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1、中药有效成分的提取方法第1页，共43页，编辑于2022年，星期三第一章第一章 中药有效成分的中药有效成分的提取方法提取方法第2页，共43页，编辑于2022年，星期三第一节第一节 中药化学成分简介中药化学成分简介 一、一、中药化学成分类型简介中药化学成分类型简介 本小节主要介绍各类成分的基本概念，本小节主要介绍各类成分的基本概念，了解中药中一般都有那些类型的化学成了解中药中一般都有那些类型的化学成分。重点掌握各类成分的一般溶解性，分。重点掌握各类成分的一般溶解性，为理解提取、分离一般方法打基础。为理解提取、分离一般方法打基础。第3页，共43页，编辑于2022年，星期三1生生物物碱碱：为一类存在于
2、生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。2苷苷类类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。3挥挥发发油油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。挥发油具亲脂性。以上三类为主要的有效成分类型。第4页，共43页，编辑于2022年，星期三4糖类糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由29个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。5有有机机酸酸
3、：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金属离子或生物碱盐的形式存在。按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。前者极性大，具亲水性；后者极性小，具亲脂性。第5页，共43页，编辑于2022年，星期三6树脂树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。树脂具亲脂性。按结构又分为树脂酸(主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物)、树脂醇(分子中具羟基)、树脂烃(为一类结构复杂的含氧中性化合物)类。7氨基酸、蛋白质和酶氨基酸、蛋白质和酶：(1)氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。构成蛋白质的多为-氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。第6页，共43页，编
4、辑于2022年，星期三(2)蛋蛋白白质质、多多肽肽：蛋白质为二十多种-氨基酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。但二者分子量不同，一般将分子量在5103以下称为多肽，而介于51031107之间称为蛋白质。蛋白质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙醇及其它有机溶剂中变性沉淀。(3)酶酶：是有机体内具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有专属性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性质和蛋白质相同。第7页，共43页，编辑于2022年，星期三8鞣鞣质质：又称单宁或鞣酸，为一类分子较大、结构复杂的多元酚类化合物的总称。可与蛋白质结合成难溶于水的鞣酸蛋白。为亲水性物质。9植植物物色色素素：为植
5、物中具有颜色的成分的总称。依溶解性又分为水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有颜色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等第8页，共43页，编辑于2022年，星期三10油油脂脂和和蜡蜡：油脂为一分子甘油和三分子脂肪酸脱水结合形成的酯。主要在种子中。常温下为液体。蜡为高级不饱和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物茎、叶的表面。常温下为固体。均为亲脂性成分第9页，共43页，编辑于2022年，星期三成分类型水醇类亲脂性有机溶剂游离生物碱+生物碱盐+苷类+苷元+挥发油+糖类(单糖低聚糖)+(多糖)有机酸(大分子)+(小分子)+树脂+氨基酸+蛋白质、酶鞣质+色素(亲水性)+(亲脂性)+油脂、蜡+：单糖：
6、无水醇难溶；多糖；对醇60%以上难溶。蛋白质、酶；对水热水沉淀；对醇60%以上沉淀。第10页，共43页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 中药有效成分的提取方法中药有效成分的提取方法本节介绍中药化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。重重点点：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。常常用用提提取取方方法法，溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法等三种。另外新方法还有超临界提取法。第11页，共43页，编辑于2022年，星期三提取的概念：指用选择的溶剂或适当的方法，将所要的成分溶解出来并同中药组织脱离的过程。第12页，共43页，编辑于20
7、22年，星期三一、溶剂提取法(一)提取原理根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择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，将所提成分从药材中溶解出来的方法。第13页，共43页，编辑于2022年，星期三被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。1 影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素：(1)化合物分子母核大小(碳数多少)：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。(2)取代基极性大小：在化合物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。常见基团极性大小顺序如下：酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。(二)化学成分的极性第
8、14页，共43页，编辑于2022年，星期三A B C举例：判断下列化合物极性大小举例：判断下列化合物极性大小中药化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。所以极性问题很复杂。但依据以上两点，一般可以判定。需要大家判断的大多数是母核相同或相近的化合物，此时主要依据取代基极性大小。第15页，共43页，编辑于2022年，星期三2 常见中药化学成分类型的极性：常见中药化学成分类型的极性：极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。以上不是绝对的，具体成分要具体分析。比如，有的苷类化合物极性很小
9、，有的苷元极性很大。第16页，共43页，编辑于2022年，星期三1.常用提取溶剂的分类与极性：1)分类：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂2)极性大小：水(H2O)甲醇(MeOH)乙醇(EtOH)丙酮(Me2CO)正丁醇(n-BuOH)乙酸乙酯(EtOAc)乙醚(Et2O)氯仿(CHCl3)苯(C6H6)四氯化碳(CCl4)正己烷石油醚(三)提取溶剂及溶剂的选择第17页，共43页，编辑于2022年，星期三水类还包括酸水、碱水；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；亲脂性有机溶剂为正丁醇后所有的。这三类溶剂间互溶情况：水和亲水性有机溶剂可互溶，水和亲脂性有机溶剂间不互溶，有机溶剂间除
10、甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。3)溶剂极性大小的实质：介电常数不同，介电常数大的溶剂极性大，介电常数小的溶剂极性小。如，己烷为1.9，氯仿为5.2，水为80。第18页，共43页，编辑于2022年，星期三2.提取溶剂的选择：提取溶剂的选择：1)提取溶剂的选择原则：提取溶剂的选择原则：(1)要对所提取成分溶解度大，对杂质溶解度小。(2)要与所提取成分不起意外的化学变化。(3)要廉价、易得、安全。其中(1)是最主要的。第19页，共43页，编辑于2022年，星期三2)提取溶剂的选择：提取溶剂的选择：(1)水：为常用、廉价、极性较大的溶剂。可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机
11、酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。缺点：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮第20页，共43页，编辑于2022年，星期三(2)亲水性的有机溶剂：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。缺点：价高、不安全，需回流设备。第21页，共43页，编辑于2022年，星期三(3)亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强
12、，用于亲脂性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。优点：提取专属性强，易回收浓缩。缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。第22页，共43页，编辑于2022年，星期三(四)提取方法1 浸渍法：也叫冷浸法浸渍法：也叫冷浸法将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。第23页，共43页，编辑于2022年，星期三2渗漉法渗漉法：将中药粗粉装于渗泸筒中，不断添加溶剂渗过药粉，从渗泸筒下端不断流出渗泸液。各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分。但缺点为溶
13、液体积大，时间长。类型：单渗漉法、重渗漉法、加压渗漉法、逆流渗漉法第24页，共43页，编辑于2022年，星期三第25页，共43页，编辑于2022年，星期三3煎煮法煎煮法：为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏成分要注意，且含多糖多的成分过滤困难。第26页，共43页，编辑于2022年，星期三第27页，共43页，编辑于2022年，星期三4 回流法：回流法：用于以有机溶剂加热提取成分。优点：提取效率高，但受热易破坏成分不宜用此法。缺点：溶剂消耗量大，需回流设备，需几次提取方可提取完全。第28页，共43页，编辑于2
14、022年，星期三5 连续回流法：连续回流法：以索氏提取器(亦称脂肪抽出器)回流提取。克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。缺点：提取时间长，受热破坏成分不能用此法。第29页，共43页，编辑于2022年，星期三第30页，共43页，编辑于2022年，星期三第31页，共43页，编辑于2022年，星期三第32页，共43页，编辑于2022年，星期三(五)影响提取效率的因素：1药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但太细，药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些,以20目为好。2提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜温度。3提取时间：一般提取
15、时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以1/21hr为宜，乙醇提1hr为宜。第33页，共43页，编辑于2022年，星期三二、水蒸气蒸馏法适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被破坏，与水不反应、且与水分层的成分的提取。中药中主要用于挥发油、某些挥发性生物碱、少数挥发性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。第34页，共43页，编辑于2022年，星期三三、升华法中药中的某些固体成分在受热低于其熔点的温度下，不经液态直接成为气态，经冷却后又成为固态，从而与中药组织分离这种性质称为升华，这种提取方法称为升华法。中药成分有少量具有升华性，如游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有
16、机酸类成分等。第35页，共43页，编辑于2022年，星期三超临界流体示意图四、超临界提取法(SFE)第36页，共43页，编辑于2022年，星期三超临界状态是指当一种物质处于临界温度和临界压力以上的状态下，形成既非液体又非气体的单一状态，称为“SF”。此时其流体密度近似液体、黏度近似气体，其扩散力比液体大增，介电常数也随压力增加而增加。其浸透性优于液体，因而比液体有更佳的溶解力，有利于溶质的萃取，特别是性质不稳定、易热分解的物质的提取。第37页，共43页，编辑于2022年，星期三超临界提取法超临界提取法(SFE)(SFE)1 特点：与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选用一种称为超临界流体(
17、SF)的物质替代有机溶剂提取。2 优点：1)可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用。2)无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势。3)提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。4)具选择性分离。3 超临界流体(SF)：指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。第38页，共43页，编辑于2022年，星期三4 常见的SF：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的为二氧化碳。二氧化碳的特点：临界温度接近室温(Tc=31.3)，临界压力也较低(Pc=7.37Mpa)，无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成
18、高纯度气体。故在SFE中最常用。第39页，共43页，编辑于2022年，星期三5 二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律：在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大。其取决于溶质的极性、沸点、分子量。(1)对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油、烃类、醚类、酯类等。(2)成分极性基团(如OH、COOH)越多，越难提取。如糖类、氨基酸的萃取压力要4104Pa以上。(3)成分分子量越大，越难提取。第40页，共43页，编辑于2022年，星期三超临界流体工作示意图第41页，共43页，编辑于2022年，星期三工厂装置第42页，共43页，编辑于2022年，星期三第43页，共43页，编辑于2022年，星期三