导图社区 中药中有效成分的提取分离方法
中药化学考研,常用的提取方法有溶剂提取法,水蒸气蒸馏法,超临界流体萃取法。此外,还有升华法、压榨法等。
编辑于2025-05-14 10:39:31中药中有效成分的提取分离方法
常用的提取方法有溶剂提取法,水蒸气蒸馏法,超临界流体萃取法。此外,还有升华法、压榨法等
溶剂提取法
应用最普遍的提取方法,根据被提取成分的溶解性能,选用合适的溶剂和方法来提取
溶剂选择
相似相溶。最大限度地提取目标成分,共存杂质的溶解度尽可能小,也不应与中药成分发生化学反应或即使反应也应属于可逆反应。溶剂应沸点适中、易回收、价廉易得,还应符合安全、绿色环保
极性由弱至强:石油醚<四氯化碳<苯<二氯甲烷<三氯甲烷<乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇<水
提取方法
煎煮法
以水提取溶剂,将中药粗粉加水煮沸提取
简便易行,适用于大部分有效成分的提取
易出现糊化现象,提取液中水溶性杂质较多,水煎液放置时间过长容易发生霉变等问题。此外,多糖类成分含量较高的中药水煎煮后黏度较大,过滤困难
含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用
渗漉法
渗漉法是将充分溶胀后的中药粉末先装人渗漉器中,用提取溶剂浸渍数小时,然后不断添加新鲜溶剂,使其自上而下通过药物,从滲漉器下部流出,收集流出液(渗漉液)
不用加热的优点外,还具有提取效率高
溶剂消耗量大,耗时长
浸渍法
将中药粗粉装在适当容器中,加入溶剂浸渍药材一定时间,反复数次,合并浸渍液,减压浓缩即可
遇热易破坏和或挥发性成分,以及淀粉或黏液质含量较多的中药成分的提取
提取时间长,效率不高。以水为提取溶剂时,应注意防止提取液发霉变质
回流提取法
有机溶剂为提取溶剂,在回流装置中加热进行。一般采用反复回流法,即第一次回流一定时间后,滤出提取液,加人新鲜溶剂重新回流,如此反复数次,合并提取液,减压回收溶剂
效率高于渗漉法,但受热易破坏的成分不宜用
连续回流提取法
溶剂消耗量小、操作较简便、提取效率高的特点。在实验室连续回流提取常采用索氏提取器或连续回流装置
超声波提取法
超声波是指频率在20kHz以上、人的听觉阈以外的声波,具有频率高、波长短、功率大、穿透力强等特点
室温下进行,故对热不稳定成分的破坏较小
微波提取法
微波通常是指波长介于1mm~ 10mm(頻率在 300MHz-3000GHz)的一种特殊电磁波
仿生提取法
仿生提取(bionic extraction,BE)法亦称为酶辅助提取法,是在传统提取方法的基础上,根据植物药材细胞壁构成,利用酶反应所具有的极高催化活性和高度专一性等特点,选择相应的酶将细胞壁的组成成分充分暴露、分解、混悬或胶溶于溶剂中,从而使植物细胞内有效成分更容易溶解、扩散进入溶剂中的一种提取方法
加速溶剂萃取法
加速溶剂萃取(accelerated solvent extraction,ASE)法是在较高的温度和压力下用溶剂萃取固体或半固体样品的一种方法
超临界流体萃取法
是一种集提取和分离一体,利用压力与温度的改变对超临界流体溶解能力的影响而进行高效提取又基本上不用有机溶剂的新技术
提取效率高、操作周期短、传质速率快、渗透能力强、蒸发潜热低、选择性易于调节等优点
室温下工作,防止某些对热不稳定的成分被破坏或逸散;萃取过程几乎不用有机溶剂,萃取物无有机溶剂残留,对环境无污染;提取效率高,节约能耗
水蒸气蒸馏法
挥发油多用此法,用于提取能随水蒸汽蒸馏、对热稳定、难溶于水的成分
这类成分有挥发性,可随水蒸气逸出,冷凝后可用油水分离器或有机溶剂萃取法将该类成分自馏出液中分离
具挥发性的小分子生物碱、小分子酚性物质
升华法
中药中有一些成分具有升华的性质,可采用升华法直接提取
简单易行,但是在实际提取时较少采用,因为升华温度较高,中药容易炭化,炭化后产生的挥发性焦化物,容易黏附在升华物上,不易精制除去。其次,升华不完全,产率比较低,有时还伴随分解现象
些生物碱类、香豆素类、有机酸类成分也具有升华的性质,例如苦马豆素、七叶内酯及苯甲酸
其他提取方法:如组织破碎提取法、双水相萃取法、液泛法
中药化学成分的分类提取
水溶性成分的提取
各类型苷类、生物碱盐、鞣质、有机酸盐、多糖、蛋白质、氨基酸等,游离的香豆素、黄酮和醒类等成分
对于酸或碱性物质可使其转化成盐而分别采用碱水或酸水提取。一些苷类成分在冷水中溶解度较小,在热水中溶解度较大,加热提取有利于成分的溶出
用水提取苷类成分时,需注意被提取药材中所含酶的影响,避免苷类成分发生水解
脂溶性成分的提取
选取石油醚、三氯甲烷、乙醚和乙酸乙酯等溶剂,采用冷浸、回流、超声等方法直接进行提取
如游离醒类化合物、游离的生物碱、香豆素、有机酸、黄酮等成分
提取生物碱时一般先将药材用少量碱水浸润,使得生物碱游离的同时增加溶剂对植物细胞的穿透力,提高提取效率
挥发性成分的提取
挥发油或小分子的苯醌、萘醌、香豆素、生物碱等挥发性成分
采用水蒸气蒸馏法、二氧化碳超临界流体萃取法、亲脂性溶剂提取法等进行提取
不同极性成分的提取
亲脂性强的成分为提取目标时,可使用高浓度甚至纯亲水性有机溶剂,当亲水性成分或极性较大的成分为提取目标时,一般选用70%浓度以下的亲水性有机溶剂
浓度90%以上乙醇可提取苷元、挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等,50%~70%的乙醇适于苷类、生物碱等,乙醇含量大于40%时能延缓多种成分如酯类、苷类等的水解,乙醇含量20%以上时具有防腐作用
酸性成分的提取
碱提酸沉法主要用于酸类成分,如醌类化合物、黄酮类化合物和草酚酮类等的提取或纯化
碱提酸沉提取法也可用于提取具有内酯或内酰胺结构的成分,如香豆素类化合物和部分木脂素等
碱性成分的提取
酸提碱沉
中药有效成分的 结构鉴定方法
进行结构研究之前,必须对该成分的纯度进行确认,一般常用各种色谱法(薄层色谱、纸色谱)进行纯度检验
中药有效成分的理化鉴定
物理常数的测定
测定的物理常数包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重
分子式的确定
最常用的是质谱法(mass spectrometry,MS)。高分辨质谱法(high resolution mass spectrometry,HR-MS)不仅可给出化合物的精确分子量,还可以直接给出化合物的分子
在没有条件测定其高分辨质谱时,也可通过质谱中出现的同位素峰的强度推定化合物的分子式
化合物的结构骨架与官能团的确定
在决定了一个化合物的分子式后,就需要进行分子结构骨架和官能团的确定。一般首先计算出化合物的不饱和度,推测出结构中可能含有的双键数或环数。用化学法推定分子结构骨架主要依靠各类中药化学成分的呈色反应
紫外(UV)光谱的测定仅需要少量的纯样品,这对于中药化学成分的研究是非常有利的。一般来说,UV 光谱主要提供化合物分子中共轭体系的结构信息可据此判断共轭体系中取代基的种类、位置和数目
红外光谱(IR)的测定范围通常在 4000~500cm ,其中 4000 ~ 1333cm 为特征区,1333~500cm 为指纹区。如果被测定物是已知物,与已知对照品红外光谱完全一致,则可推测是同一物质。如无对照品也可检索有关红外光谱数据图谱,主要用于官能团的确认类型的判断等
核磁共振谱(NMR)是化合物分子在磁场中受电磁波的辐射,有磁矩的原子核吸收能量产生能级跃迁,即发生核磁共振,以吸收峰的频率对吸收强度作图而得的图谱。它能提供分子中有关氢原子和碳原子的类型相互相连接方式,周围化学环境以及构型、构象信息
H-NMR 技术能提供的结构信息参数主要是化学位移(8)、偶合常数(J)及质子数目
C-NMR提供的结构信息是分子中各种不同类型及化学环境的碳核化学位移、异核偶合常数(Jan)及驰豫时间(T),其中利用度最高的是化学位移
新的离子源不断出现,质谱在确定化合物分子量,官能团、辨认化合物类型、推导碳骨架等方面发挥着越来越重要的作用
电子轰击质谱
化学电离质谱
场解吸质谱
快原子轰击质谱
基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱
电喷雾电离质谱
高分辨质谱
其他结构鉴定方法
旋光光谱在测定手性化合物的构型和构象、确定某些官能团(如羰基)在手性分子中的位置方面有独到之处
圆二色光谱
旋光性化合物的摩尔吸光系数是不同的,这种现象称为圆二色性
运用CD 谱研究有机化合物的构型或构象,得出的结论与 ORD 是一致的,且 CD 谱比较明确,容易解析,CD谱在鞣质结构研究中已经成为常规方法
X射线单晶衍射法(X-ray single crystal diffraction,XRD)简称为X射线衍射法
X射线单晶衍射法不仅能测定化合物的一般结构,还能测定化合物结构中的键长、键角、构象、绝对构型等结构,是测定大分子物质结构最有力的工具
样品在两种以上展开系统中或在正相和反相两种色谱法中在有效的R,值范围内均显示单一斑点,一般方可确认其为单体化合物
气相色谱或高效液相色谱等色谱法也常用于判断物质的纯度,但气相色谱只适用于一定条件下能够气化而不分解的物质,高效液相色谱需预判化合物的结构类型
液体物质还可通过测定沸点沸程、折光率及比重等推测其纯度。结晶样品的熔距为0.5~1.0℃、液体样品的沸程在5℃以内
对已知化合物来说,无论是固体还是液体物质,如其比旋度与文献数据相同,则表明其已是或接近单体成分
常用的分离方法有溶剂法、结晶法、经典色谱法、高效液相色谱法、逆流色谱法、超滤法、透析法、盐析法、分馏法
溶剂法
从中药总提取物中初步分离化学成分最常用的方法,是基于各类成分的极性、酸碱性等的差异导致在不同极性或不同酸碱性溶剂中的溶解度不同,分别选用多种不同的溶剂,分步进行选择性溶解
溶剂分配法(萃取法)
溶剂中分配系数的不同而达到分离,两相往往是互相饱和的水相和有机相,中分配系数相差越大,分离效率越高。我们可以用分离因子B值来表示
酸碱溶剂法
各组分酸碱性的不同进行分离,与其他难溶于水的成分分离
沉淀法
有些中药化学成分能与某些试剂生成沉淀或加入某些试剂后可降低某些成分在溶剂中的溶解度而自溶液中析出的一种方法
专属试剂沉淀法
雷氏铵盐等生物碱沉淀试剂与水溶性生物碱类生成沉淀
分级沉淀法
水提醇沉法即用水作为提取溶剂对药材进行提取,在水提浓缩液中加入乙醇使其含醇量达80%以上,高浓度的醇可使多糖、蛋白质、淀粉、树胶、黏液质等沉淀下来
可用醇提水沉法分离,即先用一定浓度的乙醇提取,在醇提取浓缩液中加入10倍量以上水,可沉淀亲脂性成分
酸碱沉淀法
通过加入酸或碱以调节溶液的 pH 值来改变分子的存在状态(游离型或解离型),从而改变其溶解度而实现与其他物质的分离
结晶法
化合物由非晶形经过结晶操作形成晶形的过程称为结晶,初析出的结晶往往不纯,需要进行多次结晶,此过程称为重结晶。中药中多数化合物在常温下是固体状态,可以通过结晶达到分离纯化的目的
结晶法的关键选择适宜的结晶溶剂,溶剂的要求一般包括对被溶解成分的溶解度随温度不同应有显著差别,与被结晶成分不应产生化学反应,沸点适中等。
常用于结晶的溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等
经典色谱法
色谱分离法是中药化学成分分离中最常用的技术方法,其最大的优点在于分离效能高、快速简便
吸附色谱法
利用吸附剂对被分离化合物分子吸附能力的差异而实现分离的一类色谱,主要通过氢键、络合作用、静电引力、范德华力等产生,常用的吸附剂包括硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺等
硅胶
其骨架表面的硅醇基能通过氢键与极性或不饱和分子相互作用,随着水分的增加,吸附能力降低。若吸水量超过17%,只可用于分配色谱的载体,一般以105℃活化30分钟为宜,适用于中性或酸性成分
氧化铝
碱性、中性和酸性,适于分离中药中的碱性成分如生物碱,但不宜用于醛、酮、酯和内酯等类型化合物的分离
活性炭
非极性吸附剂,对非极性成分具有较强的亲和力,主要用于分离水溶性成分,某些苷类、糖类及氨基酸等成分,适用于大量制备分离。活性炭的吸附作用在水溶液中最强,在有机溶剂中较弱
聚酰胺
酰胺键聚合而成的一类高分子化合物,丰富的酰胺基,其分离作用是由于其酰胺键(-CO-NH-)与酚类、酸类、醒类、硝基化合物等形成氢键的数目不同、强度不同,从而对这些化合物产生了不同强度的吸附作用,与不能形成氢键的化合物分离
酚羟基数目越多,则吸附作用越强。芳香核、共轭双键,多的化合物吸附力也大,而化合物易形成分子内氢键时,使吸附力减小。聚酰胺主要用于分离中药中的黄酮、蒽醒、酚类、鞣质等成分
凝胶滤过色谱(排阻色谱,分子筛色谱)
以凝胶为固定相的液相色谱方法,在中药化学成分研究中,主要用于分离蛋白质、酶、多肽、氨基酸、多糖、苷类、甾体以及某些黄酮、生物碱
凝胶是具有许多孔隙的立体网状结构的高分子多聚体,有分子筛的性质,分子大的物质保留时间较短;分子小的物质,保留时间较长
离子交换色谱
利用混合物中各成分解离度差异进行分离的方法。该方法以离子交换树脂为固定相,用水或与水混合的溶剂为流动相,在流动相中存在的离子性成分与树脂进行离子交换反应而被吸附
适合离子性化合物的分离,如生物碱、有机酸和黄酮类成分,解离度小的化合物先于解离度大的化合物被洗脱。
大孔树脂色谱
吸附和分子筛原理相结合的色谱方法,色谱行为具有反相性质。大孔树脂是一类没有可解离基团、具有多孔结构、不溶于水的固体高分子物质,是继离子交换树脂之后发展起来的一类新型分离材料
化合物极性的大小 极性较大的化合物一般适于在极性大的大孔树脂上分离
化合物体积的大小 在一定条件下,化合物体积越大,吸附力越强
溶液的pH值 一般情况下,酸性化合物在适当的酸性溶液中充分被吸附
分配色谱
利用被分离成分在固定相和流动相两种不相混溶的液体之间的分配系数的不同而达到分离的目的
正相分配色谱法中,流动相的极性小于固定相的极性,主要用于分离极性及中等极性的分子型化合物
反相分配色谱法中,流动相的极性大于固定相的极性,主要用于非极性及中等极性的各类分子型化合物的分离
高效液相色谱法
在常规柱色谱基础上发展起来的一种新型快速分离分析技术,其分离原理与常规柱色谱相同,包括吸附色谱、分配色谱、凝胶色谱、离子交换色谱等多种方法
逆流色谱法
液滴逆流色谱法
高速逆流色谱法
超滤法
膜分离法(透析法)的一种,是利用具有一定孔径的多孔滤膜对分子大小不同的成分进行筛分而达到相互分离的方法。根据分离的目的不同,可分为微滤、超滤、纳滤三种类型
透析法
利用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜作为分离介质,在浓度差、压力差或电位差等作用下,使混合液体或气体混合物中的某一或某些组分选择性地透过膜,以达到分离、分级、提纯或浓缩目的
盐析法
在中药水提取液中加人易溶于水的无机盐至一定浓度,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,或用有机溶剂萃取出来,从而与水溶性较大的杂质分离
分馏法
利用液体混合物中各成分的沸点不同而进行分离的方法,通常分为常压分馏、减压分馏、分子蒸馏等,主要用于中药中挥发油和一些液体生物碱的分离
中药有效成分分离方法的组合应用
通用性分离方法
依据化合物极性差异的通用性分离方法
溶解度(分配系数)不同或在具极性吸附作用的固定相上被吸附的强弱不同进行分离
依据化合物酸碱性差异的通用性分离方法
酸溶碱沉法适用于游离状态不溶于水,与酸反应成盐后可溶于水,碱化后又不溶于水的碱性成分的分离
碱溶酸沉法原理与酸溶碱沉法相同,不同之处是适合酸性成分的分离
依据化合物分子大小差异的通用性分离方法
化合物分子大小差异的通用性分离成分方法包括透析法、凝胶过滤柱色谱法、膜分离法等
专属性分离方法
针对一类化学成分特有的理化性质开展分离的方法,包括专属试剂沉淀法、聚酰胺色谱法等
专属试剂沉淀法适用于预处理,常用的专属试剂沉淀法包括雷氏铵盐沉淀法、胆甾醇沉淀法和明胶沉淀法等
聚酰胺色谱适用于化合物的精制纯化和精细分离,可选择性地分离带有酚羟基和酮基的化合物,利用化合物分子中的酚羟基与聚酰胺的羰基、化合物分子中的酮基与聚酰胺的胺基发生分子间氢键吸附作用进行分离,故适合于分离含酚羟基和酮基的酚类、醌类、黄酮类等化合物
含量很高时,以合适的溶剂提取后将提取液放冷或稍微浓缩,便 可得到结晶