第二章天然产物提取方法和技术优秀课件
提取分离课件
提取方法新技术
• 超临界流体萃取技术 • 超声提取技术 • 微波萃取技术 • 酶法 • 半仿生提取法 • 破碎提取法
提取分离
超临界流体萃取技术
• 临界温度(Tc):气体高于该温度时,任何压 缩不能使其变为液体,
• 临界压力(Pc):在临界温度下,气体能 被液化的最低压力
• 超临界状态:温度及压力均处于临界点以 上的液体所处的状态
提取分离
4、溶剂分类与选择
• 溶剂提取法的关键,是选择适当的溶剂。 • 注意以下三点:
①溶剂对有效成分溶解度大,对杂质溶解 度小;
②溶剂不能与中药的成分起化学变化; ③溶剂要经济、易得、使用安全方便
提取分离
分类
• 常用溶剂分为水、有机溶剂两大类。 水是;相对极性较弱的有机溶剂也根据极 性不同分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机 溶剂两类。
提取分离
• 应用: 常以水或者乙醇为溶剂,适宜于挥发性
成分、热不稳定性成分、含淀粉、糖类或 树胶多的成分的提取。
• 缺点是:时间长、溶剂用量大、
提取分离
3)煎煮法
• 煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。 在砂锅(陶瓷锅、搪瓷锅、玻璃锅、铝锅、 铜锅、不锈钢锅均可)加入水没过药材粗 粉,加热至沸30-60分钟,趁热过滤;滤 渣进行二次煎煮,方法同前。合并再次煎 煮液,提取液可直接服用或再做处理。
提取分离
• 注意:所用容器不宜用铁锅,因为铁比较 活泼,能与许多物质(尤其是酸性基团物 质)发生化学反应,导致成分结构破坏、 失效,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。
第二章 天然产物
单糖、双糖等小分子化合物的分离。
分类:根据所用膜的孔径大小不同可将膜分离法分为超滤和纳滤。 优点:不使用大量有机溶剂。
5、升华法
植物中凡是具有升华性质的化合物均可用此法进行纯化。
实例:樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡碱及植物中的苯甲酸等成分。 优缺点:简单易行,但产率低,还可能伴有分解现象。
伪石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱时,均可利用常压或 减压分馏方法进行初步分离,然后再精制纯化。
3、沉淀法
原理:利用有机物的溶解性或与某些试剂产生沉淀的性质可实现
植物成分的初步分离。对分离成分来讲,这种沉淀是可逆的。 中性乙酸铅或碱式乙酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难
溶性的铅盐或络盐沉淀,利用这种性质可使所需成分与杂质分离。
中皂苷析出,沉淀物溶于乙醇,加胆固醇的乙醇溶液沉淀,过滤,
沉淀干燥后置于索氏提取器中用苯回流,不溶物为皂苷,苯液浓 缩后可回收胆固醇。 对多糖、蛋白质等成分可加丙酮、乙醇或乙醚沉淀。
4、膜分离法
原理:小分子物质在溶液中可通过具有一定孔径的膜,而大分子
物质不能通过。 适用对象:常用于蛋白质、多肽、多糖等大分子化合物与无机盐、
在设计纯化方案时,通常是在初始阶段使用分离效能不高但具有
大量处理样品能力的纯化手段,如选择性提取、沉淀过滤机简单 的常压色谱柱分离等。合理地选择单一或混合溶剂进行提取是进 行样品有效分离纯化的第一步。以低极性溶剂提取可得到亲脂性 的组分,醇类溶剂则对极性与非极性溶剂都可溶出。若开始阶段 采用极性大的溶剂提取,接着用溶剂萃取方法可将提取物质按极 性分成不同的部位。一些较新的方法,如超临界流体萃取、固相 萃取等,则具有选择性高、快速、高效的优点。
6、结晶法
第二章 天然产物提取分离方法和技术
2、设备选型与材料质量试验:
在小试阶段,大部分实验是在小型玻璃仪器中进行, 但在工业生产中,物料要接触到各种设备材料,如微 生物发酵罐、细胞培养罐、固定化生物反应器,多种 层析材料以及产品后处理的过滤浓缩、结晶、干燥设 备等。有时某种材质对某一反应有极大影响,甚至使 整个反应无法进行。故在中试时,要对设备材料的质
含强心苷的药材,用发酵法将低效的多糖苷转化为单 糖苷;需要从原料中提取某种苷的苷元时,用发酵法 或水解法把苷转化为相应的苷元后,再提取。
5、脱脂处理:
油质、蜡、树脂都不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、丙 酮、苯及热乙醇中。
脱脂处理的方法:①先用乙醚或苯等亲脂性溶剂单独 或依次加热提取,并反复数次即可达到脱脂的目的。 ②对于树脂,可在乙醚提取液浓缩后,再经氯仿提取 即可以溶出树脂成分。
工厂化生产原料的质量控制方法
(1)形态与性状相结合的鉴别方法 (2)显微粉末鉴定:在显微镜下观察原料粉
末的组织或细微的形态,做出鉴定结论。 (3)化学鉴别法:用薄层层析法或传统的化
学方法进行化学成分的鉴定,并做出鉴定结论。 (4)紫外光谱法:用原料的甲醇或乙醇浸出
液在紫外光谱仪测定其紫外光谱,做出鉴定结 论。
主要是检查生产工艺流程的可行性和存在的问题,并 为中试和正式生产提供科学依据。如果放大实验的结 果较好,可以不再做中间生产实验,如果结果不理想, 可以为中间生产试验创造条件。
著名的化学工业学家L.H.裴克赖(L.H.Baekeland)的名 言:“小试验多摸索,大生产多收获” 。
在小型实验中要对所有工序的物料进行化学分析,并 在每个工序中计算被提取物质的收率和损失,并计算 各种物料的变化和废水、废液和废渣的数量。每次实 验都要总结经验、分析数据、找出问题、提出解决问 题的办法。
天然产物化学成分提取分离方法优秀课件
(二)天然产物化学成分的系统提取分离
• 1.系统溶剂提取——选择几种不同极性的溶 剂,由低极性到高极性进行分步提取,使 各成分依其在不同极性溶剂中的溶解度不 同而得以分别提取出来。
• 常用的两种溶剂系统为: • (1)己烷—乙醚—甲醇—水 • (2)己烷—二氯甲烷—甲醇—水
•2.单一溶剂提取——根据水可提取极性成分,石 油醚可提取非极性成分,醇能提取大部分成分 的特点,用一种溶剂将性质相近的组分集中在 一起提取出来。
2.1 天然产物化学成分的预试验与提取
• 开发利用天然产物资源离不开对天然产物复杂化 学成分的研究,提取分离是开展研究的初期。
• 天然产物化学研究常从有效成分或生理活 性成分的提取、分离工作开始。在进行提 取之前,应了解所用材料的基源(如动、 植物的学名)、产地、药用部位、采集时 间等。
一、天然产物化学成分的预试验与系统提取 (一)天然产物化学成分的预试验
对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂,依据 “浓度差”原理,将所提成分从天然材料中溶解出来。
提取依据:被提取化学成分的溶解性(极性)
•提取的关键:提取溶剂的选择
• 溶剂的选择原则: ①与所提成分不发生化学反应; ②对所提成分溶解度大,对杂质溶解度小; ③价廉、易得、无毒、安全、易于回收等。
• 影响溶剂提取的因素: 1.化学成分的极性:被提取成分的极性是选择溶剂
合物极性大小主要取决于取代基极性大小。 常见基团极性大小顺序如下:酸>酚>醇>胺>醛>酮>
酯>醚>烯>烷。
(3)化合物极性的判断:
由分子中官能团的种类、数目、及排列 方式等综合因素决定。
分子较小,极性基团多的物质:亲水性 较强——易溶于亲水性溶剂
分子较大,极性基团少的物质: 亲脂 性较强——易溶于亲脂性溶剂
天然产物的提取 PPT
生物碱的提取方法*
由于各种生物碱的结构不同,性质各异, 提取分离方法也不尽相同,主要是依照 生物碱的溶解度而定。生物碱大都能溶 于氯仿、甲醇、乙醇等有机溶剂,除季 铵碱和一些分子量较低或含极性基团较 多的生物碱外,一般均不溶或难溶于水, 而生物碱与酸结合成盐时则易溶于水和 醇。基于这种特性,可用不同的溶剂将 生物碱从中药中提出,常用的提取溶剂 有下列3种:
▪
▪ (1) 非极性溶剂:样品先用10%氢氧化铵溶液 湿润,使中草药中与酸结合成盐的生物碱呈 游离状态,然后用氯仿或乙醚等提取,一些与 酸结合比较稳定的生物碱盐类和鞣酸盐或碱 性较强的生物碱盐等,氢氧化铵不能将其完 全分解,可用碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钙 或氧化镁,甚至氢氧化钠碱化,这个方法的缺 点是不能提出水溶性生物碱。
故一般选取莱式金鸡纳树作为原料。
国外金鸡纳的生产概况 魏美庆李元氏编译
奎宁的性质
▪ 又名金鸡纳霜,鸡纳碱。白色颗粒状或微晶性粉末, 微风化性。无臭,味微苦。熔点173~177℃。微 溶于水和甘油,易溶于乙醇,氯仿,溶于稀酸、稀氨 水中。为金鸡纳树皮中存在的主要生物碱。可由 其树皮中提取或者以间羟基苯甲醛与2-氨基乙醛 为原料制得。奎宁为二元碱,其中奎核碱上的氮原 子的碱性较强(pka=8、8),而奎啉环的氮原子碱性 较弱(pka=4、2)。临床上使用的盐有两种,即硫酸 盐和二盐酸盐,硫酸盐难溶于水,多制成片剂。二 盐酸盐水溶性大,可制成注射剂。
奎宁的现状及发展趋势
▪ 副作用当每日用量超过1g可出现金鸡纳反应:为恶 心、呕吐、头痛、耳鸣、视力及听力减退。亦可 引起皮疹、哮喘、血管神经性水肿、瘙痒等过敏 性反应。
第二章天然产物提取方法和技术1
第二章天然产物提取方法和技术1第二章天然产物提取方法和技术第一节天然产物开发利用方案确定天然产物提取程序依研究目的不同而有差异,大致分为选定研究对象、生物材料采集和品种鉴定、文献资料调研、化学成分预试验、活性提取部位和活性化合物跟踪分离和结构鉴定、活性成分结构改造和构效关系、药理、毒理、药物代谢动力学、制剂工艺(处方及工艺、质量分析与控制、稳定性实验、生物利用度)、临床实验、中试、正式生产等步骤。
研究对象的确定总则:选题应与社会发展和需求密切相关,围绕天然产物研究的趋势和方向确定所研究的天然产物对象。
根据古代医学典籍、民族医学实践提供的资料或民间经验和临床观察确定研究对象;根据当地植物样品随机选取研究对象;根据天然产物成分信息确定研究对象;在已有的天然产物、医药学及相关科学研究成果的基础上,通过大量的文献检索确定研究对象;根据市场商品要求确定研究对象。
相关文献资料和收集信息与天然产物提取分离有关的期刊杂志、数据库主要有:Natural Prodouct Report,1984,英国皇家化学会Journal of Natural Product,美国化学会与美国生药学会合办Phytochemistry,国际植物生物化学与天然有机化学的专业期刊Journal of Asian Natural Product Research,中国和日本合办The Archives of Pharmacal Research,韩国药学会主办Journal of Natural Remedies,印度主办Journal of Essential Oil Research,美国主办Phytochemieal Analysis,英国主办。
Phytochemical Reviews,英国主办,欧洲天然产物学会会刊Phytomedicine,国际植物疗法和植物药理学杂志,德国主办药学学报,中国药学会主办Scirus-for scientific information only美国化学会网站,网址:/doc/f918329768.html,英国皇家化学会网站,网址:/doc/f918329768.html,天然产物提取实验设计和工艺流程的选择在实验设计中,对实验中各种实验条件的控制要非常严格,否则实验结果将不可靠。
最新天然产物提取与分离第二章1只是课件精品课件
第二十三页,共120页。
影响分子(fēnzǐ)极性的因 素 ➢ 分子的极性与分子结构及分子大小有关 (yǒuguān); ➢——分子结构指分子中所含官能团的种类、 数目及排列方式等综合因素。 ➢——分子大小指分子碳链长度、骨架大小, 与分子量相关。
第二十四页,共120页。
——例如,甲醇、乙醇的分子较小,有羟基 (qiǎngjī)基团,与水的结构相近,是亲水性 较强的溶剂,能与水互溶。
➢选择合适的溶剂; ➢提取方式:煎煮、浸提、渗漉、索氏提取
等; ➢提取工艺参数:原料的粉碎度、提取温度
(wēndù)、浓度差、提取时间、操作压力、 原料与溶剂的相对运动(如搅拌)等。
主要取决于选择(xuǎnzé)合适的溶剂和提 取方法。
第二十页,共120页。
1.提取(tíqǔ)方 法
➢提取方式:煎煮、浸提、渗漉、索氏提取 等。
➢提取工艺(gōngyì)参数:原料的粉碎度、 提取温度、浓度差、提取时间、操作压力、 原料与溶剂的相对运动(如搅拌)等。
第二十一页,共120页。
2.溶剂(róngjì)的选 择原则
• 极性是一种抽象概念,用以表示分子中电 荷不对称(assymmetry)的程度(chéngdù), 大体上与偶极矩(dipole moment)、极化度 (polarizability)及介电常数(dielectric constant)等概念相对应。
•
•
__________(课本pp25-27)
CH 3
α-细 辛 醚 ( α-asarone)
第三十四页,共120页。
_____糖苷(tánggān)、氨基酸等极性大的成 分——水或含水的醇溶液。
HO
O
OH
O HO
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定课件
➢ 因此大孔吸附树脂在干燥状态下其内部具有较
高的孔隙率,且孔径较大,在100~1000nm之间,
故称为大孔吸附树脂。
43
大孔吸附树脂优势
➢ 表面积较大,且交换速度较快 ➢ 机械强度高 ➢ 抗污染能力强,可重复使用 ➢ 理化性质稳定,热稳定好 ➢ 在水溶液和非水溶液中都能使用
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(4) 根据物质的分子大小差别进行分离
5
石油醚-苯-氯仿-乙醚-乙酸乙酯-丙酮-乙醇-甲醇-水
----亲水性强的化合物在水中溶解度较大,亲脂性 强的化合物在油中的溶解度较大。这种亲水性或亲 脂性的强弱是和化合物的结构直接相关。简言之, 在多数情况下凡化合物与水的结构相似,就具有亲 水性,与油脂的结构相似,就具有亲脂性。这就是所 谓 “相似相溶”原则。
VaporLeabharlann Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute
28
Lower-density solvent extraction
Condensate
Extracting solvent
High-density solution being extracted
33
34
➢ 影响液滴逆流分配的主要因素有: ➢ 被分离成分在两相溶剂间的分配系数要大; ➢ 形成大小合适的移动相液滴,这与两相间的界面 张力、密度差、输液管口径和萃取管材料等有关, 可以采用数根萃取管预试液滴的形成情况而确定; ➢ 液滴间的间隔,与泵的送液速度有关,送液速度 过快,液滴间几无间隔变成线流通过固定相,通常 也可经过小样探索而定。
1. 天然产物化学成分的预试验 p11, 天然产物化学成分的预试验流程
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如:冬凌草
➢ 冬凌草(Rabdosia rubescens (Hemls.) Hara) 为唇形科香茶菜属药用植物广布于我国黄河 长江流域,河南济源民间用于治疗食管癌, 贲门癌的民间药物;研究发现它的有效化学 成分是一个二萜类化合物,冬凌草素。
如:苦木苦味素类成分的研究
➢ 从苦木科鸦胆子属抗痢鸦胆子(B. antidysenterica Mill)植物中得到有显著抗肿瘤活性的化合物鸦胆丁;
➢ 后从苦木科16属35种植物中也得到了约140个苦木苦 味素类成分,其中30个有不同程度的抗肿瘤活性。
鸦胆子
二、查阅文献资料和收集信息
与天然产物提取分离有关的期刊杂志主要有: ➢ Natural Product Report,1984年开始出版
第二章天然产物提 取方法和技术
第一节 天然产物开发利用方案确定
根据研究目的的不同:
大致可分为:选定研究对象、生物材料采集 和品种鉴定、文献资料调研、化学成分预试 验、活性提取部位和活性化合物跟踪分离和 结构鉴定、构效关系、药理、毒理、制剂工 艺、临床实验、中试、正式生产等步骤。
一、研究对象的确定
三、实验设计和工艺流程的选择
实验设计: 2.选择测试指标:
在实验中所使用的分析方法测定速度 快,结果要精确可靠;
3.不能直接搬用植物化学的提取方法作为 工业生成的方法?
➢ 植物化学提取的目的:新化合物、鉴定结构、 发现新成分、不计算成本、收率、经济效益;
➢ 天然产物生产提取目的:要考虑收率、成本和 经济效益等;
一个制备物是否纯,常以“均一性”表 示
均一性是指所获得的制备物只具有一种 完全相同的成分。
均一性的评价需经过数种方法的验证才 能肯定。
纯度的鉴定方法很多,常用的有:溶解 度法、结晶法、熔点法、色谱法、质谱 法等多种
二、实验设计和工艺流程的选择
进入新实验研究阶段: 即小型或放大生产实验阶段 这个阶段的主要任务:检查生产工艺流程 的可行性和存在的问题,并为中间生产实 验或正式工业生产提供科学依据。
过多而影响吸附效果,如增加透析除盐, 则使操作大大复杂化。 ➢ 如果倒过来进行,先吸附,后盐析就比较 合理。
3.分离操作的后期: ➢ 必须注意避免产品的损失,主要是器皿的吸
附,样品液体残留,空气氧化及无法了解的 原因。 ➢ 为取得足够量的样品,常需要加大原材料的 用量,并在后期纯化工序中注意保持样品溶 液由较高的浓度,以防止制备物在稀溶液中 的变性,
➢ Journal of Asian Natural Product Research, 中国与日本合办,发表亚洲国家天然产物分 离、结构鉴定、合成、生物转化、生药学和 药理评价方面的原始研究论文。
数据库主要有:
➢ 化学文摘(C. A.) 收录1967年以后的内容, 可通过中国科技信息研究所 ()实现检索
(英国皇家化学会),刊登天然产物研究方 面的热点研究领域综述性文章。 ➢ Journal of Natural Product,美国化学会与美 国生药学会合办,刊登药用活性天然产物研 究的原始研究论文。
期刊杂志主要有:
➢ Phytochemistry,国际植物生物化学与天然 有机化学的专业期刊,刊登天然产物、植物 分子生物学等研究的原始论文。
➢ 做天然产物提取生产工艺的实验研究时,一 定要从工业生产的要求和实验情况出发,
*以经济的观点设计生产工艺:流程简单、经 济可行,收率高、产品质量高和成本低。
工艺流程中注意事项:
1.分离纯化的早期:
➢ 由于提取液中的成分复杂、目的物浓度较稀、 与目的物理化性质相似的杂质多,所以不宜 选择分辨能力较高的纯化方法;
的资料; ➢ 结构相似化学成分的各种研究资料等等。
三、实验设计和工艺流程的选择
实验设计: 1.观察项目的可比性: ➢ 实验条件控制的要非常严格,否则实验结果
将不可靠。 ➢ 同一个实验要重复多次,以观察它的精确度、
重现性和可靠性。 ➢ 若差别较大时,还需对数据进行统计学处理,
以计算它们的实验误差和可信性。
➢ 宜采用萃取、沉淀、吸附等分辨能力低的方 法有利;
➢ 这些方法负荷能力大,分离量多兼有分离提 纯和浓缩作用,为进一步分离纯化创造良好 的基础。
1.分离纯化的早期:
➢ 总的来说,早期分离方法的选择原则是从 低分辨能力到高分辨能力,而且负荷量较 大者较为合适
2.安排纯化顺序:
考虑到有利于减少工序、提高效率; ➢ 如:在盐析后采取吸附法,必然会因离子
➢ 根据古代医学典籍、民族医学实践提供的 资料或民间经验和临床观察;
➢ 根据当地植物样品随机选取; ➢ 根据天然产物成分信息确定; ➢ 根据已有的天然产物、医药学及相关科学
研究成果的基础上,通过大量的文献检索 ➢ 根据市场商品要求确定研究对象。
传统中医药有其丰富的医药学和文化内涵。 根据古今记载的临床有效处方,收集整理临
➢ 美国化学会网站,() 收录几十种主办的化学类刊物,
➢ 英国皇家化学会网站, () 收录英国皇家化学会的刊物
文献内容可包括:
➢ 天然产物生产工艺资料; ➢ 生物资源、组织特性、地理分布; ➢ 化学成分和质量标准等资料; ➢ 有效成分体内代谢变化的资料; ➢ 有效成分的结构、性质和生物活性等方面
活性跟踪纯化
当归芦荟丸:临床具有泻肝作用; 中国医学科学院用其治疗白血病,也有好效果。 处方中:除去麝香后,疗效仍有; 但除去青黛和芦荟后,则无一例有效; 再进行小鼠筛选: 发现青黛是抗白血病的活性植物。 继续研究:发现青黛的有效成分为靛玉红, 研制出抗慢性粒细胞白血病的有效新药。
生物亲缘关系确定研究对象
➢ 在生产天然产物提取物时使用植物化学或中草 药化学中的有效成分提取分离方法是不经济的, 在技术上也是不行的。
因此,不能直接搬用植物化学的提取方法作为 工业生产的方法。
➢ 仍必须大量参考有关的植物化学提取流程和 被提取有效成分的结构及其物理化学性质。
➢ 必要时以这些资料作为科学依据,根据这些 资料做实验设计。