天然藥物提取與分離技術

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1、1基本概念天然藥物中藥天然藥物是指動物、植物、和礦物等自然界中存在的有藥理活性的天然產(chǎn)物。天然藥物不等同于中藥或中草藥。包括植物、動物、礦物、海洋生物以及微生物等多種物質(zhì)天然藥物化學（medicinalchemistryofnaturalproducts）是運用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科。中藥是在中醫(yī)藥學理論體系指導下的用藥。中藥是中醫(yī)千百年來醫(yī)療實踐的產(chǎn)物。中藥化學是一門結合中醫(yī)藥基本理論和臨床用藥經(jīng)驗，主要運用化學的理論和方法及其它現(xiàn)代科學理論和技術等研究中藥化學成分的學科。2相關概念1）單體：即

2、化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常數(shù)和確定的化學結構式的化學物質(zhì)。2）有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化學成分。3）無效成分：沒有生物活性和防病治病作用的化學成分。4）有效部位：在中藥化學中，常將含有一種主要有效成分或一組結構相近的有效成分的提取分離部分，稱為有效部位。如人參總皂苷、苦參總生物堿、銀杏葉總黃酮等。5）有效部位群：含有兩類或兩類以上有效部位的中藥提取或分離部分。6）一次代謝產(chǎn)物：也叫營養(yǎng)成分。指存在于生物體中的主要起營養(yǎng)作用的成分類型；如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等。7）二次代謝產(chǎn)物：也叫次生成分。指由

3、一次代謝產(chǎn)物代謝所生成的物質(zhì)，次生代謝是植物特有的代謝方式，次生成分是植物來源中藥的主要有效成分。3天然藥物及中藥化學成分簡介(1)生物堿：為一類存在于生物體內(nèi)分子中含有氮原子的有機化合物的總稱；一般具有堿性，可與酸成鹽。游離生物堿具親脂性；生物堿鹽具親水性。(2)苷類：為一類經(jīng)水解后可產(chǎn)生糖和非糖兩部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具親水性，苷元具親脂性。(3)揮發(fā)油：為一類可隨水蒸氣蒸餾出來的與水不相混溶的油狀液體的總稱。具有香味或特殊氣味的中藥往往都含有揮發(fā)油。揮發(fā)油具親脂性。以上三類為主要的有效成分類型。(4)糖類：為

4、中藥中普遍存在的成分類型，包括單糖、低聚糖、多糖。單糖是糖的基本單位；低聚糖是由2~9個單糖脫水縮合而成的化合物。多糖是由10個以上至上千個單糖脫水縮合而成的高聚物。(5)有機酸：廣義的有機酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金屬離子或生物堿鹽的形式存在。按分子大小又分為小分子有機酸和大分子有機酸。前者極性大，具親水性；后者極性小，具親脂性。(6)樹脂：為植物組織中樹脂道的分泌物。性脆，受熱時先軟化而后變?yōu)橐后w，燃燒時發(fā)生濃煙并有明火。樹脂具親脂性。按結構又分為樹脂酸（主要為二萜酸、三萜酸及其衍生物）、樹脂醇（分子中具羥

5、基）、樹脂烴（為一類結構復雜的含氧中性化合物）類。(7)氨基酸、蛋白質(zhì)和酶：氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。構成蛋白質(zhì)的多為α-氨基酸。為親水性。在等電點時，溶解度最小。蛋白質(zhì)、多肽：蛋白質(zhì)為二十多種α-氨基酸通過肽鍵首尾相連而成的高分子化合物，多肽亦為。但二者分子量不同，一般將分子量在5×103以下稱為多肽，而介于5×103~1×107之間稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在冷水中溶解且成膠體，在熱水、60%以上乙醇及其它有機溶劑中變性沉淀。酶：是有機體內(nèi)具有催化作用的蛋白質(zhì)，其催化作用具有專屬性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性質(zhì)和蛋

6、白質(zhì)相同。(8)鞣質(zhì)：又稱單寧或鞣酸，為一類分子較大、結構復雜的多元酚類化合物的總稱。可與蛋白質(zhì)結合成難溶于水的鞣酸蛋白。為親水性物質(zhì)。(9)植物色素：為植物中具有顏色的成分的總稱。依溶解性又分為水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有顏色的苷、花青素，后者主要包括葉綠素、胡羅卜素等(10)油脂和蠟：油脂為一分子甘油和三分子脂肪酸脫水結合形成的酯。主要在種子中。常溫下為液體。蠟為高級不飽和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物莖、葉的表面。常溫下為固體。均為親脂性成分光合作用糖糖代謝ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤蘚糖-4-磷

7、酸核糖乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶AMVA小分子有機酸核酸三羧酸循環(huán)脂族氨基酸萜類甾體類脂質(zhì)莽草酸芳族氨基酸肽類蛋白質(zhì)脂肪酸酚類蒽醌生物堿桂皮酸苯丙素類木脂素木質(zhì)素黃酮類CO2H2O還原型輔酶Ⅱ，學名煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸成分類型水醇類親脂性有機溶劑游離生物堿－++生物堿鹽++－苷類++－苷元－++揮發(fā)油－++糖類（單糖低聚糖）+±－（多糖）＋±－有機酸（大分子）－++（小分子）++－樹脂－++氨基酸++－蛋白質(zhì)、酶±±－鞣質(zhì)++－色素（親水性）++－（親脂性）－++油脂、蠟－++±：單糖：無水醇難溶；多糖；對醇60%以上難溶

8、。蛋白質(zhì)、酶：對水熱水沉淀；對醇60%以上沉淀。4提取技術4.1提取原理相似相容原理4.2提取過程浸潤與滲透階段解析與溶解階段溶出與擴散階段dt為擴散時間；ds為在dt時間內(nèi)物質(zhì)（溶質(zhì)）擴散量；F為擴散面積，代表藥材的粒度及表面狀態(tài)；dc/dx為濃度梯度；D為擴散系數(shù)；負號表示擴散趨向平衡