模块二-中药中化学成分的常规分离技术课件.ppt
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- 模块 中药 化学成分 常规 分离 技术 课件
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1、模块二模块二中药中化学成分的常规分离技术中药中化学成分的常规分离技术中药中化学成分的常规分离技术中药中化学成分的常规分离技术2掌握常用的浓掌握常用的浓缩技术;缩技术;掌握常用的分掌握常用的分离技术原理、离技术原理、适用范围及使适用范围及使用方法、注意用方法、注意事项事项知识要求知识要求3能力要求能力要求学习目标学习目标1掌握中药中常掌握中药中常见的分离技术;见的分离技术;掌握萃取法、掌握萃取法、沉淀法分离有沉淀法分离有效成分效成分熟练进行中熟练进行中药中有效成药中有效成分分离;分分离;掌握萃取法掌握萃取法操作;操作;掌握沉淀法掌握沉淀法操作操作教学内容教学内容一一提取液的浓缩提取液的浓缩二二分
2、离和精制方法分离和精制方法一一提取液的浓缩提取液的浓缩(一)水提液的浓缩(一)水提液的浓缩 敞口蒸发敞口蒸发 适用于少量水提液。适用于少量水提液。 薄膜蒸发薄膜蒸发 效率高,适用于大量水或效率高,适用于大量水或醇醇提取液。提取液。(二)有机提取液的浓缩(二)有机提取液的浓缩 常压蒸馏常压蒸馏 适用于适用于低沸点低沸点有机溶剂的回收,例如乙醚、有机溶剂的回收,例如乙醚、 丙酮等丙酮等 减压蒸馏减压蒸馏 适用于适用于高沸点高沸点有机溶剂的回收,例如乙醇、正丁醇等有机溶剂的回收,例如乙醇、正丁醇等 【注注】加热加热有机有机溶剂(溶液)必须使用溶剂(溶液)必须使用非明火非明火热源。热源。薄膜蒸发器蒸馏
3、装置二二分离和精制方法分离和精制方法分离和精制方法分离和精制方法分离和精制方法分离和精制方法一一二系统溶剂分离技术系统溶剂分离技术三三两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法五五四沉淀法沉淀法结晶法结晶法其他分离技术其他分离技术七七六课堂练习课堂练习经典分离方法经典分离方法系统溶剂分离法、系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、两相溶剂萃取法、沉淀法、结晶法、沉淀法、结晶法、分馏法等分馏法等现代分离方法现代分离方法色谱法等色谱法等原理原理:根据相似相溶原理,选用极性大小不同的溶剂,将提取:根据相似相溶原理,选用极性大小不同的溶剂,将提取 液中成分初步分离。液中成分初步分离。适用范围适用范围:用于分离提纯含有极性不
4、同的各种化学成分的中药:用于分离提纯含有极性不同的各种化学成分的中药 提取液。提取液。缺点缺点:如果提取液中所含的有效成分的:如果提取液中所含的有效成分的量很少量很少或结构性质或结构性质 相似成分相似成分多,分离纯化将很受限制。多,分离纯化将很受限制。说明说明: 1.1.只针对提取后成分的只针对提取后成分的初步初步分离分离 2.2.针对针对极性差别大极性差别大的成分间的分离的成分间的分离 3.3.用于摸索分离(尤其用于提取液中所含成用于摸索分离(尤其用于提取液中所含成 分不明确时的分离)分不明确时的分离)n应用实例:应用实例: 将中药乙醇或甲醇提取液适当浓缩,与某种担体(硅藻土,硅胶)混将中药
5、乙醇或甲醇提取液适当浓缩,与某种担体(硅藻土,硅胶)混合均匀,干燥后,用不同极性的溶剂,由小到大分别提取。例如分合均匀,干燥后,用不同极性的溶剂,由小到大分别提取。例如分别用石油醚、三氯甲烷、丙酮、乙醇洗脱,并分别回收溶剂,得到别用石油醚、三氯甲烷、丙酮、乙醇洗脱,并分别回收溶剂,得到不同的提取部分。不同的提取部分。n酸碱分离酸碱分离 原理:原理:利用某些成分能在酸或碱中溶解,当加碱利用某些成分能在酸或碱中溶解,当加碱或加酸调整或加酸调整pH时,又沉淀析出。时,又沉淀析出。 实例:实例:1)内酯类不溶于水,遇碱开环成羧酸盐内酯类不溶于水,遇碱开环成羧酸盐溶于水,再加酸进行酸化,又重新成内酯析出
6、,溶于水,再加酸进行酸化,又重新成内酯析出,从而与其他杂志分离;从而与其他杂志分离; 2)生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物生物碱一般不溶于水,遇酸生成生物碱盐溶于水,再碱化,又重新生成游离生物碱碱盐溶于水,再碱化,又重新生成游离生物碱1.概 念:在提取液中加入一种在提取液中加入一种与其不相混溶与其不相混溶的溶剂,充分振摇以增加接触的机会,使提取的溶剂,充分振摇以增加接触的机会,使提取液中的某种成分逐渐转溶到加入的溶剂中,而液中的某种成分逐渐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,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。将所需成分萃取出来的分离
7、方法。2.原原 理理 利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数(中分配系数(K)的不同进行分离的。)的不同进行分离的。 K 混合物中各种成分在同一两相溶剂系统中分配系数不混合物中各种成分在同一两相溶剂系统中分配系数不同。同。CuCl 练习:练习: A、B两种物质在两组不同的溶剂相中的分配系两种物质在两组不同的溶剂相中的分配系数分别是数分别是 KA=1/9,KB=9; KA=2/3,KB=3/2; 问:哪个溶剂相分离效果好?问:哪个溶剂相分离效果好? 分配系数差值越大分离效果越好。分配系数差值越大分离效果越好。 分离的难易可用分离因子分离的难易可用分
8、离因子来表示。来表示。 分离因子分离因子:A A、B B两种溶质在同一溶剂系统中分配系两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值数的比值 = (= (注:注:K KA AK KB B ) ) 100,萃取,萃取1次;次; 100 10,萃取,萃取1012次;次; 1,无法完成分离。,无法完成分离。KAKBn3.3.影响萃取的因素影响萃取的因素n1)选择合适的萃取溶剂)选择合适的萃取溶剂从从水水溶液中分离皂苷等溶液中分离皂苷等极性大极性大的成分,多用的成分,多用正丁醇正丁醇萃取。萃取。从从水水溶液中分离黄酮等溶液中分离黄酮等中等极性中等极性的成分,多用的成分,多用乙酸乙酯乙酸乙酯萃。萃。从从水水溶液
9、中分离苷元等溶液中分离苷元等极性小极性小的的成分,多用的的成分,多用氯仿氯仿萃。萃。应注意:有机溶剂的亲水性越大,与水作两相萃取的效果应注意:有机溶剂的亲水性越大,与水作两相萃取的效果越差越差游离型和解离型游离型和解离型n游离型极性小,易溶于小极性;解离型极性大,易溶于亲游离型极性小,易溶于小极性;解离型极性大,易溶于亲水性。水性。n1)若)若pH12(碱性条件)(碱性条件) 酸性物质解离形式(酸性物质解离形式(A-),极性大),极性大 碱性物质游离状态(碱性物质游离状态(B),极性小),极性小从从亲脂性有机溶液亲脂性有机溶液中分离生物碱等中分离生物碱等碱性碱性成分,多用成分,多用稀酸水稀酸水
10、 可用可用pH由高到低的酸性缓冲液按顺序萃取,使碱性由强到由高到低的酸性缓冲液按顺序萃取,使碱性由强到弱的生物碱分别萃取出来。弱的生物碱分别萃取出来。从从亲脂性有机溶液亲脂性有机溶液中分离有机酸、酚类等中分离有机酸、酚类等酸性酸性成分,多用成分,多用稀稀碱水碱水萃取。萃取。 可用可用PH由低到高的碱液,使成由低到高的碱液,使成盐盐而分离。而分离。n2)萃取溶剂用量,遵循)萃取溶剂用量,遵循“少量多次少量多次”的原则的原则 首次,为待萃取溶液的首次,为待萃取溶液的1 /31/2;以后可以减为;以后可以减为1/61/4。3 3)有效避免乳化的发生)有效避免乳化的发生长时间放置;长时间放置;轻度乳化
11、可用金属丝在乳化层搅拌使之破坏;轻度乳化可用金属丝在乳化层搅拌使之破坏;将乳化层抽滤;将乳化层抽滤;将乳化层加热或冷冻;将乳化层加热或冷冻;分出乳化层,再用新溶剂萃取;分出乳化层,再用新溶剂萃取;加入少量电解质,利用盐析作用破坏乳化或改变某一相加入少量电解质,利用盐析作用破坏乳化或改变某一相的密度;的密度;滴加数滴表面活性更强的低级醇,代替原有的表面活性滴加数滴表面活性更强的低级醇,代替原有的表面活性物质,以促破乳;物质,以促破乳;4.4.操作技术操作技术简单萃取法(分液漏斗法)简单萃取法(分液漏斗法) 简便,分离效果较低,易简便,分离效果较低,易乳化。乳化。逆流连续萃取法(逆流连续萃取法(C
12、CECCE) 操作简便,萃取较完全,适合操作简便,萃取较完全,适合各种密度的溶剂萃取,避免了乳化。各种密度的溶剂萃取,避免了乳化。逆流分溶法(逆流分溶法(CCDCCD) 高效率,多次,连续;操作繁琐,高效率,多次,连续;操作繁琐,溶剂用量大,易乳化。溶剂用量大,易乳化。液滴逆流分配色谱法(液滴逆流分配色谱法(DCCCDCCC) 分离效果高,简便,微分离效果高,简便,微量,不易乳化。量,不易乳化。 简单萃取法的操作 和分离过程连续萃取装置H2OCHCl3KM2.0 KN0.5(K=C H2O /C CHCl3 )液滴逆流分配装置示意图液滴逆流分配装置示意图-直径直径1-2mm的玻璃管串联的玻璃管
13、串联 5.课堂练习课堂练习n1.1.利用在两相溶剂中分配系数不同进行分离的方法是利用在两相溶剂中分配系数不同进行分离的方法是( )nA A 萃取法萃取法 B B 结晶法结晶法 C C 沉淀法沉淀法 D D 色谱法色谱法n2.2.下列能与水互溶的溶剂是(下列能与水互溶的溶剂是( )nA A 正丁醇正丁醇 B B 石油醚石油醚 C C 异戊醇异戊醇 D D 丙酮丙酮n3 3ABAB两物质在氯仿水中的分离因子为两物质在氯仿水中的分离因子为100100,则两者基本,则两者基本分离需要萃取(分离需要萃取( )n A 10A 10次次 B 100B 100次次 C 1 C 1 次次 D 20D 20次次n
14、4.4.两相溶剂萃取法的原理是什么两相溶剂萃取法的原理是什么? ?n甲成份在互相接触的两相溶剂溶解达平衡时甲成份在互相接触的两相溶剂溶解达平衡时, , 在水中的浓在水中的浓度为度为2%,2%,在氯仿中为在氯仿中为0.5% ,0.5% ,求求k k值。值。n5.5.甲成份在乙醚甲成份在乙醚-水中水中k k甲甲=C=C乙醚乙醚/C/C水水=1/5=1/5;K K乙乙=5=5。试。试问:谁在水中溶解度大问:谁在水中溶解度大? ?谁在乙醚中溶解度大谁在乙醚中溶解度大? ?甲乙两成份甲乙两成份可否用水可否用水- -乙醚作萃取分离乙醚作萃取分离, ,为什么为什么? ?5.课堂练习课堂练习n6.6.甲乙两成
15、份在水甲乙两成份在水- -氯仿氯仿, ,水水-乙醚的乙醚的k k值如下:值如下: 甲为甲为0.50.5,乙为,乙为2 2;甲为;甲为7.57.5,乙为,乙为0.750.75。 问:问:用那个溶剂系统作溶剂萃取效果好用那个溶剂系统作溶剂萃取效果好? ?为什么为什么? ?n7.7.某热水提取液中含生物碱盐、酚性甙元、脂某热水提取液中含生物碱盐、酚性甙元、脂溶性色素、游离生物碱溶性色素、游离生物碱, ,使用萃取法分离它们。使用萃取法分离它们。n8.8.萃取时萃取时, ,溶剂大量一次效果好还是少量多次效溶剂大量一次效果好还是少量多次效果好果好? ?为什么为什么? ?n 1.1.原原 理理 往样品溶液中
16、加入某种溶剂或试剂,降低某往样品溶液中加入某种溶剂或试剂,降低某种(类)成分的溶解度,或与之反应生成难溶物,使从溶种(类)成分的溶解度,或与之反应生成难溶物,使从溶液中沉淀出来而达到分离的目的。液中沉淀出来而达到分离的目的。 n沉淀法可分为一般沉淀法和专属沉淀法,在此仅介绍前者。沉淀法可分为一般沉淀法和专属沉淀法,在此仅介绍前者。 n2.2.一般沉淀法分类一般沉淀法分类n 酸碱沉淀法酸碱沉淀法 酸溶碱沉法酸溶碱沉法n 碱溶酸沉法碱溶酸沉法n 试剂沉淀法试剂沉淀法 水提醇沉法水提醇沉法n 醇提水沉法醇提水沉法n 铅盐沉淀法铅盐沉淀法 中性醋酸铅中性醋酸铅n 碱式醋酸铅碱式醋酸铅n1)酸溶碱沉法)
17、酸溶碱沉法n原理:原理:“同离子效应同离子效应”(置换)(置换)n 利用某些成分在酸(或碱)中溶解,继而又在碱利用某些成分在酸(或碱)中溶解,继而又在碱(或酸)中生成沉淀的性质达到分离的方法。(或酸)中生成沉淀的性质达到分离的方法。n适用范围:适用范围:n 具有酸性、碱性或两性有机化合物的分离提纯。具有酸性、碱性或两性有机化合物的分离提纯。n2)试剂沉淀法)试剂沉淀法n原理:原理:n利用一些成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些利用一些成分能与某些试剂产生沉淀的性质或利用某些成分在不同溶剂中溶解度的差异,通过加入特定试剂或成分在不同溶剂中溶解度的差异,通过加入特定试剂或溶剂,使生成沉淀,与其
18、他成分分离。溶剂,使生成沉淀,与其他成分分离。n适用范围:适用范围:n(1 1)发生沉淀反应)发生沉淀反应 如:蛋白质沉淀鞣质,如:蛋白质沉淀鞣质,生物碱沉淀生物碱沉淀试剂试剂n 雷氏铵盐和水溶性季氨碱雷氏铵盐和水溶性季氨碱 胆甾醇与甾体皂苷胆甾醇与甾体皂苷n(2 2)改变极性,降低溶解度而沉淀)改变极性,降低溶解度而沉淀水提醇沉法水提醇沉法 主要沉淀水溶性大分子化合物。主要沉淀水溶性大分子化合物。适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的药材的提取和适用于含蛋白质、淀粉、粘液质、树胶等杂质的药材的提取和精制。精制。例如:例如:在浓缩的水提取液加乙醇,使之沉淀而除去多糖、蛋白在浓缩的水提取液加
19、乙醇,使之沉淀而除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。质等水溶性杂质。醇提水沉法醇提水沉法 主要沉亲脂性成分。主要沉亲脂性成分。适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质的药材适用于色素、树脂、油脂、叶绿素等杂质的药材例如:例如:浓缩的乙醇液中加入水稀释,放置使沉淀而除去树脂等浓缩的乙醇液中加入水稀释,放置使沉淀而除去树脂等水不溶性杂质水不溶性杂质n醇提醚沉法醇提醚沉法n3)铅盐沉淀法)铅盐沉淀法n原理:原理:利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多天然化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质,许多天然化学成分生成难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质,
20、使有效成分与杂质分离。使有效成分与杂质分离。n适用范围:适用范围:n(1 1)中性醋酸铅中性醋酸铅 沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂苷等含鞣质、树脂、酸性皂苷等含羧基或邻二酚羟基羧基或邻二酚羟基的的酸性或酚性酸性或酚性物质物质;n(2 2)碱式醋酸铅碱式醋酸铅 沉淀除上述物质外,还有某些大分子沉淀除上述物质外,还有某些大分子中中性成分性成分、某些异黄酮及其苷、某些碱性较弱的生物碱。、某些异黄酮及其苷、某些碱性较弱的生物碱。操作过程操作过程: 第一步:第一步:醋酸铅沉淀的形成醋酸铅沉淀的形成 中药的水或醇提液加入醋酸铅溶液(不再产生中药的
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