浓缩方便,并且安全无梅 提取溶削的选择主要依据溶剂的极性和被提取月标成分所含活性基团的种类和数H及其 共存杂质的极性大小来判断,大然有机化合物在溶剂中的溶解应遵循“相似相溶”规律、极 性化合物倾向于溶于极性溶剂,非极性化合物倾向于溶于非极性溶剂,分子量太高的化合物 往往不溶于任何溶剂。 对于已知化学结构的化合物,可根据其分子结构判断其极性,选择合适的提取溶剂。物 质的极性与其分子结构有关,一般而言,分子的极性依据活性基团的种类和数日、分子的缔 合程度大小进行判断,分子中含羟基或羧某基团越多,极性就越大,亲水性就越强;反之极 阼就越小,亲脂性越强。 常用有机溶剂对大然有机化合物的溶解规律如下。 (1)水可溶解物碱盐、苷类、有机酸盐、氨基酸、蛋白质、鞣质、糖类(单糖、树 胶、黏液质)、无机盐等。酸性水溶液可溶解生物碱,碱性水溶液可溶解酸性成分,如有机 酸、多羟基黄酮、蒽醌、香豆素、酚类及内酯类等。 (2)乙醇可溶解生物碱及其盐、苷类及苷元、萜类、木脂素、挥发油、树脂、色素、 有机酸等 (3)乙酸乙酯可溶解游离生物碱、苷元、萜类、挥发油、脂肪油、色素等 (4)氮仿可溶解生物碱、甾类、萜类、挥发油、油脂类、色素、内酯、香豆素、蒽 配等 (5)石油醚可溶解油脂、蜡、挥发油、亲脂性色素、萜类、甾类等亲脂性强的成分 (二)溶剂的极性 溶剂的极性常以介电常数ε来表示,ε大的溶剂极性强,反之,∈小的溶剂极性弱。常 见的溶剂可分为三类,即极性溶剂、中等极性溶剂和非极性溶剂。 极性溶剂 极性溶剂是指含有羟基或羧基等极性基闭的溶剂。极性溶剂有水、甲酸、甘油、二甲基 亚砜。水是典型的强极性溶剂(E=80),且价廉易得,使用安全,故为常用溶剂,它能溶解 离子型成分如生物碱盐、有机酸盐和其他极性物质,如蛋白质、氨基酸、多羟基化合物、黄 酮苷类、糖类、鞣质等 水对极性成分的溶解情况很复杂,水分子除通过偶极作用,使极性分子溶剂化而溶解 外·还涉及形成氢键的问题。水分子之间以氦键相互缔合,物质对水分子间氢键的作用能 力,或与水分子形成氢键的能力是它的亲水性强弱的重要标志。分子中含有羟基或羧基基团 以及低分子量的氮原子也可与水形成氢键而溶解。分子结构的特点对形成氢键有直接影响 分子中极性与非极性基团的比例,直链的醇、醛、酮、酸在4个碳原子以上时·则与水形成 氢键的能力随着碳原子数目的增加而降低,因此在水中仅微溶。分子中含有极性基团,碳原 子数目4个以下,随着碳原子数目的减少,则水溶性增强。碳的支链也可导致水溶性增加而 脂溶性降低,例如正丁醇在水屮溶解度为8g/100m!.(20℃),而叔丁醇可与水任意混合。 水溶液的pH值对活性成分的溶解度也有影响,可用一定浓度的酸水溶液提取脂溶性的 碱性物质或用一定浓度的碱水溶液提取脂溶性的酸性物质等。有机化合物在水中的溶解度与 温度有关。随着温度的上升,溶剂中溶入的高分子胶体成分、糖类成分、叶绿素、有机盐等 就越多,浸出率就越高,其黏度增大,相应杂质就越多,不便过滤、浓缩和分离。对淀粉含 量高、黏液质含量多的原料不宜选择水作提取溶媒,因其浓缩提取液时沸点高易糊化或黏度
过大,导致日标成分分解,影响产品收率 用水作提取溶剂,其优点是水价低廉易得,使用安全。缺点是水提取液易变质,发霉,不 易保存,而且水的沸点高,水提取液蒸发浓缩时间长,同时水提液中常含有大量蛋白质和果 胶、黏液质、鞣质、糖类、无机盐等杂质成分,给分离目标成分或药物制剂带来不便。 为了提高原料目标成分的溶解度,也常采用碱水或酸水作为提取溶剂。酸水可使牛物碱 等碱性物质与酸作用成盐而被提出,碱水可使酸性物质(有杋酸、酚类、黄酮、蒽醌、香豆 素)和内酯成分被提出 2.中等极性溶剂 屮等极性溶剂也称亲水性有机溶剂,例如甲醇、乙醇、丙酮、丙二醇等,具有较大的介 常数(约为10~30),它们既能溶于水,又能诱导非极性物质产生一定的偶极距(即产 生一定的极性),使后者溶解度增加。如乙醇分子可极化苯分子,故苯能溶于乙醇中。由于 极性有机溶剂有这些性质,所以它们对天然有机化合物具有良好的溶解性,对动、植物细胞 穿透力强,提取成分比较全面。例如乙醇具水、醇两者的提取性能,既能用来提取极性成 分,又可用来提取某些亲脂性成分。乙醇可与水、甘油、丙二醇等溶剂任意比例混合,能溶 解生物碱及其盐类、苷类、有机酸、树脂、内酯、挥发油、脂肪油、鞣质、色素等。如果改 变乙醇的浓度,更可广泛用米提取动、植物中的许多成分,例如95%的乙醇适宜提取生物 碱、挥发油、树脂、叶绿素;60%~70%的乙醇适宜提取黄酮苷、三萜皂苷、生物碱、蒽醍 苷和菲醌类等成分。高浓度的乙醇可使一些水溶性的极性成分,如蛋白质、果胶、树胶、黏 液质、多糖类、輾质等溶解度变小,使其从提取液中沉淀出来。因此,增大水提取液中乙醇 的浓度可使这些水溶性杂质沉淀,利于有效成分的富集和分离。乙醇提取液中高分子胶体含 量少,黏度小,易过滤、沸点低,回收方便,含量20%以上的乙醇即有肪腐作用,提取液 不易发霉变质。因此,乙醇是目前实验室及生产中最常用的溶剂。丙酮是良好的脱脂溶剂, 常用于脂溶性物质的提取。不同浓度的丙酮水溶液是动物组织提取的常用溶媒,但易挥发燃 烧,具有一定毒性 3.非极性溶剂 非极性溶剂也称亲脂性有机溶剂,如石油醚、乙醚、苯、氯仿、乙酸乙酯、脂肪油、液 体石蜡等介电常数∈小的溶剂属于这一类。这些溶剂选择性强,可提取亲脂性成分,如挥发 油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾醇、內酯、某些生物碱及甾体苷、蒽醌、菲醌、木脂素 等。多数非极性溶剂沸点低,提取液回收方便。但这类溶剂的缺点是:挥发性大,损失较 多,大多数易燃,有毒,价格昂贵,而且它们的亲脂性强,不易溶胀植物细胞组织 常见溶剂按极性大小顺序依次排列为:水>甲酸>二甲基亚砜>甲醇>乙醇>正内醇 >丙酮>乙酸>乙酸乙酯>蓖麻油>乙醚>氯仿>植物油>四氯化碳>液体石蜡 常用有机溶剂及其主要的物理性质见表1-1。 表1-1常用有机溶剂的主要物理性质 溶剂名称 相对密度 沸点/℃ 在水中 在有机溶剂中 甲醇 0.792 溶于醇类、乙醚等 0,789 混溶 溶于醇类、乙醚、苯、氯仿、石油醚等 正内醇 0.80 8 溶于乙醇、乙醚等
续表 溶剂名称 相对密度 沸点℃ 在水中 在有机溶剂中 异内醇 ).786 混溶 溶于醇类、乙醚等 醇、乙醚等 正惇 0.84 2.19g 微溶于水;溶于乙醇、苯,乙醚等 乙皮醇 131.4 微溶于乙醇、乙腰苯、氯仿、石油醚等 混溶 醇类、乙氯仿伤等 乙酸乙作 0.92 77.1 8.6g 溶于乙醇、乙塍氯仿等 0.713 5g 溶于乙醇、苯氯仿石油醚油类等 石油醚 不溶 溶于无水乙醇、乙酿、苯、氯仿、油类等 l.484 6L.2 Ig 溶于醇类、乙随苯、石油醚等 四氯化碳 1.592 76.7 0.08g 溶于醇类、乙酸、苯、氟仿、石油醚等 80.L 溶于乙醇、乙醚、四氯化碳、丙閑、乙醚等 0.867 110.6 溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、乙酸等 注:在水中的溶解性是指15~20℃时100g水中所能溶解的减量 、有效成分的提取原则 大然有机物所含的化学成分比较复杂,提取其中菜一个或多个有效群体成分时,需掌握 以下原则 其一:首先查阅国内外文献资料,掌握被提取原料中所含的化学成分、目标成分的稳定 性、共存杂质的类型。了解被提取原材料的基源、产地、提取部位、质量优劣,进行基源和 质量鉴定 其二:根据提取原料的质地选择粉碎条件;依据被提取成分的极性大小,共存杂质的理 化特性选择适宜的提取溶媒和确定溶剂的用量。 其三:根据被提取成分的稳定性和溶媒的溶解性设定提取温度、提取时间、提取次数、 除杂方法、溶剂回收的要求及注意事项 其四:制定提取标准操作规程、检测标准及提取物验收标准。 其五:根据目标成分(一个或多个有效群体)的要求,设计分离方案,达到预期目的。 1.对已知化合物的提取 即有目的地提取某类已知成分或某一单体成分。在遵循有效成分提取原则的前提下,认 真分析文献资料,由于书籍或文献资料中所列的各类成分的溶解度,一般是指纯成分在纯溶 剂中的溶解情况,而没有指出各类成分之间的相互影响,故只能作为选择溶剂的参考。实践 中要视具体情况,通过实践选择合适的溶剂和提取条件。例如具有内酯环结构的香豆素类 喜树碱、山道年等可利用其在碱性溶液中加热内酯环打开成盐溶解,加酸后又环合析出的性 质设计提取方案 在天然有机化合物的提取过程中,存在着复杂的混合物,各成分同相互影响,有时会产 生增溶现象,增大了欲提取成分的溶解度。有时乂可能相互作用生成难溶性化合物,改变了
欲提取成分的溶解性能而提取不出。一般而,植物成分中,萜类、甾体、脂环类、芳香类 化合物等因为极性较小,易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂;而糖苷、氨基酸等成分极性较 大,易溶于水及含水醇中。至于酸、碱两性化合物,根据化合物存在状态(分子或离子形 式)其溶解度将随pH值而改变。大多数天然有机化合物中含有表面活性物质,如皂苷、各 类植物胶及某些成分(如甘草酸等),其有显著的表面活性。表面活性成分的存在,有叮能 改善溶剂对物料的润湿和成分的增溶。有的成分因其他成分共存,溶解度有较大的改变,如 油脂类杂质的存在,可以使不溶于石油醚的香豆素溶解;山道年本来不溶于水,但因杂质存 在变得能溶于水,可以用水来提取。但是,从天然有机物中提取某种化合物时,由于存在多 种成分间的相互助溶作用、包合作用、缩合或分解等作用,提取目标成分很难有一个固定的 模式,通常需根据提取要求、日标成分及杂质的性质差别以及溶剂的溶解能力来确定。 2.对未知化合物的提取 对末知化合物的提取首先要掌握原料的基源来源,根据动、植物的亲缘关系,查阅相关 文献资料,如果没有相关化学成分报道,要对原料成分进行系统分析。 提取前,采用水、醇和非极性等溶剂对原料进行成分预试,了解可能含有哪些成分,从 这些成分存在的部位,粗略估计它们的溶解度性质,作为选择溶剂和提取方法的参考依据。 提取时应保留各种成分,在仪器分析或化学检识指导下,确定其有效部位,进面分离出有效 成分。另外还要考虑到不稳定成分的降解、异构化等因素,如果忽视这一点,将会导致最后 得到的物质不一定是提取原料中所含的次生代谢产物或初级代谢产物的化学成分,而是提取 过程中的分解产物或异构化产物。为此,提取末知化合物时,时间尽量要短,加热温度控制 在ηθ℃以下,回收提取溶媒时60℃以下减压浓缩。在条件具备的前提下要避光操作。尽量 不要采用酸、碱处理。 全面提取天然植物成分要依据相似相溶的原则,用极性从小到大的溶剂依次提取原料中 各类不同极性的成分,这种方法叫做系统溶剂提取法。可将常用溶剂选择数种,按根性从小 到大的次序组成溶剂系统,如选石油醚、乙醚、氯仿、乙醇、冷水、热水对物料粗粉依次提 取。系统溶剂提取法除手续麻烦外,主要问题是同一组分不易富集,可能分散在不同提取部 分,对分离造成一定的难度。虽然有这一缺点,但系统溶剂提取法仍是研究成分不明的天然 有机化合物最常使用的方法。一般按石油醚(提取烃类、脂肪、挥发油、树脂等)→乙醚 (提取苷类、树脂、色素、游离生物碱等)→乙醇(提取皂苷、黄酮苷、生物碱及其盐、鞣 质)→水(提取鞣质、苷类、糖、盐类等)的颙序提取。此法兼顾了亲脂、亲水和中等极性 的成分,故能提取完全。交叉部分主要在乙醚与乙醇鄙分,相对来说各成分在上述溶剂中分 布较集中。 除系统溶剂提取法外,亦可利用醇类溶解范围广泛的特点,先以乙醇或甲醇与乙醇混合 溶剂提取,提取液回收醇后做成于膏,再将干膏以不同极性的溶剂加热提取,从不同极性提 取液中寻找有效成分。若有效成分不在醇提部分则再从醇提过的药渣中以非极性溶剂或水提 取,继续寻找。 有机物的成分可通过化学结构去判断它们的理化性质。例如,苷类的分子中结合有糖分 于,羟基数目多,能表现出强亲水性,而苷元是苷的分解产物,则属于亲脂性化合物。生物 碱(季铵碱除外)多数是亲脂性化合物,而生物碱盐能够离子化,加大了极性,变成了亲水 性化合物。鞣质是多羟基衍生物,为亲水性化合物。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是亲 脂性成分
在进行提取时,尽量设法使杂质不被提取出来,或在处理过程中尽可能有效地除去杂 质,最后获得有效成分。所以提取分离过程实际上就是去其糟粕,取其精华,即去粗取精的 过程。 3.对酸性或碱性化合物的提取 如果有效成分是酸性或碱性化合物,常可加入适当的酸或碱,冉用有机溶剂提取,例如 生物碱在植物体中一般与酸结合成盐仔在,仼原料中加入适量的碱液,拌匀,使生物碱游离 出来,再用有机溶剂(如苯、氰仿等)提取;对有机酸可加酸使其游离,然后用有机溶剂提 取;还可以用酸性乙醇溶液提取弱碱性生物碱等 三、标准提取物和比例提取物 中区中药是中作民族的瑰宝,在祖国的医学宝库中有举足轻重的地位。但是在国际贸易 中,我们的中药产品却屡遭封杀,处境艰堆。近年来出口形势最好时,在世界中药产品出凵 总额中我国仅占3.5%左右。这于我们中药生产大国的地位是十分不相称的,追根溯源,我 们不能回避这样一种现实、传统的中医理论,还不能对中药的物质基础、作用机理、应用理 论做出令人信服的解释,我们的许多中药产品没有实行严格的质量控制,在有效性、安全性 方面,无法提供令入信服的技术数据,所含物质的化学成分没有确切的量化标准。而这些恰 怡是许多西方国家对我国中药产品认可的基本要求,也是制约我国中药现代化发展进程的关 键。而作为中药产业基础的原料药的生产规范化和质量标准化则是解决上述问题的关键 所在。 1.标准提取物 标准提取物( standardized extracts),指采用现代科学技术,对传统中药材进行提取加 工而得到的一种具有相对明确药效物质基础以及严格质量标准的一种中药产品,可作为中药 制剂、保健食品和化工产品的原料 标准提取物的化学成分是多种生埋活性物质按特定比例组成的集合,它继承了中药多成 分的特点,体现着原中药材特定的中医功效,无论作为单味药,还是组成复方,它完全可以 替代原生药使用,并且在质量控制方面有着无可比拟的优越性。 2.标准提取物的提出 我国现有中药制剂从原料药到产品均缺少可控的质量标准,在作用机理、物质基础、制 剂工艺等方面的研究都不够深人 原料药生产的规范化和质量标准化是中药产业的基础和关键,目前,中药制剂的原料药 主要为中药材及饮片。但现阶段由于中药材品种繁多,基原相近,以及地域、生态环境、栽 培、加工及储备养护等因素的影响,导致其品种混乱,质量差异很大;中药饮片生产水平 低、炮制规范不统一,许多环节缺乏严格的工艺操作参数,质量尚无统一量化指标,这些都 影响了原料药内在质量的稳定,从而导致中药产品的质量不稳定。再加上目前中药主要药效 物质基础大部分不清楚或不完全清楚,更造成中成药产品难以建立与疗效基本一致的反映产 品内在质量的质量标准。因此建立稳定的、真正反映中药产品内在质量的质量标准势在 必行。 而要达到此日的,原料药质量的稳定和可控应是首要解决的关键所在。在很多难以有效 控制条件下生产的中药材和饮片已经难以当此重任,标准可挖、质量稳定、物质基础相对明 确的中药标准提取物正是解决此类问题的一种重要途径