最新天然产物提取与分离第二章1教程文件
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天然产物提取工艺学第一章、第二章
三、分离工艺设计和技术进展
1. 生物原料生产和提取技术结合 2. 生物微观结构设计提取工艺 分子结构与分子间的作用力 3. 天然产物的结构设计提取工艺：空间结构、 官能团的种类、物理性质等； 4. 根据不同分离技术耦合设计工艺 5. 提取过程前后阶段纵向统一 6. 分离体系的特性设计工艺
四、产物提取过程的选择
2.动物材料与天然产物提取工艺特性 角类和骨类：加工前需要粉碎细一些； 皮类：应用新鲜材料，加工前先破碎；
3.海洋生物材料与天然产物提取工艺特性
海藻：抗肿瘤、防心血管疾病等； 腔肠动物：海葵毒素； 软体动物：抗病毒、抗肿瘤等； 棘皮动物：海胆毒素；
2.微生物与天然产物提取工艺特性 细菌 放线菌 蓝细菌 真菌（霉菌和酵母菌）
一、研究对象的确定
根据古代医学典籍、民族医学实践提供的 资料或民间经验和临床观察 根据当地植物样品随机选取 根据天然产物成分信息确定 根据已有的天然产物、医药学及相关科学 研究成果的基础上，通过大量的文献检索 根据市场商品要求确定研究对象
例：
当归芦荟丸：临床具有泻肝作用； 中国医学科学院用其治疗白血病，也有好效果。 处方中：除去麝香后，疗效仍有； 但除去青黛和芦荟后，则无一例有效； 再进行小鼠筛选： 发现青黛是抗白血病的活性植物。 继续研究：发现青黛的有效成分为靛玉红， 研制出抗慢性粒细胞白血病的有效新药。
一、提取法
1. 提取：（浸出、固液萃取）
溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶 解作用，选用对有效成分溶解度大，对不需要成分溶解 度小的溶剂，而将有效成分从植物组织内提取出来。 浸提是通过溶剂与原料接触，互相渗透、溶解以及 扩散等一系列复杂过程而完成。 一般包括：渗透、溶解、分配和扩散。
（1）渗透
天然产物化学-2提取分离共41页PPT
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
天然产物化学-2提取分离
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
谢ห้องสมุดไป่ตู้你的阅读
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
天然产物化学-2提取分离
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
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天然产物的分离提取与结构鉴定研究
天然产物的分离提取与结构鉴定研究天然产物是指存在于自然界中，由生物合成的化合物，以其多样性、结构复杂性和生物活性而受到科学家们的广泛关注。
其中，植物和微生物（如细菌、真菌和海洋微生物）是人们最为关心的来源。
天然产物的分离提取与结构鉴定是研究天然产物的重要环节，既能揭示它们的化学特性和作用机理，也可以为新药物的研发和创制提供重要的依据。
天然产物的分离提取是将混合物中的单一成分分离出来，然后通过化学方法、生物方法或物理方法进行提取。
其中，化学方法包括色谱法、层析法、沉淀法等。
色谱法是最常用的一种方法，例如气相色谱法、液相色谱法等。
色谱法是将混合物利用不同化学特性进行分离的方法，其优点是分离效果好、准确度高、重现性好。
而生物方法包括发酵法、平板法、深层发酵法等。
发酵法是最常用的一种方法，利用微生物合成特定的天然产物，通过培养、提取和纯化等步骤得到纯品。
物理方法主要包括冷却结晶法、加热蒸馏法、萃取、吸附法和膜分离等，物理方法一般作为前期浓缩提取，得到化合物粗提物。
天然产物的结构鉴定是分离提取后的重要工作环节，分离提取得到的单一成分为化合物，需要对其进行化学、物理、光谱等方法进行分析，从而确定其化学结构。
其中光谱法是最常用的方法，包括紫外线吸收光谱法、红外线光谱法、核磁共振光谱法等。
其中，质谱分析结构鉴定是当前分子分析领域的主流技术，逐渐替代了传统的结构鉴定技术。
质谱分析技术广泛应用于生物医药、食品安全、环境监测等领域，具有分析速度快、准确度高、灵敏度高的特点。
天然产物的分离提取与结构鉴定的研究在我国已有多年的历史，目前已经取得了许多成果。
例如，提取自中药杜鹃花的槲皮素化合物可用于防止肝癌的发生，提取自天然植物中的植物固醇可以用于制备胆固醇降低的药物，大黄中的大黄素可用于改善心血管系统疾病等。
此外，我国科学家还发掘了许多新的天然产物，如安息香酚、吲哚生物碱等，这些化合物可用于疾病预防、治疗和治愈。
总之，天然产物的分离提取与结构鉴定是研究天然产物的重要环节，它为新药物的研发和创制提供了重要支持。
天然药物提取方法(ppt)
（二）其他方法
根据化合物的特殊性质选择特殊的提取方 法。
1. 水蒸气蒸馏法
2. 升华法
溶剂提取法
1. 浸渍法 2. 渗漉法 3. 煎煮法 4. 回流法 5. 连续回流法 6. 超声提取法 7. 超临界流体萃取法
浸渍法
▪ 分为冷浸法（室温）和温浸法（40~60℃）。 ▪ 常用溶剂：水、酸水、碱水、稀醇等。 ▪ 适用于遇热易被破坏的成分或含大量淀粉、
结晶溶剂的选择 二
▪ 常用溶剂：甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、乙 酸乙酯等。
▪ 其他不常用溶剂： 二甲基亚砜、乙腈、甲酰胺、二甲基甲酰
胺、冰醋酸等。
▪ 混合溶剂 ？如何选择与使用
水--乙醇；乙醇—乙醚；石油醚—苯；水— 丙酮；乙醚—乙酸乙酯—乙醇等。
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结晶纯度的判断
1. 一定的晶形、均匀的色泽； 2. 有固定的熔点，熔距较小； 3. TLC ：经过三种以上展开剂展开得均
结晶的条件
▪ 被分离化合物纯度高； ▪ 呈过饱和状态； ▪ 最适结晶温度：5~10℃； ▪ 充分放置。
结晶溶剂的选择（理想溶剂）一
1. 不与结晶物质起化学反应； 2. 杂质与结晶物质在溶剂中的溶解度相差大； 3. 目的物在溶剂中的溶解度随温度不同有显
著差别； 4. 溶剂沸点不宜太高或太低（可在60 ℃ ）； 5. 溶剂沸点低于化合物的熔点； 6. 溶剂沸点低于结晶温度； 7. 能给出较好的晶形，无剧毒。
升华法
▪ 适用于有升华性，升华 温度适当，遇热较稳定 的化合物的提取。
▪ 可分为常压升华和减压 升华两种。
关于提取问题小结
▪ 极性（溶剂的极性、化合物的极性） ▪ 提取溶剂的分类与特点 ▪ 提取的原理 ▪ 提取的方法与适用范围
天然产物化学
化学：化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。
世界由物质组成，主要存在着化学变化和物理变化两种变化形式。
天然产物：天然产物是指动物、植物提取物或昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，其中主要包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、各种酶类、单糖、寡糖、多糖、糖蛋白、树脂、胶体物、木质素、维生素、脂肪、油脂、蜡、生物碱、挥发油、黄酮、糖苷类、萜类、苯丙素类、有机酸、酚类、醌类、内酯、甾体化合物、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。
天然产物化学：《天然产物化学》是2010年04月化学工业出版社出版的图书，作者是刘湘、汪秋安。
该书概述了天然产物化学的研究内容及其研究开发意义，介绍了天然产物的提取分离与结构鉴定的一般方法，对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取分离、结构鉴定以及生理活性进行了系统讨论。
《天然产物化学》是2015年化学工业出版社出版的图书，作者是张玉军、刘星。
内容简介：《天然产物化学》根据编者多年的工作积累并参考国内外有关文献资料编写而成，第1章介绍了天然产物的提取与分离的一般方法，其后各章对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取、分离、鉴定方法、生理活性及应用进行了比较系统的论述，最后一章介绍了部分代表性天然产物的化学合成与化学修饰。
《天然产物化学》可用作化学、应用化学、化学工程与工艺、制药工程、生物工程、生物技术、食品营养与卫生、食品安全和食品科学与工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供从事医药、农药、粮油食品等方面的科学研究、技术开发和生产的工作者参考。
目录：绪论0.1天然产物化学的含义及研究内容0.2天然产物研究的发展史0.3研究天然产物化学的意义0.4研究天然产物的一般方法和程序0.5天然产物研究发展的趋势第1章天然产物的提取与分离1.1概述1.2天然产物的提取方法1.2.1蒸馏法1.2.2溶剂提取法1.3分离方法1.3.1萃取法1.3.2沉淀分离法1.3.3结晶与重结晶1.3.4色谱分离方法1.3.5分子蒸馏第2章天然维生素2.1概述2.2维生素的来源2.3维生素的分类与命名2.3.1维生素的分类2.3.2维生素的命名2.4维生素的结构和功能2.4.1脂溶性维生素2.4.2水溶性维生素2.5部分维生素的提取与生产2.5.1天然维生素E的提取2.5.2维生素C的生产第3章油脂和磷脂3.1油脂3.1.1油脂简介3.1.2油脂的结构与性质3.1.3油脂的提取与分离3.1.4脂类的波谱特征3.1.5油脂的生物活性3.1.6油脂的综合利用3.2磷脂3.2.1磷脂简介3.2.2磷脂的结构与命名3.2.3磷脂的物理化学性质3.2.4磷脂制取第4章生物碱4.1概述4.2生物碱的化学结构与命名4.2.1各类生物碱的化学结构4.2.2生物碱的命名4.3生物碱的性质与鉴别4.3.1生物碱的性质4.3.2生物碱的鉴别4.4生物碱的提取与分离4.4.1总生物碱的提取4.4.2生物碱的分离4.5生物碱的鉴定与谱学特征分析4.5.1理化鉴定4.5.2色谱鉴定4.5.3生物碱的谱学特征分析4.6生物碱的提取实例4.6.1长春碱与长春新碱4.6.2延胡索乙素4.7代表性的生物碱4.7.1吗啡4.7.2奎宁4.7.3秋水仙碱4.7.4石杉碱甲4.7.5莨菪碱和阿托品4.7.6一叶萩碱第5章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸5.1氨基酸5.1.1氨基酸的结构、命名和分类5.1.2氨基酸的理化性质5.1.3氨基酸的分离分析5.1.4氨基酸的波谱特征5.1.5氨基酸的分离提取方法5.1.6氨基酸总量测定5.2多肽5.2.1多肽的组成和命名5.2.2多肽结构的测定5.2.3多肽的合成和生物活性5.3蛋白质5.3.1蛋白质的分类5.3.2蛋白质的结构5.3.3蛋白质的性质5.3.4蛋白质含量的测定5.3.5蛋白质的提取分离5.3.6酶5.4核酸5.4.1核酸的组成5.4.2核酸的理化性质第6章黄酮类化合物6.1概述6.2黄酮类化合物的结构与性质6.2.1黄酮类化合物的结构6.2.2黄酮类化合物的性质6.3黄酮类化合物的提取与分离纯化方法6.3.1黄酮类化合物的提取方法6.3.2黄酮类化合物的分离纯化方法6.4黄酮类化合物的用途6.4.1天然甜味剂6.4.2天然抗氧化剂6.4.3保健食品6.4.4化妆品中的应用6.4.5天然色素6.4.6药品中的应用6.5大豆异黄酮6.5.1大豆异黄酮简介6.5.2大豆异黄酮的结构与性质6.5.3大豆异黄酮的提取分离方法6.5.4大豆异黄酮的用途第7章糖类化合物7.1概述7.2糖的分类7.2.1单糖7.2.2低聚糖7.2.3多糖7.3糖链的结构7.3.1糖残基种类和分子比例的确定7.3.2单糖间的连接位置7.3.3单糖在糖链中的排列顺序7.3.4苷键构型的测定7.3.5多糖的分子大小7.4糖链的降解7.4.1酸催化水解7.4.2酶催化水解7.4.3其他降解方法7.5糖的功能及应用7.5.1重要单糖及应用7.5.2低聚糖的生理活性及应用7.5.3多糖的生物活性及应用第8章甾体类化合物8.1概述8.2甾体化合物的结构、命名与理化特性8.2.1甾体化合物的结构与命名8.2.2甾体化合物的理化特性8.3各类甾体化合物8.3.1甾醇8.3.2甾体生物碱8.3.3甾体激素8.3.4胆汁酸8.3.5C21甾体类化合物8.3.6甾体皂苷第9章萜类化合物9.1概述9.2萜类化合物的结构与命名9.2.1单萜9.2.2倍半萜9.2.3二萜9.2.4二倍半萜、三萜和多萜化合物9.3萜类化合物的物理和化学性质9.3.1萜类化合物的物理性质9.3.2萜类化合物的化学性质9.4萜类化合物的提取分离9.4.1单萜化合物的提取与分离9.4.2倍半萜化合物的分离9.4.3二萜类化合物的分离9.5萜类化合物的成分分析和结构鉴定9.5.1植物精油的成分分析与含量测定9.5.2萜类化合物的结构鉴定9.5.3结构鉴定实例——青蒿素的结构鉴定9.6萜类化合物的提取工艺实例9.6.1薄荷油提取工艺9.6.2鄂北贝母中对应贝壳杉烷型二萜的提取与分离第10章苷类化合物10.1苷类化合物概述10.2苷的分类10.2.1按苷元化学结构分类10.2.2按苷在植物体内的存在状况分类10.2.3按端基碳的构型分类10.2.4按苷元的不同分类10.2.5按成苷键的原子（苷原子）分类10.3氰苷类化合物10.3.1氰苷类的结构类型10.3.2氰苷类的性质10.3.3鉴定反应10.3.4分离和纯化10.4强心苷10.4.1强心苷概述10.4.2强心苷的结构10.4.3强心苷的性质10.4.4强心苷的检测10.4.5强心苷的提取与分离10.4.6强心苷示例——毛花洋地黄强心苷105皂苷10.5.1皂苷的结构10.5.2皂苷的分离10.5.3皂苷的鉴定第11章香豆素11.1概述11.2香豆素的结构类型11.2.1与芳香环相连的C5基团11.2.2与酚性氧原子相连的C5基团11.2.3与碳及氧原子相连的C5基团11.2.4与侧链氧原子相连的各种酯11.3香豆素的分类和命名11.3.1简单香豆素类11.3.2呋喃香豆素类11.3.3吡喃香豆素类11.3.4其他香豆素11.4香豆素的理化性质11.4.1性状11.4.2溶解性11.4.3碱水解反应（内酯性质）11.4.4呈色反应11.4.5香豆素的合成方法11.5香豆素的提取与分离11.5.1香豆素的提取11.5.2香豆素成分的分离11.6香豆素的波谱学特征11.6.1紫外光谱11.6.2红外光谱11.6.3核磁共振谱11.6.4质谱第12章芳香族酸酚性化合物12.1概述12.2芳香族酸酚性化合物结构类型12.2.1苯及苯酚类衍生物12.2.2苯环二元酚类12.2.3间苯三酚类12.2.4萘环衍生物12.2.5连苯三酚类12.2.6二苯烯类及其有关化合物12.2.7蒽菲类衍生物12.2.8地衣酚类12.2.9大麻酚类12.2.10苯丙酸类12.2.11其他复杂类型的化合物12.3芳香族酸酚类化合物的生理作用12.4结构测定方法第13章天然产物的化学合成与装饰13.1概述13.2紫杉醇的合成13.2.1紫杉醇的半合成13.2.2紫杉醇的全合成13.3奎宁类生物碱13.4鬼臼毒素的合成13.5石杉碱甲的合成13.6土荆皮乙酸的合成。
最新天然产物提取与分离第二章1只是课件精品课件
第二十三页，共120页。
影响分子(fēnzǐ)极性的因 素 ➢ 分子的极性与分子结构及分子大小有关 (yǒuguān)； ➢——分子结构指分子中所含官能团的种类、 数目及排列方式等综合因素。 ➢——分子大小指分子碳链长度、骨架大小， 与分子量相关。
第二十四页，共120页。
——例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基 (qiǎngjī)基团，与水的结构相近，是亲水性 较强的溶剂，能与水互溶。
➢选择合适的溶剂； ➢提取方式：煎煮、浸提、渗漉、索氏提取
等； ➢提取工艺参数：原料的粉碎度、提取温度
(wēndù)、浓度差、提取时间、操作压力、 原料与溶剂的相对运动（如搅拌）等。
主要取决于选择(xuǎnzé)合适的溶剂和提 取方法。
第二十页，共120页。
1．提取(tíqǔ)方 法
➢提取方式：煎煮、浸提、渗漉、索氏提取 等。
➢提取工艺(gōngyì)参数：原料的粉碎度、 提取温度、浓度差、提取时间、操作压力、 原料与溶剂的相对运动（如搅拌）等。
第二十一页，共120页。
2．溶剂(róngjì)的选 择原则
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电 荷不对称（assymmetry)的程度(chéngdù)， 大体上与偶极矩(dipole moment)、极化度 (polarizability)及介电常数(dielectric constant)等概念相对应。
•
•
__________（课本pp25-27)
CH 3
α-细 辛 醚 （ α-asarone)
第三十四页，共120页。
_____糖苷(tánggān)、氨基酸等极性大的成 分——水或含水的醇溶液。
HO
O
OH
O HO
第二章天然产物提取方法和技术ppt文档
三、实验设计和工艺流程的选择
实验设计： 2.选择测试指标：
在实验中所使用的分析方法测定速度 快，结果要精确可靠；
3.不能直接搬用植物化学的提取方法作为 工业生成的方法？
➢ 植物化学提取的目的：新化合物、鉴定结构、 发现新成分、不计算成本、收率、经济效益；
➢ 天然产物生产提取目的：要考虑收率、成本和 经济效益等；
如：苦木苦味素类成分的研究
➢ 从苦木科鸦胆子属抗痢鸦胆子（B. antidysenterica Mill)植物中得到有显著抗肿瘤活性的化合物鸦胆丁；
➢ 后从苦木科16属35种植物中也得到了约140个苦木苦 味素类成分，其中30个有不同程度的抗肿瘤活性。
鸦胆子
二、查阅文献资料和收集Байду номын сангаас息
与天然产物提取分离有关的期刊杂志主要有： ➢ Natural Product Report，1984年开始出版
➢ 做天然产物提取生产工艺的实验研究时，一 定要从工业生产的要求和实验情况出发，
*以经济的观点设计生产工艺：流程简单、经 济可行，收率高、产品质量高和成本低。
工艺流程中注意事项：
1.分离纯化的早期：
➢ 由于提取液中的成分复杂、目的物浓度较稀、 与目的物理化性质相似的杂质多，所以不宜 选择分辨能力较高的纯化方法；
➢ 在生产天然产物提取物时使用植物化学或中草 药化学中的有效成分提取分离方法是不经济的， 在技术上也是不行的。
因此，不能直接搬用植物化学的提取方法作为 工业生产的方法。
➢ 仍必须大量参考有关的植物化学提取流程和 被提取有效成分的结构及其物理化学性质。
➢ 必要时以这些资料作为科学依据，根据这些 资料做实验设计。
过多而影响吸附效果，如增加透析除盐， 则使操作大大复杂化。 ➢ 如果倒过来进行，先吸附，后盐析就比较 合理。
1天然药物化学提取分离方法全解
? 冷提法提出的杂质少且对热不稳定的成 分较适宜，提取效率低；
? 而热提法的效率高，但对热不稳定的成 分不适宜，特别不适于挥发性成分和淀 粉、粘液质多的药材的提取。
? 亲水性有机溶剂－也就是一般所说 的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇、 甲醇、丙酮等，其中以乙醇最为常 用，具有经济、安全、无毒；对细 胞的穿透能力强；大多数天然成分 都可溶解等优点，常称为万能溶剂。
? 尽管天然产物中成分众多，然而只要细心研究，总能发 现被分离成分之间的某些差异。在分离纯化工作中可以 利用的差异是很多的，其中最常利用的有四类差异：
? 溶解度（或分配系数）、酸碱性（或解离度）、吸附性、 分子量
中草药化学成分的构成特点
1. 同种植物含有多种结构类型的化学成分
苦参
黄酮类 生物碱
贝母
压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的提 取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取 蔗糖。
?天然药物有效成分的分离
? 根据物质的溶解度差别进行分离 ? 根据物质在两相溶剂中的配比不同
进行分离 ? 根据物质的吸附性能差别进行分离 ? 根据物质分子大小差别进行分离 ? 根据物质离解程度不同进行分离
一、根据物质的溶解度差别进行分离
3. 酸碱沉淀法：
某些酸、碱或两性化合物可采用加入酸、 碱调节溶液的pH值，分子的状态（游离 型或解离型）变化，使其溶解度改变。
4. 沉淀试剂沉淀法：
某些酸、碱性化合物还可以通过加入沉 淀试剂生成水不溶性盐类沉淀析出。
如：生物碱的酸性液 + 加入生物碱沉
淀试剂
生物碱难溶性复盐↓
? 寻找差异、利用差异 ? 决定分离难易的关键：不在于成分多少, 而在于差异大小。
? 只要存在显著差异，从上千种成分中分离出某种成分也未必困难； 反之，如果差异微小，即便是两种成分的分离，也会相当棘手。
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定课件
➢ 因此大孔吸附树脂在干燥状态下其内部具有较
高的孔隙率，且孔径较大，在100～1000nm之间，
故称为大孔吸附树脂。
43
大孔吸附树脂优势
➢ 表面积较大，且交换速度较快 ➢ 机械强度高 ➢ 抗污染能力强，可重复使用 ➢ 理化性质稳定，热稳定好 ➢ 在水溶液和非水溶液中都能使用
44
(4) 根据物质的分子大小差别进行分离
5
石油醚－苯－氯仿－乙醚－乙酸乙酯－丙酮－乙醇－甲醇－水
----亲水性强的化合物在水中溶解度较大,亲脂性 强的化合物在油中的溶解度较大。这种亲水性或亲 脂性的强弱是和化合物的结构直接相关。简言之, 在多数情况下凡化合物与水的结构相似,就具有亲 水性,与油脂的结构相似,就具有亲脂性。这就是所 谓 “相似相溶”原则。
VaporLeabharlann Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute
28
Lower-density solvent extraction
Condensate
Extracting solvent
High-density solution being extracted
33
34
➢ 影响液滴逆流分配的主要因素有： ➢ 被分离成分在两相溶剂间的分配系数要大； ➢ 形成大小合适的移动相液滴，这与两相间的界面 张力、密度差、输液管口径和萃取管材料等有关， 可以采用数根萃取管预试液滴的形成情况而确定； ➢ 液滴间的间隔，与泵的送液速度有关，送液速度 过快，液滴间几无间隔变成线流通过固定相，通常 也可经过小样探索而定。
1. 天然产物化学成分的预试验 p11, 天然产物化学成分的预试验流程
天然产物化学提取分离专题[可修改版ppt]
紫杉醇
紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、 黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
• 发现历史
1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔 （Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大 森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材 中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中，发现 紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性， 并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物 中含量极低，直到1971年，他们才同Duke大学的 化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通 过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一 种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇 （taxol）。
％） • 能否工业化的关键也在于能否达到含量要求。
例3 白藜芦醇
白藜芦醇பைடு நூலகம்存在
• 目前至少已经在21个科、31个属的72种植物 中发现其存在。
• 如虎杖、决明、桑子、葡萄、花生、藜芦、 酸模、松科等。
工艺特点
红豆杉树皮粉碎（越细越好），85%～95%酒精、35 －55℃热回流浸提三次，50－70℃真空减压浓缩，测比 重1．1～1．2g/ml，氯仿萃取，萃取液浓缩成膏状，得紫 杉醇含量1%氯仿膏，将紫杉醇含量1%氯仿膏加氯仿溶解 完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱中， 氯仿－甲醇梯度洗脱，TLC检测，分段合并浓缩，得紫杉 醇含量5～8%半成品，将紫杉醇含量5～8%半成品加丙酮 溶解完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱 中，丙酮－石油醚梯度洗脱，TLC检测，分段合并浓缩， 得紫杉醇含量20～25%半成品，用丙酮－石油醚系统结晶 3～4次，抽滤，50℃真空减压干燥，得紫杉醇含量75～ 80%半成品，16Mpa压力层析分离，TLC检测，分段合并 浓缩，目标段浓缩物丙酮－石油醚结晶，抽滤，干燥，得 紫杉醇含量≥99．5%成品；
紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、 黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。
• 发现历史
1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔 （Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大 森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材 中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中，发现 紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性， 并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物 中含量极低，直到1971年，他们才同Duke大学的 化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通 过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一 种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇 （taxol）。
％） • 能否工业化的关键也在于能否达到含量要求。
例3 白藜芦醇
白藜芦醇பைடு நூலகம்存在
• 目前至少已经在21个科、31个属的72种植物 中发现其存在。
• 如虎杖、决明、桑子、葡萄、花生、藜芦、 酸模、松科等。
工艺特点
红豆杉树皮粉碎（越细越好），85%～95%酒精、35 －55℃热回流浸提三次，50－70℃真空减压浓缩，测比 重1．1～1．2g/ml，氯仿萃取，萃取液浓缩成膏状，得紫 杉醇含量1%氯仿膏，将紫杉醇含量1%氯仿膏加氯仿溶解 完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱中， 氯仿－甲醇梯度洗脱，TLC检测，分段合并浓缩，得紫杉 醇含量5～8%半成品，将紫杉醇含量5～8%半成品加丙酮 溶解完全，加硅胶搅拌均匀，凉干，过筛，填装到层析柱 中，丙酮－石油醚梯度洗脱，TLC检测，分段合并浓缩， 得紫杉醇含量20～25%半成品，用丙酮－石油醚系统结晶 3～4次，抽滤，50℃真空减压干燥，得紫杉醇含量75～ 80%半成品，16Mpa压力层析分离，TLC检测，分段合并 浓缩，目标段浓缩物丙酮－石油醚结晶，抽滤，干燥，得 紫杉醇含量≥99．5%成品；
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➢ 分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
——例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基基团，
与水的结构相近，是亲水性较强的溶剂，能与水 互溶。
——例如，丁醇、戊醇分子虽有羟基基团，但因分 子碳链加长，分子中非极性部分份额增大，虽然 与水互溶，但达到饱和状态后会分层。
第一节、提取方法（extraction)
常见提取方法
• 水蒸气蒸馏法 • 升华法 • 超临界流体萃取方法 • 溶剂法
几个方法是相互关联的，有时同时使用。但 溶剂法经典、常用。
（一）水蒸气蒸馏方法 （hydro distillation)
✓将原料粗粉或碎片浸泡润湿后，加热蒸馏 （水上蒸馏）或通过水蒸气蒸馏，也可在 多功能提取器中边煎煮边蒸馏，原料中的 挥发性成分随水蒸气蒸馏而带出，经冷凝 后分层收集。
了解
4．超临界CO2流体萃取特点
• CO2的临界温度31.1°C，临界压力7.32MPa。 • 萃取条件温和，适于具有热敏性或易于氧化成分，
萃取介质可循环使用。 • 超临界CO2 萃取效率高，绿色环保。 • CO2化学性质稳定，无腐蚀，无毒性，不易燃，
不易爆，萃取后容易从分离成分中脱除，不会造 成污染，适于食品及医药行业。
天然产物提取与分离第二 章1
提取分离前准备工作
（1）查阅文献，了解植物的学名 、产地、 药用部位、采集时间、采集方法等。
（2）查阅文献，了解待分离组分的物理化 学性质、 性能、应用前景、现有分离状况。
______已知成分可直接按参考文献进行。
(3)药物活性测试： 对于从天然药物中寻找未 知的有效成分时，提取分离过程中还要选 好活性测试体系（酶、细胞）及药物筛选 方法，包括：动物模型实验、临床验证等。
1．超临界流体
指超过物质本身的临界温度和临界压力状态时 的状态。
• 超临界流体一方面有和液体相近的密度和溶解度， 另一方面具有气体的优点，黏度小，扩散系数大， 对物料的渗透性好，有良好的传热传质特性。
2．超临界流体萃取
以某一个气体介质为萃取剂，在其超临界流体状 态下，从液体或固体物料中萃取出待分离组分的 一种方法。
（二）升华法
• 利用天然产物中待提取成分易于升华的性质进行 提取的方法。
——如茶叶中提取咖啡因，将茶叶的索氏萃取液， 在沙浴中加热，萃取液中的白烟状物质，冷凝后 形成的白色晶体即为咖啡因。该法应用范围很有 限。
——常见如水杨酸、苯甲酸、樟脑等具有升华性质。
（三）超临界流体(super critical fluid, SCF)萃 取
3．超临界流体萃取原理
• 超临界流体对萃取成分的溶解度与萃取压力及萃 取温度有关。
• 超临界萃取可通过改变温度和压力进行。
• 压力升高，流体密度增加，溶质在超临界流体中 的溶解度急剧增加。
• 压力下降，溶解度降低，从而将溶质从超临界流 体中分离出来。
• 温度升高，流体密度降低；温度降低，流体密度 升高；但温度变化时分子的扩散性也变化，温度 变化时，溶质溶解度是升高还是降低由流体密度 和扩散性二者的综合作用决定。
➢提取工艺参数：原料的粉碎度、提取温度、 浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶 剂的相对运动（如搅拌）等。
2．溶剂的选择原则
① 待提取成分在溶剂中的溶解度应尽量大;
② 杂质成分在溶剂中的溶解度尽量小; ③ 溶剂不能与提取的物质起化学反应，安全无毒，
萃取后易于除去。
——溶质在溶剂中的溶解符合“相似相溶”规律，待 提取成分与溶剂分子的极性越相似，其溶解度越 大。
N R'
RCOR'
RCOOR'
ROR'
小
RX
CHO
R +NH 3 CH
_
COO氨基酸，极性强Fra bibliotekHCOH
HO CH HCOH HCOH
葡萄糖，分 子中多个羟 基，极性强
CH 3(CH 2)6COOH 硬脂酸，长链烃基，极性弱
CH 2OH
分子的极性大小比较
➢ 一般分子中官能团的极性越大或极性官能团的数量 越多，整个分子的极性就越大，亲水性就越强；
➢ 分子中非极性部分越大或碳链越长，分子的极性就 越小，分子的亲脂性就越强。
官能团的极性顺序
RCOOH
大
ArOH
H 2O
ROH
R'
RNH 2 , R N H R ' R N R'
极
R'
性
R CO RCHO
工艺条件容易控制，通过调节温度、压力，可实 现选择性萃取分离。
需要冷媒和高压支持，且生产量较小，操作成本 大。
5．超临界流体萃取应用
➢中草药有效成分萃取：例银杏叶中萃取银 杏黄酮及银杏内酯,茶叶中萃取茶多酚。
➢香精香料、色素的萃取：例如柠檬果皮中 萃取橙花醇，迷迭香中萃取迷迭香油。
➢动植物油脂的萃取：例如小麦胚油（富含 维生素E)萃取，从鱼油中高度不饱和脂肪 酸EPA(25碳-5-烯酸）和DHA（22碳-6-烯 酸）的萃取（ 降血脂、防血栓、保护血管、 增强血液流动功能）。
分子极性概念
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电 荷不对称（assymmetry)的程度，大体上与 偶极矩(dipole moment)、极化度 (polarizability)及介电常数(dielectric constant)等概念相对应。
__________（课本pp25-27)
影响分子极性的因素
（四）溶剂提取(溶剂浸提）
➢将溶剂加入物料中，使其所含的一种或 多种组分溶出，称溶剂提取。
➢是常见的应用范围最广的提取方法。
➢液体溶剂提取固体物料称为固液萃取。 ➢液体溶剂提取液体物料称为液液萃取。
影响溶剂提取效果的因素
主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。
1．提取方法
➢提取方式：煎煮、浸提、渗漉、索氏提取 等。
• 该法适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被 破坏，难溶或不溶于水的化学成分的提取。 例 如：挥发油的提取，小分子生物碱——麻黄碱、 烟碱、槟榔碱等的提取。
• 此类成分的沸点多在100 oC以上，且在约100 oC 时存在一定蒸汽压。
水蒸气蒸馏的原理
• 当物料与水一起加热时，所提取成分蒸汽 压和水的蒸汽压总和为一个大气压时，液 体开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一同带 出。
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
——例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基基团，
与水的结构相近，是亲水性较强的溶剂，能与水 互溶。
——例如，丁醇、戊醇分子虽有羟基基团，但因分 子碳链加长，分子中非极性部分份额增大，虽然 与水互溶，但达到饱和状态后会分层。
第一节、提取方法（extraction)
常见提取方法
• 水蒸气蒸馏法 • 升华法 • 超临界流体萃取方法 • 溶剂法
几个方法是相互关联的，有时同时使用。但 溶剂法经典、常用。
（一）水蒸气蒸馏方法 （hydro distillation)
✓将原料粗粉或碎片浸泡润湿后，加热蒸馏 （水上蒸馏）或通过水蒸气蒸馏，也可在 多功能提取器中边煎煮边蒸馏，原料中的 挥发性成分随水蒸气蒸馏而带出，经冷凝 后分层收集。
了解
4．超临界CO2流体萃取特点
• CO2的临界温度31.1°C，临界压力7.32MPa。 • 萃取条件温和，适于具有热敏性或易于氧化成分，
萃取介质可循环使用。 • 超临界CO2 萃取效率高，绿色环保。 • CO2化学性质稳定，无腐蚀，无毒性，不易燃，
不易爆，萃取后容易从分离成分中脱除，不会造 成污染，适于食品及医药行业。
天然产物提取与分离第二 章1
提取分离前准备工作
（1）查阅文献，了解植物的学名 、产地、 药用部位、采集时间、采集方法等。
（2）查阅文献，了解待分离组分的物理化 学性质、 性能、应用前景、现有分离状况。
______已知成分可直接按参考文献进行。
(3)药物活性测试： 对于从天然药物中寻找未 知的有效成分时，提取分离过程中还要选 好活性测试体系（酶、细胞）及药物筛选 方法，包括：动物模型实验、临床验证等。
1．超临界流体
指超过物质本身的临界温度和临界压力状态时 的状态。
• 超临界流体一方面有和液体相近的密度和溶解度， 另一方面具有气体的优点，黏度小，扩散系数大， 对物料的渗透性好，有良好的传热传质特性。
2．超临界流体萃取
以某一个气体介质为萃取剂，在其超临界流体状 态下，从液体或固体物料中萃取出待分离组分的 一种方法。
（二）升华法
• 利用天然产物中待提取成分易于升华的性质进行 提取的方法。
——如茶叶中提取咖啡因，将茶叶的索氏萃取液， 在沙浴中加热，萃取液中的白烟状物质，冷凝后 形成的白色晶体即为咖啡因。该法应用范围很有 限。
——常见如水杨酸、苯甲酸、樟脑等具有升华性质。
（三）超临界流体(super critical fluid, SCF)萃 取
3．超临界流体萃取原理
• 超临界流体对萃取成分的溶解度与萃取压力及萃 取温度有关。
• 超临界萃取可通过改变温度和压力进行。
• 压力升高，流体密度增加，溶质在超临界流体中 的溶解度急剧增加。
• 压力下降，溶解度降低，从而将溶质从超临界流 体中分离出来。
• 温度升高，流体密度降低；温度降低，流体密度 升高；但温度变化时分子的扩散性也变化，温度 变化时，溶质溶解度是升高还是降低由流体密度 和扩散性二者的综合作用决定。
➢提取工艺参数：原料的粉碎度、提取温度、 浓度差、提取时间、操作压力、原料与溶 剂的相对运动（如搅拌）等。
2．溶剂的选择原则
① 待提取成分在溶剂中的溶解度应尽量大;
② 杂质成分在溶剂中的溶解度尽量小; ③ 溶剂不能与提取的物质起化学反应，安全无毒，
萃取后易于除去。
——溶质在溶剂中的溶解符合“相似相溶”规律，待 提取成分与溶剂分子的极性越相似，其溶解度越 大。
N R'
RCOR'
RCOOR'
ROR'
小
RX
CHO
R +NH 3 CH
_
COO氨基酸，极性强Fra bibliotekHCOH
HO CH HCOH HCOH
葡萄糖，分 子中多个羟 基，极性强
CH 3(CH 2)6COOH 硬脂酸，长链烃基，极性弱
CH 2OH
分子的极性大小比较
➢ 一般分子中官能团的极性越大或极性官能团的数量 越多，整个分子的极性就越大，亲水性就越强；
➢ 分子中非极性部分越大或碳链越长，分子的极性就 越小，分子的亲脂性就越强。
官能团的极性顺序
RCOOH
大
ArOH
H 2O
ROH
R'
RNH 2 , R N H R ' R N R'
极
R'
性
R CO RCHO
工艺条件容易控制，通过调节温度、压力，可实 现选择性萃取分离。
需要冷媒和高压支持，且生产量较小，操作成本 大。
5．超临界流体萃取应用
➢中草药有效成分萃取：例银杏叶中萃取银 杏黄酮及银杏内酯,茶叶中萃取茶多酚。
➢香精香料、色素的萃取：例如柠檬果皮中 萃取橙花醇，迷迭香中萃取迷迭香油。
➢动植物油脂的萃取：例如小麦胚油（富含 维生素E)萃取，从鱼油中高度不饱和脂肪 酸EPA(25碳-5-烯酸）和DHA（22碳-6-烯 酸）的萃取（ 降血脂、防血栓、保护血管、 增强血液流动功能）。
分子极性概念
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电 荷不对称（assymmetry)的程度，大体上与 偶极矩(dipole moment)、极化度 (polarizability)及介电常数(dielectric constant)等概念相对应。
__________（课本pp25-27)
影响分子极性的因素
（四）溶剂提取(溶剂浸提）
➢将溶剂加入物料中，使其所含的一种或 多种组分溶出，称溶剂提取。
➢是常见的应用范围最广的提取方法。
➢液体溶剂提取固体物料称为固液萃取。 ➢液体溶剂提取液体物料称为液液萃取。
影响溶剂提取效果的因素
主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。
1．提取方法
➢提取方式：煎煮、浸提、渗漉、索氏提取 等。
• 该法适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被 破坏，难溶或不溶于水的化学成分的提取。 例 如：挥发油的提取，小分子生物碱——麻黄碱、 烟碱、槟榔碱等的提取。
• 此类成分的沸点多在100 oC以上，且在约100 oC 时存在一定蒸汽压。
水蒸气蒸馏的原理
• 当物料与水一起加热时，所提取成分蒸汽 压和水的蒸汽压总和为一个大气压时，液 体开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一同带 出。