《天然药物提取与分离技术ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天然药物提取与分离技术ppt课件（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1根本概念天然天然药物物中药中药天然药物是指动物、植物、和矿物等自然界中存在的有药理活性的天然产物。 天然药物不等同于中药或中草药 。包括植物、动物、矿物、海洋生物以及微生物等多种物质天然药物化学medicinal chemistry of natural products是运用现代科学实际与方法研讨天然药物中化学成分的一门学科。中药是在中医药学实际体系指点下的用药。中药是中医千百年来医疗实际的产物。 中药化学是一门结合中医药根本实际和临床用药阅历，主要运用化学的实际和方法及其它现代科学实际和技术等研讨中药化学成分的学科。2相关概念1单体： 即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的
2、化学构造式的化学物质 。2有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。 3无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。 4有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组构造相近的有效成分的提取分别部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。5有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分别部分。 6一次代谢产物：也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。7二次代谢产物：也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成分是植物来源中药的主要有效成分。 3天然药物及中药化学成分
3、简介(1) 生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；普通具有碱性，可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。 (2) 苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。 (3) 挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。挥发油具亲脂性。 以上三类为主要的有效成分类型。 (4) 糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的根本单位；低聚糖是由29个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。 (5) 有
4、机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金属离子或生物碱盐的方式存在。按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。前者极性大，具亲水性；后者极性小，具亲脂性。 (6)树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化而后变为液体，熄灭时发生浓烟并有明火。树脂具亲脂性。按构造又分为树脂酸主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物、树脂醇分子中具羟基、树脂烃为一类构造复杂的含氧中性化合物类。(7) 氨基酸、蛋白质和酶：氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。构成蛋白质的多 为-氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种-氨基酸经过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。
5、但二者分子量不同，普通将分子量在5103以下称为多肽，而介于51031107之间称为蛋白质。蛋白质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙醇及其它有机溶剂中变性沉淀。酶：是有机体内具有催化作用的蛋白质，其催化作器具有专属性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性质和蛋白质一样。 (8) 鞣质：又称单宁或鞣酸，为一类分子较大、构造复杂的多元酚类化合物的总称。可与蛋白质结合成难溶于水的鞣酸蛋白。为亲水性物质。 (9) 植物色素：为植物中具有颜色的成分的总称。依溶解性又分为水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有颜色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等 (10) 油脂和蜡：油脂为一分子甘油和三分
6、子脂肪酸脱水结合构成的酯。主要在种子中。常温下为液体。蜡为高级不饱和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物茎、叶的外表。常温下为固体。均为亲脂性成分光协作用糖糖代谢ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤藓糖-4-磷酸核糖乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶AMVA小分子有机酸核酸三羧酸循环脂族氨基酸萜类萜类甾体类甾体类脂质莽草酸芳族氨基酸肽类蛋白质脂肪酸酚类蒽醌生物碱桂皮酸苯丙素类木脂素木质素黄酮类CO2 H2O复原型辅酶，学名烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸成分类型成分类型水水醇类醇类亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂游离生物碱游离生物碱+生物碱盐生物碱盐+苷类苷类+苷元苷元+挥发油挥发油+糖类单糖低聚糖糖类单糖低聚糖+
7、多糖多糖有机酸大分子有机酸大分子+小分子小分子+树脂树脂+氨基酸氨基酸+蛋白质、酶蛋白质、酶鞣质鞣质+色素亲水性色素亲水性+亲脂性亲脂性+油脂、蜡油脂、蜡+：单单糖糖：无无水水醇醇难难溶溶；多多糖糖；对对醇醇60%以以上上难难溶溶。蛋蛋白白质质、酶酶：对对水热水沉淀；对醇水热水沉淀；对醇60%以上沉淀。以上沉淀。4 提取技术4.1 提取原理 类似相容原理4.2 提取过程浸润与浸透阶段解析与溶解阶段溶出与分散阶段dt为分散时间；ds为在dt时间内物质溶质分散量；F为分散面积，代表药材的粒度及外表形状；dc/dx为浓度梯度；D为分散系数；负号表示分散趋向平衡时浓度降低。R为克分子气体常数，T为绝对
8、温度，N为阿伏加德罗常数，r为分散物质溶质分子半径，为粘度影响浸提的要素药材粒度药材成分浸提温度 浸提时间浓度梯度溶剂pH值浸提压力新技术运用4.3 化学成分的极性被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的根据。 1 影响化合物极性的要素： (1) 化合物分子母核大小碳数多少：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。 (2) 取代基极性大小：在化合物母核一样或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。 常见基团极性大小顺序如下；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。判别下组化合物极性大小判别下组化合物极性大小数量繁多，构造千差万别，所以极性问题很数量繁多，构造千差万别，所以极性问题很复杂复杂4.
9、4提取溶剂的选择原那么1要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。2要与所提取成分不起不测的化学变化3要廉价、易得、平安。 其中1是最主要的。5.提取溶剂的选择1水： 为极性最大的溶剂，也最常用。可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。 缺陷：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏蜕变。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液经常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而添加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。 2亲水性的有机溶剂： 以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液
10、质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。 优点：运用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。 缺陷：价高、不平安，需回流设备4.5 提取溶剂的选择3亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。 优点：提取专属性强，易回收浓缩。 缺陷：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。4.6 提取方法1浸渍法： 也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺陷为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。 2渗泸法：将药材粗粉装于渗泸筒中，不断添加溶剂渗过药粉，从渗泸筒下
11、端不断流出渗泸液。各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分。但缺陷为溶液体积大，时间长。3煎煮法：为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉用水加热煮沸，坚持一定时间，成分即可浸出。煎煮法必需以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏成分要留意。且含多糖多的成分过滤困难。4回流法：回流法：用于以有机用于以有机溶剂加热提取成溶剂加热提取成分。优点为提取分。优点为提取效率高，但受热效率高，但受热易破坏成分不宜易破坏成分不宜用此法。缺陷为用此法。缺陷为溶剂耗费量大，溶剂耗费量大，需回流设备，需需回流设备，需几次提取方可提几次提取方可提取完全。取完全。5延续回延续回流法：流法：以索氏提以索氏
12、提取器亦称脂取器亦称脂肪抽出器回肪抽出器回流提取。抑制流提取。抑制了回流法溶剂了回流法溶剂需求量大、需需求量大、需几次提取的缺几次提取的缺陷。缺陷为提陷。缺陷为提取时间长，受取时间长，受热破坏成分不热破坏成分不能用此法。能用此法。4.7 提取新技术-超临界萃取法SFE1 特点：与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选用一种称为超临界流体SF的物质替代有机溶剂提取。2 优点： 可在低温下提取，“热敏性成分尤其适用。 无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势。 提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。 具选择性分别。3 超临界流体SF：指处于临界温度Tc和临界压力Pc以上，介于气体和液体之间
13、的、以流动方式存在的物质。 超临界形状是指当一种物质处于临界温度和临界压力以上的形状下，构成既非液体又非气体的单一形状，称为“SF。此时其流体密度近似液体、黏度近似气体，其分散力比液体大增，介电常数也随压力添加而添加。其浸透性优于液体，因此比液体有更佳的溶解力，有利于溶质的萃取，特别是性质不稳定、易热分解的物质的提取。 (4)(4)二氧化碳的特点：二氧化碳的特点：临临界温度接近室温界温度接近室温 Tc=31.3Tc=31.3 ，临临界界压压力也力也较较低低 Pc=7.37MpaPc=7.37Mpa ，无色、无毒、无味，不易燃，无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成高化学惰性，廉价，易
14、制成高纯纯度气体。故在度气体。故在SFESFE中最常用。中最常用。 (5)(5)二氧化碳二氧化碳- -超超临临界流体的溶解才干界流体的溶解才干规规律：律： 在超在超临临界形界形状下，状下，CO2CO2对对不同溶不同溶质质的溶解才干差的溶解才干差别别很大。其取决于溶很大。其取决于溶质质的极性、沸点、分子量。的极性、沸点、分子量。对亲对亲脂性、低沸点成分溶解才干脂性、低沸点成分溶解才干强强，如，如挥发挥发油、油、烃类烃类、醚类醚类、酯类酯类等。等。成分极性基成分极性基团团 如如OHOH、COOHCOOH 越多，越越多，越难难提取。如糖提取。如糖类类、氨基、氨基酸的萃取酸的萃取压压力要力要4104P
15、a4104Pa以上。以上。成分分子量越大，越成分分子量越大，越难难提取。提取。微波萃取技术微波萃取技术微波萃取的展望：微波萃取的展望：一、一、进一步一步讨论微波萃取机理微波萃取机理鉴于基体物于基体物质和萃取物和萃取物质的复的复杂性，在萃取机性，在萃取机理方面理方面还有大量任有大量任务需求做，由于搞清机理将需求做，由于搞清机理将进一一步促步促进微波在天然微波在天然产物萃取中的运用。物萃取中的运用。微波萃取技术的原理微波萃取技术的原理Pare等提出假设：微波透过对微波透明的溶剂，到达植物物料内部维管束和腺细胞内，细胞内温度忽然升高，延续的高温使其内部压力超越细胞空间膨胀的才干，从而导致细胞破裂；细
16、胞内的物质自在流出，传送到周围被溶解。微波可选择性加热不同极性分子和不同分子的极性部分，从而使其从中分别，进入到介电常数较小、微波吸收才干相对较差的溶剂中，从而有效成分被提取。微波萃取技术微波萃取技术微波萃取技术微波萃取技术原理：微波是一种频率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波。传统加热法的热传送公式为：热源器皿样品，因此能量传送效率遭到了制约。微波加热那么是能直接作用于被加热物质，其方式为：热源样品器皿。空气及容器对微波根本上不吸收和反射，从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。 提取的最新技术提取的最新技术微波萃取技术的原理微波萃取技术的原理Pare等提出假设：微波透过对微波透明的溶
17、剂，到达植物物料内部维管束和腺细胞内，细胞内温度忽然升高，延续的高温使其内部压力超越细胞空间膨胀的才干，从而导致细胞破裂；细胞内的物质自在流出，传送到周围被溶解。微波可选择性加热不同极性分子和不同分子的极性部分，从而使其从中分别，进入到介电常数较小、微波吸收才干相对较差的溶剂中，从而有效成分被提取。微波萃取技术微波萃取技术微波萃取的运用：采用微波萃取的运用：采用该技技术提取的成分已涉及生提取的成分已涉及生物碱物碱类、蒽、蒽醌类、黄、黄酮类、皂苷、皂苷类、多糖、多糖、挥发油油色素等。色素等。例如：王娟等以例如：王娟等以总黄黄酮和葛根素的含量和葛根素的含量为目的，采目的，采用延用延续微波微波辐射方
18、式射方式进展微波萃取参数的展微波萃取参数的单一要素一要素调查，也研，也研讨微波微波辅助萃取葛根的提取工助萃取葛根的提取工艺。结果果阐明添加溶明添加溶剂用量、提高原料粉碎度、延伸原料浸用量、提高原料粉碎度、延伸原料浸泡泡时间将有利于葛根中有效成分的提取。将有利于葛根中有效成分的提取。微波萃取技术微波萃取技术微波技术在运用上需思索的问题：微波输出功率、物料粒径、浸出时间三个要素对提取率的影响；还需留意有效成分的极性大小问题。微波萃取技术微波萃取技术微波萃取的展望：微波萃取的展望：一、一、进一步一步讨论微波萃取机理微波萃取机理鉴于基体物于基体物质和萃取物和萃取物质的复的复杂性，在萃取机性，在萃取机理
19、方面理方面还有大量任有大量任务需求做，由于搞清机理将需求做，由于搞清机理将进一一步促步促进微波在天然微波在天然产物萃取中的运用。物萃取中的运用。微波萃取技术微波萃取技术微波萃取的展望：微波萃取的展望：二、将微波萃取的二、将微波萃取的实验室研室研讨扩展展为产业化研化研讨近几年，有用于中近几年，有用于中试消消费的微波提取的微波提取设备问世，主世，主要分两要分两类：一一为微波提取罐；另一微波提取罐；另一类为延延续微波萃取微波萃取设备。我。我们置信，一旦置信，一旦这些些设备运用于大消运用于大消费，必将，必将对传统中中药制制药业带来宏大的革命。来宏大的革命。膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别
20、技术其分别根本原理 以选择性的透过膜为分别递质，当膜两侧存在一定的电位差、浓度差或者压力差时，原料一侧的组分就会选择性的透过膜，从而到达分别、提纯的目的。分别的新技术分别的新技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术药液的预处置是不可少的工序，主要有以下几个步骤：(1)絮凝沉淀。在料液中参与絮凝剂，使大部分悬浮物堆积，从而使悬浮颗粒尺寸变大，更容易被微滤膜、超滤膜分别；(2)用压滤或者离心分别去除较大的固体物质。分别的新技术分别的新技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术在中药消费中的运用主要集中在以下四个方面：精制纯化中药提取物，以得到有效成分、有效部位和有效部位群；处理中药
21、注射剂、口服液等制剂的澄明度、无菌、无热源；分别的新技术分别的新技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术膜分别技术在中药消费中的运用：浓缩，提高药效成分浓度，减少剂母；回收溶剂，实现分别过程溶剂的循环运用，节约资源，维护环境。分别的新技术分别的新技术膜分别技术的运用膜分别技术的运用膜分别技术的运用膜分别技术的运用 蔡邦肖等针对灵芝提取液的特性，根据微孔过滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)各种膜对特定物质的选择分别性能，设计了新型膜集成工艺，即筛网和滤纸粗过滤除杂和微孔过滤净化处置进而用不同切割分子质量(MWCO)膜进展两级超滤、最后用纳滤净化浓缩灵芝水提液,活性成分截留率很高。分别的新
22、技术分别的新技术膜分别技术存在的问题膜分别技术存在的问题分别的新技术分别的新技术一、膜分别的根底实际研讨二、中药消费公用膜分别安装及膜的开发三、实现膜分别工艺及其产品的规范化和规范化管理膜分别技术展望膜分别技术展望分别的新技术分别的新技术 总之，随着膜分别领域中一系列根底实际研讨的深化开展，以中药体系为对象的膜资料和膜分别安装的开发，使困扰该技术在中药行业工业化的关键技术进一步处理，膜分别技术必将在中医药现代化进程中发扬艰苦作用。提取分别技术展望提取分别技术展望 在中药现代化的过程中，中药提取分别方法及工艺的发展是影响传统中医药开展的关键要素。可以预见的是新技术的运用必将加快中药现代化的步伐。但是目前一些新工艺的原理及参数还在完善当中，因此对工艺以及工艺参数的优化将成为任务的重点，同时探求新的提取工艺，并应用于消费中，可进一步促进中药领域的现代化开展。
