天然药化之溶剂提取法

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,*,烟台蓝欧网络科技有限公司,PPT,设计 网站开发 地址：烟台大学大学生创业,104,天然药化之溶剂提取法,作者：辛航航,学院：生命科学学院,目录,CONTENT,2,3,4,5,溶剂提取法概况,溶剂提取法原理,溶剂提取法的分类,溶剂提取法的发展,溶剂提取法的实际应用及探索,6,溶剂提取法的展望,1,一、溶剂提取法概况,天然产物的开发利用必须真正完成药剂的提取和纯化，包括浸出、澄清、浓缩、层析、结晶与冻干等许多单元操作，其中提取单元运作的优劣直接关系到药用植物中有效成分的得率和后续加工的难易程度，有效成分的提取分离是研究天然产物化学成分的基础。这一过程一般应在生物活性或药理指标跟踪下进行。提取分离方法应根据被提取成分的主要理化性质和考虑各种提取分离技术的原理和特点进行选定，使所需要的成分能充分的得到提取和分离。,提取的重要性,对于天然产物化学成分的提取，通常是采用适当的溶剂和方法将有用的成分从物料组织中溶出转移至所用溶剂中得到含有有用成分的提取液，溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法，它是根据被提取成分的溶解性能，选用合适的溶剂和方法来提取。其作用是“相似者相溶”原理进行的，溶剂穿透入药材粉末的细胞膜，溶解溶质，形成细胞内外溶质浓度差，将溶剂渗出细胞膜，达到提取的目的。,最常用的溶剂提取法包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流法和连续回流法。,溶剂提取法,溶剂提取法原理,生物物料中的可溶性物质通常存在于细胞内，细胞膜产生一种不同于一般情况的扩散阻力，致使提取其中有效成分的浸取速率通常比较小。为了提高提取效率，通常需要对生物体内的细胞进行预处理。,天然产物有效成分的提取过程实质是溶质从植物体内部向溶剂中转移的传质过程。溶剂从溶剂主体传递到固体颗粒的表面；溶剂扩散渗入固体内部和内部微空隙内；溶质溶解进入溶剂；通过固体微空隙通道进入溶剂主体。,例如，在植物成分中，萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性小，易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中；而糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；至于酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度随pH值而改变。,二、溶剂提取法原理及影响因素,溶剂提取法影响因素,固体溶解于液体的扩散速度与温度、溶液粘度、扩散面积以及两相界面之间浓度差等有密切关系。一般来说，增加温度、降低溶液的粘度、增加扩散面积以及保持两相界面的最大浓度差等有利于提高扩散速度，从而使提取效果增加。固体药物粒度越小，比表面积越大，浸取速度越快。但粒度过小会使杂志浸出量液增加，导致分离提纯困难，同时亦增加运行成本，此外，固液相对运动速率越高，溶液的湍动越强烈，会导致边界层变薄，从而提高浸出速度。,渗漉法,浸渍法,煎煮法,回流法和连续回流法,溶剂提取法,将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分（粉碎浸润装筒排气浸渍渗漉收集渗漉液）,冷浸法：在室温条件下浸渍，使有效成分浸出,温浸法：在40-60之间浸渍，能浸出较多的有效成分,将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液,使用回流提取装置，低沸点有机溶剂浸泡药材，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全,实验室中常用索氏提取器，能用少量的溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全,三、溶剂提取法的分类,冷提法,热提法,冷浸渍法,热浸渍法,该法是将药材饮片或者碎块置于特制的罐中，加定量的溶剂（如白酒或者稀醇）水浴或蒸汽加热，使内容物在40-60摄氏度进行浸渍以缩短浸提时间，余同冷浸渍法操作，故浸出液冷却后有沉淀析出，应分离除去。,冷浸渍法是在室温下进行的操作，故又称常温浸渍法。此法可以直接制得药酒、酊剂。若将滤液浓缩，可以进一步制备流浸膏、浸膏、片剂、冲剂等。,1、浸渍法,浸渍法,将中药粗粉放在适当的容器中，加水或者稀醇浸渍药材一定时间，反复数次，合并浸渍液，减压浓缩即可。适用于遇热易破坏或挥发性成分，也适用于含淀粉、树胶、果胶和黏液质多的成分。但是提取时间长，效率不高。以水为提取溶剂时，应注意防止提取液发霉变质。,2、渗漉法,渗漉法,是浸渍法的发展，将药材粗粉装入渗漉筒中，用水或醇做溶剂，首先浸渍数小时，然后由下口开始流出提取液（渗滤液），渗漉筒上口不断添加新溶剂，进行渗漉提取。渗漉法属于动态浸出，即溶剂相对于药粉流动浸出，溶剂的利用率高，有效成分浸出完全。,在进行过程中由于随时保持浓度差，故提取效率高于浸渍法。,此法,适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量,较低的药材的提取。但对于新鲜的易膨胀的药材，无组织结构的药材不宜选,用。渗漉法可分为单渗漉法、重渗漉法、加压渗漉法、逆流渗漉法,。,具体介绍：,（,1,),单渗漉法：其操作一般包括药材粉碎-润湿-装筒-排气-浸渍-渗漉等六个步骤。,（,2,),重渗漉法 重渗漉法是将渗漉液反复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高浸出液浓度的方法。由于多次渗漉，则溶剂通过粉柱长度为各次渗漉粉柱高度的总和，故能提高浸出效率。,（,3,),加压渗漉法 加压渗漉法可使溶剂及浸出液较快通过粉柱，使渗漉顺利进行，有利于有效成分的浸出，总提取液浓度大，溶剂消耗少，对于浓缩及回收溶剂等很为有利。,（,4,),逆流渗漉法 逆流渗漉法是药材与溶剂在浸出容器中，沿相反方向运动，连续而充分地进行接触提取的一种方法。,煎煮法是用水作溶剂，将中药粗粉加水加热煮沸一定的时间，以提取其所含成分的一种常见方法。又称煮提法或煎浸法。此法简便，大部分成分可被不同程度地提取出来，适用于有效成分能溶于水，且对热较稳定的药材。,传统制备汤剂皆用煎煮法，同时也是制备一部分中药散剂、丸剂、冲剂、片剂、注射剂或提取某些有效成分的基本方法之一。但此法对含挥发油成分及加热易破坏的的成分不宜使用，用水煎煮，浸提液中除了有效成分外，往往杂质较多，尚有少量脂溶性成分，给精制带来不便，多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药液粘度较大，滤过困难。此外，煎出液易霉败变质，应及时处理。,根据煎煮法加压与否，可分为常压煎煮法和加压煎煮法。常压煎煮法适用于一般性药材的煎煮，加压煎煮适用于药物成分在高温下不易被破坏，或在常压下不易煎透的药材生产上常用蒸汽进行加压煎煮。,3、煎煮法,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。有蒸汽加热设备的药厂，多采用大反应锅、大铜锅、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接，进行连续煎浸。,回流法,以乙醇等易挥发的有机溶剂作为提取溶剂，在回流装置中加热进行。一般多采用反复回流法，即第一次回流一定时间后，滤出提取液，加入新鲜溶剂，重新回流，如此反复数次，合并提取液，减压回收溶剂。,小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。瓶内装药材约为容量的5070，溶剂浸过药材表面约12,cm。,在水浴中加热回流，一般保持沸腾约数小时后放冷过滤，再在药渣中加溶剂，作第二、三次加热回流分别约半小时，或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高，,但受热易被破坏的成分不宜使用。,4、回流法及连续回流法,连续回流法,应用挥发性有机溶剂提取天然植物有,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。实验室常用脂肪提取,器或称索氏提取器。连续提取法，一般需,数小时才能提取完全。提取成分受热时间,较长，遇热不稳定易变化的成分不宜采用,此法。,此法是回流提取法的发展，具有溶剂消耗量小，操作不繁琐，提取效率高的特点。在实验室连续回流提取常采用索氏提取器或连续回流装置。,多功能提取罐,多功能提取罐,适用于天然产物的常压、微压水煎、温浸、热回流、强制循环、渗漉、芬香油提取及有机溶媒的回收等多种工艺操作。,5、,溶剂提取法的各种方法与技术比较,方法,操作技术要点,适用范围,特点,浸渍法,冷浸法：在室温条件下浸渍，使有效成分浸出温浸法：在,适用于有效成分遇热易破坏及含淀粉、果胶、黏液质、树胶等多糖物质较多的天然药物,操作方便、简单易行，水浸提液易霉变。必要时需加适量防腐剂,渗漉法,将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分（粉碎浸润装筒排气浸渍渗漉收集渗漉液）,适用于提取遇热易破坏的成分,保持良好的浓度差，提取效率高于浸渍法，但溶剂消耗多，提取时间长,煎煮法,将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮液,适用于有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的天然药物的提取,操作简单，提取效率高于冷浸法,回流提取法,使用回流提取装置，低沸点有机溶剂浸泡药材，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全,适用于脂溶性较强的天然药物化学成分的提取，如甾体、萜类、蒽醌类等,提取效率高，但溶剂消耗量大，操作较麻烦。不宜提取对热不稳定的成分,连续回流提取法,实验室中常用索氏提取器，能用少量的溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全,适用于脂溶性化合物，药量少时多用该法进行提取,提取效率高，溶剂用量少，不宜提取对热不稳定成分,6、溶剂的选择,溶剂按极性可分为三类，即亲脂性有机溶剂，亲水性有机溶剂和水。常用于天然产物成分提取的溶剂按极性由弱到强的顺序如下：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 甲醇（乙醇）水。,选择溶剂的要点是根据相似相容的原则，以最大限度地提取所需要的化学成分，溶剂的沸点应适中易回收，低毒安全。,例如，,乙醇、甲醇是最常用的溶剂，因为它能与水按任意比例混合，又能和大多数亲脂性有机溶剂混合，渗入药材细胞能力较强，能溶解大多数中药成分。一般来说，甲醇比乙醇有更好的提取效果，但因其毒性较乙醇大，故较多数情况下仅在实验室研究中应用，而乙醇更适用于工业化生产。,常见溶剂按其极性的大小可以分为极性溶剂、半极性溶剂和非极性溶剂等三大类。,举例：,极性溶剂：水、甘油、二甲基亚砜。,半极性溶剂：乙醇、丙酮、丙二醇等。,非极性溶剂：乙醚、石油醚、氯仿、乙酸乙酯、液体石蜡等。,选择溶剂的原则主要有：,溶剂对有效成分的溶解度大，对杂质溶解度小。,溶剂与有效成分不起化学变化。,溶剂价廉、易得、安全无毒等。,例如，,种子类中药材富含油脂，宜先用石油醚或汽油脱脂。也可将固体药材用极性递增的溶剂依次进行提取，如石油醚可提出油脂、蜡、挥发油、游离的甾体及萜类；氯仿或乙酸乙酯可提出游离的生物碱、有机酸、黄酮及香豆素等；丙酮或甲醇（乙醇）可提出苷类、生物碱或者有机酸盐类；水可提出糖类、氨基酸、蛋白质、无机盐类等水溶性成分。,从药材中提取活性成分时，由于存在多种成分间的相互助溶作用，情况要复杂的多，因此，从药材中提取活性成分很难有一个固定的模式。,1、超声辅助提取,超声波提取法(Ultrasonication Extraction)是利用多种不同的超声波，引起分子振动的技术。超声波可以深入渗透到天然物质内部，有效提取天然物质的有效成分。,只有对物理上稳定的素材才适用活性物质容易被破坏需要大量提取时效率低下,长期使用时溶媒腐蚀振动机板的可能性大，需要细心管理,2、微波辅助提取,微波萃取一般适用于热稳定性的物质，对热敏性物质，微波加热易导致它们变性或失活；要求物料有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破，产物也就难以释放出来；微波提取对组分的选择性差。,四、溶剂提取法的发展,五、溶剂提取法实际应用及探索,针对药用植物有效成分传统提取技术能耗与物耗大、杂质多、效率低的状况，近年来许多学者从不同角度对药用植物有效成分提取工艺进行了摸索与优化，以实现天然药物生产的科学化、规范化和标准化，建立切实可行的提取方法，充分借鉴和利用现代提取分离工程技术。,溶剂提取法实际应用,生物碱是自然界中广泛存在的一大类碱性含氮化合物，具有广泛的生理功能，是许多药用植物的有效成分。,按所用溶剂不同可分为以下几种方法,（1