天然产物提取与分离第二章3
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。
天然产物的提取分离和结构鉴定
操作方法：用易挥发的有机 溶剂加热回流提取。
特点：溶剂消耗较少，浸出效 率较高。但受热易破坏的成分 不宜用此法，且溶剂消耗量仍 大，操作较麻烦。
连续回流提取法：
操作方法
为了弥补回流提取法 中需要溶剂量较大、操作 较麻烦的不足，可采用连 续回流提取法。实验室常 用脂肪提取器或称索氏提 取器。
特点
特点：节约溶剂，提取 率高；但提取液受热时 间长，受热易分解的成 分不宜用此法
末装在渗漉器中，不断 添加新溶剂，使其渗透 过药材，自上而下从渗 漉器下部流出浸出液的 一种浸出方法。
渗漉
原理
当溶剂渗进原料 溶出成分比重加大而 向下移动时，上层的 溶液或稀浸出液便置 换其位置，造成良好 的浓度差，使扩散能 较好地进行。
特点
特点：浸出效率较高， 浸出液较澄清。
溶剂消耗量大、费 时长。
❖ 大蒜素、丹皮酚、麻黄碱
适用范围
具有挥发性，能随 水蒸气蒸出而不被破坏 与水不发生反应；难容 或不溶于水
装置图
3 分馏法
❖ 利用沸点不同进行分馏，再精制纯化 ❖ 如：在分离毒芹总碱中的毒芹碱和羟基毒芹
碱时，利用沸点不同进行常压或减压分馏
❖ 吸附目的：
4 吸附法
❖ 1.吸附除去杂质，常指鞣质色素
力之上的条件下，从液体或固体物料中萃取出待分 离的组分的一种方法。 超临界流体：
由于接近液体的密度使之具有较高溶解度,由于接 近气体的粘度, 使之具有良好的流动性能,扩散系数 介于气液之间,使之对待萃取的物料组织有良好的渗 透性,这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的传 质速率。
液体
气体
超临界流体 优良性能的萃取剂
Chapter 2
天然产物的提取分离和结构 鉴定
天然产物提取工艺学第一章、第二章
三、分离工艺设计和技术进展
1. 生物原料生产和提取技术结合 2. 生物微观结构设计提取工艺 分子结构与分子间的作用力 3. 天然产物的结构设计提取工艺：空间结构、 官能团的种类、物理性质等； 4. 根据不同分离技术耦合设计工艺 5. 提取过程前后阶段纵向统一 6. 分离体系的特性设计工艺
四、产物提取过程的选择
2.动物材料与天然产物提取工艺特性 角类和骨类：加工前需要粉碎细一些； 皮类：应用新鲜材料，加工前先破碎；
3.海洋生物材料与天然产物提取工艺特性
海藻：抗肿瘤、防心血管疾病等； 腔肠动物：海葵毒素； 软体动物：抗病毒、抗肿瘤等； 棘皮动物：海胆毒素；
2.微生物与天然产物提取工艺特性 细菌 放线菌 蓝细菌 真菌（霉菌和酵母菌）
一、研究对象的确定
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
例：
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。
一、提取法
1. 提取：（浸出、固液萃取）
溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶 解作用，选用对有效成分溶解度大，对不需要成分溶解 度小的溶剂，而将有效成分从植物组织内提取出来。 浸提是通过溶剂与原料接触，互相渗透、溶解以及 扩散等一系列复杂过程而完成。 一般包括：渗透、溶解、分配和扩散。
（1）渗透
天然产物化学课件全套pdf
天然产物化学课件全套PDF天然产物化学是一门研究自然界中有机化合物的来源、结构、性质、提取、分离、鉴定和应用的科学。
本课件全套PDF旨在为读者提供全面、系统的天然产物化学知识，使读者能够深入理解天然产物化学的基本原理和实际应用。
第一部分：引言天然产物化学是化学的一个重要分支，涉及天然有机化合物的提取、分离、鉴定和应用。
自然界中存在着丰富的有机化合物，其中许多具有独特的生物活性和药理作用。
因此，天然产物化学在药物研发、食品添加剂、化妆品等领域具有重要的应用价值。
第二部分：天然产物的来源和分类1. 来源天然产物主要来源于植物、动物和微生物。
植物是自然界中最丰富的天然产物来源，其中包括了草本植物、灌木、树木等。
动物来源的天然产物包括海洋生物、昆虫、哺乳动物等。
微生物包括真菌、细菌等。
2. 分类天然产物可以根据其化学结构和生物活性进行分类。
化学结构分类包括糖类、脂类、蛋白质、核酸、生物碱、酚类等。
生物活性分类包括抗生素、抗肿瘤、抗炎、抗氧化等。
第三部分：天然产物的提取和分离1. 提取提取是天然产物化学研究的基础步骤，目的是从天然原料中提取出目标化合物。
常用的提取方法包括溶剂提取、超声波提取、微波提取等。
2. 分离分离是将提取液中的目标化合物与其他杂质分离开来的过程。
常用的分离方法包括柱层析、薄层色谱、高效液相色谱等。
第四部分：天然产物的鉴定鉴定是对分离得到的化合物进行结构分析和生物活性测试的过程。
常用的鉴定方法包括质谱、核磁共振、红外光谱、紫外光谱等。
第五部分：天然产物的应用天然产物在药物研发、食品添加剂、化妆品等领域具有重要的应用价值。
例如，许多抗生素、抗肿瘤药物、抗炎药物都是从天然产物中提取得到的。
此外，天然产物还可以用于食品添加剂、化妆品等方面。
第六部分：展望随着科学技术的不断发展，天然产物化学的研究将更加深入和广泛。
未来，天然产物化学的研究将更加注重于化合物的生物活性、作用机制和应用前景。
同时，新技术、新方法的应用也将为天然产物化学研究带来更多的机遇和挑战。
天然产物化学第二章
1.初步推断化合物类型
文献检索、调研工作贯穿结构研究工作 的整个过程。 利用中、外文主题索引按中药拉丁文学 名进行检索，来获得已分出化合物的种 类、个数、性质、用到的提取方法、提 取溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等 信息。 获得文献后，最好整理成一览表以方便 检索比较。
2.确定分子式，计算不饱和度
冷提法
1.浸渍法：是用水或醇浸渍药材一定
时间，然后合并提取液，并将其减 压浓缩的方法。该法因为一般都是 在低温( 常温或 60-80℃) 下进行的， 不用加热，所以适合于挥发性成分 及受热易分解成分的提取。但提取 的时间较长，效率低。用水浸提时 还要注意提取液的防腐问题。
2.渗漉法：是将药材装入渗漉筒中，
测定或测定它们的共熔点等；
也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一致性
）
薄层色谱或纸色谱（三种展开系统和三种显色方法
）
气象色谱、液相色谱
（二）、结构研究的主要程序 1.初步推断化合物类型 2.测定分子式，计算不饱和度。 3.确定分子式中含有的官能团，或结 构片段，或基本骨架。 4.化合物结构的确定
（一）、溶剂提取法
溶质在溶剂当中的溶解遵循相似相
溶的原理，亲水性的化学成分易溶 于水或亲水性的有机溶剂中，亲脂 性的成分易溶于亲脂性的有机溶剂 中。
常见官能团极性比较：
羧基＞酚羟基＞醇羟基＞氨基＞酰
氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基
＞烷基
常见基团极性大小顺序如下： 酸＞酚＞ 醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷
（六）、压榨法 有些药材的有效成分含量高，且存在于 植物的液汁中时，可将新鲜的原料直接 压榨，压出汁液，再进行提取。
压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的提 取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取 蔗糖。
天然产物化学的提取分离
3. 煎煮法
操作方法 将天然物原料 粗粉加水加热煮 沸，使其成分提 取出来的方法。 特点 此法简便，原料中大部 分成分被不同程度地提出， 但含挥发性成分及有效成 分遇热易破坏的原料不宜 用此法，对含有多糖类原 料，煎煮后，溶液比较粘 稠，过滤比较困难
4. 回流提取
操作方法和特点 装置图
操作方法：用易挥发 的有机溶剂加热回流提取。
操作技术——显色
观察方法：日光、荧光、显色 通常可先在日光下观察，标出色斑并确定 其位置，然后在紫外光下观察和标记，必 要时再选择显色剂显色观察 若薄层板为硬板，采用喷雾法将显色剂直 接喷洒；软板可选用碘蒸气法、压板法 三用紫外灯
显色喷雾瓶
操作技术——计算比移值
0.2-0.8
Rf值越大，化合物的极性？
二、 水蒸气蒸馏法
适用范围
装置图
具有挥发
性，能随水蒸气蒸出而 不被破坏与水不发生反
应；难容或不溶于水
三、升华法
适用范围 某些固体物质（如水杨酸、 苯甲酸、樟脑等）受热后， 在低于其熔点的温度下， 不经过熔化就可以直接转 化为蒸汽，蒸汽遇冷又凝 结为固体称为升华 装置图
四、超临界流体萃取
原理
物质在不同温度和压力的条件下，可以以不同 的形态存在，如固体，液体，气体，超临界流体等。 在超临界流体中，不同的物质有不同的溶解度，溶 解度大的物质溶解在超临界流体中，与不溶解或者 溶解度小的物质分开。然后，通过升高温度，降低 压力或者吸附的方法，使萃取物与超临界流体分离， 而得到所需的物质。 在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起 流体密度的大幅度变化，从而影响其溶解能力。
吸附薄层色谱
分类
分配薄层色谱
常用的吸附剂——硅胶
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
第二章 提取分离及检识方法
第三章植物化学成分的提取所谓提取，就是用适当的溶剂或适当的方法将植物的化学成分从植物中抽提出来的过程。
任何一种溶剂或任何一种方法提取得到的提取液和提取物，是包含多种化学成分的混合物称为总提取物，尚待进一步分离和精制。
那么，传统的提取方法有哪些呢：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体提取法、升华法等。
本节重点掌握：溶剂提取法的原理，化学成分的极性、常用溶剂、极性大小顺序及提取溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。
重点介绍溶剂提取法。
第一节传统的提取方法一、溶剂提取法溶剂提取法的提取原理：根据植物中各成分在溶剂中的溶解度的差异，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出的成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。
这是植物化学成分提取最常用的方法。
当溶剂加到经适当粉碎的药材中时，溶剂由于溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。
化学成分在某种溶剂中的溶解度大小遵循“相似相溶”的规律：即亲脂性的化学成分易溶于亲脂性的溶剂，难溶于亲水性的溶剂；反之，亲水性的化学合成分易溶于亲水性的溶剂，难溶于亲脂性的溶剂。
这种亲脂性和亲水性的强弱直接与化学成分或溶剂的分子结构相关，我们可通过其极性的大小来估计它的亲脂性或亲水性。
这也是选择提取溶剂最重要的依据。
那么，影响化学成分极性的因素有哪些呢？一般来说：(1)分子大、碳数多，极性小、亲脂性强；分子小、碳数少，极性大、亲水性强。
(2)在化合物基本母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小，取代基的极性越大或数目越多，则整个分子的极性越大，亲水性越强，而亲脂性越弱；其分子非极性部分越大，则极性越小，亲脂性越强，而亲水性就越弱。
天然产物的提取分离
（4）浓度差
dc dx
根据扩散原理，造成提取液的浓度差可 以提高提取的效率。 可采取的措施有：搅拌、更换溶剂。
（5）新技术的使用
超声波、微波促提技术的应用，可以加快提 取速度，提高提取效率。
超声波促提原理：
目前实验室广泛使用的超声波萃取仪是将 超声波换能器产生的超声波通过介质（通常是 水）传递并作用于样品，这是一种间接的作用 方式，声振强度较低，必须通过增加超声波发 生器功率（3300W）来提高萃取效率。但较大 的超声波功率，又会发出令人感觉不适的噪音。
②.在提取用的烧瓶中加入提取溶剂和沸石
（没有沸石可以用玻璃珠或碎瓷片，目的就 是防止暴沸）。
③.连接好烧瓶、提取器、回流冷凝管，接通冷
凝水,加热。沸腾后，溶剂的蒸气从烧瓶进到冷 凝管中，冷凝后的溶剂回流到滤纸筒中，浸取 样品。溶剂在提取器内到达一定的高度时，就 携带所提取的物质一同从侧面的虹吸管流入烧 瓶中。溶剂就这样在仪器内循环流动，把所要 提取的物质集中到下面的烧瓶内。
• 5、溶剂的选择
• (1) 水：为价廉、易得、使用安全的强极性溶 剂。适于提取无机盐、糖、氨基酸、蛋白质、 有机酸盐、生物碱盐、苷类等。 • (2) 亲水性有机溶剂：以乙醇最常用。高浓度 提取亲脂性成分，低浓度提取亲水性成分。 • (3) 亲脂性有机溶剂： • 具有较强的选择性，对挥发油、油脂、叶 绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元均 可提取出来。 优缺点：沸点低，浓缩回收方便，但易燃、 有毒、价贵，穿透力差。
如果随水蒸气挥发的物质具有较高的熔点， 在冷凝后易析出固体，则应调小冷凝水的流速， 使它冷凝后仍然保持液态。假如已有固体析出， 并且接近阻塞时，可暂时停止冷凝水或将冷凝水 暂时放去，以使物质熔融后随水流入接收器中。 当冷凝管夹套中要重新通入冷却水时，要小心而 缓慢，以免冷凝管因骤冷而破裂。万一冷凝管已 被阻塞，应立即停止蒸馏，并设法疏通（可用玻 棒将阻塞的晶体捅出或用电吹风的热风吹化结晶， 也可在冷凝管夹套中灌以热水使之熔化后流出 来）。
天然有机习题(09.9)
第l章绪论1. 什么是天然产物？什么是天然产物化学？2. 二次代谢产物的生物合成途径主要有哪些？3. 什么是“先导化合物”？举例说明“先导化合物”在药物研究开发中的重要作用。
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定1. 选择题（1）两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的( )a、比重不同b、分配系数不同c、萃取常数不同d、介电常数不同（2）采用铅盐沉淀分离化学成分时常用的脱铅方法是( )a、硫化氢b、石灰水c、雷氏盐d、氯化钠（3）化合物进行反相分配柱色谱时的结果是( )a、极性大的先流出b、极性小的先流出c、熔点低的先流出d、熔点高的先流出（4）天然药物水提取液中，有效成分是多糖、欲除去无机盐，采用( )a、透析法b、盐析法c、蒸馏法d、过滤法（5）在硅胶柱色谱中（正相）下列哪一种溶剂的洗脱能力最强（）a、石油醚b、乙醚c、乙酸乙酯d、甲醇（6）测定一个化合物分子量最有效的实验仪器是（）a、元素分析仪b、核磁共振仪c、质谱仪d、红外光谱仪（7）在苯环分子中，两个相邻氢的偶合常数为（）a、2~3Hzb、0~1Hzc、7~9Hzd、10~16Hz（8）弱极性大孔吸附树脂适用于从下列何种溶液中分离低极性化合物（）a、水b、氯仿c、稀醇d、95%乙醇2. 填空题（1）吸附色谱法常选用的吸附剂有、、和等。
（2）聚酰胺吸附色谱法的原理为适用于分离、和等。
（3）凝胶色谱法是以为固定相，利用混合物中各成分的不同进行分离的方法。
其中分子量的成分易于进入凝胶颗粒的网孔，柱色谱分离时被洗脱；分子量的成分不易进入凝胶颗粒的网孔，而被洗脱。
（4）超临界流体提取法是一种较新的技术，作为超临界流体实际应用较多，适合于提取的成分。
3. 常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？4. 溶剂提取的方法有哪些？它们都适合哪些溶剂的提取？5. 两相溶剂萃取法是根据什么原理进行的？在实际工作中如何选择溶剂？6. 聚酰胺吸附力与哪些因素有关？7. 凝胶色谱的原理是什么？8. 对天然产物化学成分进行结构测定之前，如何检查其纯度？9. 用结晶法分离纯化天然产物化学成分时，在操作上有何主要要求？10. 某无色有机液体化合物，具有类似茉莉清甜的香气，在新鲜草莓中微量存在，在一些口香糖中也有使用。
天然产物化学第二章
甲份
乙份
验
EtOH溶解
流 程
HCl溶液
不溶物
（检测生物碱）
EtOAc溶解
EtOAC溶液
醇溶液
图
（检查鞣质、酚类、有机酸、 2-1 黄酮、蒽醌、甾体、三萜等）
5％NaOH溶液振摇
EtOH溶解
碱水液
EtOAC液
浓缩物（检查萜类、内酯、强心甘）
（检查有机酸、酚类）
定性试验可初步验证有无上述各类物质
生物碱 常用碘化铋钾（Dragendorff试剂），显棕黄
一般先采用极性低的、与水不相混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯 仿、乙醚等；这些溶剂的选择性能强，但有些有毒，易燃（氯仿除 外），价格昂贵，对浸入植物组织的能力较弱；
再用能与水相溶的有机溶剂，如丙酮、乙醇、甲醇等，最后用水提取。 目前常用的两种系统为A、己烷——乙醚——甲醇——水；B、己烷—
—二氯甲烷——甲醇——水。在室温下一次提取，这样可使植物中非 极性与极性化合物得到初步分离。
a
16
(一)溶剂法
D． 酸性、碱性有机溶剂
如果有效成分是酸性或碱性化合物，常可加入适当的酸或碱，再 用有机溶剂提取。 例如生物碱在植物体中一般与酸结合成盐存 在，在生药中加入适量的碱液，拌匀，使生物碱游离出来，再用 有机溶剂（如苯、氯仿）提取。同样，有机酸可加酸使其游离， 然后用有机溶剂提取。
最常用铅盐法——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 鉻盐沉淀。
脱铅方法通常用硫化氢气体，使分解并转为不溶性硫 化铅沉淀而除去。 通入空气或CO2让气泡带出多余的硫化氢气体
a
24
脱铅的方法也可使用硫酸、磷酸、硫酸钠等物 质，但生成的硫酸铅及磷酸铅在水中有一定的 溶解度，所以脱铅不彻底；
天然产物的提取与分离
第三章天然产物的提取与分离第一节 类胡萝卜素的提取一、实验目的1. 初步了解天然化合物的提取方法。
2. 掌握薄层色谱（TLC）的原理、用途及使用方法。
二、实验原理番茄和胡萝卜中都含有番茄红素和 β-胡萝卜素，这些都属于类胡萝卜素。
它们的分子结构如下。
β-胡萝卜素分子结构利用类胡萝卜素在乙醇及石油醚中的溶解性，使番茄红素的红色素和 β-胡萝卜素的黄色素得以富集。
然后利用薄层色谱使混合物分离。
三、器材及试剂器材：50 mL（或 100 mL）圆底烧瓶，250 mL 烧杯，球形冷凝管，长颈漏斗，50 mL 锥形瓶，空心塞，20 mL 量筒，2B 铅笔，厚约 2.5 mm、100 mm×30 mm 的载玻片 3 片，150 mL 广口瓶，60 mm×60 mm 载玻片，长方形滤纸，2B 铅笔，直尺。
试剂：番茄酱，95% 的乙醇，石油醚，饱和食盐水，无水硫酸镁，硅胶 G（GF254），0.5% 的羧甲基纤维素钠水溶液，丙酮。
四、实验内容1．提取在 50 mL（或 100 mL）圆底烧瓶中称取 4 g 克番茄酱，加入 10 mL 95% 的乙醇，水浴加热回流 3～5 min。
冷却后过滤（普通过滤），将滤纸和滤渣转移到烧瓶，再加 10 mL 的石油醚（60～90 ︒C）加热回流 3 min，过滤，合并两次的滤液，加 5 mL 饱和食盐水[1]摇匀，分出有机层，加无水硫酸镁干燥。
2．薄层层析（1）制板。
将 5 g 硅胶 G（GF254）在搅拌下慢慢加入到 12 mL 0.5% 的羧甲基纤维素钠水溶液中，调成糊状，然后将其倒在洁净的玻璃片上，用手轻轻振动，使涂层均匀平整，晾干。
标准：无纹路，无团粒，看不到玻璃片上薄的涂料点。
（2）活化。
薄层板经自然晾干后，再放入烘箱活化，进一步除去水分。
（3）点样。
用铅笔（最好用 2B 铅笔）在层析板上距末端 1 cm 处轻轻画一横线[2]，然后用毛细管吸取样液在横线上轻轻点样。
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
44
(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
天然产物提取与分离
➢ 一般分子中官能团的极性越大或极性官能团的数量 越多，整个分子的极性就越大，亲水性就越强；
➢ 分子中非极性部分越大或碳链越长，分子的极性就 越小，分子的亲脂性就越强。
官能团的极性顺序
大
极 性
小
CHO
R +NH 3 CH
_
COO
氨基酸，极性强
HCOH
HO CH HCOH HCOH
葡萄糖，分 子中多个羟 基，极性强
• 温度升高可使原料中的蛋白质凝固、酶破坏、 增加浸提液的稳定性。（优点）
• 浸提温度过高，热不稳定成分被破坏，浸 提液品质劣变，提取的杂质含量增高，给 后续精制带来困难； （缺点）
• 一般浸出温度控制在60-100°C。
分子极性概念
• 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，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)
影响分子极性的因素
了解
4．超临界CO2流体萃取特点
• CO2的临界温度31.1°C，临界压力7.32MPa。 • 萃取条件温和，适于具有热敏性或易于氧化成分，
萃取介质可循环使用。 • 超临界CO2 萃取效率高，绿色环保。 • CO2化学性质稳定，无腐蚀，无毒性，不易燃，
不易爆，萃取后容易从分离成分中脱除，不会造 成污染，适于食品及医药行业。
➢ 分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——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。
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颜色反应、熔点、色谱行为等物理化学性
质，推断所得化合物的类型及基本骨架。
文献检索调研工作始终贯穿结构鉴定的整 个过程。
——从植物分类学入手，查阅植物的拉丁学
名,比较同种、同属乃至相近属种的化学文
献。分类学上亲缘关系相近的植物往往含
有类型及结构阅各种专著、手册、综述、美国化学文 摘等文献，判断化合物为已知或未知。
5. 请写出在极性吸附剂上几种常见溶剂的洗脱能力顺
序。请叙述如何判断化合物极性顺序及在吸附分离时判 断化合物极性顺序的目的。列举出应用吸附分离原理的 几种常用吸附剂。 6. 写出凝胶分离原理及两种常见葡聚糖凝胶的种类. 7. 写出离子交换法分离物质的原理, 并列举出常见离 子交换树脂种类。 8. 写出利用pH梯度分离物质的模式图及离子交换法分 离物质的模式图. 9.列举出四种检测化合物纯度的方法。写出从天然产物 中提取分离到的成分的化学结构鉴定主要程序。
一、化合物纯度测定
• 结构研究前必须首先确定化合物的纯度； 纯度不合格，增大结构鉴定的难度或无 法测定结构。
纯度检验方法
• 熔点检查 • 晶形检查 有无明确、敏锐的熔点 有无均匀一致的晶形
• 色谱法（常用）
色谱法
• 纸色谱(PC)或薄层色谱 (TLC) （简单）
• 气相色谱法 只适用于在加热条件下能气化但不
初步推断化合物类型
测定分子式计 算不饱和度
确定官能团、结构片断 或基本骨架
推断并确定分子的平面结构
推断并确定分子的立体结构
天然产物结构鉴定一般程序
1. 初步推断化合物类型
观察样品在提取分离过程中的行为（如是 否温度高发生颜色变化等）
确定有关理化性质如不同pH值、不同溶 剂中的溶解度、层析行为、灼烧实验、化 学定性反应等 结合文献调研
1. 元素分析
2. 质谱分析
3. 红外光谱分析
4. 紫外--可见光谱分析
5. 核磁共振谱分析 6. 旋光光谱分析（立体结构）
第一章、第二章、学习要求
一. 第一章：掌握天然产物（有机）化学的概念及天然产物化学的主要 研究内容。了解天然产物化学在药物开发中的重要地位，了解天然 产物提取与分离是天然产物有机化学的重要组成部分。 二. 第二章：本门课重点内容。 1. 了解中草药有效成分提取的常用几种方法, 掌握溶剂提取的常用模 式(课堂介绍两种). 2. 理解掌握根据溶解度差别进行分离的四种方法. 3. 掌握分配系数K 及分离因子β的概念,掌握根据pKa估算酸性、碱性 化合物的解离状态或游离状态. 掌握根据纸色谱两种组分的Rf值 求 出β值，并判断液-液萃取分离难易。 4. 了解根据pH值梯度萃取分离物质的模式图。了解根据液-液分配原 理分离的几种常用方法及其主要应用对象。 5. 掌握正相色谱与反相色谱的概念。了解液相色谱加压的目的及意义。 6. 掌握极性吸附剂上相似者易于吸附的经验规律。掌握化合物官能团 极性顺序、常用溶剂的极性顺序。掌握吸附柱色谱分离的吸附剂用 量，上样、洗脱原则。
分解的物质
• 液相色谱法 条件温和，可用于受热不稳定的
分子
薄层色谱 (TLC)
• 至少三种展开剂中检验，是一个斑点；
• 多种固定相材料检验（正相及反相色谱）；
• 多个检测器检验（可见光、紫外光观察、显
色剂、碘薰）。
二、结构研究的主要程序
根据个人的习惯、经验、应用的熟练程度
而定，没有固定模式。
对照提取方法及提取过程，综合溶解性、
第三节、 结构研究法
结构研究目的
结构不清楚，无法进行更深入的理论性及 应用性研究。 ———例如，分离出的单体化合物有很强的 活性和较大的安全性，但结构不清楚，无 法完成药效学及药理学研究，无法进行人 工合成、结构修饰、改造，及高质量的新 药研发工作。
天然化合物结构研究特点
• 天然化合物结构研究难度大，即使不是新化合 物，其未知因素仍然较多。 • 样品量甚少，一般靠谱学方法，很难用经典方 法（化学降解、衍生物合成）深入验证。 • 在谱学方法基础上，必要时辅以化学手段，以 确认化合物的平面结构或立体结构。
如C18H12N4（164.0837）、C9H12N2O（164.1315），
利用C、N、O精确原子量计算可将二者区分开来。
3. 确定官能团、结构片断、基本骨架
• 官能团定性及定量（化学法）
• 解析有关光谱,如UV, IR, MS, H-NMR、CNMR等.
4. 推断并确定分子的平面结构
结合文献调研
2. 测定分子式计算不饱和度
元素定量分析 + 分子量测定
同位素峰度比法 已知组成的有机化合物的主要元 素（氟、磷、碘除外）均由相对峰度比一定的同位 素所组成。对一定化合物 [M]、[M+1]、[M+2]的 相对强度为一定值，据此可计算出分子式。
HR-MS(高分辨质谱） 分子量小数点精确到后4位，
7. 了解吸附柱色谱常用填料: 聚酰胺及大孔吸附树脂 的吸附分离原理及应用对象. 8.掌握根据分子大小差别进行分离的凝胶过滤法分离 物质原理,了解商品葡聚糖凝胶的种类及应用对象.
9.掌握根据物质解离程度不同进行分离的离子交换法 分离原理及应用对象.了解常用的离子交换树脂种类. 理解掌握离子交换法分离物质的模式图. 10. 熟悉从天然产物中提取分离组分的纯度检验几种 方法,熟悉分离到的组分鉴定结构的主要程序.
结合光谱解析及官能团定性、定量分析结 果 与已知化合物进行比较或化学推断（化学 降解、衍生物制备或人工合成）
5. 推断并确定分子的立体结构
• 测定旋光光谱ORD(Optical Rotatory Dispersion)
• 测定2D-NMR谱 • X-射线晶体衍射分析 • 人工合成
结构研究采用的主要仪器分析
作业题
1. 为什么在中草药提取分离前进行文献调研是非常重要 的? 在对某个中草药提取分离前应了解植物的哪些信息? 从某个植物中提取某个已知化合物与提取未知化合物采取 的实验方案有什么不同?(写出提取未知组分的一般模式). 2. 请简述根据溶解度差别进行分离的四种方法. 3. 请概述液-液萃取分离物质的原理（含分配系数及分离 因子）并列举出利用液-液萃取分离原理进行分离的四种 方法。 4. 请叙述固-液吸附种类及各自的特点。物理吸附的三要 素是什么？写出硅胶、氧化铝极性吸附剂上的吸附经验规 律。