醚、己烷→揮發(fā)油、脂溶性色素、蠟乙醚、氯仿→生物堿、苷元

乙酸乙酯→黃酮苷

正丁醇→皂苷、蒽醌苷

甲醇、乙醇→苷、糖類、生物堿鹽第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五系統(tǒng)溶劑分離法的操作

總提取物濃縮，拌入吸附劑苯石油醚乙醚氯仿乙酸乙酯正丁醇第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五常用的溶劑與用該溶劑提取出的中藥化學成分的對應關系見表：選用的溶劑提取出的中藥成分石油醚、己烷揮發(fā)油、脂肪油、臘、脂溶性色素、甾醇類、某些苷元（強親脂性）乙醚、氯仿極性生物堿、樹脂、醛、酮、醇、酯、苷元、有機酸、某些苷類氯仿：乙醚由某些苷類，如強心苷乙酸乙酯小某些苷類，如黃酮苷正丁醇到某些苷類，如皂苷，黃酮苷丙酮、乙醇大極性很大的苷、糖類、氨基酸、某些生物堿鹽水蛋白質、黏液質、果膠、糖類、無機鹽（強親水性）第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五二、適用范圍

此法是早年研究天然藥物有效成分的一種最重要的方法，主要用于分離提純含有極性不同的各種化學成分的中藥提取液。目前仍是最常用的方法，三、優(yōu)缺點此法操作繁瑣，對化學性質不穩(wěn)定，容易引起分解、異構化的天然產物應特別注意。在微量成分、結構性質相似成分的分離純化上受到很大限制。第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第二節(jié)兩相溶劑萃取法

第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五一、基本原理定義：簡稱萃取法，往提取液中加入一種與其不溶的溶劑配成兩相溶劑系統(tǒng)，利用混合物中各種成分分配系數k的差異而達到分離方法。萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數相差越大，則分離效率越高。第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五分配系數（K）當物質在兩相互不相溶的溶劑中（如水和丁醇，氯仿），于分液漏斗中充分振搖，放置后，即可分為兩層，此時，溶質將分別溶于兩層溶劑中，并在一定溫度，壓力下為一常數，此時，溶質在兩層溶劑中的濃度比值為一常數（K），用公式表示如下：第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五K=CU/CL

CU：上層濃度，CL：下層濃度。若有兩種成份時（A，B），則A，B各有其分配系數KA，KB，則兩者差別越大，分離效果越好。如，KA＝10說明振搖一次平衡后，A則有90％以上溶于上層溶液中。而KB＝0.l時，振搖一次平衡后，B則有90％以上溶于下層中，過樣A和B兩成份就有較大程度分離，連續(xù)分離萃取幾次，就可能達到A，B的全部分離。若有多種成份時，分離情況將更復雜。第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

兩成份的分配系數差別越大，兩者就越容易分離。因此兩成份的分配系數比就可以反應其分離的難易程度，過個比值稱為分離因子（β），用公式表示為：β＝KA/KB

一般說；β≥100一次萃取就可以實現(xiàn)基本分離，

100＞β＞10則需萃取10—12次，

β＜2需連續(xù)萃取100次以上，才能基本分離，

β＝1時，則KA=KB兩者性質相近，無法分離。第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五兩相溶劑萃取法的操作簡單萃取法逆流連續(xù)萃取法逆流分溶法液滴逆流分配法第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五1.簡單萃取法：儀器：分液漏斗操作：旋塞涂潤滑劑→裝入溶劑和待萃取物（1/3）蓋塞子，倒轉分液漏斗，開啟旋塞排氣后關緊→振搖，注意排氣（重復數次）→于鐵架臺靜置分層→分取萃取液注意事項：1.水提取液的密度：1.1～1.22.萃取次數：3～43.萃取溶劑用量：1/2～1/3（第一次）；1/4～1/64.避免產生乳化現(xiàn)象第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五萃取劑的選擇有機溶劑作萃取劑。如從水提液中萃取親脂性性成分，一般選用苯、氯仿、或乙醚等有機溶劑；如從水提液中萃取中等極性成分，一般選用乙酸乙酯、丁醇等弱親脂性有機溶劑或在氯仿、乙醚中加入適量乙醇以增大其親水性。用pH梯度萃取法的萃取劑用pH梯度萃取法的萃取劑分離某有機溶劑中的黃酮類化合物，可依次選用pH由高到低的堿液如5%碳酸氫鈉、5%碳酸鈉、0.2%氫氧化鈉、4%氫氧化鈉的水溶液做萃取劑進行萃取，使成鹽而達到分離目的

第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五適用范圍

適用于分配系數差異較大的成分的分離，一般萃取3~4次即可。若親水性成分不易轉入有機溶劑層，需增加萃取次數或更換萃取溶劑。第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

乳化現(xiàn)象的處理：①長時間放置②金屬絲攪動③乳化層抽濾④乳化層加熱或冷凍⑤加新溶劑萃?、藜与娊赓|⑦加醇數滴⑧離心第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五2.逆流連續(xù)萃取法

定義：是利用兩種互不相溶的溶劑相對密度不同，以相對密度小的溶劑相作為移動相（或分散相），相對密度大的溶劑相作為固定相（連續(xù)相），使移動相逆流連續(xù)穿過固定相，借以交換溶質而達到分離的一種連續(xù)萃取技術。。

儀器裝置：儀器是由一根或數根萃取管組成（萃取管數目可根據分配效率的需要來決定），管內用小瓷杯或小的不銹鋼絲圈填充，以增加液-液萃取時的接觸面積。

第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五操作技術將相對密度小的溶劑相作為移動相置高位儲存器中，而相對密度大者則作為固定相置萃取管內。樣品用薄層層析、紙層析及顯色反應或沉淀反應進行檢查。

優(yōu)缺點逆流連續(xù)萃取法操作簡便，萃取較完全，適合各種密度的溶劑的萃取。此法克服了簡單萃取法操作的麻煩，避免了乳化現(xiàn)象的發(fā)生。第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五例子：氯仿從川楝樹皮的水浸液中萃取川楝素第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五3.逆流分溶法（CCD）

是一種多次連續(xù)的液液萃取分離過程。將混合物經儀器操作，將兩相溶劑系統(tǒng)進行反復多次的振搖、靜置、分離和轉移等萃取步驟，使分配系數不同的成分達到分離的一種新型分離方法。CCD又稱為逆流分配法、逆流分布法或反流分布法，如圖：第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第一次溶劑如入萃取后，進入第二號......

第二號溶劑萃取一號后，濃度較低，再進入第二號中.......提高濃度，最后達到分離。（強心苷提?。┑?6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

適用范圍

CCD法具有很強的分離混合物各組分的能力中等極性、分離因子較小及不穩(wěn)定的物質高分子化合物如多肽、蛋白質等（色譜法不能分離的）。不適合分離微量成分、試樣極性過大或過小、或分配系數受溫度或濃度影響過大及易于產生乳化現(xiàn)象的溶劑系統(tǒng)。第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五優(yōu)缺點：優(yōu)點：高效率，操作條件溫和、試樣易回收等優(yōu)點。對于非常相似性質的混合物分離效果好。缺點：操作繁瑣，溶劑消耗大，萃取管易因機械振蕩而損壞，微量成分易損失，反復多次振動溶劑系統(tǒng)易產生乳化現(xiàn)象。第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五4.液滴逆流分配法

液滴逆流分配法（dropletcountercurrentchromatography,DCCC）又稱液滴逆流色譜法，是在逆流分溶法的基礎上改進的兩相溶劑萃取法。其原理類似于逆流分溶法，利用混合物中各成分在兩液相間的分配系數的差異，讓移動相以液滴的形式通過固定相的液柱，實現(xiàn)逆流分配，從而達到分離純化的目的。第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五儀器裝置該裝置有3個部分組成。輸液部分。包括微型泵、移動相溶劑儲槽和試樣液注射器。萃取部分。由300～500根內徑約2mm、長度為20～40cm的萃取管連接而成。收集檢出部分。包括檢出器及分步自動收集儀。第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五適用范圍

目前DCCC法廣泛用于皂苷、生物堿、酸性成分、蛋白質、糖類等天然產物的分離和精制，特別是用于皂苷類的分離，并取得良好效果。優(yōu)缺點

使用溶劑較少，可定量回收試樣，因不需振蕩，故不會產生乳化，分離效果較CCD法好（移動相形成液滴，與萃取管固定相接觸摩擦）?？捎玫獨怛寗颖苊馕镔|氧化例子：柴胡皂甙、原小檗堿型季銨堿的分離第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五（1）簡單萃取法適用于分配系數差異較大成分分離。（2）逆流連續(xù)萃取適用于各種密度的溶劑萃取。避免乳化。（3）CCD法適用于分離中等極性、分離因子較小及不穩(wěn)定的物質。操作繁瑣，溶劑消耗大，易乳化。（4）DCCC法適用于分離純化多種天然藥物化學成分。溶劑使用少，可定量回收。（5）因選擇β值大的溶劑系統(tǒng)；亦可根據β選擇適當萃取方法。小結第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第三節(jié)沉淀法

第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五沉淀法：是在天然藥物的提取液中加入某些試劑，與其中成分發(fā)生沉淀反應生成沉淀或降低其溶解性而從溶液中析出，從而獲得有效成分或去除雜質的方法。條件：采用沉淀法分離化合物，若生成沉淀的是有效成分，則要求沉淀反應必須是可逆的；若沉淀物為雜質，則沉淀反應可以是不可逆的。第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五沉淀法操作步驟：

酸堿沉淀法試劑沉淀法

鉛鹽沉淀法第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五一、酸堿沉淀法原理此法是利用某些成分在酸（或堿）中生成沉淀的性質達到分離的目的。這種沉淀反應是可逆的，可使有效成分和雜質分離。適用范圍此法適用于分離提純酸性、堿性或兩性有機化合物，如黃酮、蒽醌類酚酸性成分、一些生物堿、蛋白質等。第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五二、試劑沉淀法原理此法利用一些成分能與某些試劑產生沉淀的性質或利用某些成分在不同溶劑中溶解度的差異，通過加入特定試劑或溶劑，使生成沉淀，與其他成分分離。使用范圍與試劑發(fā)生沉淀反應而分離加入試劑后改變混合液的極性、減小某些成分的溶解度而沉淀分離第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五與試劑發(fā)生沉淀反應而分離生物堿沉淀試劑雷氏銨鹽和水溶性季氨堿膽甾醇與甾體皂苷加入試劑后改變混合液的極性、減小某些成分的溶解度而沉淀分離水提醇沉法醇提水沉法醇提醚沉法或醇提丙酮沉淀法：分離皂苷第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五試劑沉淀法水提醇沉的操作要點如下：藥液濃縮時最好采用減壓、低溫，濃縮前后視情況調pH值，以保留更多的有效成分。以分次方式或梯度遞增方式加入乙醇，逐步提高乙醇濃度，當藥液中乙醇濃度達75%以上時，可是蛋白質、淀粉、黏液質、油脂、樹脂、樹膠等雜質沉淀而出去。加乙醇后，將容器口蓋嚴，防乙醇揮發(fā)。自然降至室溫，在移至冷庫中靜置12~24h。

第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五試劑沉淀法

醇提水沉法的操作要點：先用乙醇提取，樹脂、油脂、色素等雜質可溶于乙醇而被提取出來。醇提取液回收乙醇。加水攪拌，靜置冷藏一定時間。待完全沉淀后濾過去除。第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五三、鉛鹽沉淀法原理此法是利用中性醋酸鉛和堿式醋酸鉛在水和稀醇溶液中能與許多天然藥物化學成分生成難溶性的鉛鹽或鉛絡合物沉淀的性質，使有效成分和雜質分離。此法既可使雜質生成鉛鹽沉淀除去，又可以使有效成分生成鉛鹽沉淀。第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五鉛鹽沉淀法適用范圍中性醋酸鹽(Pb(Ac)2)可用于沉淀天然藥物成分中的有機酸、蛋白質、氨基酸、黏液質、鞣質、樹脂、酸性皂苷、部分黃酮苷、蒽醌苷、香豆素苷和某些色素等具有羧基、鄰二酚羥基的酸性或酚性物質。堿式醋酸鉛(Pb(OH)Ac)沉淀范圍更廣，除上述物質外，還能沉淀某些大分子中性成分如中性皂苷、糖類，某些異黃酮及其苷，某些堿性較弱的生物堿等。第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五操作過程：

第一步：醋酸鉛沉淀的形成中藥的水或醇提液加入醋酸鉛溶液（不再產生沉淀為止），濾出沉淀，再于濾液中加堿式醋酸鉛飽和溶液至不再發(fā)生沉淀為止。得到：醋酸鉛沉淀物、堿式醋酸鉛沉淀物、母液。

第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

第二步：脫鉛處理

a.硫化氫法將鉛鹽沉淀懸浮于水或稀醇中，通入硫化氫氣體，使其分解并使鉛轉為不溶性的硫化鉛沉淀（脫鉛），中藥成分留在母液中，硫化氫法脫鉛徹底，但脫鉛液需通入空氣或二氧化碳以驅凈剩余的硫化氫。

b.中性硫酸鹽法常加入硫酸鈉等中性硫酸鹽，因生成的硫酸鉛在水中有一定的溶解度，故脫鉛不徹底。

c.陽離子交換樹脂脫鉛快而徹底，但溶液中某些陽離子也可能被交換到樹脂上，且脫鉛后的樹脂再生困難。第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五1.請畫出從中藥中提取有效成分的回流裝置圖，以及得到提取溶劑后濃縮成體積較小的溶液的裝置圖。

2.何謂超聲提取法？闡述超聲提取法的原理，應用范圍？3.闡述超臨界流體優(yōu)缺點？說明超臨界流體由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的條件？4.畫出索氏提取器提取中藥藥效成分的裝置圖？并在圖中指明裝置中各儀器部位的名稱。說明此法的應用范圍。第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五5.簡述從中藥中提取有效成分的方法。6.常用溶劑的親水性或親脂性的強弱順序如何？那些與水混溶？那些與水不相混溶？7.何謂“相似相溶原理”？溶劑提取法中溶劑的選擇主要從那幾方面考慮？第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五第四節(jié)結晶與重結晶法

第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五一、基本原理

利用溶劑對有效成分與雜質在冷、熱情況下溶解度的差異而分離。第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五結晶與重結晶法：利用混合物各成分不同溫度下溶解度的差別，使所需成分以結晶狀態(tài)析出，達到分離精制目的的分離方法。結晶：不是結晶狀態(tài)的固體物質處理成結晶狀態(tài)的操作稱為～。重結晶：用適當溶劑處理粗結晶，使不純的結晶進一步精制成較純的結晶的過程稱為～。第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五結晶的關鍵：合適的溶劑理想溶劑具備的條件：（1）與被結晶成分不發(fā)生化學反應。（2）要對被結晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度小。（3）對雜質或冷熱時都溶解，或冷熱時都不溶解。（4）沸點不宜太低或太高。二、結晶溶劑的選擇第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五

常用溶劑：水、冰乙酸、甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等?；旌先軇翰荒芤环N選擇合適溶劑時，通常選用兩種或兩種以上溶劑組成混合溶劑。如：乙醇－水、丙酮－水、吡啶－水等

重結晶選用的溶劑相應有所不同第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五三、結晶分離技術（一）操作過程1.結晶溶液的制備：制成近飽和溶液2.趁熱過濾，除去不溶性雜質3.濾液放冷，析出結晶4.抽濾，從母液中分離結晶5.重結晶6.結晶的干燥第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五2.操作注意1.選擇合適溶劑（溶解度、沸點）2.結晶條件：溶液濃度、粘度、溫度、時間濃度過大，雜質濃度和溶液粘度也相應增大，會阻礙結晶的析出。降溫的速度要慢，使結晶慢慢形成，速度過快，形成的結晶顆粒小或成無定形粉末。第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五3.促進結晶的方法：1.可用玻棒磨擦器壁，或加入晶種，揮去部分溶劑的方法促進析晶。2.采用混合溶劑的方法結晶。3.制備結晶衍生物。如生物堿制成鹽，羰基化合物制成乙?；衔铮瑑弱ラ_環(huán)成鹽等。第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期五4.結晶純度的判斷結晶外觀的色澤是否均勻、晶形一致程度是否具有一定的熔點和較小的熔距薄層色譜或紙色譜技術，經數種不同的展開系統(tǒng)展開是否均能得到單一近圓形的斑點來判斷結晶的純度。必要時，可制備衍生物，采用高效薄層色譜、氣相色譜、高效液相色