第2章天然产物的提取分离和结构鉴定课件.ppt
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- 天然 产物 提取 分离 结构 鉴定 课件
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1、1 2.2.天然产物的提取分离和结构鉴定天然产物的提取分离和结构鉴定 2.1 天然产物化学成分的预试验与提取天然产物化学成分的预试验与提取 1.天然产物化学成分的预试验天然产物化学成分的预试验2.天然产物化学成分的系统分离天然产物化学成分的系统分离3.提取天然产物的常用方法提取天然产物的常用方法4.天然产物的分离与精制天然产物的分离与精制21.天然产物化学成分的预试验天然产物化学成分的预试验p11,天然产物化学成分的预试验流程天然产物化学成分的预试验流程32.天然产物化学成分的系统分离天然产物化学成分的系统分离p12,天然产物化学成分的系统分离流程天然产物化学成分的系统分离流程43.提取天然产
2、物的常用方法提取天然产物的常用方法 溶剂提取法溶剂提取法 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 分馏法分馏法 吸附法吸附法 沉淀法沉淀法 盐析法盐析法 透析法透析法 升华法升华法5 溶剂提取法即利用溶剂从溶剂提取法即利用溶剂从天然产物天然产物中把所中把所需要的成分溶解出来需要的成分溶解出来,而对其他成分则不溶而对其他成分则不溶或少溶。溶剂提取法是提取或少溶。溶剂提取法是提取天然产物化学天然产物化学成成分最常用的方法。分最常用的方法。溶剂提取法溶剂提取法6-水和水和油油不相混溶不相混溶,共存时分为两相共存时分为两相,这一这一事实指出油和水基本上是两个极端。其他化事实指出油和水基本上是两个极端。其他化合物包括
3、溶剂和合物包括溶剂和天然产物化学天然产物化学成分成分的的性质虽性质虽各不相同各不相同,但就其对水和但就其对水和油油中的溶解行为来讲中的溶解行为来讲,也在这两个极端以内也在这两个极端以内,亦即有的性质近于水亦即有的性质近于水,有的近于有的近于油油。这种近于水的性质叫亲水性。这种近于水的性质叫亲水性,近近于于油油的性质叫做亲脂性。的性质叫做亲脂性。选择溶剂的理论依据选择溶剂的理论依据7-亲水性强的化合物在水中溶解度较大亲水性强的化合物在水中溶解度较大,亲脂性亲脂性强的化合物在强的化合物在油油中的溶解度较大。这种亲水性或亲中的溶解度较大。这种亲水性或亲脂性的强弱是和化合物的结构直接相关。简言之脂性的
4、强弱是和化合物的结构直接相关。简言之,在多数情况下凡化合物与水的结构相似在多数情况下凡化合物与水的结构相似,就具有亲就具有亲水性水性,与油脂的结构相似与油脂的结构相似,就具有亲脂性。这就是所就具有亲脂性。这就是所谓谓 “相似相溶相似相溶”原则。原则。石油石油醚醚苯苯氯仿氯仿乙乙醚醚乙酸乙乙酸乙酯酯丙丙酮酮乙醇乙醇甲醇甲醇水水 8-天然产物化学天然产物化学成分亦可通过结构去估计它们成分亦可通过结构去估计它们的的极性极性性质。例如性质。例如:苷:苷类的分子中结合糖分子类的分子中结合糖分子,羟羟基数目多基数目多,能表现出能表现出较较强强的的亲水性亲水性,而而苷苷元则属于元则属于亲脂性化合物。生物碱是
5、亲脂性化合物亲脂性化合物。生物碱是亲脂性化合物,而生物碱而生物碱的的盐盐,能够离子化能够离子化,加大了极性加大了极性,就变成了亲水性化就变成了亲水性化合物。合物。鞣鞣质质(ru-zh)是多是多羟羟基的衍生物基的衍生物,列为亲水列为亲水性化合物。油脂、挥发性化合物。油脂、挥发油油、蜡、脂溶性色素等、蜡、脂溶性色素等,都都是强亲脂性成分等等。是强亲脂性成分等等。9常见取代基常见取代基的的极性极性顺序顺序:烷烯醚酯醛酮烷烯醚酯醛酮醇醇酚酸醇醇酚酸-“-“相似相溶相似相溶”只是一条经验规律只是一条经验规律,它虽然可以它虽然可以解释一些溶解现象和帮助选择溶剂解释一些溶解现象和帮助选择溶剂,但它的但它的“
6、相似相似”概念是比较含糊的。若从溶剂分子与溶质分子间相概念是比较含糊的。若从溶剂分子与溶质分子间相互作用力出发互作用力出发,则可使这一概念较为清晰。则可使这一概念较为清晰。10提取溶剂的选择主要根据溶剂的极性和被提取成提取溶剂的选择主要根据溶剂的极性和被提取成分及其共存杂质的性质来决定分及其共存杂质的性质来决定,同时应考虑同时应考虑价廉价廉、安安全全、浓缩方便浓缩方便等问题。等问题。溶剂的极性常以介电常数溶剂的极性常以介电常数(Epsilon)来表示。溶来表示。溶剂的极性是和它们的亲脂性和亲水性剂的极性是和它们的亲脂性和亲水性相当的。一般可相当的。一般可分为三类:分为三类:(1 1)水水:是典
7、型的强极性是典型的强极性溶溶剂剂(=80)=80)。亲水。亲水性性成分成分,如生物碱、如生物碱、苷苷类、有机酸盐、类、有机酸盐、鞣鞣质、蛋白质、质、蛋白质、糖类及无机盐等都被提出。糖类及无机盐等都被提出。溶剂的选择溶剂的选择11(2 2)亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂:如石油醚、苯、乙醚、如石油醚、苯、乙醚、氯仿等氯仿等小的溶剂属于这一类,可提取亲脂性小的溶剂属于这一类,可提取亲脂性成分成分,如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些生物碱及某些苷元(如甾体苷醇、内酯、某些生物碱及某些苷元(如甾体苷元、黄酮、蒽醌等)。元、黄酮、蒽醌等)。zi 12(3
8、 3)亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂:主要是甲醇、乙醇、丙主要是甲醇、乙醇、丙酮酮等等,具有较大的介电常数具有较大的介电常数(约为约为 10103030),它们能它们能溶于水溶于水,又能诱导非极性物质产生一定的偶极又能诱导非极性物质产生一定的偶极距距(即即产生一定的极性产生一定的极性),),而使后者的溶解度增加而使后者的溶解度增加,如乙醇分如乙醇分子可极化苯分子子可极化苯分子,故苯能溶于乙醇中。由于极性有机故苯能溶于乙醇中。由于极性有机溶剂有这些性质溶剂有这些性质,所以它们对各类成分的溶解性能好所以它们对各类成分的溶解性能好,对细胞的穿透力也较强对细胞的穿透力也较强,提取成分比较全面。提取成分比
9、较全面。13 浸渍法浸渍法:此法简单此法简单,可将可将天然产物天然产物粗粉装入适当的粗粉装入适当的容器中容器中,加入合适的溶剂加入合适的溶剂,以能浸透药材稍有过量为以能浸透药材稍有过量为度度,放置一日以上过滤放置一日以上过滤,浓缩后可得到提取物。浓缩后可得到提取物。渗漉法渗漉法:在渗漉筒中进行在渗漉筒中进行,也比较简单易行。也比较简单易行。煎煮法煎煮法:是将是将天然产物粗天然产物粗粉加水加热煮沸粉加水加热煮沸,将有效将有效成分提取出来的方法。成分提取出来的方法。回流提取法回流提取法:用有机溶剂提取时采用加回流装置用有机溶剂提取时采用加回流装置,以免溶剂挥发损失。以免溶剂挥发损失。连续提取法连续
10、提取法:在实验室内一般采用在实验室内一般采用索氏提取器索氏提取器来来完成完成,提取效率高提取效率高,但提取时间长,但提取时间长。提取方法提取方法l141516样品抽提筒蒸汽上升管虹吸管滤纸套管茶叶中含咖啡因约茶叶中含咖啡因约15%,另外还含有,另外还含有1112%的丹宁酸的丹宁酸(鞣酸),(鞣酸),0.6%的色的色素、纤维素、蛋白质素、纤维素、蛋白质等。用适当溶剂(如等。用适当溶剂(如乙醇等)在索氏提取乙醇等)在索氏提取器中连续萃取,然后器中连续萃取,然后蒸去溶剂,即得咖啡蒸去溶剂,即得咖啡因粗品。因粗品。17在选定好合适的溶剂的前提下在选定好合适的溶剂的前提下,下列因素可下列因素可影响提取效
11、率:影响提取效率:(1)(1)粉碎度粉碎度 (2)(2)温度温度(3)(3)时间时间影响提取的因素影响提取的因素18-水蒸水蒸气气蒸馏法只适用于具有挥发性的蒸馏法只适用于具有挥发性的,能能随水蒸随水蒸气气蒸馏不被破坏蒸馏不被破坏,与水不发生反应与水不发生反应,而且而且难溶或不溶于水的成分的提取。难溶或不溶于水的成分的提取。水蒸水蒸气气蒸馏法蒸馏法19 20 在一般情况下在一般情况下,中药提取液经浓缩后得到的浓中药提取液经浓缩后得到的浓缩物仍是混合物缩物仍是混合物,尚需进一步去杂质尚需进一步去杂质,进行分离纯进行分离纯化(精制)。化(精制)。4.天然产物的分离与精制天然产物的分离与精制21(1)
12、根据根据溶解度溶解度不同进行分离不同进行分离(2)根据两项溶剂中的根据两项溶剂中的分配比不同分配比不同进行分离进行分离(3)根据吸附性差别进行分离根据吸附性差别进行分离(4)根据根据分子大小差别分子大小差别进行分离进行分离(5)根据根据解离程度不同解离程度不同进行分离进行分离22 结晶、重结晶法结晶、重结晶法 沉淀法(溶剂沉淀法)沉淀法(溶剂沉淀法)酸溶碱沉法酸溶碱沉法-提取生物碱提取生物碱 金属盐沉淀法(盐析法)金属盐沉淀法(盐析法)(1)根据溶解度不同进行分离根据溶解度不同进行分离23 结晶法是分离和精制固体成分的重要方法之一结晶法是分离和精制固体成分的重要方法之一,是是利用混合物中各成分
13、在溶剂中的溶解度不同来达到分利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同来达到分离的方法。离的方法。具体操作是选用合适的溶剂具体操作是选用合适的溶剂,将混合物加热溶解将混合物加热溶解,形成有效成分的饱和溶液形成有效成分的饱和溶液,乘热滤去不溶的杂质乘热滤去不溶的杂质,滤滤液低温放置或蒸去部分溶剂后再低温放置液低温放置或蒸去部分溶剂后再低温放置,使有效成使有效成分大部分析出结晶分大部分析出结晶,由于初析出的结晶总会带一些杂由于初析出的结晶总会带一些杂质质,因此需要通过反复结晶即所谓重结晶的方法因此需要通过反复结晶即所谓重结晶的方法,才才能得到高纯度的晶体。能得到高纯度的晶体。结晶法结晶法24 沉淀法是
14、在提取液中加入某些试剂使产生沉淀沉淀法是在提取液中加入某些试剂使产生沉淀,以以获得有效成分或除去杂质的方法。获得有效成分或除去杂质的方法。例如:水提醇沉法沉淀多糖例如:水提醇沉法沉淀多糖沉淀法沉淀法25 盐析法是在水提液中盐析法是在水提液中,加入无机盐至一定浓度加入无机盐至一定浓度,或达或达到饱和状态到饱和状态,可使某些成分在水中的溶解度降低而沉可使某些成分在水中的溶解度降低而沉淀析出淀析出,从而与水溶性大的杂质分离。从而与水溶性大的杂质分离。常作盐析的无机盐有氯化常作盐析的无机盐有氯化钠钠、硫酸、硫酸钠钠、硫酸、硫酸镁镁、硫、硫酸酸铵铵等。等。例如自黄藤中提取掌叶防己碱例如自黄藤中提取掌叶防
15、己碱,自三颗针中提取小自三颗针中提取小檗檗碱在生产上都是用氯化碱在生产上都是用氯化钠钠或硫酸或硫酸铵铵盐析制备。盐析制备。有些成分如原白头翁素、麻黄有些成分如原白头翁素、麻黄碱碱、苦参碱等水溶性、苦参碱等水溶性较大较大,在在萃萃取时取时,亦往往先在水提取液中加入一定量亦往往先在水提取液中加入一定量的食盐的食盐,再用有机溶剂再用有机溶剂萃萃取。取。盐析法盐析法26 液液液萃取与分配系数液萃取与分配系数 K值值(p19)分离难易与分离因子分离难易与分离因子 (p19)分配比与分配比与pH对酸碱两性化合物的影响(以对酸碱两性化合物的影响(以酸性成分为例)酸性成分为例)逆流分溶法逆流分溶法CCD 液液
16、萃取与液液萃取与PC 液液分配柱色谱液液分配柱色谱 液滴逆流色谱液滴逆流色谱DCCC及高速逆流色谱及高速逆流色谱HSCCC(2)根据两相溶剂中的分配比不同进行分离根据两相溶剂中的分配比不同进行分离27 是利用混合物中各成分在两种互是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。达到分离的方法。混合物中各成分在两相溶剂中分混合物中各成分在两相溶剂中分配系数相差越大配系数相差越大,则分离效率越高。则分离效率越高。简单萃取通常在分液漏斗中进行。简单萃取通常在分液漏斗中进行。简单萃取法简单萃取法28 为克服使用分液漏斗多次萃取的操作麻烦为克服使用
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