2-提取分離

1、第二章,提取分離技術(shù),,一、理論基礎(chǔ),二、任務(wù),提取方法與技術(shù),一、定義提?。哼m宜的溶劑和方法 有效成分 雜質(zhì)分離：有效部位 有效成分,,分離,二、常用的提取方法溶劑提取法水蒸氣蒸餾法超臨界流體萃取法升華法,1、基本原理（滲透擴散原理） 粉碎后的藥材，加入適宜的溶劑 → 溶劑滲透、進入藥材，溶解可溶性成分 → 藥材細胞內(nèi)外，可溶性成分形成濃度差

2、，產(chǎn)生滲透壓 → 擴散 → 再不斷地滲透、擴散 → 最終達到動態(tài)平衡,（一）溶劑提取法,2、提取前的預處理,（1）粉碎度 適宜的粉碎度，并非越細越好；（2）種子類藥材 用壓榨法或石油醚脫去大量油脂再粉碎；（3）含苷類的藥材 用乙醇或沸水提取，防止被酶水解； 等等；,3、影響因素,（1）溶劑的選擇（2）濃度差（3）溫度（4）藥材粉碎度（5）藥材的干濕度（6）提取時間,4、溶劑的選

3、擇,（1）常見溶劑的介電常數(shù)、極性大小,常用溶劑的極性大小順序排列如下：石油醚＜苯＜無水乙醚＜氯仿＜醋酸乙酯 脂溶性溶劑（親脂性） 正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水 水溶性溶劑（親水性）,5、各官能團的極性順序如下： 羧基＞酚羥基＞醇羥基＞氨基＞酰氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基＞烷基,6、提取技術(shù),（1）浸漬法 冷浸法和

4、溫浸法 （2）滲漉法（動態(tài)浸提方法）（ 3）煎煮法（ 4）回流提取法（ 5）連續(xù)回流提取法（ 6）超聲提取法,（二）水蒸氣蒸餾法,（1）基本原理： 蒸氣壓升高，沸點降低（2）適用范圍： 具有揮發(fā)性， 沸點高能隨水蒸氣餾出而不被破壞 不溶或難溶于水 與水不發(fā)生化學反應,（三）超臨界流體萃取技術(shù),（1）超臨界流體狀態(tài)（2）常用的超臨界流體物質(zhì)：二氧化碳、氧

5、化亞氮、乙烷和甲苯等（3）超臨界流體萃取工藝程序（略）,分離方法與技術(shù),一、系統(tǒng)溶劑分離法二、兩相溶劑萃取法三、沉淀法四、結(jié)晶法與重結(jié)晶法五、透析法六、分餾法七、色譜法,,,兩相溶劑萃取法,原理,注意事項（1）分液漏斗的選擇（2）萃取劑的選擇與用量（3）乳化現(xiàn)象的處理,兩相溶劑萃取法,在溶液中加入另一種溶劑以改變混合溶劑的性質(zhì)（極性、酸堿性等），使其沉淀析出，從而實現(xiàn)分離。,沉淀法,賴祖亮@小木蟲,賴祖亮@小木蟲,酸

6、堿沉淀法,試劑沉淀法,鉛鹽沉淀法,沉淀法,,色譜分離技術(shù),一、吸附色譜法,利用作為固定相的吸附劑對混合物中各種成分吸附能力的大小不同，使各成分得到相互分離的方法。,三個基本構(gòu)成要素,吸附劑,展開劑,被分離成分,硅膠,吸附劑,極性吸附劑（含水量＜17%）,吸附劑,硅膠酸性的多孔性物質(zhì)，硅醇基能與許多化合物形成氫鍵產(chǎn)生吸附作用,,理論基礎(chǔ),一、概述,二、結(jié)構(gòu)與分類,三、理化性質(zhì),四、提取分離方法,,生物堿,一、概述,十九世紀德國學者F.W

7、.Sertrner從鴉片中分離出嗎啡堿(morphine) 現(xiàn)從自然界中分離得到約10000種 《全國醫(yī)藥產(chǎn)品大全》中收載的藥物及其制劑達六十余種 植物中存在的生物堿大多有明顯的生理活性如：,,,,,,概述,鴉片中的嗎啡——鎮(zhèn)痛作用 麻黃中的麻黃堿——止喘作用 長春花中的長春堿——抗癌活性 黃連中的小檗堿——抗菌消炎作用 山莨菪堿——抗中毒性休克作用 生物堿化學結(jié)構(gòu)的研究為合成藥物提供了線

8、索，如：,,,概述,植物古柯中的有效成分古柯堿（cocaine）雖有很強的局部麻醉作用，但是毒性較大，久用容易成癮,,普魯卡因 procaine(合成品)局麻藥,古柯堿cocaine（可卡因）,指存在于生物體內(nèi)一類含氮的有機化合物； 多數(shù)具有堿性且能和酸結(jié)合生成鹽； 大部分為雜環(huán)化合物且氮原子在雜環(huán)內(nèi)； 多數(shù)有較強的生理活性。,概述,㈡分布 存在于一百多個科中如：豆科、茄科、防己科、罌粟科、毛茛科等植物中。,,㈠

9、生物堿的定義,概述,1.游離堿：堿性極弱，以游離堿的形式存在。 2.成 鹽：有機酸：檸檬酸、酒石酸等；特殊的酸類：烏頭酸、綠原酸等無機酸：硫酸、鹽酸等。 3.苷 類：以苷的形式存在于植物中； 4.酯 類：多種吲哚類生物堿分子中的羧基，常以甲酯形式存在。 5.N-氧化物：植物體中的氮氧化物約一百余種。,,㈢存在形式,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈠有機胺類（苯丙氨酸/酪氨酸） 氮原子不結(jié)合

10、在環(huán)內(nèi)的一類生物堿。,,,結(jié)構(gòu)特點,麻黃枝、莖,麻 黃,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈡吡咯烷類生物堿由吡咯或四氫吡咯（吡咯烷）衍生的生物堿。,重要的分類：簡單的吡咯衍生物 吡咯里西啶衍生物（又稱雙稠吡咯啶） 吲哚里西啶衍生物。,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈡吡咯烷類生物堿簡單的吡咯衍生物,,紅古豆堿cuscohygrine,,紅古豆醇苦杏仁

11、酸酯,（無活性）,,,,,,（有活性）,似阿托品藥物 的散瞳等作用,山 莨 菪,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈢吡啶衍生物由吡啶或六氫吡啶衍生的生物堿。 分類：簡單吡啶衍生物、喹諾里西啶（quinolizidine）,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈢吡啶衍生物,,actinidine,ricinine,cytisine,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈢吡啶衍生物,,matrine,oxymatrine,苦 參,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈣莨菪烷（tro

12、pane）衍生物由吡咯啶和哌啶駢合而成的雜環(huán)。 分類：顛茄生物堿（belladonna alkaloids） 古柯生物堿（coca alkaloids）,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,莨菪堿是由莨菪醇（tuopine）與莨菪酸（tuopic acid）縮合而生成的酯：,,莨菪醇,莨菪酸,莨菪堿（阿托品）,+,,縮合,二、 結(jié)構(gòu)與分類,顛茄生物堿（belladonna alkaloids）,,莨菪堿hyoscy

13、amine,阿托品atropine,東莨菪堿scopolamine,山莨菪堿anisodamine,樟柳堿 anisodine,白花曼陀羅,二、 結(jié)構(gòu)與分類,古柯生物堿（coca alkaloids）,,愛康寧ecgonine,古柯堿cocaine,古 柯 樹,二、 結(jié)構(gòu)與分類,㈤喹啉衍生物,,,喜樹堿camptothecine,治白血病和直腸癌,內(nèi)酯結(jié)構(gòu),堿化開環(huán),成鹽溶于水,,喜 樹,二、 結(jié)構(gòu)與分類,

14、（六）異喹啉類生物堿原小檗堿型 protoberberine,,黃 連,二、 結(jié)構(gòu)與分類,（七）吲哚（yinduo）衍生物,,吲哚,麥角新堿 ergonovine ergometrine,二、 結(jié)構(gòu)與分類,（七）吲哚（yinduo）衍生物,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,(八) 甾體生物堿類,,貝母堿 peimine verticine,二、 結(jié)構(gòu)與分類,(九) 萜生物堿類,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,(十) 大環(huán)

15、生物堿類,,二、 結(jié)構(gòu)與分類,(十一) 其他類型生物堿,,三、 理化性質(zhì),（一）一般性質(zhì)1.形態(tài)——多為結(jié)晶固體，少為粉末；有熔點。 少數(shù)常溫下——液體（多不含氧，若含多成酯鍵）,,,,三、理化性質(zhì),（一）一般性質(zhì)2.顏色——多為無色或白色，少數(shù)有色。,,一葉萩堿 （黃色）,一葉萩堿成鹽后則無色。,三、理化性質(zhì),,（一）一般性質(zhì),3.味 覺——多具苦味 4.揮發(fā)性——多無揮發(fā)性，少數(shù)具揮發(fā)性(麻黃堿）。5

16、.升華性——極少數(shù)有升華性（咖啡因）,三、理化性質(zhì),（一）一般性質(zhì)5.旋光性——多為左旋光性。 有的產(chǎn)生變旋現(xiàn)象。 如：煙堿 中性溶液——左旋光性 酸性溶液——右旋光性 多數(shù)左旋體呈顯著生理活

17、性。,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,1.堿性的產(chǎn)生及強度的表示,,,氮原子具有孤電子對，能接受質(zhì)子或給出電子而顯堿性。,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.堿性與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 （1）雜化方式,,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素（2）誘導效應,,連接供電基團則使堿性增強。,,,比較下面化合物的堿性大?。?（1）去甲麻黃堿與麻黃堿的堿性大小（2）去甲麻黃堿與苯異丙胺的堿性大小,PKa 9.0,PKa 9.58,PKa

18、 9.8,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 （3）共軛效應,氮原子孤電子對處于P~?共軛體系時，堿性減弱。,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 （4）空間效應,1）叔胺分子——堿性降低 2）東莨菪堿與莨菪堿的堿性比較,,叔胺,東莨菪堿scopolamine,莨菪堿hyoscyamine,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 （5）分子內(nèi)氫鍵,若能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵，可使堿性

19、增強。（指成鹽時接受的質(zhì)子能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵）,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 （4）分子內(nèi)氫鍵,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 （4）分子內(nèi)氫鍵,,,,,,,,,,三、理化性質(zhì) （二）堿性,2.影響堿性強弱的因素 堿性強弱：,,,三、理化性質(zhì)（三）溶解性,*酸、堿均為1%。,,(1)游離堿,類別 極性 溶解性 H2O CHCl3

20、H+ OH-,非酚性 較弱 脂溶性 — + + —,季銨堿 強 水溶性 + — + +,氮氧化物 半極性 中等水溶 + ± + +,兩性: Ar-OH 較弱 脂溶性 — + + +

21、 -COOH 強 水溶性 + — + +,,三、理化性質(zhì)（三）溶解性,(1)游離堿 少數(shù)酚性堿，由于各種原因而導致不溶堿水中。 如：,,三、理化性質(zhì)（三）溶解性,(2)成鹽 多易溶于水，不溶或難溶有機溶劑。 含氧酸鹽的水溶性往往較大。 與大分子有機酸所形成的鹽水溶性

22、差 與小分子有機酸或無機酸成鹽水溶性較好。,,生物堿與酸成鹽，對質(zhì)子化來說，仲胺、叔胺生物堿成鹽時，質(zhì)子多結(jié)合于氮原子。 季胺堿、氮雜縮醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨環(huán)效應形式存在的生物堿，質(zhì)子化則往往并非發(fā)生在氮原子上。,,三、理化性質(zhì) （三）溶解性,三、理化性質(zhì) （四）生物堿的檢識,用途： 鑒別——試管、TLC或PC顯色劑； 提取分離——檢查是否提取完全。

23、主要內(nèi)容： 1.沉淀試劑 2.反應原理 3.反應條件 4.結(jié)果判斷,,三、理化性質(zhì) （四）檢識方法,1.沉淀試劑 金屬鹽類 碘-碘化鉀（Wagner）KI-I2 棕褐色沉淀 碘化鉍鉀（Dragendoff）BiI3?KI 紅棕色沉淀 碘化汞鉀（Mayer試劑）HgI2?2KI

24、 類白色沉淀 若加過量試劑，沉淀又被溶解,,三、理化性質(zhì) （四）檢識方法,1.沉淀試劑 酸類——硅鎢酸(Bertrand試劑)SiO2?12WO3 乳白色 酚酸類——苦味酸(Hager試劑) 2,4,6-三硝基苯酚黃色復鹽——雷氏銨鹽(Ammoniumreineckate) 硫氰酸鉻銨試劑 ，生成難溶性復鹽 紫紅色,,三、理化性質(zhì) （四）檢識方法,2.反應原理：生成更多大分子復鹽和絡(luò)鹽,,三

25、、理化性質(zhì) （四）檢識方法,3.沉淀反應條件 （1）通常在酸性水溶液中生物堿成鹽狀態(tài)下進行； （若在堿性條件下則試劑本身將產(chǎn)生沉淀） （2）在稀醇或脂溶性溶液中時，含水量>50%； （當醇含量>50%時可使沉淀溶解） （3）沉淀試劑不易加入多量。 （如：過量的碘化汞鉀可使產(chǎn)生的沉淀溶解）,,三、理化性質(zhì) （四）檢識方法,4.結(jié)果的判斷 （1）鑒別時每種Alk需采用三種以

26、上沉淀試劑； （沉淀試劑對各種Alk的靈敏度不同） （2）直接對中藥酸提液進行沉淀反應，則 陽性結(jié)果——不能判定Alk的存在 陰性結(jié)果可判斷無Alk存在氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、鞣質(zhì)等 + 沉淀試劑——沉淀,,四、提取分離方法,（一）提取 1. 脂溶性生物堿的提取 （1）酸水提取法 （2）有機溶劑萃取法 （3）沉淀

27、法 2. 水溶性生物堿的提取 （1）沉淀法 （2）萃取法,,知識鏈接,四、提取分離方法,,（二）分離 1.總生物堿的分離 2.生物堿單體的分離 （1）堿性強弱——pH梯度萃取 （2）溶解性——結(jié)晶法 （3）特殊功能基——沉淀結(jié)晶法 （4）色譜法,任 務(wù),（一）提取 1.酸水提取法（黃連中小檗堿的提取分離方法） 分離

28、——（離子交換樹脂法、有機溶劑萃取法、沉淀法） 2.醇類溶劑提取法（粉防己中生物堿類成分的提取分離方法) 3.親脂性有機溶劑提取法（烏頭中生物堿的提取分離方法）,,任 務(wù) 一,黃連中小檗堿的提取分離方法酸水提取法：冷提法（滲漉法、冷浸法） 酸性水——0.5% ~ 1%H2SO4、HCl、HOAc等,,任 務(wù) 一,酸水提取法 此法缺點： 提取液體積較大（濃縮困難）

29、 提取液中水溶性雜質(zhì)多 解決方法： （1）離子交換樹脂法 （2）沉淀法,,任 務(wù) 一,酸水提取后的處理方法：（分離） （1）離子交換樹脂法,,任 務(wù) 一,酸水提取后的處理方法：（分離） （2）沉淀法 ①酸提堿沉法,,任 務(wù) 一,酸水提取后的處理方法：（分離） （2）沉淀法

30、 ②鹽析法,,黃連提取液（處理后）,H2O,沉淀,加NaCl達飽和,鹽酸小檗堿,,,,,任 務(wù) 一,酸水提取后的處理方法：（分離） （2）沉淀法 ③雷氏銨鹽沉淀法,,任 務(wù) 一,,季銨堿的水溶液,水溶液,沉淀(雷氏復鹽),雷氏銀鹽沉淀,沉 淀,濾 液,濾液 (B2SO4),硫酸鋇沉淀,季銨堿的鹽酸鹽,加酸水調(diào)至弱酸性 加新配制的雷氏銨鹽飽和/H2O,溶丙酮（乙醇）中 加Ag2SO4飽和水溶液,加入氯化鋇（

31、BaCl2）,,,,,,,,,,,,,任 務(wù) 二 粉防己中生物堿類的提取分離方法,醇類溶劑提取法,,生 藥,H+ / H2O,藥 渣,醇 液,OH-/H2O,醇或酸性醇,揮醇；加酸水,堿性較弱的堿,親水性Alk,,,,,,,,,CHCl3,沉 淀,Alk,OH-/H2O CHCl3,,,,,任務(wù)三 烏頭中生物堿類的提取分離方法,親脂性有機溶劑提取法,,烏頭粗粉,殘 渣,CHCl3,CHCl3,H+/H2O,堿化

32、（如NH4OH）（使Alk游離） 滲濾（或浸漬）（如CHCl3等）,H+/H2O,OH-/H2O,Alk沉淀,親水性Alk,堿性較弱的Alk,,,,,,,,,,分離方法論,,,生物堿的分離,系統(tǒng)分離,特定分離,多用于基礎(chǔ)研究,側(cè)重于生產(chǎn)實用,總 堿,單體Alk的分離,類別 指酸堿性強弱,部位 指極性不同,依據(jù)Alk的理化性質(zhì),,,,,,,,,,,,,,,,,1.根據(jù)Alk及其鹽的溶解度不同進行分離 （1）游離生物堿：

33、氧化苦參堿 的分離； （2）生物堿鹽：麻黃堿和偽麻黃堿 的分離 士的寧與馬錢子堿 的分離 2.利用生物堿特殊功能基不同進行分離 嗎啡與可待因 的分離,,復習思考題,1、異喹啉類生物堿有哪些主要類型？試舉例。2、簡述生物堿的溶解性規(guī)律。3、簡述影響生物堿堿性的因素。4、生物堿的沉淀反應應在什么條件下進行？應注意什么問題？5、通常用什么