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第二章 提取分离

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天然药物化学第二章天然药物成分提取分离及结构鉴定方法

天然药物化学第二章天然药物成分提取分离及结构鉴定方法

天然药物化学第二章天然药物成分提取分离及结构鉴定方法天然药物成分提取、分离及结构鉴定方法是研究天然药物化学的重要环节。

本文介绍了几种常见的方法，包括传统的提取和分离方法以及现代的结构鉴定方法。

首先是天然药物成分的提取方法。

传统的提取方法主要包括研磨法、浸泡法、渗漏法、浸渍法、热水浸提法等。

这些方法在药材的初步处理阶段起着重要作用，能够将有效成分从药材中充分提取出来。

现代化学技术的发展使得提取方法更加多样化，比如超声波提取、微波提取、超临界流体提取等，这些方法能够提高提取效率和提取速度。

接下来是天然药物成分的分离方法。

传统的分离方法主要包括溶剂沉淀法、蒸馏法、萃取法等。

这些方法常用于将药材提取液中的目标成分与杂质分离开来。

现代的分离方法有色谱技术。

色谱技术包括高效液相色谱（HPLC）、气相色谱（GC）、薄层色谱（TLC）等，这些方法能够更加精确地分离和纯化目标成分。

此外，还有一些电泳方法如毛细管电泳、凝胶电泳等，能够对天然药物成分进行分离和鉴定。

最后是天然药物成分的结构鉴定方法。

结构鉴定方法主要包括光谱学和质谱学。

光谱学包括红外光谱（IR）、紫外光谱（UV）、核磁共振（NMR）等，这些方法能够提供分子结构和功能基团的信息。

质谱学通常用于研究分子的质量和质量分布，并且能够确定分子的分子式和分子量。

此外，还有一些其他的结构鉴定方法，如X射线衍射（XRD）、电子显微镜（SEM）等，这些方法能够提供分子的晶体结构和形貌信息。

综上所述，天然药物成分提取、分离及结构鉴定方法涉及到多个技术领域，传统的方法已经得到了很大的发展，同时现代化学技术的进步也为药物化学的研究提供了更多的选择。

可以预见，随着技术的进一步发展，天然药物的研究将会越来越深入，为人类健康做出更大的贡献。

第二章 天然产物

第二章 天然产物

单糖、双糖等小分子化合物的分离。
分类：根据所用膜的孔径大小不同可将膜分离法分为超滤和纳滤。 优点：不使用大量有机溶剂。
5、升华法
植物中凡是具有升华性质的化合物均可用此法进行纯化。
实例：樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡碱及植物中的苯甲酸等成分。 优缺点：简单易行，但产率低，还可能伴有分解现象。
伪石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱时，均可利用常压或 减压分馏方法进行初步分离，然后再精制纯化。
3、沉淀法
原理：利用有机物的溶解性或与某些试剂产生沉淀的性质可实现
植物成分的初步分离。对分离成分来讲，这种沉淀是可逆的。 中性乙酸铅或碱式乙酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难
溶性的铅盐或络盐沉淀，利用这种性质可使所需成分与杂质分离。
中皂苷析出，沉淀物溶于乙醇，加胆固醇的乙醇溶液沉淀，过滤，
沉淀干燥后置于索氏提取器中用苯回流，不溶物为皂苷，苯液浓 缩后可回收胆固醇。 对多糖、蛋白质等成分可加丙酮、乙醇或乙醚沉淀。
4、膜分离法
原理：小分子物质在溶液中可通过具有一定孔径的膜，而大分子
物质不能通过。 适用对象：常用于蛋白质、多肽、多糖等大分子化合物与无机盐、
在设计纯化方案时，通常是在初始阶段使用分离效能不高但具有
大量处理样品能力的纯化手段，如选择性提取、沉淀过滤机简单 的常压色谱柱分离等。合理地选择单一或混合溶剂进行提取是进 行样品有效分离纯化的第一步。以低极性溶剂提取可得到亲脂性 的组分，醇类溶剂则对极性与非极性溶剂都可溶出。若开始阶段 采用极性大的溶剂提取，接着用溶剂萃取方法可将提取物质按极 性分成不同的部位。一些较新的方法，如超临界流体萃取、固相 萃取等，则具有选择性高、快速、高效的优点。
6、结晶法

第二章 天然产物提取分离方法和技术

第二章 天然产物提取分离方法和技术
1、原辅材料规格的过渡实验。
2、设备选型与材料质量试验：
在小试阶段，大部分实验是在小型玻璃仪器中进行， 但在工业生产中，物料要接触到各种设备材料，如微 生物发酵罐、细胞培养罐、固定化生物反应器，多种 层析材料以及产品后处理的过滤浓缩、结晶、干燥设 备等。有时某种材质对某一反应有极大影响，甚至使 整个反应无法进行。故在中试时，要对设备材料的质
含强心苷的药材，用发酵法将低效的多糖苷转化为单 糖苷；需要从原料中提取某种苷的苷元时，用发酵法 或水解法把苷转化为相应的苷元后，再提取。
5、脱脂处理：
油质、蜡、树脂都不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、丙 酮、苯及热乙醇中。
脱脂处理的方法：①先用乙醚或苯等亲脂性溶剂单独 或依次加热提取，并反复数次即可达到脱脂的目的。 ②对于树脂，可在乙醚提取液浓缩后，再经氯仿提取 即可以溶出树脂成分。
工厂化生产原料的质量控制方法
（1）形态与性状相结合的鉴别方法 （2）显微粉末鉴定：在显微镜下观察原料粉
末的组织或细微的形态，做出鉴定结论。 （3）化学鉴别法：用薄层层析法或传统的化
学方法进行化学成分的鉴定，并做出鉴定结论。 （4）紫外光谱法：用原料的甲醇或乙醇浸出
液在紫外光谱仪测定其紫外光谱，做出鉴定结 论。
主要是检查生产工艺流程的可行性和存在的问题，并 为中试和正式生产提供科学依据。如果放大实验的结 果较好，可以不再做中间生产实验，如果结果不理想， 可以为中间生产试验创造条件。
著名的化学工业学家L.H.裴克赖(L.H.Baekeland)的名 言:“小试验多摸索，大生产多收获” 。
在小型实验中要对所有工序的物料进行化学分析，并 在每个工序中计算被提取物质的收率和损失，并计算 各种物料的变化和废水、废液和废渣的数量。每次实 验都要总结经验、分析数据、找出问题、提出解决问 题的办法。

天然产物提取与分离

天然产物提取与分离

N R'
RCOR'
RCOOR'
ROR'
小
RX
CHO
R +NH 3 CH
_
COO
氨基酸，极性强
HCOH
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
O
O R
O R'' OH
OO
O CH 3 R '
② 未知成分，根据一般性经验选择溶剂。
_____极性小的亲脂性化合物如萜类、甾体等 脂环化合物、芳香类化合物——氯仿、乙 醚溶剂。
α -金 合 欢 烯
O
O C21 甾 类 化 合 物
β -金 合 欢 烯
H 3CO
OCH 3
H
CC
OCH 3
CH 3
α-细 辛 醚 （ α-asarone)
_____糖苷、氨基酸等极性大的成分——水或含水的 醇溶液。
常见溶剂极性大小顺序
水＞甲醇＞乙醇＞正丙醇＞丙酮＞正丁醇 ＞乙酸乙酯＞氯仿＞无水乙醚＞苯＞四氯 化碳＞环己烷＞石油醚
思考：如何解释溶剂的极性顺序？
中草药提取如何选择溶剂？
• 选择的溶剂应对目标组分溶解度大，对 杂质成分的溶解度小，不能与提取的物 质起化学反应，安全无毒。
① 提取分离已知成分，根据结构判断极性， 按照“相似相溶”原则选择溶剂。
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。

第二章 提取分离及检识方法

第二章 提取分离及检识方法

第三章植物化学成分的提取所谓提取，就是用适当的溶剂或适当的方法将植物的化学成分从植物中抽提出来的过程。

任何一种溶剂或任何一种方法提取得到的提取液和提取物，是包含多种化学成分的混合物称为总提取物，尚待进一步分离和精制。

那么，传统的提取方法有哪些呢：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体提取法、升华法等。

本节重点掌握：溶剂提取法的原理，化学成分的极性、常用溶剂、极性大小顺序及提取溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。

重点介绍溶剂提取法。

第一节传统的提取方法一、溶剂提取法溶剂提取法的提取原理：根据植物中各成分在溶剂中的溶解度的差异，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出的成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。

这是植物化学成分提取最常用的方法。

当溶剂加到经适当粉碎的药材中时，溶剂由于溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。

化学成分在某种溶剂中的溶解度大小遵循“相似相溶”的规律：即亲脂性的化学成分易溶于亲脂性的溶剂，难溶于亲水性的溶剂；反之，亲水性的化学合成分易溶于亲水性的溶剂，难溶于亲脂性的溶剂。

这种亲脂性和亲水性的强弱直接与化学成分或溶剂的分子结构相关，我们可通过其极性的大小来估计它的亲脂性或亲水性。

这也是选择提取溶剂最重要的依据。

那么，影响化学成分极性的因素有哪些呢？一般来说：(1)分子大、碳数多，极性小、亲脂性强；分子小、碳数少，极性大、亲水性强。

(2)在化合物基本母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小，取代基的极性越大或数目越多，则整个分子的极性越大，亲水性越强，而亲脂性越弱；其分子非极性部分越大，则极性越小，亲脂性越强，而亲水性就越弱。

第二章 提取工艺

第二章 提取工艺

H
9
（2）利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离 ：
常采用溶剂萃取法、沉淀法。
例如，苦参碱因其极性小于氧化苦参碱，能溶于乙 醚，后者难溶于乙醚，因此，将二者混合物溶于适 量的氯仿，在氯仿液中加入10倍量的乙醚，氧化苦 参碱即可析出沉淀。
H
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不同生物碱与同一种酸形成 的盐显示出不同的溶解度， 例如，在麻黄的水提液中， 加入草酸溶液后，适当浓缩 ，草酸麻黄碱溶解度小，先 析出结晶，而草酸伪麻黄碱 仍 留在溶液中。
1.定义：凡两个苯环（A环、B环）通过三碳链 相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。大 多具有6C-3C-6C的基本骨架，且常有羟基、甲 氧基、甲基、异戊烯基等取代基。
H
13
2.溶解性
黄酮类化合物的溶解度因结构及存在状态（苷和 苷元、单糖苷、双糖苷或三糖苷）不同而有很大 差异。
（1）一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇 、乙醇、醋酸乙酯、乙醇等有机溶剂及稀碱水溶 液中。
（3）硼酸铬合法
有邻二酚羟基的黄酮类化合物可与硼酸络合，生 成物易溶于水，借此可与无邻二酚羟基的黄酮类 化合物相互分离。
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（4）pH梯度萃取法 pH梯度萃取法适合于酸性强弱不同的游离的黄 酮类化合物的分离，将混合物溶于有机溶剂（如 乙醚）中，依次用：
5％NaHCO3（萃取出7，4′－二羟基黄酮） 5％Na2CO3（萃取出7－或4′－羟基黄酮） 0.2％NaOH（萃取出具一般酚羟基黄酮） 4％NaOH（萃取出5－羟基黄酮）
皂苷元不溶于水，而易溶于石油醚、苯、乙醚、 氯仿等亲脂性溶剂。
皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中 的溶解。
H
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（3）水解
皂苷的水解有两种方式，可一次完成水解，生成 皂苷元及糖，也可以分步水解，即部分糖先被水 解，或双糖链皂苷中先水解一条糖链形成次生苷 。

第二章_天然药物化学成分的提取与分离

第二章_天然药物化学成分的提取与分离

五、透析法
透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜， 而大分子物质不能通过半透膜的性质，达到分离的 方法。例如分离和纯化皂甙、蛋白质、多肽、多糖 等物质时，可用透析法以除去无机盐、单糖、双糖 等杂质。反之也可将大分子的杂质留在半透膜内， 而将小分子的物质通过半透膜进入膜外溶液中，而 加以分离精制。透析是否成功与透析膜的规格关系 极大。
蒸气逸出（也叫放气）
静置分层 有机相 絮状物
（乳化） 水相
激烈振摇 1 - 2min
水相和絮状物
有机相
少量多次原则
3～ 5次
二、沉淀法 （一）酸碱沉淀法
利用天然药物中游离酸性（或碱性）成分可与碱性（或酸 性）试剂反应生成盐而溶于水，再加酸（或碱性）试剂，重 新生成原来的游离酸性（或碱性）成分而从溶液中沉淀析出 的性质，滤过（或加有机溶剂萃取）而与其他成分或杂质分 离的一种方法。
适当溶剂
药物 。
常温/温热
浸泡
有效成分
适用于：能溶于水且 遇热稳定成分的提取。
2、煎煮法 药物（加水加热）→煮沸→煎煮液 （煎煮器勿使用铁锅） 注意事项：a、浸没药材b、微沸c、渣继续煎 煮2-3次 小量：首次煮沸20-30分钟 大量：首次煎煮1小时，第2、3次煎煮可酌减
煎煮法与冷浸法的比较：
• 优点：效率高 • 缺点：煎煮液粘稠，滤过困难，杂质多， 易发生霉变
七、分馏法
对沸点相近的混合物，在分馏柱内反复进行气化、 冷凝、回流等程序而分离的一种方法。
第三节 色谱分离法
1906年，俄国植物学家Tswett
目的：分离植物色素 过程：将植物绿叶的石油醚提取液倒入 玻璃管中，并用石油醚不断淋洗， 逐渐形成色带，各色素成分被分离
石油醚

天然产物的提取分离

天然产物的提取分离

（4）浓度差
dc dx
根据扩散原理，造成提取液的浓度差可 以提高提取的效率。 可采取的措施有：搅拌、更换溶剂。
（5）新技术的使用
超声波、微波促提技术的应用，可以加快提 取速度，提高提取效率。
超声波促提原理：
目前实验室广泛使用的超声波萃取仪是将 超声波换能器产生的超声波通过介质（通常是 水）传递并作用于样品，这是一种间接的作用 方式，声振强度较低，必须通过增加超声波发 生器功率（3300W）来提高萃取效率。但较大 的超声波功率，又会发出令人感觉不适的噪音。
②.在提取用的烧瓶中加入提取溶剂和沸石
（没有沸石可以用玻璃珠或碎瓷片，目的就 是防止暴沸）。
③.连接好烧瓶、提取器、回流冷凝管，接通冷
凝水,加热。沸腾后，溶剂的蒸气从烧瓶进到冷 凝管中，冷凝后的溶剂回流到滤纸筒中，浸取 样品。溶剂在提取器内到达一定的高度时，就 携带所提取的物质一同从侧面的虹吸管流入烧 瓶中。溶剂就这样在仪器内循环流动，把所要 提取的物质集中到下面的烧瓶内。
• 5、溶剂的选择
• (1) 水：为价廉、易得、使用安全的强极性溶 剂。适于提取无机盐、糖、氨基酸、蛋白质、 有机酸盐、生物碱盐、苷类等。 • (2) 亲水性有机溶剂：以乙醇最常用。高浓度 提取亲脂性成分，低浓度提取亲水性成分。 • (3) 亲脂性有机溶剂： • 具有较强的选择性，对挥发油、油脂、叶 绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元均 可提取出来。 优缺点：沸点低，浓缩回收方便，但易燃、 有毒、价贵，穿透力差。
如果随水蒸气挥发的物质具有较高的熔点， 在冷凝后易析出固体，则应调小冷凝水的流速， 使它冷凝后仍然保持液态。假如已有固体析出， 并且接近阻塞时，可暂时停止冷凝水或将冷凝水 暂时放去，以使物质熔融后随水流入接收器中。 当冷凝管夹套中要重新通入冷却水时，要小心而 缓慢，以免冷凝管因骤冷而破裂。万一冷凝管已 被阻塞，应立即停止蒸馏，并设法疏通（可用玻 棒将阻塞的晶体捅出或用电吹风的热风吹化结晶， 也可在冷凝管夹套中灌以热水使之熔化后流出 来）。

第 二 章 中药化学成分提取分离方法

第 二 章 中药化学成分提取分离方法
非极性树脂，极性小的溶剂洗脱力强 生物碱的精制
液-液分配色谱（分配原理）
类型 固定相 流动相 应 用 正相色谱 水 > BAW系统 极性、中极性物质分离 （以PPC为例） 反相色谱 ODS < 甲醇-水、乙腈-水 最广泛，非极性、中极性 各类物质的分离
加压液相色谱
类型 压 力（Pa） 分析用高压液相色谱（HPLC） > 20.2 ×105 制备用高压液相色谱（HPLC） 中压液相色谱 ( MPLC ) 5.05~20.2 ×105 低压液相色谱 ( LPLC ) <5.05 ×105 快速色谱 约2.02 ×105 分离规模 1mg左右 > 5mg > 100mg 10mg~1g > 10mg
除去多糖、 蛋白质外 的大多数 化学成分 均可
亲脂性有机溶剂 对化合物溶解选择性较强， 水溶性杂质少、易纯化 ， 游离生物碱 回流法 挥发性大、易燃烧、有毒 ， 苷元 连续回流法 价格昂贵，对提取设备要求高， 某些苷类 穿透力较弱，提取时间长， 作为提取溶剂不常用。 乙醚 bp. 35℃，极易燃 氯仿 bp. 61℃、d 1. 480，不易燃，毒性大 对生物碱溶解性好 苯 bp. 80.1℃，毒性大 石油醚 沸程 30~60℃、60~90℃、90~120℃ 脱脂、脱色常用 于甲醇、乙醇不能任意混溶
分 配 系 数 （ ） 差 异
K
溶解度差异
溶 解 度 差 异
溶剂沉淀法 水提醇沉法（水/醇法） 除去多糖、蛋白质等水溶性杂质 醇提水沉法（醇/水法） 除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质 醇/醚（丙酮）法 皂苷的纯化（除去脂溶性杂质） 酸/碱法 生物碱的分离纯化 碱/酸法 酸性成分（如苷元）的分离纯化 试剂沉淀法 钙、钡、铅盐沉淀法 酸性成分的分离 生物碱沉淀试剂沉淀法 生物碱的分离纯化 结晶及重结晶 化合物的进一步精制

第二章提取分离鉴定的方法和技术2

第二章提取分离鉴定的方法和技术2
教学
后记
及时用实验巩固课堂知识
3、铅盐沉淀法
酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等析出。如加入铅盐、雷氏铵盐等。
四、结晶与重结晶法
1、基本原理
利用不同温度可引起物质溶解度的改变的性质以分离物质。将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称结晶；将不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称重结晶。
2、溶剂选择的一般原则：
4、结晶操作
实际是进一步分离纯化过程，一般是应用适量的溶剂在加热至沸点的情况下将化合物溶解，制成过饱和溶液，趁热过滤去除不溶性杂质，放置冷处，以析晶。可分为以下一个过程
1）、制备结晶溶液
2）、趁热过滤
3）、将滤液放冷，使析出结晶
4）、抽气滤过，将结晶从母液中分出
5、结晶纯度的判断
教案末页
教学
小结
通过教学要求学生对两相溶剂萃取法（简单萃取法、逆流连续萃取法、逆流分溶法、液滴逆流分配法）的原理、基本方法和技术；结晶法中溶剂的选择和操作；沉淀法（酸碱沉淀、试剂沉淀、铅盐沉淀）的应用等内容予以掌握。
商洛职业技术学院教案
课程名称
天然药物化学
专业班级
06药学
授课教师
顾晓燕
授课类型
讲授
学时
2
章节题目
第二节天然药物化学成分分离、精制、鉴定的方法与技术
目的
与
要求
1、掌握两相溶剂萃取法（简单萃取法、逆流连续萃取法、逆流分溶法、液滴逆流分配法）的原理、基本方法和技术
2、掌握结晶法中溶剂的选择和操作
3、熟悉沉淀法（酸碱沉淀、试剂沉淀、铅盐沉淀）的应用范围
实际工作中，尽量选择分离因子β值大的溶剂系统，以求简化分离过程，提高分离效率。

第二章 提取分离方法

第二章 提取分离方法

2、半化学吸附：聚酰胺（氢键缔合）
影响因素：a、溶质的影响
b、溶剂的影响
洗脱能力：
水<甲醇<丙酮<氢氧化钠水溶液<甲酰胺< 二甲基酰胺<尿素水溶液
③大孔吸附树脂：
原理：吸附性（范德华力及氢键）与分子筛性（多
孔结构）结合。
影响因素：树脂型号、溶剂种类及化合物性质。 应用：除杂与富集。一般水煎法收率30%，水醇法 15%，大孔树脂法收率5%。 如： 人参提取液 70%乙醇洗脱 人参总皂苷粗品 通过树脂柱 乙醇洗脱液 水洗树脂 回收
③亲脂性有机溶剂：石油醚、饱和 烷烃 特点:选择性强，杂质少；有毒；价 格高，穿透力弱，用量大，提取时 间长(相对于醇)
3、溶剂选择原则：相似相溶 4、常用溶剂极性顺序 水>甲醇>乙醇>丙酮>正丁醇>乙酸乙酯>氯仿 >乙醚>苯>石油醚
5、提取方法 ①冷提法：
浸渍法：药材+溶剂
浸泡
提取物
渗漉法：药材粉碎后，加入渗漉桶中，溶 剂连续从上部加入，渗漉液从下部流出。 ②热提法 煎煮法
2、鉴别反应：
3、色谱行为：酸碱性、溶解性等
（三）、化合物结构：
1、光谱方法：UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS 2、化学沟通：化学降解、衍生物制备、人工合成 3、立体结构：CD、ORD、2D-NMR、X-射线衍射
（四）、光谱法简介： 1、 1H-NMR： 提供信息：①化学位移；②积分曲线（氢个数）；
第二章 提取分离方法
一、提取 （一）溶剂提取法 1、理想溶剂：有效成分溶解性大，无效 成分溶解性小，与植物成分不起化学反 应；安全、成本低；
2、溶剂分类：

天然药物化学 第二章 提取与分离 第二节

天然药物化学 第二章 提取与分离 第二节

提取液
加入试剂
沉淀
降低溶解度 或发生沉淀反应
过滤
（一）乙醇沉淀法
（二）酸碱沉淀法
（三）利用沉淀试剂进行分离
产物
（一）乙醇沉淀法
通过改变溶剂极性而改变成分溶解度的方法
水提液+乙醇 含醇量>80%
极性改变
蛋白质、淀粉、树胶、 粘液质（亲水性成分）改变 （亲脂性成分）
如：黄连中提取小檗碱时加ＮaＣl
五、透析法
半透膜过滤。 如：除去皂苷、多糖中的无机盐、单糖、
双糖等小分子。
课堂练习
（一）单项选择题
与判断化合物纯度无关的是（ ）
A.熔点的测定 B. 观察结晶的晶形
C. 闻气味
D. 测定旋光度
E. 观察色泽
（二）多项选择题
透析法适用于分离（ ）
A. 酚酸与羧酸 B. 多糖与单糖
杂质的存在会阻碍或延缓结晶的形成
容易结晶。
欲结晶成分在混合物中的含量越高越
溶液浓度高易于析出结晶。但过高也不好。
低温有利于结晶析出
长时间放置有利于结晶析出，且结晶大而纯。 加入少量晶种有利于结晶析出
四、盐析法
在水提液中,加入无机盐[如:NaCl,Na2SO4 , MgSO4, (NH4)2SO4等]至一定的浓度,可使某些溶解度较小的 成分沉淀出来,而与溶解度大的成分分离。
趁热过滤
沉淀
（不溶性杂质）
热溶液
有效成分 结晶
低温过滤
有效成分 析出结晶
母液
低温放置 （或蒸发出部分 溶剂后低温放置）
1.选择适宜的溶剂。 ①不与欲结晶成分发生化学反应。
②对欲结晶成分热时溶解度大，冷时溶解度小。
③常均对不用杂溶质溶。的剂）溶：解度水非、常冰大或醋者酸非、常小甲（醇冷、热均乙溶或 溶醇解、度非丙常酮大、：杂乙质酸留乙在母酯液、中三。 氯甲烷、 溶四解氯度非化常碳小、：趁石热油过醚滤 等。（选择一种 ④有一定的挥或发性两，种沸及点适以中上。）

天然药物化学 第二章 提取分离鉴定

天然药物化学 第二章 提取分离鉴定

常用溶剂极性大小顺序： 石油醚＜苯＜无水乙醚＜ 氯仿＜乙酸乙酯 亲脂性有机溶剂 ＜丙酮＜乙醇＜ 甲醇＜ 水 亲水性有机溶剂
溶剂的选择 应综合考虑溶剂的极性、被提取成分及共 存的其他成分的性质三方面的因素来决定， 同时还应兼顾考虑溶剂是否使用安全、价 廉易得、浓缩方便等特点。
提取方法
1、浸渍法
静态
一、溶剂提取法
最普遍的方法。
概念：根据天然药物中各化学成分的溶解 性能，选用对有效成分溶解度大而对其他 成分溶解度小的溶剂，用适当的方法将有 效成分尽可能完全地从药材组织中溶解出 来。
基本原理:是在渗透、扩散作用下，溶剂 渗透入药材组织细胞内部，溶解可溶性 物质，形成细胞内外溶质的浓度差而产 生渗透压，在渗透压的作用下，细胞外 的溶剂不断进入药材组织中，溶解可溶 性成分，细胞内的浓溶液不断向外扩散， 如此反复，直至细胞内外溶液浓度达到 动态平衡。
缺点：受热时间长
取，充分将有效成分浸
出完全的一种方法。 索氏提取器
6、超声提取法
是一种利用超声波浸提有效成分的方法。
优点 ：（1）提取时间短
（2）无需加热，适于提取对热不稳定成分。
适于各种溶剂。
（3）提取效率高 缺点：设备问题有待解决
二、水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法系指将含有挥发性成分的 药材与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸 气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的 提取方法。
2、三要素 固定相：反相色谱常用C18、C8硅胶 移动相：复合溶剂系统 被分离物质 3、操作 装柱 上样 洗脱
Ⅲ、离子交换柱色谱法

是利用离子交换树脂上的功能基在水溶液中能 与溶液的其他离子进行可逆性交换的性质，以 离子交换树脂为固定相，使混合成分中离子型 与非离子型物质得到分离的方法。 根据功能基性质的不同，树脂分为两大类：

中药化学成分提取分离与鉴定方法.

中药化学成分提取分离与鉴定方法.
（2）提取温度：煮沸1小时左右，2-3次 （3）优点：操作简单，提取效率高 （4）提取时应避免使用铁器
4、回流提取法
（1）适用范围：有效成分对热稳定，易溶于 低沸点有机溶剂的天然药材
（2）优点：提取效率高 （3）缺点：溶剂消耗量大，对热不稳定的药
材不适用
5、连续回流提取法
（1）用少量溶剂进行连续循环回流提取，充 分将有效成分浸出；
二、水蒸气蒸馏法
（1）基本原理：水和与水互不相溶的液体成 分共存时，其总的蒸气压升高，但沸点降 低（低于水的沸点），使有效成分在较低 的温度下随水蒸气蒸馏出来；
（2）适用范围：具有挥发性，沸点高能随水 蒸气馏出而不被破坏，不溶或难溶于水， 与水不发生化学反应的天然药物化学成分。 如挥发油、麻黄碱、丹皮酚等。
2、渗漉法（动态浸提方法）
（1）适用范围：遇热不稳定的成分或含大量 多糖类药材的提取
（2）提取温度：常温 （3）提取时间：较长 （4）优点：保持较好的浓度差，提取效率高 （5）缺点：操作不方便，提取溶剂用量大，
时间长。 （6）连续渗漉装置
3、煎煮法
（1）适用范围：有效成分能溶于水且不易被 水、热破坏的天然药材，不宜用于含挥发 性成分、遇热不稳定及含多糖类的药材
2、基本原理（渗透扩散原理）
粉碎后的药材，加入适宜的溶剂 → 溶 剂渗透、进入药材，溶解可溶性成分 → 药 材细胞内外，可溶性成分形成浓度差，产 生渗透压 → 扩散 → 再不断地渗透、扩散 → 最终达到动态平衡
3、影响因素
影响提取效率的因素：
（1）溶剂的选择：相似相溶的原理，根据溶剂
的极性，被提取成分及共存的其他成分的性质来 决定，同时兼顾考虑溶剂是否使用安全、易得、 价廉、浓缩方便等问题；

中药提取分离和纯化ppt

中药提取分离和纯化ppt

正丁醇
亲水性 强亲水性
极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物碱 丙酮、乙醇、甲醇 盐
蛋白质、黏液质、果胶、糖类、无机盐类 水
（二）两相溶剂萃取法
1．简单萃取法 两相溶剂萃取法是分离天然药
物化学成分的常用方法。少量样品的萃取用分液 漏斗操作；
萃取的基本原理是利用混合物中各种成分在两 相互不相溶的溶剂中分配系数的差异而达到分离 的目的。分配系数(Ｋ)可以下式表示：
中性醋酸铅可与酸性或酚性物质结合成不溶 性铅盐。如有机酸、蛋白质、氨基酸、黏液质、 鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮等；
碱性醋酸铅除与上述物质产生铅盐沉淀外，还 可沉淀中性皂苷、异黄酮、糖类及一些生物碱等 成分。
得到的铅盐沉淀悬浮于水或含水乙醇中，通 入H２Ｓ气体进行复分解反应，即可得到纯化的 有效成分。本法也可用来沉淀杂质。
2. 提取方法
(１)浸渍法
(２)渗漉法
(３)煎煮法
(４)回流提取法
(５)连续回流提取法
(６)超声提取法
（１）浸渍法
又称冷浸法，适用于 遇热易破坏成分以及含大 量淀粉、树胶、果胶、黏 液质等多糖成分的药材， 多用水、乙醇作溶剂。
但本法提取时间长， 效率不高，特别是在用水 作溶剂浸渍时，提取液易 发霉变质，必要时可加适 量防腐剂。
临界流体萃取的优点
用二氧化碳作为超临界流体物质具有无毒 无味，不易燃易爆，无残留，安全、价廉， 对大多数物质不反应，可循环使用的优点,故 最常用于天然药物的提取。
（八） 结晶和重结晶
结晶法是分离和精制固体成分的重要方法之 一，是利用混合物中各成分在溶剂中溶解度不同 达到分离的方法。对天然药物成分纯化精制的过 程常常就是反复结晶与重结晶的过程。
通常情况下，结晶的形成标志着化合物的纯度 达到了相当程度，故获得结晶并制备成单体纯品， 就成为鉴定天然药物成分、研究其分子结构的重 要一步。

第二章提取、分离、鉴定教学提纲

第二章提取、分离、鉴定教学提纲
在中草药的水提液中加入无机盐 （ NaCl,Na2SO4,MgSO4 ） 至 一 定 浓 度 或 达 到 饱 和 状 态 ， 可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水 溶性大的杂质分离。
三七的水提液 MgSO4 至饱和 （三七皂苷乙）
（三）简单萃取法（simple extraction）
原理：利用混合物中各成分在两种互不相溶的 溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。 分配系数相差越大，分离效率越高。
纳滤 反渗透
1-10nm ≤1nm
去除分子量为 3000-1000 的小分子物质，集 浓缩与透析于一体。
仅透过小分子溶剂，截留无机盐，金属离子， 和低分子量的物质。制备医用水，注射用水， 医用透析水；水的脱盐纯化
膜分离技术在中药提取分离中的应用
➢ ①用于提取中药有效成分 ➢ ②用于制备中药注射剂及大输液 ➢ ③用于制备中药口服液 ➢ ④用于制备药酒等其他中药制剂
保。 ➢ ③选择性高。 ➢ ④适用范围广（热原，细菌→有机物，无机物）。 ➢ ⑤可实现连续化和自动化操作，易与其他生产过程匹配，满足中
药现代化生产要求。
膜分离技术的类型
类型 范围
应用
微滤
≥0.1μm
截留颗粒物，液体的澄清，细菌的去除；超 滤和反渗透的前处理。
超滤
除颗粒，除菌，澄清；除病菌，热原，胶体， 10-100nm 蛋白等大分子物质。用于分离提纯和浓缩。
pH梯度萃取法
总提取物/乙酸乙酯 酸性 水萃取
酸水层 调pH12，有机溶剂萃取
有机层 NaHCO3
有机层
水层
NaHCO3层
（碱性物质）（糖等强极性、 酸化，有机溶剂萃取
有机层 NaOH液提萃取
中性物质）

天然产物提取与分离

天然产物提取与分离

➢ 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
大
极 性
小
CHO
R +NH 3 CH
_
COO
氨基酸，极性强
HCOH
HO CH HCOH HCOH
葡萄糖，分 子中多个羟 基，极性强
• 温度升高可使原料中的蛋白质凝固、酶破坏、 增加浸提液的稳定性。（优点）
• 浸提温度过高，热不稳定成分被破坏，浸 提液品质劣变，提取的杂质含量增高，给 后续精制带来困难； （缺点）
• 一般浸出温度控制在60-100°C。
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
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。
➢ 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。
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多见于结晶法、重结晶法（纯化时常用）
结晶法分离纯化的关键：结晶溶剂的选择与结晶条件 溶剂选择的一般原则 结晶纯度的判断
不反应； 热时溶解度大，冷时溶解度较小； 结晶的形态和色泽 对杂质溶解度很大或很小； 熔点和熔距 沸点低，易挥发； 色谱法 无毒或毒性小
2. 沉淀分离法
（1） 改变溶液中混合溶剂的极性
工业生产用微波提取罐
2. 水蒸气蒸馏法 （water-steam distillation ）
适用范围：提取具有挥发性， 能随水蒸气蒸馏而不被破坏 的成分，如挥发油。
挥发油测定 冷凝
药材+水
3. 升华法（ sublimation ）
用于具有升华性的成分提取，如某些 小分子香豆素，蒽醌，樟脑等。
蒸发皿上盖上一张刺有小孔的 圆滤纸，在上面罩上干燥的玻 璃漏斗(漏斗颈部塞少许脱脂棉 以减少咖啡因蒸气逸出)
升华法制备咖啡因装置图
二、分离精制方法
分离精制常用方法原理：
（一）物质溶解度差异进行分离
（二）物质在两相溶剂中的分配比不同分离 （三）物质吸附性的差别进行分离（**） （四）物质分子大小差异进行分离（**） （五）物质解离度差异进行分离
（一）根据物质溶解度差别进行分离
1. 利用温度不同引起溶解度的改变
稳定，达到临界温度不会分解）。
用这种结束提取方向挥发油，具有防止氧化、热
解及提高品质的突出优点。

超 临 界 流 体 (SF) ： 处于临界温度 (Tc)和
临界压力 (Pc) 以上，
介于气体和液体之间 的流体。

密度与液体很接近， 粘度与气体相近，扩 散系数比液体大 100 倍，对许多物质有很
、薄板色谱，定性判断各部分中可能含有的化合物类型。 二、相似相溶的原理：极性大的成分在极性溶剂中的溶解度 大，极性小的成分则易溶于非极性溶剂(应依次由小到大)。 三、常见的溶剂极性大小关系：
石油醚< 环己烷< 苯< 二氯甲烷 (氯仿) 乙醚< 乙酸乙酯< 正丁
醇< 丙酮< 乙醇< 甲醇< 水
四、有机溶剂分三类：
B. pH值
对于酸性、碱性、两性化合物，pH值可改变
它们的存在状态（游离型和解离型），分配比受 pH值的影响，因为
HA + H 2O Ka = [HA] A- + H3+O [A-] [ H 3+O]
pka = pH- log [A- ] / [HA] pH= pKa + log [A- ] / [HA]
常用提取溶剂 水
大
极 性 小
甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇
亲水性有机溶剂 乙酸乙酯、氯仿、乙醚、CH2Cl2、 苯、CCl4、石油醚 亲脂性有机溶剂
小
五、有机化合物分三类： 水溶性
糖类、 氨基酸、 蛋白质、 盐类等
CHO H OH H OH H H OH OH CH2 OH
亲水性
苷类（黄酮、 三萜、甾体等 与糖的结合物）
适用化合物 酸性、邻位酚羟基化合物，蛋白质，黏液 质，鞣质，树脂，酸性皂苷，部分黄酮 除上述物质外，还可沉淀某些苷类、碱性 较弱的生物碱等碱性物质 黄芩苷
胆固醇
雷氏铵盐 碘化钾 苦味酸、苦味酮 氯化钙、石灰 咖啡碱、明胶、蛋白
皂苷
季胺型生物碱 生物碱 生物碱 有机酸 鞣质
3. 盐析法
• 水提取液中，加入无机盐至一定浓度或达到 饱和状态，使某些成分在水中的溶解度降低 ，沉淀析出或被有机溶剂提取出的分离方法 • 常用的无机盐：NaCl、Na2SO4、MgSO4、 (NH4)2SO4等 • 例：三七皂苷乙——三七的水提液中加 MgSO4至饱和 • 小檗碱盐酸盐——三颗针根粉的稀酸提取液 中加NaCl至饱和
洗脱顺序：极性小的物质先被洗脱出来。
（2）反相色谱：固定相极性小于流动相。如HPLC
反相柱，反相板。 固定相：硅胶硅醇基结合烷基，如RP-2，RP-8，
RP-18。亲脂性：RP-18 >RP-8 >RP-2。 流动相(洗脱剂)：MeOH-H2O，CH3CN-H2O
洗脱顺序：极性大者先洗脱，极性小的成分后洗脱。
下来。
（3）加压液相柱色谱法
普通柱色谱：固定相粒径大 柱效低 耗时长 溶剂用量大 加压柱色谱：固定相粒径小 柱效高 耗时短 溶剂用量小 流动相（洗脱剂）：MeOH-H2O，CH3CN-H2O
（三）物质的吸附性差别进行分离 ——吸附色谱法
1. 吸附分类：
物理吸附：无选择性的吸附，吸附－解析发生迅速 且反应可逆。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等； 化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成分 的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。
第二章 天然产物的提取分离和结构鉴定
本章内容
第一节 第二节 天然产物化学成分的预试方法 天然产物化学成分的系统分离
第三节
第四节
提取分离方法(**)
结构研究方法(*)
第一节
天然产物化学成分的预试方法
一、基本原理：是根据各成分极性的不同，先系统地分成几
个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱
弱极性
强极性
弱极性 强极性
④ 化合物的极性及其强弱判断
官能团的极性强弱
官能团的种类、数目、排列方式
常见官能团的极性顺序
官能团
R-COOH
极性
大
H 2N CH COO R
CHO H OH HO H H H OH OH CH 2OH
OH
亲脂性
未成盐的生物 碱，未成苷的 黄酮、蒽醌、 甾体、萜类等
O H 2N CHC OH CH 3
OH HO O O-glc-rha OH O
COOH
O
乙醚 氯仿
第二节
天然产物化学成分的系统分离
系统分离包括粗分阶段和细分阶段：
粗分阶段主要指大类物质的分离，如皂
苷、蛋白质，也可指相似极性物质的分离；
冷凝
滤纸套筒 虹吸管 样品 蒸汽上升管
回流提取法装置
索氏提取器
C. 超临界流体提取法
(supercritical fluid extraction SFE)
利用溶剂在超临界条件下特殊的流体性能对样品进 行提取，为20世纪80年代迅速发展起来的一种提取方法
。20世纪90年代用于天然药化的研究。
稳定的纯的物质都可以有超临界状态（化学性质
• 微波提取技术的原理：利用不同组分吸收微波能力 的差异，极性分子可吸收微波能，然后弛豫，以热能 形式释放，使介质内部温度迅速上升，造成内部压力 过大，导致成分溶解于溶剂中；另一方面，微波产生 的电磁场可使部分成分向萃取溶剂界面扩散，加速其 热运动。
微波提取法的特点和装置 • 优点具有穿透力强、 选择性高、加热效率 高、试剂用量少等显 著特点，而且其操作 简便、快速、节能、 高效。 • 缺点：工业化设备少、 成分变化导致生物活 性变化。
行。
（2）超声提取法的特点和装置
为物理过程， 无化学反应，生物 活性不减。高能量 的超声波产生的强 大压力造成植物细 胞壁及生物体破裂， 导致胞内物质的释 放、扩散及溶解。
实验室用小型超声仪
工 业 生 产 用 超 声 仪
E. 微波提取法（microwave extraction）
• 微波：指频率在300 MHz 和300 kMHz 之间的电磁波。 具有吸收性、穿透性、反射性。
（5）极性吸附剂的特点
① 被分离物质吸附力与结构的关系
被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难， 后被洗脱下来。
② 溶剂的极性与洗脱力的关系
洗脱剂极性越大, 洗脱力越强。 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极 性较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。
③ 洗脱溶剂的选择
须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质 将这两者结合起来考虑。 洗脱剂极性 被分离物质极性
强的溶解力。
• 20世纪50年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青
• 70、80年代，SFE越来越多的用于食品、香料的提取 • 90年代，开始从植物药中提取成分，如蛇床子、茵陈 蒿、桑白皮中提取成分。 中 小 型
SFE
装 置 图
D. 超声提取法（ultrasonic extraction)
（1）定义：是利用超声波产生的强烈的空 化效应、机械振动、高的加速度、乳化、 扩散、击碎和搅拌作用，增大物质分子运 动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加 速药物有效成分进入溶剂，促进提取的进
半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。
2. 物理吸附
（1）液-固物理吸附色谱
运用较多的一种方法，适用于很多中等分子量的 样品（分子量小于1000的低挥发性样品）的分离，尤 其是脂溶性成分。一般不适用于高分子量样品，如蛋 白质、多糖或离子型亲水化合物等的分离。
（2）吸附原理：相似相吸
（3）影响吸附过程的三要素：
细分阶段称为组分分离。
第三节
一
提取分离方法
有效成分的提取
二
分离与精制
一、有效成分的提取
研究准备：
品种鉴定（学名）、产地；文献工作； 已知成分：结构类型，确定提取、分离路线；
未知成分：系统预实验，活性跟踪；
（一）各种提取方法
1. 溶剂提取法
相似相溶定律
2. 水蒸气蒸馏法 3. 升华法
水/醇法：沉淀除去糖类、蛋白质等水溶性杂质
醇/水法：沉淀除去树脂、叶绿素等脂溶性成分
醇/醚法或醇/丙酮法：皂苷类成分沉淀析出
（2） 改变溶液的pH
酸/碱法：生物碱类成分的分离
碱/酸法：黄酮、蒽醌类酚酸性成分的分离 等电点沉淀法：蛋白质的分离
（3）加入沉淀试剂
常用沉淀剂 中性醋酸铅 碱性醋酸铅 明矾