有效成分的提取与分离

乙醇、甲醇、丙酮
乙醇
其实是双性溶剂
除了蛋白质、粘液、果胶、淀粉和部分多糖 外，其他极性有用成分在乙醇中可溶解。 难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中溶解度也 较大。
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乙醇优点：
溶解性能好，对细胞穿透能力较强，提取时 间短。 溶出的水溶性杂质少。 易挥发，可回收反复使用。 提取液不易发霉变质。 无毒，价格便宜，来源方便等。
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提取方式
溶剂法
①煎煮法 ②浸渍法 ③渗漉法 ④回流提取法 ⑤连续回流提取法
水蒸气蒸馏法 升华法
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影响溶剂提取效率的因素 植物材料的粉碎程度： 温度： 提取时间： 材料的干湿程度： 浓度梯度：搅拌、更换溶剂 溶剂种类，pH; 辅助技术
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煎煮法
水作溶剂，明火加热
安全，方便，经济 杂质太多 成份破坏 及时浓缩 浓缩困难 油脂类成分不能提出
缺点
透入植物组织能力较弱。 多易燃，有轻微的毒性。 价格昂贵。
因此，直接应用这类溶剂提取有一定的局限性， 但是在分离纯化中广泛应用。
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溶剂小结 强极性溶剂:水
1.无机盐、糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机 酸盐等都能被水溶出。 2.冷提最适于酸、碱成分的提取。 3.热提效率高，但对热不稳定的成分不适宜，特别 不适于挥发性成分和淀粉、粘液质多的药材提取。 4.缺点：提出的杂质多，浓缩和进一步分离纯化困 难。
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化学成分预试
成分预试：利用各类成分的溶解特征、颜色反 应、沉淀反应、荧光反应等定性试验来初步判 断活性提取物中某类化学成分有无的定性试验。 预试验的结果可以帮助我们选择和建立合理的 提取分离方法
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预试方法
单项预试法，根据工作的需要有重点地从某植物中
检查某一类成分。如：
水蒸气蒸馏法直接检查挥发油类成分；
亲脂性：
甙元、生物碱、树脂、醛酮、醇、醌类－－氯仿、乙醚
中等极性
小：某些甙类(强心甙等)－－－氯仿∶乙醇(2∶1) 中：某些甙类(如黄酮甙类等) －－－乙酸乙酯 大：某些甙类(如皂甙、蒽酮甙等)－－－正丁醇
亲水性：
极性很大的甙类、糖类、氨基酸、某些生物碱盐－－－ 丙酮、乙醇、甲醇
强亲水性：
蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、无机盐类、水 溶性色素－－－水
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溶剂的选择 要注意3点
溶剂对所需成分溶解度大，对杂质溶解度小 与植物中化学成分不起化学反应 溶剂要经济易得，可回收，使用安全，不污 染环境
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①水：强极性溶剂
例如：（中药煎煮） 1、无机盐、色素、(分子量不太大的)糖类、 鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物 碱盐及甙类等。 2、酸水性有利于提取生物碱； 3、碱性水有利于溶出有机酸、黄酮、蒽醌、 内酯、酚类等。 优点：经济，安全，易得，不起化学反应 几乎是理想溶剂
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缺点
加热：破坏组分 易酶解：易酶解甙类成分；不及时处理易霉变。 难以过滤：果胶及粘液质、淀粉类物质。 提取不完全：次生物质有许多为亲脂性成份。 杂质较多：水溶性初生代谢物 难浓缩：沸点高，经常有大量泡沫产生，难度增 大。
所以：水在天然产物研究中只用于特定组分 的提取。
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②亲水性有机溶剂（极性溶剂）
③亲脂性有机溶剂
如石油醚、苯、环己烷、氯仿、二氯甲烷，乙 醚、乙酸乙酯等不与水混溶的有机溶剂。 石油醚，环己烷→对油脂、蜡、叶绿素、挥 发油等非极性成分溶解力较好（脱脂）。 苯 氯仿，二氯甲烷→中小极性成分 乙醚、醋酸乙酯→中等极性成分
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亲脂性溶剂
优点
选择性强，不容易溶出亲水性杂质。 挥发性大，浓缩和回收容易
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石油醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇
浓缩各部分萃取溶剂 得到不同极性的化学成 分
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实验过程中的问题： 醇提物为什么加少量水悬浮后萃取？ 萃取过程中乳化现象怎么处理？ 怎么摇晃分液漏斗进行萃取？
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3. 沉淀法
铅盐沉淀法是分离一些成分的有效方法
由于醋酸铅能与多种成分生成难溶的铅盐或络 盐沉淀，从而达到与杂质分离的目的
氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等
如自三颗针中提取小檗碱在生产上都是 向提取液中加氯化钠或硫酸铵来盐析制备
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5. 结晶法
很多物质在常温下达到一定纯度时，在 合适溶剂中都具有结晶化的通性。 从非晶状物质经过溶解、除杂，静臵后 析出晶状物质的过程为结晶。 利用反复结晶的方法，从不纯晶体制得 纯度高，晶形好的结晶的过程称为重结晶
工序长,工艺复杂； 三低(质量,提取率,效益); 三高(能耗,物耗,时耗)。 新的辅助措施可以提高提取效率 超声技术 微波技术 超临界流体技术 酶解技术
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超声促提技术—超声空化
其空化效应、热效应和机械作用是超声技术 在药用植物有效成分提取中的理论基础。 超声空化作用产生局部高温、高压,并伴 随有破碎、搅拌等作用，增强物质溶出能力. 优点:快速提取 提取率高，条件温和,
通常由亲脂性到亲水性或低极性到高极性的次 序组成溶剂系统，依次提取各种不同的成分, 各种化学成分将被分成不同的极性部位。
为什么要用从小到大的极性提取？ 溶剂的选择性
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1. 石油醚：非极性 2. 氯仿：中等偏小极性 3. 乙酸乙酯：中等偏大极性 4. 乙醇：极性
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强亲脂性：
挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素－－－石油醚、已烷
实地调查：
分布、储量、生长习性、当地民间利用情况等， 如果是中药，则最好去最适合生长的地方。
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采集和处理
采集时间 不同生长季节，有效成分含量不同 如果没有报导，根据情况而定。 采集后处理： 1、阴干或者快速烘干 2、粉碎 制备提取物和活性筛选 各取10g, 乙醇提取，提取物用于活性筛选， 确定活性植物材料 。
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By Junru Wang Email: wangjr07@163.com
NPC
溶剂小结
亲水性有机溶剂:如乙醇、甲醇、丙酮等,乙醇最为 常用。 1.经济、安全、无毒； 2.对细胞的穿透能力强； 3.大多数天然成分都可溶解,常称为万能溶剂。 亲脂性溶剂，氯仿，乙酸乙酯，石油醚，乙醚等 1.不适合总提; 2.渗透细胞能力弱; 3.对大极性成分溶解力小。
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回流提取法
采用回流加热装臵，用有机 溶剂回流提取，一般需提取 ３次。 注意事项： 1，样品量 2，溶剂量 3，加热均匀，防止爆沸 4
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连续回流提取法
连续回流提取装臵 1-索氏提取器 2-蒸气上升管 3-虹吸管 4-百度文库底烧瓶 5-冷凝管
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采用较少溶剂进 行提取，提取率高 但溶出的成分在 烧瓶内受热时间长， 热不稳定成分易被 破坏
例如从侧柏叶中提取槲皮素， 用超声波提取30min与热回 流提取8h的效果相同。
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微波辅助促提技术( MAE)
2450MHz,波长12.2cm连续波。 内外同时加热，加热速度快。 良好的穿透力，细胞内产生大量热， 由于膨胀作用，细胞壁破裂，物质流出 和溶剂进入容易。 优点： 提取效率高，样品不要很干 。
中性醋酸铅能与酸性物质如酚性物质(如黄酮)结合 成不溶性盐 碱式醋酸铅能使中性皂甙等多种成分产生不溶性铅 盐或络合物，再进行脱铅处理即可
醇沉法。植物的提取液中常含有树胶、 黏液质、蛋白质、糊化淀粉等，可加入一 定量的乙醇。
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4. 盐析法
向水提取液中加入无机盐，使达饱和浓 度，可使某些成分在水中的溶解度降低而 沉淀析出，从而与水溶性杂质分离 常用做盐析的无机盐
a 官能团极性：RCOOH>ArOH>R-OH>R-NH2 >RCONH2>RCHO>RCOOR’>R-OR’>R-X>R-H b 官能团相同，极性官能团数目多，极性大。
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相似相溶原理
1. 石油醚：
油脂；挥发油；脂溶性色素等
2. 乙酸乙酯：
黄酮；醌类；生物碱，香豆素，萜类，甾体
3. 水：
糖类；小分子有机酸；蛋白质；极性大的苷
纤维素酶 植物的细胞壁是由纤维素构成，有效成分 往往包裹在细胞壁内；用纤维素酶酶解可以 使植物细胞壁破坏，有利于对有效成分的提 取。
从黄连中提取小檗碱(提取效率提高6%)
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第三节 分离纯化方法与技术
传统分离纯化方法 系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、 沉淀法、盐析法、透析法、结晶法、分 馏法 现代分离纯化技术 色谱方法和技术
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第三节 分离纯化（精制）方法与技术 分离原理： 根据物质的溶解度差别进行分离 根据物质在两相溶剂中的分配比不同 进行分离 根据物质的吸附性差别进行分离 根据物质分子大小差别进行分离 根据物质离解程度不同进行分离
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一、经典分离纯化方法
1.系统溶剂分离法
根据物质的溶解度差别进行分离
符合理想溶剂的要求 为了还能够提出一些极性较大的苷类物质，通常采用 95% 的乙醇。
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甲醇
双性溶剂：几乎和乙醇一样优秀。
缺点：毒性和价格 几乎符合理想溶剂的要求
丙酮
优点：易挥发，穿透力强、价格便宜，可以 用于中小极性成分的提取。 缺点：对极性大的组分溶解力不够
在天然产物研究中可以算是良好溶剂
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超临界流体萃取技术(SFE)
原理：以超临界流体(CO2)代替常规有 机溶剂对进行提取的新型技术
CO2无毒，不易燃易爆，价廉，有较低的临 界压力和温度。
超临界CO2萃取法的优点
可在近常温的条件下提取，无有机溶剂残 留，操作简单，省钱。
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酶工程技术（酶解）
酶反应较温和地将植物组织分解，可 以较大幅度提高收率
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小测试
1、要从一种植物中提取所有可能的成分，应 该选择的溶剂是什么？简单说明原因。 水，甲醇，乙醇，乙酸乙酯，95%乙醇 2、常用溶剂的极性顺序什么？ 正丁醇，石油醚，乙酸乙酯，氯仿，丙酮，乙
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第二节 提取技术与方法
溶剂提取法（重点） 超临界流体萃取技术; 超声波辅助萃取法; 微波辅助萃取法; 水蒸汽蒸馏法; 升华法
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一、溶剂提取法
原理:相似相溶 常用溶剂极性：由弱到强依次排序为
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＜乙醇＜甲醇＜水
溶剂极性强弱判断
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一般方法
1、样品粉碎，加水浸泡，再晾干 2、依次浸提： 己烷---乙醚---甲醇---水 己烷---氯仿（二氯甲烷）---甲醇---水 3、浓缩个部分提取液，得到不同极性提取物。
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粉碎的样品
加水浸泡，晾干
己烷
乙醚
甲醇
水
评价：粗分，用于不知道所含成分的分离， 缺点： 换溶剂，费时间 ，工作量大。
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2.两相溶剂萃取法
原理： 利用混合物中各成分在两种互不相溶的 溶剂中的分配系数的不同而达到分离的 方法 方法：总提，再萃取 从醇提物的水悬浮液中用亲脂性溶剂萃 取成不同的成分。
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粉碎的样品 95%乙醇提取物浸膏 少量水悬浮
石油醚
氯仿
乙酸乙酯
正丁醇
各部分粗取液浓缩得到不同极性的化学成分 评价：省时间
微量升华法检查葸醌类成分；
发泡性和溶血性能检查皂苷的存在。
系统预试，目的在于尽可能详尽而全面的检查植物中
存在的成分。
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定性试验
生物碱:碘化铋钾棕红色沉淀 黄酮:乙醇液加镁粉加盐酸后粉红色泡沫 皂苷,强心苷,甾体:在乙酐溶液中与浓硫酸反 应后显紫红色. 氨基酸和多肽: 印三酮反应显蓝紫色 酚类:三氯化铁蓝色 糖:斐林试剂作用 红色沉淀
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浸渍法
冷浸：常用95%乙醇，而且要量多。 每次３日， ３次。 操作简便，适宜于热不稳定成分的提取。 但提取时间长，溶剂用量大， 提取效率不高， 温浸：适当水浴加热 但不宜过高 1日1次，３日，
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渗漉法
将植物材料粉末加入适量溶剂润湿，装入渗 漉筒内，压实后，在上端不断添加溶剂，使 之渗过材料，溶出的可溶性成分即从下口流 出。 优点：是提取收率高， 缺点：提取费时，提取 液体积太大，浓缩困难
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水蒸汽蒸馏法
适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏、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、醌类成分。
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升华法
固体物质受热不经过熔融，直接气体 化，遇冷后又凝固为固体化合物，称为 升华。中草药中有一些成分具有升华的 性质，如樟脑、咖啡因。
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传统溶媒提取技术的更新
传统工艺:
第一章 化学成分提取分离 与结构鉴定
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主要内容
研究程序 提取方法与技术 分离纯化方法与技术 结构研究方法与技术
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第一节 研究程序
调查/收集
活性筛选
成分预试
提取
部位分离 活性追踪
有效成分 分离纯化
结构改造
结构查新
结构鉴定
调查
文献调查
查询国内国际文献，确定我们要研究的植物。他们
的化学成分及其生物活性研究情况： 1、没有研究过 2、研究的较少 3、有可能找到我们需要的成分