分离纯化工艺

1.溶剂沉淀 溶剂沉淀 溶剂沉淀在有机化合物（如蛋白质、 多糖、核酸等） 溶剂沉淀在有机化合物（如蛋白质、酶、多糖、核酸等） 水溶液中加入有机溶剂（如乙醇、丙酮等） 水溶液中加入有机溶剂（如乙醇、丙酮等）后，显著降 低待分离物质的溶解度从而将其沉淀析出的一种方法。 低待分离物质的溶解度从而将其沉淀析出的一种方法。 机理：溶质（待分离物质） 机理：溶质（待分离物质）在溶液中化学势发生变化造 成溶解度的下降。 成溶解度的下降。 优点：选择性好、分辨率高， 优点：选择性好、分辨率高，因为一种有机化合物往往 只能在某一溶剂狭窄的浓度范围内沉淀， 只能在某一溶剂狭窄的浓度范围内沉淀，溶剂易除去易 回收。但条件控制不当容易使待分离物质（如蛋白质） 回收。但条件控制不当容易使待分离物质（如蛋白质） 变性。 变性。
取 决 于
气体 热
气体 气体或液体 液体
离子交换 体） 体） 压力 压力 度和 度和
的 分 离 方 法
液体（ 液体（ 液体 液体（ 液体（
体） 分子 质或 体）
一、分离纯化方法
（一）系统溶剂分离法 较常用的作法是将中药的乙醇或甲醇提取液 适当浓缩后，与某种担体（如硅藻土、硅胶等） 适当浓缩后，与某种担体（如硅藻土、硅胶等） 混合均匀，干燥后，用极性不同的溶剂， 混合均匀，干燥后，用极性不同的溶剂，极性由 小到大分别提取。然后再选择方法进行分离。 小到大分别提取。然后再选择方法进行分离。也 可以将药材粗粉直接用极性不同的溶剂分别提取， 可以将药材粗粉直接用极性不同的溶剂分别提取， 得各个部分。 得各个部分。
影响溶剂沉淀的操作条件：
（1）溶剂的选择及其添加量 溶剂必须是能与水相混溶的 ） 有机溶剂：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮等， 有机溶剂：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、丙酮等，其 乙醇最为常用 能沉淀蛋白质、核酸、核苷酸、多糖、 最为常用， 中乙醇最为常用，能沉淀蛋白质、核酸、核苷酸、多糖、果 胶和氨基酸等化合物，且安全性最高。 胶和氨基酸等化合物，且安全性最高。 对于蛋白质样品溶液的沉淀分离， （2）样品浓度的确定 对于蛋白质样品溶液的沉淀分离，如 ） 果样品浓度低一些，可以减少蛋白质之间的相互作用， 果样品浓度低一些，可以减少蛋白质之间的相互作用，防止 共沉淀现象，但易引起蛋白变性，另一方面， 共沉淀现象，但易引起蛋白变性，另一方面，如果样品浓度 高一些，可以减少蛋白变性，有机溶剂的使用量也可减少， 高一些，可以减少蛋白变性，有机溶剂的使用量也可减少， 担控制不当易出现共沉淀现象，一般而言， 担控制不当易出现共沉淀现象，一般而言，控制蛋白质起始 浓度为5~30mg/ml。 浓度为 。
石油醚、 石油醚、己烷
乙醚、 乙醚、氯仿
中等极性
氯仿：乙醇（ ） 氯仿：乙醇（2:1） 乙酸乙酯 正丁醇 丙酮、乙醇、 丙酮、乙醇、甲醇 水
亲水性 强亲水性
（二）两相溶剂萃取法 萃取法是利用混合物中各成分在互不混溶的 萃取法是利用混合物中各成分在互不混溶的 溶剂中分配系数不同而分离的方法 中分配系数不同而分离的方法。 溶剂中分配系数不同而分离的方法。可将被分离 物溶于水中，用与水不混溶的有机溶剂进行萃取， 物溶于水中，用与水不混溶的有机溶剂进行萃取， 也可将被分离物溶在与水不混溶的有机溶剂中， 也可将被分离物溶在与水不混溶的有机溶剂中， 用适当pH的水液进行萃取，达到分离的目的。 pH的水液进行萃取 用适当pH的水液进行萃取，达到分离的目的。
中药成分及其较适用的提取溶剂
中药成分的极性 强亲脂性（ 强亲脂性（极性 小） 亲脂性 中药成分的类型 挥发油、脂肪油、 挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾醇类、 脂溶性色素、甾醇类、 某些苷元 苷元、生物碱、树脂、 苷元、生物碱、树脂、醛、酮、醇、醌、有机 酸、某些苷类 小 中 大 某些苷类（如强心苷等） 某些苷类（如强心苷等） 某些苷类（如黄酮苷等） 某些苷类（如黄酮苷等） 某些苷类（如皂苷、蒽醌苷等） 某些苷类（如皂苷、蒽醌苷等） 极性很大的苷、糖类、氨基酸、 极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物碱盐 蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、 蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、无机 盐类 适用的提取溶剂
• 近年来，一些先进新型分离技术受到高度 近年来， 重视， 超临界流体萃取、树脂吸附、 重视，如超临界流体萃取、树脂吸附、膜 分离技术、色谱分离、喷雾或冷冻干燥技 分离技术、色谱分离、 它们在天然药物的分离、 术等，它们在天然药物的分离、纯化中发 挥独特作用，在提高产品分离质量、节约 挥独特作用，在提高产品分离质量、 能耗和环保等方面已显示出传统分离方法 无可比拟的优越性。 无可比拟的优越性。
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• A大黄酚 R1=H R2= CH3 B大黄素 R1= OH R2= CH3 C大黄素甲醚 R1=OCH3 R2= CH3 D芦荟大黄素 R1=H R2=CH2OH E大黄酸 R1=H R2=COOH 由于各羟基蒽醌结构上的不同所表现的酸性不同, 由于各羟基蒽醌结构上的不同所表现的酸性不同, pH梯度萃取法分离他们 梯度萃取法分离他们; 用pH梯度萃取法分离他们;大黄酚和大黄素甲醚酸 性相近,利用其极性的差异,用柱色谱分离之. 性相近,利用其极性的差异,用柱色谱分离之. 酸性E>B>D>A≈C 酸性E>B>D>A≈C
分离方法 蒸发 蒸馏 吸收 取 决 于 平 衡 的 分 离 方 法 萃取： 萃取：固-液 液-液 结晶 吸附 离子交换 干燥/ 干燥/冷冻干燥 浸取 泡沫吸附
分离对象 液体 液体 气体 固体 液体 液体 气体或液体 液体 湿固体 固体 液体 液体 质的溶液
分离介质 热能 热能 溶剂 溶剂 溶剂（与样品不互溶） 溶剂（与样品不互溶） 除去或提供热能 固体吸附剂 固体 热能 液体 气泡和表面活性剂 固体 固体（ 固体（固 和液体（ 和液体（ 压力 度 度 度 ） ）
1.简单萃取法 1.简单萃取法
在中药成分的系统研究中， 在中药成分的系统研究中，常采用的方法是将中药水提 取液适当浓缩，或将中药乙醇（甲醇）提取液适当浓缩， 取液适当浓缩，或将中药乙醇（甲醇）提取液适当浓缩， 回收醇后，加入适量水， 回收醇后，加入适量水，用极性不同的与水不混溶的有 机溶剂，极性由小到大，如选用石油醚（或己烷）、 ）、氯 机溶剂，极性由小到大，如选用石油醚（或己烷）、氯 仿（或乙醚）、醋酸乙酯、正丁醇，分别进行萃取，分 或乙醚）、醋酸乙酯、正丁醇，分别进行萃取， ）、醋酸乙酯 别回收溶剂得到极性不同的萃取物。 别回收溶剂得到极性不同的萃取物。在某些情况下也可 只选1 种溶剂进行萃取。 只选1～2种溶剂进行萃取。
分离原理 蒸发压的差异 蒸发压的差异 溶解度的差异 溶解度的差异 溶解度的差异 溶解度不同，熔点不同 溶解度不同， 吸附能力的差异 选择性、 选择性、亲和性差异 固体和水的挥发度差异； 固体和水的挥发度差异；水的 蒸发/ 蒸发/升华 溶解度差异 表面吸附 分子 的差异
分 离 方 法 举 例
的吸附或分溶 的 不同的热 不同的 质 离子对 的选择性 的 压 对 的 差异 差异 差异
第三章 分离纯化工艺及设计
• 中药分离纯化工艺是利用中药化学、现代分离技 中药分离纯化工艺是利用中药化学、 是利用中药化学 术、工程学等原理对中药中有效成分的提取分离 过程进行研究，建立适合于工业化生产的中药提 过程进行研究， 取分离纯化方法， 取分离纯化方法，是研究制药工业中中药分离与 纯化的技术学科。 纯化的技术学科。中药分离纯化工艺是制药工程 学的一个重要的组成部分， 学的一个重要的组成部分，属于中药现代化生产 的关键技术。 的关键技术。 • 研究内容包括分离纯化技术的基本原理、工艺流 研究内容包括分离纯化技术的基本原理、 包括分离纯化技术的基本原理 设备及应用等。 程、设备及应用等。
大黄提取分离流程图
• 3.连续萃取法 3.连续萃取法 为克服使用分液漏斗多次萃取的操作麻烦， 为克服使用分液漏斗多次萃取的操作麻烦，可采 用连续萃取器。这一仪器利用两溶剂的比重不同， 用连续萃取器。这一仪器利用两溶剂的比重不同， 自然分层和分散相液滴穿过连续相溶剂时发生传 质。
（三）沉淀法
沉淀分离是在溶液中加入溶剂或沉淀剂，通过化学 沉淀分离是在溶液中加入溶剂或沉淀剂，通过化学 溶剂或沉淀剂 反应或者改变溶液的pH值 温度、压力等条件 等条件， 反应或者改变溶液的 值、温度、压力等条件，使分离 固相物质形式沉淀析出的一种方法 物以固相物质形式沉淀析出的一种方法。 物以固相物质形式沉淀析出的一种方法。 应用沉淀分离技术时，需要考虑三种因素： 应用沉淀分离技术时，需要考虑三种因素： （1）沉淀的方法和技术应具有一定的选择性，才能使目 ）沉淀的方法和技术应具有一定的选择性， 标成分得到较好分离，纯度较高； 标成分得到较好分离，纯度较高； （2）对于一些活性物质（如酶、蛋白质等）的沉淀分离， ）对于一些活性物质（如酶、蛋白质等）的沉淀分离， 必须考虑沉淀方法对目标成分的活性和化学结构是否破 坏； （3）对于食品和医药中的目标成分的沉淀分离，必须充 ）对于食品和医药中的目标成分的沉淀分离， 分估量残留物对人体的危害。 分估量残留物对人体的危害。
第一节
分离纯化原理
•中药分离纯化方法选择的基本依据是看分离 中药分离纯化方法选择的基本依据是看分离 对象是非均相体还是均相体，而分为机械分 对象是非均相体还是均相体，而分为机械分 离和传质分离两大类。 传质分离两大类。 两大类 •机械分离处理的是两相或两相以上的混合物， 机械分离处理的是两相或两相以上的混合物， 机械分离处理的是两相或两相以上的混合物 通过机械处理简单地就可将各相加以分离， 通过机械处理简单地就可将各相加以分离， 不涉及传质过程，例如过滤、沉降、 不涉及传质过程，例如过滤、沉降、离心分 离、旋风分离和压榨等。 旋风分离和压榨等。
大黄中蒽醌类成分的提取、分离 大黄中蒽醌类成分的提取、
基本原理
大黄中羟基蒽醌类化合物多数以苷的形式存在， 大黄中羟基蒽醌类化合物多数以苷的形式存在，故先 用稀硫酸溶液把蒽醌苷水解成苷元，利用游离蒽 用稀硫酸溶液把蒽醌苷水解成苷元，利用游离蒽醌可溶于 热氯仿的性质，用氯仿将它们提取出来。由于各羟基蒽醌 热氯仿的性质，用氯仿将它们提取出来。由于各羟基蒽醌 结构上的不同所表现的酸性不同， pH梯度萃取法分离它 结构上的不同所表现的酸性不同，用pH梯度萃取法分离它 大黄酚和大黄素甲醚酸性相近，利用其极性的差别， 们；大黄酚和大黄素甲醚酸性相近，利用其极性的差别， 用柱色谱分离之。 用柱色谱分离之。
分离碱性成分（生物碱）或酸性成分， 分离碱性成分（生物碱）或酸性成分，可调节溶 液的pH值后再进行萃取是常用的方法。 液的pH值后再进行萃取是常用的方法。 pH值后再进行萃取是常用的方法 pH梯度萃取法 2. pH梯度萃取法 此法是分离生物碱类成分、 此法是分离生物碱类成分、酸性及酚性成分的一 种方法。 种方法。是利用被分离成分的碱性或酸性不同而 采用的方法。 采用的方法。
• 传质分离处理的既可是均相体，也可是非均相体，通过单 传质分离处理的既可是均相体，也可是非均相体， 处理的既可是均相体 个组分的物理-化学特性的差异进行分离，一般是依靠平 个组分的物理-化学特性的差异进行分离，一般是依靠平 衡和速率两种途径来实现 两种途径来实现。 衡和速率两种途径来实现。 • 取决于平衡的分离方法，是以各组分在媒介中的不同分配 取决于平衡的分离方法， 平衡的分离方法 系数而建立的平衡关系为依据实现的分离过程，如蒸馏、 系数而建立的平衡关系为依据实现的分离过程，如蒸馏、 萃取、色谱、吸附、结晶、闪蒸、离子交换等。 萃取、色谱、吸附、结晶、闪蒸、离子交换等。 • 取决于速率的分离方法，主要是根据各个组分扩散速度的 取决于速率的分离方法， 速率的分离方法 差异来实现分离的过程，如分子蒸馏、超滤、电渗析、 差异来实现分离的过程，如分子蒸馏、超滤、电渗析、反 渗透和气体扩散等。实现分离的推动力可利用浓度差、 渗透和气体扩散等。实现分离的推动力可利用浓度差、压 力差和温度差等。 力差和温度差等。