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1、天然产物的提取分离和结构天然产物的提取分离和结构鉴定鉴定Chapter21教学目的与要求：教学目的与要求：了解了解天然产物化学的预实验与提取天然产物化学的预实验与提取掌握掌握天然产物化学成分提取分离的原理及方法天然产物化学成分提取分离的原理及方法掌握掌握色谱分离方法色谱分离方法了解了解天然产物化学结构的测定方法天然产物化学结构的测定方法2主要内容主要内容v一、天然产物化学成分的预实验与提取一、天然产物化学成分的预实验与提取v二、色谱分离分析方法二、色谱分离分析方法v三、结晶和重结晶三、结晶和重结晶v四、天然产物化学成分的结构鉴定四、天然产物化学成分的结构鉴定32.1天然产物化学成分的预实验与提
2、取天然产物化学成分的预实验与提取v提取：提取：将有效成分从天然物质中提出的过程将有效成分从天然物质中提出的过程v分离：分离：将提取中混合的性质相同或不同的成将提取中混合的性质相同或不同的成分进一步分开的过程分进一步分开的过程4研究天然产物化学成分的基本步骤研究天然产物化学成分的基本步骤原材料原材料单体化合物单体化合物总提取物总提取物不同部位不同部位目的化合物目的化合物结构修饰结构修饰人工合成人工合成提取提取初步分离初步分离精细分离纯化精细分离纯化5一、天然产物化学成分的预实验一、天然产物化学成分的预实验v1.基本原理：基本原理：根据各成分极性的不同，先系统地分成几个根据各成分极性的不同，先系统
3、地分成几个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱、薄板色谱，定性判断各部分或结合纸色谱、薄板色谱，定性判断各部分中可能含有的化合物类型。中可能含有的化合物类型。62.选择合适的极性溶剂（相似相溶）选择合适的极性溶剂（相似相溶）石油醚石油醚环己烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯环己烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯 正丁醇丙醇，乙醇甲醇水含盐水正丁醇丙醇，乙醇甲醇水含盐水极性：小极性：小 大大 亲脂性：大亲脂性：大 小小 亲水性：小亲水性：小 大大7适用于极性从小到大的预实验适用于极性从小到大的预实验采用石油醚、水、采用石油醚、水、95%95%乙醇的三段法进行粗分，提高工作
4、效率乙醇的三段法进行粗分，提高工作效率89二、天然产物化学成分的系统分离二、天然产物化学成分的系统分离v1.系统分离：系统分离：v 选择一系列分离措施，将选择一系列分离措施，将性质相近性质相近的组分集的组分集中在一起提取出来，以便分别与临床、动物中在一起提取出来，以便分别与临床、动物试验、检测等相配合，确定该部分是否有效试验、检测等相配合，确定该部分是否有效v目的：目的：v对无效部分暂不追踪，对有效部分视具体情对无效部分暂不追踪，对有效部分视具体情况再进行分离，况再进行分离，找出关键成分找出关键成分。10v2.系统分离阶段系统分离阶段v粗分阶段：又称部位分离，大类物质的分离，粗分阶段：又称部位
5、分离，大类物质的分离，如皂苷、蛋白质等；如皂苷、蛋白质等；v细分阶段：组分分离细分阶段：组分分离1112对于水提取液，采用离子交换树脂将其分为碱、酸和对于水提取液，采用离子交换树脂将其分为碱、酸和中性三部分：中性三部分：1314三、提取天然产物的常用方法三、提取天然产物的常用方法v1.溶剂法溶剂法v2.水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法v3.分馏法分馏法v4.吸附法吸附法v5.沉淀法沉淀法v6盐析法盐析法v7.透析法透析法v8.升华法升华法151、溶剂提取法及其原理溶剂提取法及其原理1 1 溶溶 剂剂 法法 溶剂提取法：溶剂提取法：是根据天是根据天然产物中各种成分在溶然产物中各种成分在溶剂中的溶解性质，
6、选用剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解成分从药材组织内溶解出来的方法。出来的方法。原理：原理：根据根据“相似相溶相似相溶”原理，选择与化合物极原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出大的化合物也可溶解出来。来。162、常用溶剂的特点、常用溶剂的特点石油醚石油醚,环己烷环
7、己烷,苯苯,氯仿氯仿,乙醚乙醚,乙酸乙酯乙酸乙酯,正丁醇正丁醇,丙酮丙酮,乙醇乙醇,甲醇甲醇,极性：小极性：小大大亲脂性：大亲脂性：大小小亲水性：小亲水性：小大大17比水重的有机溶剂：氯仿比水重的有机溶剂：氯仿与水分层的有机溶剂：环己烷与水分层的有机溶剂：环己烷 正丁醇正丁醇能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮 甲醇甲醇极性最大的有机溶剂：甲醇极性最大的有机溶剂：甲醇极性最小的有机溶剂：石油极性最小的有机溶剂：石油醚醚常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇常用
8、来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇 溶解范围最广的有机溶剂：乙溶解范围最广的有机溶剂：乙醇醇18选择溶剂要注意以下三点：选择溶剂要注意以下三点：溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小；溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小；溶剂不能与中药的成分起化学变化；溶剂不能与中药的成分起化学变化；溶剂要经济、易得、使用安全等。溶剂要经济、易得、使用安全等。3 3、溶剂的选择、溶剂的选择194 4、各种溶剂提取法、各种溶剂提取法 连续回流提取法等连续回流提取法等 浸渍法浸渍法渗漉法渗漉法煎煮法煎煮法回流提取法回流提取法20浸渍法：浸渍法：浸渍法系将天然产物粉浸渍法系将天然产物粉末或碎块
9、装入适当的容末或碎块装入适当的容器中，加入适宜的溶剂器中，加入适宜的溶剂（如乙醇、稀醇或水），（如乙醇、稀醇或水），浸渍药材以溶出其中成浸渍药材以溶出其中成分的方法。分的方法。适用于较易提取的有效适用于较易提取的有效成分遇热易破坏以及含多成分遇热易破坏以及含多量淀粉、树胶、果胶、粘量淀粉、树胶、果胶、粘液质的天然物的提取。液质的天然物的提取。特点：浸出率较差，特特点：浸出率较差，特别是用水为溶剂，其提取别是用水为溶剂，其提取液易于发霉变质，须注意液易于发霉变质，须注意加入适当的防腐剂。加入适当的防腐剂。21渗漉法：渗漉法：渗漉法是将天然产物粉渗漉法是将天然产物粉末装在渗漉器中，不断末装在渗漉器
10、中，不断添加新溶剂，使其渗透添加新溶剂，使其渗透过药材，自上而下从渗过药材，自上而下从渗漉器下部流出浸出液的漉器下部流出浸出液的一种浸出方法一种浸出方法。22特点特点 当溶剂渗进原料当溶剂渗进原料溶出成分比重加大而溶出成分比重加大而向下移动时，上层的向下移动时，上层的溶液或稀浸出液便置溶液或稀浸出液便置换其位置，造成良好换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能的浓度差，使扩散能较好地进行。较好地进行。原理原理特点：浸出效率较高，特点：浸出效率较高，浸出液较澄清。浸出液较澄清。溶剂消耗量大、费溶剂消耗量大、费时长。时长。渗漉渗漉2301溶剂罐02变频物料泵03快速渗漏机04流量计05渗滤液罐06可调
11、试电加热水箱07热水泵08高效旋转薄膜蒸发器09浓缩液罐10冷凝器11冷却器12受却器13真空泵14控制柜SLNS-快速渗漉提取浓缩机组工艺流程图快速渗漉提取浓缩机组工艺流程图24SLNS-快速渗漉提取浓缩机组快速渗漉提取浓缩机组25煎煮法煎煮法：煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌，以锅，以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦糊。有蒸汽加热设备免局部药材受热太高，容易焦糊。有蒸汽加热设备
12、的药厂，多采用大反应锅、大铜锅、大木桶，或水的药厂，多采用大反应锅、大铜锅、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接，进行连续煎浸。过管道互相连接，进行连续煎浸。26特点特点 操作方法操作方法 将天然物原料将天然物原料粗粉加水加热煮粗粉加水加热煮沸，使其成分提沸，使其成分提取出来的方法。取出来的方法。此法简便，原料中大部此法简便，原料中大部分成分被不同程度地提出，分成分被不同程度地提出，但含挥发性成分及有效成分但含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的原料不宜用此遇热易破坏的原料不宜用此法，对含有多糖类原料，煎法，对含有多糖类
13、原料，煎煮后，溶液比较粘稠，过滤煮后，溶液比较粘稠，过滤比较困难比较困难煎煮法煎煮法27回流提取法回流提取法：应用有机溶剂加热提取，需采用回流加热装置，以应用有机溶剂加热提取，需采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失。小量操作时，可在圆底烧瓶上连免溶剂挥发损失。小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。溶剂浸过药材表面约接回流冷凝器。溶剂浸过药材表面约1 12cm2cm。在水。在水浴中加热回流，一般保持沸腾约浴中加热回流，一般保持沸腾约1 1小时后放冷过滤，小时后放冷过滤，再在药渣中加溶剂，作第二、三次加热回流分别约再在药渣中加溶剂，作第二、三次加热回流分别约半小时，或至基本提尽有效成分为止。此法
14、提取效半小时，或至基本提尽有效成分为止。此法提取效率较冷浸法高，大量生产中多采用连续提取法。率较冷浸法高，大量生产中多采用连续提取法。28操作方法：用易挥发的有机操作方法：用易挥发的有机溶剂加热回流提取。溶剂加热回流提取。特点：溶剂消耗较少，浸出效特点：溶剂消耗较少，浸出效率较高。但受热易破坏的成分率较高。但受热易破坏的成分不宜用此法，且溶剂消耗量仍不宜用此法，且溶剂消耗量仍大，操作较麻烦。大，操作较麻烦。29特点特点操作方法操作方法 为了弥补回流提取法为了弥补回流提取法中需要溶剂量较大、操作中需要溶剂量较大、操作较麻烦的不足，可采用连较麻烦的不足，可采用连续回流提取法。实验室常续回流提取法。
15、实验室常用脂肪提取器或称索氏提用脂肪提取器或称索氏提取器。取器。特点：节约溶剂，提取特点：节约溶剂，提取率高；但提取液受热时率高；但提取液受热时间长，受热易分解的成间长，受热易分解的成分不宜用此法分不宜用此法连续回流提取法连续回流提取法：3031提取方法提取方法溶剂溶剂操作操作提取效率提取效率使用范围使用范围备注备注浸渍法浸渍法水水或或有有机机溶剂溶剂不加热不加热效率低效率低各各类类成成分分，尤尤遇遇热热不不稳稳定成分定成分出出膏膏率率低低，易易发发霉霉，需需加加防防腐剂腐剂渗漉法渗漉法有机溶剂有机溶剂不加热不加热脂溶性成分脂溶性成分消消耗耗溶溶剂剂量量大大，费时长费时长煎煮法煎煮法水水直火加
16、热直火加热水溶性成分水溶性成分易易挥挥发发、热热不不稳定不宜用稳定不宜用回回流流提提取取法法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热脂溶性成分脂溶性成分热热不不稳稳定定不不宜宜用，溶剂量大用，溶剂量大连连续续回回流流提取法提取法有机溶剂有机溶剂水浴加热水浴加热节节省省溶溶剂剂、效率最高效率最高亲亲脂脂性性较较强强成分成分用用索索氏氏提提取取器器，时间长时间长325 5、溶剂萃取法分以下几种情况、溶剂萃取法分以下几种情况v采取几种不同极性的溶剂分步提取采取几种不同极性的溶剂分步提取v先用极性低，与水不相混溶的有机溶剂（如石油醚，先用极性低，与水不相混溶的有机溶剂（如石油醚，苯等），再用与水相溶的有机溶剂
17、（如丙酮，乙醇苯等），再用与水相溶的有机溶剂（如丙酮，乙醇等），最后用水提取。等），最后用水提取。v目前采用的两种系统为：目前采用的两种系统为：乙醇乙醇-乙醚乙醚-甲醇甲醇-水水 己烷己烷-二氯甲苯二氯甲苯-甲醇甲醇-水水 常用作提供生物试验的样品用常用作提供生物试验的样品用33v单一溶剂提取单一溶剂提取v用水提取，杂质较多，常加入少量戊醇或辛醇用水提取，杂质较多，常加入少量戊醇或辛醇v如果植物中含胺型生物碱、苷类及有机酸等含有亲如果植物中含胺型生物碱、苷类及有机酸等含有亲水性基团，并能溶于水，可直接用水提取（如：小水性基团，并能溶于水，可直接用水提取（如：小檗碱，芸香苷，甘草酸）檗碱，芸香苷
18、，甘草酸）v如果植物中含的成分较为简单或某一成分含量较高如果植物中含的成分较为简单或某一成分含量较高时，可估计其极性大小或溶剂性能，选择一种适当时，可估计其极性大小或溶剂性能，选择一种适当的溶剂提取（如：细辛素的溶剂提取（如：细辛素石油醚，橙皮苷石油醚，橙皮苷甲醇甲醇或乙醇）。或乙醇）。34v两种或两种以上溶剂两种或两种以上溶剂v利用植物中所含成分在某种溶剂中溶解度大差异而利用植物中所含成分在某种溶剂中溶解度大差异而达到分离的目的，如：达到分离的目的，如：川楝素：苯川楝素：苯石油醚溶解脂类，川楝素难溶而分出石油醚溶解脂类，川楝素难溶而分出 60%60%乙醇乙醇减压浓缩减压浓缩氯仿提取氯仿提取v
19、液液-液分配萃取液分配萃取v利用混合物中的各成分在两种互不相溶的溶剂中，利用混合物中的各成分在两种互不相溶的溶剂中，由于分配系数不同而达到的分离目的由于分配系数不同而达到的分离目的v分配系数相差越大，分离效果越高。分配系数相差越大，分离效果越高。35v反应溶剂萃取反应溶剂萃取v常用于内酯化合物，因为内酯环遇碱水解成为羧酸常用于内酯化合物，因为内酯环遇碱水解成为羧酸盐而溶于水，再加酸酸化，可重新形成内酯环，不盐而溶于水，再加酸酸化，可重新形成内酯环，不溶于水，即分开溶于水，即分开。366 6、强化溶剂提取的新方法、强化溶剂提取的新方法v超临界流体萃取超临界流体萃取SCFEv超声波强化提取技术超声
20、波强化提取技术v微波萃取技术微波萃取技术v酶法萃取技术酶法萃取技术37超临界流体萃取超临界流体萃取SCFESCFE 超临界流体萃取：超临界流体萃取：是以某一介质作为萃取剂，在其临界温度和临界是以某一介质作为萃取剂，在其临界温度和临界压力之上的条件下，从液体或固体物料中萃取出待压力之上的条件下，从液体或固体物料中萃取出待分离的组分的一种方法。分离的组分的一种方法。超临界流体：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液体的密度使之具有较高溶解度,由于由于接近气体的粘度接近气体的粘度,使之具有良好的流动性能使之具有良好的流动性能,扩散系扩散系数介于气液之间数介于气液之间,使之对待萃取
21、的物料组织有良好的使之对待萃取的物料组织有良好的渗透性渗透性,这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的传质速率。传质速率。38液体液体气体气体超临界流体超临界流体溶解能力溶解能力扩扩散散系系数数优良性能的萃取剂优良性能的萃取剂39溶剂萃取溶剂萃取超临界萃取超临界萃取溶剂残留不可避免溶剂残留不可避免完全无溶剂残留，纯净完全无溶剂残留，纯净存在重金属存在重金属无重金属无重金属溶剂的溶解能力为定值溶剂的溶解能力为定值溶解能力随温度和压力变化溶解能力随温度和压力变化可能使用高温，热敏物质分解可能使用高温，热敏物质分解通常在较低温度下，不分解通常在较低温度下，不分解存
22、在无机盐被萃取的问题存在无机盐被萃取的问题无无机盐残留无无机盐残留溶剂选择性差溶剂选择性差选择性好选择性好需额外的操作单元来脱除溶解需额外的操作单元来脱除溶解在线分离，有效物质收率高在线分离，有效物质收率高溶剂萃取和超临界萃取的对比溶剂萃取和超临界萃取的对比40超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的特点 萃取过程在较低温度范围内进行萃取过程在较低温度范围内进行,特别适用于具有热敏性或特别适用于具有热敏性或易氧化的成分。萃取介质通常选用二氧化碳易氧化的成分。萃取介质通常选用二氧化碳,二氧化碳化学性二氧化碳化学性质稳定质稳定,无无腐蚀性、无毒性、不易燃腐蚀性、无毒性、不易燃、不易爆不易爆,萃取后容易
23、从萃取后容易从分离成分中脱除分离成分中脱除,不会造成污染不会造成污染,适用于食品和医药行业。适用于食品和医药行业。工艺条件容易控制工艺条件容易控制,通过对温度和压力进行调节通过对温度和压力进行调节,可以实现可以实现选择性萃取和分离。选择性萃取和分离。萃取产物的理化性质保持良好萃取产物的理化性质保持良好,产品质量好产品质量好,且无溶剂残留问且无溶剂残留问题题,萃取介质循环利用萃取介质循环利用,无环境污染问题。无环境污染问题。超临界流体萃取需要冷媒和高压支持且生产量较小超临界流体萃取需要冷媒和高压支持且生产量较小,操作成操作成本大。本大。41超临界流体萃取的应用超临界流体萃取的应用 由于超临界流体
24、萃取技术上有许多不可替代的优由于超临界流体萃取技术上有许多不可替代的优点点,近年来获得高度的重视和广泛的应用近年来获得高度的重视和广泛的应用,例如中药有效成分的提取；菌体生成物的分离；例如中药有效成分的提取；菌体生成物的分离；香精香料色素的提取；动植物脂肪、脂溶性成分、香精香料色素的提取；动植物脂肪、脂溶性成分、植物碱、甾醇类物质等成分的提取；有机溶剂以植物碱、甾醇类物质等成分的提取；有机溶剂以及有害有毒物质的脱除等。及有害有毒物质的脱除等。42超声波强化提取技术超声波强化提取技术v原理：利用超声波的空化作用加速植物有效原理：利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取。成分的浸出提取。v优
25、点：提取时间短，收率高，避免高温对有优点：提取时间短，收率高，避免高温对有效成分的破坏效成分的破坏v缺点：对容器壁的薄厚，放置位置要求较高缺点：对容器壁的薄厚，放置位置要求较高43微波萃取技术微波萃取技术v原理：在微波场中，利用吸收微波能力的差原理：在微波场中，利用吸收微波能力的差异，被提取物质的某些区域或萃取体系中某异，被提取物质的某些区域或萃取体系中某些成分选择性加热些成分选择性加热分离分离v优点：提取速度快优点：提取速度快v缺点：要求药材含一定的水分，微波对某些缺点：要求药材含一定的水分，微波对某些化合物有一定降解作用，只适宜对热稳定的化合物有一定降解作用，只适宜对热稳定的产物产物44酶
26、法萃取技术酶法萃取技术v原理：利用酶破坏植物的细胞壁，使有效成原理：利用酶破坏植物的细胞壁，使有效成分溶出分溶出v是一种最大限度从植物体内提取有效成分的是一种最大限度从植物体内提取有效成分的方法之一方法之一v中药提取中多用纤维素酶中药提取中多用纤维素酶452 2 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法v水蒸气蒸馏法，适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏水蒸气蒸馏法，适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的天然产物成分的提取。此类成分的沸点多在的天然产物成分的提取。此类成分的沸点多在100100以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100100时存一时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气
27、压和水定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出水蒸气将挥发性物质一并带出v大蒜素、丹皮酚、麻黄碱大蒜素、丹皮酚、麻黄碱46装置图装置图适用范围适用范围 具有挥发性，能随具有挥发性，能随水蒸气蒸出而不被破坏水蒸气蒸出而不被破坏与水不发生反应；难容与水不发生反应；难容或不溶于水或不溶于水473 3 分分 馏馏 法法v利用沸点不同进行分馏，再精制纯化利用沸点不同进行分馏，再精制纯化v如：在分离毒芹总碱中的毒芹碱和羟基毒芹如：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
28、或减压分馏碱时，利用沸点不同进行常压或减压分馏484 4 吸附法吸附法v吸附目的：吸附目的：v1.1.吸附除去杂质，常指鞣质色素吸附除去杂质，常指鞣质色素v2.2.吸附所需物质吸附所需物质v常常用氧化铝、酸性白土、活性炭常常用氧化铝、酸性白土、活性炭 495 5 沉沉 淀淀 法法v利用某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或利用某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或除去除去“杂质杂质”。50v盐析法盐析法:加易溶无机盐至一定浓度或饱和，加易溶无机盐至一定浓度或饱和，降低成分溶解度，常用氯化钠、氯化铵、硫降低成分溶解度，常用氯化钠、氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁酸铵、硫酸钠、硫酸镁v透析法：透析法：小分子
29、可通过半透膜，大分子不能小分子可通过半透膜，大分子不能通过，常用于纯化皂苷、蛋白质、多肽和多通过，常用于纯化皂苷、蛋白质、多肽和多糖等化合物。糖等化合物。516 6 升升 华华 法法v固体物质受热直接气化，遇冷后又凝固为固体化合物，固体物质受热直接气化，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。天然产物中有一些成分具有升华的性质，称为升华。天然产物中有一些成分具有升华的性质，故可利用升华法直接自天然产物中提取出来。故可利用升华法直接自天然产物中提取出来。v例如樟木中升华的樟脑（例如樟木中升华的樟脑（camphorcamphor），在本草纲目），在本草纲目中已有详细的记载，为世界上最早应用升华法制取中
30、已有详细的记载，为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述。药材有效成分的记述。v茶叶中的咖啡碱在茶叶中的咖啡碱在178178以上就能升华而不被分解。游以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分，一些香豆素类，有机酸类成分，离羟基蒽醌类成分，一些香豆素类，有机酸类成分，有些也具有升华的性质。有些也具有升华的性质。52装置图装置图适用范围适用范围某些固体物质（如水杨酸、某些固体物质（如水杨酸、苯甲酸、樟脑等）受热后，苯甲酸、樟脑等）受热后，在低于其熔点的温度下，在低于其熔点的温度下，不经过熔化就可以直接转不经过熔化就可以直接转化为蒸汽，蒸汽遇冷又凝化为蒸汽，蒸汽遇冷又凝结为固体称为升华结为固体
31、称为升华53四、天然产物的分离与精制四、天然产物的分离与精制v根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离v根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离v根据物质的吸附性差别进行分离根据物质的吸附性差别进行分离54 根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离 利用不同温度，不同溶解度。利用不同温度，不同溶解度。egeg结晶，重结晶结晶，重结晶加入另一溶剂，改变混合剂的极性，使一部分沉淀加入另一溶剂，改变混合剂的极性，使一部分沉淀析出析出溶剂沉淀溶剂沉淀对酸、碱或两性有机化合物，常加酸碱来调节对酸、碱或两性有机化合物，常加酸碱来调节PHP
32、H值，值，改变分子存在状态（游离型或离解型），从而改变改变分子存在状态（游离型或离解型），从而改变溶解度而实现分离溶解度而实现分离沉淀剂沉淀沉淀剂沉淀酸或碱性的化合物可通过加入沉淀剂，使之生成不酸或碱性的化合物可通过加入沉淀剂，使之生成不溶性的盐类析出。溶性的盐类析出。盐析沉淀盐析沉淀55v根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行 分离分离v液液-液萃取与分配系数液萃取与分配系数K K值值vK=CU/CLK=CU/CLvCU-CU-溶质在上相溶剂中的浓度溶质在上相溶剂中的浓度vCL-CL-溶质在下相溶剂中的浓度溶质在下相溶剂中的浓度56v分离难易与分离因子分离难
33、易与分离因子v分离因子分离因子表示表示 A A、B B 两种溶质在同一溶剂系统中两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。分配系数的比值。v即：即：=KA/KB(=KA/KB(注：注：KA KB)KA KB)v100100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；v10010,萃取萃取10-12次次v2，须，须100次以上萃取才基本分离次以上萃取才基本分离v 1,不能分离不能分离57v分配比与分配比与PHPH值值 一般一般 pH3 pH12,pH12,则酸性物则酸性物质呈离解状态质呈离解状态(A-)(A-)、碱性物质则呈非离解状态碱性物质则呈非离解状态(B)(B)存
34、存在。据此在。据此,可采用在不同可采用在不同pHpH的缓冲溶液与有机溶剂中的缓冲溶液与有机溶剂中进行分配的方法进行分配的方法,使酸性、碱性、中性及两性物质得使酸性、碱性、中性及两性物质得以分离。以分离。5859v液液-液萃取与纸色谱液萃取与纸色谱v5050，简单萃取，简单萃取v5050，采用逆流分溶法，采用逆流分溶法v如果不知道分配比，可以借助纸色谱（如果不知道分配比，可以借助纸色谱（PPCPPC）求）求值值v作业：作业：v 什么是色谱，色谱的分类什么是色谱，色谱的分类60逆流分溶法逆流分溶法v液液-液萃取分离中经常遇到的情况是分离因子液萃取分离中经常遇到的情况是分离因子值较值较小小,故萃取及
35、转移操作常须进行几十次乃至几百次。故萃取及转移操作常须进行几十次乃至几百次。此时简单萃取已不能满足需要此时简单萃取已不能满足需要,而要采用逆流分溶而要采用逆流分溶法法(countercurrent distribution,(countercurrent distribution,简称简称CCD)CCD)。61逆流分溶法逆流分溶法v【逆流分溶法】【逆流分溶法】利用不同物质在两个互不相溶的溶利用不同物质在两个互不相溶的溶剂中溶解度不同的原理使混合物分离的方法。剂中溶解度不同的原理使混合物分离的方法。v此法相当于多次萃取。利用此原理制成了连续、自此法相当于多次萃取。利用此原理制成了连续、自动的逆流
36、分溶仪。该仪器可使两种性质相似、即使动的逆流分溶仪。该仪器可使两种性质相似、即使分溶常数很接近的化合物，经过一定次数振摇、转分溶常数很接近的化合物，经过一定次数振摇、转移的操作，亦可达到分离的目的。用于分离抗生素、移的操作，亦可达到分离的目的。用于分离抗生素、脂肪酸、蛋白质、核酸以及激素等，也用于测定溶脂肪酸、蛋白质、核酸以及激素等，也用于测定溶质的分溶常数。质的分溶常数。62CCD CCD 法因为操作条件温和、试样容易回收法因为操作条件温和、试样容易回收,故特别故特别适于中等极性、不稳定物质的分离。另外适于中等极性、不稳定物质的分离。另外,溶质浓溶质浓度越低度越低,分离效果越好。但是分离效果
37、越好。但是,试样极性过大或过小试样极性过大或过小,或分配系数受浓度或温度影响过大时则不易采用此或分配系数受浓度或温度影响过大时则不易采用此法分离。易于乳化的萃取溶剂系统也不宜采用。法分离。易于乳化的萃取溶剂系统也不宜采用。6364色谱法色谱法v 色谱法（chromatography）又称层析法，是一种又称层析法，是一种分离和鉴定化合物的有效方法，其最大的优点在于分离和鉴定化合物的有效方法，其最大的优点在于分离效能高、快速简便。对一些结构性质相似化合分离效能高、快速简便。对一些结构性质相似化合物的分离，用经典的萃取法、沉淀法和结晶法等难物的分离，用经典的萃取法、沉淀法和结晶法等难以达到分离目的时
38、，用色谱法往往可以收到很好的以达到分离目的时，用色谱法往往可以收到很好的分离效果。分离效果。v基本原理：基本原理：利用混合物各组分在某一物质中的吸附利用混合物各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（即分配）的不同，或其它亲和作用性或溶解性能（即分配）的不同，或其它亲和作用性能的差异，混合物的溶液流经该种物质，进行反复能的差异，混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。65分类分类:按流动相的分子聚集状态分类按流动相的分子聚集状态分类:GCGC、LCLC、SFC SFC 等等按固定相的分子聚集状态分类按固定相的分子聚集状态分类:GS
39、CGSC、GLCGLC、LSCLSC、LLCLLC等等按操作形式分类按操作形式分类:柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等柱色谱法、平面色谱法、毛细管电泳法等按色谱过程的分离机制分类按色谱过程的分离机制分类:分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、分配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、空间排阻色谱法、毛细管电泳法等空间排阻色谱法、毛细管电泳法等66毛细管电色谱法毛细管电色谱法（CEC）色色谱谱法法GSC液相色谱法液相色谱法（LC）柱色谱法柱色谱法平面色谱法平面色谱法毛细管电泳法毛细管电泳法（CE）LLCLSCSECIECBPC纸色谱法纸色谱法薄层色谱法薄层色谱法（TLC）LLCLLCLSC气相
40、色谱法气相色谱法（GC）柱色谱法柱色谱法GLC超临界流体色谱法超临界流体色谱法（SFC）67 实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运动的两相，实现色谱操作的基本条件是必须具备相对运动的两相，固定相固定相(stationary phase)(stationary phase)和流动相和流动相(mobile phase)(mobile phase)。色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次色谱过程是组分的分子在流动相和固定相间多次“分配分配”的过程。的过程。v组分的结构和性质微小差异组分的结构和性质微小差异 与固定相作用差异与固定相作用差异 随流随流动相移动的速度不等动相移动的速度不等 差速迁移
41、差速迁移 色谱分离。色谱分离。68v液液-液分配柱色谱液分配柱色谱 将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上,作为固定相作为固定相,填充在色谱管中填充在色谱管中,然后加入与固定相不然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂相混溶的另一相溶剂(流动相流动相)冲洗色谱柱。这样冲洗色谱柱。这样,物质同样可在两相溶剂中相对作逆流移动物质同样可在两相溶剂中相对作逆流移动,在移动过在移动过程中不断进行动态分配而得以分离。这种方法称之程中不断进行动态分配而得以分离。这种方法称之为液为液-液分配柱色谱法液分配柱色谱法。69v正相色谱：正相色谱：分离水溶性或极性较大的成分如生物
42、碱、分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时苷类、糖类、有机酸等化合物时,固定相固定相多采用多采用强极强极性性溶剂溶剂,如水、缓冲溶液等如水、缓冲溶液等,流动相流动相则用氯仿、乙酸则用氯仿、乙酸乙醋、丁醇等乙醋、丁醇等弱极性弱极性有机溶剂有机溶剂,称之为正相色谱；称之为正相色谱；v反相色谱反相色谱:但但当分离脂溶性化合物当分离脂溶性化合物,如高级脂肪酸、如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时油脂、游离甾体等时,则两相可以颠倒则两相可以颠倒,固定相固定相可用可用石蜡油石蜡油,而而流动相流动相则用水或甲醇等则用水或甲醇等强极性溶剂强极性溶剂,故称故称之为反相分配色谱之为反相分配色
43、谱(reverse phase partition (reverse phase partition chromatography)chromatography)。70加压液相柱色谱加压液相柱色谱v特点特点：加压液相色谱用的载体多为颗粒直径加压液相色谱用的载体多为颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶微粒，因而柱效率大大提高。微粒，因而柱效率大大提高。v分类：快速色谱分类：快速色谱FC，低压液相色谱，低压液相色谱LPLC，中压液相色谱中压液相色谱MPLC，高压液相色谱，高压液相色谱HPLC71根据物质的吸附性差别进行分离根据物质的吸附性差别进行分离
44、v固固-液吸附：液吸附：v物理吸附（主要）物理吸附（主要）v化学吸附化学吸附v半化学吸附半化学吸附72物理吸附物理吸附 (physical absorption)physical absorption)也叫表面吸附也叫表面吸附,是因是因构成溶液的分子构成溶液的分子(含溶质及溶剂含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。的分子间力的相互作用所引起。v特点特点：是是无无选择性、选择性、吸附与解吸过程可逆、吸附与解吸过程可逆、可快速进行可快速进行。故在实际工作中用得最广。如采用硅故在实际工作中用得最广。如采用硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂进行的吸附色谱即属胶、氧化铝及活
45、性炭为吸附剂进行的吸附色谱即属于这一类型于这一类型。73v化学吸附化学吸附(chemical absorption),(chemical absorption),如黄酮等酚酸性物如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附质被碱性氧化铝吸附,或生物碱被酸性硅胶吸附等吸或生物碱被酸性硅胶吸附等吸附质与吸附剂之间要发生化学反应的一类吸附。附质与吸附剂之间要发生化学反应的一类吸附。v特点：特点：具有选择性、具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不吸附十分牢固、有时甚至不可逆可逆,故用得较少故用得较少。半化学吸附半化学吸附(semi-chemical absorption),(semi-chemical absor
46、ption),如聚酰胺对如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附,力量较弱力量较弱,介于物理吸附与化学吸附之间的一类吸附。介于物理吸附与化学吸附之间的一类吸附。741 1 物理吸附基本规律物理吸附基本规律（2 2）被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸）被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸附过程中的三要素，彼此紧密相连。附过程中的三要素，彼此紧密相连。（1 1）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体遵循遵循“相似者易于吸附相似者易于吸附”的经验规律。的经验规律。75硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂硅胶、氧化铝因均为
47、极性吸附剂,故有以下特点故有以下特点:(1)(1)对极性物质具有较强的亲和能力对极性物质具有较强的亲和能力,极性强的溶质将极性强的溶质将被优先吸附。被优先吸附。(2)(2)溶剂极性越弱溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出较强的吸则吸附剂对溶质将表现出较强的吸附能力。溶剂极性增强附能力。溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。即随之减弱。(3)(3)溶质即使被硅胶、氧化铝吸附溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较但一旦加入极性较强的溶剂时强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。又可被后者置换洗脱下来。76 活性炭活性炭因为是非极性吸附剂因为是非极性吸附剂,对非
48、极性物质具有较对非极性物质具有较强的亲和能力强的亲和能力,在水中对溶质表现出强的吸附能力。在水中对溶质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低溶剂极性降低,则活性炭对溶质的吸附能力也随之则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时,洗脱溶剂洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。772 2 极性及其强弱判断极性及其强弱判断 极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素。所谓极性乃是一种抽象概念所谓极性乃是一种抽象概念,用以表示分子中电荷不对称用以表示分子中电荷不对称(asymmet
49、ry)asymmetry)的程度，并大体上与偶极矩的程度，并大体上与偶极矩(dipole moment)dipole moment)、极化度（极化度（polarizabilitypolarizability）及介电常数（及介电常数（dielectric constantdielectric constant）等概念相对应。等概念相对应。（1 1）官能团的极性按下列官能团的顺序增强：官能团的极性按下列官能团的顺序增强：CH CH2 2CHCH2 2，CHCH2 2=CH=CH2 2，OCHOCH3 3，COORCOOR，C=O C=O，CHOCHO，NHNH2 2，OHOH，COOHCOOH （
50、2 2）化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数）化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。目及排列方式等综合因素所决定。78（3 3）大大体体上上溶溶剂剂极极性性的的大大小小可可以以根根据据介介电电常常数数()的的大大小小来来判判断断。介介电电常常数数越越大大，则则极极性性越越大大。一一般般溶剂的介电常数按下列顺序增大：溶剂的介电常数按下列顺序增大：环己烷（环己烷（1.881.88），苯（），苯（2.292.29），），无水乙醚（无水乙醚（4.474.47），氯仿（），氯仿（5.205.20），），乙酸乙酯（乙酸乙酯（6.116.11），乙醇（），乙醇（26.