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综合化学实验31天然产物提取ppt课件

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第一节第一节 分别技术与天然产物有效成分提取分别技术与天然产物有效成分提取第三章第三章 运用型综合实验运用型综合实验 1 1 天然产物的提取方法天然产物的提取方法2 2 天然产物的分别纯化方法天然产物的分别纯化方法 3 3 天然产物的化学成分鉴定及构造表征天然产物的化学成分鉴定及构造表征 本章根本内容本章根本内容 天然产物有效成分的提取、分别、鉴定及构造表征是研讨天然产物中有效成分时必不可少的内容研讨天然产物的有效成分时,首先要将其中的有效成分提取出来,但多数是得到多种成分的混合物,因此要经过一系列的分别,只需在得到单一组分〔单体〕后,才可以进展成分的构造分析和表征提取与分别方法都有多种,可根据本人具有的条件来选择,而构造表征那么较为复杂,所用仪器设备往往很特殊和昂贵本课程仅引见常用方法 1 1 天然产物的提取方法天然产物的提取方法天然产物中有效成分的提取方法很多,而且大多方法简单易做天然产物中有效成分的提取方法很多,而且大多方法简单易做常用的主要有如下五大类:常用的主要有如下五大类: ┌ ┌ 压榨法压榨法 ├ ├ 溶剂提取法溶剂提取法 提取方法类型提取方法类型 ┼ ┼ 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 ├ ├ 升华法升华法 └ └ 超临界流体萃取法超临界流体萃取法 经过压榨的方法提取有效成分, 是一种单纯的物理操作过程。

优点:方法简单、操作方便、 不破坏有效成分的性质缺陷:提获得到混合物,杂 质多、成分复杂,提取不完全,得率低;此法用于新颖原料中成分的提取如:重新颖桔皮中榨取香精油、大豆榨油等日常的榨油、甘蔗榨汁、果蔬榨汁等也是2.1.1 2.1.1 压榨法压榨法简易压榨设备 1.2 1.2 溶剂提取法溶剂提取法 天然物中有效成分提取最常用的方法天然物中有效成分提取最常用的方法〔一〕溶剂提取法原理〔一〕溶剂提取法原理——“——“类似相溶〞类似相溶〞 选用什么样的溶剂?取决于被提取成分的选用什么样的溶剂?取决于被提取成分的 化学构造、溶解性及溶剂的性质化学构造、溶解性及溶剂的性质 但应留意:但应留意:乙醇、甲醇虽然属于亲水性溶剂,可与水混溶,但很多亲脂性乙醇、甲醇虽然属于亲水性溶剂,可与水混溶,但很多亲脂性成分可溶于乙醇、甲醇,所以乙醇或甲醇提取液中既有水溶成分可溶于乙醇、甲醇,所以乙醇或甲醇提取液中既有水溶性成分,也有很多脂溶性成分性成分,也有很多脂溶性成分乙醇或甲醇中可参与水配成不同浓度的乙醇或甲醇,根据提取乙醇或甲醇中可参与水配成不同浓度的乙醇或甲醇,根据提取成分的情况可选用适当浓度的醇进展提取。

成分的情况可选用适当浓度的醇进展提取 常用溶剂的分类常用溶剂的分类可分为三类1. 强极性溶剂〔水及酸水或碱水等〕适宜提取无机盐、可溶性糖、多酚类、氨基酸、水溶性蛋白质、有机酸盐、生物碱盐、苷类等2. 弱极性溶剂〔亲水性有机溶剂〕如甲醇(MeOH)、乙醇(EtOH)、丙酮(Me2CO)适宜提取极性小的成分,但浸透性差,易燃、易挥发,常有毒性;样品中水分多那么提取效果差 3. 非极性溶剂〔亲脂性有机溶剂〕如乙醚〔Et2O〕、氯仿〔CHCl3〕、乙酸乙酯〔EtOAc〕、苯、石油醚、环己烷等适宜提取:除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉与部分多糖外,大多可溶;部分脂溶成分亦可溶经过调理乙醇浓度、加酸、加碱可改动分别效果常见溶剂极性的强弱顺序 :石油醚>苯>乙醚>氯仿>乙酸乙酯> 丙酮>乙醇>甲醇>水>酸水或碱水8常用溶剂的分类常用溶剂的分类 影响提取效率的要素影响提取效率的要素影响提取效率的要素影响提取效率的要素 溶剂类型溶剂类型原料的粉碎度原料的粉碎度提取时间提取时间提取温度提取温度提取次数提取次数固液比固液比设备条件设备条件 溶剂提取法的操作方式溶剂提取法的操作方式通常是用极性不同的溶剂对原料分别进展多次提取〔普通通常是用极性不同的溶剂对原料分别进展多次提取〔普通2 2~~3 3次〕次〕详细做法普通为:先用非极性溶剂提取,再用弱极性溶剂提详细做法普通为:先用非极性溶剂提取,再用弱极性溶剂提取,最后用强极性溶剂提取。

取,最后用强极性溶剂提取常用操作方式常用操作方式浸渍浸渍渗漉渗漉煎煮煎煮回流提取回流提取延续回流提取延续回流提取 1. 1. 浸渍:浸渍:操作方法:将处置〔挑选、清洗、粉碎等〕过的原料,用适操作方法:将处置〔挑选、清洗、粉碎等〕过的原料,用适当的溶剂在常温或加热〔普通为当的溶剂在常温或加热〔普通为6060~~80℃80℃〕的条件下浸泡〕的条件下浸泡以溶出其中成分以溶出其中成分适用情况:适用于较易提取的、有效成分遇热易破坏以及含适用情况:适用于较易提取的、有效成分遇热易破坏以及含多量淀粉、树胶、果胶、粘液质的天然物的提取多量淀粉、树胶、果胶、粘液质的天然物的提取特点:浸出率较差,特别是用水为溶剂,其提取液易于发霉特点:浸出率较差,特别是用水为溶剂,其提取液易于发霉蜕变,须留意参与适当的防腐剂蜕变,须留意参与适当的防腐剂 2. 2. 渗漉:渗漉:操作方法:向原料粗粉中不断添加溶剂,使其渗过原料,从渗操作方法:向原料粗粉中不断添加溶剂,使其渗过原料,从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种浸出方法漉筒下端出口流出浸出液的一种浸出方法 当溶剂渗进原料溶出成分比重加当溶剂渗进原料溶出成分比重加大而向下挪动时,上层的溶液或稀大而向下挪动时,上层的溶液或稀浸出液便置换其位置,呵斥良好的浸出液便置换其位置,呵斥良好的浓度差,使分散能较好地进展,浓度差,使分散能较好地进展, 特点:浸出效率较高,浸出液较特点:浸出效率较高,浸出液较廓清。

廓清 溶剂耗费量大、费时长溶剂耗费量大、费时长 3. 3. 煎煮:煎煮:操作方法:将天然物原料粗粉加水加热煮沸,使其成操作方法:将天然物原料粗粉加水加热煮沸,使其成分提取出来的方法分提取出来的方法特点:此法简便,原料中大部分成分可被不同程度地特点:此法简便,原料中大部分成分可被不同程度地提出,但含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的原提出,但含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的原料不宜用此法,对含有多糖类原料,煎煮后,溶液料不宜用此法,对含有多糖类原料,煎煮后,溶液比较粘稠,过滤比较困难比较粘稠,过滤比较困难4. 4. 回流提取:回流提取:操作方法:用易挥发的有机溶剂加热回流提取操作方法:用易挥发的有机溶剂加热回流提取特点:溶剂耗费较少,浸出效率较高但受热易破坏特点:溶剂耗费较少,浸出效率较高但受热易破坏的成分不宜用此法,且溶剂耗费量仍大,操作较费的成分不宜用此法,且溶剂耗费量仍大,操作较费事 5. 5. 延续回流提取:延续回流提取:为了弥补回流提取法中需求溶为了弥补回流提取法中需求溶剂量较大、操作较费事的缺剂量较大、操作较费事的缺乏,可采用延续回流提取法乏,可采用延续回流提取法实验室常用脂肪提取器或称索实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。

氏提取器特点:节约溶剂,提取率高;特点:节约溶剂,提取率高;但提取液受热时间长,受热但提取液受热时间长,受热易分解的成分不宜用此法易分解的成分不宜用此法 溶剂提取法中的辅助提取新技术溶剂提取法中的辅助提取新技术1. 微波提取法微波:频率为3×108~3×1013Hz(波长1m~1mm)的电磁波原理:有效成分在微波电磁场中快速转向及定向陈列,从而产生撕裂、相互磨擦导致发热,保证能量快速传送与充分利用,实现组分的快速释放、溶出特点:可透过绝缘体,不能 进入导体,能被介质吸收, 且与介质极性相关密闭式微波萃取密闭式微波萃取/ /合成系统合成系统 工业消费用微波提取罐工业消费用微波提取罐 要求:资料有一定含水量,组分对热稳定且有一定极性优点:选择性高、重现性好、溶剂耗费少、回收率高、污染小、时间短提取条件:溶剂(对微波透明)、功率、提取时间运用:挥发油、苷、多糖、萜类、生物碱、黄酮、单宁、甾体、有机酸实例:薄荷油提取剪碎的新颖薄荷叶放入盛有正已烷的玻璃杯中,微波提取20秒,薄荷油即释放到正已烷中与乙醇提取法相比,产品中不含叶绿素和薄荷酮与水蒸气蒸馏2小时及索氏提取6小时效果相当。

2. 2. 超声提取法超声提取法原理:超声波为弹性机械振动波,能产生剧烈振动,有高速原理:超声波为弹性机械振动波,能产生剧烈振动,有高速剧烈的空化效应〔大量超声波作用于提取介质,振动处于剧烈的空化效应〔大量超声波作用于提取介质,振动处于稀释形状时,介质被撕裂成许多小空穴,因其瞬时闭合会稀释形状时,介质被撕裂成许多小空穴,因其瞬时闭合会产生高达几千大气压的瞬时高压〕、搅拌作用,破坏资料产生高达几千大气压的瞬时高压〕、搅拌作用,破坏资料细胞,溶剂渗入细胞中加速有效成分的溶解细胞,溶剂渗入细胞中加速有效成分的溶解特点:提取时间短,不需加热特点:提取时间短,不需加热 适于小规模实验适于小规模实验3. 3. 酶法提取酶法提取植物样品中用纤维素酶破坏细胞壁,植物样品中用纤维素酶破坏细胞壁, 加速成分的溶出加速成分的溶出实验室用小型超声仪实验室用小型超声仪 工业消费用超声仪工业消费用超声仪 4. 常温超高压技术 高压生物化学研讨证明:压力到达一定值,蛋白质、多糖〔淀粉、纤维素〕等有机大分子会发生变性,但生物碱、低聚糖、甾、萜、维生素等小分子物质那么不发生任何变化。

超高压提取就是利用了超高压对生物资料的这种作用而实现有效成分提取的植物细胞壁上有很多微孔,因此我们可以把植物细胞壁看作是由许多微孔组成的薄膜当植物细胞处于溶剂中时,溶剂将经过这些微孔进入细胞内部常温超高压提取技术可以运用多种溶剂,包括水、不同浓度的醇和其它有机溶剂,可以从不同的天然产物中提取不同性质的有效成分〔如生物碱、黄酮、皂苷、多糖、挥发油〕18 1.3 1.3 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 此类成分的沸点多在100℃以上,但在100℃左右应有一定的蒸气压天然物中的挥发油、某些小分子生物碱〔如麻黄碱、烟碱、槟榔碱〕以及某些小分子的酚性物质〔如牡丹酚〕等的提取可采用水蒸气蒸馏19只适用于只适用于具有挥发性具有挥发性能随水蒸气蒸出而不被破坏能随水蒸气蒸出而不被破坏与水不发生反响与水不发生反响难溶或不溶于水难溶或不溶于水 等成分的提取等成分的提取 20共共 水水 蒸蒸 馏馏 装装 置置 1.4 1.4 升华法升华法 某些固体物质〔如水杨酸、苯甲酸、樟脑等〕受热后,在低于某些固体物质〔如水杨酸、苯甲酸、樟脑等〕受热后,在低于其熔点的温度下,不经过熔化就可直接转化为蒸气,蒸气遇其熔点的温度下,不经过熔化就可直接转化为蒸气,蒸气遇冷后又凝结为固体称为升华。

冷后又凝结为固体称为升华天然物中有一些成分具有升华性,能利用升华的方法直接从中天然物中有一些成分具有升华性,能利用升华的方法直接从中药中提取出来药中提取出来如从樟木中升华的樟脑,在如从樟木中升华的樟脑,在< <本草纲目本草纲目> >中已有详细记载,为世中已有详细记载,为世界上最早运用升华法制取药材有效成分的记述界上最早运用升华法制取药材有效成分的记述21 又如茶叶中的咖啡因具有升华性,又如茶叶中的咖啡因具有升华性,可将茶叶放在大小适宜的烧杯可将茶叶放在大小适宜的烧杯中,上面用圆底烧瓶盛水冷却,中,上面用圆底烧瓶盛水冷却,然后加热,到一定温度〔然后加热,到一定温度〔178℃178℃〕,咖啡因可凝结于烧瓶底部,〕,咖啡因可凝结于烧瓶底部,成白色针状结晶成白色针状结晶天然物中的成分普通很少可升华天然物中的成分普通很少可升华 22常压升华安装图常压升华安装图 1、将茶叶与、将茶叶与95%乙醇回流乙醇回流2h;;2、滤出茶叶,浓缩提取液至适当体积;、滤出茶叶,浓缩提取液至适当体积;3、浓缩液与生石灰粉混合,搅成浆状,用蒸发皿、浓缩液与生石灰粉混合,搅成浆状,用蒸发皿在蒸汽浴上蒸干,除去水份;在蒸汽浴上蒸干,除去水份;4、在蒸发皿上盖一张刺孔向上的滤纸,再在滤纸、在蒸发皿上盖一张刺孔向上的滤纸,再在滤纸上罩一个大小适宜且颈部塞有棉花的漏斗;上罩一个大小适宜且颈部塞有棉花的漏斗;5、用酒精灯隔石棉网加热,适当控制温度,白色、用酒精灯隔石棉网加热,适当控制温度,白色咖啡因在滤纸上结晶。

咖啡因在滤纸上结晶实验室提取咖啡因步骤:实验室提取咖啡因步骤: 近年来开展起来的一种新提取方法是利用流体在超临界下具有的气液双重性质,使物质的溶解性发生剧变,从而对成分进展提取改动提取的温度、压力或参与夹带剂,可实现不同极性组分的分别此法有很多优点,也有局限性,需求特殊的设备25美国美国SFT-150型超临界萃取仪型超临界萃取仪1.5 1.5 超临界流体提取超临界流体提取(SFE)(SFE)法法 • 操作流程:操作流程:控制控制T T、、 p p,得,得SFSF浸提,固液分别浸提,固液分别梯度减压梯度减压不同性质组分分别不同性质组分分别 CO2 钢瓶 冷温槽冷温槽 高压泵高压泵恒恒温温箱箱控温面板控温面板 接受瓶接受瓶 流量计流量计 CO2 原料原料 玻璃珠玻璃珠 脱脂棉脱脂棉 萃取柱萃取柱 超临界超临界CO2 萃取实验安装表示图萃取实验安装表示图 超临界流体萃取有以下突出的优点:超临界流体萃取有以下突出的优点:(1)(1)可以在接近室温可以在接近室温(35-40℃)(35-40℃)及及CO2CO2气体覆盖下进展提取,有气体覆盖下进展提取,有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。

因此,在萃取物中坚效地防止了热敏性物质的氧化和逸散因此,在萃取物中坚持着药用植物的全部成分,而且能把高沸点,低挥发度、易持着药用植物的全部成分,而且能把高沸点,低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;(2)(2)运用运用SFESFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物中绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体因此萃取物中绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是的毒害和对环境的污染,是100%100%的纯天然;的纯天然; (3)萃取和分别合二为一,当饱含溶解物的CO2-SCF流经分别器时,由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相〔气液分别〕而立刻分开,不仅萃取效率高而且能耗较少,节约本钱;(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反响,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒,故平安性好;(5)CO2价钱廉价,纯度高,容易获得,且在消费过程中循环运用,从而降低本钱;(6) 经过改动温度或压力可到达萃取目的压力固定,改动温度可将物质分别;反之温度固定,降低压力也可使萃取物分别。

2 2 天然产物的分别纯化方法天然产物的分别纯化方法有时,天然物提取液经浓缩〔或不浓缩〕后,较长时间放置,有时,天然物提取液经浓缩〔或不浓缩〕后,较长时间放置,就可析出沉淀,再经重结晶可得单体成分,但这是个别景象,就可析出沉淀,再经重结晶可得单体成分,但这是个别景象,如从槐米中提取芦丁如从槐米中提取芦丁假设要得到更多的成分,或者要系统地研讨一种天然物中的化假设要得到更多的成分,或者要系统地研讨一种天然物中的化学成分,那么需经过比较复杂的过程,普通是经过初步分别学成分,那么需经过比较复杂的过程,普通是经过初步分别纯化,得到某一类型的总成分〔混合物〕,或者得到极性相纯化,得到某一类型的总成分〔混合物〕,或者得到极性相近的一类混合物,再经过进一步分别得到单体成分近的一类混合物,再经过进一步分别得到单体成分分别方法有很多种分别方法有很多种 31分别纯化方法类型分别纯化方法类型 系统溶剂分别法系统溶剂分别法两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法 沉淀法沉淀法盐析法盐析法分馏法分馏法结晶法结晶法色谱法〔可同时进展鉴定〕色谱法〔可同时进展鉴定〕其他新技术其他新技术 系统溶剂分别法系统溶剂分别法 原理:类似相溶。

也用于提取!原理:类似相溶也用于提取!较常用的做法是将天然物的乙醇或甲醇提取液适当浓缩后,较常用的做法是将天然物的乙醇或甲醇提取液适当浓缩后,与某种担体〔也叫固定相,如硅藻土、硅胶等〕混合均匀,与某种担体〔也叫固定相,如硅藻土、硅胶等〕混合均匀,枯燥后,用极性不同的溶剂,按极性由小到大分别提取枯燥后,用极性不同的溶剂,按极性由小到大分别提取然后再选择适当方法进展分别然后再选择适当方法进展分别也可以将天然物粗粉直接用极性不同的溶剂分别提取,得各也可以将天然物粗粉直接用极性不同的溶剂分别提取,得各个部分按溶剂的极性梯度变化或按溶剂的极性梯度变化或pHpH梯度变化操作梯度变化操作有效成分及较适用的提取溶剂见下表有效成分及较适用的提取溶剂见下表 有效成分及其有效成分及其较较适用的提取溶适用的提取溶剂剂成分的极性成分的极性成分的成分的类类型型提取溶提取溶剂剂强强亲亲脂性脂性(极性小)(极性小)挥发挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾醇醇类类、某些苷元、某些苷元石油石油醚醚、己、己烷烷亲亲脂性脂性苷元、生物碱、苷元、生物碱、树树脂、脂、醛醛、、酮酮、醇、、醇、醌醌、、有机酸、某些苷有机酸、某些苷类类乙乙醚醚、、氯氯仿仿中等中等极性极性小小中中大大某些苷某些苷类类(如(如强强心苷等)心苷等)某些苷某些苷类类(如黄(如黄酮酮苷等)苷等)某些苷某些苷类类(如皂苷、蒽(如皂苷、蒽醌醌苷等)苷等)氯氯仿:乙醇仿:乙醇((2:12:1))乙酸乙乙酸乙酯酯正丁醇正丁醇亲亲水性水性极性很大的苷、糖极性很大的苷、糖类类、氨基酸、某些生、氨基酸、某些生物碱物碱盐盐丙丙酮酮、乙醇、甲、乙醇、甲醇醇强强亲亲水性水性蛋白蛋白质质、粘液、粘液质质、果胶、糖、果胶、糖类类、氨基酸、、氨基酸、无机无机盐类盐类水水33 两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法原理:类似相溶。

原理:类似相溶为液为液- -液两相!液两相!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别的方法不同而分别的方法可将被分别物溶于水中,用与水不混溶的有机溶剂进展萃取,可将被分别物溶于水中,用与水不混溶的有机溶剂进展萃取,也可将被分别物溶在与水不混溶的有机溶剂中,用适当也可将被分别物溶在与水不混溶的有机溶剂中,用适当pHpH的水液进展萃取,到达分别的目的的水液进展萃取,到达分别的目的又有多种详细操作方法又有多种详细操作方法 ( (一一) )简单萃取法简单萃取法常采用的方法是将水提取液适当浓缩,或将乙醇 〔甲醇〕提取液适当浓缩,回收醇后,参与适量水,用极性不同的与水不混溶的有机溶剂,极性由小到大,分别进展萃取,分别回收溶剂得到极性不同的萃取物如选用石油醚〔或己烷〕、氯仿〔或乙醚〕、乙酸乙酯、正丁醇,分别进展萃取,在某些情况下也可只选1~2种溶剂进展萃取分别碱性成分〔生物碱〕或酸性成分,可调理溶液的pH值后再进展萃取是常用的方法 操作简单,普通用分液漏斗即可进展!但效率低35 36萃萃 取取 分分 液液 倒转分液漏斗倒转分液漏斗 分 液 漏 斗 架振 荡 ( (二二) )延续萃取法延续萃取法为抑制运用分液漏斗多次萃取的操作费事,可采用延续萃取器。

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延续相溶剂时发生传质选择延续萃取法时,需视所用溶剂的比艰苦于或小于被提取的水溶液比重的情况,而采用不同式样的仪器37轻溶剂轻溶剂上上行行重溶剂重溶剂下下行行 ( (三三) pH) pH梯度萃取法梯度萃取法用pH不同的溶剂依一定pH变化次序〔升高或降低〕对提取物进展萃取此法是分别生物碱类成分、酸性及酚性成分的一种常用方法是利用被分别成分的碱性或酸性不同而采用的方法〔详见生物碱、黄酮、蒽醌类成分的分别〕 38( (四〕液滴逆流分配法〔液滴逆流色谱法〕四〕液滴逆流分配法〔液滴逆流色谱法〕¡此法需特殊的仪器,多用于极性较大的成分的分别,关键是选择好固定相和流动相¡液滴逆流分配法的操作流程如以下图: 39液滴逆流分配法流程表示图:液滴逆流分配法流程表示图: 〔五〕高速逆流色谱法〔〔五〕高速逆流色谱法〔HSCCC)HSCCC)2020世纪世纪8080年代开展起来的现代分年代开展起来的现代分别制备技术别制备技术建立在一种特殊的流体动力学根建立在一种特殊的流体动力学根底上,利用螺旋管的高速行星底上,利用螺旋管的高速行星式运动产生的不对称离心力场,式运动产生的不对称离心力场,实现两相溶剂体系的充分保管实现两相溶剂体系的充分保管和有效混合及分配,从而实现和有效混合及分配,从而实现物质在两相溶剂中的高效分别。

物质在两相溶剂中的高效分别是目前运用最广的逆流色谱〔是目前运用最广的逆流色谱〔CCCCCC〕技术40国产国产 特点:特点:1.1.操作简单易行:无需对样品进展复杂的处置,分别成分可在操作简单易行:无需对样品进展复杂的处置,分别成分可检测,可与灵敏度高的检测技术联用,方便、快捷、准确;线检测,可与灵敏度高的检测技术联用,方便、快捷、准确;2.2.运用范围广:两相溶剂体系是恣意的,经过调整两相溶剂体运用范围广:两相溶剂体系是恣意的,经过调整两相溶剂体系,可适用于各种化合物的分别;系,可适用于各种化合物的分别;3.3.无需固体载体:不会出现吸附、污染、峰形拖尾及样品损失;无需固体载体:不会出现吸附、污染、峰形拖尾及样品损失;4.4.产品纯度高:可分别得到纯度高于产品纯度高:可分别得到纯度高于90%90%的产品;的产品;5.5.适用于制备型分别:获得大量产品适用于制备型分别:获得大量产品41 42外观任务原理内部构造 43 44 影响要素:影响要素:转速、流动相流速、进样体积等是影响分别效果的主要要素转速、流动相流速、进样体积等是影响分别效果的主要要素1.1.转速越高,越易产生乳化景象;转速越高,越易产生乳化景象;2.2.流动相流速越大,固定相损失加重;流动相流速越大,固定相损失加重;3.3.进样量太大,会使分别成分的峰间距变窄,峰形变宽。

进样量太大,会使分别成分的峰间距变窄,峰形变宽在选定了溶剂体系后,应对上述三个仪器参数进展实验,以确定在选定了溶剂体系后,应对上述三个仪器参数进展实验,以确定最正确分别条件〔可采用正交实验法〕最正确分别条件〔可采用正交实验法〕 常用的联用检测方法有:紫外常用的联用检测方法有:紫外- -可见检测、质谱〔可见检测、质谱〔MSMS〕、电子电离〕、电子电离质谱、化学电离质谱、快速原子轰击质谱、电喷雾质谱等质谱、化学电离质谱、快速原子轰击质谱、电喷雾质谱等45 沉淀法沉淀法将被分别物溶于某种溶剂中,再参与另外一种溶剂或试剂,使某种或某些成分沉淀析出,而另一些成分那么保管在溶液中经过滤后到达分别的一种方法可以使杂质沉淀析出,也可使欲得成分沉淀析出较常用的方法是将水提取液浓缩到一定程度后,参与浓乙醇使含醇量到达一定浓度,使一些成分析出沉淀,通常为50~80%,详细含醇量视欲得到的成分的构造及性质而定此法通常称为“水煮醇沉法〞用此法可除去或得到多糖类等成分,假设胶提取时,从提取液中分别果胶即可用此法46 〔一〕铅盐沉淀法〔一〕铅盐沉淀法铅盐法曾被运用于分别具有酸性和中性的成分,目前已较少用详细操作方法:在中性醋酸铅沉淀部分可得到含羧基及邻二酚羟基的成分,如有机酸、粘液质、鞣质、某些黄酮等。

碱式醋酸铅沉淀部分得到只需一个酚羟基的成分以及中性皂苷等经碱或醋酸铅沉淀后的水或醇液中有中性成分因铅对人有害,消费中最好不用此法 〔二〕特殊试剂沉淀法〔二〕特殊试剂沉淀法根据被分别成分构造选用某些特殊试剂使某些成分沉淀,经分解沉淀得欲得的成分如水溶性生物碱的分别常用雷氏盐(二氨基四硫代氰酸铬铵、硫氰化铬铵、利英钠壳盐 )沉淀法 盐析法盐析法盐析法是在天然物水提液中,参与无机盐至一定浓度,或达饱和形状,可使某些成分在水中溶解度降低,从而与水溶性大的杂质分别常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等例如自黄藤中提取掌叶防己碱,自三颗针中提取小檗碱在消费上都是用氯化钠或硫酸铵盐析制备有些成分如原白头翁素、麻黄碱、苦参碱等水溶性较大,在提取时,亦往往先在水提取液中参与一定量的食盐,再用有机溶剂提取 分馏法分馏法对于可以完全互溶的液体系统,可利用各成分沸点的不同而采用分馏法〔有机实验常用〕,天然物化学成分的研讨任务中,挥发油及一些液体生物碱的分别即常用分馏法例如毒芹总碱中的毒芹碱和羟基毒芹碱,前者沸点为166~167℃,后者为226℃,彼此相差较远,即可利用其沸点的不同经过分馏法分别。

假设液体混合物沸点相差在100℃以上,只需将溶液反复蒸馏几次即可到达分别的目的如沸点相差在25℃以下,那么需采用分馏49简单分馏安装简单分馏安装 结晶法结晶法结晶法是分别和精制固体成分的重 要方法之一,是利用混合物中各成 分在溶剂中的溶解度不同来到达分别的方法详细操作:用适宜的溶剂将混合物加热溶解,制成近饱和热溶液,趁热滤去杂质,溶液冷却后,即析出大部分晶体,假设纯度仍不能满足要求,那么可用重结晶法〔有机实验中用过〕进一步纯化 所用的样品必需是曾经用其他方法提得比较纯的,假设粗提部分的纯度很差,那么很难得到结晶有些成分的结晶假设含有两种以上的成分时,就可用分步结晶法使之分别葛根总黄酮晶体葛根总黄酮晶体 分步结晶法分步结晶法将提取物粗品溶于适当的溶剂,经一定处置后,使其先析出晶体Ⅰ,过滤后将滤液浓缩,再使其析出晶体Ⅱ,滤出后再浓缩滤液使其析出晶体Ⅲ,……如此反复操作,可到达分别目的但各步所得晶体的纯度存在较大差距,每步常可获得一种以上的晶体 结晶的纯度可由化合物的晶形、色泽、熔点和熔距、薄层色谱或纸色谱等作初步鉴定一个单体纯化合物普通都有一定的熔点和较小的熔距,同时在薄层色谱或纸色谱中经数种不同展开剂系统检定,也为一个斑点者,普通可以以为是一个单体化合物。

51 色谱法色谱法1. 定义 利用不同物质在不同相态的选择性分配,以流动相对固定相中的混合物进展洗脱,混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相挪动,最终到达分别的效果 色谱法来源于20世纪初,又称色层法或层析法,是分别和鉴定化合物的有效方法历史上曾经先后有两位化学家由于在色谱领域的突出奉献而获得诺贝尔化学奖,此外色谱分析方法还在12项获得诺贝尔化学奖的研讨任务中起到关键作用 2.原理:类似相吸与类似相溶3.操作特点:有两个相—固定相和流动相固定相多为固体(也称为担体、吸附剂〕,也可为液体;流动相可为液体或气体4.两相根本方式:固-液〔 s-l) 固-气〔s-g) 液-液〔l –l ) 液-气〔l -g)留意:目前色谱法包含的范围很广,凡是有一个固定相和一个流动相的方法均可看作色谱法因此,像高速逆流色谱法,虽然其两相均为液相,但也可视为色谱法53 5.操作类型:很多,常用的有:纸层析:柱层析:薄层层析:气相色谱:高效液相色谱:6. 在天然物分别中的运用〔1〕分别混合物 在天然物提取物的有效部位中,往往含有构造类似、理化性质类似的几种成分的混合物,用普通的化学方法很难分别,可用色谱法将它们分开。

54硅胶薄层板硅胶薄层板柱色谱柱色谱天麻天麻TLC图谱图谱 〔2〕精制化合物 在提取、分别得到有效成分时,往往含有少量构造类似的杂质,不易除去,也可利用色谱法除去杂质得到纯品〔3〕鉴定化合物 在一定条件下,纯的化合物在薄层色谱或纸色谱中都有一定的Rf值,在气相色谱和高效液相色谱中有一定的保管时间,所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或利用规范品的对照来初步确定两种性质类似的化合物能否为同一物质55薄薄层层板板在在不不同同的的层层析析缸缸中中展展开开的的方方式式 7. 色谱条件的选择由于天然物有效成分类型不同,性质各异,所以选择色谱条件是不同的普通生物碱的分别可用硅胶或氧化铝柱色谱,对于极性较高的生物碱可用分配色谱,而对季铵型水溶性生物碱也可用分配色谱或离子交换色谱苷类的色谱分别往往决议于苷元的性质,如皂苷、强心苷,普通可用分配色谱或硅胶吸附色谱挥发油、甾体、萜类包括萜类内酯,往往首选氧化铝及硅胶色谱56 黄酮类化合物、鞣质等多元酚衍生物可用聚酰胺吸附色谱黄酮类化合物、鞣质等多元酚衍生物可用聚酰胺吸附色谱有机酸、氨基酸普通可选用离子交换色谱,有时也用分配色谱有机酸、氨基酸普通可选用离子交换色谱,有时也用分配色谱。

有些氨基酸也可用活性炭吸附色谱有些氨基酸也可用活性炭吸附色谱对于大分子化合物,如多肽、蛋白质、多糖,常用凝胶色谱对于大分子化合物,如多肽、蛋白质、多糖,常用凝胶色谱总的来说,对非极性成分往往思索用氧化铝或硅胶吸附色谱;总的来说,对非极性成分往往思索用氧化铝或硅胶吸附色谱;假设极性较大那么采用分配色谱或弱吸附剂吸附色谱;对酸假设极性较大那么采用分配色谱或弱吸附剂吸附色谱;对酸性、碱性、两性成分可采用离子交换色谱,有时也可用吸附性、碱性、两性成分可采用离子交换色谱,有时也可用吸附色谱及分配色谱等色谱及分配色谱等 57 八、其他分别新技术八、其他分别新技术〔一〕大孔树脂吸附大孔吸附树脂是一种高聚物吸附剂,根据其孔径、比外表积及构成类型分为许多型号20世纪60年代开发出的一类新型高分子分别资料20世纪70年代末我国有学者开场用来进展天然产物有效成分的分别纯化研讨原理:利用大孔吸附树脂的吸附性和分子筛相结合从天然产物提取液中有选择的吸附其中的有效成分,去除杂质特别是非极性吸附树脂,在吸附提取液中的有效成分时,主要是物理构造〔如比外表积、孔径等〕在起吸附作用 根本程序:天然产物提取液→大孔树脂吸附有效成分→乙醇溶液梯度洗脱→回收溶剂→提取液浸膏→枯燥→半废品。

大孔吸附树脂工艺对于富集天然产物中的黄酮类、生物碱类、苷类等有效成分是卓有效果的 58 59全自动大孔树脂吸附机组全自动大孔树脂吸附机组 吸吸附附流流程程表表示示图图实验用色谱柱 〔二〕膜分别技术〔二〕膜分别技术膜分别技术〔Membrane Separation Technique,MST,简称膜技术〕是一项新兴的高效分别技术,已被国际公以为是20世纪末到21世纪中期最有开展出路的一项艰苦高新消费技术利用天然或人工合成的具有选择透过性的薄膜,以外界能量或化学位差为推进力,对双组分或多组分体系进展分别、分级、提纯或富集的技术包括超滤、微滤、纳滤和反浸透等采用膜分别技术进展浓缩,滤除提取液中水分和小分子杂质,可到达节省能耗、提高纯度的效果60 〔三〕分子印迹技术〔三〕分子印迹技术分子印迹技术〔Molecular Imprinting Techno- logy,MIT,也叫分子膜板技术〕是20世纪末出现的一种高选择性分别技术该技术选用能与印迹分子产生特定相互作用的功能性单体,在印迹分子周围与交联剂进展聚合,构成三维交联的聚合物网络,然后,经过适宜的溶剂除去印迹分子,在聚合物网络中构成空间和化学功能与印迹分子互补的空穴。

整个聚合过程可分为三步:印迹、聚合、去除印迹分子 有研讨证明了MIT用于直接分别、提取中草药中具有特定药效化合物的可行性61 〔四〕分子蒸馏技术〔四〕分子蒸馏技术分子蒸馏是在极高的真空度下,依托混合物分子运动平均自在程的差别,使液体在远低于沸点的温度下迅速得到分别 在高真空度下,液体分子只需很小的能量就能抑制液体内部引力,分开液面而蒸发 分子蒸馏技术出现于20世纪30年代,目前在许多国家工业上得到了规模化运用在挥发油的分别纯化中,分子蒸馏技术与超临界流体萃取合用,既能发扬超临界提油率高和充分保管挥发油有效成分的特点,又可到达分子蒸馏很好地对有效成分的纯化分别的效果62 63分子蒸馏工业设备分子蒸馏工业设备分子蒸馏流程分子蒸馏流程 3 3 天然产物的化学成分鉴定及构造表征天然产物的化学成分鉴定及构造表征 鉴定天然产物所需做的任务:鉴定天然产物所需做的任务:1 1、元素分析:由哪些元素组成,各占多少元素分析:由哪些元素组成,各占多少2 2、物理常数:熔、沸点、物理常数:熔、沸点3 3、比旋光度、比旋光度4 4、分子量测定:凝胶过滤法、光散射法、粘度测定法、、分子量测定:凝胶过滤法、光散射法、粘度测定法、MSMS等方法等方法5 5、构造测定法:红外光谱、核磁共振〔、构造测定法:红外光谱、核磁共振〔13C13C谱谱 、、1H1H谱谱和二维谱〕和二维谱〕 化学成分特别是有效成分的鉴定〔检测〕与构造表征是天然物成分研讨的重要步骤。

假设不能鉴定构造,阐明研讨天然物化学成分没有结果,也就谈不上更进一步的研讨,如药物代谢动力学研讨、构效关系研讨、构造修饰与改造研讨等 65红红 外外 分分 光光 光光 度度 计计显显微微熔熔点点仪仪 3.1 3.1 化学成分鉴定的普通方法化学成分鉴定的普通方法在提取和分别时,必需知道原料或提取混合物中能否含有目的成分及其含量的多少!常用的检测鉴定方法主要有:紫外-可见光谱扫描法〔单体〕薄板层析法〔对照〕气相或液相色谱法〔对照〕高速逆流色谱法〔对照〕红外 〔对照〕 等也可采用一些特有反响, 如生物碱试剂、显色反响等66UV-2450型紫外可见分光光度计 3.2 3.2 化学成分的鉴定程序化学成分的鉴定程序对一个化合物,普通按以下步骤进展鉴定:纯度确实定〔熔、沸点,色谱〕 物理常数的测定 〔折射、旋光〕化学式测定 化合物功能团和分子骨架的推定 化学构造确实定 1. 纯度确实定1〕察看外形、颜色能否单一纯粹,晶形能否一致2〕色谱分析:薄层色谱结果为单一斑点,应留意点样量不可太小,展开剂不可只选一种有时可用气相色谱和高效液相色谱法,结果应为单一色谱峰 67X-4/X-5显微熔点测定仪显微熔点测定仪 3〕熔点测定:熔点距普通应小于2℃。

2. 物理常数的测定固体样品包括熔点、比旋度等;液体样品包括沸点、折光率、 比旋度等 3. 化学式测定采用高分辨质谱法得到分子离子 峰,可直接得出化学式如无高分辨质谱那么可先测出分子量〔普通用质谱〕,再进展元素分析测出所含元素及百分含量,求出实验式,最后计算出化学式,实验值与实际值应非常接近68阿贝折光仪阿贝折光仪(精细型精细型) 4. 化合物功能团和分子骨架的推定采用的方法有计算不饱和度、化学反响、IR光谱、UV光谱、NMR谱、MS数据,综合分析;有时与知物进展比较,以确定被测样品的根本骨架与功能团〔取代基〕 5. 化学构造确实定经过综合分析一切波谱数据,必要时要作一些特殊的测试,如NMR中的一些新方法,甚至作Ⅹ射线衍射等测试,确定化学构造式假设有能够,进展人工合成,将从天然物中提取分别所得样品与人工合废品进展全面比较来证明构造式的正确性69 初步推断化初步推断化初步推断化初步推断化合物类型合物类型合物类型合物类型测定分子式测定分子式测定分子式测定分子式构造分析构造分析构造分析构造分析构造验证构造验证构造验证构造验证确定分子确定分子确定分子确定分子主体构造主体构造主体构造主体构造测定物理常数,进展鉴别测定物理常数,进展鉴别反响,文献调研。

反响,文献调研元素分析,分子量测定元素分析,分子量测定UV、、IR、、1H-NMR、、13C-NMR、、MS综合分析,化学沟通综合分析,化学沟通CD、、ORD、、2D-NMR、、X-射线衍射射线衍射3.3 3.3 构造研讨的主要程序构造研讨的主要程序 3.4 3.4 构造研讨的主要方法构造研讨的主要方法〔一〕紫外光谱〔一〕紫外光谱〔一〕紫外光谱〔一〕紫外光谱有机分子吸收紫外光〔有机分子吸收紫外光〔200~400nm200~400nm〕后产生电子跃迁而构成的〕后产生电子跃迁而构成的吸收光谱吸收光谱运用:推断化合物骨架类型:共轭体系运用:推断化合物骨架类型:共轭体系 定量测定:定量测定:BeerBeer定律定律 特征参数:特征参数:特征参数:特征参数:λmax λmax λmax λmax ,,,,εεεε〔〔〔〔E E E E〕〕〕〕 常用术语:常用术语:生色团生色团生色团生色团助色团助色团助色团助色团 〔二〕红外光谱〔二〕红外光谱〔二〕红外光谱〔二〕红外光谱有机分子吸收红外光后产生振动能级跃迁,伴随着转动能级跃有机分子吸收红外光后产生振动能级跃迁,伴随着转动能级跃迁而构成的吸收光谱。

迁而构成的吸收光谱特征参数:特征参数:特征参数:特征参数:σσσσ〔〔〔〔cm-1)cm-1)cm-1)cm-1) ( ( ( (三〕核磁共振波谱三〕核磁共振波谱三〕核磁共振波谱三〕核磁共振波谱 (NMR) (NMR) (NMR) (NMR)v原子核在磁场中吸收一定频率的无线电波〔60cm-300m〕而发生核自旋能级跃迁的景象,称为核磁共振v核磁共振信号强度对照射频率〔或磁场强度〕作图,所得图谱称为核磁共振波谱 R RD D 〔四〕质谱〔〔四〕质谱〔〔四〕质谱〔〔四〕质谱〔MSMSMSMS〕〕〕〕样品导入样品导入样品导入样品导入系统系统系统系统离子源离子源离子源离子源质量分析器质量分析器质量分析器质量分析器检测器检测器检测器检测器记录仪记录仪记录仪记录仪含各种含各种含各种含各种m/zm/zm/zm/z的离子流的离子流的离子流的离子流单一单一单一单一m/zm/zm/zm/z的离子流的离子流的离子流的离子流运用:运用:运用:运用: 测定分子量测定分子量测定分子量测定分子量 测定分子式:精细质量表测定分子式:精细质量表测定分子式:精细质量表测定分子式:精细质量表 构造解析构造解析构造解析构造解析 THE END!! 。

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