-溶剂提取法

第 三 节 天 然 产 物 传 统 分 离 纯 化 方法一 、 溶 剂 提 取 法 概 念 提 取 又 称 浸 提 、 固 液 萃 取 ， 根 据 原 料 中 各 种 化 学成 分 在 溶 剂 中 的 的 溶 解 性 能 ， 选 择 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 所 需 化 学 成 分 尽 可 能 完 全 地 从 原 料 组 织 中溶 解 提 出 的 过 程 。 提 取 原 理 提 取 的 基 本 原 理 是 在 渗 透 、 扩 散 作 用 下 ， 溶 剂 渗透 入 原 材 料 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 原 材 料 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 即 完 成 一 次 提 取 。 滤 出 此 溶 液 ， 再 加 入 新溶 剂 ， 使 细 胞 内 外 产 生 新 的 浓 度 差 ， 提 取 可 继 续进 行 ， 直 至 所 需 成 分 全 部 或 大 部 分 溶 出 。 细 胞 内有 效 成 分溶 剂 渗 入 浓 度 由 高 到 低有 效 成 分从 细 胞 内 溶 出 提 取 溶 剂 的 选 择溶 剂 的 选 择 依 据 用 溶 剂 提 取 活 性 成 分 时 ， 选 择 适 宜 的 溶 剂 是 关 键 ，溶 剂 选 择 合 适 就 能 顺 利 地 把 有 效 成 分 提 取 出 来 ， 如果 选 择 不 当 很 难 把 有 效 成 分 提 取 完 全 甚 至 提 不 出 来 。 适 宜 的 溶 剂 应 符 合 以 下 要 求 ： 1. 对 目 标 成 分 溶 解 性 大 ， 对 共 存 杂 质 溶 解 性 小 ， 即提 取 物 纯 度 高 、 杂 质 少 ； 2. 不 与 目 标 成 分 起 化 学 反 应 ， 且 提 取 速 度 快 ；3. 价 廉 、 易 得 、 易 回 收 、 安 全 低 毒 ；要 做 到 这 三 点 是 非 常 困 难 的 ， 常 常 遇 到 互 相 矛 盾 的 情况 ， 如 提 取 速 度 快 、 纯 度 低 或 纯 度 高 、 速 度 慢 等 ， 故需 要 从 全 局 考 虑 。 4.良 好 溶 剂 的 选 择 应 遵 循 “ 相 似 相 溶 ” 原 理 。溶 剂 可 分 为 水 、 亲 水 性 和 亲 脂 性 有 机 溶 剂 ； 被 溶 解物 质 也 有 亲 水 性 及 亲 脂 性 之 分 。 溶 质 在 溶 剂 当 中 的溶 解 遵 循 相 似 相 溶 的 原 理 ， 亲 水 性 的 化 学 成 分 易 溶于 水 或 亲 水 性 的 有 机 溶 剂 中 ， 亲 脂 性 的 成 分 易 溶 于亲 脂 性 的 有 机 溶 剂 中 。 溶 剂 的 极 性 溶 剂 的 极 性 常 以 介 电 常 数 e来 表 示 ， e大 的 溶 剂 极性 强 ， 反 之 ， e小 的 溶 剂 极 性 弱 。 亲 脂 性 有 机 溶 剂亲 水 性 有 机 溶 剂水 亲 水 性 有 机 溶 剂水 亲 脂 性 有 机 溶 剂水常 用 溶 剂 ： 极 性 由 弱 到 强 依 次 排 序 为 石 油 醚 四 氯化 碳 苯 二 氯 甲 烷 氯 仿 乙 醚 乙 酸 乙 酯 正丁 醇 丙 酮 乙 醇 甲 醇 水 常 见 的 提 取 溶 剂 可 分 为 以 下 三 类 ： 1） 水 ： 水 是 一 种 强 的 极 性 溶 剂 。 水 作 溶 剂 经 济 易 得 ， 溶 解 范 围 广 。 天 然 产 物 中 亲水 性 的 成 分 ， 如 生 物 碱 盐 类 、 苷 类 、 有 机 酸 盐 、鞣 质 、 蛋 白 质 、 多 糖 、 色 素 以 及 酶 和 少 量 的 挥 发油 都 能 被 水 浸 出 ， 其 缺 点 是 浸 出 范 围 广 ， 选 择 性差 ， 容 易 浸 出 大 量 无 效 的 成 分 ， 给 制 剂 、 滤 过 带来 困 难 ， 制 剂 色 泽 欠 佳 ， 易 霉 变 、 不 易 贮 存 。 为 了 增 加 某 些 成 分 的 溶 解 度 ， 也 常 采 用 酸 水 及 碱水 作 为 提 取 溶 剂 。 酸 水 提 的 目 的 主 要 是 促 进 生 物 碱 的 浸 出 ， 提 高 部分 生 物 碱 的 稳 定 性 ， 以 及 除 去 不 溶 于 酸 的 杂 质 等 。所 加 入 的 酸 多 为 硫 酸 或 盐 酸 ， 为 发 挥 出 所 加 酸 的最 好 性 能 ， 可 将 酸 一 次 加 入 最 初 的 少 量 提 取 溶 剂中 ， 当 酸 化 溶 剂 用 完 后 ， 只 需 使 用 单 纯 的 溶 剂 ，不 需 再 加 酸 ， 即 可 顺 利 完 成 提 取 有 效 成 分 的 操 作 。酸 的 用 量 都 是 有 一 定 配 比 的 ， 用 量 过 多 ， 会 影 响成 分 和 药 效 。 碱 的 应 用 不 如 酸 普 遍 。 碱 水 提 的 目 的 是 增 加 有 效成 分 的 溶 解 度 和 稳 定 性 。 常 用 的 碱 水 是 氨 水 ， 因为 它 是 一 种 挥 发 性 弱 碱 ， 对 有 效 成 分 破 坏 作 用 小 ，易 于 控 制 其 用 量 。 还 常 用 氢 氧 化 钠 溶 液 ， 调 提 取液 的 pH。 2） 亲 水 性 的 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 （ 酒 精 ） 、 甲 醇 、 丙 酮等 ， 以 乙 醇 最 常 用 。 乙 醇 的 溶 解 性 能 比 较 好 ， 对 天 然 植 物 细 胞 的 穿 透能 力 较 强 。 亲 水 性 的 成 分 除 蛋 白 质 、 粘 液 质 、 果胶 、 淀 粉 和 部 分 多 糖 等 外 ， 大 多 能 在 乙 醇 中 溶 解 。难 溶 于 水 的 亲 脂 性 成 分 ， 在 乙 醇 中 的 溶 解 度 也 较大 。 还 可 以 根 据 被 提 取 物 质 的 性 质 ， 采 用 不 同 浓度 的 乙 醇 进 行 提 取 。 用 乙 醇 提 取 比 用 水 量 较 少 ，提 取 时 间 短 ， 溶 解 出 的 水 溶 性 杂 质 也 少 。 乙 醇 为 有 机 溶 剂 ， 虽 易 燃 ， 但 毒 性 小 ， 价 格 便 宜 ，来 源 方 便 ， 有 一 定 设 备 即 可 回 收 反 复 使 用 ， 而 且乙 醇 的 提 取 液 不 易 发 霉 变 质 。 由 于 这 些 原 因 ， 用 乙 醇 提 取 的 方 法 是 历 来 最 常 用的 方 法 之 一 。 甲 醇 的 性 质 和 乙 醇 相 似 ， 沸 点 较 低（ 64 ） ， 易 发 生 爆 炸 ， 并 且 有 毒 性 ， 使 用 时 应特 别 注 意 。 3） 亲 脂 性 的 有 机 溶 剂 ： 也 就 是 一 般 所 说 的 与 水 不能 混 溶 的 有 机 溶 剂 ， 如 石 油 醚 、 苯 、 氯 仿 、 乙 醚 、乙 酸 乙 酯 、 二 氯 乙 烷 等 。 这 些 溶 剂 的 选 择 性 能 强 ，不 能 或 不 容 易 提 出 亲 水 性 杂 质 。 但 这 类 溶 剂 挥 发 性 大 ， 多 易 燃 （ 氯 仿 除 外 ） ， 一般 有 毒 ， 价 格 较 贵 ， 设 备 要 求 较 高 ， 且 它 们 透 入植 物 组 织 的 能 力 较 弱 ， 往 往 需 要 长 时 间 反 复 提 取才 能 提 取 完 全 。 如 果 天 然 植 物 中 含 有 较 多 的 水 分 ， 用 这 类 溶 剂 就很 难 浸 出 其 有 效 成 分 ， 因 此 ， 大 量 提 取 天 然 植 物原 料 时 ， 直 接 应 用 这 类 溶 剂 有 一 定 的 局 限 性 。 特别 是 氯 仿 ， 由 于 其 价 格 较 贵 ， 一 般 仅 用 于 提 纯 精制 有 效 成 分 。 常 用 的 溶 剂 提 取 方 法（ 一 ） 冷 提 法1.浸 渍 法 （ 泡 药 酒 ）2.渗 漉 法（ 二 ） 热 提 法1.煎 煮 法 （ 煎 中 药 ）2.回 流 提 取 法3.连 续 回 流 提 取 法 浸 渍 法 浸 渍 法 是 将 原 料 用 适 当 的 溶 剂 在 常 温 或 温 热（ 40 80 ） 条 件 下 浸 泡 一 定 时 间 ， 浸 出 有 效 成分 的 一 种 方 法 。 根 据 温 度 条 件 的 不 同 ， 可 分 为 冷浸 法 和 温 浸 法 。 泡 药 酒 具 体 操 作 ： 取 一 定 量 的 天 然 药 物 粗 粉 装 入 适 宜 容器 中 ， 加 入 适 量 的 溶 剂 （ 如 乙 醇 、 稀 醇 或 水 ） ，溶 剂 的 用 量 以 能 浸 没 天 然 药 物 稍 有 过 量 为 度 ， 密闭 ， 并 经 常 搅 拌 或 振 摇 。 浸 渍 24小 时 以 上 ， 滤 过 。此 操 作 可 重 复 两 次 ， 合 并 浸 出 液 ， 用 适 宜 方 法 浓缩 后 即 得 提 取 物 。 加 入 溶 剂 浸 泡粉 碎 好 的 药 材 放 入 提 取 用 的容 器 中 ， 加 入 溶 剂 使 没 过 药面 ， 浸 泡 12小 时 。 滤 出 溶 剂 ，加 入 新 的 溶 剂 继 续 提 取 浸 渍 法 特 点 及 适 用 范 围 ： 此 法 操 作 方 便 ， 简 单 易 行 ， 但 提 取 时 间 长 ， 浸 出溶 剂 用 量 大 ， 往 往 浸 出 效 率 低 ， 不 易 完 全 浸 出 ，因 此 不 适 合 有 效 成 分 含 量 低 的 原 料 。 若 以 水 作 溶 剂 夏 季 易 霉 变 ， 因 而 应 用 有 一 定 的 局限 性 ， 通 常 用 不 同 浓 度 的 乙 醇 ， 故 浸 渍 过 程 应 密闭 ， 防 止 溶 剂 的 挥 发 损 失 。 。 本 法 通 常 在 室 温 条 件 下 进 行 ， 所 以 适 用 于 有 效 成分 遇 热 易 破 坏 及 含 淀 粉 、 果 胶 、 树 胶 等 多 糖 物 质较 多 的 原 料 。 渗 漉 法 渗 漉 法 是 将 原 料 粗 粉 湿 润 膨胀 后 装 入 渗 漉 器 内 ， 顶 部 用砂 布 覆 盖 ， 压 紧 ， 浸 提 溶 剂连 续 地 从 渗 漉 器 的 上 部 加 入（ 液 面 超 出 原 料 1 3） ， 溶剂 渗 过 原 料 层 往 下 流 动 过 程中 将 有 效 成 分 浸 出 的 一 种 方法 。 不 断 加 入 新 溶 剂 ， 可 以连 续 收 集 浸 提 液 。 特 点 及 使 用 范 围 ： 由 于 原 料 不 断 与 新 溶 剂 或 含 有 低 浓 度 提 取 物 的 溶剂 接 触 ， 始 终 保 持 一 定 的 浓 度 差 ， 属 于 动 态 浸 出 ，因 此 浸 提 效 果 要 比 浸 渍 法 高 。 不 经 过 滤 处 理 可 直 接 收 集 渗 漉 液 ， 可 省 去 过 滤 操作 。 不 足 之 处 为 溶 剂 消 耗 多 ， 提 取 时 间 长 。 当 渗 漉 液 颜 色 极 浅 或 渗 漉 液 的 体 积 相 当 于 原 料 重的 10倍 时 ， 便 可 认 为 基 本 上 已 提 取 完 全 。 在 大 量生 产 中 常 将 收 集 的 稀 渗 漉 液 作 为 另 一 批 新 原 料 的溶 剂 之 用 。 煎 煮 法 该 方 法 是 我 国 中 医 中 药 最 早 使 用 的 传 统 的 提 取 方法 。 是 将 天 然 植 物 用 水 加 热 煮 沸 提 取 ， 在 提 取 过程 当 中 大 部 分 成 分 可 被 不 同 程 度 的 提 取 出 来 ， 但是 对 于 挥 发 性 成 分 及 加 热 易 被 破 坏 的 成 分 不 宜 使用 。 特 点 及 使 用 范 围 ： 所 用 容 器 一 般 为 陶 器 、 砂 罐 或 铜 制 、 搪 瓷 器 皿 ，不 宜 用 铁 锅 ， 以 免 药 液 变 色 。 直 火 加 热 时 最 好 时常 搅 拌 ， 以 免 局 部 药 材 受 热 太 高 ， 容 易 焦 糊 。 本 法 需 加 水 加 热 煎 煮 ， 适 用 于 能 溶 于 水 且 遇 热 稳定 成 分 的 提 取 。 此 法 操 作 简 单 ， 提 取 效 率 高 于 冷 浸 法 ， 但 煎 煮 液黏 稠 ， 滤 过 困 难 ， 且 杂 质 较 多 ， 易 发 生 霉 变 。 回 流 提 取 法 回 流 提 取 法 是 为 保持 溶 剂 与 原 料 持 续的 接 触 ， 通 过 加 热提 取 液 ， 使 溶 剂 受热 蒸 发 ， 经 冷 凝 后变 为 液 体 流 回 提 取器 ， 如 此 反 复 至 提取 比 较 完 全 的 一 种热 提 取 方 法 。 回 流 提 取 法 的 特 点 及 适 用 范 围 ： 因 为 溶 剂 能 循 环 使 用 ， 回 流 法 较 渗 漉 法 的 溶 剂 消耗 量 少 ； 本 法 提 取 效 率 较 高 ， 但 受 热 时 间 长 ， 适 用 于 对 热稳 定 的 化 学 成 分 的 提 取 。 连 续 回 流 提 取 法 本 法 是 在 回 流 提 取 法的 基 础 上 加 以 改 进 ，用 少 量 溶 剂 进 行 连 续循 环 回 流 提 取 ， 将 有效 成 分 提 取 完 全 的 方法 。 实 验 室 常 用 提 取 器 是索 氏 提 取 器 。 该 提 取 器 有 上 、 中 、 下 三 部 分 组 成 ，上 部 是 冷 凝 器 ； 中 部 是 带 有 虹 吸 管的 提 取 器 ； 下 部 是 烧 瓶 。 将 盛 原 料粉 的 滤 纸 装 置 中 部 ， 内 装 物 高 度 不得 超 过 虹 吸 管 ， 溶 剂 由 上 部 加 入 烧瓶 中 ， 烧 瓶 置 水 浴 上 加 热 ， 溶 剂 受热 气 化 ， 通 过 中 部 提 取 器 旁 的 通 气侧 管 到 达 上 部 冷 凝 器 ， 遇 冷 变 为 液体 滴 入 提 取 器 中 ， 当 滴 入 的 溶 剂 达一 定 高 度 时 ， 因 虹 吸 作 用 ， 使 提 取成 分 后 的 提 取 液 又 流 入 烧 瓶 中 ， 其中 溶 剂 可 因 再 受 热 而 气 化 ， 提 出 的成 分 留 在 烧 瓶 中 ， 如 此 连 续 操 作 ，即 可 提 尽 有 效 成 分 。 回 流 提 取 法 与 连 续 回 流 提 取 法 的 区 别 连 续 回 流 提 取 法 的 特 点 及 适 用 范 围 ： 该 法 的 优 点 是 以 较 少 的 溶 剂 一 次 加 入 便 可 将 有 效成 分 提 取 完 全 ， 效 率 较 高 。 但 该 提 取 器 容 量 较 小 ，故 只 适 于 少 量 原 料 的 提 取 。 大 量 提 取 可 根 据 此 原理 设 计 类 似 装 置 。 连 续 提 取 法 提 取 液 受 热 时 间 长 ， 因 此 对 受 热 易 分解 的 成 分 不 易 用 此 法 。 应 用 挥 发 性 有 机 溶 剂 提 取 原 材 料 有 效 成 分 ， 不 论小 型 实 验 或 大 型 生 产 ， 均 以 连 续 提 取 法 为 好 ， 而且 需 用 溶 剂 量 较 少 ， 提 取 成 分 也 较 完 全 。 滤 纸 包 制 作 方 法 提取方法溶剂操作适用范围特点浸渍法水 、 酸 水 、碱 水 、 稀醇 不 加 热 热 不 稳 定 成 分 防 腐 ， 提 取 效率 低渗漉法溶 剂 用 量 大 ，费 时 长煎煮法水 直 火 加 热 水 溶 性 成 分 含 挥 发 油 成 分 、热 不 稳 定 成 分不 宜 用回流提取法有 机 溶 剂 水 浴 加 热 脂 溶 性 成 分 溶 剂 消 耗 大 ，受 热 时 间 长 ，热 不 稳 定 成 分不 宜 用连续回 流提取法有 机 溶 剂 水 浴 加 热 亲 脂 性 成 分 溶 剂 用 量 少 ，提 取 效 率 高 ，热 不 稳 定 成 分不 宜 用 影 响 提 取 效 果 的 因 素 粉 碎 度由 于 提 取 过 程 包 括 渗 透 、 溶 解 、 扩 散 等 过 程 ， 因 此样 品 粉 碎 得 越 细 ， 表 面 积 就 越 大 ， 浸 出 过 程 就 越 快 ，但 粉 碎 度 过 高 ， 样 品 颗 粒 表 面 积 过 大 ， 吸 附 作 用 增强 ， 反 而 影 响 过 滤 速 度 。 故 粉 碎 的 粒 度 需 适 中 ， 一 般而 言 ， 视 原 料 质 地 粉 碎 粒 度 以 20 60目 为 宜 。 提 取 温 度冷 提 杂 质 少 ， 效 率 低 ， 热 提 杂 质 多 ， 效 率 高 。 因 温 度升 高 ， 分 子 运 动 速 度 加 快 ， 渗 透 、 溶 解 、 扩 散 速 度 加快 ， 所 以 提 取 效 果 好 。 但 温 度 不 宜 过 高 ， 过 高 有 些 成分 易 破 坏 ， 同 时 杂 质 含 量 也 增 多 ， 给 以 后 分 离 精 制 带来 困 难 。 一 般 加 热 在 60 左 右 为 宜 。 影 响 提 取 效 果 的 因 素 提 取 时 间一 般 而 言 ， 提 取 时 间 越 长 ， 提 取 越 完 全 。 但 时 间过 长 ， 无 用 杂 质 成 分 也 随 着 浸 提 出 来 。 如 果 用 热水 加 热 提 取 ， 一 般 以 0.5h到 1h为 宜 ， 最 多 不 超 过3h， 用 乙 醇 加 热 回 流 提 取 ， 每 次 1 2h为 宜 ， 其 他有 机 溶 剂 可 适 当 延 长 一 点 时 间 。 溶 剂 用 量 和 浓 度 差溶 剂 用 量 一 般 用 量 为 原 料 的 6 10倍 。 溶 剂 用 量 多 ，浓 缩 费 时 ； 溶 剂 用 量 少 ， 提 取 率 低 或 提 取 次 数 多 。 影 响 提 取 效 果 的 因 素 浓 度 差 是 原 料 组 织 内 的 浓 度 与 外 周 溶 液 的 浓 度 差异 。 浓 度 差 越 大 ， 扩 散 推 动 力 越 大 ， 越 有 利 于 提高 提 取 效 率 。 在 提 取 过 程 中 不 断 搅 拌 或 更 换 新 溶 剂 或 采 取 流 动溶 剂 的 提 取 方 法 ， 可 以 增 大 扩 散 原 料 组 织 中 有 效成 分 的 浓 度 差 ， 以 提 高 提 取 效 果 。 所 以 回 流 提 取法 最 好 ， 浸 渍 法 最 差 。 旋 转 蒸 发 仪浓缩回收试剂 旋 转 蒸 发 仪 的 基 本 原 理 就 是 蒸 馏 烧 瓶 在 连续 转 动 下 的 减 压 蒸 馏 。 作 为 蒸 馏 的 热 源 ，常 配 有 相 应 的 恒 温 水 槽 。 此 处 看 视 频