提取分离课件

提取方法新技术
• 超临界流体萃取技术 • 超声提取技术 • 微波萃取技术 • 酶法 • 半仿生提取法 • 破碎提取法
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超临界流体萃取技术
• 临界温度(Tc)：气体高于该温度时，任何压 缩不能使其变为液体，
• 临界压力（Pc）：在临界温度下，气体能 被液化的最低压力
• 超临界状态：温度及压力均处于临界点以 上的液体所处的状态
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4、溶剂分类与选择
• 溶剂提取法的关键，是选择适当的溶剂。 • 注意以下三点：
①溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解 度小；
②溶剂不能与中药的成分起化学变化； ③溶剂要经济、易得、使用安全方便
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分类
• 常用溶剂分为水、有机溶剂两大类。 水是；相对极性较弱的有机溶剂也根据极 性不同分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机 溶剂两类。
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• 应用： 常以水或者乙醇为溶剂，适宜于挥发性
成分、热不稳定性成分、含淀粉、糖类或 树胶多的成分的提取。
• 缺点是：时间长、溶剂用量大、
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3）煎煮法
• 煎煮法是我国最早使用的传统的浸出方法。 在砂锅（陶瓷锅、搪瓷锅、玻璃锅、铝锅、 铜锅、不锈钢锅均可）加入水没过药材粗 粉，加热至沸30－60分钟，趁热过滤；滤 渣进行二次煎煮，方法同前。合并再次煎 煮液，提取液可直接服用或再做处理。
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• 注意：所用容器不宜用铁锅，因为铁比较 活泼，能与许多物质（尤其是酸性基团物 质）发生化学反应，导致成分结构破坏、 失效，以免药液变色。直火加热时最好时 常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦 糊。有蒸汽加热设备的药厂，多采用大反 应锅、大铜锅、大木桶，或水泥砌的池子 中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过 管道互相连接，进行连续煎浸。
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• 优点：简便易行，提取效率比冷浸法高， 可溶出大部分有效成分。
• 缺点：挥发性成分及有效成分遇热不稳定 的不适用，多糖类药液粘稠难过虑
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4）回流提取法：
• 应用有机溶剂加热提取，需采用回流加热装置， 以免溶剂挥发损失。
• 小量操作时，可在圆底烧瓶上连接回流冷凝器。 瓶内装药材约为容量的50％，溶剂浸过药材表面 约1～2cm。在水浴中加热回流，一般保持沸腾约： 小时小放冷过滤，再在药渣中加溶剂，作第二、 三次加热回流分别约半小时，或至基本提尽有效 成分为止。
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• 超临界流体：温度及压力均处于临界点以 上的液体，
• 特征： 它基本上仍是一种气态,但又不同于一般气
体，具有高密度（比气体大2~4倍，近于液 体）、低粘度（近于气体）、高扩散力 （扩散系数比液体大10~100倍）
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• 超临界流体萃取(简称SCFE)是一种以超临 界流体(简称SCF)代替常规有机溶剂对中草 药有效成分进行萃取和分离的新型技术。
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提取原理及过程：
• 1）将盛放药材的滤纸筒放入提取器，高度 不能超过虹吸管顶端高度；提取瓶内加入 石油醚等，
• 2）加热烧瓶中的挥发性溶剂受热汽化从 提取器旁的蒸汽管上升至冷凝器，在冷凝 器中冷却为液体，滴入盛放药材的滤纸筒 而将药材浸泡提取。
• 3）滤纸筒中的提取液不断通过滤纸过滤 到提取器中，虑液面不断上升，
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• 有机化合物分子结构中亲水性基团多，其极性大 而疏于油；有的亲水性基团少，其极性小而疏于 水。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物，分 子中没有氧，属于亲脂性强的溶剂。
• 甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂，分子比较小， 所以能够和水任意混合。
• 丁醇和戊醇分子中虽都有羟基，但分子大，与水 性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶， 在它们互溶达到饱和状态之后，丁醇或戊醇都能 与水分层。
• 大量提取中草药原料时，直接应用这类溶剂有一 定的局限性。
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5、影响提取的因素
• 药材的粒度: • 温度：一般温度高，溶解度大，扩散速度快，有
利于提取。 • 浓度差：增大浓度差的方法是：搅拌、换溶剂、
渗漉。 • 时间：提取需要时间，但却不是越长越好。不能
一味延长提取时间。 • 药材的新鲜程度：新鲜的药材，难用有机溶剂提
二者的区别
• 回流提取法： 溶剂冷凝后回流而提取，提取液不更换，
• 连续回流提取法： 1）溶剂也冷凝后回流而提取 2）提取液不断更换，一是虹吸管
不断将提取液吸走，二是冷凝回流的溶剂 不断滴入
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水蒸气蒸馏法
• 适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分 的提取。
• 此类成分的沸点多在100℃以上，与水不相混溶 或仅微溶，且在约100℃时存一定的蒸气压。当 与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸汽压总和 为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥 发性物质一起带出。
• 此法提取效率较冷浸法高，大量生产中多采用连 续提取法。
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5）连续回流提取法：
• 应用挥发性有机溶剂提取中草药有效成分， 不论小型实验或ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型生产，均以连续提取 法为好，而且需用溶剂量较少，提取成分 也较完全。
• 实验室常用脂肪提取器或称索氏提取器。 • 缺点：连续提取法，一般需数小时才能提
• 例如中草药中的挥发油，某些小分子生物碱—— 麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子的酚性 物质。
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升华法
• ：固体物质受热不经过熔融，直接变成蒸 汽，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升 华。
• 中草药中有一些成分具有升华的性质，可 以利用升华法直接自中草药中提取出来。 如樟脑、咖啡因。
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• 缺点是：时间长、溶剂用量大、提取效率 低等。有时为防止水提液发霉，常需加入 少量防腐剂。
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2）渗漉法
• 渗漉法是将中草药粉末装在渗漉器中，从渗漉筒的上端不 断添加新溶剂，使其渗透过药材，自上而下从渗漉器下部 流出浸出液的一种浸出方法。这个过程叫渗漉。用渗漉筒 提取中药有效成分的方法叫渗漉法。小当量溶剂渗进药粉 溶出成分比重加大而向下移动时，上层的溶液或稀浸液便 置换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行， 故浸出效果优于浸渍法。但应控制流速，在渗渡过程中随 时自药面上补充新溶剂，使药材中有效成分充分浸出为止。 或当渗滴液颜色极浅或渗涌液的体积相当于：原药材重的 10倍时，便可认为基本上已提取完全。在大量生产中常将 收集的稀渗淮液作为另一批新原料的溶剂之用。
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• (2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过 程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒, 同时也防止了提取过程对人体的毒害和对 环境的污染,是100%的纯天然；
• (3)萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的 CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使 得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离） 而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较 少，节约成本；
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7、提取液的浓缩
• 常用蒸发和蒸馏两种方法进行浓缩， • 基本原理：将提取液中的溶剂气化减少，
从而达到浓缩的目的。 • 基本方法是增大接触面积、加热近沸或至
• 分离：去粗取精，将所需成分分开 的过程
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一、天然产物常用提取方法
• 常用提取方法： 溶剂提取法、 水蒸气蒸馏法、 升华法。
• 其中，溶剂提取法应用最广。
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（一）溶剂提取法
• 1、定义：利用药材中各种化学成分在不同 极性溶剂中溶解性的不同，选用对活性成 分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小 的溶剂，将有效成分从中药药材组织中尽 可能的溶解出来的方法。
取时，宜干燥药材。同理，用水提取含有大量油 脂类的药材时，应首先考虑脱脂。
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6、各种溶剂提取法
• 浸渍法、 • 渗漉法、 • 煎煮法、 • 回流提取法、 • 连续回流提取法
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应用和缺点
• 应用：浸渍法常以水或者乙醇为溶剂，因 其操作简便、低温、有利于酶解作用等而 适宜于挥发性成分、热不稳定性成分、含 淀粉或树胶多的成分的提取。
某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其 水提取液常常很难过滤。
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2）亲水性的有机溶剂：
• 一般说的是与水能混溶的有机溶剂，如乙醇（酒 精）、甲醇（木精）、丙酮等，以乙醇最常用
• 乙醇优点： • 1）溶解范围广，穿透能力较强,易浓缩回收。
2）用量较少，提取时间短，水溶性杂质也 少。 3）价格便宜，毒性小。可回收反复使用，而且乙 醇的提取液不易发霉变质。 甲醇沸点较低（64℃），但有毒性，使用时应注意。
• 关键：选用对活性成分溶解度大，对不需 要溶出成分溶解度小的溶剂
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2、溶剂提取法的原理
• “相似相溶”原理：化合物具有极性或非极 性，一般易溶于极性相当的溶剂，而难溶 解于极性差别大的溶剂。
• 糖、食盐溶于水（极性），不溶于油（弱 极性）；油类多互溶，油田工人洗工作服 先用汽油洗（油污），
第二章 提取分离
2课时
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提取分离简介
• 中药成分复杂多样，而其中的有效成分往往含量 有限，从0.001%到5－6%不等（个别有效成分含 量高达20%以上）。无论是制剂需要还是研究需 要，都必须先提取出有效成分。因此，中药化学 成分的提取技术至关重要。
• 提取一般指用适宜的溶剂和适当的方法，将原药 材中的有效成分尽可能完全地提出的一个过程。
取完全。提取成分受热时间较长，遇热不 稳定易变化的成分不宜采用此法。
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索氏提取器及连续回流
• 实验装置： • 冷凝器A :作用，冷凝上升的溶剂蒸汽为液
体， • 提取器B：存放提取的滤纸筒，并起临时收
集滤液（提取液），延长提取时间，有利 于溶剂浸满药材，虹吸管的作用：若直流 下来，溶剂难以浸满药材不利于完全提取。 • 收集器C：烧瓶，收集器，溶剂供应器
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• (4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发 生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、 无毒，故安全性好；
• (5)CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且 在生产过程中循环使用，从而降低成本；
• (6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的 参数。通过改变温度或压力达到萃取目的。 压力固定，改变温度可将物质分离；反之 温度固定，降低压力使萃取物分离，因此 工艺简单易掌握，而且萃取速度快。
• 原理：超临界流体萃取分离过程的原理是 利用超临界流体的溶解能力与其密度（随 压力和温度改变而改变）的关系，即利用 压力和温度的改变使超临界流体溶解能力 发生改变而进行的。
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超临界流体萃取的优点：
• 超临界流体萃取与化学法萃取相比有以下 突出的优点：
• 最大的优点是可以在近常温的条件下提取 分离(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取， 有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。 因此，在萃取物中保持着药用植物的全部 成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热 解的物质在其沸点温度以下萃取出来；
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（3）亲脂性的有机溶剂：
• 一般是指与水不能混溶的有机溶剂，如石油醚、 苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯乙烷等。
• 优点：1）选择性针对性强，杂质较少 2）沸点低，易浓缩回收
• 缺点：1）挥发性大，多易燃（氯仿除外），一般 有毒，价格较贵，不安全
• 2）穿透力较弱，提取需要长时间，解决办法，可 考虑用乙醇等提取后再提取，
• 三类： 水：典型的极性溶剂 亲水性有机溶剂 亲脂性有机溶剂
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1）水：一种强的极性溶剂
• 优点：经济、安全 • 使用方式：纯水、酸水、碱水等， • 提取种类：中亲水性的成分，如无机盐、
糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基 酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及甙类 等都能被水溶出
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• 缺点： • 1）浓缩困难， • 2）提取易酶解甙类成分，且易霉坏变质。
• 提取过程：溶剂、溶质扩散、渗透作用
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3、物质极性的判断
• 分子大小、分子基团性质、结合状态 • 1）分子基团性质：
极性基团---- -OH、--COOH、糖基等含氧 非极性基团--- 脂键，烃基、碳链 等 • 2）、分子大小：葡萄糖----淀粉 均为多OH；甲醇—乙醇---丁醇戊醇，愈大愈小 • 3）结合状态：与极性化合物结合极性增强， 非极性降低，反之
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• 4）当虑液面超过虹吸管顶端高度时发生虹 吸现象，提取器中的提取液全部流入收集 器（烧瓶）中。
• 解释：此时提取器中的提取液已无，但滤 纸筒中的溶剂仍存在，过滤仍在不断进行， 虑液又不断上升，如此循环往复
• 5）收集器（烧瓶）中的溶剂液面并不减少， 但提取的有效成分的浓度却越来越高。
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