长春中医大《中药化学》课件03分离精制方法

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分离精制方法各种分离方法一般选择顺序溶剂法(系统溶剂提取法)溶剂分配法(系统溶剂法)其他方法(沉淀法)/膜分离法各种色谱法重结晶法溶剂法(系统溶剂提取法)固体药材极性递增的溶剂依次进行提取石油醚提取,滤过油脂、蜡、挥发油、游离甾体及萜药渣(1)挥尽石油醚,用氯仿或乙酸乙酯提取游离生物碱、有机酸黄酮、香豆素药渣(2)甲醇、乙醇、丙酮(药渣挥散溶剂)药渣(3)糖、苷、生物碱盐、有机酸盐溶剂分配法液-液萃取法(系统溶剂法)利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离两相溶剂:互相饱和水相和有机相分离极性小的成分氯仿(或乙醚)-水;石油醚-水分离极性中等的成分乙酸乙酯-水分离极性大的成分正丁醇-水分配系数相差越大,则分离效果越好β≥100,仅作一次简单萃取就可基本达到分离100≥β≥10则需萃取10~12次β≤2则须萃取100次以上分配系数K—溶质在上相溶剂中浓度与在下相溶剂中浓度比分离因子β—A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数比值分离因子β与萃取次数的关系常用方法:简单萃取法(β≥50)----用分液漏斗液-液萃取与纸色谱(pH梯度萃取法)连续萃取法液滴逆流分配法(β≤50)(CCD)液滴逆流色谱(DCCC)及高速逆流色谱(HSCCC)用于比水轻的溶剂用于比水重的溶剂液滴逆流色谱-连续萃取器萃取操作(以系统溶剂萃取法为例)水溶液将石油醚置分液漏斗中,加入水溶液振摇静置待分层,分液上层(石油醚液)下层(水液)如何判断是否分配平衡加入三氯甲烷,振摇,静置待分层,分液上层(水液)下层(三氯甲烷液)加入水饱和正丁醇,振摇,静置待分层,分液上层(正丁醇液)下层(水液)(减压)回收有机溶剂振摇力度判断?两相加入顺序一般为比重小先加入,比重大的后加入如何处理萃取中出现问题萃取乳化现象是萃取中经常出现的问题,即分层不明显出现乳化的原因是因为中药提取液中即含亲水性成分,又含亲脂性成分,振摇后出现水包油或油包水的情况,即产生乳化现象解决办法1.充分静置;2.加热;3.放冷;4.加入表面活性剂5.加入无机盐;6.分出乳化层,超声处理(酸碱)溶剂法利用混合物中酸碱性不同,通过加入酸或碱以调节溶液pH值,改变混合物中某些成分的溶解性,从而达到分离目的难溶于水有机碱性成分----具有羧基或酚羟基的酸性成分—具有内酯或内酰胺的成分—通过加入无机酸使其成盐,从而与非碱性成分分离通过加入碱使其成盐,从而与非酸性成分分离通过加入碱皂化溶于水,从而与其他难溶于水的成分分离请写出具体操作方法分配比与pH(酸碱性与萃取法相结合)pH梯度萃取法---对酸性、碱性及两性化合物而言,分配比受溶液的pH值的影响pH值的变化可以改变它们的存在状态(游离型或离解型),从而影响在溶剂系统中的分配比若酸性物质完全解离,即使HA均转化为A-则pH=pKa+2若酸性物质完全游离,即使A-均转化为HA则pH=pKa-2某物质的pKa为10.1,欲使其完全解离,则pH应调节至多少?pH梯度萃取法以pH值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碱性溶液(比如,生物碱的混合溶液)再将酸液碱化,得到游离的碱性成分以pH值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酸性溶液(如酚,酸性成分)再将碱液酸化,则得到游离的酸性成分分离实例:大黄中游离蒽醌的分离pH梯度萃取分离物质的模式图水溶液(酸性/碱性/中性/两性)pH3,有机溶剂萃取水相有机相pH12,有机溶剂萃取水相有机相(中性/两性物质)(碱性)pH9缓冲液提取水相有机相pH3,有机溶剂萃取(酸性物质)水相有机相(酸性物质Ⅰ)pH13缓冲液提取水相有机相(中性)(酸性物质Ⅱ)比较酸性物质Ⅰ与酸性物质Ⅱ的酸性大小?沉淀法水提醇沉醇提水沉分级沉淀氯仿-乙醚盐析法沉淀法请简述沉淀法的概念(或分离原理)基于某些化学成分能与某些试剂生成沉淀或加入某些溶剂后可降低某些成分在溶液中的溶解度而自溶液中析出的方法专属试剂沉淀法◇胆甾醇能沉淀甾体皂苷;◇生物碱沉淀试剂能沉淀生物碱等◇在含有糖类或蛋白质的水溶液中,分次加入乙醇,使含醇量逐步增高,逐级沉淀出分子量段由大到小的蛋白质、多糖、多肽等。◇在混合物的水溶液中,加入易溶于水的无机盐(氯化钠)至一定浓度或状态,使某些中药成分在水中溶解度降低而析出。沉淀法实例原理-根据物质溶解度差别进行分离*[16~19]A.水提醇沉法B.醇提水沉法C.醇提醚沉法D.铅盐沉淀法E.酸提碱沉法16.从植物药材浓缩醇提液中除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质的方法为17.从植物药材乙醇提取液中使苷类沉淀析出而脂溶性杂质可存留在母液中的方法为18.用酸性水从药材中提取出生物碱后再使其从水中析出的方法为19.从植物药材浓缩水提取液中除去多糖、蛋白质等水溶性杂质的方法为练习题15色谱分离法Chromatography1906年俄国植物学家米哈伊尔·茨维特用碳酸钙填充竖立的玻璃管,以石油醚洗脱植物色素的提取液,经过一段时间洗脱之后,植物色素在碳酸钙柱中实现分离,由一条色带分散为数条平行色带由于这一实验将混合的植物色素分离为不同的色带,称为色谱法色谱100年回顾瑞典Uppsala大学对生化分离方法贡献16不同色谱材料不同操作方式将各种色谱组合应用分离精制鉴定色谱分离法Chromatography思考问题:1.常用的分离材料有哪些?2.每种分离材料的结构与性质?3.分离原理?17不同操作方式薄层色谱(ThinLayerChromatography)柱色谱(columnChromatography)纸色谱(PaperChromatography)掌握各种色谱方式的缩写色谱分离法Chromatography常用分离材料性质及分离原理总结对比(硅胶、大孔吸附树脂、反相硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂)18不同分离原理吸附色谱、排阻色谱分配色谱、离子交换色谱吸附色谱利用吸附剂对被分离混合物中各成分的吸附能力不同进行分离排阻色谱(分子筛色谱)根据混合物中各成分分子大小进行分离分配色谱利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数不同进行分离离子交换色谱利用混合物中各成分解离度的差异进行分离19硅胶/氧化铝/聚酰胺/活性炭不同色谱材料葡聚糖凝胶离子交换树脂大孔吸附树脂吸附色谱排阻色谱分子筛离子交换分子筛/吸附色谱20吸附色谱常用吸附剂硅胶(应用广泛)氧化铝(碱性氧化铝)聚酰胺(酚类/醌类/黄酮类)活性炭(水溶性、氨基酸、糖类、苷类)化合物结构R-COOHAr-OHR-OHR-NH2,R-NH-R'R-CHOR-CO-R'R-COO-R'R-O-R'R-XR-H利用吸附剂对被分离混合物中各成分的吸附能力不同进行分离化合物极性与Rf值一般规律:化合物极性越大,Rf值越小展开剂(洗脱剂):常用亲脂性或中等极性展开剂检视:用显色剂或紫外光灯21吸附原理解读固液吸附三要素组成吸附剂溶质溶剂吸附剂溶质1溶质2溶质3溶剂吸附-解吸附过程影响因素吸附剂的极性溶剂的极性化合物极性极性大小是影响吸附主要因素硅胶无机硅胶是一种高活性吸附材料,用硅酸钠和硫酸反应,并经老化、酸泡等一系列后处理过程而制得,硅胶属非晶态物质,其化学分子式为mSiO2.nH2O;难溶于水常用于分离的种类:硅胶G;硅胶GF254;硅胶H粒度:具有不同粒度(200~300目或100目)应用范围广泛,但分离生物碱易产生拖尾现象氧化铝Al2O3白色晶状粉末分类:中性氧化铝和碱性氧化铝常用碱性氧化铝:适于分离生物碱或中性亲脂性成分(甾、萜类)不适用于酸性成分(含酚羟基或羧基)(为什么)吸附剂与被吸附成分发生死吸附而难以解吸附◆均为极性吸附剂硅胶与氧化铝吸附特点◆对极性物质具有较强的亲和能力。故同为溶质,极性强者将被优先吸附◆溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出超强的吸附能力溶剂极性增强则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱◆溶质即使被硅胶、氧化铝吸附但一旦加入极性较强的溶剂时以可被后者置换洗脱下来如何理解被分离成分-吸附剂-展开剂(洗脱剂)的关系利用吸附剂对被分离混合物中各成分的吸附能力不同进行分离吸附解吸附化合物极性越大,Rf值越小实验课实验结果分析分析不同展开剂对Rf值的影响吸附剂:硅胶G展开剂:石油醚()-乙酸乙酯(4:1)(9:1)显色剂:5%香草醛硫酸溶液极性及其强弱总结化合物结构R-COOHAr-OHR-OHR-NH2,R-NH-R'R-CHOR-CO-R'R-COO-R'R-O-R'R-XR-H高级脂肪酸与葡萄糖极性大小比较酸性、碱性及两性化合物的极性受分子状态的影响化合物的极性由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合原因影响溶剂极性:与偶极矩、极化度及介电常数等概念相关吸附法分离的应用需要解决问题1.吸附剂的选择2.吸附剂与样品用量3.色谱柱规格与装柱4.上样5.洗脱剂选择及洗脱吸附剂的选择:避免死吸附,如酸性物质不适合选择氧化铝吸附剂与样品量:吸附剂用量一般为试样30‾60倍;试样极性小,难分离可提高到100‾200倍色谱柱规格:高度与直径比(15:1)-(20:1)上样:用溶剂极性小的试剂溶解样品;如果溶解度不好,可先用极性大溶剂溶解再用少量硅胶拌匀,并在低温下挥散,置五氧化二磷干燥器中干燥,研粉后铺在吸附柱上洗脱:洗脱剂的极性应逐步增加,跳跃不能太大,多用混合溶剂洗脱剂如何筛选:可通过薄层系统筛选,一般TLC展开时使组分Rf值达到0.2‾0.3的溶剂系统,可选择柱色谱分离该组分的最佳溶剂系统聚酰胺聚酰胺(PA,俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂,于1939年实现工业化。它是由一系列的酰胺基团聚合而成的一类高分子化合物,按其性质可分为两大类:非反应性或中性聚酰胺及反应性聚酰胺。聚酰胺不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等有机溶剂对碱较稳定对酸尤其是无机酸稳定性较差,可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸层析分离中常用的聚酰胺是由己内酰胺聚合而成的尼龙6和由己二酸和己二胺聚合而成的尼龙66聚酰胺是一类结构中含有重复单位酰胺键(-CO-NH-)的高分子聚合物酰胺基团上的O、N原子在酸性介质中结合质子而带正电荷-----以静电引力形成吸附溶液中的阴离子与酚类、酸类、醌类、黄酮类等富含酚羟基(或羧基)的化合物形成氢键而被吸附---而与不能形成氢键的化合物分离聚酰胺分离示意图33聚酰胺的薄层色谱条件被分离物质酚类、酸类、醌类、黄酮类等含酚羟基(或羧基)化合物吸附剂聚酰胺薄膜聚酰胺色谱柱展开剂或洗脱剂水/甲醇/丙酮/稀氢氧化钠甲酰胺比较硅胶与聚酰胺分离的相同点和不同点聚酰胺不适合分离哪类成分?34液-液分配柱色谱(与萃取法比较)将两相溶剂中一相涂覆在硅胶等多孔载体上,作为固定相,填充在色谱管中加入与固定相不相混溶的另一相溶剂,作为流动相物质在两相溶剂中相对做逆流移动在移动过程中不断进行动态分配而得以分离上述方法称为液-液分配柱色谱35正相分配色谱固定相极性大于流动相固定相:水或缓冲溶液色谱用载体主要有硅胶硅藻土及纤维素(粉)流动相:三氯甲烷乙酸乙酯丁醇等反相分配色谱固定相极性小于流动相固定相:石蜡油色谱用载体主要有硅胶硅藻土及纤维素(粉)流动相:水、甲醇等正相分配色谱与反相分配色谱流动相的极性小于固定相极性Paperchromatography(PC)---水展开剂:正丁醇-醋酸-水(4:1:5)上层比较:(1)芦丁和槲皮素Rf值(2)glc和rhaRf值正相分配色谱流动相的极性大于固定相极性固定相:十八烷基硅胶(ODS)或C8键合相流动相:甲醇-水/乙腈-水反相分配色谱38正相分配色谱与反相分配色谱新型固定相将硅胶经过结构修饰,键合上长度不同的烃基(R)形成亲脂性表面而成种类根据烃基(-R)长度为乙基、辛基或十八烷基,分别命名为RP(reversephase)-2RP(reversephase)-8(辛烷键合硅胶)RP(reversephase)-18(ODS)(十八烷基硅烷键合硅胶)亲脂性比较:RP-18>RP-8>RP-239加压液相色谱(HPLC)经典液相色谱载体颗粒较大(硅胶100‾150μm)流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