【2017年整理】第三章 提取
第三章 提取定义利用溶剂、仪器及设备的手段将天然物质中所含有的生理活性物质、有效成分及有效部位群提取出来的工艺过程。原理： 将中药材的细胞中所含的有效成分（绝大部分为植物细胞的次生代谢产物） ，通过浸润、溶解、扩散的过程，将其从细胞壁一侧的原生质中转至细胞另一侧提取溶剂中。细胞是构成中药材的基本单元，在细胞壁所包容的整个细胞内部的物质统称为原生质，而原生质又分为细胞核、细胞质、质体及线粒体。构成原生质的化学物质有核糖核酸、蛋白质、酶、维生素、淀粉、脂类等，细胞的代谢产物糖类、苷类、生物碱、鞣质、脂肪与蜡、挥发油等也存在于原生质中。 一、药材中各种有效成分的分类及提取工艺学特征(一)药材中个类有效成分及提取工艺学理化特性传统中医药的重要特征之一是采用复方，常常是多味中药的配伍共煎 。按照化学成分分类在植物中药材中大致含有：生物碱，黄酮，皂苷，香豆素，醌，木脂素，苦味素，游离三萜，强心苷，甾醇，苯酚衍生物，天然色素，氨基酸与蛋白质，脂，糖等 。1生物碱是植物体中一类合氮的碱性有机化合物，一般都含有氮环结构，少数则为胺类化合物。传统中药材有 15%以生物碱为主要成分。(1) 物态多数生物碱都是结晶性固体，少数为非结晶无定形固体。而毒藜碱，与碱，槟榔碱在室温下为液体，利用其挥发性可用蒸馏或蒸汽蒸馏的方法将其分离得到，这就是一种提取工艺学的特性。 (2) 碱性大多数生物碱具碱性，具碱性的强弱取决于分子结构。如小檗碱因为属季胺衍生物而呈强碱性，其水溶性好，可用水或乙醇作为浸出溶剂。延胡素乙素（四氢棕榈碱） ，苦参碱等因弱碱性或中性而水溶性差，不能用水作浸出溶剂。生物碱若与无机酸成盐，则多数可溶于水，在水中成生物碱阳离子，此时不溶于有机溶剂。茶碱能在 NaOH 水溶液中生成钠盐，而可用 NaOH 水溶液作为提取剂。 (3) 在有机溶剂中的溶解能力多数生物碱为弱碱，不溶或难溶于水，而能溶于氯仿，乙醚，丙酮，醇，苯等有机溶剂之中。(4) 生物碱有效成分的提取a浸出溶剂 常用的有稀酸水（0.1%-1%H2SO4 或稀醋酸） ，稀乙醇，非极性溶剂。稀酸能使药材中的生物碱转化为盐，从而使取易溶于水而利于萃取，但蛋白质，糖，鞣质，水溶性色素的同时萃出不利于后面的分离精制。 稀乙醇作为萃取剂容易透入药材组织，对游离生物碱后其盐类的溶解性能都比较好，浸出杂质相对也少。用氯仿，二氯乙烷，苯等萃取剂时，常用弱碱性水（如石灰水，氨水）将药材浸润后，使其中的生物碱盐游离，然后再用上述溶剂萃取，所得溶液中的水溶性杂质少，提取物纯度高而易精制。 b分离方法 用水萃取的浸出液放置沉淀并滤除杂质；稀乙醇浸出液先回收乙醇，再加入稀硫酸在微酸性下滤除不溶物；非极性溶剂的浸出液在回收后加稀酸将生物碱转溶于水中，滤除脂溶性不溶物。上述溶液可用离子交换法，有机溶剂萃取法和游离生物碱沉淀法再行精制。 对于能与酸成盐的生物碱，因其酸水溶液能解离成离子而能在通过阳离子交换树脂时被交换留下，一些不能离子化的杂质则被分离；用弱碱性处理交换过的树脂使生物碱自树脂上洗脱下来，经精制既得总生物碱。对于稀酸水溶液萃取得生物碱的水溶液，可用氨或碳酸钠水溶液调至 pH9,在以非极性溶剂氯仿，二氯甲烷或苯萃取游离的生物碱，蒸除溶媒然后再行精制。稀酸水溶液萃取所得的生物碱盐水溶液还可以用氨水调 pH9，静止沉淀后离心过滤得总生物碱粗品。2黄酮类化合物是广泛存在于植物中的一大类化合物，也是药材中主要的有效成分之一。黄酮类化合物主要与糖结合成苷，也有与鞣质结合，仅少部分以游离形式存在。银杏叶中的银杏总黄酮，橙皮中的橙皮苷，葛根中的葛根素等都是有药理作用的黄酮类化合物。（1） 化学结构及溶解性能黄酮类化合物中绝大多数是酚羟基化合物，当 C3 位上有羟基对称为黄酮醇，黄酮醇也可能呈苷类结合态称黄酮苷。 黄酮类化合物的溶解度因其结构及存在状态（苷或苷元，双糖或三糖苷）不同而差异极大。一般游离苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇，乙醇，醋酸乙酯和乙醚等有机溶剂以及稀碱溶液。黄酮，黄酮醇，查耳酮等平面形分子难溶于水，二氢黄酮及二氢黄酮醇等非平面型分子则在水中溶解度稍大。因此提取游离的黄酮化合物用乙醇浸出较好。 黄酮苷元如含有较多的羟基或酚羟基，其极性和水溶性虽增大但有限，仍以乙醇浸出为好。羟基少而甲氧基多的黄酮则极性及水溶性都愈小，但在非极性或弱极性溶剂中有较大的溶解度。如黄酮化合物一般不溶于石油醚中，可与脂溶性杂质分开。当黄酮的 羟基与糖结合后水溶性相应增加，在有机溶剂中的溶解度减小，黄酮苷一般易溶于水，甲醇，乙醇等强极性溶剂中，糖链越长水溶性愈好，故黄芩苷，芦丁都用水浸出。黄酮化合物因有酚羟基而显酸性，可溶于碱性水溶液中。 （2） 总黄酮类化合物的提取 a浸出 黄酮化合物在植物中的存在形态不同，根据取以苷或游离的不同存在形态以及其化学结构特性，多数情况下可用乙醇或稀乙醇作为浸提的溶剂，也可用极性不同的一组溶剂依次浸出不同极性的化合物。对于不溶或难溶于水的黄酮化合物，因大都含酚羟基而可考虑用碱水转变成钠盐后浸出，然后再加酸使其析出。 b分离方法 黄酮类化合物浸出液中常含有各种杂质，将其提纯常采用溶剂萃取法，醋酸铅沉淀法，酸碱处理法，活性碳吸附法和离子交换法。利用黄酮类化合物与杂质的极性不同，选用不同的溶剂进行萃取可达分离的目的。用稀乙醇浸取的黄酮浸出液在回收乙醇后加酸酸化后黄酮化合物再次析出，取纯度可大为提高。用碱水浸提所得的黄酮苷稀碱液则可加酸使黄酮析出从而与水溶性杂质分离。 活性碳可从水，稀乙醇溶液中吸附黄酮类化合物，直至溶液的定性检查为阴性，经过滤收集活性碳，再以沸乙醇，沸水，7%酚水，15%酚/ 醇溶液洗脱，经减压浓缩成小体积后再以苯萃取除酚，萃余水层浓缩干燥得黄酮化合物。可以用阳，阴离子交换树脂吸附黄酮类化合物，然后乙醇进行洗脱。3皂苷皂苷由皂苷元和糖，糖醛酸所组成。糖或糖醛酸先结合成寡糖再与皂苷元结合，它们与皂苷元分子中一个或两个羟基相缩合则分别构成单糖链或双糖链皂苷。皂苷分子中其他羟基如果与有机酸结合成酯皂苷。与皂苷共存与药材中的酶能使单糖链皂苷的寡糖链缩短末叶能使双链皂苷水解成单糖链，由此生成的次级皂苷。 由皂苷元的结构又可分为甾体皂苷和三萜皂苷，三萜皂苷又分为四环三萜与五环三萜，而后者为多。皂苷分子较大，结构复杂，目前只有粗总皂苷生产，如甘草酸，人参总皂苷等。（1） 化学结构与溶解性能四环三萜皂苷 主要存在于人参，三七，花旗参等药材中，是它们的主要有效成分。人参皂苷都是双糖链皂苷，溶于水，可用水或稀乙醇作浸出溶剂。 五环三萜皂苷 以齐墩果酸为皂苷元的在中药中最为常见，如木通，怀牛膝，人参等。这类弱酸性皂苷元可用碱水溶液浸出 。甾体皂苷 其皂苷元有 27 个碳原子构成，有 A,B,C,D,E,F 六个环组成，这是中性皂苷。甾体皂苷的极性较强，易溶于热水，冷稀乙醇、热乙醇，不溶于乙醚，苯等。（2） 总皂苷的提取浸出 常用的浸出溶剂有：水或稀碱水，稀乙醇，乙醇三种。分离精制 从药材浸出液中分离精制总皂苷的方法有透析或电渗析法，丁醇萃取法或调节皂苷溶液的极性沉淀法。透析或电渗析法用于去除大量无机盐；丁醇萃取法将水浸出提取液中的皂苷萃取过来以除去水溶性杂质。皂苷的分离精制还可用铅盐沉淀法，胆固醇沉淀法或氧化镁吸附法。4醌类化合物醌类包括苯醌，萘醌，蒽醌和菲醌等多中类型，是一类植物色素，如信筒子醌，紫草中的紫草萘醌，丹参中的单身醌等。（1） 化学结构与理化性质苯醌类 常见为对苯醌，多数为黄色针状结晶，可用水蒸气蒸馏镏出，易还原成对苯二酚；因极性较小而在水中溶解度小，可用笨，氯仿或乙醇作浸出溶剂。萘醌类 多数具有分，因此可用水稀碱水做浸出剂；也可用水蒸气蒸馏镏出。菲醌类 都四极性较小的化合物，难以用水浸出，可用低极性溶剂浸出。蒽醌类 以苷的形式或苷与游离态蒽醌共存的居多，且多数具酚羟基（ 1-4个） ，具一定酸性，苷类因极性稍大可用水浸出，游离态则可利用酚羟基的性质进行浸出。（2） 醌类化合物的提取 苯醌，菲醌和萘醌类化合物的提取方法 一般可用水汽蒸馏法、有机溶剂浸出法，碱性水溶液浸出法。水汽蒸馏法用于分离分子量较小的游离醌类衍生物，一般有黄色结晶从冷却的馏出液中析出。可用氯仿等溶剂对馏出液进行萃取，然后进行精制。对含酚羟基的醌类可用碱性水溶液浸出，浸出液加酸后醌类化合物游离并自水中析出。游离醌则可用苯，氯仿，乙醇等浸出，将溶剂蒸发可得结晶。 5木脂素（1） 化学结构与理化性质木脂素类化合物是二分子苯丙烯衍生物通过侧链 -位结合而成，是五味子，连翘，细辛，刺五加等中药的主要有效成分，多数木脂素是白色结晶性固体，有旋光性，一般无挥发性而不能随水蒸气镏出。若分子中含酚羟基时可用于碱水溶液中。木脂素类苷具有一定的水溶性。（2）木脂素类化合物的提取游离木脂素 可用苯，氯仿，石油醚等非极性溶剂进行浸提，浸提液浓缩后得结晶产品。也可用乙醇或丙酮浸提，浓缩溶剂得浸膏后再用亲脂性溶剂（轻汽油或苯等）处理。木脂素苷类 有较大的极性，可用乙醇或稀乙醇和水进行浸出。为除去脂溶性杂质也可考虑先用轻汽油将其浸出，然后再用上述乙醇等溶剂萃出木脂素。在木脂素类化合物的提取过程中，乙醇提取液可用食粮醋酸铅将含羟基的的杂质沉淀掉，过量的醋酸铅则同如硫化氢使沉淀清除。 6强心苷（1） 化学结构与理化性质由甾体强心苷与糖结合成苷类化合物，天然强心苷元是 C-17 联接不饱和内酯环。 强心苷具一定极性，可溶于水，丙酮等极性略大的溶剂，略溶于醋酸乙酯，含醇的氯仿，几乎不溶于醚，苯，石油醚等非极性溶剂。苷元则难溶于极性溶剂而易榕于氯仿醋酸乙酯等非极性溶剂；含多个羟基的苷元则水溶性大。强心苷的苷键可为酸，酶所水解，分子中的酯键还可能被水解，这也是浸出时要考虑的问题。 （2） 强心苷类化合物的提取药材的前处理 提取次生性强心苷与提取原生苷的药材前处理方法不同，通常可将药材粉末加等量水，在 30-40下保持 6-12h 进行发酵酶解；也可将原植物低温浸泡或外件酶加入到水中，用它湿润药材（30-40，6-12h） ，将原生强心苷酶解成次生苷和浸出。要使浸出物为原生苷则困难一些，主要是抑制酶的作用。溶媒 根据强心苷的极性大小，分别用水稀乙醇，乙醇作溶媒。含水溶性物质，淀粉黏液较多的药材最好不用水作浸出溶剂。含脂溶性物质多的药材先考虑用轻汽进行脱脂处理。提取次生苷时可考虑如乙醇-苯等极性-非极性混合溶剂，浸出液回收溶剂后转溶于热水，冷却水溶液可析出结晶。 分离精制方法 常用的有铅盐沉淀除杂，液液萃取纯化，西服解析法等。醋酸铅或碱性醋酸铅溶液用来沉淀皂苷，鞣质，蛋白质，黄酮和有机酸等杂质，过量铅离子则可进一步加入饱和硫酸钠水溶液，稀硫酸或通硫化氢除去。强心苷溶液中的脂类物质可用四氯化碳等进行液液萃取去除，然后用氯仿-乙醇液自水中萃出强心苷。用煅制的氧化镁吸附强心苷然后用苯-乙醇液洗脱，也可纯化强心苷。 7苯酚衍生物包括中药材中芳香有机酸，酚，鞣质，酚苷四大类化合物。（1）芳香族有机酸类化合物包括以挥发油形式存在的低分子量有机酸，一些树脂的组成部分，伴脂肪族有机酸共存的部分，以酯，盐等结合形式存在的部分。芳香族有机酸类化合物的提取、分离有机溶剂浸出、水或碱水浸出、离子交换三种方法。 （2）酚类化合物有的酚类化合物结构简单，如对乙烯基酚、胡椒酚、愈创木酚、丁香油酚等是中药挥发油的组成部分；有的结构复杂,如厚朴酚、鹤草酚、绵子酚、姜烯酚、丹皮酚等。酚性化合物具有一定的弱酸性及弱极性，它比羧酸类要弱，只与苛性碱而不能与碳酸钠、碳酸氢钠等反应。他们的特性还取决于其他结构基团，如绵子酚难溶于水易溶于碱性水溶液和低极性有机溶剂，因此也可以此从有机溶液中萃出，然后加酸使用水中游离。酚类化合物可用碱水、低极性有机溶剂提取。用氢氧化钠水溶液浸出时酚性化合物转为钠盐而溶于水，当浸出液酸化后酚类化合物游离而
