第二章-溶劑提取法課件

第三節(jié)天然產(chǎn)物傳統(tǒng)分離純化方法

一、溶劑提取法

第二章-溶劑提取法概念提取又稱浸提、固液萃取，根據(jù)原料中各種化學(xué)成分在溶劑中的的溶解性能，選擇對(duì)有效成分溶解度大而對(duì)其他成分溶解度小的溶劑，用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑺杌瘜W(xué)成分盡可能完全地從原料組織中溶解提出的過(guò)程。第二章-溶劑提取法提取原理提取的基本原理是在滲透、擴(kuò)散作用下，溶劑滲透入原材料組織細(xì)胞內(nèi)部，溶解可溶性物質(zhì)，形成細(xì)胞內(nèi)外溶質(zhì)的濃度差而產(chǎn)生滲透壓，在滲透壓的作用下，細(xì)胞外的溶劑不斷進(jìn)入原材料組織中，溶解可溶性成分，細(xì)胞內(nèi)的濃溶液不斷向外擴(kuò)散，如此反復(fù)，直至細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡即完成一次提取。濾出此溶液，再加入新溶劑，使細(xì)胞內(nèi)外產(chǎn)生新的濃度差，提取可繼續(xù)進(jìn)行，直至所需成分全部或大部分溶出。第二章-溶劑提取法細(xì)胞內(nèi)有效成分溶劑滲入濃度由高到低有效成分從細(xì)胞內(nèi)溶出第二章-溶劑提取法提取溶劑的選擇溶劑的選擇依據(jù)用溶劑提取活性成分時(shí)，選擇適宜的溶劑是關(guān)鍵，溶劑選擇合適就能順利地把有效成分提取出來(lái)，如果選擇不當(dāng)很難把有效成分提取完全甚至提不出來(lái)。適宜的溶劑應(yīng)符合以下要求：1.

對(duì)目標(biāo)成分溶解性大，對(duì)共存雜質(zhì)溶解性小，即提取物純度高、雜質(zhì)少；2.

不與目標(biāo)成分起化學(xué)反應(yīng)，且提取速度快；3.

價(jià)廉、易得、易回收、安全低毒；要做到這三點(diǎn)是非常困難的，常常遇到互相矛盾的情況，如提取速度快、純度低或純度高、速度慢等，故需要從全局考慮。第二章-溶劑提取法4.良好溶劑的選擇應(yīng)遵循“相似相溶”原理。溶劑可分為水、親水性和親脂性有機(jī)溶劑；被溶解物質(zhì)也有親水性及親脂性之分。溶質(zhì)在溶劑當(dāng)中的溶解遵循相似相溶的原理，親水性的化學(xué)成分易溶于水或親水性的有機(jī)溶劑中，親脂性的成分易溶于親脂性的有機(jī)溶劑中。第二章-溶劑提取法溶劑的極性

溶劑的極性常以介電常數(shù)e來(lái)表示，e大的溶劑極性強(qiáng)，反之，e小的溶劑極性弱。

親脂性有機(jī)溶劑親水性有機(jī)溶劑水第二章-溶劑提取法親水性有機(jī)溶劑水第二章-溶劑提取法親脂性有機(jī)溶劑水常用溶劑：極性由弱到強(qiáng)依次排序?yàn)槭兔眩妓穆然迹急剑级燃淄椋悸确拢家颐眩家宜嵋阴ィ颊〈迹急家掖迹技状迹妓诙?溶劑提取法常見(jiàn)的提取溶劑可分為以下三類：1）水：水是一種強(qiáng)的極性溶劑。水作溶劑經(jīng)濟(jì)易得，溶解范圍廣。天然產(chǎn)物中親水性的成分，如生物堿鹽類、苷類、有機(jī)酸鹽、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、多糖、色素以及酶和少量的揮發(fā)油都能被水浸出，其缺點(diǎn)是浸出范圍廣，選擇性差，容易浸出大量無(wú)效的成分，給制劑、濾過(guò)帶來(lái)困難，制劑色澤欠佳，易霉變、不易貯存。為了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及堿水作為提取溶劑。第二章-溶劑提取法酸水提的目的主要是促進(jìn)生物堿的浸出，提高部分生物堿的穩(wěn)定性，以及除去不溶于酸的雜質(zhì)等。所加入的酸多為硫酸或鹽酸，為發(fā)揮出所加酸的最好性能，可將酸一次加入最初的少量提取溶劑中，當(dāng)酸化溶劑用完后，只需使用單純的溶劑，不需再加酸，即可順利完成提取有效成分的操作。酸的用量都是有一定配比的，用量過(guò)多，會(huì)影響成分和藥效。堿的應(yīng)用不如酸普遍。堿水提的目的是增加有效成分的溶解度和穩(wěn)定性。常用的堿水是氨水，因?yàn)樗且环N揮發(fā)性弱堿，對(duì)有效成分破壞作用小，易于控制其用量。還常用氫氧化鈉溶液，調(diào)提取液的pH。第二章-溶劑提取法2）親水性的有機(jī)溶劑：也就是一般所說(shuō)的與水能混溶的有機(jī)溶劑，如乙醇（酒精）、甲醇、丙酮等，以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好，對(duì)天然植物細(xì)胞的穿透能力較強(qiáng)。親水性的成分除蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、果膠、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。難溶于水的親脂性成分，在乙醇中的溶解度也較大。還可以根據(jù)被提取物質(zhì)的性質(zhì)，采用不同濃度的乙醇進(jìn)行提取。用乙醇提取比用水量較少，提取時(shí)間短，溶解出的水溶性雜質(zhì)也少。第二章-溶劑提取法乙醇為有機(jī)溶劑，雖易燃，但毒性小，價(jià)格便宜，來(lái)源方便，有一定設(shè)備即可回收反復(fù)使用，而且乙醇的提取液不易發(fā)霉變質(zhì)。由于這些原因，用乙醇提取的方法是歷來(lái)最常用的方法之一。甲醇的性質(zhì)和乙醇相似，沸點(diǎn)較低（64℃），易發(fā)生爆炸，并且有毒性，使用時(shí)應(yīng)特別注意。第二章-溶劑提取法3）親脂性的有機(jī)溶劑：也就是一般所說(shuō)的與水不能混溶的有機(jī)溶劑，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。這些溶劑的選擇性能強(qiáng)，不能或不容易提出親水性雜質(zhì)。但這類溶劑揮發(fā)性大，多易燃（氯仿除外），一般有毒，價(jià)格較貴，設(shè)備要求較高，且它們透入植物組織的能力較弱，往往需要長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)提取才能提取完全。如果天然植物中含有較多的水分，用這類溶劑就很難浸出其有效成分，因此，大量提取天然植物原料時(shí)，直接應(yīng)用這類溶劑有一定的局限性。特別是氯仿，由于其價(jià)格較貴，一般僅用于提純精制有效成分。第二章-溶劑提取法常用的溶劑提取方法（一）冷提法1.浸漬法（泡藥酒）2.滲漉法（二）熱提法1.煎煮法（煎中藥）2.回流提取法3.連續(xù)回流提取法第二章-溶劑提取法浸漬法浸漬法是將原料用適當(dāng)?shù)娜軇┰诔鼗驕責(zé)幔?0～80℃）條件下浸泡一定時(shí)間，浸出有效成分的一種方法。根據(jù)溫度條件的不同，可分為冷浸法和溫浸法。泡藥酒第二章-溶劑提取法具體操作：取一定量的天然藥物粗粉裝入適宜容器中，加入適量的溶劑（如乙醇、稀醇或水），溶劑的用量以能浸沒(méi)天然藥物稍有過(guò)量為度，密閉，并經(jīng)常攪拌或振搖。浸漬24小時(shí)以上，濾過(guò)。此操作可重復(fù)兩次，合并浸出液，用適宜方法濃縮后即得提取物。第二章-溶劑提取法加入溶劑浸泡粉碎好的藥材放入提取用的容器中，加入溶劑使沒(méi)過(guò)藥面，浸泡12小時(shí)。濾出溶劑，加入新的溶劑繼續(xù)提取浸漬法第二章-溶劑提取法特點(diǎn)及適用范圍：此法操作方便，簡(jiǎn)單易行，但提取時(shí)間長(zhǎng)，浸出溶劑用量大，往往浸出效率低，不易完全浸出，因此不適合有效成分含量低的原料。若以水作溶劑夏季易霉變，因而應(yīng)用有一定的局限性，通常用不同濃度的乙醇，故浸漬過(guò)程應(yīng)密閉，防止溶劑的揮發(fā)損失。。本法通常在室溫條件下進(jìn)行，所以適用于有效成分遇熱易破壞及含淀粉、果膠、樹(shù)膠等多糖物質(zhì)較多的原料。第二章-溶劑提取法

滲漉法

滲漉法是將原料粗粉濕潤(rùn)膨脹后裝入滲漉器內(nèi)，頂部用砂布覆蓋，壓緊，浸提溶劑連續(xù)地從滲漉器的上部加入（液面超出原料1／3），溶劑滲過(guò)原料層往下流動(dòng)過(guò)程中將有效成分浸出的一種方法。不斷加入新溶劑，可以連續(xù)收集浸提液。第二章-溶劑提取法第二章-溶劑提取法特點(diǎn)及使用范圍：由于原料不斷與新溶劑或含有低濃度提取物的溶劑接觸，始終保持一定的濃度差，屬于動(dòng)態(tài)浸出，因此浸提效果要比浸漬法高。不經(jīng)過(guò)濾處理可直接收集滲漉液，可省去過(guò)濾操作。不足之處為溶劑消耗多，提取時(shí)間長(zhǎng)。當(dāng)滲漉液顏色極淺或滲漉液的體積相當(dāng)于原料重的10倍時(shí)，便可認(rèn)為基本上已提取完全。在大量生產(chǎn)中常將收集的稀滲漉液作為另一批新原料的溶劑之用。第二章-溶劑提取法煎煮法該方法是我國(guó)中醫(yī)中藥最早使用的傳統(tǒng)的提取方法。是將天然植物用水加熱煮沸提取，在提取過(guò)程當(dāng)中大部分成分可被不同程度的提取出來(lái)，但是對(duì)于揮發(fā)性成分及加熱易被破壞的成分不宜使用。第二章-溶劑提取法特點(diǎn)及使用范圍：所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時(shí)最好時(shí)常攪拌，以免局部藥材受熱太高，容易焦糊。本法需加水加熱煎煮，適用于能溶于水且遇熱穩(wěn)定成分的提取。此法操作簡(jiǎn)單，提取效率高于冷浸法，但煎煮液黏稠，濾過(guò)困難，且雜質(zhì)較多，易發(fā)生霉變。第二章-溶劑提取法回流提取法

回流提取法是為保持溶劑與原料持續(xù)的接觸，通過(guò)加熱提取液，使溶劑受熱蒸發(fā)，經(jīng)冷凝后變?yōu)橐后w流回提取器，如此反復(fù)至提取比較完全的一種熱提取方法。第二章-溶劑提取法回流提取法的特點(diǎn)及適用范圍：因?yàn)槿軇┠苎h(huán)使用，回流法較滲漉法的溶劑消耗量少；本法提取效率較高，但受熱時(shí)間長(zhǎng)，適用于對(duì)熱穩(wěn)定的化學(xué)成分的提取。第二章-溶劑提取法連續(xù)回流提取法

本法是在回流提取法的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，用少量溶劑進(jìn)行連續(xù)循環(huán)回流提取，將有效成分提取完全的方法。實(shí)驗(yàn)室常用提取器是索氏提取器。第二章-溶劑提取法該提取器有上、中、下三部分組成，上部是冷凝器；中部是帶有虹吸管的提取器；下部是燒瓶。將盛原料粉的濾紙裝置中部，內(nèi)裝物高度不得超過(guò)虹吸管，溶劑由上部加入燒瓶中，燒瓶置水浴上加熱，溶劑受熱氣化，通過(guò)中部提取器旁的通氣側(cè)管到達(dá)上部冷凝器，遇冷變?yōu)橐后w滴入提取器中，當(dāng)?shù)稳氲娜軇┻_(dá)一定高度時(shí)，因虹吸作用，使提取成分后的提取液又流入燒瓶中，其中溶劑可因再受熱而氣化，提出的成分留在燒瓶中，如此連續(xù)操作，即可提盡有效成分。

第二章-溶劑提取法回流提取法與連續(xù)回流提取法的區(qū)別

第二章-溶劑提取法連續(xù)回流提取法的特點(diǎn)及適用范圍：該法的優(yōu)點(diǎn)是以較少的溶劑一次加入便可將有效成分提取完全，效率較高。但該提取器容量較小，故只適于少量原料的提取。大量提取可根據(jù)此原理設(shè)計(jì)類似裝置。連續(xù)提取法提取液受熱時(shí)間長(zhǎng)，因此對(duì)受熱易分解的成分不易用此法。應(yīng)用揮發(fā)性有機(jī)溶劑提取原材料有效成分，不論小型實(shí)驗(yàn)或大型生產(chǎn)，均以連續(xù)提取法為好，而且需用溶劑量較少，提取成分也較完全。第二章-溶劑提取法濾紙包制作方法第二章-溶劑提取法第二章-溶劑提取法第二章-溶劑提取法提取方法溶劑操作適用范圍特點(diǎn)浸漬法水、酸水、堿水、稀醇不加熱熱不穩(wěn)定成分防腐，提取效率低滲漉法溶劑用量大，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)煎煮法水直火加熱水溶性成分含揮發(fā)油成分、熱不穩(wěn)定成分不宜用回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱脂溶性成分溶劑消耗大，受熱時(shí)間長(zhǎng)，熱不穩(wěn)定成分不宜用連續(xù)回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱親脂性成分溶劑用量少，提取效率高，熱不穩(wěn)定成分不宜用第二章-溶劑提取法影響提取效果的因素

粉碎度由于提取過(guò)程包括滲透、溶解、擴(kuò)散等過(guò)程，因此樣品粉碎得越細(xì)，表面積就越大，浸出過(guò)程就越快，但粉碎度過(guò)高，樣品顆粒表面積過(guò)大，吸附作用增強(qiáng)，反而影響過(guò)濾速度。故粉碎的粒度需適中，一般而言，視原料質(zhì)地粉碎粒度以20～60目為宜。提取溫度冷提雜質(zhì)少，效率低，熱提雜質(zhì)多，效率高。因溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，滲透、溶解、擴(kuò)散速度加快，所以提取效果好。但溫度不宜過(guò)高，過(guò)高有些成分易破壞，同時(shí)雜質(zhì)含量也增多，給以后分離精制帶來(lái)困難。一般加熱在60℃左右為宜。第二章-溶劑提取法影響提取效果的因素提取時(shí)間一般而言，提取時(shí)間越長(zhǎng)，提取越完全。但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，無(wú)用雜質(zhì)成分也隨著浸提出來(lái)。如果用熱水加熱提取，一般以0.5h到1h為宜，最多不超過(guò)3h，用乙醇加熱回流提取，每次1～2h為宜，其他有機(jī)溶劑可適當(dāng)延長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間。溶劑用量和濃度差溶劑用量一般用量為原料的6～10倍。溶劑用量多，濃縮費(fèi)時(shí)；溶劑用量少，提取率低或提取次數(shù)多。

第二章-溶劑提取法影響提取效果的因素濃度差