模块二 中药中化学成分的常规分离技术剖析

中药化学实用技术教案首页课题模块二中药中化学成分的常规分离技术——两相溶剂萃取技术班级课时2课型综合教学目标１.解释萃取法、分配系数的概念２.学会计算分配系数３.说出影响萃取法的因素，并能用萃取法进行混合物的分离德育渗透萃取是分离技术中最基本的方法，我们不仅要理解其原理，而且要学会其广泛的应用，能够服务于医药行业。作为一种技术，学会是必须的，但更重要的是熟练掌握其操作技术，培养技术应用能力。教学方法讲授法教学媒体新知识新技术或参考资料中药产——古朴的有丰富文化底蕴的中医药理论可以用现代科学语言——中药的工艺、立法及临床疗效可用符合中医药特点的现代——————中药和中药知识要适应服务对象国际化和世界医疗保健观——————现代市场经济体系的运行机制和组织管理体制在产业发展————中药企业现代化，企业的生产、经营和管理适应市场化、现代化和国际化要求等。双语教学分离abruption精制refine提取distill鉴定critical逆流分配法CounterCurrentDistribution，CCD教案授课人：课题模块二中药中化学成分的常规分离技术——两相溶剂萃取技术时间地点教室教学目标１.解释萃取法、分配系数的概念２.学会计算分配系数３.说出影响萃取法的因素，并能用萃取法进行混合物的分离学生情况班级：人数：出勤：教学设计教学内容及过程两相溶剂萃取法1.萃取法：（1）概念：两相溶剂萃取法又简称萃取法，是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离的方法。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取，如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水作两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大。（２）原理：利用混合物中各成分在两相不相混溶的溶剂中的分配系数不同进行分离。分配系数的定义：在一定温度下，一种成分溶解在相互接触但不相混溶的两相溶剂中的浓度保持一定时间教法教具5min25min教法：讲授比较归纳教学内容及过程比值,该值称为在这两相溶剂中的分配系数。CA------------------------------上层溶剂中的浓度K＝―――――CB---------------下层溶剂中的浓度[提示]同一成分在不同的溶剂中的K不同。不同成分在相同的溶剂中K不同。K值不同即是溶解性不同。（３）影响萃取法的因素：1）选择合适的萃取溶剂原则：两相溶剂不相混溶；分配系数差值越大越好。经验规律：从水提液中分离亲脂性成分,用亲脂性有机溶剂。从水提液中分离亲水性成分,用正丁醇或异戊醇。从亲脂性有机溶剂中分离碱性成分,用酸水。从亲脂性有机溶剂中分离酸性成分,用碱水。2）遵循“少量多次”原则萃取法所用设备，如为小量萃取，可在分液漏斗中进行；如系中量萃取，可在较大的适当的下口瓶中进行。在工业生产中大量萃取，多在密闭萃取罐内进行，用搅拌机搅拌一定时间，使二液充分混合，再放置令其分层；有时将两相溶液喷雾混合，以增大萃取接触，提高萃取效率，也可采用二相溶剂逆流连续萃取装置。3）免乳化现象的发生（４）萃取常用的操作-----------分液漏斗两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点：1）先用小试管猛烈振摇约1分钟，观察萃取后10min15min15min教法：讲授比较归纳教学内容及过程二液层分层现象。如果容易产生乳化，大量提取时要避免猛烈振摇，可延长萃取时间。如碰到乳化现象，可将乳化层分出，再用新溶剂萃取；或将乳化层抽滤，或将乳化层稍稍加热；或较长时间放置并不时旋转，令其自然分层。乳化现象较严重时，可以采用二相溶剂逆流连续萃取装置。2）水提取液的浓度最好在比重1．1～1．2之间，过稀则溶剂用量太大，影响操作。3）溶剂与水溶液应保持一定量的比例，第一次提取时，溶剂要多一些，一般为水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，一般1/4～1/6。4）一般萃取3～4次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时，须增加萃取次数，或改变萃取溶剂。2．逆流连续萃取法：是一种连续的两相溶剂萃取法。利用提取液与萃取溶剂密度的差异，以密度小的液体为移动相（分散相），以密度大的液体作固定相（连续相），让密度小的液体穿过密度大的液体，在相对运动过程中使提取液中的某种成分转溶于溶剂中，而达到分离的一种萃取技术。其装置可具有一根、数根或更多的萃取管。管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充，以增加两相溶剂萃取时的接触面。例如用氯仿从川楝树皮的水浸液中萃取川楝素。将氯仿盛于萃取管内，而比重小于氯仿的水提取浓缩液贮于高位容器内，开启活塞，则水浸液在高位压力下流入萃取管，遇瓷圈撞击而分散成细粒，使与氯仿接触面增大，萃取就比较完全。如果一种中草药的水浸液需要用比水轻的苯、乙酸乙酯等进行萃取，则需将水提浓缩液装在萃取10min教法：讲授比较归纳教学设计教学内容及过程内，而苯、乙酸乙酯贮于高位容器内。萃取是否完全，可取样品用薄层层析、纸层析及显色反应或沉淀反应进行检查。3．逆流分配法（CounterCurrentDistribution，CCD）：逆流分配法又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，是一种经过数十次反复进行的移位液－液萃取技术。逆流分配法与两相溶剂逆流萃取法原理一致，但加样量一定，并不断在一定容量的两相溶剂中，经多次移位萃取分配而达到混合物的分离。本法所采用的逆流分布仪是由若干乃至数百只管子组成。若无此仪器，小量萃取时可用分液漏斗代替。预先选择对混合物分离效果较好，即分配系数差异大的两种不相混溶的溶剂。并参考分配层析的行为分析推断和选用溶剂系统，通过试验测知要经多少次的萃取移位而达到真正的分离。4．液滴逆流分配法：液滴逆流分配法又称液滴逆流层析法。为近年来在逆流分配法基础上改进的两相溶剂萃取法。对溶剂系统的选择基本同逆流分配法，但要求能在短时间内分离成两相，并可生成有效的液滴。由于移动相形成液滴，在细的分配萃取管中与固定相有效地接触、摩擦不断形成新的表面，促进溶质在两相溶剂中的分配，故其分离效果往往比逆流分配法好。且不会产生乳化现象，用氮气压驱动移动相，被分离物质不会因遇大气中氧气而氧化。本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小（1克以下），并要有一定设备。应用液滴逆流分配法曾有效地分离多种微量成分如柴胡皂甙、原小檗碱型季铵碱等。液滴逆流分配法时间10min教法:讲授比较归纳的装置，近年来虽不断在改进，但装置和操作较繁。课后小结通过学习学生能够解释萃取法、分配系数的概念，并计算分配系数，掌握了用萃取法进行混合物的分离。参考文献姚新生主编天然药物化学人民卫生出版社2002第三版王宪楷主编天然药物化学人民卫生出版社1988肖崇厚主编中药化学上海科技出版社1997杨其蕴主编天然药物化学中国医药科技出版社1996陈友梅主编中药化学山东科技出版社1988中药化学实用技术教案首页课题模块二中药中化学成分的常规分离技术——沉淀技术班级课时1课型综合教学目标掌握各种沉淀法的沉淀范围和适用提取溶剂德育渗透学习一门课程最主要的是要学会学习的方法，学习天然药物化学要学会应用总结、比较、联系、发展的方法来学习，要将所学知识学会、学活。例如，今天的萃取法就是要应用比较的方法，比较各种萃取的优缺点，适用范围，不可死记硬背。教学方法讲授法教学媒体新知识新技术或参考资料透析膜可以自制：动物半透膜如猪、牛的膀胱膜、用水洗净，再以乙醚脱脂，，即可供用；羊皮纸膜可将滤纸浸入50％的硫酸15～60分钟，取出铺在板上，以水冲洗制得。其膜孔大小与硫酸浓度、浸泡时间以及用水冲洗速度有关；火棉胶膜系将火棉胶溶于乙醚及无水乙醇，涂在板上，干后放置水中即可供用，其膜孔大小与溶剂种类、溶剂挥发速度有关，溶剂中加入适量水可使膜孔增大，加入少量醋酸可使膜孔缩小；蛋白质胶（明胶）膜可用20％明胶涂于细布上，阴干后放水中，再加甲醛使膜凝固，冲洗干净即可供用。近来商品有透析膜管成品出售，国外习称“ViskingDialysisTubing”，有各种大小厚度规格，可供不同大小分子量的多糖、多肽透析时选用。双语教学沉淀法deposition提取distill分离abruption鉴定critical精制refine教案授课人：课题模块二中药中化学成分的常规分离技术——沉淀技术时间地点教室教学目标掌握各种沉淀法的沉淀范围和适用提取溶剂学生情况班级：人数：出勤：教学设计教学内容及过程沉淀法(deposition)1．概念：在中草药提取液中加入某种试剂产生沉淀.通过过滤使有效成份与其它成份分离的方法,称之为沉淀法。2．常用于粗分的沉淀法：（1）水沉淀法（2）醇沉淀法（3）酸碱沉淀法（4）铅盐沉淀法[注]某些专属性强的沉淀反应,各论中介绍。（1）水沉淀法原理----利用醇提液中亲脂性成分难溶于水的性质,向其中加水使其沉淀而与亲水性成分分离。沉淀范围----亲脂性成分：树脂、叶绿素等。操作过程----醇提液浓缩至小体积，缓缓加入到大量水中，放置过滤，得到沉淀[亲脂性成份]和滤液。（2）醇沉淀法原理----利用水提液中某些水溶性成分难溶于醇的性质,向其中加入高浓度的醇,使其沉淀而与其它成分分离。沉淀范围----主要是淀粉、蛋白质、粘液质、树胶、果胶等。时间教法教具5min5min15min10min教法：讲授比较归纳教学设计教学内容及过程操作过程----水提液浓缩至小体积,缓缓加入到大体积的醇[95%]中，使含醇量达到80%以上，放置过滤，得到沉淀[水溶性大分子]和滤液。（3）酸碱沉淀法A酸沉淀法：原理----利用酸性成份溶于碱水,但难溶于酸水的性质，将其沉淀而与其它成分分离。R-COOH+NaOH------------R-COONa+H2OR-COONa+HCL------------R-COOH↓+NaCL沉淀范围----酚类、有机酸等酸性成分。操作过程----碱水提取液加酸酸化，放置、过滤、沉淀(R-COOH、AR-OH)溶液(其它成分)。同离子效应:酸性成份在酸水中沉淀。此法还可以沉淀内脂类成份。B碱沉淀法(酸溶碱沉淀)原理:利用碱性成分溶于酸水,但难溶于碱水的性质,将其沉淀而与其它成分分离。沉淀范围:主要是生物碱等碱性成分。操作过程:酸水提液加碱碱化放置过滤，得到沉淀(生物碱)和其它成分。（4）铅盐沉淀法:A原理：利用中性醋酸铅与碱式醋酸铅在水或稀醇中能与某些成份生成难溶性的铅盐沉淀,而与其它成份分离。B沉淀范围：中性醋酸铅类(含邻二酚羟基或羧基)有机酸等酸性成份,碱式醋酸铅：中性和酸性成份。酸性成分亦可沉淀。C操作过程：水或稀醇液，加过量醋酸铅饱和液至沉淀完全，过滤，并将沉淀洗液并入滤液，于滤液时间教法教具20min教法：讲授比较归纳教学设计教学内容及过程中加碱式醋酸铅饱和溶液至不发生沉淀为止，这样就可得到醋酸铅沉淀物、碱式醋酸铅沉淀物及母液三部分。然后将铅盐沉淀悬浮于新溶剂中，通以硫化氢气体，使分解并转为不溶性硫化铅而沉淀。含铅盐母液亦须先如法脱铅处理，再浓缩精制。硫化氢脱铅比较彻底，但溶液中可能存有多余的硫化氢，必须先通入空气或二氧化碳让气泡带出多余的硫化氢气体，以免在处理溶液时参与化学反应。新生成的硫化铅多为胶体沉淀，能吸咐药液中的有效成分，要注意用溶剂处理收回。脱铅方法，也可用硫酸、磷酸、硫酸钠、磷酸钠等除铅，但硫酸铅、磷酸铅在水中仍有一定的溶解度，除铅不彻底。用阳离子交换树脂脱铅快而彻底，但要注意药液中某些有效成分也可能被交换上去，同时脱铅树脂再生也较困难。还应注意脱铅后溶液酸度增加，有时需中和后再处理溶液，有时可用新制备的氢氧化铅、氢氧化铝、氢氧化铜或碳酸铅、明矾等代替醋酸铅、碱式