天然产物分离纯化方法

2）再生、转型 ）再生、
强酸、强碱树脂可用酸、碱、氯化钠等再生、转型。 强酸、强碱树脂可用酸、 氯化钠等再生、转型。 弱酸、弱碱树脂只能用酸或碱处理。 弱酸、弱碱树脂只能用酸或碱处理。 树脂“毒化”后可用 树脂“毒化”后可用40~50℃强酸、强碱浸泡处理。 ℃强酸、强碱浸泡处理。
3）保存 ）
阴凉处。短期可存放于1mol/L盐酸或氢氧化钠溶液中。长期存放可加入 盐酸或氢氧化钠溶液中。 阴凉处。短期可存放于 盐酸或氢氧化钠溶液中 适量防腐剂封存。树脂长霉可用 甲醛浸泡 小时后进行再生处理。 甲醛浸泡1小时后进行再生处理 适量防腐剂封存。树脂长霉可用1%甲醛浸泡 小时后进行再生处理。
（1）基本原理 ）
1）离子交换剂的组成 高分子聚合物基质：高聚物，惰性，水不溶性，作为骨架， ①高分子聚合物基质：高聚物，惰性， 水不溶性，作为骨架，如苯乙烯源自文库二 乙烯苯共聚物 ②电荷基团：与骨架通过共价键连接，不能移动 电荷基团：与骨架通过共价键连接， 平衡离子（反离子） 结合于电荷基团上的相反离子， ③平衡离子（反离子）：结合于电荷基团上的相反离子， 可与溶液中的荷电 同离子可逆交换
一 、初步分离方法
1、冷却、过滤 、冷却、 浓缩后过滤、冷却、 浓缩后过滤、冷却、过滤 特点：适应于溶解度对温度敏感的物质，操作容易，成本低， 特点：适应于溶解度对温度敏感的物质，操作容易，成本低，一般 用于杂质的去除 2、改变溶剂极性（通常浓缩到一定程度后进行） 、改变溶剂极性（ 水提醇沉法（多糖、蛋白质等水溶性物质沉淀） 醇沉法 醇提水沉法（除树脂、叶绿素等水不溶性杂质） 水沉法 醇提醚沉法或醇提丙酮沉法（使苷类成分沉淀，而脂溶性树脂等杂质则存 醚沉法或醇提丙酮沉法 留在母液中）。 特点：效果明显，但分离不够完全；需考虑溶剂的回收问题； 特点：效果明显，但分离不够完全；需考虑溶剂的回收问题；若是用乙醇 溶液提取，则浓缩到一定程度， 溶液提取，则浓缩到一定程度，树脂、叶绿素等水不溶性杂质会析出
第三章、 第三章、天然产物的分离与精制
目的和要求： 目的和要求： 1、掌握初步分离纯化的方法和特点 、 2、掌握精细分离纯化的方法和特点 、 3、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法 、 4、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线 、能通过文献的查阅， 重点： 重点： 1、掌握初步分离纯化的方法和特点 、 2、掌握精细分离纯化的方法和特点 、 难点： 难点： 1、根据不同的提取液采用相应的分离纯化方法 、 2、能通过文献的查阅，自行设计提取分离路线 、能通过文献的查阅，
9、利用大孔吸附树脂树脂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩） 、利用大孔吸附树脂树脂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩） 大孔吸附树脂是六十年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂， 大孔吸附树脂是六十年代末发展起来的一类有机高聚物吸附剂，由聚合单体 和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后， 和交联剂、致孔剂、分散剂等添加剂经聚合反应制备而成。聚合物形成后，致孔 剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴，且孔径较大， 剂被除去，在树脂中留下了大大小小、形状各异、互相贯通的孔穴，且孔径较大， 在100～1000nm之间，故称为大孔吸附树脂。大孔树脂的表面积较大、交换速度 100～1000nm之间，故称为大孔吸附树脂。大孔树脂的表面积较大、 nm之间 表面积较大 较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。 较快、机械强度高、抗污染能力强、热稳定好，在水溶液和非水溶液中都能使用。 已广泛应用于废水处理、医药工业、临床鉴定和食品等领域，在我国， 已广泛应用于废水处理、医药工业、临床鉴定和食品等领域，在我国，采用大孔 吸附树脂分离纯化中药提取液已越来越受到人们的重视。 吸附树脂分离纯化中药提取液已越来越受到人们的重视。
（4）各种萃取方法： ）各种萃取方法： 简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。 ① 简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。 ）：又称逆流分溶法 ②逆流分配法（CCD）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两 逆流分配法（ ）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法， 相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好。 相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好。 ③微分萃取 P46 液滴逆流分配法（ ）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统 ④ 液滴逆流分配法（DCCC）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对 ）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统， 高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备， 高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较 繁琐。 繁琐。 ⑤其它 P47 （5）注意事项 ①萃取剂用量 ②乳化
1）按骨架分类 ） ①合成树脂骨架的多孔弹性颗粒 合成树脂骨架的多孔弹性颗粒 苯乙烯衍生物、苯乙烯和二乙烯苯共聚，树脂颗粒孔径小，机械强度大， 苯乙烯衍生物、苯乙烯和二乙烯苯共聚，树脂颗粒孔径小，机械强度大，可承 受高的流速，易引起蛋白质的变性， 受高的流速，易引起蛋白质的变性，常用于分离小分子 ②多糖类骨架的离子交换树脂 多糖类骨架的离子交换树脂 经多糖羟基化学修饰而来，如纤维素、葡聚糖、琼脂糖，机械强度小， 经多糖羟基化学修饰而来，如纤维素、葡聚糖、琼脂糖，机械强度小，用于 蛋白质等亲水性物质的分离 2）按反离子分类 ） 阳离子交换剂：强酸型、中等酸型、 阳离子交换剂：强酸型、中等酸型、若酸型 阴离子交换剂：强碱型、中等碱型、 阴离子交换剂：强碱型、中等碱型、若碱型
7、pH梯度萃取 、 梯度萃取 原理：带电荷分子（离子）极性大，易溶于水，在极性有机溶剂中的溶解度减少， 原理：带电荷分子（离子）极性大，易溶于水，在极性有机溶剂中的溶解度减少， 难溶于弱极性及非极性有机溶剂。中性分子则相反。 难溶于弱极性及非极性有机溶剂。中性分子则相反。
8、利用离子交换剂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩） 、利用离子交换剂对水提取物进行粗分（可不经过浓缩）
（1）吸附的产生 ） 表面
（2）大孔吸附树脂的分类及使用范围 ） 非极性大孔吸附树脂：不带任何功能基，疏水性较强， 非极性大孔吸附树脂：不带任何功能基，疏水性较强，适合于从极性溶 大孔吸附树脂 剂中吸附非极性物质 中等极性大孔吸附树脂：含酯基的吸附树脂， 中等极性大孔吸附树脂：含酯基的吸附树脂，其表面兼有疏水和亲水两 极性大孔吸附树脂 部分。既可由极性溶剂中吸附非极性物质， 部分。既可由极性溶剂中吸附非极性物质，又可由非极性溶剂中吸附极 性物质。 性物质。 极性大孔吸附树脂：含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、 极性大孔吸附树脂：含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能 大孔吸附树脂 基的吸附树脂，他们通过静电相互作用吸附极性物质。 基的吸附树脂，他们通过静电相互作用吸附极性物质。适宜于从非极性 溶剂中吸附极性溶质
（4）工艺参数 ）
树脂的选择 上样液的pH值 上样液的 值、流速 洗脱液的种类、 值 流速、 洗脱液的种类、pH值、流速、量
（5）离子交换吸附的特点 ）
料液处理量大，在适宜的操作条件下，分离过程具有浓缩作用； ① 料液处理量大，在适宜的操作条件下，分离过程具有浓缩作用； ②应用范围广泛，优化操作条件可大幅度提高分离的选择性，所需柱长 应用范围广泛，优化操作条件可大幅度提高分离的选择性， 较短，并可在较高流速下操作； 较短，并可在较高流速下操作； ③吸附作用机理明确，非特异性吸附小，产品回收率高 吸附作用机理明确，非特异性吸附小， ④离子交换剂种类多，选择余地大，价格较低。 离子交换剂种类多，选择余地大，价格较低。 ⑤处理物必须带电荷
3、改变水溶液pH值 、改变水溶液 值 酸提碱沉法，碱提酸沉法, 酸提碱沉法，碱提酸沉法,等电点法 特点：用于酸性、碱性物质及蛋白质，操作成本很低，需考虑 值对产品 特点：用于酸性、碱性物质及蛋白质，操作成本很低，需考虑pH值对产品 的影响， 的影响，对于极性大的物质沉淀不完全 例： 芦丁的提取 槐米加约6倍水，煮沸，在搅拌的条件下缓缓加入石灰乳至pH8 pH8槐米加约6倍水，煮沸，在搅拌的条件下缓缓加入石灰乳至pH8-9，在此条 件下微沸20 30min 趁热抽虑， 60-70℃的条件下 20- min， 的条件下， 件下微沸20-30min，趁热抽虑，在60-70℃的条件下，用浓盐酸将滤液调 pH5，静置24小时，抽虑，水洗沉淀至中性，得初品。 24小时 至pH5，静置24小时，抽虑，水洗沉淀至中性，得初品。
4）装柱 ）
粗细分布均匀、无气泡、无断层。 粗细分布均匀、无气泡、无断层。
5）上样 ）
初分离可达到饱和状态，细分离上样量为树脂总吸附量的 初分离可达到饱和状态，细分离上样量为树脂总吸附量的1%-5%
6）清洗 ） 除杂 7）洗脱 ）
增加洗脱液的离子强度或改变pH值 增加洗脱液的离子强度或改变 值。 阶段洗脱法，梯度洗脱法。 阶段洗脱法，梯度洗脱法。
2）结构特点 ） 多孔弹性颗粒
3）离子交换色谱定义 离子交换色谱(ion exchange chromatography，IEC)：利用离子交换剂作为固 离子交换色谱 ， ：利用离子交换剂作为固 定相， 定相，根据荷电溶质与离子交换剂之间静电相互作用力的差别进行溶质分离 的方法。 的方法。
（2）离子交换剂的分类及选择 ）
4、添加沉淀剂 、 酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等 析出。如下表： 析出。如下表：
要求：对所需成分，沉淀应是可逆的，并且不能有重金属残留。 要求：对所需成分，沉淀应是可逆的，并且不能有重金属残留。 特点：沉淀比较完全，但需通过特殊的方法使其恢复， 特点：沉淀比较完全，但需通过特殊的方法使其恢复，有重金属残留 普通盐析：氯化钠、硫酸铵、氯化钾、硫酸钠、 普通盐析：氯化钠、硫酸铵、氯化钾、硫酸钠、硫酸镁 特点：可逆， 特点：可逆，但沉淀效果不是很好
（3）操作步骤 ） （1）树脂的预处理 （2）装柱 （3）上样（吸附液的浓度、pH值、温度、上样吸附的速度） （4）洗脱（洗脱剂、pH值、解吸速度、解吸温度） （5）再生（95%乙醇洗脱至无色，再用2%盐酸浸泡，用水洗至中性， 再用2%NaOH浸泡，再用水洗至中性） （4）吸附树脂的筛选 ）吸附树脂的筛选: 吸附量的测定、解析率的测定 （5）树脂吸附法的特点 ） 直接从水中吸附物质， 直接从水中吸附物质，减少了蒸发浓缩的能耗 吸附容量大 可反复使用 基本用于苷类、生物碱、黄酮等中药有效成分的初步纯化 基本用于苷类、生物碱、黄酮等中药有效成分的初步纯化,
3）离子交换发生的趋势及使用原则： ）离子交换发生的趋势及使用原则： 趋势：离子强弱、离子亲和性、 趋势：离子强弱、离子亲和性、离子浓度 使用原则： 使用原则：强与弱
（3）离子交换的操作 ） 1)预处理 预处理: 预处理
① 清水浸泡 乙醇浸泡24小时 ② 80%~90%乙醇浸泡 小时 乙醇浸泡 小时、 ③ 40~50℃热水浸泡 小时、洗涤数次 ℃热水浸泡2小时 倍树脂量的2mol/L盐酸浸泡 小时，水洗直中性 盐酸浸泡2小时 ④ 4倍树脂量的 倍树脂量的 盐酸浸泡 小时， 倍树脂量的2mol/L氢氧化钠浸泡 小时，水洗直中性，抽干备用， 氢氧化钠浸泡2小时 ⑤ 4倍树脂量的 倍树脂量的 氢氧化钠浸泡 小时，水洗直中性，抽干备用， ⑥ 转变为所需类型。
例1 ： 见书P62 P62： 见书P62：益母草碱的纯化 例2 ： 三颗针根粉用稀酸浸泡， 三颗针根粉用稀酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐
5、结晶及重结晶法 、 初步纯化阶段只适用于目的组分含量很高的情况
6、浸膏（浓缩液）分别用极性从小到大的溶剂萃取 、浸膏（浓缩液） （1）原理：相似相溶 ）原理： （2）影响因素：分配系数 ）影响因素： （3）特点： ）特点： 需多次萃取， 需多次萃取，且不完全 有利于后续分离及活性跟踪