1、第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识第 2 章 天然药物化学成分的提取、分离与检识第一节 天然药物有效成分的提取技术天然药物化学成分较为复杂，所以想研究和应用其中的有效成分，必须将它们从天然药物中提取出来并进一步加以分离和精制，得到有效单体，这样就必须经历提取分离鉴定三个程序，所以选择正确的提取、分离和鉴定的方法和技术尤为重要。对天然药物中有效成分的提取分离存在两种情况：一种是已知目的物的成分或化学结构类型，可以通过先查阅有关资料，搜集和比较各种有关的提取方案，尤其是工业生产法，然后根据具体条件进行筛选加以选用；另一种是从天然药物中寻找未知有效成分或有效部位时，情况比较复杂，一般应根据预
2、先确定的目标，进行预实验，在适当的活性测试体系指引下，通过逐步提取、分离追踪，以及相应的动物模型筛选，临床验证，反复实践，才能达到目的。由于天然药物所含成分种类繁多，含量有高有低，所以天然药物有效成分的提取、分离和鉴定是一项十分艰巨而细致的工作，同时还要做到具体问题具体分析，灵活运用各种提取分离方法，不能千篇一律，拘泥于一种方法。本章仅就常用的提取分离鉴定的方法、原理和操作技术作一概括性的介绍，涉及具体的某一有效成分的提取分离方法，将在各论中介绍。第一节 天然药物有效成分的提取技术提取就是用适当的溶剂将拟研究的化学成分从动物或植物等药材的组织中抽提出来的过程。天然药物成分复杂，其中主要有糖类、
3、蛋白质、脂类、叶绿素、树脂、树胶、鞣质和无机盐等，一般认为这些物质在药用上是无效成分或杂质，但是在有些情况下，这些成分则是有活性的有效成分，如葡萄属植物中的多酚、栝楼根中的蛋白质等，现在被证明是活性显著的物质。而大多数次生代谢产物如生物碱、萜类、黄酮、香豆素、醌类、有机酸、氨基酸和各种苷类化合物等，虽然在植物体里含量少，但是它们却具有较强的生物活性，学习目标1掌握各种提取、分离和鉴定的适用范围、操作要点及天然药物化学成分的鉴定顺序；2熟悉各种提取、分离和鉴定的基本原理和影响因素及各种常用谱技术在天然药物化学成分结构测定中的应用；3了解溶剂的极性和选用原则及提取液的浓缩方法；4能够熟练安装各种提
4、取装置。5能够利用香豆素的有关性质进行荧光鉴别和色谱鉴别。第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识有些已经应用在临床，因此被认为是有效成分。由此可见，有效成分和无效成分的划分不是绝对的，随着科技的发展，它们在一定条件下可以相互转化。在提取分离时，应尽量设法使用目标成分被充分提取出来，同时使杂质不被提出或尽量少的被提出或在纯化处理的过程中尽可能的除去，最后获得纯度较高的有效成分，因此，天然药物的提取过程就是去粗取精的过程。一、溶剂提取法溶剂提取法是实际工作中提取有效成分最常用的方法，一般溶剂不同，浸出的成分也不同。溶剂提取法主要是根据化合物在极性相似的溶剂中有较好的溶解性即“相似相溶”这一原理
5、进行的。所谓极性就是分子中电荷的不平均分布，也可想象成电子云的不平均分布导致极性的产生。溶剂也可按其极性大小顺序进行分类：水、亲水性有机溶剂、亲脂性有机溶剂三大类。溶剂的极性与介电常数 有关，介电常数越大，极性越大。常用溶剂的极性由小到大的顺序如下：石油醚苯无水乙醚氯仿乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水表 2-1 常用溶剂的介电常数溶剂名称 介电常数（） 溶剂名称 介电常数（） 石油醚苯（C 6H6）乙醚(无水，Et 2O)氯仿(CHCl 3)乙酸乙酯(EtOAC)1.82.34.35.26.1正丁醇(n-BuOH)丙酮(Me 2CO)乙醇(EtOH)甲醇(MeOH)水(H 2O)17.521.526.5
6、31.280.0这些溶剂中，水的极性强，穿透力大，天然药物中一些极性大的化合物如糖、蛋白质、氨基酸、鞣质、有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等亲水性成分可溶于水，使用水作为提取溶剂有安全、经济、易得等优点，但是缺点是水提取液（尤其是含糖或蛋白质者）易霉变，难以保存，而且不易浓缩和滤过；亲水性有机溶剂是指甲醇、乙醇、丙酮等极性较大的且能与水相互混溶的有机溶剂，其中乙醇最为常用，能以任意比和水混溶，溶解极性成分，同时具有较强穿透能力，对一些亲脂性成分也有较好的溶解性能，因此提取范围较广，提取效率较高，且提取液易于保存、虑过和回收，但这类有机溶剂的缺点是易燃，价格较贵，有些溶剂毒性较强。依据相似
7、相溶原理，天然药物中的亲水性成分易溶于极性溶剂，亲脂性成分则易溶于非极性溶剂中。因此，在实际工作中课根据具体情况，针对药材中已知成分或某类成分的性质，可选用相应的溶剂进行提取，如细辛醚的提取可直接用石油醚提取；生物碱类成分第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识可以用碱液浸泡使之游离，再用有机溶剂提取。然而天然药物化学成分十分复杂，各成分间相互影响，存在增溶现象或发生化学作用，使溶解性能有所改变，因此要具体情况具体分析，灵活运用各种提取分离方法，并结合共存其他成分的性质加以考虑如何选择适当的溶剂。溶剂提取法提取天然药物化学成分，常选用的提取方法有以下几种：（一）浸渍法浸渍法是将药材用适量的溶
8、剂在常温或温热（4060）的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的一种方法。1操作技术 根据温度条件的不同，可分为冷浸法和温浸法两种（1）冷浸法：取药材粗粉，置适宜容器中，加入一定量的溶剂如水、酸水、碱水或稀醇等，密闭，时时搅拌或振摇，在室温条件下浸渍 12 天或规定时间，使有效成分浸出，滤过，用力压榨残渣，合并滤液，静置滤过既得。（2）温浸法：具体操作与冷浸法基本相同，但是温浸法的浸渍温度一般在 4060之间，浸渍时间短，能浸出较多成分。但是由于温度高，浸出液冷却后放置贮存常析出沉淀，为保证质量，需要滤去沉淀。若要使药材中有效成分充分浸出，可重复浸提 23 次，第 2、3 次浸渍的时间可以缩短，
9、合并浸出液，滤过，经浓缩后可得提取物。2适用范围 适用于遇热易被破坏及含淀粉、果胶、粘液质、树胶等多糖物质较多的有效成分的提取。3特点 此法操作方便，简单易行，但是提取时间长，提取效率低，用水作为提取溶剂的提取液容易发生霉变，不易保存，若需要还要加入适量防腐剂如甲苯、甲醛或氯仿等。（二）渗漉法是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。1操作技术 （1）粉碎：将药材粉碎成粗粉（2）浸润：根据药粉性质，用规定量的溶剂（一般每 1000g 药粉约用 600800ml 溶剂）润湿，密闭放置 15 分钟至 6 小时，使药粉充分膨胀。（3）装筒：取适量
10、用相同溶剂润湿后的脱脂棉，垫在渗漉筒底部，分次装入已润湿的第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识药粉，每次装粉后用木锤均匀压平，力求松紧适宜，药粉装量一般以不超过渗漉筒体积的23 为宜，药面上盖滤纸或纱布，再均匀覆盖一层清洁的细石块压住药材，防止药材飘起。（4）排气：装筒完成后，打开渗漉筒下部的旋钮，缓缓加入适量溶剂，使药粉间隙中的空气受压由下口排出。（5）浸渍：待气体排尽后，关闭旋钮，将流出的渗漉液再倒回渗漉筒中，继续加溶剂使其保持高出药面浸渍。（6）渗漉：浸渍一定时间（常为 2448 小时）后，便可打开下端旋钮，开始渗漉，控制流速， 中华人民共和国药典规定一般以 1000g 药材每分钟
11、流出 13ml 为慢漉，35ml为快漉，实验室常控制在每分钟 25ml 之间，大量生产时，可调至每小时漉出液约为渗漉器容积的 148124。（7）收集渗漉液：一般收集的渗漉液约为药材重量的 810 倍，或以有效成分的鉴别试验决定是否渗漉完全，最后将渗漉液进行浓缩得到提取物。连续渗漉装置图见图 2-1。2适用范围 适用于提取遇热容易被破坏的有效成分，选用的溶剂多为水、酸液、碱液及不同浓度的乙醇等。 3特点 因此种方法能保持良好的浓度差，所以提取效率高于浸渍法，存在的不足之处为溶剂消耗量大，提取时间长。（三）煎煮法煎煮法是将药材粗粉加水加热煮沸，滤去残渣后取煎煮液的一种传统方法。1操作技术 取药材
12、饮片或者粗粉，置适当煎煮容器（不能使用铁器）中加水浸没药材，加热煮沸，保持微沸状态（加入沸石） ，煎煮一定时间后分离煎煮液，药渣继续用此方法进行煎煮，数次后煎煮液味淡薄，合并各次提取液，浓缩既得。一般以煎煮 23 次为宜。小量提取时，第一次煮沸 2030 分钟；大量生产时，第一次煎煮 12 小时，第 2、3 次煎煮时，时间可以酌减。图 2-1 连续渗漉装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识2适用范围 此法适用于有效成分能溶于水且不易被水、热破坏的天然药物的提取。但不适用于提取含挥发油等遇热易破坏、挥发的天然药物，含多糖类丰富的药材，因煎煮时提取液粘稠，难以滤过，同样不宜使用。3特点 操
13、作简单，提取效率高于冷浸法。（四）回流提取法使用低沸点有机溶剂如乙醇、氯仿等加热提取天然药物中有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保持溶剂与药材持久的接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体溜回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热提取法。1操作技术 如图 2-2 所示回流提取装置，将药材粗粉装入圆底烧瓶中，添加溶剂至盖过药面（一般至烧瓶容积的 1223 处） ，接上冷凝管，通入冷却水，于水浴锅中加热回流一定时间，滤出提取液，药渣再添加新溶剂回流 23 次，合并滤液，回收有机溶剂后得浓缩提取液。 2适用范围 本法提取效率高，但溶剂消耗量仍较大，操作较麻烦。由于受热时间长，故对热不稳定成
14、分的提取不宜采用此法。（四）连续回流提取法连续回流提取法在实验室内使用挥发性有机溶剂做天然药物有效成分提取时多采用该方法。通常用索氏提取器来完成，如图 2-3 所示。1操作技术 操作时先将沸石放入圆底烧瓶中，以防暴沸，然后将装好药材粉末的滤纸袋或筒放入提取器中，药粉高度应低于虹吸管顶部，自冷凝管加入溶剂至烧瓶中，水浴加热。溶剂受热蒸发，遇冷后变成液体回滴入提取器 中，溶剂接触药材时完成浸提过程，待溶剂液面高于虹吸管上端时，在虹吸作用下，浸出液流入烧瓶，溶剂在烧瓶内又因受热继续气化图 2-2 回流提取装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识蒸发，如此不断重复循环 410 小时，至有效成分充
15、分被提取出来，回收提取液的有机溶剂即 得提取物。为了防止长时间受热，成分被破坏，也可在提取 12 小时后更换新的溶剂继续提取，使提取的成分及时脱离加热环境。在实际生产过程中所用的大型提取装置原理与索氏提取器一样，都是连续回流的过程。 2适用范围 适用于脂溶性化合物的提取，药量少时用此法比较好。3特点 此法提取效率高，溶剂用少但加热时间长，遇热不稳定易变化的天然药物成分不宜采用此法。（五）超声提取法超声波提取法利用超声波强烈振动传递巨大能量给浸提药材和溶剂，从而破坏植物药材细胞，加强细胞内物质的释放、扩散和溶解，加速有效成分的浸出。1操作技术 将药材粉末置适宜容器中，加入定量溶剂，密闭后置超声提
16、取器中，选择适当超声频率提取一段时间（一般只需要数十分钟）后即得。2适用范围 能避免高温高压对欲提取成分的破坏，既适用于遇热不稳定的成分提取，也使用于各种有机溶剂的提取。3特点 该方法具有提取时间短（一般只需数十分钟） 、提取效率高，无需加热等优点，此法对容器壁的厚薄及放置要求较高，目前尚为实验室小规模使用，大规模生产还有待于解决设备问题。（六）影响提取率因素选择合适的溶剂和方法是溶剂提取法的关键，但在提取操作过程中，药材的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也都能影响提取效率，必须加以考虑。1药材的粉碎度粉碎是天然药物前处理的必要环节，通过粉碎可增加药材的表面积，使药材组织细胞中的成分
17、（溶质）和溶剂间产生的渗透、溶解、扩散等过程加快，加速药材中有效成分的浸出。但粉碎过细，药粉颗粒比表面积太大，吸附作用增强，反而影响扩图 2-3 索氏提取器第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识散速度。如某些蛋白质、多糖类成分较多的天然药物，若药材粉碎过细，其高分子亲水性成分遇水膨胀，易产生黏稠现象，反而影响提取效率。原料的粉度应从选用的提取溶剂或药用部位考虑：如用有机溶剂提取，药材粉末以过 20 目筛为宜；用水提取最好采用粗粉或薄片、根茎类原料，最好采用粗粉；而全草类，叶类等可用细粉。2.提取的温度分子运动速度和溶剂渗透、扩散、溶解的速度随着温度的增加而加快，所以冷提取（室温提取）杂质少
18、，效率低；热提取效率提高，但杂质也相应有所增加。另外过高的温度会使有些有效成分氧化分解而遭到破坏。一般加热到 60左右为宜，最好不超过 100。3.提取时间 提取液中有效成分的量随提取时间的延长而增加，直到有效成分浓度在药材细胞内外达到平衡。所以，提取时间没有必要无限延长，提取完全即可。一般来说，用乙醇加热提取，每次 1 h；用水加热提取，每次以煮沸 0. 51 h 为宜。二、其他方法（一）水蒸气蒸馏法天然药物中的挥发油、某些小分子生物碱、小分子酚性物质都可用本法提取。装置如图 2 -4 所示。能随水蒸气蒸馏的化学成分的沸点多在 100左右，且在 100时存在一定的蒸气压，与水一起加热时，当其
19、蒸气压和水蒸气的蒸气压总和为一个大气压时，液体开始沸腾，产生混合蒸气，经过冷凝管冷凝后，得到挥发性成分和水，两者分层后，即得挥发性成分。在实验室具体操作过程时，蒸馏瓶中的药材粉和水的总体积为蒸馏瓶容量的 1/2为宜，不宜超过 2/3。当馏出液由浑浊变为澄清时，表示蒸馏已基本完成。1. 操作技术 将药材粗粉装入蒸馏瓶内，加水使药材充分浸润，体积不超过蒸馏瓶容积的 1/3，然后加热水蒸汽发生器使水沸腾，产生水蒸气通过蒸馏瓶，药材中挥发成分随水蒸气蒸馏被带出，经冷凝后，收集于接收瓶中，若蒸馏出来的液体由浑浊变澄清透明，表示蒸馏基本完成，馏出物与水的分离可根据具体情况来决定。图 2-4 水蒸气蒸馏装置
20、第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识2适用范围 水蒸气蒸馏法适用于具有挥发性、难溶或不溶于水、与水不发生反应、能随水蒸气蒸馏而不被破坏的天然药物成分的提取。3特点 工艺简单、操作方便，实用性强，不需要复杂的设备，易于推广。但是蒸馏过程中需要采取保温措施，以免部分水蒸气冷凝增加蒸馏瓶内体积；蒸馏需中断或完成时，应先打开三通管的螺旋夹，使之与大气压相通后，再关热源，以防液体倒吸；对于某些在水中溶解度大的挥发性成分，馏出液可再蒸馏一次，以提高纯度。（二）升华法升华法是利用某些固体物质具有在低于其熔点的温度下受热后，不经熔融状态就直接转化成蒸汽，遇冷后又凝固为原来的固体的性质，使之从天然药物中提
21、取出来的发法。具有升华性的物质有很多，比如水杨酸、苯甲酸、樟脑等。1. 操作技术 预先粉碎待升华的天然药物，将粉末置于升华器皿中，铺均匀，上面放一冷凝器，加热升华器皿到一定温度，使被提取物质升华，升华物质冷凝于冷凝器表面即得。如茶叶中国的咖啡因具有生化性，可将茶叶放在大小适宜的烧杯中，上面用圆底烧瓶盛冷凝水冷却，然后加热，到一定温度（178） ，咖啡因可凝结于烧瓶底部，成白色针状结晶。装置如图 2-5 所示。2适用范围 此法适用于具有升华性的某些生物碱类、香豆素类、有机酸类的提取。在天然药物的实际提取中很少采用此法，在实验室里一般也只用于较少量（12g）化合物的提取或纯化。3特点 操作时间长，
22、损失较大，易使天然药物炭化，伴随产生的挥发性焦油状物常粘附在升华物上，难以除去，有时还伴随有物质的分解现象。此法的加热一般以水浴、油浴较为稳妥。（三）超临界流体萃取法超临界流体萃取( supercritical fluid exttaction，SFE)技术是 20 世纪 60 年代兴起的一种新型分离技术。国外已广泛用于香料、食品、石油、化工等领域。由于其选择性分离效果好，提取率高，产物没有有机溶剂残留，有利于热敏性物质和易氧化物质的萃取图 2-5 常压升华装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识等特点，SFE 投术自 20 世纪 80 年代中期以来逐渐被应用于天然药物有效成分的提取分离
23、，并且与 GC（气相色谱法） 、IR（红外光谱法） 、GC - MS（气相色谱一质谱法） 、HPTLC（高效薄层色谱法）等联用形成有效的分析技术。SFE 技术是利用流体在超临界状态时具有密度大、黏度小、扩散系数大等特性而开发的，它具有提取率高、产品纯度好、操作流程简单、能耗低等优点，且其操作温度低、系统密闭，尤为适合不稳定、易氧化的挥发性成分、脂溶性成分及相对分子质量小的物质的提取分离。在超临界 C02中加入如甲醇、乙醇、丙酮、水等适宜的夹带剂或改良剂，以及增加压力等，可改善流体的溶解性质，从而使 SFE 技术在生物碱、黄酮类、皂苷类等极性强、相对分子质量较大的非挥发性成分中也得到了普遍的应用
24、。如以氨水为改良剂，可从洋金花中提出东莨菪碱；以乙醇为夹带剂，在高压下可从短叶红豆杉中提出紫杉醇。可见，这项技术在未来具有广阔的发展前景。1. 概念 超临界流体（supercritical fluid，SF）指在临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上时，以流体形式存在的物质，兼气、液两者的特点，同时具有液体的高密度和气体的低粘度的双重特性的特殊相态。2. 基本原理 任何一种物质都存在气相、液相和固相三种相态。三相平衡态共存的点称为三相点。液、气两相成平衡状态点称临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度(t)和临界压力(p。)。高于临界温度和压为而接近临界点的状态称为超临界状态。物质不同，其临
25、界点所要求的压力和温度也各不相同。二氧化碳、乙烷、乙烯、甲醇、乙醇和水等多种物质均可用做超临界流体的溶剂。二氧化碳因其无毒、无臭、无味、不燃烧、化学性质稳定、不易与被分离成分反应、临界点低( Tc=31. 26，Pc=7.2 MPa)、临界条件容易达到、纯度高、价廉、易得、易与溶质分离和使用安全等优点，是目前最常用，研究较多的超临界流体，也是天然药物超临界萃取中的一种较理想较普遍使用的溶剂。CO 2流体在超临界状态下兼具气液两相的双重特点，既具有与气体相当的高扩散系数和低黏度，又具有与液体相近 密度和良好的溶解能力。因其密度对温度和压力变化十分敏感，且与溶解能力在一定压力范围内成正比例，所以可
26、通过控制温度和压力来改变物质的溶解度。超临界流体提取分离过程，是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即温度和压力对超临界流体溶解能力的影响而进行的。超临界流体( SF)具有气液两性的双重特性，既具有与液体相远的密度，又具有略低于气体的黏度，扩散系数比液体大 100 倍左右，因第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力。SF 具有选择性溶解物质的能力，并随超临界条件（温度、压力）的改变而改变。3. 操作技术 超临界流体萃取工艺程序（图 2 -6 所示）：将药材原料投入萃取器 6中，对萃取器 6 和分离器 7 分别进行加热或冷却，当达到所选定的温度时，开启
27、 CO2气瓶阀门及阀门 12 进气，启动高压阀 4 对系统加压，当达到预定压力时，调节减压阀 9，使分离器 7 内压力达到设定值，打开放空阀 10 调节流量。通过各阀门的调节，使萃取过程中通过的流量及萃取器内压力、分离器内压力都稳定在设定的操作条件后，关闭阀门 10，打开阀门 11，开始进行循环萃取，萃取过程中达到一定时间后，从阀门 8 取出萃取物。4. 适用范围 此法适用于提取分离挥发性成分、脂溶性成分、高热敏性成分及易氧化分解的成分。5. 特点 易于操作，可调节范围广，选择性和溶解性能好，通过调节压力、温度、可改变流体的极性和密度，使萃取的有效成分富集，无溶剂残留，产品纯度高，萃取速度快，
28、从萃取到分离一步完成，与 GC、IR、MS 等联合使用可以快速有效的对天然物质进行提取、分离、鉴定，实现提取与质量分析一体化。【知识链接】天然药物提取的新方法和新技术：1. 微波辅助提取技术 是一种利用磁控托管所产生的每秒 24.5 亿次超高频率快速整栋的微波，使被提取的极性分子快速转向及定向排列，从而产生分子间相互碰撞、挤压，使有效成分易于溶出和释放的提取技术。此法具有选择性高、操作时间短、溶剂耗量少、有效成分收率高的优点，已经被成功应用于天然药物活性成分的提取。2. 半仿生提取法 是从生物药剂学的角度提出的一种制备中药口服制剂的提取新技术，图 2-6 超临界流体萃取工艺程序1.CO2气瓶；
29、2.纯化器；3.冷凝器；4.高压泵；5.加热器；6.萃取器；7.分离器；8.加热器；9.减压阀；10,11,12.阀门第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识模仿口服药物经胃肠道的转运吸收原理，采用选定 PH 值的酸性水和碱性水，依次连续提取中药方剂，获得含指标成分高的活性混合物。此法以一种或几种有效成分、总浸出物等作指标和主要药理作用作指标，选择提取工艺，不仅能充分发挥混合物的综合作用，又可利用单体成分的含量控制中药制剂的质量，且有效成分损失少，成本低，生产周期短。3. 酶法提取 是一种适当的酶，通过酶反应较温和地将植物组织分解，最大限度地从植物体内提取有效成分的新技术。酶法提取具有反应特
30、异性高、快速、高效、反应条件温和且易于控制等优点，特别适合有效成分含量很低及受溶剂影响较大易发生结构变化的有效成分的提取。近年来应用于天然药物有效成分的提取、分离和纯化的研究取得很大的进展。4. 连续逆流提取法 是一种通过多个提取单元之间物料与溶剂间合理的浓度梯度排列及相应的流程配置，循环组合，使物料和溶剂同时作连续相的逆流运动的动态提取新技术。主要的工艺原理为连续定量添加物料，物料在提取过程中连续运动，与溶剂充分接触；同时在设备内部不断更新溶剂，溶剂在流动过程中不断获得物料的有效成分，浓度不断提高。此法适用于大规模生产，提取作业温度低，既适用热稳定性好的物料提取，又适用于热敏性物料的提取，所
31、需的提取溶剂量少，提取效率高。用各种方法提取天然药物所得的提取液是包含诸多成分的混合物，尚需综合利用各种分离技术经过反复的分离精制和纯化处理，才能得到所需成分或单体化合物。由于所得的提取液一般体积较大，所含成分浓度较低，故分离精制之前常进行浓缩处理，以提高浓度。浓缩可通过蒸发或蒸馏来完成，具体的方法有蒸发、常压蒸馏、减压蒸馏、薄膜蒸发、反渗透法、超滤法等。浓缩过程中应注意尽量避免不必要的损失，防止热敏性成分被破坏。目前，实验室常用的减压蒸馏装置是旋转蒸发仪（图 2 -7） 。旋转蒸发仪可连接真空水泵，在减压条件下使用，盛装待蒸馏液的圆底烧瓶能不断旋转，加大蒸发面积，使蒸发速度加快且无需加入沸石
32、防止暴沸。旋转蒸发仪是由可旋转蒸馏瓶、冷凝器和接收瓶三部分组成。操作时，先将仪器的各部分接口连接固定，圆底烧瓶内加入待蒸馏液，夹紧需用特制夹子固定的易滑脱位置，利用升降调节开关调整蒸第二节 天然药物化学成分的分离精制技术第 x 节 图 2-7 旋转蒸发仪装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识馏瓶高度，保证充分受热，通入冷凝水，然后打开循环水泵，关闭系统与水泵间的安全瓶活塞，当确认系统抽紧处于减压状态时，打开电源使蒸馏瓶旋转。热源温度由待蒸溶剂在系统真空度下的沸点确定，控制蒸馏速度，不能过快，避免蒸馏液蒸出冒出。蒸馏结束后，关闭电源，解除真空，拆下蒸馏瓶，关闭冷凝水，回收接收瓶中的溶剂。
33、水提取液减压浓缩产生大量泡沫时，最好采用旋转蒸发仪进行浓缩。一、系溶剂分离法此法一般是选用 37 种不同极性的溶剂，由低极性至高极性分步对总提取物进行提取分离。因总提取物中各类成分的极性不同，可被相应极性的溶剂所分离。1. 操作技术 适当浓缩总提取液，或拌入适量惰性吸附剂如：粗硅胶、纤维粉及硅藻土等，低温或自然干燥后粉碎，然后依次用石油醚（或苯） 、乙醚、三氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮、乙醇和水分步进行抽提，使溶解度不同的各种成分得到分段分离。也可以选择其中三、四种不同极性的溶剂组成溶剂系统，如石油醚苯乙醚三氯甲烷乙酸乙酯正丁醇或戊醇，由低极性到高极性分步进行抽提，分成若干部位。2. 适用范围 使用
34、于有效成分尚未明确的天然药物提取液的分离。3. 特点 可以较全面的分离各种极性成分，利用此法，可分别获得不同极性成分的分离物，再根据试验过程中的溶解现象和各种成分的理化性质，再逐步分离出各种单体。此种方法的缺点是操作麻烦、费时并需要大量溶剂，对化学性质不稳定、容易引起分解、异构化的天然产物应特别注意。系统溶剂分离法是早年研究天然产物中有效成分的一种最主要的方法，尽管此法在微量成分、结构性质相似成分的分离纯化上受到很大限制，但它目前仍是研究成分不明的天然产物最常用的方法。二、两相溶剂萃取法1.概念 利用提取物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而将所需成分萃取出来，达到分离的一种方法。2
35、.基本原理 利用混合物中各种成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的差异而达到分离的目的。分配系数(K)可以用下式表示：K=Cu/CL式中，C u表示溶质在上相溶剂中的浓度；C L表示溶质在下相溶剂中的浓度。混合物中第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识各成分在两相溶剂系统中的分配系数差异越大，则分离效果越好。实验室常用的有机溶剂有石油醚、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇等。如果从水提取液中欲分离亲脂性成分，一般多用石油醚、苯、氯仿或乙醚等进行两相萃取；如果是亲脂性较弱的有效成分，则应选用亲脂性弱的有机溶剂，如乙酸乙酯、正丁醇等。例如提取黄酮类成分时，多用乙酸乙酯和水作两相萃取；提取亲水性强的皂苷
36、类成分则多选用正丁醇和水作两相萃取。不过，有机溶剂亲水性强的，与水作两相萃取的效果就越不好，因为较多的亲水性杂质也会被萃取出来，对有效成分进一步纯化影响较大。3.萃取溶剂的选择 一般根据被萃取化合物的性质选择萃取剂。如果从水提液中萃取亲脂性成分，一般选用苯、三氯甲烷或乙醚；萃取偏亲水性成分，需改用乙酸乙酯、丁醇等。应注意的是，有机溶剂的亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越差。对于碱性、酸性、两性成分的萃取分离，常选用 PH 梯度萃取法。即利用混合物中各成分的酸（或碱）性强弱不同，相应改变溶剂 PH 使之相继成盐或游离，改变成分在溶剂系统中的分配系数而与其他成分分离的一种方法。例如分离某种有机溶
37、剂中酸性强弱不同的黄酮苷元，可依次用PH 由低到高的碱液萃取，使成盐而达到分离的目的。又如在纯化水提液中的总生物碱时，可改变溶液的 PH，使生物碱游离，再用有机溶剂萃取，与亲水性杂质分离。两相溶剂萃取法常用的方法和技术如下：（一） 简单萃取法这是一种常用的简便萃取技术，小量萃取一般在分液漏斗中进行。1. 操作技术 一般是选择一个大小适中的分液漏斗，在活塞上涂好润滑脂，塞好塞，旋转数圈，关好活塞，然后装入待萃取物和溶剂，装入约占分液漏斗约 13 的有机溶剂，盖好塞子，倒转，缓缓振摇 23 分钟，放置使其自然分层，静置，使两液分开后开启活塞使下层液放出，而上层液从分液漏斗上端倒出，以免污染。此次为
38、一次萃取，若要反复萃取数次，分液漏斗内保留上层或下层液需按实际情况来定。2. 适用范围 适用于分配系数差异较大的成分的分离。3. 特点 操作简便，设备简单，实验室常用。但是有些因素需要注意：要避免猛烈振摇，以免发生乳化而影响分层。若已形成乳化，可分出乳化层，再用新的溶剂萃取，或将乳化层抽滤，或热敷将乳化层加温使之破坏；也可较长时间放置并用玻璃棒不时旋转搅拌，有时加入适量氯化钠或滴人数滴戊醇也有助于分层。在两相溶剂萃取操作中，水提取液的浓度最好在相对密度 1.11.2 之间，过稀溶剂用量大，过浓萃取不完全，影响操作。第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识一般萃取 34 次即可，每次溶剂与水提
39、取液应保持一定的比例，第一次萃取时溶剂用量要多一些，一般为水提取液的 1/3，以后用量可以少一些，一般为 1/41/6。（二） 逆流连续萃取法是一种连续的两相溶剂萃取法。本方法是利用两相溶剂密度不同，即密度小的作为分散相逆流连续穿过密度大的固定相，使某种成分发生转溶的原理。逆流连续萃取装置（图2-8）是用一根或数根萃取管串联制成。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充，以增加两相溶剂萃取时的接触面。1. 操作技术 将密度小的相液置高位贮存器中，而密度大者则作为固定相置萃取管内，萃取管的数目可根据分配效率的需要来决定选用一根、数根或多根，管内填充小瓷环或小不锈钢丝圈，开启活塞，则高位贮存器中液相在高位
40、压力下流入萃取管，遇瓷圈撞击分散成细滴，增大萃取接触面积，两相溶剂在萃取管内可自然分层。最后，可取试样用色谱、显色反应或沉淀反应等进行检查，判断萃取是否完全。2. 使用范围 适用于各种密度的溶剂萃取。3. 特点 操作简便，萃取较完全。为避免简单萃取法操作有时会发生乳化现象，可选此法。（三） 逆流分溶法逆流分溶法（counter current distribution,CCD）是一种在加样量一定，容量也一定的两相溶剂中，经多次移位萃取分配而使混合物中的各种成分分离的方法。本法与逆流连续萃取法原理相似。1. 操作技术 将混合物经仪器操作，在两相溶剂系统中进行反复多次的振摇、静置、分离、和转移等萃
41、取步骤，使分配系数不同的成分达到分离。如图 2-9 所示，在多个分液漏斗中装入密度小的固定相，然后在 0 号漏斗中加入密度大的流动相，振摇使充分混合，静置分层后，分出流动相移入 1 号漏斗，并在 0 号漏斗中重新补加新鲜的流动相，分别充分振摇混合。重复上述操作反复多次，混合物中各成分的分配系数不同，经多次转移后，终应在某一管中有最高浓度，故可用此法得到分离。图 2-8 逆流连续萃取装置图 2-9 逆流分溶法装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识2. 适用范围 适用于分离中等极性、分离因子较小及不稳定的物质。3. 特点 被分离物质在两相溶剂中的分配系数比较接近，用一般方法不易分离，用本法
42、能取得较好的分离效果。用分液漏斗进行多次转移操作十分不便，可改用逆流分溶仪；因操作较繁，消耗溶剂多，含量微小的成分易损失于大体积的溶剂中，而且反复多次地振动溶剂系统易产生乳化现象，故式样极性过大或过小，或分配系数受温度或浓度影响过大及易于乳化的溶剂系统均不宜采用此法。（四） 液滴逆流分配法液滴逆流分配法（droplet counter current chromatography,DCCC）又称液滴逆流色谱法，本法的原理类似于逆流分配法，是利用混合物中多组分在两相溶液中的分配系数的差别，由流动相形成液滴，通过作为固定相的液柱而达到分离纯化的目的。由于移动相形成液滴，在细的分配萃取管中与固定相有
43、效地接触、摩擦、不断形成新的表面，促进溶质在两相溶剂中的分配，故其分离效果往往好于逆流分配法，且不会产生乳化现象。1. 操作技术 目前应用的装置（图 2-10） ，分为三个组成部分。首先由微型泵、移动相溶剂贮存槽和式样液注入器组成输液部分，第二部分由 300500 根内径约 2、长度为2040的萃取管连接而成。组成第三部分的是检出器及分步自动收集仪。操作时，先将选择好的两相溶剂中的固定相充入全部萃取管内，然后加样口注入已溶于（11）两相溶剂中的待分离试样，再由微型泵注入移动相，移动相在萃取管中形成液滴，不断地与固定相有效地接触、摩擦形成新表面，促使溶质在两相溶剂中实现充分的分配，获得很高的分离
44、效果，且不易乳化或产生泡沫，若用氮气驱动流动相，可避免被分离物质的氧化。从萃取管中流出的移动相通过检出器进行分部收集，完成液滴逆流分配的全过程。图 2-10 液滴逆流分配装置第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识2. 适用范围 适用于皂苷类化学成分的分离。3. 特点 使用溶剂较少，可定量回收试样，分离效果较 CCD 法好。由于移动相形成液滴，在细的分配萃取管中与固定相有效地接触、摩擦、不断形成新的表面，促进溶质在两相溶剂中的分配，故其分离效果往往好于逆流分配法，且不会产生乳化现象。本法用氮气压驱动移动相，被分离物质不会因遇大气中氧气而氧化。本法处理样品量较小，一般在 lg以下，对设备有一定
45、要求但是本法对高分子化合物的分离效果较差，且操作较繁琐，所以应用较少。【知识链接】常用的破乳措施有：较长时间放置；轻度乳化可用一金属丝在乳化层中搅动使之破坏；将乳化层抽滤；将乳化层加热或冷冻；分出乳化层，再用新溶剂萃取；若因两种溶剂能部分互溶而发生乳化，可加入少量电解质（如氯化钠） ，利用盐析作用加以破坏，在两相密度相差很小时，也可以加入食盐增加水的密度；滴加数滴醇类如戊醇改变表面张力，破坏乳状液；根据情况不同，还可加入其他破坏乳化的物质如乙醇、磺化蓖麻油等。三、沉淀法沉淀法是在天然药物提取液中加入某些试剂使产生沉淀，通过过滤将成分分离的方法。依据加入沉淀剂的不同，沉淀法可分为以下几种：（一）
46、 酸碱沉淀法酸碱沉淀法根据酸（碱）成分与碱（酸）试剂反应成盐而溶于水，再加酸（碱）试剂反应重新生成游离酸（碱）从溶液中又析出以达到分离目的一种方法。小 结第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识1. 操作技术 往提取液中加入适当量的酸水（或碱水） ，将欲分离成分处理成盐溶解于酸水（或碱水）中，然后再加入适量碱水（或酸水） ，使欲分离成分恢复原来的结构，形成沉淀析出，最后可以离心或者利用与水不相混溶的有机溶剂把这些化学成分萃取分离获得。2. 使用范围 适用于酸性、碱性、两性化合物的分离。3. 特点 这个沉淀反应是可逆反应。难溶于水的游离生物碱遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又能重新游离使
47、水溶性降低而形成沉淀析出；一些不溶于水的具内酯结构的化合物遇碱可开环生成羧酸盐而溶于水，再加酸酸化，内酯环重新环合后从溶液中沉淀析出，与其他成分分离；一些具有酚羟基而又难溶于水的黄酮类化合物，加碱水液可成盐溶解，经酸化后又可游离析出沉淀，借以提纯，去除杂质。（二） 试剂沉淀法试剂沉淀法是一种利用一些成分能与某些特定试剂产生沉淀的性质，或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异，通过加入特定试剂或溶剂，使生成沉淀，与其他成分分离的方法。1. 操作技术 向提取液中加入某种特定的试剂或溶剂，使欲分离成分与试剂生成沉淀或因溶解度降低而沉淀析出，待完全沉淀后，滤过即得。常用的试剂沉淀法有： 铅盐沉淀法 铅盐
48、沉淀法是分离某些天然药物成分的经典方法之一，该法是利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅水溶液能与多种天然药物成分生成难溶的铅盐或配合物沉淀的原理，利用这种性质使有效成分与杂质分开。 醇沉淀法 在浓缩的水提取液中，加入一定量的乙醇（使含醇量达 80%以上）则难溶于乙醇的成分如淀粉、树胶、黏液质、蛋白质等从溶液中析出，过滤除去。 其他试剂 生物碱沉淀试剂能使生物碱类成分生成沉淀自酸性溶液中析出；雷氏铵盐可与水溶性季铵盐生成难溶于水的生物碱雷氏铵盐沉淀析出；胆固醇能与甾体皂苷生成沉淀；明胶、蛋白质溶液能沉淀鞣质等。2. 使用范围 适用于能与某试剂产生沉淀或在不同溶剂中溶解度有差异的化学成分的分离。3. 特点
49、沉淀反应有的可逆，有的不可逆。沉淀试剂可根据天然药物有效成分和杂质的性质，适当选用。第二章 天然药物化学成分的提取、分离与检识【知识链接】在天然药物及其制剂的工业生产中广泛应用水提醇沉法或醇提水沉法。利用天然药物中大多说化学成分易溶于水和醇的特性，先以水为溶剂提取天然药物，后加乙醇以沉淀去除提取液中杂质的方法称水提醇沉法；醇提水沉法则是先以乙醇为溶剂提取天然药物，回收乙醇后，加水以沉淀去除提取液中杂质的方法。常用设备是多功能提取罐，适用于天然药物的常压、减压、加压水煎、温浸、渗漉、热回流，芳香油的提取及有机溶剂的回收等工艺过程操作。多功能提取罐有正锥式、斜锥式、直筒式、蘑菇式 4 种类型，由提取罐、消包器、冷凝管、油水分离器、过滤器 6 部分构成（图 2-11）.现代化生产线多应用提取、浓缩、加醇沉淀和分离连续进行的动态提取。四、结晶与重结晶法结晶法是分离纯化固体成分最常用的方法之一。它是利用混合物中各种成分对某
