中草药有效成分的提取

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1、中草药有效成分的提取（）溶剂提取法1. 溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的容解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶 出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于 扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外 扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多 次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为亲水

2、、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也 有亲水性及亲脂性的不同。有机化合物分子结构中亲水性基团多，其极性大而疏于油；有的亲水性基团少，其极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其 程度的大小，是和化合物的分子结构直接相关。一般来说，两种基本母核相同的成分，其分子中功能基的极性越大，或极性功 能基数量越多，则整个分子的极性大，亲水性强，而亲脂性就越弱，其分子非极性部分越大，或碳键越长，则极性小，亲脂性 强，而亲水性就越弱。各类溶剂的性质，同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂，它们的分子比较小，有羟基存在， 与水的结构很近似，所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟

3、基，保持和水有相似处，但分子逐渐地加大，与水性 质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶，在它们互溶达到饱和状态之后，丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是 烃类或氯烃衍生物，分子中没有氧，属于亲脂性强的溶剂。这样，我们就可以通过时中草药成分结构分析，去估计它们的此类性质和选用的溶剂。例如葡萄糖、蔗糖等分子比较小的 多羟基化合物，具有强亲水性，极易溶于水，就是在亲水性比较强的乙醇中也难于溶解。淀粉虽然羟基数目多，但分子大大， 所以难溶解于水。蛋白质和氨基酸都是酸碱两性化合物，有一定程度的极性，所以能溶于水，不溶于或难溶子有机溶剂。甙类 都比其甙元的亲水性强，特别是皂甙由于它们的分子中往往结合

4、有多数糖分子，羟基数目多，能表现出较强的亲水性，而皂甙 元则属于亲脂性强的化合物。多数游离的生物碱是亲脂性化合物，与酸结合成盐后，能够离子化，加强了极性，就变为亲水的 注质，这些生物碱可称为半极性化合物。所以，生物碱的盐类易溶于水，不溶或难溶于有机溶剂；而多数游离的生物碱不溶或 难溶于水，易溶于亲脂性溶剂，一般以在氯仿中溶解度最大。鞣质是多羟基的化台物，为亲水性的物质。呻、挥发油、蜡、 脂溶性色素都是强亲脂性的成分。总的说来，只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当，就会在其中有较大的溶解度，即所谓“相似相溶”的规 律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。2. 溶剂的

5、选择：运用溶剂提取法的关键，是选择适当的溶剂。溶剂选择适当，就可以比较顺利地将需要的成分提取出来。 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。常见的提取溶剂可分为以下三类：1）水：水是一种强的极性溶剂。中草药中亲水性的成分，如无机盐糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质 有机酸盐、生物碱盐及甙类等都能被水溶出。为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。酸水提取，可 使生物碱与酸生成盐类而溶出，碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。但用水提取易酶解甙类 成分，且易

6、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。中药传统用的汤剂，多用中药饮片直火煎煮，加 温可以增大中药成分的溶解度外，还可能有与其他成分产生“助溶”现象，增加了一些水中溶解度小的、亲脂性强的成分的溶解度。 但多数亲脂性成分在沸水中的溶解度是不大的，既使有助溶现象存在，也不容易提取完全。如果应用大量水煎煮，就会增加蒸 发浓缩时的困难，且会溶出大量杂质，给进一步分离提纯带来麻烦。中草药水提取液中含有皂甙及粘液质类成分，在减压浓缩 时，还会产生大量泡沫，造成浓缩的困难。通常可

7、在蒸馏器上装置一个汽一液分离防溅球加以克服，工业上则常用薄膜浓缩装 置。2）亲水性的有机溶剂：也就是一般所说的与水能混溶的有机溶剂，如乙醇酒精）、甲醇（木精）丙酮等，以乙醇最常用。 乙醇的溶解性能比较好，对中草药细胞的穿透能力较强。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。难溶于水的亲脂性成分，在乙醇中的溶解度也较大。还可以根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进 行提取。用乙醇提取比用水量较少，提取时间短，溶解出的水溶性杂质也少。乙醇为有机溶剂，虽易燃，但毒性小，价格便宜， 来源方便，有一定设备即可回收反复使用，而且乙醇的提取液不易发霉变质。由于这些原因

8、，用乙醇提取的方法是历来最常用 的方法之一。甲醇的性质和乙醇相似，沸点较低（64C）,但有毒性，使用时应注意。3）亲脂性的有机溶剂：也就是一般所说的与水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿乙醚、幺乙酯、二氯乙烷等。 这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水性杂质。但这类溶齐挥发性大，多易燃（氯仿除外），一般有毒，价格较贵，设 备要求较高，且它们透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反复提取才能提取完全。如果药材中含有较多的水分，用这类 溶剂就很难浸出其有效成分，因此，大量提取中草药原料时，直接应用这类溶剂有一定的局限性。3. 提取方法：用溶剂提取中草药成分,、常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回

9、流提取法及连续回流提取法等。同时，原料的 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）浸渍法：浸渍法系将中草药粉末或碎块装人适当的容器中，加入适宜的溶剂（如乙醇、稀醇或水），浸渍药材以溶出其 中成分的方法。本法比较简单易行，但浸出率较差，且如用水为溶剂，其提取液易于发霉变质）须注意加入适当的防腐剂2）渗漉法：渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中，不断添加新溶剂，使其渗透过药材，自上而下从渗漉器下部流出浸出液 的一种浸出方法小当溶剂渗进药粉溶出成分比重加大而向下移动时，上层的溶液或稀浸液便置换其位置，造成良好的浓度差， 使扩散能较好地进行，故浸出效果优于浸渍法。但

10、应控制流速，在渗渡过程中随时自药面上补充新溶剂，使药材中有效成分充 分浸出为止。或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于：原药材重的10倍时，便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常 将收集的稀渗淮液作为另一批新原料的溶剂之用。3）煎煮法: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。有蒸汽加热设备的药厂，多采用反应锅、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过管道互相连接，进行连续煎浸。4）回流提取法：应用有机溶剂加热提取，需采用回流加热装置，以免溶剂

11、挥发损失。小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回 流冷凝器。瓶内装药材约为容量的，溶剂浸过药材表面约12cm。在水浴中加热回流，一般保持沸腾约：小时小放冷过 滤，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。此法提取效率较冷浸法高，大量 生产中多采用连续提取法。5）动连续提取法：应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分，不论小型实验或大型生产，均以连续提取法为好，而且需用 溶剂量较少，提取成分也较完全。实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。连续提取法，一般需数小时才能提取完全。提取成 分受热时间较长，遇热不稳定易变化的成分不宜采用此法。（二）水蒸气蒸馏法:。水蒸气蒸馏法，适

12、用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。此类成分的沸点多在100C 以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100C时存一定的蒸气压。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，水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油，某些必子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔 碱，以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚（paeonol）等，都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些，常将蒸 馏液重新蒸馏，在最先蒸馏出的部分，分出挥发油层，或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、 原白头翁素（protoanemonin）等的制备多采用此法。（三）

13、升华法：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。中草药中有一些成分具有升华的性质， 故可利用升华法直接自中草药中提取出来。例如樟木中升华的樟脑（camphor），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药材有效成分的记述。茶叶中的咖啡緘在178C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，有些也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯卿等。升华法虽然简单易行，但中草药炭化后，往往产生挥发性的焦油状物，粘附在升华物上，不易精制除去，其次，升华不完 全，产率低，有时还伴随有分解现象。分离和纯化：上述提取法所得到的中草药提取液或提取物仍然是混合

14、物，需进步除去杂质，分离并进行精制。具体的方法随各中草 药的性质不同而异，以后将通过实例加以叙述，此处只作一般原则性的讨论。（一）溶剂分离法：一般是将上述总提取物，选用三、四不中不同极性的溶剂，由低极性到高极性分步进行提取分离。水浸 膏或乙醇浸膏常常胶伏物，难以均匀分散在低极性溶剂中，故不能提取完全，可拌人适量惰性填充剂，如硅藻土或纤维粉等， 然后低温或自然干燥，粉碎后，再以选用溶剂依次提取，使总提取物中各组成成分，依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得 到分离。例如粉防己乙醇浸膏，碱化后可利用乙醚溶出脂溶性生物碱，再以冷苯处理溶出粉防己碱，与其结构类似的防己诺林 碱比前者少一甲基而有一酚羟基，

15、不溶于冷苯而得以分离。利用中草药化学成分，在不同极性溶剂中的溶解度进行分离纯化， 是最常用的方法。广而言之，自中草药提取溶液中加入另一种溶剂，析出其中某种或某些成分，或析出其杂质，也是一种溶剂分离的方法。 中草药的水提液中常含有树胶、粘液质、蛋白质、糊化淀粉等，可以加入一定量的乙醇，使这些不溶于乙醇的成分自溶液中沉 淀析出，而达到与其它成分分离的目的。例如自中草药提取液中除去这些杂质，或自白及水提取液中获得白及胶，可采用加乙 醇沉淀法；自新鲜括楼根汁中制取天花粉素，可滴人丙酮使分次沉淀析出。目前，提取多糖及多肽类化合物，多采用水溶解、 浓缩、加乙醇或丙酮析出的办法。此外，也可利用其某些成分能在

16、酸或碱中溶解，又在加碱或加酸变更溶液的pH后，成不溶物而析出以达到分离。例如内酯 类化合物不溶于水，但遇碱开环生成羧酸盐溶于水，再加酸酸化，又重新形成内酯环从溶液中析出，从而与其它杂质分离；生 物碱一般不溶于水，遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又重新生成游离生物碱。这些化合物可以利用与水不相混溶的 有机溶剂进行莘取分离。一般中草药总提取物用酸水、碱水先后处理，可以分为三部分：溶于酸水的为碱性成分（如生物碱）， 溶于碱水的为酸性成分（如有机酸）,酸、碱均不溶的为中性成分（如甾醇）。还可利用不同酸、碱度进一步分离，如酸性化台 物可以分为强酸性、弱酸性和酷热酚性三种，它们分别溶于碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠，借此可进行分离。有些总生物碱， 如长春花生物碱、石蒜生物碱，可利用不同rH值进行分离。但有些特殊情况，如酚性生物碱紫董定碱（corydine）在氢氧化钠 溶液中仍能为乙醚抽出，蝙蝠葛碱（dauricins）在乙醚溶液中能为氢氧化钠溶液抽出，