中药化学成份一般研究方法课件

中药化学成分的一般中药化学成分的一般研究方法研究方法（总论）（总论）中药化学成分的一般研究方法 （总论）1 第一节第一节中药化学成分及生物合成简介中药化学成分及生物合成简介一、一、中药化学成分类型简介中药化学成分类型简介本小节主要介绍各类成分的基本概念，了解中药中一般都有本小节主要介绍各类成分的基本概念，了解中药中一般都有那些类型的化学成分。重点掌握各类成分的一般溶解性，为理解那些类型的化学成分。重点掌握各类成分的一般溶解性，为理解提取、分离一般方法打基础。各类成分的详细内容在各论中具体提取、分离一般方法打基础。各类成分的详细内容在各论中具体学习。学习。各类成分的性质在概念中只介绍极性，溶解性在后面以列表形各类成分的性质在概念中只介绍极性，溶解性在后面以列表形式介绍。式介绍。1生生物物碱碱：为为一一类类存存在在于于生生物物体体内内分分子子中中含含有有氮氮原原子子的的有有机机化化合合物物的的总总称称；一一般般具具有有碱碱性性，可可与与酸酸成成盐盐。游游离离生生物物碱碱具具亲亲脂脂性性；生物碱盐具亲水性。生物碱盐具亲水性。2苷苷类类：为为一一类类经经水水解解后后可可产产生生糖糖和和非非糖糖两两部部分分的的化化合合物物。非非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。3挥挥发发油油：为为一一类类可可随随水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏出出来来的的与与水水不不相相混混溶溶的的油油状状液液体体的的总总称称。具具有有香香味味或或特特殊殊气气味味的的中中药药往往往往都都含含有有挥挥发发油油。挥挥发油具亲脂性。发油具亲脂性。以上三类为主要的有效成分类型。以上三类为主要的有效成分类型。24糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由29个单糖脱水缩合而个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。聚物。5有有机机酸酸：广广义义的的有有机机酸酸泛泛指指分分子子中中有有羧羧基基的的化化合合物物。在在植植物物中中多多以以金金属属离离子子或或生生物物碱碱盐盐的的形形式式存存在在。按按分分子子大大小小又又分分为为小小分分子子有有机机酸酸和和大大分分子子有有机机酸酸。前前者者极极性性大大，具具亲亲水水性性；后后者者极极性性小小，具亲脂性。具亲脂性。6树树脂脂：为为植植物物组组织织中中树树脂脂道道的的分分泌泌物物。性性脆脆，受受热热时时先先软软化化而而后后变变为为液液体体，燃燃烧烧时时发发生生浓浓烟烟并并有有明明火火。树树脂脂具具亲亲脂脂性性。按按结结构构又又分分为为树树脂脂酸酸（主主要要为为二二萜萜酸酸、三三萜萜酸酸及及其其衍衍生生物物）、树树脂脂醇醇（分分子子中中具具羟羟基基）、树树脂脂烃烃（为为一一类类结结构构复复杂杂的的含含氧氧中中性性化化合合物物）类。类。7氨基酸、蛋白质和酶：氨基酸、蛋白质和酶：（1）氨氨基基酸酸：分分子子中中含含有有氨氨基基的的羧羧酸酸。构构成成蛋蛋白白质质的的多多为为-氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。4 糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包3（2）蛋蛋白白质质、多多肽肽：蛋蛋白白质质为为二二十十多多种种-氨氨基基酸酸通通过过肽肽键键首首尾尾相相连连而而成成的的高高分分子子化化合合物物，多多肽肽亦亦为为。但但二二者者分分子子量量不不同同，一一般般将将分分子子量量在在5103以以下下称称为为多多肽肽，而而介介于于51031107之之间间称称为为蛋蛋白白质质。蛋蛋白白质质在在冷冷水水中中溶溶解解且且成成胶胶体体，在在热热水水、60%以以上上乙乙醇醇及其它有机溶剂中变性沉淀。及其它有机溶剂中变性沉淀。（3）酶酶：是是有有机机体体内内具具有有催催化化作作用用的的蛋蛋白白质质，其其催催化化作作用用具具有有专专属属性性，如如特特定定的的酶酶可可催催化化水水解解特特定定的的苷苷。酶酶的的性性质质和和蛋蛋白白质质相同。相同。8鞣鞣质质：又又称称单单宁宁或或鞣鞣酸酸，为为一一类类分分子子较较大大、结结构构复复杂杂的的多多元元酚酚类类化化合合物物的的总总称称。可可与与蛋蛋白白质质结结合合成成难难溶溶于于水水的的鞣鞣酸酸蛋蛋白白。为亲水性物质。为亲水性物质。9植植物物色色素素：为为植植物物中中具具有有颜颜色色的的成成分分的的总总称称。依依溶溶解解性性又又分分为为水水溶溶性性和和脂脂溶溶性性色色素素；前前者者主主要要指指一一些些有有颜颜色色的的苷苷、花花青青素素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等10油油脂脂和和蜡蜡：油油脂脂为为一一分分子子甘甘油油和和三三分分子子脂脂肪肪酸酸脱脱水水结结合合形形成成的的酯酯。主主要要在在种种子子中中。常常温温下下为为液液体体。蜡蜡为为高高级级不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸和和一一元元醇醇生生成成的的酯酯。主主要要在在植植物物茎茎、叶叶的的表表面面。常常温温下下为为固固体体。均为亲脂性成分均为亲脂性成分 （2）蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种-氨4成分类型成分类型水水醇类醇类亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂游离生物碱游离生物碱+生物碱盐生物碱盐+苷类苷类+苷元苷元+挥发油挥发油+糖类（单糖低聚糖）糖类（单糖低聚糖）+（多糖）（多糖）有机酸（大分子）有机酸（大分子）+（小分子）（小分子）+树脂树脂+氨基酸氨基酸+蛋白质、酶蛋白质、酶鞣质鞣质+色素（亲水性）色素（亲水性）+（亲脂性）（亲脂性）+油脂、蜡油脂、蜡+：单单糖糖：无无水水醇醇难难溶溶；多多糖糖；对对醇醇60%以以上上难难溶溶。蛋蛋白白质质、酶酶；对对水水热热水水沉沉淀；对醇淀；对醇60%以上沉淀。以上沉淀。成分类型 水 醇类 5二二中药化学成分的主要生物合成途径中药化学成分的主要生物合成途径（一）（一）乙酸乙酸-丙二酸（丙二酸（AA-MA）途径）途径 以以乙乙酰酰辅辅酶酶A A为为起起始始物物质质，丙丙二二酸酸单单酰酰辅辅酶酶A A起起延延伸伸碳碳链链的的作作用用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。1 1 酚酚和和醌醌类类这这类类物物质质的的生生物物合合成成过过程程中中只只发发生生缩缩合合反反应应。乙乙酰辅酶酰辅酶A直线聚合后再进行环合生成各种酚类化合物。直线聚合后再进行环合生成各种酚类化合物。CHCH3 3-CO-S-CoA +3-CO-S-CoA +3 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A A CHCH3 3-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-Enz-CO-Enz 上述多酮环合则生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。上述多酮环合则生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。（二）（二）甲戊二羟酸（甲戊二羟酸（MVA）途径途径 起始物质为起始物质为MVAMVA，在，在ATPATP作用下，按如下路线合成：作用下，按如下路线合成：二 中药化学成分的主要生物合成途径6 甲戊二羟酸（甲戊二羟酸（MVA）焦磷酸二甲烯丙酯焦磷酸二甲烯丙酯焦磷酸异戊烯酯焦磷酸异戊烯酯甲戊二羟酸甲戊二羟酸5焦磷酸焦磷酸 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。萜类、甾类化合物均由这一途径生成。(三三)莽草酸途径莽草酸途径 具有具有C6-C3及及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及及C6-C1结构结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途径生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途径。中药化学成份一般研究方法课件7 以香豆素生合成简图示意本途径如下：以香豆素生合成简图示意本途径如下：莽草酸莽草酸苯丙氨酸苯丙氨酸桂皮酸桂皮酸香豆素香豆素(四四)氨基酸途径氨基酸途径 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟氨酸、大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类,再经再经过一系列化学反应过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等甲基化、氧化、还原、重排等)生成各种生生成各种生物碱。物碱。(五五)复合途径复合途径许许多多二二级级代代谢谢产产物物由由上上述述生生物物合合成成的的复复合合途途径径生生成成。即即分分子子中中各各个个部部分分由由不不同同的的生生物物合合成成途途径径产产生生。如如查查耳耳酮酮类类、二二氢氢黄黄酮酮类类化化合合物物的的A A环环和和B B环环分分别别由由乙乙酸酸-丙丙二二酸酸途途径径和和莽莽草草酸酸途途径径生生成成，再再在在各各种种酶酶作作用用下下生生成成黄黄酮酮。一一些些萜萜类类生生物物碱碱分分别别来来自自甲甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸-丙二酸途径。丙二酸途径。以香豆素生合成简图示意本途径如下：8 第二节第二节中药有效成分的提取方法中药有效成分的提取方法本节介绍中药化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。本节介绍中药化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。重重点点：溶溶剂剂提提取取法法的的原原理理，化化学学成成分分的的极极性性、常常用用溶溶剂剂、极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。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。常常用用三三种种方方法法，溶溶剂剂提提取取法法、水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏法法、升升华华法法。另另外外新方法还有超临界提取法。新方法还有超临界提取法。提提取取的的概概念念：指指用用选选择择的的溶溶剂剂或或适适当当的的方方法法，将将所所要要的的成成分分溶解出来并同中药组织脱离的过程溶解出来并同中药组织脱离的过程。一一溶剂提取法溶剂提取法（一一）提提取取原原理理：根根据据中中药药化化学学成成分分与与溶溶剂剂间间“极极性性相相似似相相溶溶”的的原原理理，依依据据各各类类成成分分溶溶解解度度的的差差异异，选选择择对对所所提提成成分分溶溶解解度度大大、对对杂杂质质溶溶解解度度小小的的溶溶剂剂，依依据据“浓浓度度差差”原原理理，将将所所提提成成分分从从药材中溶解出来的方法。药材中溶解出来的方法。第二节 中药有效成分的提取方法 9 （二二）化化学学成成分分的的极极性性：被被提提取取成成分分的的极极性性是是选选择择提提取取溶溶剂剂最最重要的依据。重要的依据。1影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素：(1)化化合合物物分分子子母母核核大大小小（碳碳数数多多少少）：分分子子大大、碳碳数数多多，极极性小；分子小、碳数少，极性大。性小；分子小、碳数少，极性大。(2)取取代代基基极极性性大大小小：在在化化合合物物母母核核相相同同或或相相近近情情况况下下，化化合合物极性大小主要取决于取代基极性大小。物极性大小主要取决于取代基极性大小。常常见见基基团团极极性性大大小小顺顺序序如如下下；酸酸酚酚醇醇胺胺醛醛酮酮酯酯醚烯烷。醚烯烷。举例：判断下列各组化合物极性大小。举例：判断下列各组化合物极性大小。ABC （二）化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提10麻黄碱麻黄碱蝙蝠葛碱蝙蝠葛碱中中药药化化学学成成分分不不但但数数量量繁繁多多，而而且且结结构构千千差差万万别别。所所以以极极性性问问题题很很复复杂杂。但但依依据据以以上上两两点点，一一般般可可以以判判定定。需需要要大大家家判判断断的的大大多多数数是是母母核核相相同同或或相相近近的的化化合合物物，此此时时主主要要依据取代基极性大小。依据取代基极性大小。2常见中药化学成分类型的极性：常见中药化学成分类型的极性：极极性性较较大大的的：苷苷类类、生生物物碱碱盐盐、糖糖类类、蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极极性性小小的的：游游离离生生物物碱碱、苷苷元元、挥挥发发油油、树树脂脂、脂脂肪肪、大分子有机酸、亲脂性色素。大分子有机酸、亲脂性色素。以以上上不不是是绝绝对对的的，具具体体成成分分要要具具体体分分析析。比比如如，有有的的苷苷类化合物极性很小，有的苷元极性很大。类化合物极性很小，有的苷元极性很大。中药化学成份一般研究方法课件11（三）（三）提取溶剂及溶剂的选择：提取溶剂及溶剂的选择：1.常用提取溶剂的分类与极性：常用提取溶剂的分类与极性：1）分分类类：通通常常分分三三类类：水水类类；亲亲水水性性有有机机溶溶剂剂；亲亲脂脂性性有有机溶剂。机溶剂。2）极极性性大大小小：水水(H2O)甲甲醇醇(MeOH)乙乙醇醇(EtOH)丙丙酮酮（Me2CO）正正丁丁醇醇(n-BuOH)乙乙酸酸乙乙酯酯(EtOAc)乙乙醚醚(Et2O)氯氯仿仿(CHCl3)苯苯（C6H6)四四氯氯化化碳碳(CCl4)正正己己烷烷石油醚石油醚(Pet.et)。水类还包括酸水、碱水；水类还包括酸水、碱水；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂为为正正丁丁醇醇后后所所有有的的。这这三三类类溶溶剂剂间间互互溶溶情情况况：水水和和亲亲水水性性有有机机溶溶剂剂可可互互溶溶，水水和和亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂间间不不互互溶溶，有机溶剂间除甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。有机溶剂间除甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。3）溶溶剂剂极极性性大大小小的的实实质质：介介电电常常数数不不同同，介介电电常常数数大大的的溶溶剂剂极极性性大大，介介电电常常数数小小的的溶溶剂剂极极性性小小。如如，己己烷烷为为1.9，氯氯仿仿为为5.2，水为，水为80。（三）提取溶剂及溶剂的选择：122.提取溶剂的选择：提取溶剂的选择：1）提提取取溶溶剂剂的的选选择择原原则则：（1）要要对对所所提提取取成成分分溶溶解解度度大大；对对杂杂质质溶溶解解度度小小。（2）要要与与所所提提取取成成分分不不起起意意外外的的化化学学变变化化。（3）要廉价、易得、安全。其中（）要廉价、易得、安全。其中（1）是最主要的。）是最主要的。2）提取溶剂的选择：）提取溶剂的选择：（1）水水：为为极极性性最最大大的的溶溶剂剂，也也最最常常用用。可可溶溶解解苷苷类类、生生物物碱碱盐盐、糖糖类类、蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、鞣鞣质质、小小分分子子有有机机酸酸、有有机机酸酸盐盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。缺缺点点：用用水水提提取取易易酶酶解解苷苷类类成成分分，且且易易霉霉坏坏变变质质。某某些些含含果果胶胶、粘粘液液质质类类成成分分的的中中草草药药，其其水水提提取取液液常常常常很很难难过过滤滤。沸沸水水提提取取时时，中中草草药药中中的的淀淀粉粉可可被被糊糊化化，而而增增加加过过滤滤的的困困难难。故故含含淀淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。（2 2）亲亲水水性性的的有有机机溶溶剂剂：以以乙乙醇醇最最常常用用。乙乙醇醇的的溶溶解解性性能能比比较较好好。亲亲水水性性的的成成分分除除蛋蛋白白质质、粘粘液液质质、果果胶胶、淀淀粉粉和和部部分分多多糖糖等外，大多能在乙醇中溶解。等外，大多能在乙醇中溶解。优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。缺点：价高、不安全，需回流设备。缺点：价高、不安全，需回流设备。2.提取溶剂的选择：13（3）亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂）亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取，如性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。游离生物碱、苷元、挥发油等。优点：提取专属性强，易回收浓缩。优点：提取专属性强，易回收浓缩。缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。（四）（四）提取方法：提取方法：提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。1浸浸渍渍法法：也也叫叫冷冷浸浸法法。将将药药材材粗粗粉粉以以适适当当溶溶剂剂在在常常温温下下浸浸泡泡。多多以以水水类类或或稀稀醇醇为为溶溶剂剂。适适于于成成分分遇遇热热易易破破坏坏或或含含多多糖糖较较多多的的中中药药的的提提取取。缺缺点点为为浸浸出出效效果果较较差差，水水提提取取液液易易发发霉霉，提提取取液液体积大，浸出时间长。体积大，浸出时间长。2渗渗泸泸法法：将将中中药药粗粗粉粉装装于于渗渗泸泸筒筒中中，不不断断添添加加溶溶剂剂渗渗过过药药粉粉，从从渗渗泸泸筒筒下下端端不不断断流流出出渗渗泸泸液液。各各类类溶溶剂剂均均可可。此此法法由由于于溶溶液液浓浓度度差差大大，浸浸出出效效果果好好，且且不不破破坏坏成成分分。但但缺缺点点为为溶溶液液体体积积大大，时间长。时间长。3煎煎煮煮法法：为为中中药药水水提提取取最最常常用用的的方方法法。将将中中药药粗粗粉粉用用水水加加热热煮煮沸沸，保保持持一一定定时时间间，成成分分即即可可浸浸出出。煎煎煮煮法法必必须须以以水水为为溶溶剂剂。此此法法提提取取效效率率高高，但但遇遇热热破破坏坏成成分分要要注注意意。且且含含多多糖糖多多的的成成分分过过滤困难。滤困难。（3）亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性144回回流流法法：用用于于以以有有机机溶溶剂剂加加热热提提取取成成分分。优优点点为为提提取取效效率率高高，但但受受热热易易破破坏坏成成分分不不宜宜用用此此法法。缺缺点点为为溶溶剂剂消消耗耗量量大大，需回流设备，需几次提取方可提取完全。需回流设备，需几次提取方可提取完全。5连连续续回回流流法法：以以索索氏氏提提取取器器（亦亦称称脂脂肪肪抽抽出出器器）回回流流提提取取。克克服服了了回回流流法法溶溶剂剂需需要要量量大大、需需几几次次提提取取的的缺缺点点。缺缺点点为为提取时间长，受热破坏成分不能用此法。提取时间长，受热破坏成分不能用此法。（五）影响提取效率的因素：（五）影响提取效率的因素：1药药材材粉粉碎碎度度：药药粉粉越越细细、表表面面积积越越大大，提提取取效效率率越越高高。但但太太细细，药药粉粉对对成成分分的的吸吸附附也也越越强强。因因此此水水提提取取宜宜用用粗粗粉粉；用用有有机溶剂可细些机溶剂可细些,以以20目为好。目为好。2提提取取温温度度：一一般般热热提提效效率率高高，但但要要考考虑虑有有些些成成分分温温度度高高易易破坏，应选择适宜温度。破坏，应选择适宜温度。3提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以1/21hr为宜，乙醇提为宜，乙醇提1hr为宜。为宜。4 回流法：用于以有机溶剂加热提取成分。优点15中药化学成份一般研究方法课件16二二水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏法法：适适于于具具有有挥挥发发性性、可可随随水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏不不被被破破坏坏，与与水水不不反反应应、且且与与水水分分层层的的成成分分的的提提取取。中中药药中中主主要要用用于于挥挥发发油油、某某些些挥挥发发性性生生物物碱碱、少少数数挥挥发发性性蒽蒽醌醌苷苷元元、香香豆素苷元的提取。豆素苷元的提取。水蒸气蒸馏提取的装置有两种，一是水蒸气蒸馏装置水蒸气蒸馏提取的装置有两种，一是水蒸气蒸馏装置，二是，二是共水蒸馏装置。共水蒸馏装置。三三升升华华法法：中中药药中中的的某某些些固固体体成成分分在在受受热热低低于于其其熔熔点点的的温温度度下下，不不经经液液态态直直接接成成为为气气态态，经经冷冷却却后后又又成成为为固固态态，从从而而与与中中药药组组织织分分离离这这种种性性质质称称为为升升华华，这这种种提提取取方方法法称称为为升升华华法法。中中药药成成分分有有少少量量具具有有升升华华性性，如如游游离离羟羟基基蒽蒽醌醌类类成成分分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。二 水蒸气蒸馏法：适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被17 四四 超临界提取法。（超临界提取法。（SFESFE）1 1 特特点点：与与经经典典溶溶剂剂提提取取法法比比较较，不不用用有有机机溶溶剂剂，而而是是选选用一种称为超临界流体（用一种称为超临界流体（SFSF）的物质替代有机溶剂提取。）的物质替代有机溶剂提取。2 2 优优点点：1 1）可可在在低低温温下下提提取取，“热热敏敏性性”成成分分尤尤其其适适用用。2 2）无无溶溶剂剂残残留留，对对作作为为制制剂剂的的中中药药提提取取物物的的提提取取是是一一大大优优势势。3 3）提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。4 4）具选择性分离。具选择性分离。3 3 超超临临界界流流体体（SFSF）：指指处处于于临临界界温温度度（TcTc）和和临临界界压压力力（PcPc）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。超超临临界界状状态态是是指指当当一一种种物物质质处处于于临临界界温温度度和和临临界界压压力力以以上上的的状状态态下下，形形成成既既非非液液体体又又非非气气体体的的单单一一状状态态，称称为为“SF”“SF”。此此时时其其流流体体密密度度近近似似液液体体、黏黏度度近近似似气气体体，其其扩扩散散力力比比液液体体大大增增，介介电电常常数数也也随随压压力力增增加加而而增增加加。其其浸浸透透性性优优于于液液体体，因因而而比比液液体体有有更更佳佳的的溶溶解解力力，有有利利于于溶溶质质的的萃萃取取，特特别别是是性性质质不不稳稳定定、易热分解的物质的提取。易热分解的物质的提取。18 4 4 常见的常见的SFSF：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的为二氧化碳。二氧化碳的特点：临界温度接其中最常用的为二氧化碳。二氧化碳的特点：临界温度接近室温（近室温（Tc=31.3Tc=31.3），临界压力也较低（），临界压力也较低（Pc=7.37MpaPc=7.37Mpa），无色、），无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成高纯度气体。无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成高纯度气体。故在故在SFESFE中最常用。中最常用。5 5 二氧化碳二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律：超临界流体的溶解能力规律：在在超超临临界界状状态态下下，COCO2 2对对不不同同溶溶质质的的溶溶解解能能力力差差别别很很大大。其其取决于溶质的极性、沸点、分子量。取决于溶质的极性、沸点、分子量。(1)(1)对对亲亲脂脂性性、低低沸沸点点成成分分溶溶解解能能力力强强，如如挥挥发发油油、烃烃类类、醚类、酯类等。醚类、酯类等。(2)(2)成成分分极极性性基基团团（如如OHOH、COOHCOOH）越越多多，越越难难提提取取。如如糖糖类类、氨基酸的萃取压力要氨基酸的萃取压力要4104104 4PaPa以上。以上。(3)(3)成分分子量越大，越难提取。成分分子量越大，越难提取。4 常见的SF：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙19 第三节：中药化学成分的分离方法第三节：中药化学成分的分离方法 本本节节介介绍绍中中药药化化学学成成分分的的一一般般分分离离方方法法，有有萃萃取取、沉沉淀淀、结结晶晶、盐盐析析、膜膜分分离离、柱柱色色谱谱等等方方法法。重重点点掌掌握握前前三三种种和和柱柱色色谱谱法。法。一一两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法1原原理理：利利用用混混合合物物中中各各单单体体组组分分在在两两相相溶溶剂剂中中的的分分配配系系数数（K）不同而达到分离的方法。）不同而达到分离的方法。溶溶剂剂分分配配法法的的两两相相往往往往是是互互相相饱饱和和的的水水相相与与有有机机相相。混混合合物物中各成分在两相中分配系数相差越大，则分离效果越高。中各成分在两相中分配系数相差越大，则分离效果越高。2方法：方法：1）简简单单萃萃取取法法：仪仪器器，实实验验室室用用分分液液漏漏斗斗或或下下口口瓶瓶。一一般般在在水水和和亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂中中进进行行，根根据据情情况况，也也可可用用酸酸水水或或碱碱水水。中中药药中中成成分分比比较较复复杂杂，一一般般一一次次萃萃取取分分离离不不出出来来纯纯品品，需需要要再再配合其他方法。配合其他方法。由由于于成成分分的的复复杂杂性性及及相相互互作作用用，萃萃取取中中易易发发生生乳乳化化。破破坏坏乳乳化化的的方方法法有有：（1）加加热热敷敷；（2）将将乳乳化化层层抽抽滤滤；（3）长长时时间间放置（放置（24小时以上）。小时以上）。第三节：中药化学成分的分离方法 202）pH度度萃萃取取法法：是是分分离离酸酸性性或或碱碱性性成成分分的的常常用用方方法法。以以pH成成梯梯度度的的酸酸水水溶溶液液依依次次萃萃取取以以亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂溶溶解解的的碱碱性性成成梯梯度度的的混混合合生生物物碱碱，或或者者以以pH成成梯梯度度的的碱碱水水溶溶液液依依次次萃萃取取以以亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂溶溶解解的的酸酸性性成成梯梯度度的的混混合合酚酚、酸酸类类成成分分，使使后后者者分分离离的的方法。方法。3）连连续续萃萃取取法法：采采用用连连续续萃萃取取器器萃萃取取。利利用用两两溶溶液液比比重重不不同同自自然然分分层层和和分分散散相相液液滴滴穿穿过过连连续续相相溶溶剂剂时时发发生生传传质质。此此法法可可克克服服用分液漏斗多次萃取操作的麻烦。用分液漏斗多次萃取操作的麻烦。4）液液滴滴逆逆流流分分配配法法（DCCC法法）：是是利利用用流流动动相相形形成成液液滴滴，通过作为固定相的液柱而达到分离纯化的目的。通过作为固定相的液柱而达到分离纯化的目的。二二沉淀法沉淀法 指指于于中中药药提提取取液液中中加加入入某某些些试试剂剂或或溶溶剂剂，使使某某些些成成分分沉沉淀淀而而使使所所要要成成分分与与杂杂质质分分离离的的方方法法。依依据据加加入入试试剂剂或或溶溶剂剂不不同同，分分为为下下述四个方法。述四个方法。2）pH度萃取法：是分离酸性或碱性成分的常用方法。211水水醇醇沉沉淀淀法法：1）水水提提取取醇醇沉沉淀淀法法，于于水水提提浓浓缩缩液液中中加加入入乙乙醇醇使使含含醇醇量量达达60%以以上上，可可使使多多糖糖、蛋蛋白白质质沉沉淀淀。2）醇醇提提取取水水沉沉淀淀法法，于于醇醇提提取取浓浓缩缩液液中中加加入入10倍倍量量以以上上水水，可可沉沉淀淀亲亲脂脂性性成分。成分。2铅盐沉淀法：利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液铅盐沉淀法：利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶的铅盐或络盐沉淀而分离的方法。中中能与许多物质生成难溶的铅盐或络盐沉淀而分离的方法。中性醋酸铅可沉淀具有邻二酚羟基和羧基的成分；碱式醋酸铅的性醋酸铅可沉淀具有邻二酚羟基和羧基的成分；碱式醋酸铅的沉淀范围较广，可沉淀含酚羟基和羧基及中性皂苷等。如沉淀沉淀范围较广，可沉淀含酚羟基和羧基及中性皂苷等。如沉淀为杂质，则可弃去；如沉淀为所要成分，则可将沉淀悬浮于水为杂质，则可弃去；如沉淀为所要成分，则可将沉淀悬浮于水或稀醇中，通或稀醇中，通H2S气体或加入稀气体或加入稀H2SO4、Na2SO4等脱铅，成分即等脱铅，成分即可分离。可分离。3酸碱沉淀法：酸碱沉淀法：1）酸酸提提取取碱碱沉沉淀淀：用用于于生生物物碱碱的的提提取取分分离离。2）碱碱提提取取酸酸沉沉淀：用于酚、酸类成分和内酯类成分的提取、分离。淀：用于酚、酸类成分和内酯类成分的提取、分离。4专专属属试试剂剂沉沉淀淀法法某某些些试试剂剂能能选选择择性性地地沉沉淀淀某某类类成成分分，称称为为专专属属试试剂剂沉沉淀淀法法。如如雷雷氏氏铵铵盐盐能能与与水水溶溶性性生生物物碱碱类类生生成成沉沉淀淀，可可用用于于分分离离水水溶溶性性生生物物碱碱与与其其它它生生物物碱碱；胆胆甾甾醇醇能能和和甾甾体体皂皂苷苷沉沉淀淀，可可使使其其与与三三萜萜皂皂苷苷分分离离；明明胶胶能能沉沉淀淀鞣鞣质质，可可用用于于分分离离或除去鞣质等。或除去鞣质等。1 水醇沉淀法：1）水提取醇沉淀法，于水提浓缩液中加22三三盐析法盐析法于于中中药药水水提提取取液液中中加加入入某某些些无无机机盐盐至至一一定定浓浓度度或或达达到到饱饱和和状状态态，可可使使某某些些成成分分由由于于溶溶解解度度降降低低而而沉沉淀淀析析出出。常常用用的的无无机机盐盐有有HCl、Na2SO4等。等。四四结晶法结晶法1关关于于结结晶晶和和重重结结晶晶概概念念：结结晶晶是是指指由由非非结结晶晶状状态态到到形形成成结结晶晶的的操操作作过过程程。重重结结晶晶指指由由纯纯度度低低结结晶晶处处理理成成纯纯度度高高结结晶晶的的操操作作过过程。二者从操作角度差别是起始物不同。程。二者从操作角度差别是起始物不同。2结晶和重结晶操作：结晶和重结晶操作：提取或分离物提取或分离物溶于选择的溶剂，加热成饱和溶液，过滤溶于选择的溶剂，加热成饱和溶液，过滤溶液溶液放置（冷藏）析晶，过滤放置（冷藏）析晶，过滤粗结晶粗结晶重复上述操作（重结晶）重复上述操作（重结晶）结晶结晶 三 盐析法233影响结晶的因素影响结晶的因素：1）结晶用溶剂的选择是最重要因素之一。一般应符合下列条）结晶用溶剂的选择是最重要因素之一。一般应符合下列条件：件：（1）要要对对被被结结晶晶成成分分热热时时溶溶解解度度大大、冷冷时时溶溶解解度度小小；对对杂杂质质或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。（2）与被结晶成分不发生化学反应。）与被结晶成分不发生化学反应。（3）沸点不宜太高。）沸点不宜太高。除用单一溶剂外，中药成分的结晶常用一定比例的混合溶剂，除用单一溶剂外，中药成分的结晶常用一定比例的混合溶剂，。2）纯度：）纯度：3）被被结结晶晶成成分分的的类类型型：分分子子小小易易结结晶晶；分分子子大大、含含糖糖多多，不易结晶。不易结晶。4）溶溶液液浓浓度度：溶溶液液浓浓结结晶晶快快，但但结结晶晶细细碎碎，杂杂质质多多；反反之之结结晶慢，但晶形大、纯度高。晶慢，但晶形大、纯度高。5）结晶温度和时间：温度低、时间长，结晶好。）结晶温度和时间：温度低、时间长，结晶好。3 影响结晶的因素：24五五膜分离法膜分离法利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，对混合物溶液中的化学成分进行分离、分级、提纯和富集。动力，对混合物溶液中的化学成分进行分离、分级、提纯和富集。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。其中反渗透、超滤、微滤相当于过滤技术。溶剂、小分子能透过其中反渗透、超滤、微滤相当于过滤技术。溶剂、小分子能透过膜，而大分子被膜截留。不同膜过滤被截留的分子大小有区别。膜，而大分子被膜截留。不同膜过滤被截留的分子大小有区别。如运用超滤，选用适当规格的膜可实现对中药提取液中多糖类、如运用超滤，选用适当规格的膜可实现对中药提取液中多糖类、多肽类、蛋白质类的截留分离。多肽类、蛋白质类的截留分离。透析法也属于膜分离法。透析法也属于膜分离法。五 膜分离法25 六六 柱色谱法柱色谱法1吸吸附附柱柱色色谱谱是是利利用用吸吸附附剂剂对对被被分分离离化化合合物物分分子子的的吸吸附附能能力的差异，而实现分离的一类色谱。力的差异，而实现分离的一类色谱。1）硅硅胶胶、氧氧化化铝铝柱柱色色谱谱：二二者者均均为为最最常常用用的的吸吸附附剂剂。硅硅胶胶是是一一种种中中等等极极性性的的酸酸性性吸吸附附剂剂，适适用用于于中中性性或或酸酸性性成成分分的的层层析析。氧氧化化铝铝有有弱弱碱碱性性，主主要要用用于于碱碱性性或或中中性性亲亲脂脂性性成成分分的的分分离离，如如生生物物碱碱、甾甾、萜萜类类等等成成分分；对对于于生生物物碱碱类类的的分分离离颇颇为为理理想想。但但是是碱碱性性氧氧化化铝铝不不宜宜用用于于醛醛、酮酮、酸酸、内内酯酯等等类类型型的的化合物分离。化合物分离。吸附柱色谱行为与化合物的极性有关：吸附柱色谱行为与化合物的极性有关：2）聚酰胺柱色谱：）聚酰胺柱色谱：其与化合物间其与化合物间主主要要为为氢氢键键吸吸附附。主主要要用用于于酚酚类类、醌醌类类如如黄黄酮酮类类、蒽蒽醌醌类类及及鞣质类等成分的分离。聚酰胺对一般化合物的吸附的规律：鞣质类等成分的分离。聚酰胺对一般化合物的吸附的规律：化合物中能形成氢键的基团化合物中能形成氢键的基团（酚羟基、羧基、羰基）多，吸附强；（酚羟基、羧基、羰基）多，吸附强；能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的吸附力强于邻位的。吸附力强于邻位的。芳香环和双键多，吸附力强。芳香环和双键多，吸附力强。六 柱色谱法26中药化学成份一般研究方法课件27中药化学成份一般研究方法课件283 3）大孔吸附树脂）大孔吸附树脂（1）结结构构与与组组成成：大大孔孔吸吸附附树树脂脂为为白白色色或或淡淡黄黄色色球球形形颗颗粒粒状状，粒粒度度多多为为2060目目。组组成成为为苯苯乙乙烯烯，二二乙乙烯烯苯苯，或或-甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯型型。其其中中苯苯乙乙烯烯，二二乙乙烯烯苯苯型型为为非非极极性性树树脂脂，2-甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯型型为为中中极极性性树树脂脂。大大孔孔吸吸附附树树脂脂的的结结构构中中包包含含了了许许多多微观小球组成的网状孔穴结构。微观小球组成的网状孔穴结构。（2）特性：特性：理化性质稳定，不容于酸、碱及有机溶剂。理化性质稳定，不容于酸、碱及有机溶剂。对有机物选择性较好。对有机物选择性较好。吸附速度快。吸附速度快。再生处理方便。再生处理方便。（3 3）吸附原理：）吸附原理：吸吸附附性性：大大孔孔吸吸附附树树脂脂本本身身具具有有吸吸附附性性，是是由由范范德德华华力力或氢键吸附的结果。或氢键吸附的结果。筛性原理：是由大孔吸附树脂本身的多孔性所决定的。筛性原理：是由大孔吸附树脂本身的多孔性所决定的。3）大孔吸附树脂29 （3 3）影响大孔吸附树脂分离效果的因素：）影响大孔吸附树脂分离效果的因素：化化合合物物分分子子极极性性大大小小：一一般般来来说说，大大孔孔树树脂脂的的色色谱谱行行为具有反相的性质。被分离物质的极性大先流出色谱柱。为具有反相的性质。被分离物质的极性大先流出色谱柱。分分子子体体积积大大小小：在在一一定定条条件件下下，化化合合物物体体积积越越大大，吸吸附力越强。附力越强。（4 4）洗洗脱脱剂剂：对对非非极极性性大大孔孔树树脂脂，洗洗脱脱剂剂极极性性越越小小，洗洗脱脱能能力力越越强强，对对中中极极性性大大孔孔树树脂脂及及极极性性较较大大化化合合物物，则则极极性性较大溶剂洗脱力强。较大溶剂洗脱力强。一一般般上上样样后后先先用用水水（或或酸酸、碱碱水水）洗洗去去杂杂质质，然然后后用用不不同浓度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脱。同浓度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脱。4 4）活活性性炭炭：是是一一种种非非极极性性吸吸附附剂剂，对对非非极极性性物物质质吸吸附附强强。活活性性炭炭主主要要用用于于分分离离水水溶溶性性成成分分，如如氨氨基基酸酸、糖糖类类及及某某些些甙甙。活活性性炭炭的的吸吸附附作作用用，在在水水中中最最强强，在在有有机机溶溶剂剂中中则则较较低低弱弱。故水的洗脱能力最弱，而有机溶剂则较强。故水的洗脱能力最弱，而有机溶剂则较强。（3）影响大孔吸附树脂分离效果的因素：302分分配配柱柱色色谱谱：利利用用被被分分离离成成分分在在固固定定相相和和流流动动相相之之间间的的分分配配系系数数的的不不同同而而达达到到分分离离的的方方法法。按按照照固固定定相相与与流流动动相相的的极极性性差差别，分配色谱法有正相与反相色谱法之分。别，分配色谱法有正相与反相色谱法之分。在在正正相相分分配配色色谱谱法法中中，流流动动相相的的极极性性小小于于固固定定相相极极性性。常常用用的的固固定定相相有有氰氰基基与与氨氨基基键键合合相相，主主要要用用于于分分离离极极性性及及中中等等极极性性的的分分子型物质。子型物质。在在反反相相分分配配色色谱谱法法中中，流流动动相相的的极极性性大大于于固固定定相相极极性性。常常用用的的固固定定相相有有十十八八烷烷基基硅硅烷烷（ODS）或或C8键键合合相相。流流动动相相常常用用甲甲醇醇-水水或或乙乙腈腈-水水。主主要要用用于于分分离离非非极极性性及及中中等等极极性性的的各各类类分分子子型型化化合物。中药中的各种苷类特别适合用反相色谱法分离。合物。中药中的各种苷类特别适合用反相色谱法分离。反反相相色色谱谱是是应应用用最最广广的的色色谱谱法法，因因为为键键合合相相表表面面的的官官能能团团不不会会流流失失，流流动动相相的的极极性性可可以以在在很很大大的的范范围围调调整整，再再加加之之由由它它派派生生的的反反相相离离子子对对色色谱谱法法和和离离子子抑抑制制色色谱谱法法，可可以以分分离离有有机机酸酸、碱碱、盐盐等离子型化合物。等离子型化合物。高效液相色谱（高效液相色谱（HPLC）最常用的即是反相填料。）最常用的即是反相填料。2 分配柱色谱：利用被分离成分在固定相和流动相313凝胶过滤色谱凝胶过滤色谱凝胶过滤色谱原理主要是分子筛（或反筛子）作用、根据凝凝胶过滤色谱原理主要是分子筛（或反筛子）作用、根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的。胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的。凝胶是具有多孔隙网状结构的固体物质，被分离物质的分子凝胶是具有多孔隙网状结构的固体物质，被分离物质的分子大小不同，它们能够进入到凝胶内部的能力不同，当混合物溶液大小不同，它们能够进入到凝胶内部的能力不同，当混合物溶液通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部，而通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部，而比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶内部，只能通过凝胶颗粒间隙。比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶内部，只能通过凝胶颗粒间隙。因此移动速率有差异，分子大的物质不被迟滞因此移动速率有差异，分子大的物质不被迟滞(排阻排阻)，保留时间，保留时间则较短，分子小的物质由于向孔隙沟扩散，移动被滞留，保留时则较短，分子小的物质由于向孔隙沟扩散，移动被滞留，保留时间则较长，而达到分离。间则较长，而达到分离。中药中多糖类、蛋白质、苷和苷元中药中多糖类、蛋白质、苷和苷元的分离可用凝胶色谱。的分离可用凝胶色谱。样品样品 商品凝胶的种类很多，常用的是商品凝胶的种类很多，常用的是 凝胶凝胶葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G)(Sephadex G)和和 羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)(Sephadex LH-20)3 凝胶过滤色谱324离子交换色谱离子交换色谱。离离子子交交换换反反应应的的原原理理是是树树脂脂与与被被交交换换成成分分间间同同种种电电荷荷离离子子的的等等当当量量替替代代作作用用。以以离离子子交交换换树树脂脂为为固固定定相相，水水或或酸酸水水、碱碱水水为为流流动动相相，在在流流动动相相中中的的离离子子性性物物质质与与树树脂脂进进行行交交换换而而被被吸吸附附，再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。中药中的碱性成分可用阳离子交换树脂交换中药中的碱性成分可用阳离子交换树脂交换,酚酚酸性成分可酸性成分可用阴离子交换树脂交换用阴离子交换树脂交换,然后将交换后的树脂通过调整酸碱环境然后将交换后的树脂通过调整酸碱环境使吸附物游离使吸附物游离,选择适当溶剂将吸附物溶解出即可。选择适当溶剂将吸附物溶解出即可。由于被交换的混合物成分的酸性或碱性不同而解离度不同，由于被交换的混合物成分的酸性或碱性不同而解离度不同，与同一离子交换树脂的交换能力不同而被分离。与同一离子交换树脂的交换能力不同而被分离。4 离子交换色谱 。33中药化学成份一般研究方法课件34