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发布时间:2021-02-10 08:00:41

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作者:欧绍淑

出版社:中国中医药出版社

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中药化学基础

中药化学基础试读:

编写说明

本教材为全国中医药行业中等职业教育“十三五”规划教材之一,主要供中等职业院校中药、药剂、药品食品检验等专业使用。本教材是在国家中医药管理局教材建设工作委员会办公室指导下,由中国中医药出版社具体组织,依托《中医药健康服务业发展规划(2015—2020年)》和《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》,落实教育部中医药职业教育教学指导委员会《关于加快发展中医药现代职业教育的意见》和《中医药现代职业教育体系建设规划(2015—2020年)》精神,按照中等职业教育规划教材的要求编写而成。

本教材编写着重突出以下几个特点:①贴近实际:根据中职学生的实际认知水平,尽量降低难度,理论知识以“必须、够用”为度,注重基本知识、基本理论和基本技能的培养;采用表格、流程图等直观表达方式,以增强可读性;并通过知识链接内容,增强实用性和趣味性。②贴近岗位:在充分调研岗位需求和职业标准的基础上编写本教材,使学生更好地了解所学知识在对应岗位群中的实际应用;教材内容注重与职业资格考试接轨,突出学以致用,以激发学生学习的兴趣。③强化技能训练:实训项目选择了各主要类型中药化学成分的提取、分离和检识的基本操作技术,强调实训操作过程;在提高学生的实践能力的同时,培养学生严谨求实的工作作风,突出学生综合职业能力的培养。④突出创新特色:在内容上,教材编写突出专业技能培养、贴近岗位实际需求、谋求职业对接。在形式上,案例导入、知识链接等栏目的设定,使教材结构新颖,充分体现以学生为主体的新教学理念。

本教材分理论和实训两大部分:

理论部分

包括第一章至第十二章,其中第一章绪论主要概括中药化学的性质、主要内容及学习的目的和意义,第二章主要概述中药化学成分常用的提取、分离方法及技术;第三章至第十二章,主要介绍各类中药化学成分的相关性质及提取、分离和检识方法;实训部分包括中药化学实训的基本知识和七个实训项目,其中实训一为色谱法操作练习,实训二至实训六为具体的中药化学成分的提取、分离和检识技能训练的内容,实训七为中药化学综合技能操作考核的内容。

本教材编写分工如下:第一章、中药化学基础实训基本知识、实训一、实训四、实训七由欧绍淑编写,第二章第一节、第十一章由蒋江编写,第二章第二、三节由庞满坤编写,第三章及实训二由毛姗编写,第四章及附录由黄永昌编写,第五章及实训三由杨周编写,第六章由马玉编写,第七章、第十二章及实训六由张志勇编写,第八章、第九章由于春光编写,第十章及实训五由李欣编写。

由于编写时间仓促,编者水平有限,书中若有疏漏之处,希望广大师生在使用过程中提出宝贵意见,以便再版时修订提高。《中药化学基础》编委会2018年3月理论部分第一章绪论扫一扫,看课件【学习目标】

1.掌握中药化学的性质、研究的主要内容及有效成分的概念。

2.熟悉中药化学成分的主要类型。

3.了解中药化学的发展概况及学习中药化学的目的意义。第一节 概述

案例导入“青蒿素”的故事

在20世纪中叶爆发的越南战争(1955~1975年)中,因为战争条件艰苦,瘴气弥漫,包括我国在内的多国参战战士纷纷感染恶性疟疾,导致非战争性死亡率快速上升。但是当时的抗疟一线药物氯喹已出现了耐药性,医护人员对此一筹莫展。我国政府对此十分重视,为了寻找能够替代氯喹治疗疟疾的新药,调集了全国60多个科研机构,500多名科研人员,组成了一支庞大的科研攻关队伍,屠呦呦担任其中一个研究小组的组长。各地的研究人员筛查了成千上万种民间药方和中草药,都没找到有效的药物。屠呦呦研究小组也对数百种药方和中草药及其提取物进行了筛查,在经历了190次失败后,屠呦呦受到葛洪《肘后备急方》中“青蒿一握,水一升渍,绞取汁服”的启发,分析实验失败的原因很可能是由于提取温度高而破坏了青蒿的有效成分,于是改用乙醚冷浸法低温提取,终于在1971年,从黄花蒿中提取出“191号”对疟原虫的抑制率达100%的提取物,继而分离出有效成分“青蒿素”,并且很快通过临床验证。青蒿素的发现挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,让全球数亿人受益,屠呦呦也因此荣获了2015年诺贝尔生理学或医学奖。

问题:在这一故事中,我们看到了“提取、分离、有效成分、青蒿素、抗疟疾”等关键词,这与下面要学习的“中药化学基础”这门学科有什么关系?从故事中,同学们是否也感受到了知识的力量和魅力呢?一、中药化学的性质及主要内容

中药化学是运用现代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。其主要内容是研究中药化学成分的结构特点、理化性质以及提取、分离、检识的基本方法与技术,并简要介绍中药化学成分结构鉴定等知识。二、中药的来源及应用

中药是我国传统药物的主要组成部分。人类自古以来,在生产生活和与疾病作斗争的长期实践中,通过口尝身试、日积月累,对中药的应用积累了丰富的经验。中药在中医药理论指导下使用,与中医一起构成了独特的中医药学理论体系。中医药发祥于中华大地,是中华民族文化的瑰宝,不仅为中华民族五千年来的繁衍昌盛作出了卓越贡献,也对世界文明进步产生了积极影响,是全人类的宝贵遗产。

中药主要来源于植物、动物、矿物、微生物和海洋生物等,以植物来源为主,种类繁多。我国中药资源丰富,素有中药王国的称号,在国际上享有很高的声誉,在《本草纲目》(明·李时珍著)中记载了1892种,《中华药海》(1994年出版)收载了8000余种。我国第三次全国中药资源普查(1983~1987年)结果表明,现有中药资源达12807种,其中药用植物11146种,约占全部种类的87%,药用动物1581种,占12%,药用矿物80种,占1%。2011年,我国启动了第四次全国中药资源普查,全面系统地对全国中药资源种类、分布、蕴藏量等信息进行调查,建立中药资源动态监测体系和中药资源数据库,为进一步开发和研究中药提供了雄厚的物质基础。三、中药及其有效成分

中药所含的化学成分极为复杂,种类繁多,往往一种中药含有多种化学成分,且大多数为有机化合物。

1.有效成分 通常把具有一定生物活性,具有治疗作用,可以用分子式和结构式表示,并具有一定物理常数(如熔点、沸点、旋光度、溶解度等)的单体化合物,称为有效成分或活性成分。在大多数情况下把中药中所含有的比较特殊的化学成分如生物碱类、黄酮类、蒽醌类、香豆素类、强心苷类、皂苷类、挥发油类等,视为有效成分;它是中药防病治病的主要物质基础,如麻黄中的麻黄碱具有止咳平喘的作用,黄芩中的黄芩苷具有抗菌消炎的作用,甘草中所含的甘草酸具有解毒作用等。

2.有效部位 含有效成分但尚未提纯为单体化合物的混合物,称为有效部位或有效部分,如中药乙醇提取液、人参总皂苷、银杏总黄酮等。

3.无效成分 没有生物活性和没有防病治病作用的化学成分,称为无效成分,如鞣质、多糖、蛋白质、树脂、油脂、蜡、叶绿素等。

有效成分、有效部位和无效成分之间的关系可用下列工艺流程表示:

应当指出,有效成分和无效成分的划分只是相对而言。例如鞣质,在多数中药中对治疗疾病不起作用,被视为无效成分;但在五倍子、地榆等中药中,因具有收敛、止血和抗菌消炎作用,被视为有效成分。随着科学不断发展,有些过去认为是无效成分,如某些多糖、蛋白质,在后来的研究中又发现具有生物活性,如人参多糖、灵芝多糖有抗肿瘤和免疫调节作用,天花粉中的蛋白质有引产作用,因此被列为有效成分。另外,应当强调,有效成分具有多样性,一种中药往往含有多种有效成分,因此可有多种临床用途。如中药阿片中的吗啡具有镇痛作用,罂粟碱具有解痉作用,而可待因具有止咳作用,这三种成分是阿片具有不同临床用途的主要原因。第二节 中药化学成分的主要类型

中药化学成分种类繁多,极为复杂,其分类依据不同,分类结果也不相同,除了可按其生物活性分为有效成分和无效成分以外,也可以按中药化学成分结构特点不同进行分类。常见中药化学成分的主要类型、结构特点及一般性质见表1-1。表1-1 中药化学成分的主要类型

知识链接表1-2 中药化学成分的溶解性续表注:表中“+”表示溶解;“-”表示难溶或不溶;“热+”表示加热溶解;“热-”表示加热难溶。第三节 中药化学发展简史

在远古时代,我国就有“神农尝百草”的传说和“药食同源”的记载,而对中药化学的认识和研究也可追溯到古代。早在商代初期人们将中药煎汤内服或外用作为预防或治疗疾病的方法,即是用煎煮法提取中药化学成分。公元前12世纪人们已使用大麦发芽制造饴糖。晋代葛洪所著的《抱朴子》就有“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”的记载(实际上是还原反应与氧化反应的过程)。明代李梴的《医学入门》收录了用发酵法从五倍子制备没食子酸的全过程,这是世界上最早制得的有机酸,比瑞典化学家舍勒的发明要早200多年。《本草纲目》详细地记载了应用升华法制备、纯化樟脑的过程,后由马可波罗传到欧洲。这些都说明了我国古代劳动人民在中药化学领域所取得的突出成就。

18世纪后半叶,瑞典化学家舍勒(K.W.Schelle)从多种植物中提取分离得到多种有机酸,为中药化学的形成进一步奠定了基础。19世纪初德国药师Sertürner从阿片中分离出吗啡(morphine),开始了中药化学成分的研究与开发。

20世纪20年代,我国一批有机化学和药学科技工作者应用近代化学技术与方法研究挖掘中药中的活性成分,对麻黄碱的研究取得了突出成就,为麻黄碱的制药工业奠定了基础。20世纪30年代后,我国科学家又对延胡索、防己、贝母、陈皮、柴胡、三七、雷公藤等中药的化学成分开展了一些分离工作,取得一定的成绩。

新中国成立后,科学事业蓬勃发展,中药化学研究进入了一个崭新的时代。我国中药化学工作者充分利用国内中药资源的优势,不断报道从中药中提取分离出生物活性成分,如麻黄碱(ephedrine)、吐根碱(emetine)、奎宁(quinihe)、马钱子碱(strychnine)、小檗碱(berberin)、阿托品(atropine)、可待因(codeine)、可卡因(cocaine)、芦丁(rutine)、洋地黄毒苷(digitoxine)等。

近几十年来,随着现代科学技术的发展,特别是各种色谱技术和波谱解析技术的广泛应用,使中药化学成分结构的研究工作趋向自动化、微量化、快速和准确,研究中药化学成分的周期也大大缩短。如吗啡从1804年发现,1925年确定化学结构,到1952年人工合成,总共经历约150年时间,而利血平从提取分离、结构测定,到人工合成成功(1952~1956年),只用了5年时间。

知识链接生物碱的研究进展1952年以前100多年中仅发现新生物碱950种。1952~1962年的10年间发现新生物碱1107种。1962~1972年的10年间发现新生物碱3443种。

近30多年来,我国中药化学发展取得了显著的进步,20世纪80年代从中药研究中发现新的化合物已有800多个,90年代以来,每年研究发现百余种新的中药化学成分,如麝香酮、樟柳碱、川芎嗪、鹤草酚、香菇多糖、云芝糖肽、绞股蓝总皂苷、海可素等;有些活性成A分已发展成为新药,如丹参酮Ⅱ磺酸钠、溴化异丙东莨菪碱、β-甲基地高辛等。中药化学的研究与发展历程为中药走向国际奠定了基础。

屠呦呦因发现青蒿素荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖,为中国乃至世界人民的健康事业作出了杰出的贡献。屠呦呦说,青蒿素是传统中医药送给世界人民的礼物,是中医中药走向世界的一个荣誉。

2017年7月1日起正式施行的《中华人民共和国中医药法》为继承和弘扬中医药保驾护航。随着“着力推动中医药振兴发展”国家战略的实施,必将推进“中药标准化、规范化、现代化”的进程,中药化学作为中医药最活跃的领域之一,也将迎来更广阔的发展前景。

知识链接《中国的中医药》白皮书摘要

2016年12月6日,国务院新闻办公室发表《中国的中医药》白皮书。

白皮书指出,中医药作为中华文明的杰出代表,不仅为中华民族繁衍昌盛作出了卓越贡献,也对世界文明进步产生了积极影响。

白皮书显示,2015年,国务院常务会议通过《中华人民共和国中医药法(草案)》,为中医药事业发展提供良好的政策环境和法制保障。2016年,国务院印发《中医药发展战略规划纲要(2016—2030年)》,把中医药发展上升为国家战略,中医药振兴发展迎来了天时、地利、人和的历史性机遇。

中医药发展迅猛。中医药除在常见病、多发病、疑难杂症的防治中贡献力量外,在重大疫情防治和突发公共事件医疗救治中也发挥了重要作用。中医药有45项科研成果获得国家科技奖励,屠呦呦因发现青蒿素荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖,是迄今为止中医药在世界获得的最高奖项。

中药产业快速发展。全国有2088家制药企业生产中成药,2015年中药工业总产值7866亿元,中药出口额达37.2亿美元。中药产业成为国民经济与社会发展中具有独特优势和广阔市场前景的战略性产业。

目前,中医药已传播到183个国家和地区。中国政府向亚洲、非洲、拉丁美洲的70多个国家派遣了配有中医药人员的医疗队。援外医疗队采用中药、针灸、推拿以及中西医结合方法治疗了不少疑难重症,挽救了许多垂危病人的生命,得到受援国政府和人民的充分肯定。

白皮书强调,中医药作为中华民族原创的医学,以其临床疗效确切、预防保健作用独特、治疗方式灵活、费用相对低廉的特色优势,成为人们治病健体、延年益寿的重要手段。推动中医药振兴发展,推进中医药现代化,使之服务于我国乃至世界人民的健康福祉,为世界文明发展作出更大贡献。第四节 学习中药化学基础的目的和意义一、为合理采集、妥善贮藏提供科学依据

中药材中有效成分的存在及含量的高低因采收季节和药用部位的不同存在着较大的差异。民间谚语“一月茵陈二月蒿,三月四月当柴烧”,说明了采收季节对茵陈有效成分含量的影响。又如麻黄的有效成分麻黄碱,主要存在于茎的髓部,以秋季含量最高(可达1.3%),随后含量逐渐降低,所以应在8~9月采集其茎,才能保证药材质量,可见采收季节和采收部位对麻黄有效成分含量均有影响。若能掌握原植物在生长过程中各部位有效成分的变化规律,就能在最适宜的季节采集其有效成分含量最高的部位。

药材在贮藏过程中,受温度、湿度、日光、空气、蛀虫、时间等影响,常会破坏其有效成分,使其部分或全部失效。如黄芩在贮存中极易潮解变色、变质;含挥发油的药材易挥散、氧化变质,应贮藏于阴凉处,且不宜贮存过久。只有了解药材中所含有效成分及其理化特性,才能为妥善贮存提供科学依据,确保发挥药材最高效用。二、为合理炮制提供科学依据

中药炮制是一项传统的制药技术。炮制的目的是为了提高药效、降低毒性等。但过去由于受当时科技水平的限制,炮制的工艺及质量标准都是凭经验来把握。随着现代科技的应用,采用中药化学技术,研究炮制前后有效成分的变化,就能阐明炮制的原理,制订统一的炮制标准,科学把握炮制的工艺,达到预期的炮制目的。如乌头为剧毒药,现代研究表明,其毒性成分主要为乌头碱,具有双酯型结构特点。采用长时间水煮的炮制方法就是为了让其酯键水解生成几乎无毒性的乌头原碱。这就是中医用乌头、附子必经炮制的原因。三、为控制中药及其制剂的质量提供保障

中药的真伪鉴别及其制剂的质量控制是保证其充分发挥药效的关键。由于全国各地区的用药习惯和药物来源复杂,药材同物异名、同名异物现象十分普遍,如“石斛”有50多个品种,“沙参”有30多个品种,“金银花”有20多个品种的不同植物来源,其发生医疗作用的化学成分不全相同,药理作用和临床疗效也不尽一致,因此,单凭传统的经验进行识别和质量控制是很不够的。当我们探知中药有效成分的理化性质后,就可以对其提出更可靠的客观指标,借以建立完善的药材标准。2015年版《中国药典》一部对所收载的两千多种中药材、饮片、提取物及制剂规定了生物活性成分鉴别方法或含量标准,普遍采用薄层色谱法和高效液相色谱法作为定性、定量方法。例如《中国药典》规定苦参中苦参碱和氧化苦参碱的总量不得少于1.2%;甘草中含甘草苷不得少于0.5%,含甘草酸不得少于2.0%。这比以形态为主的质量标准更加客观。通过测定中药制剂中某些有效成分的含量,也可以有效地控制制剂的质量,确保临床疗效。必须强调,由于中药化学成分的复杂性,有些生理活性成分,并不一定是真正代表该中药临床疗效的有效成分,因此,有时还必须结合药理、临床疗效综合考察中药及其制剂的质量。四、为合理选择剂型提供理论依据

药物制剂的有效性、安全性和合理性,反映了临床用药的水平和效果。随着现代科学的发展,中药已从汤、膏、丹等传统剂型,发展到现在的片剂、胶囊剂、滴丸、膜剂、注射剂、缓释剂等40多种剂型,为了使中药在临床使用中能最大限度地发挥其药效,降低毒副作用,合理地选择剂型至关重要。如皂苷水溶液大多数能破坏红细胞而具有溶血性,故含皂苷的药物通常不能制作注射剂供静脉注射,以免发生溶血反应,但口服无溶血作用。五、为探索中药防病治病的原理提供物质基础

中药中的有效成分是其防治疾病的物质基础。探索中药防病治病的原理,首先可利用中药化学理论与技术从中药中提取分离出有效成分,并确定其化学结构,然后运用现代科学方法进行动物安全性和毒理性实验,进而进行人体临床药理学实验,观察该有效成分在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,同时,进一步研究其构效关系,逐步阐明中药防病治病的作用原理。如常用的中药人参,具有大补元气、补脾益肺、生津养血、安神益智之功效,为探明其有效成分的作用机理,应用中药化学提取分离技术得到人参总提取物,再经药理实验筛选,分离得到有效部位,包括人参皂苷、糖类及其他成分,该有效部位具有明显促进血清、肝脏、骨髓等的核糖核酸、脱氧核糖核酸、蛋白质、脂质和糖的生物合成作用,并能提高机体的免疫力。

中药所含成分非常复杂,且大多是复方用药,存在多种有效成分之间的复合作用。如麻黄汤由麻黄、桂枝、杏仁、甘草等中药组成,具有发汗解表、宣肺平喘之功效。现代研究表明,麻黄碱是麻黄平喘的主要有效成分,桂皮醛是桂枝镇痛解热的有效成分,苦杏仁苷为杏仁镇咳有效成分,甘草中的甘草酸具有解毒作用。以上各种有效成分共同发挥复合及协同作用,与麻黄汤具有治疗感冒发热、头痛咳嗽等症之功效相符合。六、为扩大中药资源、研制新药提供科学依据

当某些中药资源缺乏时,可以根据有效成分的化学结构、理化性质和鉴别方法,从亲缘科属植物甚至从其他科属植物中寻找出同一种有效成分,从而扩大含该有效成分的中药资源。如具有抗菌消炎作用的小檗碱,最初是从毛茛科植物黄连中发现的,因其生长缓慢,资源有限,供不应求,后来又发现小檗科的三颗针、防己科的古三龙、芸香科的黄柏等植物中也含有该成分,扩大了小檗碱的药用植物资源,也降低了成本。因此,三颗针、古三龙、黄柏等成为制药工业提取小檗碱的主要原料。以中药提取物为原料药或中间体,进行药物半合成,可缩短生产周期,降低成本。如我国制药工业用薯蓣皂苷作为生产甾体激素类药的甾体原料,降低了生产成本,提高了生产效率。对中药有效成分进行结构修饰或结构改造,是开发新药的一种途径,如吗啡镇痛作用的代用品——杜冷丁,保留了吗啡中对镇痛有效的结构部分,但杜冷丁的成瘾性比吗啡小得多。随着科学的发展,已可以用人工合成的方法生产中药有效成分,如紫杉醇、小檗碱、麻黄碱、阿托品、咖啡因、天麻苷、川芎嗪等有效成分都可以通过人工合成的方法获得。

我国药学家屠呦呦带领其科研团队经过艰苦卓绝的奋斗,对成千上万种中药进行筛选,经历了190次的失败,终于从中药黄花蒿中提取分离出“青蒿素”,开辟了抗疟新药,树立了利用中药资源研制新药的典范。小结

复习思考

一、单项选择题

1.关于中药化学性质正确的是(  )

A.研究中药中的有效成分的一门学科

B.研究中药化学成分结构和性质的一门学科

C.运用现代理论和方法研究和开发中药资源的一门学科

D.运用现代理论和方法研究中药化学成分的一门学科

E.系统学习中药化学成分理化性质、提取分离和制剂研制方法的一门学科

2.有效成分是指(  )

A.提纯的成分       B.含量高的成分     C.单体成分

D.无副作用的成分 E.具有生物活性、能用结构式表示的单体成分

3.在多数情况下被视为有效成分的是(  )

A.鞣质 B.黄酮 C.氨基酸

D.蛋白质 E.多糖

4.多数情况下被视为无效成分的是(  )

A.树脂 B.苷 C.蒽醌

D.香豆素 E.挥发油

5.下列成分可溶于水的是(  )

A.鞣质 B.树脂 C.挥发油

D.油脂 E.苷元

6.下列难溶于水的成分是(  )

A.糖 B.氨基酸 C.蛋白质

D.苷元 E.鞣质

7.能用明胶-氯化钠沉淀除去的是(  )

A.多糖 B.蛋白质 C.油脂

D.蜡 E.鞣质

8.有效部位的确切含义是(  )

A.与有效成分共存的其他成分

B.尚未提纯成单体的混合成分

C.无明显生物活性的成分

D.无法用结构式表达的成分

E.提取过程中被视为杂质的成分

二、配伍选择题

[9~13]

A.水溶性成分 B.脂溶性成分 C.醇溶性成分

D.可溶于水和醇的成分 E.脂溶性和醇溶性的成分

9.挥发油属于(  )

10.生物碱盐属于(  )

11.鞣质属于(  )

12.黏液质属于(  )

13.叶绿素属于(  )

三、多项选择题

14.下列既属于水溶性又属于醇溶性的成分是(  )

A.苷类 B.生物碱盐 C.油脂

D.鞣质 E.蛋白质

15.不溶于高浓度乙醇的是(  )

A.多糖 B.蛋白质 C.鞣质

D.苷元 E.生物碱

16.能用石灰水沉淀除去的是(  )

A.树胶 B.果胶 C.黏液质

D.挥发油 E.单糖

17.一般属于有效成分的类型是(  )

A.树胶 B.果胶 C.黄酮

D.蒽醌 E.香豆素

18.中药化学的主要内容是研究中药化学成分的(  )

A.结构特点 B.理化性质 C.提取分离

D.检识 E.制剂生产第二章中药化学成分的提取与分离【学习目标】

1.掌握溶剂提取法的原理,溶剂和提取技术的选择;掌握两相溶剂萃取法、沉淀法和结晶法的原理、操作技术和注意事项。

2.熟悉水蒸气蒸馏法的原理和操作技术;熟悉吸附薄层色谱法和纸色谱法的分离原理及操作技术。

3.了解升华法、超临界流体萃取法等提取方法;了解分馏法、盐析法、透析法等分离方法。

中药种类繁多,所含有的化学成分复杂,要想研究和应用其中的有效成分,必须经过提取、分离和鉴定的途径,这也是实现中药现代化的一个重要过程。本章介绍常见的提取和分离方法(图2-1)。

所谓提取,是指将某种成分尽可能完全地从原药材中提出的过程;在提取物中通常含有多种成分,需要选用适当的方法将各种成分逐一分开,这一过程称为分离;将无效成分与有效成分分开并除去的过程称为精制或纯化。

案例导入

三七灵芝酒具有活血化瘀、消肿止痛之功效,适用于失眠、冠心病、年老体弱者。小明的爷爷患有冠心病,近段时间食欲不佳,失眠乏力。邻居张大爷是退休中医主任医师,让小明去购买了三七和灵芝,用白酒浸泡7天后给爷爷服用,爷爷服用后精神状态好多了。

问题:中药使用方法常用的有水煎服和酒泡服,什么情况下用水煎服?什么情况下用酒泡服?图2-1 中药化学成分的提取、分离和鉴定示意图扫一扫,看课件第一节 中药化学成分的提取一、溶剂提取法

溶剂提取法是最常用的提取方法,是根据中药材中各类化学成分在溶剂中的溶解性不同,选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂,将有效成分尽可能完全地从药材组织中提取出来的一种方法。(一)基本原理

当溶剂与药材接触时,溶剂因渗透、扩散作用渗入药材细胞内部,溶解可溶性成分,形成细胞内外溶质的浓度差,产生渗透压,在渗透压的作用下,细胞内的溶质分子不断向细胞外扩散,同时细胞外的溶剂不断进入细胞内,溶解可溶性成分,如此反复,直至细胞内外被溶解化学成分浓度达到动态平衡。由此可见,浓度差是扩散的动力,若要继续提取,则需将溶液滤出,在药渣中加入新溶剂,使细胞内外产生新的浓度差,提取方可继续进行。图2-2 溶剂提取法原理示意图

知识链接影响提取效率的主要因素

1.溶剂 溶剂对有效成分的溶解度越大提取效率越高。

2.浓度差 浓度差是扩散的主要动力,浓度差越大,提取效率越高,增大浓度差常用的方法:①不断搅拌;②更换新溶剂;③强制提取液循环流动;④选择不同的提取方式。

3.温度 升高温度,分子运动速度加快,渗透、溶解、扩散速度也在加快,故可提高提取效率。但温度也不宜过高,以免可能破坏成分,或使挥发性成分损失,或造成杂质增多等。

4.时间 提取时间越长,提取越完全。但当扩散达到动态平衡时,延长提取时间将不起作用。

5.药材的粉碎度 粉碎药材可增加表面积,易于溶剂的渗透、溶解和扩散,有利于提高提取效率,但粉碎度要适宜,最好有粗粉有细粉。如果粒度太小,会对有效成分造成吸附、杂质增多、过滤困难。(二)溶剂的选择

选择适宜的溶剂是溶剂提取法的关键,溶剂的选择应遵循“相似相溶”规律,主要从被提取有效成分的性质、与其共存无效成分的性质、溶剂的极性三方面来考虑。

1.溶剂的极性 溶剂的极性决定其溶解物质的范围,根据“相似相溶”的原则,某种溶剂只能溶解与其极性相同或相近的物质。溶剂的极性与自身的结构和性质有关,常用溶剂的极性大小顺序如下:

2.溶剂的类型 按照常用溶剂极性大小可将其分为三类:水、亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。各类溶剂的溶解性能及优缺点见表2-1。表2-1 三大类溶剂的特点

需要注意的是,亲水性有机溶剂中因甲醇毒性大、丙酮价格贵,故乙醇最常用。另外,乙酸乙酯和正丁醇都是弱亲脂性有机溶剂,既有一定亲水性又能与水分层,故常用于从中药的水提取液中萃取亲水性有效成分。

3.被提取成分的性质 溶质的极性大小与其结构中碳链长短及官能团的种类、数目、位置等因素有关。分子中所含官能团的极性越大,数量越多,碳原子数越少,分子极性越强;反之,分子中所含极性官能团越少,碳原子数越多,则分子极性越小。常见官能团的极性排序如下:

羧基>酚羟基>醇羟基>氨基>巯基>醛基>酮基>酯基>醚基>乙烯基>烷基2(—COOH>Ar—OH>—OH>—NH>—SH>—CHO>C═O>—n2n+1COOR>—OR>—CH═CH—>—CH)

根据极性大小不同,一般可将中药化学成分为如下三类:(1)极性(亲水性)成分 无机盐、鞣质、糖类、氨基酸、蛋白质、生物碱盐、苷类、树胶、果胶、黏液质等,一般可溶于水及乙醇;蛋白质、多糖类只能溶于低浓度乙醇。(2)非极性(亲脂性)成分 挥发油、树脂、脂溶性色素、游离生物碱、苷元、甾醇类、有机酸等,一般可溶于亲脂性有机溶剂或高浓度的乙醇。(3)中等极性成分 黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷等,一般可溶于水及乙醇。

以上规律不是绝对的,具体成分要具体分析。比如,有的苷元极性很大,而有的苷类化合物的极性却很小。

4.溶剂的选择原则(1)“相似相溶”原则,即所选溶剂要与有效成分的极性相似,对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小。(2)溶剂与所溶解的成分不发生化学反应,如果发生也应该是可逆的。(3)溶剂要价廉、易得、使用安全、易于回收和浓缩。(三)提取技术

溶剂提取法操作技术可根据所选择溶剂的特性及提取成分的性质来决定。常用提取技术有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等。

1.浸渍法 指在常温或温热条件下,将药材置于容器内,以适当溶剂浸泡(静态浸出),溶出有效成分的一种方法。(1)操作流程 将药材置于有盖容器中,加入一定量的溶剂(溶剂用量以能浸过药材稍有过量为宜),并时常振摇和搅拌,浸渍24小时以上,滤过得浸出液。药渣继续加入新溶剂,重复提取2~3次(后两次时间可适当缩短),合并浸出液,浓缩后可得提取物。(2)注意事项 ①此法以水为溶剂时,提取液富含多糖、蛋白质等营养成分,要注意防止霉变。②加入溶剂的量和浸渍时间可根据需要做适当调整。(3)适用范围 此法所用溶剂为水(包括酸水和碱水)或稀乙醇,由于在室温或温热条件下进行,所以适用于遇热不稳定的成分以及含大量多糖类成分药材的提取。但此法提取时间长,溶剂用量大,提取效率不高,故其应用有一定的局限性。

2.渗漉法 指在常温条件下,将药材粉碎装入渗漉筒中,不断添加浸出溶剂使其渗过药粉(动态浸出),从渗漉筒下口渗出有效成分的一种方法。操作流程如下:

药材粉碎→浸润→装筒→排气→浸渍→渗漉和收集渗漉液。(1)操作流程 将药材粉碎后,加入适量溶剂浸润使其充分膨胀,然后取适量的脱脂棉用溶剂湿润后垫在渗漉筒底部,分次装入已润湿的药粉,力求松紧适宜,上盖一层纱布或一张滤纸,再在上面覆盖一层清洁的细石块或玻璃球。装筒完成后,打开渗漉筒下部的开口,缓缓加入适量溶剂,使药粉间隙的空气排尽后,关闭出口。浸渍24小时,打开下部出口开始渗漉,同时不断添加新溶剂,保持溶剂不低于药材表面,溶剂自上而下流经药材的同时溶解有效成分,最终由渗漉筒下口流出得渗漉液,浓缩后得提取物。渗漉装置见图2-3。图2-3 连续渗漉装置(2)注意事项 ①药材粗粉要先浸润;②装筒应松紧适度,每次装粉后用木棍均匀压平,装入量一般约为筒高的2/3;③渗漉速度需注意调整,用螺旋夹控制流速,一般控制在1~5mL/min。(3)适用范围 本法在常温下进行,所用溶剂为水(包括酸水和碱水)及不同浓度乙醇,适用于遇热不稳定成分的提取。因能保持良好的浓度差,故提取效率高于浸渍法。但该法提取时间长,溶剂用量大。

3.煎煮法 该方法是将药材置于煎煮器中,加水加热煮沸,使有效成分溶解出来,滤过去渣后取煎煮液的一种传统提取方法。(1)操作流程 将药材饮片置于适当的容器中,加水浸过药面,充分浸泡润湿,加热煮沸一定时间后,滤过得煎煮液。药渣加水继续煎煮,重复提取2~3次,合并煎煮液,浓缩即得提取物。(2)注意事项 ①提取容器忌用铁器;②小量提取时,一般第一次煎煮20~30分钟,大量生产时,第一次煎煮约1小时,第二次、第三次煎煮时间可酌减;③加热操作时应注意搅拌防止焦糊。(3)适用范围 本法简便易行,提取效率较高;所用溶剂为水,无毒安全。但加热温度高,对含挥发性成分及加热易被破坏的成分不宜使用。此外,多糖类成分含量高的中药,用水煎煮后提取液黏度大,滤过困难。

知识链接煎煮容器的选择

梁代陶弘景说:“温汤忌用铁器。”明代李时珍也曾说过:“凡煎药并忌铜铁器,宜用银器瓦罐。”研究表明,使用铜、铁锅煎煮中药时,因为铜、铁的化学性质不够稳定,易与药材中的鞣质等成分发生化学反应,影响药效甚至产生毒副作用,患者服用后可能出现反胃、恶心、呕吐等现象,加重病情。长期用铝锅煎药会对脑神经产生不良影响。陶瓷制成的砂锅、瓦罐传热慢、受热均匀、不容易糊锅,是煎煮中药的最佳容器。如果没有砂锅、瓦罐,也可以用不锈钢、搪瓷制品或玻璃制品代替。

4.回流提取法 有机溶剂价格高且毒性大,当用有机溶剂加热提取时,为减小溶剂的挥发损失及降低操作者、环境的影响,需采用回流加热装置进行提取。将药材置于回流提取装置中,加热溶剂使之蒸发,经冷凝成为液体流回浸出容器中,循环反复将有效成分浸出。(1)操作流程 将中药粉碎后,装入烧瓶中,加入适量溶剂充分浸没,上方接通冷凝管,置水浴上加热回流1~2小时,滤出提取液,加入新溶剂,重新回流。重复提取2~3次,合并提取液,浓缩后可得提取物。回流提取装置见图2-4。(2)注意事项 ①装入量一般为烧瓶容量的1/3~1/2;②水浴加热回流,一般第一次保持沸腾约1小时,第二次、第三次约为半小时;③为防止暴沸应在烧瓶中加入沸石。(3)适用范围 本法需加热重复多次,溶剂用量大,操作麻烦。适用对热稳定成分的提取。

5.连续回流提取法 在回流提取法基础上进行改进,能用少量溶剂进行连续循环回流提取,充分将有效成分浸出的一种方法。在实验室中常使用索氏提取器,其装置见图2-5,由冷凝管、带虹吸管的提取器、烧瓶等部分组成。(1)操作流程 将中药粉碎后,装于滤纸袋或筒,放入提取器中,药粉高度不得超过虹吸管的顶端。自冷凝管将溶剂加入烧瓶内,水浴加热。烧瓶内溶剂受热气化,通过蒸气管上升到冷凝管,经冷凝管冷却成液体,回滴到提取器内,对药材进行浸泡提取。当提取器内溶剂液面超过虹吸管顶端时,因虹吸作用,可将提取器内溶液全部虹吸回烧瓶中,完成对药材的一次浸泡提取。烧瓶内溶剂继续受热气化、冷凝、回滴、浸泡提取,再虹吸回烧瓶内,而溶解出的成分则留在烧瓶中。如此不断反复循环4~10小时,至有效成分提尽为止。(2)注意事项 同回流法。(3)适用范围 连续回流提取法由于在提取过程中,不断加入新溶剂,始终保持较高的浓度差,所以提取效率高。溶剂循环使用,所以用量少。但浸出液受热时间长,故不适用于对热不稳定成分的提取。图2-4 回流提取装置1.冷凝管 2.圆底烧瓶 3.水浴 4.溶剂 5.药材图2-5 索氏提取器1.冷凝管 2.圆底烧瓶 3.水浴 4.溶剂5.装有药粉的滤纸袋 6.溶剂蒸气上升管 7.虹吸管(四)提取液的浓缩

溶剂提取法所得到的提取液体积较大,浓度较低,给分离提纯工作带来较大的困难,所以提取液需要进行浓缩,常用的浓缩方法主要有以下几种:

1.蒸发 是通过加热使提取液中溶剂气化挥散而达到浓缩的一种方法。本法适用于水提取液的浓缩。实验室是将水提取液置于蒸发皿中,水浴或直火加热使水分除去。工业生产常将水提取液放入敞口式蒸汽夹层锅中,将水蒸气通入夹层中,利用水蒸气加热使提取液中的水分挥散除去而浓缩。

2.蒸馏 指将提取液加热使溶剂气化,其蒸气经冷凝管冷却后成为液体而被回收从而使提取液得以浓缩的一种方法。此法适用于有机溶剂提取液的浓缩。此法不仅可以减小有机溶剂蒸气对环境的污染,而且可以对回收的溶剂进行再利用,降低了生产成本。根据溶剂的沸点和有效成分的热稳定性不同,蒸馏法可分为常压蒸馏和减压蒸馏。(1)常压蒸馏 指在常压条件下用蒸馏法回收溶剂的一种方法。加热的方法可根据溶剂的沸点和性质选择水浴加热或油浴加热等。此法加热温度高,适用于低沸点有机溶剂提取液及对热稳定的有效成分提取液的浓缩。常压蒸馏装置如图2-6所示。图2-6 常压蒸馏装置1.蒸馏瓶 2.克氏蒸馏头 3.温度计 4.冷凝管 5.接收管 6.接收瓶(2)减压蒸馏 液体的沸点随体系压强的降低而降低,通过减压,可使高沸点溶剂在较低的温度下沸腾气化。此法是将蒸馏装置中的空气抽离以降低气压,致使提取液的溶剂在较低温度时沸腾气化,冷凝后回收溶剂的过程。此法具有加热温度低、浓缩速度快等特点。适用于高沸点有机溶剂提取液及对热不稳定的有效成分提取液的浓缩。减压蒸馏装置如图2-7所示。图2-7 减压蒸馏装置1.毛细管 2.安全瓶 3.活塞 4.压力表二、水蒸气蒸馏法

水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、不溶或难溶于水、与水不发生化学反应的中药化学成分,如麻黄碱、挥发油、槟榔碱、丹皮酚、蓝雪醌等。

将中药粉碎后,置于蒸馏瓶中,装入量约为蒸馏瓶容量的1/3,加入适量水充分浸润,然后加热水蒸气发生器使水沸腾,产生水蒸气通入蒸馏瓶,药材中的挥发性成分受热随水蒸气一并蒸馏被带出,经冷凝管冷却成液体收集于接收瓶中,馏出物与水的分离可根据具体情况来决定。水蒸气蒸馏装置如图2-8所示。此法适用于具挥发性,遇热稳定,脂溶性有效成分的提取。图2-8 水蒸气蒸馏装置1.水蒸气发生器 2.螺旋夹 3.蒸馏瓶 4.冷凝管 5.接收管 6.接收瓶三、升华法

某些固体物质在低于其熔点的温度下加热,不经过液体阶段,直接转化为气体,称之为升华;气体冷却后又凝固为原来的固体,称之为凝华。中药中具有升华性质的成分,可用此法提取。例如茶叶中的咖啡因,樟木中的樟脑均具有升华性,可用升华法提取。升华装置见图2-9。图2-9 升华装置

知识链接李时珍与升华法

明代李时珍在《本草纲目》中记载:“煎樟脑法:用樟木新者切片,以井水浸三日三夜,入锅煎之,柳木频搅。待汁减半,柳上有白霜,即滤去滓,倾汁入瓦盆内。经宿,自然结成块也。……又炼樟脑法:用铜盆,以陈壁土为粉糁之,却糁樟脑一重,又糁壁土,如此四五重。以薄荷安土上,再用一盆覆之,黄泥封固,于火上款款炙之。须以意度之,不可太过、不及。勿令走气。候冷取出,则脑皆升于上盆,如此升两三次,可充片脑也。”四、超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是用超临界流体来代替常规溶剂对中药有效成分进行萃取分离的新型技术,集提取和分离于一体。所谓超临界流体cc是处于临界温度(T)和临界压力(P)以上时,形成一种介于既非液体又非气体的特殊相态,称为“超临界流体”。这种流体同时具有液体和气体的双重特性,它的密度与液体相似,黏度与气体相近,扩散力和渗透力均大大强于液体,且其极性随压力增大而增强,因此,超临界流体对许多物质有很强的溶解能力。2326716

可以作为超临界流体的物质很多,如CO、NH、CH、CH2c等,由于CO的临界温度(T=31.4℃)接近室温,临界压力c(P=7.37MPa)也不太高,且无毒、安全、价廉,与大多数物质不发生化学反应,所以在中药超临界流体萃取中最常用。超临界二氧化碳萃取技术适用于提取分离挥发性、脂溶性、高热敏性及易氧化分解成分。对极性大或分子量大的成分萃取较难,且所用设备属高压设备,投资大,运行成本高。

知识链接超临界流体萃取工艺流程

超临界流体萃取工艺流程如图2-10所示。将药材投入萃取器(6)中,对萃取器(6)和分离器(7)分别进行加热和冷却,当达到所2选定温度时,开启CO气瓶阀门及阀门(12)进气,启动高压阀(4)对系统加压,当达到预定压力时,调节减压阀(9),使分离器(7)内压力达到设定值,打开放空阀门(10)调节流量。通过各阀门的调节,使萃取过程中通过的流量及萃取器内压力、分离器内压力都稳定在设定的操作条件后,关闭阀门(10),打开阀门(11),开始进行循环萃取,萃取达到一定时间后,打开阀门(8)放出萃取物。图2-10 超临界流体萃取工艺流程简图21.CO气瓶 2.纯化器 3.冷凝器 4.高压泵 5.加热器 6.萃取器 7.分离器 8.放油阀 9.减压阀 10,11,12.阀门第二节 中药化学成分的分离扫一扫,看课件

中药化学成分用以上各种方法得到的提取物仍是混合物,需进一步分离和纯化,才能得到所需要的有效成分。中药化学成分常用的分离方法主要有两相溶剂萃取法、沉淀法、色谱法,其次还有结晶法、盐析法、膜分离法和分馏法等。一、两相溶剂萃取法

两相溶剂萃取法是指在提取液中加入一种与其不相混溶的溶剂(萃取剂),经充分混合,某种成分则由提取液中转溶至萃取剂中,而其他成分仍保留在提取液中,静置,待两相界面完全清晰,即可分离两相,两相中的溶剂再经浓缩处理即可得到需要的组分或单体化合物。(一)萃取原理

两相溶剂萃取法是利用混合物中各组分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的。其中分配系数是指在一定的温度和压力下,达到萃取平衡时,溶质成分A在上下两相溶剂中的浓度比为一常数。

混合物中各组分在同一两相溶剂系统中分别有各自不同的分配系数,各组分分配系数相差越大,则分离效果越好。(二)萃取剂的选择原则

萃取剂与提取液应不相混溶,充分振摇静置后能较好地分层;有效成分(或其他成分)在萃取剂中溶解度要大,而其他成分(或有效成分)溶解度要小。例如:若萃取水提取液中的亲脂性强的成分,应选用石油醚、苯、三氯甲烷或乙醚等亲脂性强的有机溶剂作萃取剂,即两相溶剂的组合为石油醚-水、苯-水、乙醚-水、三氯甲烷-水等;若萃取水提取液中的弱亲脂性的成分,则需要改用乙酸乙酯、正丁醇等亲脂性弱的有机溶剂作萃取剂,即两相溶剂的组合为乙酸乙酯-水、正丁醇-水;若萃取水提取液中的亲水性强的皂苷,则两相溶剂的组合多选用正丁醇-水、异戊醇-水。(三)操作技术

到目前为止,两相溶剂萃取法的操作技术主要有pH梯度萃取法、简单萃取法、逆流连续萃取法等。

1.简单萃取法 是一种常用的简便萃取技术,小量萃取,一般可在分液漏斗中进行,见图2-11、图2-12。图2-11 振摇分液漏斗示意图图2-12 小量萃取装置

操作步骤:检漏→加液→排气→振摇→排气→静置→分液。(1)检漏 关闭漏斗下口径活塞,向漏斗中加入适量的自来水,观察活塞周围和下口径是否漏水。若不漏水,将上口玻璃塞塞好(勿使玻璃塞的凹槽对准漏斗上口颈部的小孔),倒置漏斗观察是否漏水,若不漏,将活塞旋转180°后再倒置观察,若还是不漏水,则漏斗活塞和玻璃塞的密封性能合格,可以使用。(2)加液 关好分液漏斗的活塞,将其放在铁架台的铁圈上。打开上口玻璃塞,依次从上口倒入适量提取液和萃取剂,塞紧顶塞(注意塞子不能涂凡士林)。(3)振摇、放气、静置 取下分液漏斗,用右手的食指根部顶住漏斗的上口玻璃塞并握住漏斗,漏斗颈下活塞枕在左手虎口上,并用左手拇指、食指和中指控制漏斗的活塞,开始上下振摇(要慢)数次后,旋开活塞,将漏斗中的气体放出(称放气)。关闭活塞后再振摇再放气(如此重复2~3次)。再振摇2~3分钟后将分液漏斗放回铁圈中直立静置。(4)分液 待两相分层后,旋转上口玻璃塞,使玻璃塞的凹槽对准漏斗上口颈部的小孔,再慢慢开启活塞,放出下层溶液(当两层液体界面接近活塞时,旋紧活塞静置片刻,然后稍旋开活塞缓慢流出剩余下层溶液,直至分界面恰好切住活塞小孔上边缘,立即旋紧活塞),而上层溶液则从分液漏斗上口倒入锥形瓶中,切不可从下口流出。

操作要点:选用的萃取溶剂第一次用量一般为水提取液的1/3,以后的用量可适当减少为水提取液的1/6~1/4;一般萃取3~4次即可,但亲水性较大的成分不易转溶于有机溶剂层时,需增加萃取次数或更换萃取溶剂。为避免乳化现象的发生,萃取时,由轻轻振摇改为水平旋转振摇,将三氯甲烷萃取剂改用三氯甲烷-乙醚的混合溶剂作萃取剂或加大有机溶剂的剂量。若乳化现象已形成,则可采取以下措施:①将乳化层分出,再用新溶剂萃取;②将乳化层抽滤;③将乳化层稍稍加热或冷冻;④放置24小时以上;⑤滴加数滴戊醇;⑥加入少量电解质;⑦用玻璃棒或金属丝搅拌。乳化现象较严重时,可以采用逆流连续萃取法进行萃取。

2.pH梯度萃取法 利用所含成分酸性或碱性大小的差异,将其分离而常用的方法。如以pH成梯度的酸水溶液依次萃取用亲脂性有机溶剂溶解的碱性强弱不同的生物碱混合物,或者以pH成梯度的碱水溶液依次萃取用亲脂性有机溶剂溶解的酸性强弱不同的酸性混合成分。在生物碱类、黄酮类、蒽醌类化合物的分离中常用此方法。

3.逆流连续萃取法 是利用提取液与萃取剂相对密度的不同,使相对密度小的一相作为流动相(或移动相),逆流连续穿过相对密度大的固定相,使提取液中的某种成分较彻底地转溶到萃取剂中的一种连续萃取技术。如图2-13所示。

操作步骤:将两相中密度小的溶液作为流动相置于高位贮存器(下口处带有活塞)中,而密度大的作为固定相置于萃取管内。萃取管的数目可根据分配效率的需要来决定选用一根或数根,管内用小瓷圈或小的不锈钢丝圈填充。开启高位贮存器活塞,则贮存器中的溶液在高位压力下逆流而上流入萃取管的同时被瓷圈撞击成细滴,增大了与萃取管内固定相的接触面积,使萃取更加完全,同时两相溶剂在萃取管内会自然分层。

本法操作简单、耗时少、萃取较完全,能有效防止乳化现象的发生。图2-13 逆流连续萃取装置1.萃取管 2.填料层 3.高位容器(相对密度小的液体)4.低位容器(相对密度大的液体) 5.旋塞二、沉淀法

沉淀法是指在中药提取液中加入试剂或溶剂,使某些成分(有效成分或杂质)从溶液中沉淀析出而得以分离的方法。采用沉淀法进行分离时,若有效成分生成沉淀,则要求反应必须可逆,若沉淀物为杂质,则可以将沉淀物直接过滤除去即可。依据加入试剂或溶剂的不同,沉淀法主要有水醇沉淀法、酸碱沉淀法、专属试剂沉淀法、铅盐沉淀法等。(一)水醇沉淀法

在中药提取液中加入另一种溶剂以改变原提取液溶剂的极性,使一部分成分沉淀析出,从而实现分离。主要分为水提醇沉法和醇提水沉法两种。

1.水提醇沉法 于水提取浓缩液中加入乙醇,使含醇量达80%以上,可使多糖、蛋白质等亲水性成分沉淀析出。

2.醇提水沉法 于醇提取浓缩液中加入10倍量以上的水,可沉淀亲脂性成分,如树脂、叶绿素等。(二)酸碱沉淀法

对于酸性或碱性有效成分,可加入酸或碱以调节溶液的pH,并改变分子的存在状态(游离型或解离型),从而改变溶解度而实现分离。酸碱沉淀法主要分为酸溶碱沉法和碱溶酸沉法两类。

1.酸溶碱沉法 一些难溶于水的游离生物碱遇酸生成生物碱盐而溶于酸水中,再加碱碱化,又重新生成游离生物碱,使其水溶性降低而沉淀析出。本法适用于生物碱的提取和分离。

2.碱溶酸沉法 具有内酯结构的化合物遇碱开环生成羧酸盐而溶于碱水中,再加酸酸化,又重新环合成内酯结构而从溶液中沉淀析出,与其他成分分离;酸性成分遇碱成盐而溶于水,遇酸成游离状态而沉淀析出。本法适用于酚类成分、酸类成分和内酯类成分的提取和分离。

知识链接铅盐沉淀法

铅盐沉淀法是利用醋酸铅能与许多中药化学成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀而与杂质分离的方法,是分离某些化学成分的经典方法之一。

中性醋酸铅可沉淀具有邻二酚羟基和羧基的成分;碱式醋酸铅沉淀范围较广,可沉淀含酚羟基和羧基的成分及中性皂苷等。(三)专属试剂沉淀法

某些试剂能选择性地沉淀某类成分,称为专属试剂沉淀法。如在生物碱盐的溶液中,加入某些生物碱沉淀试剂,则生物碱生成不溶性复盐而析出;胆甾醇能沉淀甾体皂苷,可使甾体皂苷与三萜皂苷分离;蛋白质溶液能沉淀鞣质,可用于分离或除去鞣质等。三、结晶法与重结晶法

结晶法是利用混合物中各种成分在溶剂冷热情况下溶解度的差别,使所需成分以结晶状态析出而与其他成分相分离的一种方法,是分离纯化固体成分的重要方法之一。重结晶法是指将纯度低的结晶处理成纯度高的结晶的方法。二者从操作角度上看差别是起始物不同。(一)操作步骤

结晶法的操作步骤包括:选择适宜的溶剂、制备饱和的结晶溶液、趁热滤过、静置冷却、抽滤得结晶、重结晶、干燥除去残留溶剂等。其操作要点如下:

1.选择适宜的结晶溶剂(1)溶剂不与结晶物质发生化学反应。(2)对结晶物质的溶解度,热时溶解度大,冷时溶解度小。(3)对可能存在的杂质,冷热均溶或均不溶,前者可使杂质留在母液中,后者可趁热滤过除去。(4)沸点适中。过低易挥发损失,过高则不易除去。(5)能析出较好的结晶。

常用的单一结晶溶剂有水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷等;混合结晶溶剂有乙醇-水、乙酸-水、丙酮-水、吡啶-水、乙醚-甲醇、乙醚-丙酮、乙醚-石油醚、苯-石油醚等。

知识链接结晶溶剂的选择方法

可先查阅有关的文献资料,参考同类型化合物的性质及其所选的结晶溶剂;或遵循“相似相溶”规律,结合被提纯物的极性来选择。若无资料可查,也不清楚被提纯物的溶解性能,则只能通过小量摸索实验来决定。取约0.1g样品置小试管中用滴管逐滴加入溶剂,若样品在1mL冷或温热的溶剂中均能全部溶解,则此溶剂不适用;若加入溶剂已达到4mL,样品尚不溶,则此溶剂也不适用;在1~4mL的沸腾溶剂中样品均能溶解,将试管冷却,若有结晶析出,则此溶剂适用,若不能析晶,则此溶剂仍不适用,需改用其他溶剂。

2.趁热滤过和抽滤 将制备好的热溶液需趁热滤过,除去不溶性杂质,注意避免在滤过过程中有结晶析出。若热溶液含有色素杂质可加活性炭煮沸十分钟脱色后,趁热滤过,装置见图2-14。

抽滤使结晶与溶剂分离,再用少量溶剂洗涤可得结晶。上述操作所得的结晶为粗结晶,仍含有杂质,需反复进行重结晶后才可得到纯品,装置见图2-15。图2-14 保温漏斗图2-15 减压抽滤装置(二)影响结晶的因素

选择合适的溶剂是结晶法的关键,此外还应注意其他影响结晶形成的因素,如纯度、溶液的浓度、结晶温度和时间等。

1.纯度 杂质的存在会阻碍或延缓结晶的形成,可选用适当的溶剂或用活性炭吸附等方法除去杂质。

2.欲结晶成分的含量 因结晶是同类分子自相排列的过程,因此,欲结晶成分在混合物中的含量越高越容易结晶。若含量很低难以在单一溶剂中获得结晶,可改用混合溶剂结晶。

3.溶液浓度 溶液浓度大,结晶快,得到的晶体细碎,含杂质多;反之,溶液浓度小,结晶慢,但晶形大、纯度高。

4.温度和时间 结晶温度低、时间长,形成的结晶好。

5.晶种 加入晶种或用玻璃棒摩擦器壁,可加快结晶析出的速率。

知识链接晶 种

在结晶过程中,通过加入不溶物,形成晶核,以加快结晶的生长,此加入的不溶物即为晶种。如某些有机化合物结晶过程较慢,为加快结晶,在接近饱和时用玻璃棒刮容器的内壁,其实就是让玻璃碎屑充4当晶种;再如水晶(内部常有些细沙),也可充当晶种;CuSO饱和4溶液中加入无水CuSO(充当晶种),就会析出胆矾,取出该胆矾,从表面上取下一些晶体也可以做晶种。四、盐析法

盐析法是在中药的水提液中,加入无机盐至一定浓度或达到饱和状态,使某些在水中溶解度较小的化学成分沉淀析出,而与在水中溶解度较大的化学成分相分离的一种方法。常用的无机盐有氯化钠、硫酸镁、硫酸钠和硫酸铵等。如在三七的水提液中加入硫酸镁至饱和状态,三七皂苷即可沉淀析出。在实际操作中亦可先在中药的水提液中加入一定量的食盐,再用有机溶剂萃取。五、透析法

透析法也称渗析法,属于膜分离法。透析法是利用多孔膜两侧溶液的浓度差使小分子溶质从浓度高的一侧通过膜孔扩散到浓度低的一侧,使大、小分子得以分离的方法。此方法适用于分离和纯化分子量较大的中药化学成分,如皂苷、蛋白质、多肽、多糖等。其中大分子化合物成分被截留在半透膜内,一些小分子化合物成分通过半透膜进入膜外溶液中。见图2-16。

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