天然产物的提取分离和结构鉴定

15
天然产物化学
实际操作过程:
控制体系的压力和温度萃取出所需要的物 质，然后通过降压或升温的方法，降低超 临界流体的密度，使萃取物得到分离。
常用作超临界流体的物质：二氧化碳等
适用范围：挥发油及脂溶性成分
缺点：所需仪器设备价格昂贵
16
天然产物化学
CO2作为超临界流体具有下列优点：
① 临界温度为31.2℃（近于室温）；
32
天然产物化学
操作过程
取粗提物，选用3-4种不同极性的溶剂，由 低至高分步进行提取；使总提取物中各组 分，依其在不同极性溶剂中溶解度的差异 而得到分离。 若所需成分是脂溶性,可用有机溶剂如苯、 氯仿、或乙醚与水进行萃取，可除去水溶 性物质糖类、无机盐； 若所需要的成分是亲水性物质，其水溶液 用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、丁醇等萃取。 有时可在氯仿或二氯甲烷中加入少量甲醇 或乙醇进行萃取。
33
天然产物化学
其他萃取方法简介
A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系 数（K）的比值称为分离因子β。 β=KA/KB（KA＞KB）
♪ 当β≥100，一次萃取可分离； ♪ 10≤β＜100,10～12次；β≤2，100次； ♪ 当β≌1时，则KA≌KB，意味着两种溶质 性质极其相近，无法实现分离。
34
常用的醇: 甲醇、乙醇以及不同浓度的甲 醇、乙醇水溶液 适用范围：除蛋白质和多糖以外的其他 各种水溶性和脂溶性成分。 优点：较为便宜易得，醇兼有亲水性和 亲脂性，对植物细胞渗透力强，可提多 种成分。 缺点：易燃，甲醇有一定毒性。
12
天然产物化学
③ 亲脂性有机溶剂提取法
常用有机溶剂：正丁醇、乙酸乙酯、 氯仿、 乙醚、苯以及石油醚等 适用范围：有机溶剂种类不同，提取 成分不同。通常规律如下：
谱分离。
38
天然产物化学
（二）酸碱法
原理：根据酸性化合物溶于碱水，碱 性化合物溶于酸水，酸水碱水均不溶 的为中性化合物的原理分离酸性、碱 性和中性化合物。 适用范围：含有酸性、碱性成分或酸 碱度有差异的混合物中各组分的分离。
39
天然产物化学
（三）沉淀法
原理：利用混合物中各组分溶解度的 差异或通过加入化学试剂、溶剂或改 变pH值等改变溶解度将混合物中某组 份沉淀出来. 适用范围：能与特定试剂生成沉淀、 或溶解度有显著差异或改变条件后溶 解度有显著差异的组份的分离。
② 临界压力在73个大气压，易于操作；
③ 安全、不燃烧、化学上安定；
④ 可防止被萃取物的氧化；
⑤ 无毒；
⑥ 价廉易得。
17
天然产物化学
（5）根据操作方法不同，溶剂法分为：
·煎煮法
·浸渍法 ·渗漉法 ·连续回流提取法 ·超声法 ·微波法
18
天然产物化学
①煎煮法：
♪ 适用范围：以水为溶剂的体系
②浸渍法(浸泡法)
→水。
极性最大的有机溶剂：甲醇 极性最小的有机溶剂：环己烷 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇
7
天然产物化学
(2)溶剂选择与被提取成分对照表
选择的溶剂 石油醚 苯、乙醚、氯 仿、乙酸乙酯 被提取成分 脱脂（脂类、色素、萜类等） 甾类、萜和挥发油、生物碱、 各种苷元 苷 蛋白、多糖以外的各类成分 苷、生物碱盐、鞣质、氨基 酸、蛋白、糖
23
天然产物化学
24
天然产物化学
25
天然产物化学
实 验 室 蒸 馏 法 萃 取 精 油 装 置
冷凝
收集区
原料料液
26
天然产物化学
3、升华法
原理：利用某些具有升华性质的化合物遇 热汽化上升，遇冷后又凝固的性质从原料 中提取该类成分。
适用范围：具有升华性质，而且化学结构 遇热稳定、不易被破坏的化合物。 由于特异性高，所得化学成分较纯.
5
天然产物化学
1、溶剂提取法
原理：利用天然产物的化学成分在特定
溶剂中能够溶解的性质。
溶剂选择的依据
— “相似者相溶”
原则；
天然产物多数情况下采用溶剂提取法。
6
天然产物化学
（1）常用溶剂

按亲水性 / 极性 从小到大的顺序：
环己烷∼石油醚→苯→乙醚→氯仿→
乙酸乙酯 →正丁醇→丙酮→乙醇→甲醇
原理：利用吸附材料如大孔吸附树脂、活性 碳、聚酰胺等对不同化合物吸附能力的不同， 不同洗脱剂对不同化合物洗脱能力的不同， 来纯化分离混合物中的不同组分。
适用范围：与吸附材料吸附力不同的化学成 分的纯化分离。
操作方法：先吸附，后洗脱不同成分。
49
天然产物化学
例：毛茛甙
取新鲜植物用稀酸磨匀，压榨取汁；
40
天然产物化学
操作方法：
♪ 加入化学试剂、溶剂或改变pH条件等使 沉淀产生，然后分离沉淀与母液。
常用沉淀方法：
♪ ① 水提取液加醇沉淀多糖和蛋白质等水 溶性杂质（水/醇法）； ♪ ② 乙醇浓缩提取液中加水稀释沉淀除去 树脂、叶绿素等脂溶性杂质（醇/水法）
41Βιβλιοθήκη 天然产物化学♪ ③ 醇溶液加乙醚（醇/醚法）或丙酮 （醇/酮法）沉淀皂苷。 ♪ ④ 调pH值沉淀生物碱、有机酸、氨 基酸； ♪ ⑤ 有机酸生成铅盐沉淀、生物碱作成 雷氏盐沉淀等。 ♪ ⑥ 加生物碱或明胶沉淀鞣质。
8
正丁醇
乙醇、甲醇 水
天然产物化学
(3)溶剂选择的原则
① 目标成分易溶，杂质成分难溶；
② 惰性，不与目标成分反应，即使发生 反应也应该属于可逆性的；
③ 经济、安全、后续操作容易进行。
9
天然产物化学
溶剂提取法的分类
（4）、根据提取溶剂的种类不同 可以将溶剂提取法分为四种. 水提取法 醇提取法 亲脂性有机溶剂提取法 超临界流体萃取法
加活性炭吸附，然后加适量硅藻土， 使与炭混合均匀，过滤，加水洗涤， 以除去过剩的酸和没有吸附的杂质；
然后用50乙醇脱附，稀醇洗脱减压蒸 干，加甲醇分步结晶即得。
50
天然产物化学
（九）结晶与重结晶
原理：一般情况下，一种固体成分达到一 定纯度，在某种条件下就会结晶析出，分 离结晶与母液，从而得以纯化分离。
⑥微波辅助法
♪ 适用范围：适用于极性较大的溶剂体系。
21
天然产物化学
影响提取效率的因素
1、药材的粉碎度
♪ 过大不利于溶剂接触 ♪ 过碎，比表面积过大，吸附作用增强影 响扩散速率
2、提取温度
3、提取时间
22
天然产物化学
2、水蒸气蒸馏法
原理：利用某些挥发性成分能随水蒸气蒸 发的性质。 挥发油专属提取方法 适用范围：能随水蒸气蒸发而且化学结构 遇热稳定、不易被破坏的的挥发油、小分 子生物碱或酚类化合物。 优点：对于具有挥发性，而且化学结构遇 热稳定、不易被破坏的化合物，该方法特 异性高，所得化学成分较纯。
适用范围：大分子化合物（蛋白质、肽、 多糖）与小分子化合物（无机盐、单糖、 双糖）的分离。
例如：蛋白及多糖的纯化常用此法。
47
天然产物化学
(七)分馏法
原理：利用各类成分沸点不同
适用范围：主要用于挥发油中各类成 分的分离纯化。 操作方法：
♪ ♪ ① 常压分馏 ② 减压分馏
48
天然产物化学
（八）吸附法
♪ 正丁醇 —— 苷类；
♪ 乙酸乙酯 —— 黄酮类；
♪ 氯仿 —— 生物碱类及苷元类；
13
天然产物化学
♪乙醚、苯——游离的黄酮、香豆素、蒽醌、 甾类、萜类等苷元以及挥发油等；
♪石油醚—— 挥发油、脂类、色素、树脂 优点：选择性强，可除去水溶性杂质。
缺点：◆ 价格昂贵；多数易燃，特别是乙 醚；◆ 有些毒性大，如苯和氯仿(现多为甲 苯 等代替)；◆不适于大规模生产。
♪ 一般是浓缩较大量溶剂时使用此法，并 可 用于大生产。
（5）喷雾干燥
♪ 工业化生产经常采用喷雾干燥浓缩水溶 液。
（6）冷冻干燥
♪ 一般是浓缩水溶液时使用此法，由于是 低温干燥，尤其适用对热敏感化学成分 的浓缩.
30
天然产物化学
第二节 天然产物的分离与精制
31
天然产物化学
（一）两相溶剂萃取法
原理：利用混合物中各组分在两相溶 剂中的分配系数不同进行纯化分离.如 果各成分分配系数相关越大，则分离 效率越高。 适用范围：在两相溶剂中分配系数不 同的混合物中各组分的纯化分离。
生物技术及应用专业
天然产物化学
1
天然产物化学
第二章 天然产物的
提取分离和结构鉴定
2
天然产物化学
获得天然产物化学成分的基本步骤
原材料 提取 总提取物
目的化合物
初步分离 不同部位 单体化合物 精细分离纯化
3
结构修饰 人工合成
天然产物化学
第一节 天然产物的提取方法
4
天然产物化学
天然产物的预处理
如无特殊规定，原料须干燥并适当粉 碎，以利增大与溶剂的接触面积，提 高萃取/提取效率。
14
天然产物化学
④ 超临界流体萃取技术
超临界流体（SCF）：当一种物质处于其 临界温度与临界压力以上的状态时，将形 成既非液体又非气体的单一相态。 超临界流体特点: 兼有气、液两重性，即密 度接近于液体，而粘度和扩散系数又与气 体相似，因而它不仅具有与液体溶剂相当 的萃取能力，而且具有优良的传质效果。
的溶剂中分配系数不同经多次转移而使其分离。
溶剂的选择：两相系统互不相溶，单一组分在溶剂
系统中的分配系数差别越大越好，含溶质的相不易 乳化。
分离酸、碱或两性化合物时,缓冲液是很好的溶剂,
其优点在于改变其pH值而改变溶质的分配系数.
37
天然产物化学
③液滴逆流分配法（DCCC）
使流动相呈液滴形式垂直上升或下降， 通过固定相的液柱，实现物质的逆流色