执业药师资格考试中药化学完整版Word版Word下载.docx
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学习方法：
1.以总论为指导学习各论。
2.注意总结归纳，在掌握基本共同点的情况下，分类记忆特殊点。
3.注意理论联系实际，并以《药典》作为基本学习指导。
4.发挥想象力进行联想记忆。
第二节 中药有效成分的提取与分离
一、中药有效成分的提取
注意：
在提取前，应对所用材料的基源（如动、植物的学名）、产地、药用部位、采集时间与加工方法等进行考查，并系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经验。
（一）溶剂提取法
一般如无特殊规定，药材须经干燥并适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触表面，提高提取效率。
补充：
溶剂提取法的原理
根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。
作用原理：
溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，形成细胞内外的浓度差，将其渗出细胞膜，达到提取目的。
一般提取规律：
①萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中；
②糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；
③酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度将随pH而改变，可用不同pH的碱或酸提取。
溶剂的选择。
1）常见溶剂类型
石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜甲醇（乙醇）＜水。
2）溶剂选择的原则
（1）相似相溶，能最大限度地提取所需要的化学成分
（2）不与有效成分反应
（3）不溶共存杂质
（4）节约成本：
价廉、安全、易得、浓缩方便。
常用亲水性提取溶剂
溶剂
优点
缺点
水
对细胞穿透力强，提取效率高
安全、价廉、易得
水杂质多、易变
对含淀粉、粘液质多的药材不易过滤
乙醇
对药材组织穿透力强，效率高
有选择性，不同浓度极性不同
可防腐、沸点低，易除去、较便宜
可抑制酶活性、大部分可回收利用
脂溶性杂质较多
有挥发性、易燃烧
甲醇
效率高于乙醇
毒性大、较贵
提取方法
a、煎煮
b、浸渍法
c、渗漉法
d、回流
e、连续回流（索氏提取）
掌握不同提取方法原理、特点及适用的成分类型。
1.煎煮法
定义：
中药材加水浸泡后加热煮沸。
优点：
简便。
缺点：
①需加热，含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用。
②多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药液黏度较大，过滤困难，不宜使用。
③对亲脂性成分提取不完全。
2.浸渍法
在常温或温热（60～80℃）条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中的有效成分的方法。
简便，适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。
①出膏率低；
②以水为溶剂时，提取液易发霉变质。
3.渗漉法
不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出渗漉液的方法。
基本过程：
药材浸润→装筒→浸渍→渗漉。
适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。
（似浸渍法，但提取效率高于浸渍法）
①溶剂消耗量大；
②耗时长，操作麻烦。
4.回流法与连续回流法
使用易挥发的溶剂加热回流或连续回流提取中药成分的方法.
效率较高。
①对热不稳定成分不宜使用；
②溶剂消耗量大、操作麻烦；
③耗时长。
总结：
方法
操作
适用药物
煎煮
浸渍
渗漉
回流
连续回流
5.水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。
适用成分：
挥发性（100℃有一定蒸汽压）；
对水稳定；
不溶于水；
耐热。
（如：
中药中挥发油的提取常采用此法。
）
6.升华法
固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的现象叫做升华。
游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。
樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因）
7.超声提取法
采用超声波辅助溶剂提取的方法。
超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。
提取原理：
超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用，能破坏药材的细胞，使提取溶剂渗透到药材的细胞中，从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分的提取率。
特点：
①不会改变有效成分的化学结构；
②可缩短提取时间，提高提取效率。
8.超临界流体萃取法
采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。
超临界流体（SF）：
指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的单一相态物质。
密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。
萃取选择性的决定因素：
温度、压力、夹带剂的种类及含量。
常用的提取物质：
C02、NH3、C2H6、C7H16、CCl2F2、N2O、SF6等，实际最常用的为C02。
（1）C02超临界流体萃取的特点：
①简便、高效、无有机溶剂残留；
②安全，无污染；
③因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；
④萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力；
⑤还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；
⑥适于极性较大和分子量较大物质的萃取；
⑦萃取介质可循环利用，成本低；
⑧可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中的有效成分。
（2）局限性
①对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱——适用成分为脂溶性成分；
②设备造价高，成本高；
③更换产品时设备清洗困难。
（3）夹带剂的作用
夹带剂（entrainer）作为亚临界组分,挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量加入超临界流体中。
作用：
①改善或维持选择性；
②提高难挥发溶质的溶解度。
常用夹带剂：
甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等
（对溶质具有很好溶解性的溶剂也往往是很好的挟带）
练习题
最佳选择题
对含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质中药的有效成分常选用的提取方法是
A.浸渍法
B.水蒸气蒸馏法
C.煎煮法
D.回流提取法
E.升华法
[答疑编号5630010101]
【正确答案】A
最常用的超临界流体是
A.水
B.甲醇
C.二氧化碳
D.三氧化二铝
E.二氧化硅
[答疑编号5630010102]
【正确答案】C
二、中药有效成分的分离与精制
（一）根据物质溶解度差别进行分离
1.利用温度不同引起溶解度的改变进行分离
主要包括：
结晶与重结晶。
结晶：
将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作。
重结晶：
从不纯的结晶经过进一步精制处理得到较纯结晶的过程。
原理：
要分离物质在热的溶剂中溶解达到饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液因过饱和而析出晶体。
结晶与重结晶操作
结晶用溶剂的选择：
①不与被结晶物质发生化学反应；
②对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；
③对杂质或冷热时都溶解（留在母液中），或冷热时都不溶解（过滤除去）；
④溶剂沸点较低，易挥发除去；
⑤无毒或毒性较小，便于操作。
常用的重结晶溶剂：
水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。
（单用或混用）
用于重结晶溶剂用量需适当，用量太大会增加溶解，析出晶体量少；
用量太小在热过滤时会提早析出结晶造成损失。
一般可比需要量多加20%左右。
结晶纯度的判定方法：
（1）结晶形态和色泽：
一个纯的化合物一般都有一定的晶形和均匀的色泽。
（2）熔点和熔距：
单一化合物一般都有一定的熔点和较小的熔距（1～2℃）。
（3）色谱法：
单一化合物用两种以上溶剂系统或色谱条件进行检测，均显示单一的斑点。
常用的有纸色谱、纸上电泳和薄层色谱。
（4）高效液相色谱法（HPLC）：
纯的化合物显示单一的谱峰。
（5）其他方法：
质谱、核磁共振等。
单峰表示纯化合物，双峰表示不纯的化合物。
2.利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离
在溶液中加入另一种溶剂以改变混合物的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。
水提醇沉法：
在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。
（沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。
醇提水沉法：
（沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。
另：
醇/醚法、醇/丙酮法。
（可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等杂质留在母液中）
3.利用酸碱性（不同）进行分离
对酸性、碱性或两性有机化合物来说，加入酸、碱以调节溶液的pH，改变分子的存在状态，从而改变溶解度实现分离。
酸提碱沉：
生物碱等碱性成分。
碱提酸沉：
黄酮、蒽醌类等酸性成分。
内酯或内酰胺结构的成分可被皂化溶于水，借此与其他难溶于水的成分分离。
4.利用沉淀试剂进行分离
酸性或碱性化合物可通过加入某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。
酸性化合物+钙盐、钡盐、铅盐→沉淀→H2S气体→纯品
碱性化合物+苦味酸盐、苦酮酸盐等（有机酸盐）→先加入无机酸，再碱化→纯品
磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等（无机酸盐）
（二）根据物质在两相溶剂中的分配比（分配系数）不同进行分离
常见的方法有简单的液-液萃取法和液-液分配色谱（LC或LLC）等。
液—液萃取法的原理：
1.分配系数K值
溶质在任意不相混溶的两溶剂中的分配系数K：
K=CU/CL
K：
分配系数；
CU：
溶质在上相溶剂中的浓度；
CL：
溶质在下相溶剂中的浓度
（K在一定的温度及压力下为一常数）
例：
假定A、B两种溶质用三氯甲烷及水进行分配，A、B均为1.0g，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比VCHCl3/VH2O=1，则一次振摇分配平衡后：
水的密度小于三氯甲烷，故水为上相，三氯甲烷为下相
A：
KA=CH20/CCHCl3=10
则90%以上的溶质A将分配到水中，不到10%分配到三氯甲烷中
B：
KB=CH20/CCHCl3=0.1
则不到10%的溶质B将分配到水中，90%以上的分配到三氯甲烷中
2.分离因子
分离因子β表示分离的难易
β=KA/KB（注：
KA﹥KB）
分离难易判定：
β≥100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离（如上例）；
100＞β≥10，通常需萃取10～12次；
β≤2，需萃取100次以上；
β≌1,即KA/KB≌1，则无法分离
3.分配比与pH
以酸性物质（HA）为例，其在水中的解离平衡及解离常数K可用下式表示：
酸性越强，Ka越大，pKa值越小。
碱性越强，Ka越小，pKa值越大。
通常酚类化合物的pKa值一般为9.2～10.8，羧酸类化合物的pKa值约为5
若使该酸性物质完全解离，即使HA均转变为A-，则pH≌pKa+2
若使该酸性物质完全游离，即使A-均转变为HA，则pH≌pKa-2
（游离型极性小，易溶于小极性的有机溶剂；
解离型极性大，易溶于水或亲水性有机溶剂）
①若pH﹤3（酸性条件）
酸性物质游离态（HA），极性小
碱性物质则呈离状态（BH+），极性大
②若pH﹥12（碱性条件）
酸性物质解离形式（A-），极性大
碱性物质游离状态（B），极性小
4.液-液萃取与纸色谱
5.液-液分配柱色谱
将两相中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相，填充在色谱管中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂作为流动相来冲洗色谱柱。
常用载体：
硅胶、硅藻土及纤维素粉等。
常用反相硅胶填料有：
RP-2（-C2H5）、RP-8（-C8H17）、RP-18（-C18H37）
（1）正相色谱：
固定性极性>
流动相极性
被分离物质极性越大（亲水性越强），越不易洗脱。
固定相：
强极性溶剂，如水、缓冲溶液等。
流动相：
弱极性有机溶剂，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等。
适用物质：
水溶性或极性较大的成分，如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。
（2）反相色谱：
固定性极性<
被分离物质极性越小（亲脂性越强），越不易洗脱。
可用石蜡油。
水或甲醇等强极性溶剂适用物质：
脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。
（3）加压液相柱色谱（了解，不做重点掌握）
载体：
多为颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶微粒，如Zipax类薄壳型或表面多孔型硅球以及Zorbax类全多孔硅胶微球。
快速色谱（flashchromatography，约2.02×
105Pa）、低压液相色谱（LPLC，<
5.05×
105Pa）、中压液相色谱（MPLC，5.05×
105～20.2×
105Pa）及高压液相色谱（HPLC，>
20.2×
105Pa）等。
各种加压液相柱色谱的大体分离规模
（三）根据物质的吸附性差别进行分离
物理吸附：
靠分子间力吸附。
无选择性，吸附与解吸附过程可逆，快速。
如硅胶、氧化铝、活性炭吸附。
化学吸附：
靠化学反应吸附。
有选择性，吸附牢固，部分不可逆。
如碱性氧化铝吸附黄酮等酚酸性物质。
半化学吸附：
介于物理吸附与化学吸附之间，力量较弱。
如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附。
1.物理吸附规律——极性相似者易于吸附
硅胶、氧化铝为极性吸附剂，特点：
（1）对极性物质具有较强的亲和能力。
故同为溶质，极性强者将被优先吸附。
（2）溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质将表现出越强的吸附能力；
溶剂极性增强，则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。
（3）溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极性较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。
活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶、氧化铝相反，特点为：
（1）对非极性物质具有较强的亲和能力，在水中对溶质表现出强的吸附能力。
（2）溶剂极性降低，则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。
故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。
2.极性及其强弱判断
所谓极性乃是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称（assymmetry）的程度，并大体上与偶极矩（dipolemoment）、极化度（polarizability）及介电常数（dielectrieconstant）等概念相对应。
（1）化合物结构中官能团的极性强弱：
官能团的极性
（2）含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素对化合物极性的影响
①化合物中所含正电或负电等电性基团越多，极性越强（如氨基酸强极性）。
②化合物所含的极性基团数目越多，极性越强（葡萄糖极性强于鼠李糖）。
③所含极性基团相同时，非极性基团越多，极性越弱（如高级脂肪酸极性弱）。
④酸、碱及两性化合物，游离型极性弱，解离型极性强，存在状态可随pH改变。
（3）化合物极性与介电常数
化合物极性大体可依据介电常数（ε）的大小判断，ε越大，极性越强。
3.简单吸附法的应用
（1）用于化合物的精制：
结晶与重结晶过程中加入活性炭脱色、脱臭。
有时拟除去的色素不一定是亲脂性的，故活性炭脱色不一定总能收到良好的效果。
一般须根据预试结果先判断色素的类型，再决定选用什么吸附剂处理为宜。
（2）用于化合物的浓缩：
如活性炭吸附浓缩一叶萩碱。
4.吸附柱色谱法用于物质的分离
（1）吸附剂及用量
主要吸附剂：
硅胶、氧化铝。
用量：
一般为样品量的30～60倍。
样品极性较小、难以分离者，吸附剂用量可适当提高至样品量的l00～200倍。
规格：
通常为100目左右。
如采用加压柱色谱，还可以采用更细的颗粒，或甚至直接采用薄层色谱用规格。
（2）拌样及装样
硅胶、氧化铝吸附柱色谱，应尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。
如样品在所选装柱溶剂中不易溶解，则可将样品用少量极性稍大溶剂溶解后,再用少量吸附剂拌匀,并在60℃下加热挥尽溶剂，置P205真空干燥器中减压干燥、研粉后再小心铺在吸附剂柱上。
（3）洗脱
洗脱溶剂宜逐步增加，但跳跃不能太大。
实践中多用混合溶剂，并通过巧妙调节比例以改变极性，达到梯度洗脱分离物质的目的。
一般，混合溶剂中强极性溶剂的影响比较突出，故不可随意将极性差别很大的两种溶剂混合在一起使用。
实验室中最常应用的混合溶剂组合如表所示：
吸附柱色谱常用混合洗脱溶剂
（4）添加溶剂的选择
分离酸性物质：
选用硅胶（显酸性），洗脱溶剂加入适量乙酸，防止拖尾。
分离碱性物质：
选用氧化铝（显弱碱性），洗脱溶剂加入适量氨、吡啶、二乙胺，防止拖尾。
（5）洗脱剂的选择与优化
通过薄层色谱法（TLC）进行筛选
一般TLC展开时使组分Rf值达到0.2～O.3的溶剂系统可选用为柱色谱分离该相应组分的最佳溶剂系统。
5.聚酰胺吸附色谱
基本原理：
氢键吸附。
适用化合物类型：
酚类、醌类、黄酮类。
（1）聚酰胺的性质及吸附原理
性质：
商品聚酰胺均为高分子聚合物质，不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、三氯甲烷及丙酮等常用有机溶剂。
对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差，可溶于浓盐酸、冰乙酸及甲酸。
聚酰胺色谱的分离机理：
一般认为是“氢键吸附”，即聚酰胺的吸附作用是通过其酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。
至于吸附强弱则取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。
固定相 移动相
氢键：
氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H┅Y型的键。
X、Y为氧（O）、氮（N）、氟（F）等电负性较大，且半径较小的原子。
吸附强弱通常在含水溶剂中大致有下列规律：
①形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强
②成键位置对吸附力也有影响。
易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。
如：
③分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；
反之，则减弱。
④洗脱溶剂的影响
洗脱能力由弱到强的顺序为：
水＜甲醇或乙醇（浓度由低到高）＜丙酮＜稀氢氧化钠水溶液或氨水＜甲酰胺＜二甲基甲酰胺（DMF）＜尿素水溶液
（2）聚酰胺色谱的应用
①对酚类、黄酮类等含酚羟基化合物可逆吸附，分离效果好，吸附容量大，适于制备分离。
②可用于生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其他极性与非极性化合物的分离。
③对鞣质的吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物的脱鞣处理。
6.大孔吸附树脂
一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类，对酸、碱均稳定。
优势：
①操作简便，树脂可再生；
②可重复操作，产品质量稳定，收率恒定；
③既能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，且不受无机盐干扰；
④一般不用有机溶媒，既保持传统的中医理论用药特色，又最大限度的保留了其有效成分。
（1）吸附原理：
①选择性吸附（由于范德华引力或产生氢键的结果）
②分子筛性能（由其本身的多孔性网状结构决定）
（2）影响吸附的因素：
①大孔树脂本身的性质（比表面积、表面电性、极性、能否形成氢键等）。
②洗脱溶剂的性质（极性、酸碱性）。
③被分离化合物的性质（分子量、极性、能否形成氢键）。
注：
大孔树脂的色谱行为具有反相的性质，被分离物质的极性越大，其Rf值越大，越容易洗脱。
（3）大孔吸附树脂的应用：
主要用于天然化合物的分离和富集
预处理方法：
用高浓度乙醇湿法装柱，继续用乙醇在柱上流动清洗，不时检查流出的乙醇液，至流出的乙醇液与水混合不呈现白色乳浊现象，然后以大量的蒸馏水洗去乙
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