第二章提取分離方法

第二章提取分離方法第1頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)中藥化學成分及生物合成簡介一、中藥化學成分類型簡介1、糖類——單糖、低聚糖、多糖大多屬于水溶性成分。2、苷類——糖和非糖物質(zhì)通過糖的端基C原子鏈接而成的化合物。

苷苷元

苷多親水苷元偏親脂第2頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一3、醌類——分子中具有醌式結(jié)構(gòu)的化合物萘醌類分子含酚羥基，有一定酸性，可溶于堿水。4、苯丙素類——含有C6－C3骨架的化合物（1）香豆素：鄰羥基桂皮酸形成的酯，分子多含酚羥基，偏親水性（2）木脂素：具有2個C6－C3骨架的衍生物

第3頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一5、黃酮——具有C6－C3－C6骨架的衍生物

異牡荊素多含酚羥基，顯酸性，可溶于堿水。6、萜和揮發(fā)油——分子式符合（C5H8）n通式的化合物。薄荷醇龍腦揮發(fā)油有揮發(fā)性，可隨水蒸汽蒸餾。第4頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一7、生物堿——含N有機化合物，有堿性，可溶于酸水。8、甾體類化合物——含甾體母核的化合物。龍膽堿第5頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一9、三萜化合物——基本骨架由30個C組成。10、鞣質(zhì)——復雜的多元酚類化合物總稱。沒食子酸逆沒食子酸屬于水溶性成分。第6頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一二、各類中藥化學成分的主要的生物合成途徑類型分類C2單位（CH3COOH）：脂肪酸、酚酸、苯醌、等聚酮類C5單位（異戊二烯）：萜類、甾類C6單位：香豆素、木脂素等苯丙素類化合物氨基酸：如生物堿類復合單位：由上述單位復合構(gòu)成第7頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（一）醋酸——丙二酸途徑（AA－MA途徑）產(chǎn)物：脂肪酸、酚類、蒽醌等

1、脂肪酸飽和脂肪酸——AA－MA途徑

(乙酰丙二酸酯途徑：縮合、還原)

不飽和脂肪酸——氧化成羥基衍生物（脫水而成）（注：ATP：三磷酸腺苷ADP：二磷酸腺苷）第8頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一2、酚類——AA－MA途徑：只有縮合第10頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一3、醌類在AA－MA途徑中由多酮環(huán)合成各種醌類和聚酮類

第11頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（二）甲戊二羥酸途徑（

MVA）產(chǎn)物——萜類、甾體類MVA頭—尾DMP（焦磷酸二甲烯丙酯）

IPP(焦磷酸異戊烯酯)氧化、還原、脫羧、縮合、重排→反式角鯊烯→三萜、甾類第12頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（三）莽草酸途徑（桂皮酸途徑）產(chǎn)物具有C6-C3骨架的苯丙素衍生物：香豆素、木質(zhì)素、木脂素等具有C6-C3-C6骨架的衍生物：黃酮類前體——苯丙氨酸第14頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（四）氨基酸途徑

（aa途徑）產(chǎn)物——生物堿前體——烏氨酸、賴氨酸——脂肪胺（TCA循環(huán)中α酮酸還原氨）苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸——芳香族生物堿（莽草酸途徑）第16頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（五）復合途徑1、AA－MA途徑——莽草酸途徑2、AA－MA途徑——MVA途徑3、aa——MVA途徑4、aa——AA－MA途徑5、aa——莽草酸途徑第18頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)中藥化學成分的提取分離方法

一、中藥有效成分的提取方法（一）溶劑提取法依據(jù)：化學成分的溶解性（極性）關鍵：提取溶劑的選擇溶劑的選擇原則：相似相溶的原則，價廉、易得、無毒、安全等。提取方法：浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)回流提取法。

第19頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一提取溶劑性能特點適宜提取成分提取方法強極性溶劑溶解范圍廣（酸水、堿水）生物堿鹽穿透能力強苷類價廉易得、安全糅質(zhì)煎煮法糖類滲漉法水有些脂溶性成分溶解不完全氨基酸（酸水）有些苷類成分的酶解蛋白質(zhì)水提液易發(fā)霉、變質(zhì)水溶性雜質(zhì)多，過濾困難沸點高，濃縮困難常用提取溶劑性能特點

第20頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一提取溶劑性能特點適宜提取成分提取方法

除去多糖、溶解范圍廣（不同濃度乙醇）蛋白質(zhì)外滲濾法（稀醇）水溶性雜質(zhì)溶出少的大多數(shù)浸漬法乙醇可抑制酶的活性化學成分回流法提取液不易發(fā)霉、變質(zhì)均可連續(xù)回流法大部分可回收利用但有揮發(fā)性、易燃燒甲醇溶解特點與乙醇相似，但有毒丙酮溶解性能同乙醇，但沸點低、易揮發(fā)，作為提取溶劑不常用；但對色素溶解性能好，在分離、精制時常用。親水性有機溶劑（和水可任意混溶）常用提取溶劑性能特點第21頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

提取溶劑性能特點適宜提取成分提取方法

對化合物溶解選擇性較強;水溶性雜質(zhì)少、易純化;

游離生物堿回流法揮發(fā)性大、易燃燒、有毒;

苷元連續(xù)回流法價格昂貴，對提取設備要求高;

某些苷類穿透力較弱，提取時間長;作為提取溶劑不常用。

如:乙醚bp.35℃，極易燃氯仿bp.61℃、d1.480，不易燃，毒性大,對生物堿溶解性好苯bp.80.1℃，毒性大石油醚沸程30~60℃、60~90℃、90~120℃脫脂、脫色常用于甲醇、乙醇不能任意混溶。親脂性有機溶劑常用提取溶劑性能特點第22頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（二）水蒸氣蒸餾法適用于揮發(fā)性成分（主要是揮發(fā)油）的提取第23頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

（三）二氧化碳超臨界流體萃取技術(shù)（CO2-SFE）超臨界流體萃取技術(shù)：以超臨界流體作為萃取介質(zhì)的一種提取新技術(shù)。超臨界流體：處于臨界溫度（Tc）、臨界壓力（Pc）以上，介于氣體與液體之間的流體。特點：具有液體和氣體的雙重特性。如：密度與液體近似黏度與氣體近似，對很多物質(zhì)有很強的溶解能力，擴散系數(shù)是液體的100倍（不及氣體）第24頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一中藥提取常用的超臨界流體

CO2的優(yōu)點：

1.臨界溫度（Tc=31.4）接近室溫,熱敏成分穩(wěn)定。

2.臨界壓力（Pc=7.37MPa）不太高,易操作。

3.本身呈惰性，與化合物不反應。

4.價格便宜。超臨界流體萃取中藥成分的主要優(yōu)點：

1.可以在接近室溫下工作，防止熱敏成分的破壞或逸散。

2.萃取過程幾乎不用有機溶劑，萃取物中無溶劑殘留，對環(huán)境無污染。

3.提取效率高，節(jié)約能耗。第25頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一二、中藥化學成分分離與精制方法

分離依據(jù)分離方法分離原理或特點

二相萃取法分配系數(shù)（K）差異逆流分溶法（CCD）液滴逆流色譜法（DCCC）高速逆流色譜法（HSCCC）液-液分配柱色譜正相色譜和反相色譜加壓液相色譜法正相色譜和反相色譜快速色譜低壓液相色譜（LPLC）中壓液相色譜（MPLC）高壓(效)液相色譜法（HPLC）分配系數(shù)（K）差異第26頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一溶劑沉淀法:1.水提醇沉法（水/醇法）除去多糖、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì)2.醇提水沉法（醇/水法）除去樹脂、葉綠素等脂溶性雜質(zhì)3.醇/醚（丙酮）法皂苷的純化（除去脂溶性雜質(zhì)）4.酸/堿法生物堿的分離純化5.堿/酸法酸性成分（如苷元）的分離純化試劑沉淀法:1.鈣、鋇、鉛鹽沉淀法酸性成分的分離2.生物堿沉淀試劑沉淀法生物堿的分離純化3.結(jié)晶及重結(jié)晶化合物的進一步精制溶解度差異中藥化學成分分離與精制方法第27頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一物理吸附（表面吸附）特點:無選擇性、吸附可逆、可快速進行，應用較多如:硅膠極性吸附劑氧化鋁極性吸附劑吸附性差別活性炭非極性吸附劑化學吸附的特點:有選擇性、吸附牢固或不可逆、洗脫難，應用少。如:堿性氧化鋁對酚酸類（黃酮、蒽醌）的吸附強酸性硅膠對生物堿的吸附強吸附性差別中藥化學成分分離與精制方法第28頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一半化學吸附的特點：吸附力介于上述二者之間，較弱。如:聚酰胺（氫鍵吸附）大孔吸附樹脂吸附原理（范德華引力或產(chǎn)生氫鍵）分子篩原理（本身多孔性結(jié)構(gòu)的性質(zhì)決定的）吸附性差別中藥化學成分分離與精制方法第29頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一透析法(半透膜膜孔的分子篩作用)凝膠濾過法(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩作用)

超濾法(分子大小不同引起的擴散速度的差別)

超速離心法(溶質(zhì)在超速離心作用下沉降性的差別)蛋白質(zhì)的脫鹽精制蛋白、多糖的分離及小分子化合物的分離大分子化合物精制分離同上。分子大小差別中藥化學成分分離與精制方法第30頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

陽離子交換樹脂離子交換樹脂法陰離子交換樹脂

應用：用于氨基酸、生物堿、有機酸的分離）離解程度不同中藥化學成分分離與精制方法第31頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一常用色譜分離方法介紹

吸附色譜吸附劑分離原理吸附規(guī)律應用

硅膠吸附原理弱酸性、極性吸附劑廣泛（酸、堿及化合物極性越大、中性成分均可）吸附能力強（難洗脫）溶劑極性越小，吸附力越強

氧化鋁吸附原理堿性、極性吸附劑堿性、中性成分吸附規(guī)律同上（酸性成分與鋁絡合）活性炭吸附原理非極性吸附劑從稀水溶液中富集微量物吸附規(guī)律與上相反脫色（脂溶性色素）第32頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一吸附劑分離原理吸附規(guī)律應用

聚酰胺氫鍵吸附酚羥基數(shù)目多，吸附力強能形成分子內(nèi)氫鍵者，吸黃酮、蒽醌的分離附力下降

母核芳香化程度高者，吸附力增強，水（介質(zhì)）中除鞣質(zhì)吸附力強，水洗脫力弱

大孔吸附樹脂吸附原理非極性化合物易被非極性樹脂吸附糖與苷的分離

分子篩原理溶劑中溶解度增大，吸附力下降（從水提液富集苷非極性樹脂，極性小的溶劑洗脫力強生物堿的精制常用色譜分離方法介紹

第33頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一類型固定相流動相應用正相色譜水>BAW系統(tǒng)極性、中極性物質(zhì)分離（以PPC為例）反相色譜ODS<甲醇-水、乙腈-水最廣泛，非極性、中極性各類物質(zhì)的分離

液-液分配色譜（分配原理）第34頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一加壓液相色譜

類型壓力（Pa）分離規(guī)模

分析用高壓液相色譜（HPLC）>20.2×1051mg左右制備用高壓液相色譜（HPLC）>5mg中壓液相色譜(MPLC)5.05~20.2×105>100mg低壓液相色譜(LPLC)<5.05×1050mg~1g快速色譜約2.02×105>10mg第35頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

類型原理溶脹溶劑應用葡聚糖凝膠分子篩（大→?。┧嗵?、多肽、（SephadexG）蛋白質(zhì)分離

羥丙基葡聚糖凝膠分子篩（糖苷）水、極性有機溶劑適于不同類型（SephadexLH-20）吸附原理（苷元）或二者的混合溶劑化合物分離葡聚糖凝膠色譜

第36頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一離子交換吸附樹脂樹脂類型原理應用陽離子交換樹脂離子交換從酸水溶液中吸附堿性成分（生物堿）強酸性（R-SO3-H+）（陽離子）（除去酸性、中性成分）弱酸性（-COO-H+）陰離子交換樹脂離子交換從堿水溶液中吸附酸性成分（有機酸）強堿性（RN+(CH3)3CI-）（陰離子）（除去堿性、中性成分）弱堿性(伯、仲、叔胺)第37頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)、中藥有效成分化學結(jié)構(gòu)的研究方法（一）化合物純度的判定方法1．結(jié)晶均勻、一致。2．熔點明確、敏銳（0.5~1.0℃）。3．TLC(PPC):三種以上不同展開劑展開，均呈現(xiàn)單一斑點。4．HPLC、GC也可以用于化合物純度的判斷。第38頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（二）四大光譜在結(jié)構(gòu)測定中的應用紫外—可見光譜（UV-VIS）——共軛體系特征分子中電子躍遷（從基態(tài)至激發(fā)態(tài)）。其中，n-π*、π-π*躍遷可因吸收紫外光及可見光所引起，吸收光譜將出現(xiàn)在光的紫外區(qū)和可見區(qū)（200~700nm）。

200nm400700nm

紫外區(qū)（UV）可見區(qū)（VIS）

第39頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一應用：推斷化合物的骨架類型——共軛系統(tǒng)取代基團的推斷如：加入診斷試劑推斷黃酮的取代模式（類型、數(shù)目、、排列方式）用于含量測定（以最大吸收波長作為檢測波長進行含量測定）（三）四大光譜在結(jié)構(gòu)測定中的應用第40頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一紅外光譜（IR）分子中價鍵的伸縮及彎曲振動所引起的吸收而測得的吸收圖譜，稱為紅外光譜。40003600300015001000625cm-1特征頻率區(qū)指紋區(qū)特征官能團的鑒別化合物真?zhèn)蔚蔫b別

第41頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一羥基（酚羥基、醇羥基）3600~3200cm-1

游離羥基~3600cm-1

氫鍵締合羥基3400~3200cm-1

羰基1600~1800cm-1酮~1710cm-1酯1710~1735cm-1芳環(huán)1600、1580、1500cm-1

有2~3個峰雙鍵1620~1680cm-1

兩個化合物完全相同的條件

1、特征區(qū)完全吻合

2、指紋區(qū)也需完全一致紅外光譜（IR）第42頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一1H-NMR（核磁共振氫譜）信息參數(shù)：化學位移（δ）、峰面積、峰裂分（s、d、t、q、m）及偶合常數(shù)（?）第43頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（1）化學位移（δppm）:

與1H核所處的化學環(huán)境（1H核周圍的電子云密度）有關電子云密度大，處于高場，δ值小電子云密度小，處于低場，δ值大1H-NMR（核磁共振氫譜）第44頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一~0.9-C-CH3

~1.8-C=C-CH3~2.1-COCH3

~3.0-NCH3

~3.7-OCH3

11109876543210-COOH-CHOAr-H-C=C-H常見結(jié)構(gòu)的化學位移大致范圍（要求熟記）

(δppm)

推斷化合物的結(jié)構(gòu)（含1H核基團的結(jié)構(gòu)）第45頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（二）峰面積:磁等同質(zhì)子的數(shù)目

––用積分曲線面積（高度）表示磁不等同兩個或兩組1H核在一定距離內(nèi)相互自旋偶合干擾，發(fā)生的分裂所表現(xiàn)出的不同裂分符合n+1規(guī)律(n=磁等同質(zhì)子的數(shù)目)用偶合常數(shù)（J）表示

峰裂分的數(shù)目峰裂分的距離不同系統(tǒng)偶合常數(shù)(JHz)大小s單峰d雙峰t三重峰q四重峰m多重峰第46頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

芳環(huán)J鄰6~10Hz；J間0~3Hz；J對0~1Hz

雙鍵J順7~11Hz；J反12~18Hz飽和烴類相鄰碳原子上質(zhì)子偶合常數(shù)的大小與兩個氫原子之間的立體夾角θ有關：

θ=60OJ=2~4Hzθ=180OJ=9~10Hz

環(huán)己烷及其類似物相鄰碳原子上質(zhì)子的偶合常數(shù)：

Jaa10~13Hz(θ=180O)；Jae2~5Hz(θ=60O)Jee2~5Hz(θ=60O)（三）峰裂分及偶和常數(shù)第47頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一1H-NMR核磁共振輔助技術(shù)（1）重氫(D2O)交換——推斷活潑質(zhì)子（羥基）的存在與否。（2）核增益效應（NOE）：指在核磁共振中選擇性照射一種質(zhì)子使其飽和，則與該質(zhì)子在立體空間位置上接近的另一或數(shù)個質(zhì)子信號強度增高的現(xiàn)象。（3）溶劑位移：苯誘導位移——由于溶劑分子（苯）的接近，對化合物將發(fā)生不同的屏蔽及去屏蔽作用，使質(zhì)子化學位移發(fā)生變化的現(xiàn)象。第48頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一13C-NMR（核磁共振碳譜）FT-NMR:即脈沖傅里葉變換核磁共振。其裝置原理為采用強的脈沖照射使分子中所有的13C核同時發(fā)生共振，生成在馳豫期內(nèi)表現(xiàn)為指數(shù)形式衰減的正弦波信號（自由誘導衰減；FID），再經(jīng)傅里葉變換即成為正常的NMR信號。隨著脈沖掃描次數(shù)的增加及計算機的累加計算，13C信號將不斷得到增強，噪音則越來越弱。經(jīng)過若干次的掃描及累加計算，最后即得到一張好的NMR譜。由于該裝置的出現(xiàn)及計算機的引入，才使得13C-NMR用于有機化合物結(jié)構(gòu)研究成為可能。信息參數(shù)：化學位移（δC）、異核偶合常數(shù)（JCH）、馳豫時間（T1）第49頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一

不同13C核δC大小與13C核所處的化學環(huán)境（周圍電子云密度）有關用于13C核類型的推斷(δCppm)150~220(c=o)200150100500c=cAr50~80(c-o)飽和碳原子（0~60）主要結(jié)構(gòu)13C核δC的大致范圍(要求熟記)（1）化學位移：大致范圍（δC）0~200ppm第50頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一常用13C-NMR測定技術(shù)及其特征

(1)質(zhì)子寬帶去偶（BBO）:也叫全氫去偶（COM）、噪音去偶。采用寬頻電磁輻射照射所有1H核使之飽和后測得的13C-NMR譜（即去掉所有氫核對碳核的偶合影響）。特征：圖譜簡化，每個碳原子都為單峰，互不重疊。方便于判斷碳信號的化學位移。伯、仲、叔碳峰增強，季碳為弱峰（照射1H核產(chǎn)生NOE效應）無法區(qū)別碳上連接的1H核數(shù)目。第51頁，共59頁，2023年，2月20日，星期一（2）偏共振去偶：（此法現(xiàn)已基本上被DEPT所替代）僅保留直接與碳原子相連1H核對碳的偶合J1CH（即去掉氫核對碳核的遠程偶合J2CHJ3CH）

伯（-CH3)四重峰（q）仲（-CH2-)三重峰(t)

叔（-CH-)雙峰(d)

季（