中药化学复习资料
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总论
第一节绪论
1.有效成分:与药效有关的成分;
2.无效成分:与药效无关的成分。
第二节中药有效成分的提取与分离(重点)
一、中药有效成分的提取
(一)提取概念:采用一种方法,使中药里面有效的成分与无效的成分分开。
(二)提取方法:
1.溶剂提取法:选择一个适当的溶剂将中药里面的有效成分提取出来。
(1)常用提取溶剂:石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇、甲醇、水。(极性小→极性大)
(2)提取溶剂的特殊性质:石油醚:是混合型的物质;氯仿:比重大于水;乙醚:沸点很低;正丁醇:沸点大于水。
①亲脂型溶剂与亲水型溶剂:石油醚、正己烷、环己烷、苯、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇与水混合之后会分层,称为亲脂型溶剂;丙酮、乙醇、甲醇与水混合之后不分层,称为亲水型溶剂。
②不同溶剂的符号。
(3)选择溶剂:不同成分因为分子结构的差异,所表现出的极性不一样,在提取不同级性成分的时候,对溶剂的要求也不一样。
1)物质极性大小原则:
①含C越多,极性越小;含O越多,极性越大。
②在含O的化合物中,极性的大小与含O的官能团有关:含O官能团所表现出的极性越大,此化合物的极性越大。
③与存在状态有关:游离型极性小;解离型(结合型)极性大。
2)选择溶剂原则:相似相溶
(4)提取方法:
1)浸渍法:不用加热,适用于热不稳定化学成分,或含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的成分提取。缺点:效率低、时间长。
2)渗漉法:不用加热,缺点:溶剂消耗量大、时间长
3)煎煮法:使用溶剂为水,适用于热稳定的药材的提取。缺点:不是用于含有挥发性或淀粉较多的成分的提取;不能使用有机溶剂提取。
4)回流提取法与连续回流提取法:使用溶剂为有机溶剂。
回流提取法有机溶剂消耗量大;连续回流提取法溶剂消耗量少,节省了溶剂,缺点:加热时间长,对热不稳定的成分在使用此法时要十分小心。
5)超声波提取法:提取效率高;对有效成分结构破坏比较小。
6)超临界流体萃取法:CO2萃取。
特点:
①不残留有机溶剂,萃取速度快、收率高,工艺流程简单、操作方便。
②无传统溶剂法提取的易燃易爆危险;减少环境污染,无公害;产品是纯天然的。
③因萃取温度低,适用于对热不稳定物质的提取。
④萃取介质的溶解特性容易改变,在一定温度下只需改变其压力。
⑤可加入夹带剂,改变萃取介质的极性来提取极性物质。
⑥适于极性较大和分子量较大物质的萃取。
⑦萃取介质可以循环利用,成本低。
⑧可与其他色谱技术连用及IR、MS联用,高效快速的分析中药及其制剂中的有效成分。
2.非溶剂提取法
(1)水蒸气提取法:适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏,且难溶或不溶于水的成分的提取。
(2)升华法:具有升华性质的成分提取。
二、中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
1.结晶及重结晶法
利用不同温度可引起物质溶解度改变的性质来分离物质。选择结晶溶剂的原则是:对要结晶的成分热时溶解度大,冷时溶解度小,对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。另外要求结晶溶剂不与待结晶物质发生化学反应;沸点较低、易挥发;无毒或毒性很小。
判断结晶纯度的方法。
(1)晶型均一,色泽均匀。
(2)有一定的熔点和较小的熔距,熔距应在2度以。
(3)TLC或PC分别用三种以上溶剂系统检识,同单一圆整斑点。
(4)HPLC或GC检查呈现单峰。
2.沉淀法
(1)在溶液中回入另一种溶剂以改变混合的极性,使一部分物质沉淀析出。如:水提醇沉法(除去多糖或蛋白质);醇提水沉法(除去树脂或叶绿素);醇提乙醚沉淀或丙酮沉淀法(使皂苷沉淀析出)(2)pH法:对酸性、碱性或两性有机化合物来说,常可通过加入酸、碱以调节溶液的pH值,改变分子的存在状态(游离型或解离型),从而改变溶解度而实现分离。
酸提碱沉法(使生物碱类成分沉淀)。碱提酸沉法(使黄酮、蒽醌等沉淀);等电点法(使蛋白质沉淀)
(3)盐类沉淀法:通过加入某种沉淀试剂,使生成水不溶性的类沉淀。
(二)根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
1.分配系数K
K=C u/C L
K:表示分配系数;C u:表示溶质在上相溶剂中的浓度;C L:表示溶质在下相溶剂中的浓度。K越大越容易分离。
2.分离因子β
分离因子β可定义为A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。
β=K A/K B
β越大越容易分离。
β≧100,仅作一次简单萃取就可实现基本分离;若100>β>10,则须萃取10~12次;β≧2时,要想实现分离,须做100次以上萃取才能完成;β≈1时,则K A≈K B,意味着两者极其相近,即使作任意次分配也无法实现分离。
3.分配比与pH
对酸性、碱性及两性有机化合物来说,都具有游离型和解离型,二者可互相转化,故在两相中的分配
比不同。
一般而言,pH<3时,酸性物质多呈非解离状态(HA)、碱性物质呈解离状态(BH+)存在,PH>12时,则酸性物质呈解离状态(A-)、碱性物质呈非解离状态(B)存在。
4.纸色谱
纸色谱属于分配色谱,原理与液-液萃取法基本相同。
5.分配柱色谱
分离水溶性或极性较大的成分时,固定相多采用强极性溶剂,如水、缓冲溶液等,流动相一般选择极性相对较小的有机溶剂,称为正相分配色谱;反相分配色谱。
(三)根据物质的吸附性差别进行分离
1.物理吸附基本规律—相似者易于及附
硅胶、氧化铝是极性吸附剂,遵循“相似者易于吸附”的经验规律。活性炭为是非极性吸附剂,与硅胶、氧化铝相反。
为避免发生化学吸附,酸性物质宜用硅胶,碱性物质则宜用氧化铝进行分离。
2.极性及其强弱判断
化合物的极性由分子中所官能团决定
3.吸附色谱法应用
4.聚酰胺
聚酰胺吸附属于氢键吸附,酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离氨基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。
聚酰胺特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。
(1)形成氢键的基团数目越多,吸附能力越强。
(2)成键位置对吸附力也有影响。易形成分于氢键者,其在聚酰胺上的吸附相对减弱。
(3)分子中芳香化程度高者,则吸附性增强;反之则减弱。
一般情况下,各种溶剂在聚酸胺术上的洗脱能力由弱至强,可大致排列成下列顺序:
水→甲醇→氢氧化钠水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液
5.大孔吸附树脂
(1)吸附原理
大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分子材料。吸附性是由于德华引力或产生氢键的结果,分子筛性是由于其本身多孔性结构所决定的。
(2)影响吸附的因素
大孔吸附树脂本身的性质、溶剂的性质和化合物的性质是影响吸附的3个重要因素。
(3)大孔吸附树脂的应用
(4)洗脱液的选择
洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯等。
(四)根据物质分子大小差别进行分离
物质分子大小不同的化合物可用透析法、凝胶过滤法、超滤法、超速离心法等分离。
1.凝胶过滤法
凝胶过滤法也叫凝胶渗透色谱、分子筛过滤、排阻色谱,系利用分子筛分离物质的一种方法。
常用的有葡聚糖凝胶(Sepadex-G)以及羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex-LH-20)。Sephadex G只适于在水中应用。Sephadex LH-20既可在水中应用,又可在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中应用。
2.膜过滤法
膜过滤法主要包括渗透、反渗透、超滤、电渗析、透析、液膜技术等。透析法多用于水溶性的大分子