卢艳花主编 中药有效成分 提取分离技术 Chemical Industry Press
序 中药是我国人民数千年来同疾病作斗争的有力武器,是我国医药宝库的 重要组成部分。中药防治疾病的物质基础是其中的有效化学成分,因此,提 取、分离和纯化中药中的化学成分,是进一步测定其化学结构、研究其药理 作用和毒性的首要条件,也是进行结构改造、化学合成和研究结构-疗效关 系的前提,同时,只有搞清楚中药的有效成分和化学成分,我们才能有效地 进行药材的引种栽培、产品的质量控制、工艺改进和稳定性考核,研究药物 在体内的代谢和生物利用度,探讨和提高中药的临床疗效,从中药成分中发 现具有生物活性的先导化合物,进而研制有自主知识产权的创新药物。总而 言之,对中药进行化学成分的研兖,提取和分离出其有效成分或有效成分 群,是一切有关中药研究的关键。 在过去几十年中,天然产物的提取、分离和纯化技术有了很大进步,对亲 水性成分、徼量成分和有复杂类似结构的混合物的分离已经不是很难的事情 其原因一方面是出现不少新的提取、分离和纯化方法和技术,另一方面是原有 的色谱分离技术得到充分发展,除开发出许多不同性质和性能的填料外,色谱 本身的操作方式也有很大改进。中药成分是天然产物的重要组成部分,为了推 动我国中药的研兖,很有必要将中药成分的提取、分离和纯化技术分门别类 归纳总结,编写成书,以满足广大从事中药化学研究的人员在工作中的騫要。 本书作者一直从事中药化学的研究,有丰富的专业知识。在本书中作者不 仅介绍了近年来新发展起来的提取和分离技术和方法,也对经典的提取和分离 方法作了描述,同时还对中药各类成分理化性质和提取分离作了介绍,因此本 书可供从事中药研发和生产的专业技术人员,以及相关专业的教师、研究生、 本科生阅读,也可供从事植物、农学、食品和天然资源等专业的人员作参考。 中国科学院上海药物研究所研究员 2004年9月
前言 源于植物的抗疟药物青蒿素以及抗肿癮药物紫杉醇、喜树碱的发现,使 得中药活性成分的研究工作日益受到人们的关注。 人们只有先通过提取分高技术,纯化得到单体化合物后,才能进一步利 用波谱技术鉴定其化学结构,测定其理化性质和生物活性;同时提供其作为 制药原料、对照品及合成工作的起始原料。 中药活性成分结构类型丰富,理化性质差异较大(有的性质相当不稳 定),因此提取分离的方法也不尽相同。从一个粗提物中要分得纯化合物, 常需要经过许多纯化步骤,其过程往往相当烦琐、耗时,且花费很大。因 此,正确掌握提取分离的实验操作以及熟悉快速、有效的新的提取分离技术 在分离目的化合物中就显得尤为重要。 本书在介绍传统的提取分离技术和近年来兴起的新技术的基础上,分述 了中药主要活性成分的常用提取纯化方法。因而,本书可作为中药学、天然 药物化学、药物化学、植物资源学、植物学、食品化学等专业技术人员和研 究生、本科生的科研参考书。 中药活性成分繁多,发展迅速,本书是在查阅大量相关文献资料,结合 自己的研究工作经验的基础上整理编写而成,但由于水平有限,难免有疏漏 之处,恳请读者批评指正。 最后感谢化学工业出版社的大力支持,感谢各位编者为本书做出的 贡献! 卢艳花 华东理工大学生物工程学院 生物反应器国家重点实验室 4年9月
内容提要 中药有效成分或有效成分群的提取和分离，是现代中药研究 的关键与前提。 本书首先对中药有效成分的提取分离技术进行了概述，对分 离提取中目前应用最广的色谱技术和新兴技术进行了阐述；然后 按照“概述结构分类一理化性质”与“检识一提取方法一分离 纯化方法一成分鉴定一具体化合物及其分离纯化”的思路，分述 了中药各类化合物的提取分类技术；最后对中药标准提取物进行 了介绍。本书主编有着扎实的专业知识与实践经验，编写中不仅 借鉴了前人的经验、整理了大量最新研究成果，而且加入了自己 的研究经验。 本书汇集大量实例，突出实际应用，适用于从事中药研发与 生产的专业技术人员，相关专业高校教师、高年级本科生、研究 生以及从事植物学、农学、食品、天然资源研究的技术人员
目录 第一章中药有效成分的提取方法…………………… 第一节溶剂提取法 溶剂提取法的原理 2 二、溶剂的选择…… 三、提取方法 5 四、影响提取效率的因素………… 第二节水蒸气蒸馏法……………… 实例1白头翁素的水蒸气蒸馏法提取 实例2徐长卿中丹皮酚的提取… 第三节升华 9 实例1茶叶中咖啡因的制备 10 实例25-羟甲基糠醛的提取… 实例3苦马豆素的提取……… 第四节压榨法………… 10 参考文献 第二章中药有效成分的分离纯化方法 ……12 第一节中药有效成分的分离精制经典方法… 12 、溶剂分离法………… 二、两相溶剂萃取法… 三,沉淀法 实例1栝楼中天花粉蛋白的分离 实例2蝙蟠葛中提取蝙蝠葛碱 实例3槲树皮中槲皮苷的提取 四、盐析法…… 实例4大麦中提取淀粉酶 五、透析法… 平 六、结晶法 17 实例5结晶法纯化甘草甜素……… 19
实例6分步结晶法提取蛇床子素和欧前胡素… …20 七、色谱法 第二节分离纯化发展中的新技术 超濾技术 吸附技术 三、澄清技术 笫三节分离纯化技术的前景与展望 参考文献 第三章色谱技术在中药成分分离纯化中的应用… 第-节纸色谱 、纸色谱的原理 二、纸色谱的操作 三、纸色谱的应用 26 第二节薄层色谱………………… 26 薄层色谱的原理 二、薄层色谱的操作 三、制备型澌层色谱 四、薄层色谱在中药研究中的应用 第三节柱色谱 32 吸附柱色谱 (一)吸附剂的选择…… (二)洗脱溶剂的选择 (三)被分离物质的性质 (四)柱色谱操作 分配柱色谱 一)基本原理和支持剂… (二)基本操作………………… (三)反相分配层析 三、凝胶过滤柱色谱 (一)基本原理 (二)凝胶的类型…… (三) Sephadex Lh20在中草药成分研究中的应用 ……39 四、离子交换柱色谱……………………… (一)基本原理… 40
(二)离子交换树脂的类型……… (三)离子交换树脂的应用 41 第四节制备型加压液相色谱… …42 、基本原理 ….42 低压液相色谱 三、中压液相色谱… 四、高压液想色谱 第五节制备气相色谱……… 、色谱柱 47 、进样………………… 、样品的收集………………… 制备气相色谱在中药成分研究上的应用 参考文献 第四章中药有效成分提取分离新技术 …50 笫一节超临界流体萃取技术……… 超临界流体萃取的基本原理 )超临界流体定义 〔二)超临界流体萃取的基木原理……………… (三)CO2-SFE的影响因素……………… (四)CO2-SFE的特点及优越性 二、CO2-SFE在中药有效成分提取分离中的应用 (一)挥发油及挥发性成分… (二)生物碱类成分………………… 55 (三)萜类 四)黄酮类成分 56 (五)醌类化合物 57 (六)香豆素和木脂素 ……57 (七)多糖和皂苷类 ……57 三、超临界流体萃取技术的展望 参考文献… 第二节大孔吸附树脂技术 、大孔吸附树脂技术的基本原理……… (一)分离纯化原理 二)大孔吸附树脂的预处理与再生……………
(三)与传统工艺比较的优越性……………………… 二、大孔吸附树脂技术在中药有效成分分离中的应用 62 三、前景与展望 参考文献…………………… 第三节膜分离技术……………… 基本原理 、膜技术的优越性… 三、膜技术在中药提取分离、制备中的应用…………66 四、中药制剂中应用膜技术应注意的问题 ……69 五、前景和展望 参考文献 71 第四节超声波提取技术 …71 参考文献 第五节微波辅助提取技术 参考文献 73 第六节分子印迹技术 74 、分子印迹技术的概念及特点…… 74 MIP的制备方法 MP的应用 (一)在色谱技术中的应用 (二)在生物检测和生物传感器中的应用………… 78 (三)在固相萃取中的应用………… 78 (四)分子印迹技术存在的问题……………… (五)MIT的发展趋势 参考文献 第五章黄酮类化合物的提取分离 第一节结构及分类 、黄酮和黄酮醇…………… 二、二氢黄酮和二氢黄酮醇……………,… 查耳酮 四、双黄酮 五、异黄酮和二氮异黄酮∵…… 、黄酮苷 第二节理化性质及检识…,……
、黄酮类化合物的性质 、黄酮类化合物的颜色反应…………… 第三节常见的提取方法 溶剂提取法…… 碱提酸析法 三、超声波法 四、超临界CO2萃取法………… 五、花色素的提取 第四节常见的分离和纯化方法… 硅胶柱层析法 、聚酰胺柱层析法… 三、葡聚糖凝胶柱层析法 四、梯度pH萃取法 五、液滴逆流层析… 六、根据分子中的某些特定功能团进行分离 第五节光谱特性及结构分析 、紫外及可见光吸收光谱 、核磁共振谱及质谱 三、黄酮类化合物的光谱特征……… 第六节常见含黄酮类成分中药… 黄芩 葛根 银杏 四、槐 五、满山红叶 六、陈皮 10 参考文献……………………… 第六章生物碱类成分的提取分离……,… 11 第一节结构及分类 、杂环衍生物类……… 萜衍生物 甾衍生物类 120 四、环肽类生物碱 ……………120 五、有机胺类生物碱 121
第二节理化性质及检识 121 、生物碱的性质 121 、生物碱的显色反应…… 第三节常见的提取方法 按所用溶剂不同分类 …122 二、按提取条件不同分类………… 123 第四节常见的分离和纯化方法… 124 笫五节光谱特征及结构分析……………………… 、生物碱的降解反应……… 生物碱的光谱特征 126 第六节常见含生物碱类成分中药 ………………………128 苦参 麻黄 三、黄连 133 四、洋金花 五、防已 138 六、马钱子…………………… 七、乌头 142 第七节高效液相色谱、气相色谱在生物碱分析中的应用· 144 生物碱HPIC分析模式及机制 气相色谱法的应用及其局限性 参考文献 第七章蔥醌类成分的提取分离 148 第一节结构及分类…………… 148 、羟基蒽醌类………… 二、葸酮及蒽酚类………… 二酮类 四,二蒽醌类 第二节理化性质及检识………… 151 、通性……………… 二、定性检识……… 152 第三节常见的提取分离和纯化方法……………… 游离蒽醌的提取分离方法 二、蒽醌苷类的提取分离