模块二 中药中化学成分的常规分离技术剖析.docx

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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

中药产业现代化的内涵应当包含下列要素：

　——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表述；

　——中药的工艺、立法及临床疗效可用符合中医药特点的现代化科学的方法和技术检验；

　——中药的理论和方法与现代科学理论和方法相结合；

　——中药发展规律的自然科学阐述；

　——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的变化；——中药产业人才的培养和使用机制现代化；

　——中药产业资源配置现代化和国际化；

　——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起基础性作用；

　——学习世界先进的管理制度，组织创新和制度创新；

　——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

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

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

时间

教法教具

5min

25min

10min

15min

15min

10min

教法：

讲授

比较

归纳

教法：

讲授

比较

归纳

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。

液滴逆流分配法的装置，近年来虽不断在改进，但装置和操作较繁。

时间

10min

教法:

讲授

比较

归纳

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

5min

5min

15min

10min

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+H2O

R-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、碱式醋酸铅。

例如在黄芩水煎液中加入明矾溶液，黄芩甙就与铝盐络合生成难溶于水的络化物而与杂质分离，这种络化物经用水洗净就可直接供药用。

[注]:

先加醋酸铅后加碱式醋酸铅；针对某类成份,可选择沉淀试剂或沉淀步骤。

脱铅法:

（较多各有特点）。

H2S脱铅法（最常用）

原理:

H2S+Pb2+---------PbS↓+2RCOOH

操作：

略。

优点：

较彻底。

时间

教法教具

5min

教法：

讲授

比较

归纳

教学内容及过程

缺点：

有毒,偏酸性。

其它脱铅法：

略。

（5）试剂沉淀法：

例如在生物碱盐的溶液中，加入某些生物碱沉淀试剂（见生物碱性质下），则生物碱生成不溶性复盐而析出。

水溶性生物碱难以用萃取法提取分出，常加入雷氏铵盐使生成生物碱雷氏盐沉淀析出。

又如橙皮甙、芦丁、黄芩甙、甘草皂甙均易溶于碱性溶液，当加入酸后可使之沉淀析出。

某些蛋白质溶液，可以变更溶液的pH值，利用其在等电点时溶解度最小的性质而使之沉淀析出。

此外，还可以用明胶、蛋白溶液沉淀鞣质；胆甾醇也常用以沉淀洋地黄皂甙等。

可根据中草药有效成分和杂质的性质，适当选用。

课后小结

通过学习掌握了各种沉淀法的沉淀范围和适用提取溶剂，了解了最新的知识动态。

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

——结晶法

班级

课时

1

课型

综合

教学目标

1.结晶法的概念及原理；

2.结晶法的影响因素；

3.常用的结晶溶剂及结晶操作的注意事项。

德育渗透

结晶的关键在于选择适宜的结晶溶剂，选择适当的结晶温度，这是结晶的条件，我们作任何事都要动脑，找出解决问题的关键所在，不可盲目行事，更不可杂乱无章，这样只能是事倍功半。

教学方法

讲授法

教学媒体

新知识

新技术或

参考资料

中药产业目前的现代化目标如下：

——以产业化经营和规范化生产（GAP）为特色的中药现代农业；

——以规范化生产（GMP）、统一质量标准、现代化制药技术设备为特色的中药现代工业；

——适合于市场经济的以总代理、总经销和连锁经营为特色的中药现代商业；

——以中药技术创新和信息网络为主要内容的中药现代知识产业。

双语教学

提取distill

鉴定critical

分离abruption

精制refine

食子酸ellagicacid

大黄素emodin

结晶crystal

教案

授课人：

课题

结晶法

时间

地点

教室

教学目标

1.结晶法的概念及原理；

2.结晶法的影响因素；

3.常用的结晶溶剂及结晶操作的注意事项。

学情况

班级：

人数：

出勤：

教学设计

教学内容及过程

结晶（crystal）法

鉴定中草药化学成分，研究其化学结构，必须首先将中草药成分制备成单体纯品。

在常温下，物质本身性质是液体的化台物，可分别用分馏法或层析法进行分离精制。

一般来说，中草药化学成分在常温下多半是固体的物质，都具有结晶的通性，可以根据溶解度的不同用结晶法来达到分离精制的目的。

研究中草药化学成分时，一旦获得结晶，就能有效地进一步精制成为单体纯品。

纯化合物的结晶有一定的熔点和结晶学的特征，有利于鉴定。

如果鉴定的物质不是单体纯品，不但不能得出正确的结论，还会造成工作上的浪费。

因此，求得结晶并制备成单体纯品，就成为鉴定中草药成分、研究其分子结构重要的一步。

1.概念：

结晶----将非结晶状物质通过结晶法处理得到结晶状物质的过程。

重结晶---将不太纯的结晶物质通过结晶法处理得到结晶状物质的过程。

2.原理：

利用混合物中各成分在冷热结晶溶剂中溶解度的不同进行分离。

被结晶物-------结晶------重结晶

时间

教法教具

5min

5min

15mim

教法：

讲授

比较

归纳

教学设计

教学内容及过程

时间

教法教具

3.影响结晶的因素

1>结晶溶剂的选择：

不与结晶成分发生任何不可逆的化学反应。

沸点不宜太高,否则不宜除去。

对有效成分热时S大,冷时S小

2>有效成分的含量：

一般来说,有效成分的含量越高越易被结晶,因此结晶法常用于细分。

3>溶液的浓度：

浓度高易结晶,但过高则粘度太大晶型不好,处理问题时应具体问题具体分析。

4>结晶的温度、速度、时间：

由于结晶需要一定的过程进行分子的定向排列，降温太快、速度太快都是不可取的。

应先室温后低温。

5>析晶困难的措施：

加入晶种诱导析晶。

制备衍生物析晶。

混合溶剂结晶。

30min

教法：

讲授

比较

归纳

课后小结

通过学习使学生掌握了结晶法的概念、原理、、影响因素以及常用的结晶溶剂和结晶操作的注意事项。

基本达到教学目的。

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

盐析法、透析法与分馏法

班级

课时

2

课型

综合

教学目标

1.盐析法、透析法、分馏法的作用原理。

2.盐析法、透析法、分馏法的操作技术。

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

提取distill分离abruption鉴定critical

分离abruption精制refine

教案

授课人：

课题

盐析法、透析法、分馏法

时间

地点

教室

教学目标

1.盐析法、透析法、分馏法的作用原理。

2.盐析法、透析法、分馏法的操作技术。

学生情况

班级：

人数：

出勤：

教学设计

教学内容及过程

（七）其它分离技术

1.盐析法

1）．原理

盐析法是指在天然产物的水提液中，加入大量的无机盐，使其达到一定浓度或饱和，促使有效成分在水中溶解度降低沉淀析出，与其它水溶性较大的杂质分离。

2）．常作盐析的无机盐类

氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。

其中硫酸铵具有盐析能力强，饱和溶液浓度大，溶解度受温度影响小，不引起蛋白质变性等优点而多用于蛋白质等高分子物质的盐析分离。

3）．应用

此法特别适用于分离提纯蛋白质等高分子物质。

通过调节硫酸铵的浓度，可达到分离各种蛋白质的目的。

适宜盐析蛋白质的盐析条件有：

需加入较大浓度的盐，才能有效降低蛋白质的溶解度；

适当调节溶液的pH，使接近蛋白质的等电点；

适当稀释蛋白质溶液至2.5%~3.0%，避免共沉作用，

当分离对温度敏感的蛋白质和酶时，最好在4°C进行，并要求操作迅速。

2、透析法

1）．原理

时间

教法教具

5min

3min

7min

10min

教法：

讲授

比较

归纳

教学设计

教学内容及过程

透析法是利用提取液中小分子物质或能在水、乙醇提取液中解离成离子的物质可通过透析膜，而大分子物质（如多糖、蛋白质、鞣质、树脂等）不能通过透析膜的性质，借以达到分离的一种方法。

2）．应用

此法常用于分离纯化皂苷、蛋白质、多肽、多糖等大分子成分，以除去无机盐、单糖、双糖等小分子杂质。

3）．常用的透析膜

透析成功与否和透析膜的规格关系很大。

需根据欲分离成分的分子量大小来选择。

常用的有：

动物膀胱膜：

需经水洗涤，乙醚脱脂处理；

火棉胶膜：

将火棉胶加乙醚或无水乙醇溶解，铺于玻璃板上，干燥后放入水中制成；

羊皮纸膜：

将优质滤纸浸入50%H2SO4中，15~60s后，取出，铺于玻璃板上，水洗净；

再生纤维素膜：

将市售玻璃纸铺于平面玻璃板上，用60%ZnCl2溶液浸泡10s后，倾去浸泡液，用稀HCl洗，再用水洗净；

玻璃纸膜：

市售的玻璃纸可直接使用；

蛋白胶膜：

用20%明胶溶液涂于细布上，阴干后放入水中，加甲醛溶液固化。

4）．操作技术：

将浓缩的中药水提液或乙醇提取液缓缓加入透析膜袋中，防止膜破裂，悬于盛有蒸馏水的