提取分离方法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节 提取分离方法,1,一、中草药有效成分的提取,提取：,指选择适当的溶剂和适当的方法，将所要的成分溶解出来并同原料脱离的过程。,2,(,一,),提取分离前的准备,动植物的拉丁学名,产地,药用部位,采集时间与方法,系统查阅文献,3,（二）常用溶剂的特点,环己烷，石油醚，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，,乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水,极性：,亲脂性：,亲水性：,4,环己烷，石油醚，苯，二氯甲烷，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水,比水重的有机溶剂：,二氯甲烷，氯仿,能与水分层的极性最大的有机溶剂：,正丁醇,与水分层的有机溶剂：,环己烷,-,正丁醇,与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：,丙酮,-,甲醇,极性最大的有机溶剂：,甲醇,常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类的有机溶剂：,正丁醇,5,（三）提取方法：,提取方法,溶剂提取法,水蒸气蒸馏法,升华法,(,应用最广,),6,1.,溶剂提取法：,相似相溶原理,（,1,）,溶剂提取法原理：,7,（,2,）提取溶剂的选择原则：,对所提取成分溶解度大，对杂质溶解度小, 不与提取成分起化学变化, 经济、易得、使用安全,8,（,3,）,影响溶剂提取法提取效率的因素,:,原料粉碎度, 提取时间, 提取温度, 设备条件,9,溶剂提取法,（,4,）,溶剂提取法分类,浸渍法,渗漉法,煎煮法,回流提取法,连续回流提取法,以水或稀醇在常温下浸泡提取,渗漉筒,用水加热煮沸提取,有机溶剂,在回流装置中加热提取,以索氏提取器（或称脂肪抽出器）回流提取,10,渗漉法,冷提,-,浸渍法、渗漉法：,适用于热不稳定的化合物,11,回流提取法,连续回流提取法,12,粉碎原料 放在,滤纸筒,内,置于,提取器,中 加热盛有溶剂圆底烧瓶 溶剂沸腾 蒸气通过提取器的,导气管,上升 冷凝滴入提取器中 当溶剂面超过,虹吸管,的最高处时，含有萃取物的溶剂虹吸回烧瓶，因而萃取出一部分物质，如此重复。,索氏提取：,利用溶剂回流及虹吸原理,13,各种溶剂提取法的特点比较,提取方法,溶剂,是否加热,提取效率,使用范围,备注,浸渍法,水、稀醇,否,低,各类成分,水提易发霉，需加防腐剂,渗漉法,各类溶剂,否,高,各类成分,消耗溶剂量大，费时长,煎煮法,水,是,高,水溶性成分,热不稳定不宜用，含多糖多的成分过滤困难,回流提取法,有机溶剂,是,高,脂溶性成分,热不稳定不宜用，消耗溶剂量大,连续回流提取法,有机溶剂,是,最高,脂溶性成分,提取时间长，,热不稳定不宜用，节省溶剂,14,超临界提取法,(Supercritical Fluid Extraction,，,SFE),超临界流体（,SF,）：,指处于临界温度（,Tc,）和临界压力（,Pc,）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。,超临界提取法,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。,15,超临界提取法,16,选用超临界流体（,SF,）替代有机溶剂的特点：,可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用,无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势,提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂,具选择性分离,设备昂贵，需专业人员操作,17,超声提取法,物理过程。,超声波引起液体介质的振动，并且通过,空化,现象，造成植物细胞壁及整个生物体破裂；,溶液渗透到药材细胞中，加速成分的溶解。,18,微波提取法,穿透性强，选择性高，,加热效率高，操作简,便。,缺点：成分变化、生物,活性变化。,19,2.,水蒸气蒸馏法：,适用于具有,挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏，难溶,或,不溶于,水的成分的提取。,如,挥发油,、,小,分子的,香豆素类,、,小,分子的,醌类,成分的提取。,20,3.,升华法（,sublimation,）,固体物质受热不经过熔融，直接,变成蒸汽，遇冷后又凝固为固态，称为,升华,。,中草药中有一些成分具有升华的性质，可以利用升华法直接自中草药中提取出来。如樟脑、咖啡因。,21,二、中草药有效成分的分离与精制,（一）根据物质溶解度差别进行分离,结晶及重结晶法（,温度不同，溶解度不同,）,沉淀法,溶剂沉淀法（,改变溶液的极性去杂，,水提醇沉）,酸碱酸碱法（,酸提碱沉法：,生物碱）,（,碱提酸沉法：,黄酮、蒽醌类酚酸性成分）,沉淀试剂（如铅盐沉淀,法,）,22,（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同 进行分离,1.,液,-,液萃取法,（,1,）,原理：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的不同而实现分离。,（,2,）,分配系数,K,值（即分配比）：,K,= C,U,/C,L,C,U,、,C,L,分别表示溶质在上相和下相溶剂中的浓度。,23,（,3,）,分离因子,：, =,K,A,/,K,B,(,注：,K,A,K,B,）,可表示分离的难易, 100,，一次简单萃取即可分离,10010,时，需萃取,10-12,次，,CCD,法。,2,时，需,100,次以上萃取才能完成，,DCCC,法。,1,时，,K,A,K,B,，意味着两者性质相似，,无法实现萃取分离,24,可以根据纸色谱法计算,值，,选择理想的分配条件,= = =,Rf,a,、,Rf,b,为,A,、,B,两物质在,PC,上,Rf,值。,K,A,K,B,1/r( ),Rfa,1-Rfa,1/r( ),Rfb,1-Rfb,Rfa(1-Rfb),Rfb(1-Rfa),25,（,4,）分配比与,pH,酸性、碱性及两性化合物，,PH,可改变它们的存在状态（游离型或解离型），影响在溶剂系统中的分配比。,酚类,p,K,a,值,9.2-10.8,羧酸类,p,K,a,值,约,5,PH12,，,酸性,物质呈,解离,状态,（,A,）,碱性,物质呈非解离状态,（,B,）,存在,26,HA+H,2,O A,-,+H,3,O,+,Ka=,PKa=PH-lgA,-,/HA,PH=Pka+lgA,-,/HA,HA,达到,99%,解离时，,PH=Pka+2,HA,达到,99%,游离时，,PH=Pka-2,A,-,H,3,O,+,HA,27,试样水溶液,水相,碱性解离,有机相,PH 3,，有机溶剂提,PH 12,，有机溶剂提,水相,有机相,碱性物质,PH 9,，有机溶剂提,水相,酸性强解离,有机相,酸弱非解离,水相,酸弱解离,有机相,中性物质,PH 6,有机溶剂提,水相,有机相,（酚等酸性物质）,PH 3,，有机,水相,有机相,（有机酸等）,PH12,，,酸性,物质,解离（,A,）,碱性,物质,非解离（,B,）,（糖类、中性物质、两性物质）,酸性非解离,PH 13,，有机,28,2.,逆流分溶法（,CCD,法）,：,多次,、,连续,的,液,-,液萃取,分离过程，可用于,分离因子,值小,的萃取分离。,条件温和，样品易回收，适用于中等极性、不稳定物质的分离。,29,液滴逆流色谱,(DCCC),液滴逆流色谱,(DCCC),：,流动相呈液滴形式垂直上升或下降，通过固定相的液柱，实现物质的逆流色谱。,（特别适合皂苷类的分离）,优点：,克服固体载体引起的不可逆吸附消耗、试样变性污染及色谱峰脱尾现象。,30,液滴逆流色谱,DCCC,流动相液滴垂直上下，经过固定相液,31,高速逆流色谱,(HSCCC),：,依靠聚四氟乙烯蛇形管的方向性及高速行星式旋转产生,离心力,使无载体支持的,固定相保留,在蛇形管内，并使流动相单向、低速通过固定相，实现,连续逆流萃取,分离物质的目的。,32,3.,纸色谱（,PC,）：,原理：,分配原理,支持剂：,纤维素,固定相：,水,流动相：,水饱和的有机溶剂,K,= 1/r(Rf/1-Rf),（,r,为纸层色谱定数）,若,A,、,B,两种物质的,Rf,值分别为,Rfa,，,Rfb,，则,Rfa,（,1,Rfb,）,/ Rfb,（,1,Rfa,）,(Rfa Rfb),故纸色谱可为液,-,液萃取分离提供指导。,33,4,液,-,液分配柱色谱：,原理：,分配原理,支持剂：,硅胶、硅藻土、纤维素粉等,34,（,1,）正相分配色谱：,固定相：极性大，如,水、缓冲溶液,流动相：极性小，如,氯仿、乙酸乙酯、丁醇等,载体：硅胶（含水大于,17%,）、硅藻土、纤维素等,洗脱顺序：,化合物极性越小，越先出柱；极性越大，越后出柱。,应用：,通常用于分离,水溶性,或,极性较大,的成分，如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。,35,（,2,）反相分配色谱,（固定相极性, RP-8 RP-2,。,RP-2,RP-8,RP-18,化学修饰,37,（,3,）液,-,液分配薄层色谱：,液,-,液分配色谱法可在,硅胶薄层色谱,上进行。,分配柱色谱,最佳分离条件,注：正相柱用正相薄层色谱，反相柱用反相薄层色谱,38,4,加压液相柱色谱：,加压液相柱色谱依所用压力大小分为：,快速柱色谱,（约,2.0210,5,Pa,）,Lobar,低压柱色谱,（,20.210,5,Pa,）。,39,（三）根据物质的吸附性差别进行分离,固,-,液吸附,物理吸附,:,分子间力，无选择性，可逆,化学吸附,:,化学键，选择性较强，,常不可逆,半化学吸附,:,氢键，选择性较弱，,多可逆,40,1,物理吸附,基本规律：“,极性相似者易于吸附”,基本特点：无选择性、可逆吸附、快速,基本原理：吸附与解吸附的往复循环,三要素：吸附剂 、溶质,(,被分离物,),、溶剂,吸附,再吸附,解吸,再解吸,直至分离,41,（,1,）,硅胶、氧化铝为极性吸附剂，特点：, 被分离物质极性越强，吸附力越强。, 溶剂极性越弱，吸附剂的吸附能力越强。溶剂极性的增强，吸附力减弱。, 当加入极性较强的溶剂后，先前被硅胶或氧化铝所吸附的溶质可被置换洗脱下来。,42,（,2,）非极性吸附剂：活性炭,对非极性物质具有较强的亲和力,在水中对溶质表现出强的吸附能力,从活性炭上洗脱被吸附的物质时，溶剂的,极性越小,，,洗脱能力越强,43,非极性吸附剂：,活性炭,对非极性成分吸附强,溶剂极性,吸附剂对溶质的吸附力,溶质可被极性弱的溶剂洗脱,极性吸附剂：,硅胶、氧化铝,对极性物质亲和力强,溶剂极性,吸附剂对溶质的吸附力,溶质可被极性强的溶剂洗脱,44,2,极性及其强弱判断：,极性强弱,是支配物理吸附过程的主要因素。,官能团极性,（按下列顺序依次递增）：,CH,2,CH,2,，,CH,2,=CH,2,，,OCH,3,，,COOR,，,C=O,，,CHO,，,R-CO-NH-,，,NH,2,，,ROH,，,H,2,O,，,ArOH,，,COOH,溶剂的极性可大体根据介电常数的大小来判断。,介电常数越大，极性越大。,45,3,进行硅胶或氧化铝吸附柱色谱时需注意：,用极性小的溶剂装柱和溶解样品，或用极性稍大的溶剂溶解样品后，以少量吸附剂拌匀挥干，上柱。,最佳溶剂系统：,Rf,值,=0.2-0.3,。, 为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝分离。,在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱剂中常加适量的醋酸（或氨、吡啶、二乙胺），防止拖尾。,吸附剂用量,: 30,60,倍，有时,100,200,倍,46,TLC,1,5,10,47,5,聚酰胺吸附色谱法：,（,1,）原理：氢键吸附。,分子中的酰胺,羰基,与化合物的,酚羟基,酰胺键上的游离,胺基,与,羰基,形成氢键缔合,吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。,48,聚酰胺吸附层析原理,49,（,2,）吸附能力的强弱规律,（在含水溶剂中）：,形成氢键的基团,数目越多,，则能力越强。, 成键位置对吸附能力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附相应减弱。, 分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；反之，则减弱。,50,51,（,3,）各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱到强的顺序：,水,甲醇,乙醇, NaOH,水溶液,甲酰胺,二甲基甲酰胺,尿素水溶液,最常应用的洗脱系统是：乙醇,-,水,52,（,4,）应用：,特别适合于,酚类、黄酮类,化合物的制备和分离。, 脱鞣质处理,注意：,对碱稳定，对酸特别是,无机酸稳定性差,可溶于浓盐酸、冰乙酸、甲酸中,53,6,大孔吸附树脂：,（,1,）组成：,苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂,（,2,）原理：,吸附,作用和,分子筛,作用（多孔）相结合。,（,3,）分类：,非极性,:,苯乙烯，二乙烯苯缩合而成（芳香吸附,树脂）,中极性,:,含脂基的吸附树脂,极 性,:,含酰胺基、氰基、酚羟基等极性基团的,吸附树脂,54,6,大孔吸附树脂：,一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性化合物在水中易被极性树脂吸附。,物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。,洗脱剂：,最常用的是,乙醇,-,水,。,H,2,O,洗：,糖、水溶性色素,30%,乙醇,洗：极性较大成分,50%-75%,乙醇,洗：,皂苷类,成分,95%,乙醇,洗：极性较小成分,55,（四）根据物质分子大小差别进行分离,主要的几种方法：,透析法：,半透膜，分子筛滤过作用,超滤法：,分子大小不同，扩散速度不同,超速离心法：,溶质在超速离心作用下，沉降性和,浮游性不同,凝胶滤过法（分子筛滤过色谱或排阻色谱）：,56,（四）根据物质分子大小差别进行分离,1,凝胶过滤法：,原理：分子筛原理,利用凝胶的三维网状结构分子筛的过滤作用将化合物按分子量大小不同进行分离。,出柱顺序：分子量由大到小,57,葡聚糖凝胶,Sephadex G-25,羟丙基葡聚糖凝胶,Sephadex LH-20,羟丙基化,（,3,）凝胶的种类与性质：,58,葡聚糖凝胶（,Sephadex G,）：,只适用于,水中,应用，不同规格适合分离不同分子量的物质，分离,多糖,、,蛋白质,等。,数字表示葡聚糖凝胶的吸水量，数字吸水量,10,，如,Sephadex G-25,中的,25,表示吸水量为,2.5ml/g,59,羟丙基葡聚糖凝胶,（,Sephadex LH-20,）,的特点：,具有分子筛特性,在水、极性有机溶剂及极性有机溶剂与水的混合物中均可使用，适用于各类化合物的分离。,在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常起到反相分配色谱的作用,60,（五）根据物质解离程度不同进行分离,原理：,离子交换原理,固定相,：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化,合物，引入交换基团）,流动相：,水或含水溶剂,61,1,分类：,根据交换基团不同分为：,阳离子交换树脂,强酸型（,RSO,3,H,+,）,弱酸型（,RCOO,H,+,）,阴离子交换树脂,强碱型,RN,+,(CH,3,),3,Cl,弱碱型（,RNH,2,，,仲胺、叔胺基）,62,交换原理：,R-SO,3,H,+,+ BH,+,R-SO,3,BH,+,R-SO,3,H,+,+ B,R-N,+,(CH,3,),3,Cl,+RCOO,R-N,+,(CH,3,),3,RCOO,R-N,+,(CH,3,),3,Cl,+ RCOOH,OH,HCl,63,2,应用：,用于不同电荷离子的分离，如水提取物中的酸性、碱性、两性化合物的分离。,用于相同电荷离子的分离，如同为生物碱，但碱性强弱不同，仍可用离子交换树脂分离。,64,水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离,65,碱性,66,思考题：,1.,中草药有效成分的提取方法有哪些？其各自的使用范围及其优缺点是什么？,2.,分离中草药成分常用的色谱方法有哪些？它们分别适用于哪些类别化合物的分离？并说出各自常用的洗脱剂及洗脱顺序。,67,从植物中分得,3,个黄酮化合物，结构如下，根据其结构特点推测在硅胶,TLC,和聚酰胺薄膜上的,Rf,值大小。,A: R,1,=R,2,=H,B: R,1,=H,，,R,2,=Rham,C: R,1,=Glc,，,R,2,=Rham,68,