第六章中药有效成分提取与制剂2013.09.29.ppt
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1、第六章第六章 中药有效成分开中药有效成分开发利用发利用第一节 中药有效成分开发利用概述1中中药:以中医:以中医药学理学理论体系的体系的术语表述其性能、功表述其性能、功效和使用效和使用规律,并且只有当按中医律,并且只有当按中医药学理学理论指指导其其临床床应用用的的传统药物,才可称之物,才可称之为中中药。2中中药制制剂:用中:用中药为原料,按中医原料,按中医药学理学理论谴药、配伍和配伍和组方,方,以一定制以一定制备工工艺和方法制成一定和方法制成一定剂型的型的药物制物制剂。3.中成中成药:中:中药制制剂中的一些中的一些药品品经过药品品监督局督局审批,批,在市在市场上允上允许出售,可以通出售,可以通过
2、医生医生诊断断给患者使用,也可由患者使用,也可由患者根据患者根据经验与常与常识直接使用的中直接使用的中药制制剂产品。品。一、中一、中药及其制及其制剂定定义中国中药资源志要中国中药资源志要科学出版社,科学出版社,(19941994年版):年版):国内天然药物国内天然药物12694种种植物药:植物药:383科,科,2 309属,属,11 146 种种动物药:动物药:1590种种矿物药:矿物药:84种种目前常用的药物目前常用的药物400500种种 黄连黄连小檗碱小檗碱三颗针三颗针小檗碱小檗碱 中药有效成分:中药有效成分:具有生理活性的单体物质,能用一定分子具有生理活性的单体物质,能用一定分子式表示,
3、有一定的物理常数。式表示,有一定的物理常数。有效部位:有效部位:具有生理活性的群体物质。具有生理活性的群体物质。有效成分与无效成分的相对性。有效成分与无效成分的相对性。中药有效成分中药有效成分 寻找有效成分寻找有效成分,除去无效而有毒成分除去无效而有毒成分,以降低其毒性,提高疗效。以降低其毒性,提高疗效。例如:乌头原碱例如:乌头原碱 乌头碱(毒性降低)乌头碱(毒性降低)水解水解炮制炮制减低原植物毒性,并提高疗效减低原植物毒性,并提高疗效 药用药用植物植物药用成分提取药用成分提取药用成分离药用成分离植物材料前处理植物材料前处理制剂生产制剂生产质量检查质量检查二、中药有效成分提取分离二、中药有效成
4、分提取分离与制剂工艺与制剂工艺亲脂性亲脂性 亲水性亲水性石油醚石油醚 苯苯 氯仿氯仿 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮 乙醇乙醇 甲醇甲醇 水水 选选择择溶溶剂剂的的原原则则:对对有有效效成成分分溶溶解解度度大大,而而对对共存杂质的溶解度最小。共存杂质的溶解度最小。2溶剂的选择溶剂的选择常用溶剂可分为以下三类:常用溶剂可分为以下三类:水可以溶解水可以溶解:氨基酸、糖类、无机盐等。:氨基酸、糖类、无机盐等。甲醇、乙醇、丙酮甲醇、乙醇、丙酮(与水任意比例混(与水任意比例混溶溶):):苷类、生物碱、鞣质等。苷类、生物碱、鞣质等。特点:特点:介电常数较大,水溶性较大介电常数较大,水溶性较大 对植物
5、细胞对植物细胞穿透能力穿透能力较强较强 对许多成分的对许多成分的溶解性能溶解性能好,提取完全好,提取完全 毒性低,价格便宜,回收方便。毒性低,价格便宜,回收方便。乙醇乙醇提取天然产物成分是目前提取天然产物成分是目前最常用最常用的方法。的方法。挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元。某些生物碱及一些苷元。特点:特点:沸点低,浓缩回收方便,沸点低,浓缩回收方便,易燃,有毒,价贵,设备要求较高,易燃,有毒,价贵,设备要求较高,穿透药材组织的能力较差,穿透药材组织的能力较差,有局限性。有局限性。亲脂性有机溶剂可溶解:亲脂性有机溶剂可溶解:(与水不能任意
6、混溶)(与水不能任意混溶)(二)、中草药有效成分的(二)、中草药有效成分的分离与精制分离与精制 结晶与沉淀法结晶与沉淀法分离与分离与精制精制 萃取法萃取法色谱法色谱法离子交换层析离子交换层析透析法透析法 超滤法超滤法超速离心法超速离心法1、根据物质溶解度差异进行分离、根据物质溶解度差异进行分离 结晶与沉淀法结晶与沉淀法(1).结晶及重结晶法:结晶及重结晶法:结晶法:结晶法:利用利用混合物中混合物中混合物中混合物中各成分在溶各成分在溶剂中因中因温度温度温度温度不同不同不同不同引起引起溶解度溶解度溶解度溶解度的改的改变,使部分成分析出,使部分成分析出结晶。晶。重结晶:选择适当的溶剂让结晶再一次溶重
7、结晶:选择适当的溶剂让结晶再一次溶解和析出结晶的过程。解和析出结晶的过程。利用溶液中加入另一种溶剂使极性改使极性改变,某些成分溶解度改变而析出沉淀。(2).溶剂沉淀法:溶剂沉淀法:某些某些酸、碱或两性化合物酸、碱或两性化合物可采用加入酸、可采用加入酸、碱碱调节溶液的溶液的pH值,分子的状,分子的状态(游离型或(游离型或解离型)解离型)变化,使其溶解度改化,使其溶解度改变。(3).酸碱沉淀法:酸碱沉淀法:某些酸、碱性化合物某些酸、碱性化合物还可以通可以通过加入加入沉淀沉淀试剂生生成水不溶性成水不溶性盐类沉淀析出。沉淀析出。(4).沉淀试剂沉淀法:沉淀试剂沉淀法:如:如:鞣质鞣质+明胶、蛋白质溶液
8、明胶、蛋白质溶液 复合物复合物 水提液中,水提液中,水提液中,水提液中,加入无机加入无机加入无机加入无机盐盐至至至至饱饱和,有效成分和,有效成分和,有效成分和,有效成分沉淀析沉淀析沉淀析沉淀析出出出出,其它水溶性,其它水溶性,其它水溶性,其它水溶性杂质杂质溶于水。溶于水。溶于水。溶于水。如:三七的水提液中加硫酸镁三七的水提液中加硫酸镁三七的水提液中加硫酸镁三七的水提液中加硫酸镁三七皂甙乙三七皂甙乙三七皂甙乙三七皂甙乙 三颗针中提取小檗碱三颗针中提取小檗碱三颗针中提取小檗碱三颗针中提取小檗碱氯化钠或硫酸铵盐析。氯化钠或硫酸铵盐析。氯化钠或硫酸铵盐析。氯化钠或硫酸铵盐析。(5).盐析法:盐析法:2
9、、根据物质在两相溶剂中的、根据物质在两相溶剂中的 分配比不同进行分离分配比不同进行分离萃取法萃取法液液-液萃取法液萃取法气液分配层析法(气液分配层析法(GC或或GLC)液液-液分配层析法(液分配层析法(LC或或LLC)(1).常见的萃取方法:常见的萃取方法:吸附法分离的依据:吸附法分离的依据:化合物化合物极性差异大,吸附性差异大极性差异大,吸附性差异大,分离效,分离效果愈好。果愈好。常用的吸附剂有:常用的吸附剂有:硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂等。等。3、据物质吸附性差异进行分离据物质吸附性差异进行分离色谱法色谱法应用:应用:天然化合物的分
10、离与富集工作,如糖类、天然化合物的分离与富集工作,如糖类、生物碱、黄酮、皂苷等。生物碱、黄酮、皂苷等。4、根据物质的分子大小进行分离、根据物质的分子大小进行分离(1)、透析法:)、透析法:小分子物质(无机盐、氨基酸等)在溶液中可通过半透膜,小分子物质(无机盐、氨基酸等)在溶液中可通过半透膜,小分子物质(无机盐、氨基酸等)在溶液中可通过半透膜,小分子物质(无机盐、氨基酸等)在溶液中可通过半透膜,而大分子物质如多糖、蛋白不能通过而大分子物质如多糖、蛋白不能通过而大分子物质如多糖、蛋白不能通过而大分子物质如多糖、蛋白不能通过半透膜半透膜半透膜半透膜的性质达到分离的性质达到分离的性质达到分离的性质达到
11、分离的方法。的方法。的方法。的方法。(2).超滤法:超滤法:利用分子大小不同引起的利用分子大小不同引起的利用分子大小不同引起的利用分子大小不同引起的扩散速度扩散速度扩散速度扩散速度差异进行分离的。差异进行分离的。差异进行分离的。差异进行分离的。(3 3).超速离心法:超速离心法:超速离心法:超速离心法:利用溶质不同的沉降性或浮游性而分离。利用溶质不同的沉降性或浮游性而分离。利用溶质不同的沉降性或浮游性而分离。利用溶质不同的沉降性或浮游性而分离。(4 4).凝胶过滤法:凝胶过滤法:凝胶过滤法:凝胶过滤法:(也称分子筛过滤法、凝胶渗透色谱法也称分子筛过滤法、凝胶渗透色谱法也称分子筛过滤法、凝胶渗透
12、色谱法也称分子筛过滤法、凝胶渗透色谱法)利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用使分子大小不同利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用使分子大小不同利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用使分子大小不同利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用使分子大小不同的物质得以分离。的物质得以分离。的物质得以分离。的物质得以分离。型号:型号:葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex GSephadex G2525 )羟丙基葡聚糖凝胶(羟丙基葡聚糖凝胶(羟丙基葡聚糖凝胶(羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LHSephadex LH20205、根据物质的解离程度不同、根据物质的解离程度不同 进行分
13、离进行分离离子交换层析离子交换层析 酸性、碱性及两性基团的化合物在水酸性、碱性及两性基团的化合物在水溶液中多呈溶液中多呈解离状态解离状态,可以与离子交换,可以与离子交换树脂上的树脂上的基团交换基团交换,从而与其它非解离,从而与其它非解离性物质分开。性物质分开。阳离子交换树脂:阳离子交换树脂:RSORSO3 3HH+Na+NaCl RSOCl RSO3 3NaNa+H+HClCl 阴离子交换树脂:阴离子交换树脂:RNRNOH+NaOH+NaCl RNCl RNCl+NaCl+NaOH OH 应用应用:分离具有解离能力的酸性、碱性及两性分离具有解离能力的酸性、碱性及两性化合物,如化合物,如生物碱、
14、氨基酸、有机酸、酚类、生物碱、氨基酸、有机酸、酚类、肽类等天然药物化学成分。肽类等天然药物化学成分。中药中生物碱(Alkaloids)类化学成分的提取分离工艺第二节 中药有效成分开发利用实例麻黄麻黄(herba ephedrae)为麻黄科草麻黄麻黄科草麻黄(Ephedra sinica Stapf.)、中麻黄中麻黄(Ephedra intermedia Schrenk et C.A.Mey.)或或木木贼麻黄麻黄(Ephedra equisetina Bge.)的干燥草的干燥草质茎。茎。具有具有发汗解表、宣肺平喘、利水消汗解表、宣肺平喘、利水消肿的作用的作用。麻黄中含有多种生物碱麻黄中含有多种生
15、物碱,因因产地和品种的不同地和品种的不同有一定的差异有一定的差异,一般以麻黄碱和一般以麻黄碱和伪麻黄碱麻黄碱为主主,此外此外还含少量甲基麻黄碱、甲基含少量甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄碱。例1:麻黄中生物碱类化学成分开发利用麻黄中主要有效成分及结构 麻黄中含有多种生物碱,以麻黄中含有多种生物碱,以麻黄碱麻黄碱和和伪麻黄碱麻黄碱为主,其次主,其次是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它是甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱。它们的的结构如下:构如下:麻黄生物碱的理化性质1.性状性状麻黄碱和麻黄碱和伪麻黄碱的分子量麻黄碱的分子量较小,小,为无色无色结晶,游离麻黄
16、碱含水物晶,游离麻黄碱含水物熔点熔点为40。两者都具有。两者都具有挥发性。性。2.碱性碱性麻黄碱和麻黄碱和伪麻黄碱麻黄碱为仲胺生物碱,且氮原子在仲胺生物碱,且氮原子在侧链上,碱性上,碱性较强,而且而且伪麻黄碱的碱性(麻黄碱的碱性(pKa9.74)稍)稍强于麻黄碱(于麻黄碱(pKa9.58)。)。3.溶解性溶解性由于麻黄碱和由于麻黄碱和伪麻黄碱的麻黄碱的分子分子较小小,且属芳,且属芳烃仲胺生物碱,其溶解仲胺生物碱,其溶解性与一般生物碱不完全相同。性与一般生物碱不完全相同。游离的麻黄生物碱可溶于水游离的麻黄生物碱可溶于水,而,而伪麻黄碱麻黄碱由于形成由于形成较稳定的分子内定的分子内氢键,所以在水中
17、的溶解度比麻黄碱小。,所以在水中的溶解度比麻黄碱小。麻黄麻黄碱和碱和伪麻黄碱也能溶解于麻黄碱也能溶解于氯仿、乙仿、乙醚、苯及醇、苯及醇类溶溶剂中中。麻黄碱草酸麻黄碱草酸盐比比伪麻黄碱草酸麻黄碱草酸盐在水中溶解度小在水中溶解度小。麻麻黄黄碱碱与与伪伪麻麻黄黄碱碱提提取取分分离离工工艺艺流流程程(1)麻黄中生物碱类化合物提取法:水蒸气蒸馏法麻黄中生物碱类化合物提取法:水蒸气蒸馏法水蒸气蒸水蒸气蒸馏法法麻黄碱和麻黄碱和伪麻黄碱在游离状麻黄碱在游离状态时具有具有挥发性性,可,可用水蒸气蒸用水蒸气蒸馏法法从麻黄中提取出来。从麻黄中提取出来。将将馏出液中用适量出液中用适量草酸溶液吸收草酸溶液吸收,使其,使
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