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1、天然产物化学成分的研究方法天然产物化学成分的研究方法 内内 容容 提提 要要一、天然药物化学成分简介一、天然药物化学成分简介二、天然药物化学成分主要生物合成途径二、天然药物化学成分主要生物合成途径三、天然产物有效成分提取方法的原理三、天然产物有效成分提取方法的原理四、天然产物有效成分分离与精制的原理四、天然产物有效成分分离与精制的原理五、色层分离法五、色层分离法六、化合物结构研究的主要程序六、化合物结构研究的主要程序结构研究中采用的主要方法结构研究中采用的主要方法 UV IR MS NMR UV IR MS NMR 第一节、天然药物化学成分简介第一节、天然药物化学成分简介 生生物物在在生生长长
2、时时期期进进行行的的一一系系列列新新陈陈代代谢谢过过程程，形形成成和和积积累累了了种种种种化化学学物物质质。其其中中主主要要有有生生物物碱碱、萜萜类类、甾甾体体、苷苷类类、黄黄酮酮体体、蒽蒽醌醌、香香豆豆素素、有有机机酸酸、氨氨基基酸酸、单单糖糖、低低聚聚糖糖、多多糖糖、蛋蛋白白质质、酶酶及及鞣鞣质质等等，一一般般认认为为这这类类物物质质具具有有药药用用价价值值而而纤纤维维素素、叶叶绿绿素素、蜡蜡、油油脂脂、树树脂脂和和树树胶胶等等，被被认认为为是是具具有有经经济济价价值值的的成成分分，在在研研究究植植物物生生理理活活性性成成分分时时作作为为杂质除去。杂质除去。 我我们们将将一一些些重重要要的
3、的天天然然药药物物化化学学成成分分的的理理化化性性质质作一简要介绍。作一简要介绍。 一、糖和苷类化合物一、糖和苷类化合物糖糖类类是是中中药药中中普普遍遍存存在在的的成成分分，是是多多羟羟基基醛醛或或酮酮及及其其缩缩聚聚物物。根根据据其其分分子子水水解解反反应应的的情情况况，糖糖类类可可以以分分为为单单糖糖类类、低聚糖和多聚糖类及其衍生物低聚糖和多聚糖类及其衍生物。单糖多为无色晶体，有旋光性，单糖多为无色晶体，有旋光性，味甜味甜，易溶于水，难溶，易溶于水，难溶于无水乙醇，不溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。比如：于无水乙醇，不溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。比如：葡萄糖（葡萄糖（glcglc）等。
4、等。低聚糖通常是由低聚糖通常是由2 21010分子的单糖脱水缩合而成的化合分子的单糖脱水缩合而成的化合物物，它，它们们仍具有甜味和易溶于水的性仍具有甜味和易溶于水的性质质，但，但难溶或几不溶难溶或几不溶于乙醇等有机溶剂中，故合低聚糖的水提液中加入乙醇时，于乙醇等有机溶剂中，故合低聚糖的水提液中加入乙醇时，即可沉淀析出。即可沉淀析出。多糖通常是由多糖通常是由1010个以上至上千个单糖个以上至上千个单糖脱水而形成的高聚脱水而形成的高聚物，故水解后能生成很多分子的单糖。物，故水解后能生成很多分子的单糖。多糖已失去一般糖多糖已失去一般糖的性质的性质，没有甜昧，大多不溶于水，有的即使溶于水，也，没有甜昧
5、，大多不溶于水，有的即使溶于水，也只能生成胶体溶液。只能生成胶体溶液。 苷类化合物是一类可用稀酸或酶水解后产生糖和非糖两苷类化合物是一类可用稀酸或酶水解后产生糖和非糖两部分的化合物，非糖部分称为苷元。苷类多数是无色、无部分的化合物，非糖部分称为苷元。苷类多数是无色、无臭的晶体，能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶于醚或苯臭的晶体，能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶于醚或苯中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而苷元则难溶于水，中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而苷元则难溶于水，易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。 苷类苷类= =非糖非糖( (苷元苷元)+)+糖糖（天麻素）天麻素具有镇静、催眠、抗惊厥作用，现
6、已人工合成。临床用于神经衰弱、失眠、神经性头痛等症。 是是一一类类含含有有一一个个或或几几个个C6-C3C6-C3单单位位的的天天然然成成份份，在在苯苯核核上有酚羟基或烷氧基取代。上有酚羟基或烷氧基取代。这类成份包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香这类成份包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香豆素、木脂素、黄酮和木质素等。豆素、木脂素、黄酮和木质素等。常见的苯丙酸类：常见的苯丙酸类：三、苯丙素类化合物三、苯丙素类化合物 香豆素母核为苯骈苯骈-吡喃酮吡喃酮。环上常有取代基。香豆素香豆素游离能溶于沸溶于沸 H2OH2O，不溶或难溶冷难溶冷 H2OH2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙
7、醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水碱水中。成苷溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小的有机溶剂难溶极性小的有机溶剂。木脂素（木脂素（lignans）：）：一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。通常指其二聚物通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。，少数为三聚物和四聚物。形形 态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶溶解性：溶解性：游游 离离亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等成成 苷苷水溶性增大水溶性增大挥发性：多数不挥发，少数有升华性质挥发性：多数不挥发，少数有升华性质旋光性：大多有光学活
8、性，旋光性：大多有光学活性， 遇酸易异构化。遇酸易异构化。醌类是一类分子中具有醌式结构的化合物醌类是一类分子中具有醌式结构的化合物。天然醌类多。天然醌类多为有色晶体，由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中为有色晶体，由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后（连接助色团后（- -OHOH、-OMe-OMe等）多有颜色，故常作为动等）多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中。植物、微生物的色素而存在于自然界中。四、四、醌类醌类化合物化合物苯醌萘醌蒽醌 苯醌及萘醌多以游离状态存在，苯醌及萘醌多以游离状态存在，蒽醌往往结合成苷蒽醌往往结合成苷。游离的醌类多具升华性，小分子的苯醌类及
9、萘醌类具游离的醌类多具升华性，小分子的苯醌类及萘醌类具有挥发性有挥发性。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，微溶或不溶于水。而醌类成苷后，极性增有机溶剂，微溶或不溶于水。而醌类成苷后，极性增大，易溶于甲醇、乙醇、热水，几乎不溶于苯、乙醇大，易溶于甲醇、乙醇、热水，几乎不溶于苯、乙醇等非极性溶剂。等非极性溶剂。蒽酮类衍生物多具有酚羟基，故呈酸蒽酮类衍生物多具有酚羟基，故呈酸性性，易溶于碱性溶剂。分子中酚羟基的数目及位置不，易溶于碱性溶剂。分子中酚羟基的数目及位置不同，酸性强弱也不一样。同，酸性强弱也不一样。黄黄酮酮类类化化合合物物大大都都呈呈现现黄
10、黄色色。黄黄酮酮类类化化合合物物是是广广泛泛存存在在于于自自然然界界的的一一大大类类化化合合物物，数数量量之之多多列列天天然然酚酚性性化化合合物物之之首首，在在植植物物体体内内大大部部分分与与糖糖结结合合成成苷苷，一一部部分分以以苷苷元元形形式式存存在在。黄黄酮酮类类化化合合现现在在泛泛指指两两个个苯苯环环（A A和和B B环环）通通过过三三个个碳碳原原子子（中中央央三三碳碳链链）相相互互联联结结而而成成的的一一系系列列化化合合物物( (C6C6C3C3C6 C6 ) )。黄黄酮酮类类化化合合物物多多为为结结晶晶性性固固体体，少少数数为为无无定定形形粉粉末末。一一般般游游离离苷苷元元难难溶溶或
11、或不不溶溶于于水水，易易溶溶于于甲甲醇醇、乙乙醇醇、醋醋酸酸乙乙酯酯、乙乙醚醚等等有有机机溶溶剂剂及稀碱水溶液中。及稀碱水溶液中。五、黄酮类化合物五、黄酮类化合物黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中；但难溶或不溶于等强极性溶剂中；但难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。苯、氯仿等有机溶剂中。黄酮类化黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。甲酰胺及二甲基甲酰胺中。 六、萜类和挥发油类化合物六、萜类和挥发油类化合物凡是由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（凡是
12、由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5H8C5H8）n n通式的通式的衍生物均称为萜类化合物衍生物均称为萜类化合物。绝大多数萜类物质可以看作是由绝大多数萜类物质可以看作是由异戊二烯首尾相连形成的聚合体异戊二烯首尾相连形成的聚合体。萜类化合物在自然界分布。萜类化合物在自然界分布十分广泛，种类繁多，是各类天然物质中十分广泛，种类繁多，是各类天然物质中最多的一类成分最多的一类成分。主。主要有单萜类、倍半萜类、二萜类、二倍半萜等。低分子量的萜要有单萜类、倍半萜类、二萜类、二倍半萜等。低分子量的萜类化合物如单萜、倍半萜类化合物通常为液态，具挥发性，是类化合物如单萜、倍半萜类化合物通常为液态，具挥发性，是挥
13、发油的组分；分子量较高的萜类化合物为固态，多数可形成挥发油的组分；分子量较高的萜类化合物为固态，多数可形成结晶体，不具挥发性。萜类化合物一般为亲脂性成分，难溶于结晶体，不具挥发性。萜类化合物一般为亲脂性成分，难溶于水，易溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇。但萜类化合物若与糖水，易溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇。但萜类化合物若与糖成苷，则具亲水性，易溶于成苷，则具亲水性，易溶于水，难溶于亲脂性有机溶剂。水，难溶于亲脂性有机溶剂。 挥挥发发油油又又称称精精油油，是是一一类类可可随随水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏的的与与水水不不相相混混溶溶的的油油状状液液体体。凡凡是是有有香香味味的的植植物物或或中中药药，几几乎乎都
14、都有有挥挥发发油油存存在在，如如桂桂皮皮、当当归归、荆荆芥芥、薄薄荷荷等等。这这类类物物质质所所含含化化学学成成分分比比较较复复杂杂，但但主主要要是是由由萜萜类类和和芳芳香香族族化化合合物物以以及及它它们们的含氧衍生物所组成；此外还包括含氮及合硫化合物。的含氧衍生物所组成；此外还包括含氮及合硫化合物。 挥发油为无色或淡黄色的透明油状液体，具香味，常挥发油为无色或淡黄色的透明油状液体，具香味，常温下能挥发，有较强的折光性和旋光性；在水中的溶解度温下能挥发，有较强的折光性和旋光性；在水中的溶解度极小，却能赋与水溶液以特殊的香味，成为芳香水。挥发极小，却能赋与水溶液以特殊的香味，成为芳香水。挥发油易
15、溶于大多数有机溶剂中，如乙醚、苯、石油醚等，也油易溶于大多数有机溶剂中，如乙醚、苯、石油醚等，也能溶于乙醇中，醇浓度愈高，挥发油在其中的溶解度也愈能溶于乙醇中，醇浓度愈高，挥发油在其中的溶解度也愈大。大。临床上挥发油具有平喘、发汗、解表、祛痰、驱风、临床上挥发油具有平喘、发汗、解表、祛痰、驱风、镇痛、杀虫、抗菌等作用。镇痛、杀虫、抗菌等作用。 多数三萜类衍生物的基本骨架是由多数三萜类衍生物的基本骨架是由6 6个异戊二烯单位、个异戊二烯单位、3030个碳个碳原子组成的原子组成的。有的以游离的形式存在，有的则与糖结合成苷的。有的以游离的形式存在，有的则与糖结合成苷的形式存在，该苷类化合物多数可溶于
16、水，形式存在，该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷。该类皂苷多具有羧基，。该类皂苷多具有羧基，所以有时又称之为酸性皂苷。已发现的三萜类化合物结构类型所以有时又称之为酸性皂苷。已发现的三萜类化合物结构类型很多，很多，多数三萜为四环三萜和五环三萜多数三萜为四环三萜和五环三萜，也有少数为链状、单，也有少数为链状、单环、双环和三环三萜。环、双环和三环三萜。七、三萜类化合物七、三萜类化合物 三萜类化合物多有较好的结晶；若与糖结合成为苷三萜类化合物多有较好的结晶；若与糖结合成为苷类，则不易结晶，多为无色无定形粉末
17、，但也有少数类，则不易结晶，多为无色无定形粉末，但也有少数为晶体。三萜皂苷元易溶于石油醚、苯、氯仿等有机为晶体。三萜皂苷元易溶于石油醚、苯、氯仿等有机溶剂，不溶于水；三萜皂苷可溶于水，易溶于热水，溶剂，不溶于水；三萜皂苷可溶于水，易溶于热水，稀醇、热甲醇和热乙醇中。几乎不溶于石油醚、苯等稀醇、热甲醇和热乙醇中。几乎不溶于石油醚、苯等极性小的有机溶剂，极性小的有机溶剂，含水的丁醇或戊醇对皂苷的溶解含水的丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较好，因此是度较好，因此是萃取皂苷时常用的溶剂萃取皂苷时常用的溶剂。 是一类结构中具有具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母是一类结构中具有具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核
18、的化合物核的化合物。甾体皂苷元由。甾体皂苷元由27个碳原子组成，分子中都含有个碳原子组成，分子中都含有A、B、C、D、E和和F六个环，其中六个环，其中A、B、C、D环具有环戊烷骈环具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核。多氢菲结构的甾体基本母核。E环和环和F环以螺缩酮形式相联接，环以螺缩酮形式相联接，它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。甾体皂苷的分子它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。甾体皂苷的分子量较大，不易结晶，大多为无定形粉末，而皂苷元大多有完好量较大，不易结晶，大多为无定形粉末，而皂苷元大多有完好的结晶。皂苷多数具有辛辣味，其粉末对人体各部位的粘膜有的结晶。皂苷多数具有辛辣味，其
19、粉末对人体各部位的粘膜有较强的刺激性。大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀醇、较强的刺激性。大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀醇、热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙酸。热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙酸。八、甾体类化合物八、甾体类化合物皂苷完全水解后生成的皂苷元则不皂苷完全水解后生成的皂苷元则不溶于水，而溶于石油醚、苯、乙酸、溶于水，而溶于石油醚、苯、乙酸、氯仿等低极性溶剂、皂苷有一定的氯仿等低极性溶剂、皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中助溶性能，可促进其它成分在水中的溶解。的溶解。 九、生物碱类化合物九、生物碱类化合物是一类存在于生物体内的含氮有机化合物，有似碱的是一类存在于生物体内的含氮有
20、机化合物，有似碱的性质性质。游离的生物碱大多不溶或难溶于水，能溶于乙。游离的生物碱大多不溶或难溶于水，能溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醇和苯等有机溶剂中，而生物碱醇、氯仿、丙酮、乙醇和苯等有机溶剂中，而生物碱盐则易溶于水及乙醇，不溶或难溶于有机溶剂。盐则易溶于水及乙醇，不溶或难溶于有机溶剂。生物生物碱多具有特殊而显著的生理活性碱多具有特殊而显著的生理活性。如：颠茄中的莨菪。如：颠茄中的莨菪碱；烟草中的烟碱；槟榔碱；一叶秋碱等。碱；烟草中的烟碱；槟榔碱；一叶秋碱等。 树树脂脂通通常常存存在在于于植植物物组组织织的的树树脂脂道道中中，当当植植物物体体受受伤伤后后分分泌泌出出来来，露露于于空空气气中中干干
21、燥燥形形成成一一种种无无定定形形的的固固体体或或半半固固体体物物质质。树树脂脂与与树树胶胶不不同同，树树胶胶是是多多糖糖类类化化合合物物，而而树树脂脂是是一一类类化化学学组组成成较较复复杂的混合物。杂的混合物。树脂大多与挥发油、树胶、有机酸等混合存在，所树脂大多与挥发油、树胶、有机酸等混合存在，所以就有了油树脂、胶树脂、香树脂、糖树脂之分。以就有了油树脂、胶树脂、香树脂、糖树脂之分。 十、树脂类化合物十、树脂类化合物 氨基酸氨基酸为为无色无色结结晶，大部分易溶于水，晶，大部分易溶于水，难难溶于有机溶溶于有机溶剂剂。 蛋蛋白白质质和和酶酶蛋蛋白白质质是是由由二二十十多多种种-氨氨基基酸酸通通过过
22、肽肽键键首首尾尾相相连连结结合合而而成成的的高高分分子子化化合合物物，从从这这点点来来说说，它它与与多多肽肽没没有有区区别别，但但一一般般将将分分子子量量在在5 5103103以以下下的的称称为为多多肽肽，而而分分子子量量介介于于5 510103 31 110107 7之之间间的的称称为为蛋蛋白白质质。由由于于氨氨基基酸不同和空酸不同和空间间构型的不同而形成多种蛋白构型的不同而形成多种蛋白质质。 蛋白蛋白质质存在于所有植物的各种存在于所有植物的各种组织细组织细胞中，胞中，以种子类和以种子类和根类药材中含量较高根类药材中含量较高。虽虽然在大多数情况下，蛋白然在大多数情况下，蛋白质质没有没有医医疗
23、疗价价值值，在提取中，在提取中药药有效成分有效成分时时，应应作作为杂质为杂质除去。但除去。但近年来人近年来人们们却不断却不断发现发现某些某些蛋白质或多肽有显著的生理活蛋白质或多肽有显著的生理活性性。例如从中。例如从中药药栝楼根中分离得到的栝楼根中分离得到的天花粉天花粉（中期妊娠引（中期妊娠引产产），），水蛭素水蛭素（抗凝血）（抗凝血）（抗凝血）（抗凝血）等等。十一、氨基酸、蛋白十一、氨基酸、蛋白质质和和酶酶类类化合物化合物 鞣鞣质质又又称称单单宁宁或或鞣鞣酸酸，是是一一类类复复杂杂的的多多元元酚酚类类化化合合物物的的总总称称，可可与与蛋蛋白白质质结结合合形形成成致致密密、柔柔韧韧、不不易易腐腐
24、败败又又难难透透水水的的化化合合物物。因因此此，制制革革工工业业上上用用以以擦擦皮皮为为革革，所所以称以称为为鞣鞣质质。 鞣鞣质质大大多多为为无无定定形形粉粉末末，能能溶溶于于水水、乙乙醇醇、丙丙酮酮、乙乙酸酸乙乙酯酯等等极极性性大大的的溶溶剂剂，不不溶溶于于乙乙酸酸、氯氯仿仿、苯苯、石石油油醚醚等等极极性性小小的的有有机机溶溶剂剂，可可溶溶于于乙乙醇醇和和乙乙醇醇的的混混合合溶溶液中。液中。在提取中在提取中药药有效成分有效成分时时，一方面要考，一方面要考虑虑它的生理活性；它的生理活性；另一方面它也常作另一方面它也常作为杂质为杂质除去。除去。十二、鞣质类化合物十二、鞣质类化合物 在在中中药药中
25、中常常见见的的有有机机酸酸有有柠柠柠柠檬檬檬檬酸酸酸酸、苹苹苹苹果果果果酸酸酸酸、琥琥琥琥珀珀珀珀酸酸酸酸、草草草草酸酸酸酸等等。它它们们在在植植物物体体中中除除少少数数以以游游离离态态存存在在外外，一一般般都都与与钾钾、钙钙、镁镁等等金金属属离离子子或或生生物物碱碱结结合合成成盐盐。在在含含有有有有机机酸酸的的提提取取液液中中加加人人氢氢氧氧化化钡钡或或氢氢氧氧化化钙钙等等能能生生成成钡钡盐盐和和钙钙盐盐沉沉淀淀；若若加加入入醋醋酸酸铅铅或或碱碱式式醋醋酸铅溶液时，则生成铅盐沉淀。酸铅溶液时，则生成铅盐沉淀。 十三、有机酸类化合物十三、有机酸类化合物 色色素素广广泛泛存存在在于于中中药药中中
26、，根根据据它它们们的的溶溶解解性性质质可可以以分分为为脂脂溶溶性性色色素素和和水水溶溶性性色色素素两两大大类类。脂脂脂脂溶溶溶溶性性性性色色色色素素素素主主主主要要要要包包包包括括括括叶叶叶叶绿绿绿绿素素素素和和和和胡胡胡胡萝萝萝萝卜卜卜卜素素素素类类类类等等等等；水水水水溶溶溶溶性性性性色色色色素素素素主主主主要要要要是是是是黄黄黄黄酮酮酮酮类类类类、花花花花色素、蒽色素、蒽色素、蒽色素、蒽醌醌醌醌等成分。等成分。等成分。等成分。脂脂溶溶性性色色素素并并不不完完全全是是无无效效物物质质，如如叶叶绿绿素素的的水水溶溶液液制制剂剂有有一一定定的的抗抗菌菌、消消炎炎、促促进进肉肉芽芽生生长长的的作
27、作用用，可可用用以以治治疗疗皮皮肤肤创创伤伤、溃溃疡疡和和灼灼伤伤等等疾疾病病。胡胡萝萝卜卜素素是是维维生生素素A A的的前前体体，服服后后在在人人体体内内变变成成维维生生素素A A，可可用用于于防防治治维维生生素素A A缺缺乏乏症。症。 黄黄酮类酮类成分也是广泛存在于植物体中的一成分也是广泛存在于植物体中的一类类黄色色素。黄色色素。含黄含黄酮类酮类成分的中成分的中药药很多，如槐花米、很多，如槐花米、陈陈皮、皮、芜芜花、金花、金银银花、淫羊藿、花、淫羊藿、银银杏叶、紫花等。杏叶、紫花等。这类这类化合物的生理作用是化合物的生理作用是多种多多种多样样的，如芦丁、橙皮成、葛根素等已用于的，如芦丁、橙
28、皮成、葛根素等已用于临临床治床治疗疗心血管系心血管系统统疾病，一些黄疾病，一些黄酮类酮类化合物化合物还还有抗菌、抗炎、抗有抗菌、抗炎、抗病毒等作用。病毒等作用。十四、植物色素类化合物十四、植物色素类化合物 十五、油脂和蜡十五、油脂和蜡类类化合物化合物 油油脂脂大大多多为为一一分分子子甘甘油油与与三三分分子子脂脂肪肪酸酸所所成成的的酯酯。植植物物体体中中的的油油脂脂主主要要贮贮存存于于种种子子中中，油油脂脂比比水水轻轻，不不溶溶于于水水，易易溶溶于于醚醚、苯苯、石石油油醚醚、丙丙酮酮和和热热乙乙醇醇中中。油油脂没有脂没有挥发挥发性，滴在性，滴在纸纸上可留下永久性油迹。上可留下永久性油迹。 中中药
29、药所所含含油油脂脂通通常常是是无无效效成成分分，在在提提取取其其他他有有效效成成分分时时，一一般般需需先先将将其其除除去去。但但也也有有例例外外，如如蓖蓖麻麻油油（主主要要含含蓖蓖麻麻油酸的甘油油酸的甘油酯酯）用作）用作缓污剂缓污剂，鱼鱼肝油用作滋肝油用作滋补剂补剂等。等。 蜡蜡的的主主要要成成分分是是高高级级脂脂肪肪酸酸的的高高级级饱饱和和一一元元酸酸酯酯。最最常常见见的的酸酸是是软软脂脂酸酸和和二二十十六六酸酸，最最常常见见的的醇醇是是十十六醇、二十六醇及卅醇。六醇、二十六醇及卅醇。 十六、无机成分及微量元素十六、无机成分及微量元素类类化合物化合物 植物体内的无机成分主要为钾盐、钙盐和植物
30、体内的无机成分主要为钾盐、钙盐和镁盐。镁盐。它它们们或与有机物或与有机物结结合存在，或者成合存在，或者成为为特殊形特殊形状的状的结结晶存在，例如草酸晶存在，例如草酸钙结钙结晶等。某些中晶等。某些中药药中的无中的无机机盐盐含量含量较较多，并有一定的多，并有一定的药药理作用，如夏枯草中所理作用，如夏枯草中所含含钾盐钾盐已被已被证证明与夏枯草的降明与夏枯草的降压压、利尿作用有关。在、利尿作用有关。在提取提取过过程中一般要除去无机程中一般要除去无机盐盐。 第二节第二节 生物合成生物合成一、一次代谢和二次代谢一、一次代谢和二次代谢一、一次代谢和二次代谢一、一次代谢和二次代谢：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植
31、物机体生命糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动必不可少的物质，称为活动必不可少的物质，称为一次代谢产物；一次代谢产物；上述物质产生过程对维持植物生命活动来说是上述物质产生过程对维持植物生命活动来说是必不可少的过程，且几乎存在于所有的绿色植必不可少的过程，且几乎存在于所有的绿色植物中，称为物中，称为一次代谢；一次代谢；特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，这一过程并非又进一步经历不同的代谢过程，这一过程并非所有植物中都发生，对维持植物生命活动不起所有植物中都发生，对维持植物生命活动不起重要作用，称为重要作用，称为二次代谢
32、，二次代谢，生成的萜类、生物生成的萜类、生物碱等化合物称为碱等化合物称为二次代谢产物；二次代谢产物；二、主要的生合成途径二、主要的生合成途径（一）（一）醋酸醋酸-丙二酸途径丙二酸途径（AA-MA途径）途径）脂肪酸类、蒽酮类、酚类化合物由此途径生成脂肪酸类、蒽酮类、酚类化合物由此途径生成（二）（二）甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径（MVA途径）途径）甾体及萜类化合物由此途径生成。甾体及萜类化合物由此途径生成。（三）（三）莽草酸途径及桂皮酸莽草酸途径及桂皮酸途径途径 天然产物中具有天然产物中具有C6- C3 结构的香豆素、木质结构的香豆素、木质素、苯丙素及素、苯丙素及C6- C3 - C6结构的黄酮类
33、成分由此途结构的黄酮类成分由此途径产生；径产生；（四）（四）氨基酸途径氨基酸途径（AA途径）途径）天然产物中生物碱类成分由此途径产生。天然产物中生物碱类成分由此途径产生。（五）复合途径（五）复合途径第三节第三节 天然有效成分的提取天然有效成分的提取 v溶剂法溶剂法v水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法v升华法升华法 一、溶剂提取法一、溶剂提取法1、溶剂提取法及其原理根据“相似相溶”原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来。溶剂提取法是根据天然产物中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不
34、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。2、常用溶剂的特点、常用溶剂的特点环己烷环己烷,石油醚石油醚,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C6H12,石油醚,C6H6,CHCl3,Me2O,EtOAc,n-BuOH,Me2CO,EtOH,MeOH沸点80.8;30-60和80;61;35;78;118；56;78;65；60-90比水重的有机溶剂：氯仿与水分层的有机溶剂：环己烷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
35、有机溶剂：丙酮甲醇极性最大的有机溶剂：甲醇极性最小的有机溶剂：环己烷介电常数最小的有机溶剂：石油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：正丁醇溶解范围最广的有机溶剂：乙醇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。3 3、溶剂的选择、溶剂的选择4 4、各种溶剂提取法、各种溶剂提取法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连续回流提取法连续回流提取法超声波提取法等超声波提取法等浸渍法浸渍法： 浸
36、渍法系将天然产物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。渗漉法渗漉法：渗漉法是将天然产物粉末装在渗漉器中，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。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过管道互相连接，进行连续煎浸。回流提取法回流提取法：应用有机溶剂加热提取，需采用回
37、流加热装置，以免溶剂挥发损失。小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。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1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。连续回流提取法连续回流提取法：应用挥发性有机溶剂提取天然产物有效成分，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。超声波提取法超声波提取法：超声波提取
38、技术（UE）是一种最新的较为成熟的手段。超声波是指频率为20千赫50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体介质来进行传播。超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在正相位时，对介质分子产生挤压，增加介质原来的密度；负相位时，介质分子稀疏、离散，介质密度减小。也就是说，超声波并不能使样品内的分子产生极化，而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，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。 适适用用于于中
39、中药药材材有有效效成成份份的的萃萃取取，是是中中药药制制药药彻彻底底改改变变传传统统的的水水煮煮醇醇沉沉萃萃取取方方法法的的新新方方法法、新新工工艺艺。与与水水煮煮、醇醇沉沉工工艺相比，超声波萃取具有如下突出特点：艺相比，超声波萃取具有如下突出特点：（1）无无需需高高温温。在在4050水水温温F超超声声波波强强化化萃萃取取，无无水水煮煮高高温温，不不破破坏坏中中药药材材中中某某些些具具有有热热不不稳稳定定，易易水水解解或或氧氧化化特特性性的的药药效效成成份份。超超声声波波能能促促使使植植物物细细胞胞地地破破壁壁，提提高中药的疗效。高中药的疗效。（2）常压萃取，安全性好，操作简单易行，维护保养方
40、便。）常压萃取，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。（3）萃取效率高。超声波强化萃取）萃取效率高。超声波强化萃取2040分钟即可获最佳分钟即可获最佳提取率，萃取时间仅为水煮、醇沉法的三分之一或更少。提取率，萃取时间仅为水煮、醇沉法的三分之一或更少。超声波萃取的特点：超声波萃取的特点：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水或有机溶剂不加热效率低各类成分，尤遇热不稳定成分出膏率低，易发霉，需加防腐剂渗漉法有机溶剂不加热效率较高脂溶性成分消耗溶剂量大，费时长煎煮法水直火加热效率较低水溶性成分易挥发、热不稳定不宜用回流提取法 有机溶剂水浴加热效率高脂溶性成分
41、热不稳定不宜用，溶剂量大连续回流提取法有机溶剂水浴加热节省溶剂、效率最高亲脂性较强成分用索氏提取器，时间长超声波提取法水或有机溶剂可加热也可不加热节省溶剂、效率很高脂溶性或水溶性成分都可发生器功率较大（300W），有感觉不适的噪音二、二、 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法，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100以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100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。三三 、升华法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。天然产
42、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。 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。 茶叶中的咖啡碱在178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。四、影响提取效果的因素四、影响提取效果的因素溶剂提取的效果主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。此外，原料的粉碎程度，提取温度，浓度差，提取时间，操作压力，原料与溶剂的相对运动等因素也不同程度地影响提取效果。原料的粉碎程度：原料的粉碎程度：原料经粉碎后粒度变小，表面能增加，浸出速度加快，但粉碎度过
43、高，样品粉粒表面积过大，吸附作用增强，反而影响扩散速度，并不利于浸出，一般而言粒度以2060目为适。浸出温度：浸出温度：温度增加可增大可溶性成分的溶解度、扩散系数。扩散速度加快有利于浸提，并且温度适当升高，可使原料中的蛋白质凝固、酶破坏而增加浸提液的稳定性，但温度过高，会破坏不赖热的成分，并且导致浸提液的品质劣变。提取的杂质含量增高，给后道精制工序带来困难，一般浸出温度控制在60100。浓度差浓度差: :浓度差是原料组织内的浓度与外周溶液的浓度差异。浓度差越大，扩散推动力越大，越有利于提高浸出效率。浸提时间浸提时间: :原料中的成分随提取时间延长，提取的得率增加，但时间过长，杂质成分溶解也随之
44、增加，给后序提取精制造成困难，一般而言，热提13h，乙醇加热回流提取12h。第四节第四节 天然产物有效成分天然产物有效成分 的分离与精制的分离与精制一、根据物质溶解度差别进行分离一、根据物质溶解度差别进行分离二、根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离二、根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离三、根据物质的吸附性差别进行分离三、根据物质的吸附性差别进行分离四、根据物质分子大小差别进行分离四、根据物质分子大小差别进行分离五、五、 根据物质离解度不同进行分离根据物质离解度不同进行分离六、根据物质的沸点进行分离六、根据物质的沸点进行分离分馏法分馏法色谱法的概念：色谱法的概念：当一个混合物被导入
45、固定相中，并用另一个流体（流动相）洗脱时，有一混合物中各组分与固定相和流动相相互之间的作用不同，致使各组分通过固定相的速率不同，从而使混合物中各组分得到分离，通过这个过程使混合物得到分离的方法称为色谱法。按其进行的具体方式又可分为柱色谱、薄层色谱、纸色谱等。通常在柱上进行的成为柱色谱；在薄层上进行的称为薄层色谱；在纸上进行的称为纸色谱。一、根据物质溶解度差别进行分离一、根据物质溶解度差别进行分离1 1、结晶、结晶结晶是利用温度不同引起溶解度的改变而使有效成分以晶体的形式析出以达到分离物质的目的。 （1）杂质的除去）杂质的除去：天然产物经过提取分离所得到的成分，大多仍然含有杂质，或者是混合成分。
46、有时即使有少量或微量杂质存在，也能阻碍或延缓结晶的形成。所以在制备结晶时，必须注意杂质的干扰，应力求尽可能除去。（2）溶剂的选择）溶剂的选择：制备结晶，要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。合宜的溶剂，最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小，而热时溶解度较大。溶剂的沸点亦不宜太高。（3）结晶溶液的制备）结晶溶液的制备 ： 制备结晶的溶液，需要成为过饱和的溶液。（4）制备结晶操作）制备结晶操作（5）重结晶及分步结晶）重结晶及分步结晶： 晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。这种方法称为重结晶法。结晶经重结晶后所得各部分母液，再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法
47、。（6）结晶纯度的判定）结晶纯度的判定：化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距，一可以作为鉴定的初步依据。 2 2、溶剂沉淀：、溶剂沉淀： 在溶液中加入另一种溶在溶液中加入另一种溶剂以改以改变混合溶混合溶剂的极性，使一部分物的极性，使一部分物质沉淀析出，沉淀析出，从而实现分离。比如：在药材的水提取液中加入一定从而实现分离。比如：在药材的水提取液中加入一定浓度的浓度的EtOHEtOH可使大部分的多糖、蛋白质等水溶性杂质沉淀析出。可使大部分的多糖、蛋白质等水溶性杂质沉淀析出。3 3、沉淀剂沉淀：、沉淀剂沉淀：（1 1）金属离子沉淀（铅盐沉淀）金属离子沉淀（铅盐沉淀 ）；）；（2 2）酸碱
48、沉淀（酸提碱沉或碱提酸沉）；）酸碱沉淀（酸提碱沉或碱提酸沉）；（3 3）非离子型聚合物沉淀（钙盐、钡盐等）；）非离子型聚合物沉淀（钙盐、钡盐等）；（4 4）络合物沉淀；）络合物沉淀；4 4、盐析沉淀：、盐析沉淀：盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度，或达到盐析法是在中草药的水提液中、加入无机盐至一定浓度，或达到饱和状态，可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水饱和状态，可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水溶性大的杂质分离。例如：三七的水提取液中加硫酸镁至饱和状溶性大的杂质分离。例如：三七的水提取液中加硫酸镁至饱和状态，三七皂甙乙即可沉淀析出。态，三七皂甙乙即可沉淀析
49、出。二、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离二、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离（2 2）、）、分离难易与分离因子分离难易与分离因子分离因子分离因子表示表示 A A、B B 两种溶质在两种溶质在同一溶剂系统同一溶剂系统中分配系数的中分配系数的比值比值。即即： =KA/KB( =KA/KB( 注注：KA KB )KA KB ) 一般认为：一般认为：100100，仅做一次萃取就可以实现分离；仅做一次萃取就可以实现分离； 1001001010则需要萃取则需要萃取1010次以上；次以上；22时需要时需要100100次以上。次以上。（1 1）、分配系数）、分配系数K K值值: :将两种相互不
50、能任意混溶的溶剂（比如氯仿和水）置分液漏斗将两种相互不能任意混溶的溶剂（比如氯仿和水）置分液漏斗中可分为两相，将溶质放入分液漏斗中，则中可分为两相，将溶质放入分液漏斗中，则K K为：为：K=CU/CLK K为分配系数；为分配系数； CU溶质在上相溶剂中的溶质在上相溶剂中的浓度；浓度； CL溶质在下相溶剂中的浓度。溶质在下相溶剂中的浓度。1 1、简单的液、简单的液- -液萃取及其原理液萃取及其原理两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点：两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点： 1）乳化现象的解决:a可将乳化层分出，再用新溶剂萃取；b将乳化层抽滤，或将乳化层稍稍加热；c较长时间放置并不时旋转，令其自然
51、分层；d加入消乳剂，如戊醇等。2）水提取液的浓度最好在比重1.11.2之间，过稀则溶剂用量太大，影响操作。3）溶剂与水溶液应保持一定量的比例，第一次提取时，溶剂要多一些，一般为水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，一般1/4-1/6。4）一般萃取34次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时，须增加萃取次数，或改变萃取溶剂。2. 2. 逆流分溶法逆流分溶法( (CCD)CCD)又称为逆流分配法，液-液萃取分离中经常遇到的情况是分离因子值较小, 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, 而要采用逆流分溶法(countercurrentdistribution,
52、简称CCD)。CCD法因为操作条件温和、试样容易回收,故特别适于中等极性、不稳定物质的分离。另外,溶质浓度越低,分离效果越好。但是,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法分离。易于乳化的萃取溶剂系统也不宜采用。3液滴逆流分配法：液滴逆流分配法：液滴逆流分配法又称液滴逆流层析法。为近年来在逆流分配法基础上改进的两相溶剂萃取法。对溶剂系统的选择基本同逆流分配法，但要求能在短时间内分离成两相，并可生成有效的液滴。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，故其分离效果往往比逆流分配法好。且不会产生乳化现象，用
53、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。本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小（1克以下），并要有一定设备。4、高速逆流色谱技术（简称、高速逆流色谱技术（简称HSCCCHSCCC） (High-speed Countercurrent Chromatography) (High-speed Countercurrent Chromatography) HSCCC利用了一种特殊的流体力学现象。具体表现为一根100多米长的螺旋空管，注入互不相溶的两相溶剂中的一相作为固定相，然后做行星运动，同时不断注入另一相（流动相），由于行星运动产生的离心力场
54、使得固定相留在螺旋管内，流动相则不断穿透固定相，这样两相溶剂在螺旋管中实现高效的接触、混合、分配、和传递。由于样品中各组分在两相中的分配比不同，因而能使样品中各组分得到分离。5、超临界流体萃取技术、超临界流体萃取技术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。超临界流体由于接近液体的密度使之具有较高溶解度,由于接近气体的粘度, 使之具有良好的流动性能,扩散系数介于气液之间,使之对待萃取的物料组织有良好的渗透性,这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的传质速率。( (1 1) ) 超临界流体萃取的特点超临界流体萃取的特点
55、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,二氧化碳化学性质稳定,无腐蚀性、无毒性、不易燃、不易爆,萃取后容易从分离成分中脱除,不会造成污染,适用于食品和医药行业。工艺条件容易控制,通过对温度和压力进行调节, 可以实现选择性萃取和分离。萃取产物的理化性质保持良好,产品质量好,且无溶剂残留问题,萃取介质循环利用,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,操作成本大。（2 2）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萃取技术上有许多元可替代的优点,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
56、的分离；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；有机溶剂以及有害有毒物质的脱除等。6、液液分配色谱柱、液液分配色谱柱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,填充在色谱管中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂(流动相)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，在移动过程中不断进行动态分配而得以分离。这种方法称之为液液分配柱色谱法。（1 1）正相色谱与反相色谱正相色谱与反相色谱：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,固定相多采用强极性溶剂,如水、缓冲溶液等,流动相则用氯仿、乙酸乙醋、丁醇等弱极性有机溶剂,
57、称之为正相色谱；但当分离脂溶性化合物,如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时,则两相可以颠倒,固定相可用石蜡油,而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂,故称之为反相分配色谱。流动相的极性小于固定相的极性为正相色谱；流动相的极性大于固定相的极性为反相色谱，最为常用。（2 2）加压液相柱色谱）加压液相柱色谱特点特点：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微粒，因而柱效率大大提高。 主要就是在柱子上端有一定的压力，能使分离快速进行。三、根据物质的吸附性质差别进行分离三、根据物质的吸附性质差别进行分离物理吸附物理吸附 (physical absorption) 也叫表面吸附,是因构
58、成溶液的分子(含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。特点特点：是无选择性吸附与解吸过程可逆 可快速进行。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于这一类型。化学吸附化学吸附(chemical absorption),如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附,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。特点特点：具有选择性、 吸附十分牢固、有时甚至不可逆,故用得较少。半化学吸附半化学吸附(semi-chemical absorption),如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附,力量较弱,介于物理吸附与化学吸附之间的
59、一类吸附。1. 1. 物理吸附基本规律物理吸附基本规律（1）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体遵循“相似者易于吸附”的经验规律。（2）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。硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂, ,故有以故有以下特点下特点: :(1) 对极性物质具有较强的亲和能力,极性强的溶质将被优先吸附。(2) 溶剂极性越小,则吸附剂对溶质将表现出较强的吸附能力。溶剂极性增大,则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。(3)溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶剂时,就可被洗脱剂洗脱下来。活性炭活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶
60、、氧化铝相反,对非极性物质具有较强的亲和能力,在水中对溶质表现出强的吸附能力。溶剂极性变小，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，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的减小而增强。*硅胶、氧化铝：洗脱剂极性由小到大。*活性炭：洗脱剂极性由大到小。2 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,用以表示分子中电荷不对称(asymmetry)的程度，并大体上与偶极矩(dipolemoment)、极化度（polarizability）及介电常数（dielectricconstant）
61、等概念相对应。（1）官能团的极性按下列官能团的顺序增强： CH2CH2，CH2=CH2，OCH3，COOR， C=O，CHO，NH2，OH，COOH（2）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。（3）、大体上溶剂极性的大小可以根据介电常数()的大小来判断。介电常数越大，则极性越大。一般溶剂的介电常数按下列顺序增大：环己烷（1.88），苯（2.29），无水乙醚（4.47），氯仿（5.20），乙酸乙酯（6.11），乙醇（26.0），甲醇（31.2），水（81.0）3. 活性炭色谱法活性炭色谱法 活性炭大部分是植物纤维高温碳化而来的。有粉末和颗粒状两种。属于表面吸附，
62、对物质的吸附选择性较差。主要用于色素的脱除和水溶性成分的分离。活性炭的吸附规律：1）炭的颗粒越细，吸附能力越强。2）对极性基团的吸附力大于非极性的。3）对芳香族的吸附力大于对对脂肪族的吸附力。4）对分子量大的化合物的吸附力大于对分子量小的化合物。4. 硅胶色谱法硅胶色谱法 硅胶色谱是最最常用的色谱方法。应用非常广泛。具有吸附和分配的双重功能。色谱用硅胶可用通式SiO2.xH2O表示。为多孔性物质，具有四面体硅氧烷交链结构，骨架表面具有许多硅醇基SiOH，能与化合物形成氢键而具有吸附性能。硅胶含水量硅胶含水量活性（活度）活性（活度）0级级5级级15级级25级级级的无水硅胶吸附力级的无水硅胶吸附力
63、太强少用，常用太强少用，常用级级和和级。当含水量达级。当含水量达到到17以上时吸附能以上时吸附能力极低，可作为分配力极低，可作为分配色谱的支持剂。色谱的支持剂。5. 氧化铝色谱法氧化铝色谱法 氧化铝与硅胶一样属于极性吸附剂，主要用于亲脂性化合物的分离。是由氢氧化铝经过煅烧(700)而来的。有碱性氧化铝、中性氧化铝、酸性氧化铝三种。由于氧化铝中有一定的碱性，所以不适合对碱不稳定物质的分离，颗粒也较粗，影响了它的分离效果。氧化铝含水量氧化铝含水量 活性（活度）活性（活度）0级级3级级6级级10级级根据不同需要采用不同活度硅胶、氧化铝柱色谱硅胶、氧化铝柱色谱应用的应用的注意事项注意事项： 吸附色谱法
64、中在实际工作中用得最多。有关注意事项如下:(1)硅胶、氧化铝吸附柱色谱过程中,吸附剂的用量一般为试样量的3060倍。试样极性较小、难以分离者,吸附剂用量可适当提高至试样量的100200倍。据此可选用适当规格的色谱管,实验室中常用色谱管的规格如下所示，其高度与直径比约为(15:1)(20:1)。(2)硅胶、氧化铝吸附柱色谱,应尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解试样,以利试样在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。(3) 洗脱用溶剂的极性宜逐步增加,但跳跃不能太大。实践中多用混合溶剂,并通过巧妙调节比例以改变极性,达到梯度洗脱分离物质的目的。(4)为避免发生化学吸附,酸性物质宜用硅胶、碱性物质则宜用氧化铝进
65、行分离。(5) 如液-液分配色谱中所述,吸附柱色谱也可用加压方式进行,溶剂系统可通过 TLC进行筛选。5. 5. 聚聚酰胺酰胺吸附色谱法吸附色谱法 聚酰胺(polyamide)吸附属于氢键吸附,是一种用途十分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可适用,但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。(1) 聚酰胺的性质及吸附原理一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。至于吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。通常在含水溶剂中大致有下列规律:形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。成键位置对吸附力也有影
66、响。易形成分子内氢键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。分子中芳香化程度高者,则吸附性增强；反之,则减弱。如：以上是仅就化合物本身对聚酰胺的亲和力而言。但吸附因为是在溶液中进行,故溶剂也会参加吸附剂表面的争夺,或通过改变聚酰胺对溶质的氢键结合能力而影响吸附过程。显然,聚酰胺与酚类或醌类等化合物形成氢键缔合的能力在水中最强,在含水醇中则随着醇浓度的增高而相应减弱,在高浓度醇或其它有机溶剂中则几乎不缔合。（2）聚酰胺柱的洗脱在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强,可大致排列成下列顺序:水甲醇丙酮氢氧化纳水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液(3) 聚酰胺色谱的应用聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的,分
67、离效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色谱特别适合于该类化合物的制备分离。此外,对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离也有着广泛的用途。6. 6. 大孔吸附树脂大孔吸附树脂 (1) (1) 大孔吸附树脂的吸附原理大孔吸附树脂的吸附原理大孔吸附树脂是吸附性和分子筛性原理相结合的分离材料，它的吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果。分子筛性是由于其本身多孔性结构的性质所决定。常用的有AB-8,NKA-12,D4020,ADS-7等。(2) (2) 影响吸附的因素影响吸附的因素比表面积、表面电性、能否与化合物形成氢键（4 4）洗脱液的选择洗脱液的选择洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙
68、酮、乙酸乙脂等。根据吸附作用强弱选用不同的洗脱液或不同浓度的同一溶剂。对非极性大孔树脂,洗脱液极性越小,洗脱能力越强。对于中等极性的大孔树脂和极性较大的化合物来说,则选用极性较大的溶剂为宜。大孔吸附树脂现在已被广泛应用于天然化合物的分离和富集工作中，如苷与糖类的分离、生物碱的精制。在多糖、黄酮、三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。（3 3）大孔吸附树脂的应用大孔吸附树脂的应用四、四、 根据物质分子大小差别进行分离根据物质分子大小差别进行分离1、凝胶过滤法（Gelfiltration）凝胶过滤法也叫凝胶渗透色谱(Gelpermeationchromatography)、分子筛过滤（mole
69、cularsievefiltration）、排阻色谱（exclusionchromatography），系利用分子筛分离物质的一种方法。其中所用载体，如葡聚糖凝胶，是在水中不溶、但可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构。（1）原理：分子筛原理。即利用凝胶的三维网状结构的分子筛的过滤作用将化合物按分子量大小不同进行分离。（2）出柱顺序：按分子由大到小顺序先后流出并得到分离。（3）常用的溶剂：碱性水溶液（0.1mol/L NH4OH）含盐水溶液（0.5mol/L NaCl等）醇及含水醇，如甲醇、甲醇水其他溶剂：如含水丙酮，甲醇-氯仿（4 4）凝胶的种类与性质）凝胶的种类与性质 种类很多，常用的有
70、以下两种： Sephadex-G：葡聚糖凝胶，只适用于水中应用，且不同规格适合分离不同分子量的物质。 Sephadex LH-20：羟丙基葡聚糖凝胶，为Sephadex G-25经羟丙基化后得到的产物，具有以下两个特点：具有分子筛特性，可按分子量大小分离物质；在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的作用，适合于不同类型有机物的分离。应用最广。交联葡聚糖的化学结构交联葡聚糖的化学结构2 2、膜过滤法、膜过滤法（1）概念膜过滤法是一种用天然或人工合成的膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯或富集的方法。（2）分类膜过滤技术主要包括渗透、
71、反渗透、超滤、电渗析、液膜技术等。3 3、透析法、透析法透析法是膜过滤法中的一种。（1）原理：透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜、而大分子物质不能透过半透膜的性质，以达到分离的目的，本质上是一种分子筛作用。（2）应用：对于生物大分子，一般可以通过透析法进行浓缩和精制。如药用酶的精制。分离和纯化皂苷、蛋白质、多肽、多糖等大分子物质，可将其留在半透膜内，而将如无机盐、单糖、双糖等小分子的物质透过半透膜，进入膜外的溶液中，而加以分离精制。五、五、 根据物质离解度不同进行分离根据物质离解度不同进行分离具有酸性、碱性、两性基团的化合物在水中多呈解离状态，据此可用离子交换法进行分离。1、离子交换法
72、分离物质的原理原理：离子交换原理固定相：离子交换树脂流动相：水或含水溶剂强酸性阳离子交换树脂的结构强酸性阳离子交换树脂的结构2、离子交换树脂的结构及性质根据交换基团不同分为：阳离子交换树脂 强酸性（SO3H+） 弱酸性（COOH+）阴离子交换树脂 强碱性N+(CH3)3Cl 弱碱性（NH2及仲胺、叔胺基）3、分类R R代表树脂代表树脂, , AlkAlk代表生物碱代表生物碱 利用生物碱能与酸类形成盐并在水中解离成离子,可以和阳离子交换树脂H+发生交换,被树脂吸附,然后再将树脂碱化使生物碱游离,并用有机溶剂洗脱. R-HR-H+ + + Alk+ Alk+ + R-Alk R-Alk+ + +
73、H+ H+ +R-Alk + + H+ + + NH4 + + OH- - R-NH4+ + + Alk + H2O 交换上以后的洗脱液：交换上以后的洗脱液：强酸性阳离子交换树脂（强酸性阳离子交换树脂（H H型）型）稀氨水洗脱稀氨水洗脱强碱性阴离子交换树脂（强碱性阴离子交换树脂（OHOH型）型）稀氢氧化钠洗脱稀氢氧化钠洗脱以阳离子交换树脂为例：以阳离子交换树脂为例：六、根据物质的沸点进行分离六、根据物质的沸点进行分离分馏法分馏法1、概念：分馏法是利用中药中各成分沸点的差别进行提取分离的方法。一般情况下，液体混合物沸点相差100以上时，可用反复蒸馏法；沸点相差25以下时，需用分馏柱；沸点相差越小，则需要的分馏装置越精细。2应用：挥发油、一些液体生物碱的提取分离常采用分馏法。谢谢 谢谢 ！
