第一章 中药化学成分的一般研究方法
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溶剂提取法-提取原理
根据中药化学成分与溶剂间―极性相似相溶‖的原理,依据各类成分溶解度的差异,选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂,依据―浓度差‖原理,将所提成分从药材中溶解出来的方法。
溶剂提取法-溶剂的选择
被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。
影响化合物极性的因素:
(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:在化合物母核相同或相近情况下,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。
水蒸汽蒸馏法
升华法
固体Δ气体冷固体
如樟木中樟脑、茶叶中咖啡因的提取
超临界流体萃取法
优点:a、提取效率高
b、成分不被破坏(不需加热)
c、无残留溶剂
d、可选择性分离
超临界流体(SF):处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,介于气体和液体之间的流体。
SF密度与液体相近,粘度与气体相近,扩散系数比液体大100倍,∴对许多物质有很强的溶解能力。
SF:CO2、SF6、C2H6、NH3、CCl2F2…
CO2
常用CO2,Tc = 31.3 ℃、无色、无毒、无味,不易燃,化学惰性,价廉。
1、选择性溶解:超临界状态下,CO2对不同的物质溶解能力差别很大。
亲脂性低沸点成分(挥发油、烃、酯、醚…)——低压提取(< 104KPa)
强极性成分(糖、氨基酸…)——高压提取(> 4×104KPa)
分子量越高,越难提,分子量200~400较易提。
2、提取压力、温度与溶解度:在临界点附近,温度、压力的微小变化,都会使SF的性质产生明显改变。
3、夹带剂:加入少量夹带剂,可改善溶解度。
良好的夹带剂:提高溶解度,改善选择性,增加得率。
eg:MeOH、EtOH、Me2CO…
超声波提取在中药制剂质量检测中(药检系统)已广泛应用。《中华人民共和国药典》中,应用超声波处理的有232个品种,且呈日渐增多的趋势。
超声波提取是利用超声波具有的机械效应,空化效应和热效应,通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。
此外,超声波还可以产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解,促使药物有效成分进入介质,并于介质充分混合,加快了提取过程的进行,并提高了药物有效成分的提取率。
超声波提取的特点
(1)超声波提取时不需加热,避免了中药常规煎煮法、回流法长时间加热对有效成分的不良影响,适用于对热敏物质的提取;同时,由于其不需加热,因而也节省了能源。
(2)超声波提取提高了药物有效成分的提取率,节省了原料药材,有利于中药资源的充分利用,提高了经济效益。
(3)溶剂用量少,节约了溶剂。
(4)超声波提取是一个物理过程,在整个浸提过程中无化学反应发生,不影响大多数药物有效成分的生理活性。
(5)提取物有效成分含量高,有利于进一步精制。
超声提取很普遍,但是要确定功率、时间,特别要注意温度,超声用十多分钟后,水温会升高,对低沸点的乙醚等溶剂,更要注意。
微波提取法
微波加热的特点
1、加热速度快微波加热是使被加热物本身成为发热体,称之为内部加热方式,
不需要热传导的过程,内外同时加热,因此能在短时间内达到加热效果。
2、均匀加热常规加热,为提高加热速度,就需要升高加热温度,容易产生外焦
内生现象。微波加热时,物体各部位通常都能均匀渗透电磁波,产生热量,因此均匀性大大改善。
3、节能高效在微波加热中,微波能只能被加热物体吸收而生热,加热室内的空气
与相应的容器都不会发热,所以热效率极高,生产环境也明显改善。
4、易于控制
5、低温杀菌、无污染
6、选择性加热微波对不同性质的物料有不同的作用,这一点对干燥作业有
利。因为水分子对微波的吸收最好,所以含水量高的部位,吸收微波功率多于含水量较低的部位这就是选择加热的特点。烘干木材、纸张等产品时,利用这一特点可以做到均匀加热和均匀干燥。
7、安全无害在微波加热、干燥中,无废水、废气、废物产生,也无辐射遗留
物存在,其微波泄漏也确保大大低于国家制定的安全标准,是一种十分安全无害的高新技术。
酶提取技术
酶作为提取辅助剂和澄清剂应用在中药提取中改变了传统浸提原理和机制,从而影
响了提取过程和提取物性质。对提取过程的影响表现在改变提取工艺条件(如降低提取温度、缩短时间、改醇溶媒为水溶媒);对提取物影响表现在影响提取物物理性质(黏度、吸湿性等)、化学性质(成分含量及比例),从而影响后序纯化和成型工艺及药效。
影响提取效率的因素
(1)粉碎度细——接触面大,效果好,
但过细药粉吸附力增强
同时大量细胞破坏,溶出成分↑
(2)温度高——溶剂分子运动加快,增加溶解扩散过程,效果好,但防止受热易破坏成分被破坏。
(3)时间长——提出多,过长无必要,搅拌可缩短时间
(4)提取溶剂(关键)选择不当,可一无所获。如若对所提成分不了解,首选乙醇或水。
(5)pH值
分离精制方法
溶剂法
l.酸碱溶剂法
2.溶剂分配法
溶剂分配法:原理:利用混合物中各单体组分在两相溶剂中的分配系数(K)不同而达到分离的方法。
溶剂分配法的两相往往是互相饱和的水相与有机相。混合物中各成分在两相中分配系数相差越大,则分离效果越高。
简单萃取法、pH梯度萃取法:以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以亲脂性有机溶剂溶解的碱性成梯度的混合生物碱,或者以pH成梯度的碱水溶液依次萃取以亲脂性有机溶剂溶解的酸性成梯度的混合酚、酸类成分,使后者分离的方法。
连续萃取法采用连续萃取器萃取、液滴逆流分配法:是利用流动相形成液滴,通过作为固定相的液柱而达到分离纯化的目的。
沉淀法
1.专属试剂沉淀法
2.分级沉淀法(水提醇沉,醇提水沉)
3.盐析法
于中药水提取液中加入某些无机盐至一定浓度或达到饱和状态,可使某些成分由于溶解度降低而沉淀析出。常用的无机盐有NaCl、Na2SO4等。
水醇沉淀法:1)水提取醇沉淀法,于水提浓缩液中加入乙醇使含醇量达60%以上,可使多糖、蛋白质沉淀。2)醇提取水沉淀法,于醇提取浓缩液中加入10倍量以上水,可沉淀亲脂性成分。
专属试剂沉淀法某些试剂能选择性地沉淀某类成分,称为专属试剂沉淀法。如雷氏铵盐能