植物化學(xué)成分分離法

1、第三章第三章 植物化學(xué)成分分離法植物化學(xué)成分分離法第一節(jié)第一節(jié) 溶劑極性梯度分離法溶劑極性梯度分離法一、基本概念一、基本概念v各類溶劑的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。各類溶劑的性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。v常見(jiàn)溶劑的極性強(qiáng)弱順序：常見(jiàn)溶劑的極性強(qiáng)弱順序： 石油醚（低沸點(diǎn)石油醚（低沸點(diǎn)高沸點(diǎn)）高沸點(diǎn)） 二硫化碳二硫化碳 四氯化碳四氯化碳 三氯乙烷三氯乙烷 苯苯 二氯甲烷二氯甲烷 氯仿氯仿 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 乙腈乙腈 水水 吡啶吡啶 乙酸乙酸v對(duì)溶劑的要求：對(duì)溶劑的要求： a. a. 對(duì)所需成分溶解度大，對(duì)雜質(zhì)溶解度小，或?qū)λ璩煞秩芙舛却?，?duì)雜質(zhì)溶解度小，或 反之；反之；

2、b. b. 不與所需成分起化學(xué)反應(yīng)，即使反應(yīng)也是可不與所需成分起化學(xué)反應(yīng)，即使反應(yīng)也是可 逆的；逆的； c. c. 經(jīng)濟(jì)易得，并具有一定安全性；經(jīng)濟(jì)易得，并具有一定安全性； d. d. 沸點(diǎn)適中，便于回收反復(fù)使用。沸點(diǎn)適中，便于回收反復(fù)使用。v常用提取溶劑分二大類：常用提取溶劑分二大類： 惰性溶劑惰性溶劑水、乙醇、甲醇、苯、氯仿、水、乙醇、甲醇、苯、氯仿、 乙酸乙酯、丙酮等乙酸乙酯、丙酮等 反應(yīng)溶劑反應(yīng)溶劑稀酸、稀堿的水溶液或醇溶液稀酸、稀堿的水溶液或醇溶液 二、二、提取方法提取方法 a.a.浸漬法浸漬法 b.b.滲漉法滲漉法 c.c.煎煮法煎煮法 d.d.回流提取法回流提取法 e.e.連續(xù)回

3、流提取法連續(xù)回流提取法v采用幾種不同極性的溶劑分步提取采用幾種不同極性的溶劑分步提取 常用系統(tǒng)：常用系統(tǒng)： 己烷己烷乙醚乙醚甲醇甲醇水水 己烷己烷二氯甲烷二氯甲烷甲醇甲醇水水 提供生物試驗(yàn)樣品提供生物試驗(yàn)樣品v單一溶劑提取單一溶劑提取 水：水： a.a.胺型生物堿、甙類、有機(jī)酸可直接用水提取；胺型生物堿、甙類、有機(jī)酸可直接用水提??； b.b.雜質(zhì)較多，分離困難雜質(zhì)較多，分離困難加戊醇、辛醇加戊醇、辛醇; ;薄膜濃縮；薄膜濃縮； c.c.易發(fā)霉發(fā)酵易發(fā)霉發(fā)酵加甲苯、甲醛、氯仿等防腐劑。加甲苯、甲醛、氯仿等防腐劑。 有機(jī)溶劑（最常用乙醇）：有機(jī)溶劑（最常用乙醇）： a.a.冷提雜質(zhì)較少；冷提雜質(zhì)較

4、少； b.b.熱提效率高，但雜質(zhì)亦較多。熱提效率高，但雜質(zhì)亦較多。v多種溶劑處理多種溶劑處理 利用所含成分在某種溶劑中溶解度的差異而達(dá)到利用所含成分在某種溶劑中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。分離的目的。 例：例：苦楝皮苦楝皮磨粉磨粉苯液苯液醇液醇液油脂類油脂類川楝素川楝素 苯苯濃縮濃縮 石油醚石油醚溶解溶解結(jié)晶結(jié)晶60%60%乙醇乙醇減壓濃縮減壓濃縮 氯仿提取氯仿提取第二節(jié)第二節(jié) 兩相溶劑萃取法兩相溶劑萃取法v混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中，由于分混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中，由于分配系數(shù)不同而達(dá)到分離的目的。配系數(shù)不同而達(dá)到分離的目的。v用于脂溶性成分和水溶性成分的分離。用于脂

5、溶性成分和水溶性成分的分離。v分離生物堿時(shí)常用分離生物堿時(shí)常用 pH pH 梯度萃取。梯度萃取。 例：從蛔蒿中提取驅(qū)蛔有效成分山道年例：從蛔蒿中提取驅(qū)蛔有效成分山道年OCH3CH3CH3CH3OOOHCH3OHCHCOOCH3-OH-H+第三節(jié)第三節(jié) 吸附法吸附法v吸附法的目的：吸附除去雜質(zhì)（鞣質(zhì)色素）吸附法的目的：吸附除去雜質(zhì)（鞣質(zhì)色素） 吸附所需物質(zhì)吸附所需物質(zhì)v常用吸附劑：氧化鋁、氧化鎂、酸性白土、常用吸附劑：氧化鋁、氧化鎂、酸性白土、 活性炭活性炭例：羊角拗甙的提取例：羊角拗甙的提取羊角拗種子羊角拗種子石油醚石油醚脫脂脫脂95%95%乙醇乙醇醇提液醇提液蒸餾至干蒸餾至干水溶液水溶液熱水

6、溶解熱水溶解濾液濾液粗強(qiáng)心甙粗強(qiáng)心甙粗甙粗甙乙酸鉛乙酸鉛除雜質(zhì)除雜質(zhì)脫鉛脫鉛硫酸銨硫酸銨濾液濾液乙醚乙醚氧化鎂氧化鎂拌勻拌勻乙醇乙醇丙酮丙酮回流回流總甙總甙第四節(jié) 沉淀法v利用某些成分與某些試劑產(chǎn)生沉淀的性質(zhì)而利用某些成分與某些試劑產(chǎn)生沉淀的性質(zhì)而得到分離或除去雜質(zhì)的方法。得到分離或除去雜質(zhì)的方法。v對(duì)所需成分來(lái)說(shuō)，沉淀反應(yīng)是可逆的。對(duì)所需成分來(lái)說(shuō)，沉淀反應(yīng)是可逆的。v最常用的是鉛鹽法。脫鉛方法可通硫化氫氣最常用的是鉛鹽法。脫鉛方法可通硫化氫氣體，也可用硫酸、磷酸、硫酸鈉、磷酸鈉等。體，也可用硫酸、磷酸、硫酸鈉、磷酸鈉等。幾種實(shí)驗(yàn)室常用的沉淀劑幾種實(shí)驗(yàn)室常用的沉淀劑 常用的沉淀劑常用的沉淀劑

7、化化 合合 物物 中性乙酸鉛中性乙酸鉛 酸性，鄰位酚羥基化合物，有機(jī)酸，蛋白質(zhì)，酸性，鄰位酚羥基化合物，有機(jī)酸，蛋白質(zhì)， 黏液質(zhì)，鞣質(zhì)，樹(shù)脂，酸性皂甙，部分黃酮甙黏液質(zhì)，鞣質(zhì)，樹(shù)脂，酸性皂甙，部分黃酮甙 堿式乙酸鉛堿式乙酸鉛 上述物質(zhì)，某些甙類，生物堿等堿性物質(zhì)上述物質(zhì)，某些甙類，生物堿等堿性物質(zhì) 明礬明礬 黃芩甙黃芩甙 雷氏銨鹽雷氏銨鹽 生物堿生物堿 碘化鉀碘化鉀 季胺生物堿季胺生物堿咖啡堿、明膠、蛋白咖啡堿、明膠、蛋白 鞣質(zhì)鞣質(zhì) 膽固醇膽固醇 皂甙皂甙 苦味酸、苦酮酸苦味酸、苦酮酸 生物堿生物堿 氯化鈣、石灰氯化鈣、石灰 有機(jī)酸有機(jī)酸第五節(jié) 透析法v利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過(guò)半透膜，而大

8、分子物質(zhì)不能利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過(guò)半透膜，而大分子物質(zhì)不能通過(guò)半透膜的性質(zhì)達(dá)到分離的方法。通過(guò)半透膜的性質(zhì)達(dá)到分離的方法。 電透析示意圖電透析示意圖第六節(jié) 升華法v凡具有升華性質(zhì)的化合物，均可用此法進(jìn)行凡具有升華性質(zhì)的化合物，均可用此法進(jìn)行純化。純化。v此法簡(jiǎn)單易行，但往往不完全，常伴有分解此法簡(jiǎn)單易行，但往往不完全，常伴有分解現(xiàn)象，產(chǎn)率低?，F(xiàn)象，產(chǎn)率低。 例：樟木中的樟腦、茶葉中的咖啡堿、例：樟木中的樟腦、茶葉中的咖啡堿、 植物中的苯甲酸等成分的純化。植物中的苯甲酸等成分的純化。 第七節(jié)第七節(jié) 結(jié)晶和重結(jié)晶結(jié)晶和重結(jié)晶 v結(jié)晶的目的在于進(jìn)一步分離純化，便于進(jìn)行結(jié)晶的目的在于進(jìn)一步分離純

9、化，便于進(jìn)行化學(xué)鑒定及結(jié)構(gòu)測(cè)定工作?；瘜W(xué)鑒定及結(jié)構(gòu)測(cè)定工作。v純化合物的結(jié)晶有一定的熔點(diǎn)和結(jié)晶學(xué)特征，純化合物的結(jié)晶有一定的熔點(diǎn)和結(jié)晶學(xué)特征，有利于化合物性質(zhì)的判斷。有利于化合物性質(zhì)的判斷。v初析出的結(jié)晶總帶有一些雜質(zhì)，需反復(fù)結(jié)晶，初析出的結(jié)晶總帶有一些雜質(zhì)，需反復(fù)結(jié)晶，才能得到純粹的單一晶體。才能得到純粹的單一晶體。一、結(jié)晶的條件一、結(jié)晶的條件v需要結(jié)晶的溶液往往呈過(guò)飽和狀態(tài)。通常是在加熱需要結(jié)晶的溶液往往呈過(guò)飽和狀態(tài)。通常是在加熱的情況下，使化合物溶解過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)，濃的情況下，使化合物溶解過(guò)濾除去不溶性雜質(zhì)，濃縮，放冷，析出?？s，放冷，析出。v一般放置對(duì)形成結(jié)晶來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要條件。一

10、般放置對(duì)形成結(jié)晶來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要條件。v濃度適中，逐漸降溫，有可能析出純度較高的結(jié)晶。濃度適中，逐漸降溫，有可能析出純度較高的結(jié)晶。二、結(jié)晶溶劑的選擇二、結(jié)晶溶劑的選擇v對(duì)所需成分的溶解度隨溫度的不同而有顯著的差別；對(duì)所需成分的溶解度隨溫度的不同而有顯著的差別；v不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；v其沸點(diǎn)低于化合物的熔點(diǎn)。其沸點(diǎn)低于化合物的熔點(diǎn)。三、制備結(jié)晶的方法三、制備結(jié)晶的方法v 結(jié)晶形成的二個(gè)步驟：晶核的形成結(jié)晶形成的二個(gè)步驟：晶核的形成 結(jié)晶的增長(zhǎng)結(jié)晶的增長(zhǎng)化合物化合物 結(jié)晶結(jié)晶溶解溶解濃縮濃縮過(guò)濾過(guò)濾靜置靜置v如無(wú)結(jié)晶析出，可采?。喝鐭o(wú)結(jié)晶析出，可采?。?a. a. 松動(dòng)瓶塞；松動(dòng)瓶塞；

11、 b. b. 加入少量晶種；加入少量晶種； c. c. 用玻璃棒摩擦玻璃容器內(nèi)壁；用玻璃棒摩擦玻璃容器內(nèi)壁； d. d. 用干冰降溫；用干冰降溫； e. e. 加有機(jī)可溶性鹽類鹽析。加有機(jī)可溶性鹽類鹽析。四四、不易結(jié)晶或非結(jié)晶體的處理、不易結(jié)晶或非結(jié)晶體的處理v若是由于純度不夠，夾雜不純物引起的，需要進(jìn)一若是由于純度不夠，夾雜不純物引起的，需要進(jìn)一步分離純化。步分離純化。v若是本身的性質(zhì)，往往需要制備結(jié)晶性的衍生物或若是本身的性質(zhì)，往往需要制備結(jié)晶性的衍生物或鹽，然后用化學(xué)方法處理回復(fù)到原來(lái)的化合物。鹽，然后用化學(xué)方法處理回復(fù)到原來(lái)的化合物。五、結(jié)晶純度的判斷五、結(jié)晶純度的判斷v結(jié)晶形狀：針狀

12、、柱狀、棱柱狀、板狀、結(jié)晶形狀：針狀、柱狀、棱柱狀、板狀、 片狀、方晶、粒狀、簇狀、多邊形棱柱狀片狀、方晶、粒狀、簇狀、多邊形棱柱狀v初步鑒定的依據(jù)：形狀、色澤、熔點(diǎn)初步鑒定的依據(jù)：形狀、色澤、熔點(diǎn)v薄層層析薄層層析v氣相層析氣相層析v高效液相層析高效液相層析v波譜技術(shù)波譜技術(shù)第八節(jié)第八節(jié) 層析分離方法層析分離方法一、基本原理一、基本原理 利用不同的物質(zhì)在兩相（固定相和移動(dòng)相）中不利用不同的物質(zhì)在兩相（固定相和移動(dòng)相）中不同的平衡分配系數(shù)來(lái)進(jìn)行分離。同的平衡分配系數(shù)來(lái)進(jìn)行分離。 k = CsCm固定相中的濃度固定相中的濃度移動(dòng)相中的濃度移動(dòng)相中的濃度二、層析法的分類二、層析法的分類v根據(jù)兩相所

13、處的狀態(tài)來(lái)劃分：根據(jù)兩相所處的狀態(tài)來(lái)劃分： 液相層析液相層析 液液- -固層析、液固層析、液- -液層析液層析 氣相層析氣相層析 氣氣- -固層析、氣固層析、氣- -液層析液層析 v根據(jù)層析過(guò)程的機(jī)理來(lái)劃分：根據(jù)層析過(guò)程的機(jī)理來(lái)劃分： 吸附層析吸附層析 液固吸附層析、氣固吸附層析液固吸附層析、氣固吸附層析 分配層析分配層析 液液分配層析、氣液分配層析液液分配層析、氣液分配層析 排阻層析排阻層析 液固排阻層析、氣固排阻層析液固排阻層析、氣固排阻層析 離子交換層析離子交換層析 有機(jī)離子交換樹(shù)脂有機(jī)離子交換樹(shù)脂 、 纖維素及無(wú)機(jī)高分子交換劑纖維素及無(wú)機(jī)高分子交換劑三、常用的層析方法三、常用的層析方法

14、 層析填料是決定柱效的主要因素。填料應(yīng)具有的性能是不溶于所使層析填料是決定柱效的主要因素。填料應(yīng)具有的性能是不溶于所使用的流動(dòng)相中，不使欲分離的物質(zhì)破壞或分解，惰性大，可逆性強(qiáng)，吸用的流動(dòng)相中，不使欲分離的物質(zhì)破壞或分解，惰性大，可逆性強(qiáng)，吸附容量大，同時(shí)顆粒直徑范圍要窄。附容量大，同時(shí)顆粒直徑范圍要窄。1.1.硅膠層析硅膠層析 層析硅膠為多孔性物質(zhì)，可用通層析硅膠為多孔性物質(zhì)，可用通式式 SiO2.xH2OSiO2.xH2O表示。其表面有很多游離表示。其表面有很多游離( )( )、鍵合、鍵合( )( )和鍵合和鍵合活性活性( )( )狀態(tài)的硅醇基，通過(guò)氫鍵與極性或不飽狀態(tài)的硅醇基，通過(guò)氫鍵與

15、極性或不飽和分子相互作用，同時(shí)能吸附多量的水分。和分子相互作用，同時(shí)能吸附多量的水分。硅膠含水量與活性的比較硅膠含水量與活性的比較 活性活性 加入水量（加入水量（% %） 0 5 15 25 38 硅膠的吸附性能取決于硅膠中硅醇基的數(shù)目，硅膠的吸附性能取決于硅膠中硅醇基的數(shù)目，其次是含水量，它隨著水分的增加而降低。其次是含水量，它隨著水分的增加而降低。v層析柱的制備與加樣層析柱的制備與加樣 濕法裝柱；干法裝柱。濕法裝柱；干法裝柱。 樣品溶于移動(dòng)相，柱頂加入；樣品溶于適當(dāng)溶劑，拌硅樣品溶于移動(dòng)相，柱頂加入；樣品溶于適當(dāng)溶劑，拌硅 膠，待溶劑揮發(fā)，加移動(dòng)相上柱。膠，待溶劑揮發(fā)，加移動(dòng)相上柱。 應(yīng)用

16、范圍廣，適用于非極性和極性化合物。應(yīng)用范圍廣，適用于非極性和極性化合物。v層析溶劑的選擇層析溶劑的選擇 根據(jù)物質(zhì)的極性采用相應(yīng)的極性溶劑來(lái)洗脫。根據(jù)物質(zhì)的極性采用相應(yīng)的極性溶劑來(lái)洗脫。v硅膠的再生硅膠的再生 乙醇或甲醇洗滌，除去溶劑，烘干活化處理。乙醇或甲醇洗滌，除去溶劑，烘干活化處理。2 2、氧化鋁層析、氧化鋁層析v最常用吸附劑之一，微堿性。最常用吸附劑之一，微堿性。 氧化鋁含水量與活性的關(guān)系氧化鋁含水量與活性的關(guān)系 活性活性 加入水量（加入水量（% %） 0 0 3 3 6 6 10 10 15 15v洗脫用溶劑洗脫用溶劑 極性溶劑洗脫能力大。極性溶劑洗脫能力大。v氧化鋁再生氧化鋁再生 甲

17、醇、稀乙酸、稀氫氧化鈉、水依次洗滌，甲醇、稀乙酸、稀氫氧化鈉、水依次洗滌，200200活化?；罨?。3 3、活性炭層析、活性炭層析v分離水溶性物質(zhì)的主要方法之一。分離水溶性物質(zhì)的主要方法之一。v吸附作用在水溶液中最強(qiáng)，在有機(jī)溶劑中較弱。吸附作用在水溶液中最強(qiáng)，在有機(jī)溶劑中較弱。v對(duì)物質(zhì)的吸附力：對(duì)物質(zhì)的吸附力： 芳香族化合物脂肪族化合物芳香族化合物脂肪族化合物 大分子化合物小分子化合物大分子化合物小分子化合物 極性基團(tuán)多的化合物極性基團(tuán)少的化合物極性基團(tuán)多的化合物極性基團(tuán)少的化合物4 4、離子交換層析、離子交換層析v影響離子交換的有關(guān)因素影響離子交換的有關(guān)因素 a.a. 溶液的酸堿度溶液的酸堿度

18、 b.b.對(duì)交換離子的選擇性對(duì)交換離子的選擇性 c.c.被交換物質(zhì)在溶液中的濃度被交換物質(zhì)在溶液中的濃度 d.d.溫度的影響溫度的影響 e.e.溶劑的影響溶劑的影響 5 5、大孔吸附樹(shù)脂層析、大孔吸附樹(shù)脂層析v不含交換基團(tuán)的具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑，也不含交換基團(tuán)的具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑，也是一種親脂性物質(zhì)。是一種親脂性物質(zhì)。v吸附力主要依靠分子中的親脂鍵、偶極離子及氫鍵吸附力主要依靠分子中的親脂鍵、偶極離子及氫鍵作用。作用。v解吸容易，吸附容量大。解吸容易，吸附容量大。6 6、凝膠層析、凝膠層析 固定相固定相凝膠，具有許多孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體，有凝膠，具有許多孔隙的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體，有

19、分子篩的作用。分子篩的作用。 親水性凝膠親水性凝膠葡聚糖凝膠。葡聚糖凝膠。 疏水性凝膠疏水性凝膠在交聯(lián)葡聚糖分子上引如一個(gè)基團(tuán)增大其在交聯(lián)葡聚糖分子上引如一個(gè)基團(tuán)增大其 親脂性親脂性 7 7、聚酰胺層析、聚酰胺層析v分子中含豐富的酰胺基，可與酚、酸、醌、硝基化分子中含豐富的酰胺基，可與酚、酸、醌、硝基化合物等形成氫鍵結(jié)合而被吸附，與不能形成氫鍵的合物等形成氫鍵結(jié)合而被吸附，與不能形成氫鍵的化合物分離。化合物分離。v化合物分子中酚羥基數(shù)目越多，吸附力越強(qiáng)；芳香化合物分子中酚羥基數(shù)目越多，吸附力越強(qiáng)；芳香核、共軛雙鍵多的吸附力也大。核、共軛雙鍵多的吸附力也大。v易形成分子內(nèi)氫鍵的化合物，會(huì)使化合物的吸附力易形成分子內(nèi)氫鍵的化合物，會(huì)使化合物的吸附力減弱。減弱。8 8、快速層析、快速層析( (加壓柱層析加壓柱層析) )v硅膠顆粒硅膠顆粒400230400230篩目篩目v干法裝柱干法裝柱9 9、離心液相層析、離心液相層析 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : a. a.分離周期短分離周期短 b.b.操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便 離心液相層析分離程序離心液相層析分離程序1010、逆流分溶層析、逆流分溶層析v按照液按照液液分配原理設(shè)計(jì)液分配原理設(shè)計(jì)v液滴逆流層析液滴逆流層析