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1执业药师考试辅导-中药化学中药有效成分的提取方法有哪些（一）（一）溶剂法针对中药所含有效成分及共存杂质的性质，选择适当的溶剂，采用适宜的方法将有效成分从药材中提取出来。需要掌握4个方面的问题：1.常用溶剂及性质常用溶剂包括石油醚、苯、乙醚（Et2O）、氯仿（CHCl3）、乙酸乙酯（EtOAc）、正丁醇（n-BuOH）、丙酮（Me2O）、乙醇（EtOH或Alc）、甲醇（MeOH）、水等，极性依次由小渐大。其中排在正丁醇以前的溶剂与水混合后能够分层，可用于从水溶液中萃取化学成分，而丙酮、乙醇、甲醇与水混合后不分层。另外象氯仿比水重、乙醚沸点低等一些基本知识，需要知道。2．中药化学成分的极性中药化学成分因分子结构的不同会表现不同的极性。化合物极性的大小由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。一般而言，中药成分的分子越小，取代基的极性越强，极性基团的数目越多，则该成分极性越大，亲水性越强。如何判断某混合物中各成分的极性相对大小，是一个非常重要的问题。3．溶剂提取法的基本原理——相似相溶原理“相似相溶原理”的“相似”指的是极性相似，即所用溶剂的极性要与所提取成分的极性相似。一般，亲脂性强的溶剂，如石油醚，可提取亲脂性强的中药成分，如油脂、挥发油、游离甾体和三萜类化合物；氯仿或乙酸乙酯可提取游离生物碱、有机酸及黄酮苷元、香豆素苷元等中等极性化合物；丙酮或乙醇、甲醇可提取苷类、生物碱盐、鞣质等极性化合物；水可提取氨基酸、糖等水溶性成分。4．提取方法溶剂法提取中药成分的常用方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法和连续回流提取法5种。其中浸渍法和渗漉法属于冷提法，适用于对热不稳定的成分的提取，但提取效率低于热提法，因此提取时间长、消耗溶剂多。含淀粉、果胶、粘液质等杂质较多的中药提取可选择浸渍法。煎煮法、回流提取法和连续回流提取法属于热提法，提取效率高于浸渍法、渗漉法，但只适用于对热稳定的成分的提取。三法比较，煎煮法只能用水作提取溶剂，回流提取法溶剂消耗量较大，连续回流提取法节省溶剂，但提取液受热时间长。（二）水蒸气蒸馏法能够用水蒸气蒸馏法提取的中药成分必须满足3个条件，即挥发性、热稳定性和水不溶性（或虽可溶于水，但经盐析后可被与水不相混溶的有机溶剂提出，如麻黄碱）。凡能满足上述3个条件的中药化学成分均可采用此法提取。如挥发油、挥发性生物碱（如麻黄碱等）、小分子的苯醌和萘醌、小分子的游离香豆素等。（三）升华法适用于具有升华性的成分的提取，如游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）、小分子的游离香豆素等，以及属于生物碱的咖啡因，属于有机酸的水杨酸、苯甲酸，属于单萜的樟脑等。如何对中药有效成分进行分离与精制（二）根据物质溶解度的差别，如何对中药有效成分进行分离与精制？1．结晶法需要掌握结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距≤2℃；TLC或PC展开呈单一斑点；HPLC或GC分析呈单峰。2．沉淀法可通过4条途径实现：1）通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。常见的有水提醇沉法（沉淀多糖、蛋白质）、醇提水沉法（沉淀树脂、叶绿素）、醇提乙醚或丙酮沉淀法（沉淀皂苷）等。2）通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。使用较多的是盐析法，即在中药水提液中加入一定量的无机盐，使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。3）通过改变溶剂pH值改变成分的存在状态。适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的分离。如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法。4）通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。如铅盐沉淀法（包括中性醋酸铅或碱式醋酸铅）、雷氏盐沉淀法（分离水溶性生物碱）、胆甾醇沉淀法（分离甾体皂苷）等。根据物质在两相溶剂中分配比的差异，如何对中药有效成分进行分离与精制？1．液-液萃取选择两种相互不能任意混溶的溶剂，通常一种为水，另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯或正丁醇等。将待分离混合物混悬于水中，置分液漏斗中，加适当极性的有机溶剂，振摇后放置，分取有机相或水相，即可将极性不同的成分分离。分离的难易取决2于两种物质在同一溶剂系统中分配系数的比值，即分离因子。分离因子愈大，愈好分离。2．纸色谱（PC）属于分配色谱。可用于糖的检识、鉴定，亦可用于生物碱的色谱鉴别等。3．分配柱色谱可分为正相色谱与反相色谱。正相色谱固定相极性大，流动相极性小，可用于分离水溶性或极性较大的成分。反相色谱与此相反，适宜分离脂溶性化合物。如何根据物质分子大小对中药有效成分进行分离与精制？1.透析法适用于水溶性的大分子成分（如蛋白质、多肽、多糖）与小分子成分（如氨基酸、单糖、无机盐）的分离。2.凝胶过滤法又称凝胶渗透色谱、分子筛过滤、排阻色谱。分离混合物时，各组分按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。常用凝胶有葡聚糖凝胶（SephadexG）和羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）。前者只适于在水中应用。后者既可在水中应用，又可在有机溶剂中应用，分离混合物时，既有分子筛作用，又有吸附作用。如分离游离黄酮时，主要靠吸附作用；分离黄酮苷时，则分子筛的性质起主导作用。3.超滤法4.超速离心法根据物质吸附性的差别,如何对中药有效成分进行分离？在中药化学成分分离及精制工作中，应用较多的是固液吸附，其中涉及吸附剂、被分离物质和洗脱剂3个要素。按常用吸附剂的不同，大致可分为以下几种。1）硅胶吸附色谱硅胶为极性吸附剂，吸附力的大小取决于被分离物质的极性（极性越大，吸附力越强）和洗脱溶剂的极性（溶剂极性越弱，硅胶对被分离物质的吸附能力越强）。因此，用硅胶吸附色谱分离一组极性不同的混合物时，极性大的物质因吸附力大而洗脱慢；洗脱溶剂的极性增大，洗脱能力增强，洗脱速度加快。另外硅胶有一定的酸性，在用其分离碱性成分时，需注意。2）氧化铝吸附色谱氧化铝亦为极性吸附剂，其吸附规律与硅胶相似。不同的是，氧化铝有一定的碱性，且具有铝离子，在用其分离一些酸性或酚性成分时，易产生不可逆吸附而不能被溶剂洗脱。如蒽醌类、黄酮类（葛根异黄酮除外）成分分离时一般不选择氧化铝。3）活性炭吸附色谱活性炭为非极性吸附剂，其吸附规律与硅胶、氧化铝恰好相反。对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对物质表现出强的吸附能力。常用于水溶液的脱色素，也可用于糖、环烯醚萜苷的分离纯化等。4）聚酰胺吸附色谱聚酰胺吸附属于氢键吸附，系通过其分子中众多的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此，聚酰胺吸附色谱特别适合分离酚类、醌类和黄酮类化合物。聚酰胺对被分离物质吸附力的大小取决于被分离物质分子结构中可与聚酰胺形成氢键缔合的基团数目及氢键作用强度。同时，溶剂也会影响聚酰胺对被分离物质的吸附，表现出各种溶剂在聚酰胺吸附色谱中洗脱能力有大有小，其由弱到强的大致顺序为水、甲醇、丙酮、氢氧化钠水溶液等。5）大孔吸附树脂吸附色谱大孔吸附树脂同时具有吸附性和分子筛性。一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性物质在水中易被极性树脂吸附。物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。对非极性大孔吸附树脂来说，洗脱溶剂极性越小，洗脱能力越强。该法可用于皂苷类成分的纯化分离。选择离子交换法分离中药有效成分，需注意什么问题？1）离子交换法适用于酸性、碱性或两性成分的分离，即要求被分离物质在水（或酸水，或碱水）溶液中呈解离状态。2）根据被分离物质呈解离状态时所带电荷的性质，可选择阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。鉴于中药所含大多数酸性、碱性或两性成分的酸碱性均较弱，一般在分离碱性成分时选择强酸性的阳离子交换树脂，在分离酸性成分时选择强碱性的阴离子交换树脂。3）通过选择阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，可将中药水提物中酸性、碱性、两性和中性成分进行分离。4）离子交换法亦可用于相同电荷离子的分离，其分离的依据是解离程度的不同（酸性或碱性不同的化合物，在相同条件下，其解离程度会有差异）。解离程度越大，被洗脱下来的速度越慢。生物碱（三）1．什么是生物碱？其在植物界的分布规律及在植物体内的存在形式有哪些？生物碱是指一类来源于生物界（以植物为主）的含氮有机化合物。多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，且氮原子在环状结构内，大多呈碱性，一般具3有生物活性。但有些生物碱并不完全符合上述生物碱的含义，如麻黄碱的氮原子不在环内，咖啡不显碱性等。分布规律：（1）绝大多数生物碱分布在高等植物，尤其是双子叶植物中，如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。（2）极少数生物碱分布在低等植物中。（3）同科同属植物可能含相同结构类型的生物碱。（4）一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存，且它们的化学结构有相似之处。存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷等。2．生物碱的常见结构类型有哪些？这一部分内容需要结合后面的重点中药（如麻黄、黄连、洋金花、苦参、汉防己、马钱子、乌头等）中所含的生物碱的结构类型去掌握。重要类型包括：吡啶类：主要是喹喏里西啶类（苦参所含生物碱，如苦参碱）。莨菪烷类：洋金花所含生物碱，如莨菪碱。异喹啉类：主要有苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类（汉防己所含生物碱，如汉防己甲素）、原小檗碱类（黄连所含生物碱，如小檗碱）和吗啡类（如吗啡、可待因）。吲哚类：主要有色胺吲哚类（如吴茱萸碱）、单萜吲哚类（马钱子所含生物碱，如士的宁）、二聚吲哚类（如长春碱、长春新碱）。萜类：乌头所含生物碱（如乌头碱）、紫杉醇。甾体：贝母碱有机胺类：麻黄所含生物碱，如麻黄碱、伪麻黄碱。3．生物碱的物理性质有哪些？这一部分内容需要重点掌握某些生物碱特殊的物理性质，主要包括：液体生物碱：烟碱、槟榔碱、毒藜碱。具挥发性的生物碱：麻黄碱、伪麻黄碱。具升华性的生物碱：咖啡因具甜味的生物碱：甜菜碱有颜色的生物碱：小檗碱、蛇根碱、小檗红碱。另外需注意生物碱的旋光性受多种因素的影响，如溶剂、pH值、生物碱存在状态等。同时生物碱的旋光性影响其生理活性，通常左旋体的生理活性强于右旋体。生物碱--中药化学（四）4．生物碱的溶解性有何规律？1）亲脂性生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚），可溶于醇类溶剂，难溶于水；生物碱盐难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水。2）季铵型生物碱难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水、酸水、碱水。3）一些小分子生物碱既可溶于水，也可溶于氯仿，如麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱等。4）具有羧基的生物碱，可溶于碱水，如碳酸氢钠水溶液；具有酚羟基的生物碱，可溶于苛性碱溶液，如吗啡、青藤碱。5）具有内酯（或内酰胺）结构的生物碱可溶于热苛性碱溶液，如喜树碱。5．生物碱的碱性大小如何表示？影响生物碱碱性大小的因素有哪些？生物碱的碱性大小用pKa（生物碱的共轭酸的解离常数的负对数）表示，pKa大，生物碱的碱性强。此处需要注意pKa、pKb、Ka、Kb四者之间的相互关系，它们与生物碱碱性大小的关系为：pKa大、pKb小、Ka小、Kb大，生物碱的碱性强，反之则弱。影响生物碱碱性大小的因素包括：1）N原子的杂化方式：SP3氮大于SP2氮大于SP氮2）电效应：诱导效应：烷基的供电子诱导效应使碱性增强；苯基、羰基、酯基、醚基、羟基、双键（含双键或氧原子的基团）的吸电子诱导效应使碱性降低。共轭效应：大部分共轭效应使碱性降低，其中苯胺型、酰胺型生物碱碱性降低明显，如胡椒碱、秋水仙碱、咖啡碱；烯胺型生物碱大部分碱性降低，个别碱性增强，如蛇根碱。3）空间效应：碱性降低，如叔胺碱的碱性一般弱于仲胺碱。东莨菪碱碱性小于莨菪碱，甲基麻黄碱的碱性小于麻黄碱即是因为这个缘故。4）氢键效应：碱性增强，如麻黄碱的碱性小于伪麻黄碱。6．进行生物碱沉淀反应时需注意什么问题？1）常用沉淀试剂：碘化物复盐、重金属盐、大分子酸，其中碘化铋钾试剂（Dragendorff试剂）最为常用。雷氏铵盐试剂可用于水溶性生物碱的分离。