第六章中药的浸提、分离与精制

第六章中药的浸提、分离与精制第一节概述一、药材成分与疗效•有效成分：起主要药效的物质。•辅助成分：本身无特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。或指有利于有效成分的浸出或增强制剂稳定性的物质。•无效成分：无生物活性，不起药效的物质。•组织物质：构成药材细胞或其他的不溶性物质。二、中药浸提、分离与精制的目的•尽量提出有效成分或有效部位，最低限度的浸出无效甚至有害的物质。•减少服用量。•增加制剂的稳定性。•提高疗效。第二节中药的浸提一、中药浸提的过程*•浸润与渗透阶段*•解吸与溶解阶段*•浸出成分扩散阶段*扩散公式ds=-DF.dc/dx.dt•dt：扩散时间•ds：dt时间内物质的扩散量•F：扩散面积，代表药材的粉碎度•dc/dx：浓度梯度•D：扩散系数D=RT/N6πγη•-：扩散趋向平衡时浓度降低二、影响浸提的因素•①药材粒度：适宜粒度。不宜用过细粉末：①吸附作用增强，影响扩散速度。②浸出杂质多。③操作困难。•②药材成分：小分子成分易浸出，易溶性物质易浸出。•③浸提温度：温度升高，浸出效果提高，制剂稳定性好；浸出杂质增多，易出现沉淀或浑浊，影响制剂质量和稳定性；使不耐热成分、挥发性成分分解、变质或挥发散失。•④浸提时间：时间长，浸出完全，但扩散平衡后，时间不起作用；杂质浸出多，某些成分分解；水为溶剂时长期浸泡易霉变。•⑤浓度梯度：扩散作用的主要动力，不断搅拌、经常更新溶剂、强制浸出液流动、采用流动溶剂渗漉法增大浓度梯度，提高浸出效果。•⑥溶剂pH：调节适宜pH，有助于药材中某些弱酸、弱碱性有效成分在溶剂中的解吸和溶解。例：生物碱---弱酸性溶媒。•⑦浸提压力：加压可加速润湿渗透过程，利于浸出成分的扩散。但对组织松软的药材、容易浸润的药材，加压对浸出影响不大；药材组织内已充满溶剂后，加压对扩散速度无影响。•⑧新技术的应用：超声波技术、脉冲浸提技术等。三、常用浸提溶剂•水•乙醇•乙醚•石油醚•氯仿•丙酮•脂肪油•甘油与丙二醇水•极性大、溶解范围广、经济易得。•浸出成分：生物碱盐类、苷、苦味质、有机酸盐、鞣质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类、酶、少量挥发油。•缺点：浸出范围广，选择性差，易浸出大量无效成分造成制剂困难，引起有效成分水解或发生化学变化。乙醇•半极性溶剂，既能溶解一些水溶性成分，又能溶解一些脂溶性成分。•＞90%挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等50%~70%生物碱、苷类等＜50%苦味质、蒽醌苷类等＞40%可延缓酯类、苷类等成分水解20%具防腐作用•缺点：具药理作用，价昂易燃。丙酮•脱脂溶媒，脱水剂。新鲜动物药材脱水、脱脂。•具防腐作用。•易挥发、燃烧，有一定毒性。四、浸提辅助剂作用：提高浸提效能，增加浸提成分的溶解度，增加制剂的稳定性，去除或减少某些杂质。•酸：硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等--促进生物碱浸出，使有机酸游离便于有机溶剂浸提，提高部分生物碱稳定性，除去酸不溶性杂质。•碱：氨水、碳酸钙、氢氧化钙、碳酸氢钠等--增加有效成分的溶解性和稳定性。甘草、远志--氨水•表面活性剂：降低界面张力，促进药材表面的润湿性。五、常用浸提方法与设备•煎煮法•浸渍法•渗漉法•回流法•超临界流体提取法•超声波提取法•半仿生提取法煎煮法•适用范围：有效成分溶于水，对湿、热稳定。•方法：常压、加压、减压•设备小量生产----敞口倾斜式夹层锅、不锈钢罐大生产----多功能提取罐浸渍法•适用范围：有效成分遇热易挥发和易破坏药材；粘性物质的浸出。•方法：冷浸法、热浸法、重浸法•设备浸渍器：不锈钢罐、搪瓷罐压榨器：螺旋压榨机（小）、水压机（大）渗漉法•适用范围：除非组织药材（如乳香、没药、芦荟等因遇溶媒易软化成团，堵塞孔隙使溶媒无法均匀的通过）外的药材。•方法：单渗漉法、重渗漉法、加压渗漉法、逆流渗漉法。•设备圆锥形渗漉筒（溶媒：水，膨胀性大）圆柱形渗漉筒（膨胀性小）陶缸单渗漉法•药材粉碎润湿装筒排气浸渍渗漉•粉碎：中粉或粗粉•润湿：约药材1倍量，充分润湿、膨胀。•装筒：先垫脱脂棉，层层平压，松紧适度，上盖滤纸或纱布并压玻珠或瓷块。装量为2/3容积。•排气：先开出口，再添溶剂。•浸渍：浸没药面数厘米，加盖放置24~48h。•渗漉：一般，1000g药材，1~3ml（或3~5ml）/min，收集85%初漉液另存，续漉液浓缩后与之合并。回流法•适用范围：不适于受热易破坏药材。•方法：1.回流热浸法--圆底烧瓶冷凝管溶剂只能循环使用，需更新2-3次，用量多。2.回流冷浸法--索氏提取循环回流冷浸装置溶剂既可循环使用又能不断更新，用量少。水蒸气蒸馏法•适用范围：具挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，遇水不发生反应，又难溶或不溶于水的化学成分的提取、分离。•方法：共水蒸馏法（直接加热法）、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法。•基本原理：道尔顿定律。相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸气总压，等于该温度下各组分饱和蒸气压（分压）之和。超临界流体提取法•方法原理：利用超临界流体在Tc与Pc附近具有特殊性能进行的一种提取分离技术。•超临界流体：指处于临界温度（Tc）与临界压力（Pc）以上的流体。同时具有液体和气体的双重特性，密度接近于液体，黏度接近于气体。•SCFE-CO2：极性小，适合非极性或极性小的化合物的提取。•夹带剂（改性剂、携带剂、调节剂）：乙醇、甲醇等。气体、超临界流体、液体性质比较状态密度（g/ml）粘度（Pa·S）扩散系数（cm2/s）气体(0.6-2.0)×10-30.05-0.350.01-1.0超临界流体0.2-0.90.20-0.99(0.5-3.3)×10-4液体0.8-1.03.00-24.0(0.5-2.0)×10-5•操作过程超临界流体的压缩提取减压分离•特点1.近室温操作，防止对热不稳定成分被破坏或逸散。2.几乎不用有机溶剂，无残留，对环境无污染，产品符合卫生标准。3.提取效率高，操作周期短，节约能源。4.局限性：较适于亲脂性、分子量较小物质的萃取，极性大、分子量大：+夹带剂高压设备一次性投资大，普及受到限制。半仿生提取法•自学超声波提取法•自学•第三节提取液的分离与精制一、分离•沉降分离法原理：固体物与液体介质密度差异悬殊，固体物依靠自身重量自然下沉，用虹吸法吸取上清液，使固-液分离。重力•离心分离法原理：利用不同物质密度差。离心力•滤过分离法悬浮液通过多孔介质（滤材）时，固体粒子被截留，液体经介质孔道流出，使固-液分离。滤过分离法机理①过筛作用：＞滤材的孔径，微粒被截留在介质表面，介质起了筛网的作用。②表面过滤（饼层过滤）：＜介质孔隙微粒，开始滤液浑浊，颗粒在孔道内“架桥”，形成滤饼，滤液通过，大于间隙的微粒被截留。③深层滤过：＜介质孔隙微粒，由于静电及分子力的作用吸附在孔道壁而被截留在滤器深层。实际操作中，常加助滤剂或絮凝剂，改善滤渣性能，提高滤速。此外，常“回滤”使药液易滤至澄清。•影响滤过速度的因素V/t=Pπr4/8ηlV/t：滤过速度滤渣两侧压力差（P）----正比加压或减压滤器面积（πr2）----正比滤材和滤饼毛细管半径（r）：正比毛细管长度（l）：反比预滤减少滤渣层厚度动态滤过料液粘度（η）：反比趁热滤过或保温滤过先滤清液加助滤剂•滤过方法与设备①常压滤过：玻璃漏斗、搪瓷漏斗等②减压滤过：布氏漏斗、垂熔玻璃滤器③加压滤过：压滤器、板框压滤机④薄膜滤过薄膜滤过•微孔滤膜滤过截留粒径范围：0.02~10μm滤除：细菌和细小悬浮颗粒用途：精滤、热敏药物除菌、制备高纯水•超滤含义：在透过溶剂的同时，透过小分子溶质，截留大分子溶质，截留粒径范围：1~20nm，相当于分子量为300~300000的各种蛋白质分子和相应粒径的胶体微粒。截留粒径范围：1~20nm滤除：细菌、微粒、大分子杂质用途：1-3万分子—制备注射用水、输液、中药注射液5-7万分子—制备口服液和固体制剂二、精制•水提醇沉法•醇提水沉法•超滤法•盐析法•酸碱法•澄清剂法•透析法•萃取法•大孔树脂吸附法水提醇沉法*•含义：先以水为溶剂提取药材有效成分，再用不同浓度乙醇沉淀除去提取液中杂质的方法。•原理：利用中药中的大多数成分易溶于水和醇的特性，用水提出，并将提取液浓缩，加入适当的乙醇或水反复数次沉降，除去其不溶解的物质，最后制得澄明的液体。•工艺设计依据①药材成分在水和乙醇中的溶解性。含醇量50%~60%除淀粉、多糖等杂质＞75%除蛋白质等杂质＞80%除蛋白质、多糖、无机盐等杂质②根据工业生产的实际情况。•操作方法药材水提--浓缩至1:1或1:2--加95%乙醇--冷藏--去除杂质•醇量的计算χ=C2V/（C1-C2）χ:需加入浓乙醇体积（ml）V：浓缩药液体积（ml）C1：浓乙醇的含醇量（%）C2：所需达到的含醇量（%）•生产中：称重法Cg/g%=0.7958×Cml/ml/[d+（0.7958-d)×Cml/ml]×100%d:醇沉温度下浓缩药液的密度加回收乙醇后：C４=C2V２/（Ｖ1＋Ｖ2）χ=（Ｖ1＋Ｖ2）×（C３-C４）/（C1-C３）醇提水沉法•含义：先以适宜浓度的乙醇提取药材成分，再用水除去提取液中杂质的方法。•适用对象：蛋白质、粘液质、多糖等杂质较多药材的提取精制。盐析法•含义：在含某些高分子物质的溶液中加入大量无机盐，使其溶解度降低沉淀析出，而与其他成分分离的一种方法。•原理：高浓度的盐才能降低蛋白质溶解度，并使之沉淀。•常用盐：硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等