1、第二章 中药化学成分基本研究方法植物在生长过程中经历了很多复杂的生理生化过程，在这些过程中形成和积累了种类繁多的化学物质。为了使读者在学习各论之前对所学习和研究的对象有所认识，在本章将对常见的化学物质进行介绍，同时还将系统地介绍常用提取分离、纯化鉴别的原理和方法。第一节 无效成分简介一、糖类糖又称碳水化合物，是植物光合作用的主要产物，占植物体的 5080。通过它们进而合成了植物中的绝大部分成分。糖类及其衍生物如葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、糊精、右旋糖酐、阿拉伯胶、西黄芪胶、微晶纤维素、羧甲基纤维素、纤维素等在医药上应用极为广泛。多数情况下，天然药物中的糖类成分被认为是无效成分，但也有一些
2、含糖较多的天然药物如蜂蜜、饴糖等临床上直接供药用。近年来发现某些天然多糖具有明显的药理活性，如肝素有抗凝血作用，硫酸软骨素有防止血管硬化的作用，还发现某些多聚糖具有显著的抗癌活性，如香菇多糖、茯苓多糖。黄芪的根中分得黄芪多糖，具有较好的广泛的体内免疫功能也有促进作用。1.单糖类 单糖的分子通式为 Cn(H2O)n，是多羟基醛或多羟基酮化合物。单糖是组成糖及糖衍生物的基本单元，以五碳糖、六碳糖较常见。天然药物中常见的单糖有 L-阿拉伯糖、D-核糖、D-葡萄糖、D-半乳糖、L-鼠李糖、D-甘露糖、L-山梨糖、D-果糖等。此外，天然药物中还有一些糖的衍生物不符合 Cn(H2O)n通式，如 6-去氧糖
3、、2，6-去氧糖、甲氧基糖、糖醛酸、糖醇、氨基糖等。单糖多为无色结晶，有旋光性，有甜味。易溶于水，可溶于含水乙醇难溶于无水乙醇，不溶于乙醚、苯、氯仿等弱极性有机溶剂。天然药物的水或乙醇提取液中常含有较多的单糖类，中成药工业生产中目前还难以除去单糖类2.低聚糖类 由 210 个单糖基通过苷键聚合而成的直糖链或支糖链的聚糖称低聚糖(又称寡糖)。天然药物中所含的低聚糖较多，如麦芽糖(葡萄糖+葡萄糖)、蔗糖(葡萄糖+果糖)、芸香糖(葡萄糖+鼠李糖)、乳糖(葡萄糖+半乳糖)、龙胆三糖(果糖+2 葡萄糖)等。低聚糖易溶于水，难溶于乙醇，不溶于其他有机溶剂。低聚糖可分为还原性糖和非还原性糖两种，麦芽糖、乳糖
4、等结构中保留有半缩醛羟基，因而有还原性，属于还原性低聚糖。蔗糖、龙胆三糖、水苏糖等结构中不再保留半缩醛羟基，无还原性，属于非还原性低聚糖，水解后生成的单糖均具有还原性。3.多糖类 多糖通常是由 10 个以上乃至几千个单糖缩合而成的高聚物。由一种单糖组成的多糖为均多糖，由二种以上单糖组成的为杂多糖。由于分子增大，失去一般糖的性质，无甜味，多不溶于水、乙醇等溶剂，有的溶于热水成为胶体溶液。天然药物中的多糖主要有淀粉、菊糖、果胶、树胶、粘液质及纤维素等，这类成分多无药理活性，故在提取分离时常把它们作为杂质除去。(1)淀粉：广泛存在于植物体，尤以种子、果实和某些根中含量较高。淀粉通常为白色粉末，是由数
5、百个葡萄糖分子聚合而成，可被稀酸水解生成葡萄糖，也可被淀粉酶水解先生成糊精、麦芽糖，最后全部水解成葡萄糖。它由直链淀粉和支链淀粉组成。直链淀粉是由 D-葡萄吡喃糖通过14 苷键连接而成，约占淀粉的 1020，可溶于热水呈澄明溶液；支链淀粉除 14 葡萄糖聚合外，还有 1的分支链，约占淀粉的 8090，不溶于冷水，溶于热水呈粘胶状。故淀粉在冷水中溶解度小，在 60以上热水中可溶解膨胀，糊化呈胶状液，遇碘显蓝紫色。含淀粉较多的天然药物，在提取有效成分时不宜用热水煎煮提取，以免提取液粘稠，难于过滤。由于淀粉不溶于有机溶剂，常在含淀粉的水溶液中加入乙醇(水提醇沉法)使淀粉沉淀。(2)菊糖：多存在于菊科
6、、桔梗科植物中。是由 35 个左右 D-果糖以 21 苷键连接，最后连接 D-葡萄糖基组成，故末端具有一个蔗糖的结构。菊淀粉为颗粒状结晶，难溶于冷水，易溶于热水呈糊状，不溶于乙醇等有机溶剂，遇碘不显蓝色。在浓缩的水提取液中加入大量乙醇,可将菊糖沉淀除去。(3)树胶：树胶是植物体受伤害或毒菌类侵袭后在其伤口处所分泌的一种保护性的稠厚液体，在空气中逐渐干燥，形成无定形、质脆、透明或半透明的固体。树胶的分子组成很复杂，由许多单糖(D-半乳糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖等)和糖醛酸(如 D-半乳糖醛酸、D-葡萄糖醛酸)的钠、钾、镁盐聚合而成；树胶可溶于水，在水中能膨胀或胶溶成粘稠状的胶体溶液，从水提取液
7、中除去树胶可用水提醇沉法或在水提取液中加入醋酸铅或石灰水使树胶沉淀出。树胶在医药上主要用作乳化剂、混悬剂等，如阿拉伯胶、桃胶、西黄芪胶。(4)果胶：果胶多存在于植物的果实和根中，主要成分是果胶酸，是由 D-半乳糖醛酸 14连接而成的直链分子，平均每四个半乳糖醛酸中有一个羧基成甲酯，多与钙或镁结合为盐而存在于植物体中。果胶为黄白色粉末，可溶于热水，冷后呈冻状，不溶于乙醇和其他有机溶剂。除去方法与树胶相同。(5)粘液质：粘液质是一种与树胶化学组成相似的多糖类物质，是植物种子、果实、根、茎和海藻中存在的一类多糖。如天然药物黄精、白及、车前子、玉竹、海藻、昆布等均含有大量的粘液质。干燥的粘液质为白色粉
8、末，有强烈的吸湿性，在水中能迅速膨胀溶解，形成粘稠的胶浆，不溶于乙醇及其他有机溶剂。树胶、果胶、粘液质均属酸性多糖，在提取时除去方法有：水提醇沉淀法：将浓缩的水提取液加入几倍量乙醇，放置后可析出沉淀滤除；铅盐或钙盐沉淀法：由于该类成分中有糖醛酸结构，能与醋酸铅、氢氧化钙生成铅盐或钙盐的沉淀，可过滤除去。但必须注意某些含有酚羟基或羧基的有效成分也可能同时沉淀。(6) 纤维素：纤维素在自然界分布很广，它是由几千个葡萄糖分子经 14 苷键以反向邻接聚合而成的高分子化合物。它与半纤维素、木质素共同组成植物细胞壁，是植物支持组织的主要组分，木材中有 4050的成分是纤维素，植物细胞膜大约有 50是纤维素
9、。它不溶于水及其他有机溶剂，不易被稀酸或碱水解。纤维素无生理活性，属于无效成分，因它不溶于常见的溶剂，故在提取时留在了药渣中。二、氨基酸、蛋白质和酶氨基酸是广泛存在于植物体内的一种含氮的有机物质，大多易溶于水及稀乙醇，难溶于有机溶剂。氨基酸在中药中分布较广，有一定的营养价值，但在天然药物中含量较低，或药效不显著，一般均视为无效成分。也有一些氨基酸有特殊的药理作用，如南瓜子中的南瓜子氨酸，使君子中的使君子氨酸都有驱虫作用。蛋白质是生命的物质基础，是由多种 -氨基酸通过肽键结合而成的一类高分子化合物。蛋白质能溶于冷水，不溶于乙醇等有机溶剂。蛋白质性质不稳定，遇酸、碱、热或某些试剂都可使蛋白质变性产
10、生沉淀。蛋白质在天然药物中分布也很普遍，多数没有医疗价值，在提取时通过加热或加入有机溶剂等均可使蛋白质沉淀滤除。酶是生物体内具有特殊催化能力的蛋白质，是生物体内各种生化反应的催化剂。天然药物中酶普遍存在，其中不少酶具有药理活性，如木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶，有溶解蛋白质作用，能溶化蠕虫的皮，可消灭寄生虫；菠萝蛋白酶有驱虫、抗水肿和抗炎作用；雷丸中含蛋白质分解酶，可治寄生虫病。酶的催化具有很高的专属性，例如植物中含的苷类往往与某种特殊的酶共存，当细胞破裂，酶与苷接触，再加上温度和湿度适当等条件，酶就可以发挥其催化剂的作用立即使苷水解，因此这类中药的采收、加工、贮藏等过程中需要破坏酶的活性，因为酶属
11、于蛋白质，故除去蛋白质的方法均可以破坏酶的活性。三、有机酸有机酸是分子中含有羧基的化合物。在植物的叶、根尤其是果实中广泛存在，如乌梅、五味子、山楂等。常见的有机酸有脂肪族的一元、二元及多元羧酸，如酒石酸、草酸、苹果酸、枸橼酸；芳香族有机酸如苯甲酸、水杨酸、咖啡酸。有机酸在植物体中除少数以游离态存在外，一般都与钾、钙、镁等金属离子或生物碱结合成盐，少数与甘油结合成脂肪或与高级醇结合成蜡。有机酸的溶解度因分子大小而异，小分子有机酸(低级脂肪酸)一般易溶于水、乙醇等，难溶于亲脂性有机溶剂，大分子有机酸(高级脂肪酸、芳香酸及萜酸)则易溶于有机溶剂而难溶于水。有机酸的钾盐或钠盐能溶于水而难溶于有机溶剂。
12、常用有机酸易与氯化钙或醋酸铅生成沉淀的方式与其他化学成分分离。四、鞣质鞣质又称单宁，是一类结构复杂的多元酚类化合物。鞣质大多为无定形的粉末，味涩，可溶于水、乙醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于氯仿、苯、无水乙醇、石油醚。能与蛋白质、重金属盐、生物碱等结合成不溶性物质。天然药物中含少量鞣质时多视为无效成分，需要将其除去。可加足量的明胶溶液或重金属盐溶液(铅盐、铜盐等)或钙盐，均可沉淀鞣质。还可以用聚酰胺吸附法或加热法或氨水沉淀法等除去鞣质。但某些天然药物由于鞣质含量较高，则成为有效成分，如地榆、诃子、五倍子等。鞣质多有抗菌、消炎、收敛、止泻、止血的功能。鞣质也可作为生物碱及重金属中毒的解毒药。工业上常用
13、于制革等。五、树脂树脂是植物体受伤后，从树脂道内分泌渗出的一种液体，露于空气中干燥，逐渐变成半透明的固体或半固体物质。树脂与树胶不同，树脂不属于糖类，是由结构复杂的多种成分所组成的混合物。并且植物体所分泌出的树脂多与挥发油、树胶、有机酸等成分混合存在。与挥发油混合存在的称油树脂，如松油脂；与树胶混合存在的称为胶树脂，如阿魏、没药；与有机酸共存的称为香树脂如安息香、松香；与糖结合成苷的称为糖树脂(树脂苷)，如牵牛子脂苷。根据树脂的化学组成可以将树脂分为 3 类：1.树脂酸类 这类树脂分子结构中有羧基，多为二萜或三萜酸类。树脂酸在植物体中多呈游离状态存在，有的以酸酐状态存在，也有的与醇结合成酯，例
14、如松香的主要成分为松香酸酐，为二萜树脂酸所成的酸酐，乳香中的 -乳香酸为三萜树脂酸类。此类树脂有酸性，能溶于碱性水溶液，有的并能产生大量的泡沫。2.树脂醇类 这类树脂一般为分子较大的含有羟基的化合物，如为醇羟基，遇三氯化铁不显色的为树脂醇，如安息香中所含的安息香酯醇；苏合香中所含苏合香脂醇：如为酚羟基，遇三氯化铁试剂呈蓝、绿或紫色，类似鞣质，此类为树脂鞣醇，如芦荟即含芦荟鞣醇、阿魏中阿魏树脂鞣醇。树脂醇类多与树脂酸或芳香酸结合成酯，称树脂酯。3.树脂烃类 这是一类结构复杂的含氧的中性树脂成分，它们的性质很稳定，不能成盐或酯，也不易被酸或碱破坏，与大多数试剂不起反应，与烃的性质相似，故称为树脂烃
15、。树脂为非结晶形的固体或半固体，不溶于水，能溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿等有机溶剂。加热时先软化后成胶体。燃烧时多烟、有明亮的火焰，并有特殊的气味。树脂在植物界分布很广泛，但大多无医疗价值，仅有少数作为药用，如阿魏、松香、乳香、没药、血竭等。一般在提取天然药物有效成分时，与其共存的少量树脂会影响有效成分的提纯，除去方法有：（1）醇提取水沉法：利用树脂溶于乙醇而不溶于水的性质，将中药的乙醇提取液浓缩后，加水放置即析出树脂类沉淀，再过滤除去。（2）有机溶剂萃取法：中药的水提取液中含有少量树脂时，可将水提液浓缩后，用乙醚、氯仿等有机溶剂萃取，树脂转溶于有机溶剂层而与水溶性成分分离。（3）活性炭吸附法：
16、中药的水提取液含有少量树脂时，还可用活性炭吸附方法，将活性炭加入水提液中加热后放置过滤，除去活性炭，有效成分留于滤液中。（4）碱溶酸沉法：酸性树脂加碱可成盐，溶于水，再加酸后，树脂溶解度降低析出沉淀，借此可与不溶于碱而溶于酸的有效成分分离。在应用以上几种方法除去树脂时，要根据有效成分的性质加以选择，以免将有效成分也同时去除掉。六、植物色素植物体内的色素可分为水溶性色素和脂溶性色素两大类。脂溶性色素不溶于水，可溶于油脂、石油醚、苯、乙醚、高浓度乙醇等有机溶剂，如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素等。叶绿素分布很广，凡是植物体上带绿色部分多含有叶绿素。叶绿素一般被视为无效成分。中药的乙醇提取液中(尤其是对全
17、草类或叶类药材提取时)含有多量叶绿素时，可将中药的乙醇提取液适当浓缩后，加入适量的水，使叶绿素溶解度下降而析出；也可将提取液通过氧化铝或碳酸钙等吸附剂而除去；也可用活性炭吸附脱色方法除去。水溶性色素主要为花色甙类、黄酮甙、醌甙等成分。水溶性色素可溶于水和乙醇，不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂。七、油脂和蜡油脂通常是高级脂肪酸的甘油酯类。常温呈液体状态的叫脂肪油，如花生油、豆油多来源于植物；常温呈固体状态的称脂肪，如羊脂、猪脂多来源于动物。蜡是高级一元醇和高级脂肪酸结合成的酯。油脂和蜡不溶于水，易溶于乙醚、氯仿、苯、石油醚等有机溶剂，在冷乙醇中难溶，在热乙醇中可溶，油脂易被碱水解生成甘油及高级脂肪酸盐
18、，蜡的水解较难一些。油脂无挥发性，借此可与挥发油相区别。油脂主要存在植物种子中，蜡常覆盖于植物茎、叶、树干及果皮的表面。油脂和蜡在医药上可做软膏、膏药、栓剂、注射用油的原料。有些油脂具有一定的药理作用，如大枫子油可抑菌及治疗麻风病，薏苡仁油有驱蛔虫和抗癌作用，蓖麻油有泻下作用，但多数中药所含的油脂和蜡属于无效成分。种子类药材一般含油量较大，可用压榨法除去油脂。含油量较少的药材可用石油醚、乙醚等溶剂脱脂处理。八 橡胶结构特点：由 40 个以上的 C 原子组成的复杂烃类，属于亲脂性成分。 溶解性： 不溶于水，溶于高浓度的乙醇及亲脂性有机溶剂。 九、无机成分植物体内的无机成分主要是钾盐、钙盐、镁盐，
19、大多是与酸结合的盐。如大黄中的草酸钙结晶、夏枯草中的氯化钾、附子中磷脂酸钙。有的中药还含有二氧化硅，如木贼。中药中的无机成分常视为无效成分。但也有报道称某些中药的无机成分呈现一定的药理活性，如夏枯草的降压和利尿作用与氯化钾有关；附子的强心作用与钙盐有关。海藻和昆布中所含的碘以及福寿草中的锂都有一定的治疗作用。第二节 中药化学成分的提取、分离与结构鉴定天然药物种类繁多，所含的化学成分也十分复杂，想要研究和应用其中的某些成分，就要将这些成分提取、分离出来，这是研究中药化学成分的第一个重要步骤。因各种成分的结构及性质不同，所采用的提取分离方法也各异。近年来一些先进技术在提取分离中的运用，大大缩短了对
20、天然药物有效成分研究的周期。无论何种方法，首要的是熟悉各类化学成分的理化性质及各提取分离方法的原理，灵活运用。提取一般是指用适宜的溶媒和适当的方法，将原药材中的有效成分尽可能完全提出的一个过程；得到的提取物中仍含多种化合物，再将提取物中所含的各种成分一一分开的过程，称为分离；将分离所得单体化合物加以纯化合物的过程，称为精制。提取、分离和精制的方法很多，下面分别介绍。一、提取方法能否充分利用天然资源，将所要的成分尽可能地提取完全，是研究和运用天然药物的第一步。（一） 溶剂提取法系根据天然药物中各种化学成分在溶剂中的溶解性质，选用对有效成分溶解度大，对无效成分溶解度小的溶剂，将有效成分从药材组织中
21、尽可能的溶解出来的方法。是最常用的提取方法。1.溶剂提取法的原理 当所选用的溶剂接触天然药物原料表面时，溶剂经由润湿、扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁进入到植物组织细胞内，溶解大量可溶性物质，造成了细胞内外浓度差而产生渗透压使细胞内的浓溶液不断向外扩散，可溶性成分被溶解出来，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡为止。将此溶液滤出，再数次更新溶剂，直至所需成分全部或大部分溶出。此法的关键就是如何根据所提取成分的性质选择适宜的溶剂。溶剂通常可分为水、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂。常用亲水性有机溶剂有甲醇、乙醇、丙酮等，亲脂性有机溶剂氯仿、苯、石油醚等。常见溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如下：亲水性增强石
22、油醚 苯 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲醇(Petr) (C6H6) (CHCl3) (Et2O) (EtOAc) (Me2CO) (EtOH) (MeOH)亲脂性增强选择溶剂时，溶剂的亲水性和亲脂性要与所需提取成分性质相适应，而天然药物中的化学成分也有亲水性和亲脂性之分。化合物亲水性基团越多(如：羧基、羟基、含氧基团等极性基团)，其极性就越大，表明为亲水性；而亲水性基团少者，则表现为亲脂性。这种亲水性和亲脂性的程度和大小，主要取决于分子的大小及极性基团的极性大小和多少。一般来说，基本母核相同的成分，分子中的功能基的极性越大，数量越多，则极性越大，亲水性越强，而亲脂性就弱；反之，则亲脂性
23、越强，亲水性就弱。极性小的成分在亲脂性溶剂中溶解度大，而极性大者在亲水性溶剂中溶解度大，这就是所谓“相似相溶”的经验规律。这常作为从天然药物中提取有效成分选择溶剂时的主要依据。2.溶剂的种类溶剂提取法的关键是选择适宜的溶剂，可根据“相似相溶”的原则进行选择，并从以下三方面加以考虑：溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小；溶剂不能与天然药物的成分起化学变化；溶剂要价廉、易得、使用安全等。常见的溶剂可分为以下三类：(1)水：水是一种价廉、易得、使用安全、穿透性极强的强极性溶剂。天然药物中的亲水性成分都可溶于水中，如糖类、鞣质、无机盐、有机酸盐、氨基酸、蛋白质、生物碱盐及多数苷类成分等。有时还用酸水
24、或碱水为溶剂，用碱水增大酸性成分在水中的溶解度，用酸水增大碱性成分在水中的溶解度。当药材用水加热煎煮时，由于加热可提高一些成分的溶解度，同时由于中药中一些成分之间的助溶作用，亲脂性成分也可被部分提出。用水提取的缺点是，可能会使某些甙类成分酶解，水提取液易发霉、变质，热水煎煮后含淀粉、果胶、粘液质多的中药水提液多较粘稠，过滤困难，并且水溶性杂质多，如糖、蛋白质等。此外水的沸点高，不适宜用于对热不稳定化合物的提取，也增加了浓缩、蒸发、分离精制时的困难。(2)亲水性有机溶剂：这是一类极性较大能与水混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等，以乙醇最常用。此类溶剂对植物细胞穿透能力较强，溶解范围广泛，有提取
25、液粘度小，沸点低，不易霉变等优点。如乙醇，可以通过调节其浓度，既能用于提取极性成分，也可以用于提取某些亲脂性成分，在提取分离中应用十分广泛。但这类溶剂易燃，价格较高。(3)亲脂性有机溶剂：为与水不能混溶的有机溶剂，如乙酸乙酯、乙醚、氯仿、苯、石油醚等。可用来提取脂溶性成分，如游离生物碱、苷元、挥发油、油脂、叶绿素、树脂等。亲脂性溶剂一般挥发性大，易燃，价格较贵，提取时对设备要求较高。这类溶剂对药材组织的穿透能力较弱，提取时间较长，一般亲脂性有机溶剂不宜用于中成药生产。表 2-1 常用溶剂的主要物理参数溶剂名称 相对密度 沸点 每 100g 水(20)中的溶解量石油醚3060609090120不
26、溶苯（C 6H6） 0.879 80.1 0.08g乙醚（Et 2O） 0.713 34.6 7.5g氯仿（CHCl 3） 1.484 61.2 1.0g醋酸乙酯（EtOAc） 0.902 77.1 8.6g正丁醇（n-BuOH） 0.810 117.7 9.0g丙酮（Me 2CO） 0.792 56.3 混溶乙醇（EtOH） 0.789 78.4 混溶甲醇（MeOH ） 0.792 64.6 混溶3.溶剂提取操作方法提取方法可根据所用溶剂的特性及欲提取成分的性质来选择。(1)冷浸法：此法是将药材粗粉装入适当的容器中，加入一定量的溶剂(一般用酒或稀醇)，浸泡药材以溶出其中成分的方法。此法操作简
27、便，适宜含树胶、淀粉等成分较多的药材以及含挥发性成分、遇热不稳定易的成分的提取。但此法提取时间长、溶剂用量大，提取效率不高。(2)渗漉法：此法是将药材粉末用适当的溶剂润湿膨胀后，装入渗漉筒中，不断添加新溶剂，使其渗透到药材粉末中，溶解可溶性成分并随溶剂自上而下从渗漉筒下口流出的一种提取方法。操作方法：将充分润湿膨胀后的药材均匀装入渗漉筒内(装至筒高的 2/3 为度)，药材粉末上盖一层纱布或滤纸，加入溶剂，使药材粉末全部浸没，浸 24h 左右，打开下口，使渗漉液徐徐流出(每 min35m1)，收集渗漉液，同时不断添加新溶剂，保持溶剂不低于药材表面。一般收集渗漉液体积约为药材重量 10 倍左右。将
28、渗漉液浓缩即得提取物(图 2-1)。渗漉法所用溶剂多为不同浓度的乙醇，在室温下进行，适用于遇热易破坏的成分及含淀粉、树胶、粘液质、多糖较多的药材提取。渗漉法条件温和，药材细胞壁不易破裂，大分子难以透过细胞壁进入提取液。本法在渗漉过程中，不断加入新溶剂，保持良好的浓度差，使扩散能较好地进行，故提取效率较高，但提取时间较长。(3)煎煮法：此法是将药材加水加热煮沸，而使有效成分溶解出来的一种提取方法。 操作方法：将药材饮片置于适当容器中(忌用铁器)加水浸过药面，充分浸泡润湿后，加热煮沸 13 次，每次 12h 左右。本法简便易行，提取效率比冷浸高，可以溶出大部分有效成分，但提取液中水溶性杂质相对也多
29、。对含挥发性成分及遇热不稳定的成分的药材不宜用本法。对含有多糖类的药材，煎煮后药液粘稠，过滤较困难。水煎液易霉变、腐败、不宜存放。(4)回流提取法：当用有机溶剂又需加热提取时，需采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失的一种加热提取法。操作方法：少量提取时，可将药材粗粉置大小适宜的烧瓶中，再加溶剂使其浸过药面 12ml，搭建回流装置，加热回流 12h，滤出提取液；加入新溶剂重新回流，如此再反复几次。大量生产可采用类似的装置。此法提取效率较冷提法高，但受热易破坏的成分不宜用此法(图 2-2)。(5)连续回流提取法：此法是采用连续回流装置进行提取的方法。在实验室常用索氏提取器(图 2-3)，它是由三部分
30、构成：冷凝器、带有虹吸管的提取器、烧瓶。应用时将装药粉的滤纸袋，放入提取器内，高度不得超过虹吸管的顶端，烧瓶内溶剂在水浴上加热气化，通过提取器旁的蒸气上升管道，到冷凝管冷却成液体，回滴到提取器内，对药材进行浸泡提取，提取器内溶剂液面超过虹吸管顶端时，因虹吸作用，可将提取器内溶液全部虹吸流入烧瓶内，完成对药材的一次浸泡提取。烧瓶内溶剂部分可因再次受热气化、冷凝、浸泡药材，再虹吸回烧瓶内，而溶解出的成分仍留在烧瓶中，如此反复循环多次，直至药材中的成分提尽为止。（6）超声波提取技术 超声波是指频率为 20 千赫50 兆赫左右的电磁波(20 KHz - 50MHz) ，超声波它是一种弹性机械振动波，在
31、溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致细胞内气泡的形成、增长和爆破压缩，迅速逸出药材基体而游离于水中，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。在工业应用方面，利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且有广泛应用的技术。是辅助溶剂进行提取的方法。 4.浓缩与过滤（1）提取液的浓缩：药材经溶剂提取得到的提取液，体积较大，所含成分浓度较低，常需要进行浓缩，常用浓缩方法有：蒸发，一般水提取液常用此法进行浓缩。即将提取液置于适宜的容器内直火或蒸气加热，使液体气化蒸发除去，溶剂不再回收。大量生产可用夹层锅等。蒸发时要注意勤搅拌，直火
32、加热时防止焦糊。蒸馏，通过加热使溶剂气化，此气体再经冷却又变为液体而回收，达到使提取液浓缩的目的。适用于有机溶剂提取液的浓缩。蒸馏法又分常压蒸馏和减压蒸馏两种。常压蒸馏即为在常压下进行蒸馏。常压蒸馏装置通常有三部分：蒸馏器、冷凝器、溶剂接收器。加热的方法随液体的沸点和性质而定，可以直接或间接加热。对于易燃溶剂只能应选用水浴、油浴等间接加热(见图 2-5)。减压蒸馏是利用液体的沸点随压力而变化的性质，当蒸馏系统内压力减小，其沸点便随之降低。此外，减压蒸馏除使溶液的沸点降低外，还可缩短蒸馏的时间，提高浓缩效率。因之，减压蒸馏适用于高沸点提取溶剂以及有效成分遇热不稳定的溶液的浓缩。仪器装置除了要具备
33、常压蒸馏的三部分仪器外，还要有抽气减压的装置(见图 2-6)。工业生产中还有其他一些种类的浓缩设备。（二）水蒸汽蒸馏法本法是将水蒸汽通入含有挥发性成分的药材中，使药材中挥发性成分随水蒸汽蒸馏出来的一种提取方法。适用于能随水蒸汽蒸馏而与水不相混溶的成分的提取。挥发油的提取常用此法。此外，其他的一些挥发性成分也可用此法提取，如麻黄碱、牡丹酚等。水蒸汽蒸馏法是根据分压定律，当挥发性成分与水共同加热时，整个系统 (见图 2-7)的蒸汽压应为各组份蒸汽压之和。即 PP H2O+PA（式中 P 为总蒸汽压，P H2O为水蒸汽压，P A为与水不混溶的挥发性液体的蒸汽压）当液体总蒸汽压与大气压相等时，液体开始
34、沸腾因此两组份化合物混合蒸馏时，混合液的沸点低于任何一组份的沸点，挥发性成分可在比其沸点低的温度下被蒸馏出来。馏出的挥发油在水中的溶解度小，则可与水分层，而将其分出；若在水中的溶解度大，可用盐析法使挥发性成分在水中析出，或用低沸点有机溶剂萃取，回收有机溶剂既得到挥发性成分。（三）升华法固体物质受热不经液态直接气化，遇冷后又凝固为固体化合物，称之为升华。天然药物的某些成分具有升华的性质，故可利用升华的方法直接自天然药物中提取出来。如茶叶中的咖啡因、大黄中游离羟基蒽醌类成分、牡丹皮中的丹皮酚等。升华装置如图 2-8。（四）超临界流体萃取法(简称 SFE)本法是以超临界流体(简称 SF)代替常规有机
35、溶剂进行萃取分离的一项新技术。是利用气体溶剂在超临界温度和超临界压力状态下所具有的高密度、低粘度、扩散能力较强的条件下萃取有效成分，并通过调节温度和压力来控制溶质的蒸汽压和亲和性来实现萃取和分离目的的一项新的提取分离技术。1.基本原理 超临界流体萃取的原理主要是根据超临界流体对溶质有很强的溶解能力，且在温度或压力变化时，流体的密度、粘度和扩散系数随之改变，溶质的亲和性也跟着改变，从而使不同性质的溶质被分段萃取或分步析出，达到萃取、分离目的。各种物质因压力和温度的不同而以气体、液体、固体等多种形式存在。当气体的温度高于某一数值时，任何压缩都不能使它变为液体。此时的温度被称为临界温度(Tc)，同样
36、，气体也有一个临界压力(Pc)，即在临界温度下，气体能被液化的最低压力。当物质所处的温度高于临界温度、压力大于临界压力时，我们就说此时该物质处于超临界状态。可做为 SF 的物质很多，其中二氧化碳的临界温度(Tc31.3)接近室温，且无色、无味、无毒、不易燃、化学性质稳定、价廉、易制成高纯度气体。在临界点附近，压力和温度的微小变化都会引起气体密度的很大变化，随着向超临界气体加压，气体密度增大达到液态性质，这种状态的流体称为超临界流体其性质介于气体和液体之间，由表 2-1 可以看出，超临界流体的密度与液体相近，粘度与气体相近，其扩散系数约比液体大 100倍。因此超临界流体对很多物质有非常强的溶解能
37、力。当温度或压力适当变化时，使其溶解度常在1001000 倍范围内变化，这一特性有利于从物质中萃取某些易溶解的成分，而超临界流体的高流动性和扩散能力，则有助于加速溶解平衡，提高萃取效率。表 2-2 超临界流体、气体、液体性质比较密度(grd) 粘度(Pa.s) 扩散系数(cm 2s)气体 0.6103 2.010 3 0.050.35 0.011.0超临界流体 0.20.9 0.200.99 0.51033.310 3液体 0.61.6 3.0024.0 0.51052.010 52.CO2-SFE 的特点目前广泛选用二氧化碳作为超临界萃取溶剂，其主要有以下特点： 萃取温度低：CO 2在接近常
38、温(3540C)时达到超临界状态，使天然药物中的化学成分在低温条件和 CO2气体笼罩下进行提取，这就防止了热敏性物质的氧化和逸散。因此，在萃取物中保持天然药物的全部成分，如植物的香气成分等。并且能把高沸点、低挥发度、易热解的物质远在其沸点以下萃取出来。没有溶剂残留：由于全过程不用或很少使用有机溶剂(作为夹带剂)，因此萃取物绝无残留溶媒，同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染。3.超临界流体萃取法的应用此法从 20 世纪 50 年代起已开始进入实验阶段，目前已广泛应用于化工、食品、香料、天然产物提取等领域，如从从梅花、栀子花、米兰花、菊花、玫瑰花中提取天然花香剂；从肉桂、胡椒、月桂、芫荽
39、、薄荷等中提取香辛料；从药用植物中提取药效成分等等。二、中药化学成分的分离精制中药化学成分经过提取浓缩后，得到的仍为多种成分的混合物，需要进一步分离与精制才能得到所需的成分。两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法简称萃取法，是在提取液中加入一种与其不相混溶的溶剂，通过振摇使原提取液中的某些成分转溶到加入的溶剂中，而其他成分仍留在原提取液中。如此反复多次，将所需成分萃取出来的分离方法。1.基本原理主要理论依据为分配定律。是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中的分配系数不同而达到分离的目的。分配系数是指在一定温度时，一种物质溶解在相互接触但又不能混溶的两相溶剂中，溶解平衡后，两溶剂中溶质浓度的比值。此比
40、值称为该物质在两溶剂中的分配系数。溶质在两相溶剂中的分配比（K）在一定温度及压力下为一常数=K K 一分配系数BACCA一物质在上层溶剂中的浓度 C B一物质在下层溶剂中的浓度在实际工作中对溶剂的选择，常根据被分离成分在两相溶剂中的溶解度来决定。如水提取液中的有效成分是偏亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如乙醚、苯、氯仿进行萃取；如果有效成分是偏于亲水性的物质，就选用弱亲脂性的溶剂，如乙酸乙酯、正丁醇等溶剂萃取，也可采用在氯仿或乙醚中加入适量乙醇或甲醇的混合溶剂，以适当增加萃取溶剂的亲水性。例如分离亲水性强的皂苷时，多选用正丁醇或异戊醇与水进行萃取；分离黄酮类成分时，则往往采用乙酸乙酯和水进行萃取。但要注意的是：有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越差，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大。萃取技术分次萃取：将提取液和萃取溶剂装入一个合适的容器中(小量萃取可用分液漏斗、中量可选用适当的下口瓶，工业生产可在密闭的萃取罐内进行)，充分振摇，并不时开启活塞排气，静置，使两液分层，然后放出萃取液，再加入新的萃取溶剂，重复几次直到欲分离的成分几乎全部萃出为止。在分次萃取操作中应注意几点：避免乳化现象出现；提取液的浓度适当，过稀萃取溶剂用量大，过浓则两相不易充分接触；萃取溶剂与提取液应保持适当的比例。
