第二章 天然产物.ppt

第二章 天然产物的提取分离 天然产物的分离纯化是一项非常繁琐的工作，虽然液-质联用（LC-MS）、液相色谱与核磁共振联用（LC-NMR）技术等现代技术的应用为天然产物的分离纯化提供了极大的便利，但天然产物的分离纯化仍然是一项相对繁琐耗时的工作。在一个有开发价值的天然产物被发现之后，寻找能有效降低成本获得该物质的分离方法便成为关键。因此，天然产物的提取与分离在天然产物化学研究中占有重要地位。 从一个粗提物中获得纯化合物通常需要经过许多纯化步骤，有时，一些化合物产率很低或者性质不稳定，因而，选择恰当的提取方法十分重要。以往研究植物中成分时，主要依靠经典的溶剂法来提取分离。这些纯化方法虽然简便，但效率低，且对微量成分、性质相类似成分和不易结晶成分的分离往往存在困难。现代新的分离技术及色谱仪器的使用使分离效率大大提高。 在设计纯化方案时，通常是在初始阶段使用分离效能不高但具有大量处理样品能力的纯化手段，如选择性提取、沉淀过滤机简单的常压色谱柱分离等。合理地选择单一或混合溶剂进行提取是进行样品有效分离纯化的第一步。以低极性溶剂提取可得到亲脂性的组分，醇类溶剂则对极性与非极性溶剂都可溶出。若开始阶段采用极性大的溶剂提取，接着用溶剂萃取方法可将提取物质按极性分成不同的部位。一些较新的方法，如超临界流体萃取、固相萃取等，则具有选择性高、快速、高效的优点。 第一节 天然产物的提取 提取是进行植物化学成分研究的第一步。选择适当的提取方法不仅可以保证所需成分被提出，还可以尽量避免不需要的杂质的干扰，简化后续的分离工作。有时只经过一步提取，即可获得植物中的单体成分，因此，植物成分的提取与后续的分离工作密切相关。 一、传统溶剂提取法 实验室传统的溶剂提取法包括：浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。 用浸渍法提取植物成分时，可采用极性依次增大的溶剂提取。如国外一些植物化学实验室依次采用二氯甲烷、甲醇及水在室温条件下对植物成分进行提取。 渗漉法是目前国内外普遍采用的方法，效率较浸渍法高，且可用以提取较大量的植物样品。根据需要可采用单一溶剂进行渗漉，也可以使用几种溶剂依次进行渗漉。 浸渍法和渗漉法一般提取温度较低，提取物中所含杂质较少。 与上述两种方法相比，煎煮法、回流提取法及连续回流提取法在较高温度下对植物成分进行提取，提取效率更高，但杂质也相对较多。连续回流提取法还具有操作简单、节省溶剂的特点。 在不了解植物所含成分稳定与否的时候，一般应避免使用高沸点溶剂的煎煮法和回流提取法，以防植物所含成分发生变化。 在可用的提取溶剂中，水的成本最低，且非常安全。一些商品化的天然产物，如芸香苷、甘草酸等在制备过程中采用水为提取溶剂。但用水提取，提取液中杂质较多，如无机盐、蛋白质、糖和淀粉等，给进一步分离带来许多困难。植物中大多数成分都可以用有机溶剂来提取。有时遇到植物中所含成分较为简单或某一成分含量较高时，可根据其极性大小或溶解性能，选择一种适当的溶剂把所需的成分提取出来，二杂质留在植物残渣里。如将橘络粗粉置于索氏提取器中，用甲醇或乙醇回流提取，即析出橙皮苷结晶。 乙醇是最常用的有机溶剂，具有低毒、价廉、沸点适中、便于回收利用等特点，且对植物细胞的穿透能力强，除了蛋白质、黏液质、果胶、淀粉和部分多糖等以外，大多数有机化合物都能在乙醇中溶解。 二、水蒸气蒸馏法 适用对象：水蒸气蒸馏法适用于提取能随水蒸气蒸馏而不被破坏的植物成分。 被提组分的特点：这些化合物与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时有一定的蒸汽压。当水蒸气加热沸腾时，能将该物质一并随水蒸气带出。 如：植物中的挥发油，某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱等，以及某些小分子的酸性物质如丹皮酚等均可应用本法提取。 对一些在水中溶解度较大的挥发性成分可用低沸点非极性溶解如石油醚、乙醚抽提出来。例如：将徐长卿加水浸泡，然后水蒸气蒸馏，蒸馏液用乙醚提取，乙醚提取液浓缩即析出丹皮酚结晶。 三、超临界流体提取法 超临界流体提取（supercritical fluid extraction,SFE）方法是利用溶剂在超临界条件下特殊的流体性能对样品进行提取，是上世纪80年代迅速发展起来的一种提取方法。 超临界流体的特点：具有较好的扩散性能，与液体相比，具有更低的黏度和更高的扩散速度，使其适合于对植物成分的提取。 优点：该方法提取速度快，通过改变压力及加入改性溶剂，可以调整溶剂的溶出能力。选择适当的温度与压力能提高提取的选择性能，并获得更干净的提取物。该方法无需使用大量的有机溶剂，常用的超临界流体为二氧化碳，具有显著的安全性。 适用对象：该法尤其适用于具有热敏性和易氧化的不稳定化合物的提取，以及从混合物中提取低极性的组分。 二氧化碳超临界提取的另一个优点在于不加改性溶剂时，植物叶子中的大量叶绿素不会被提出。