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文檔簡介
關于中藥中其他類型化學成分的提取分離技術第1頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二2掌握兒茶中鞣質類化學成分的提取分離原理及操作技術;熟悉青木香中有機酸類化學成分的提取分離原理及操作技術;了解丁南瓜子中南瓜子氨酸及決明子中蛋白質類化學成分提取分離原理及操作技術。知識要求3能力要求學習目標1掌握中藥中其他類型化學成分的提取分離技術
熟練進行兒茶中鞣質類化學成分及青木香中有機酸類化學成分的提取分離操作;能進行南瓜子中南瓜子氨酸及決明子中蛋白質類化學成分的提取分離操作。第2頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二教學內容一鞣質類化學成分的提取分離技術二三有機酸類化學成分的提取分離技術四氨基酸類化學成分的提取分離技術蛋白質和酶類化學成分的提取分離技術第3頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二鞣質類化學成分的提取分離技術
學習提示鞣質類化學成分的結構、性質及提取分離知識任務一兒茶中鞣質類化學成分的提取分離技術第4頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二學習提示鞣質類成分的結構類型一二三鞣質類成分的理化性質鞣質類化學成分的提取分離與檢識第5頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二分布生物活性經典定義鞣質又稱單寧(tannin)或鞣酸(tanninacid),是一類復雜的多元酚類高分子化合物,能沉淀蛋白質。鞣質廣泛存在于植物界,約70%以上的藥材中含有鞣質類化合物,在裸子植物及雙子葉植物的楊柳科、山毛櫸科、蓼科、豆科、薔薇科和茜草科中為多。鞣質具有收斂、止血作用。內服可用于治療胃腸道出血、潰瘍和水瀉等癥,外用于灼傷、創傷的創面,可使創傷表面滲出物中的蛋白質凝固,形成痂膜,保護創面,防止細菌感染。鞣質第6頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一、鞣質類成分的結構類型縮合鞣質
此類鞣質一般不能水解,但經酸處理后可縮合成為不溶于水的高分子化合物鞣酐,又稱鞣紅。有多元醇與沒食子酸酯化的產物。這類鞣質具有酯鍵或苷鍵結構,易被酸、堿、鞣酸或苦杏仁酶水解。根據水解后的產物又可分為沒食子酸和鞣花酸鞣質兩類。
可水解鞣質復合鞣質
是逆沒食子鞣質部分與原花色素部分結合組成的,具有可水解鞣質和縮合鞣質的一切特征。第7頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一).可水解鞣質
可水解鞣質分類沒食子酸鞣質沒食子酸鞣質水解后產生沒食子酸和糖(或多元醇),如大黃和五倍子中的鞣質。逆沒食子酸鞣質水解后能生成逆沒食子酸和糖或同時有沒食子酸或其他的酸生成,但有些逆沒食子酸鞣質的原始結構中并無逆沒食子酸的組成,其逆沒食子酸是由鞣質水解所產生的黃沒食子酸或六羥基聯苯二甲酸失水轉化而來。如訶子鞣質第8頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二各種五倍子鞣質的結構訶子鞣質實例%含量五沒食子酰葡萄糖X+Y+Z=04六沒食子酰葡萄糖X+Y+Z=112七沒食子酰葡萄糖X+Y+Z=219八沒食子酰葡萄糖X+Y+Z=325九沒食子酰葡萄糖20十至十一沒食子酰葡萄糖21第9頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(二).縮合鞣質
縮合鞣質在中藥中分布較廣,天然鞣質多數屬于此類,如虎杖、四季青、兒茶、桂皮、麻黃等所含的鞣質均屬縮合鞣質,但有些中藥中所含的鞣質為可水解鞣質與縮合鞣質的混合物。縮合鞣質的結構比較復雜,一般認為它與羥基黃烷類,特別是羥基黃烷-3-醇和羥基黃烷-3,4-二醇有密切的關系,可以認為羥基黃烷類是縮合肉制的前體,羥基黃烷之間以碳-碳鍵縮合成鞣質,故不能水解。羥基黃烷類主要以兒茶素為代表,兒茶素不是鞣質,不具有鞣質的通性,當它們相互縮合成大分子多聚物后即具有鞣質的特性。如雙兒茶素為二聚物,只有部分鞣質的性質,仍屬于前體物,隨著聚合度的增加,鞣質的性質越顯著,真正的縮合鞣質為三、四及五聚合物等。第10頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(-)兒茶素的結構雙兒茶素的結構實例第11頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二課堂互動鞣質可以分為哪幾類?分類依據是什么?2.去除鞣質的方法有哪些?為何要去除存在于多數中藥中的鞣質類成分?
第12頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二鞣質類化學成分的理化性質性味
溶解性還原性
鞣質多為無定形固體,有澀味和收斂性,能與蛋白質結合成不溶于水的化合物。如在鞣質的水溶液中加入明膠可產生混濁或沉淀。
鞣質可溶于水和乙醇中,形成膠體溶液,也可溶于丙酮、醋酸乙酯、乙醚和乙醇的混合溶液,不溶于極性小的有機溶劑和無水乙醚、氯仿、苯、石油醚、二硫化碳、四氯化碳等。鞣質具有還原性,在空氣中尤其在堿性條件下極易被氧化。鞣質的水溶液長時間放置或與稀酸共煮,因氧化、聚合作用可生成水不溶性沉淀,所以,一些中藥針劑在滅菌貯藏過程中易析出沉淀。第13頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二三鞣質類化學成分的的提取分離與檢識鞣質類化學成分的提取分離與檢識提取
檢識分離醋酸鉛沉淀法三氯化鐵反應和鐵氰化鉀反應生物堿及重金屬鹽反應明膠沉淀法生物堿沉淀法第14頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一)提取因鞣質含有多個酚羥基使其具有較強極性及不穩定性,導致它易與金屬離子生成縮合物而不易被提取出,因此一般選用玻璃或不銹鋼的容器進行提取。總鞣質的提取可利用丙酮-水(5:5)~(7:3)作溶劑來提取可水解鞣質。用上述溶劑于室溫冷浸或滲漉提取中藥粗粉,提取液濃縮至一定程度,依次用乙醚或氯仿、醋酸乙酯和正丁醇萃取,乙醚或氯仿可去除親脂性雜質及色素等,醋酸乙酯和正丁醇部位即含鞣質粗品。
第15頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(二)分離PiaionHP-20和MCl-gelCHP-20經常被用于一些鞣質異構體的分離,均用不同比例的甲醇-水和乙醇-丙酮作為洗脫劑。常用SephadexL-H-20分離水解鞣質,主要用于不同聚合度鞣質的分離。鞣質的去除方法
凝膠柱色譜法大孔吸附樹脂色譜鞣質除在中藥五倍子、地榆中含量較高為有效成分外,多數情形下為無效成分,因此在提取分離過程中須將它除去。第16頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二鞣質的去除方法利用蛋白質與鞣質在水溶液中形成鞣酸蛋白的原理而除去鞣質。樣品水溶液加4%明膠水溶液,至沉淀完全,過濾,濾液減壓濃縮至小體積,加3~5倍量乙醇,使過量明膠沉淀,濾去沉淀。中性和堿式醋酸鉛在水或稀醇溶液中能與許多物質生成難溶的鉛鹽或絡鹽。試液中加入飽和醋酸鉛水溶液可使鞣質產生沉淀,從而除去鞣質。操作中要注意脫鉛處理。(方法有:硫化氫脫鉛法、硫酸鈉脫鉛法及離子交換樹脂法等)生物堿沉淀法醋酸鉛沉淀法明膠沉淀法樣品水溶液加入生物堿(如1.5%吡啶)水溶液至沉淀完全,過濾,濾液用氯仿振搖,除去過量的生物堿即得(注意水溶液中其他成分可否被氯仿提出)。第17頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二課堂互動用前述知識說明兒茶中各種化學成分的特點和性質,并分析生產工藝中如何提取各種不同的鞣質類成分。第18頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二知識鏈接(凝膠色譜)
以多孔凝膠作為固定相的柱色譜形式稱為凝膠色譜。(一)凝膠色譜原理凝膠色譜原理是分子篩原理。因凝膠顆粒具三維的網狀結構,在水中可膨脹并有許多一定大小的網眼。當溶液通過凝膠顆粒時,溶液中分子直徑小于網眼的成分可進入凝膠內部,而分子直徑大于網眼的成分則被排阻在凝膠顆粒之外,按分子由大到小的順序流出。因此凝膠色譜又稱為分子排組色譜、凝膠過濾色譜、凝膠滲透色譜等。(二)基本構成要素(三)類型凝膠色譜的基本構成要素有固定相、流動相以及被分離成分的溶液。凝膠色譜一般按選用的流動相不同分為兩類。以水溶液為流動相的叫凝膠過濾色譜(GFC);以有機溶劑為流動相的叫凝膠滲透色譜(GPC)。(四)操作技術1.凝膠的預處理2.裝柱3.上樣4.洗脫5.收集第19頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
凝膠色譜基本構成要素固定相(1)種類固定相是多孔凝膠(G)。主要有葡聚糖凝膠(sephadexG)和羥丙基葡聚糖凝膠(sephadexLH-20)。后者為G-25經羥基化處理得到的產物。最常用的是葡聚糖凝膠。(2)葡聚糖凝膠的結構葡聚糖凝膠也稱交聯葡聚糖凝膠,是由葡聚糖和甘油基通過醚橋相互交聯而成的多孔性網狀結構,其結構式如下:第20頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
凝膠色譜基本構成要素固定相(3)葡聚糖凝膠的性質葡聚糖分子內含有大量羥基而具有極性,在水中即膨脹成凝膠粒子,是一種水不溶性的白色球狀顆粒,由于醚鍵的不活潑性,因而具有較高的穩定性。不溶于水和鹽溶液,在堿性和弱酸性溶液中性質穩定,但在酸性溶液中高溫加熱能促使糖甙鍵水解。和氧化劑接觸會分解,長期不用宜加防腐劑。(4)葡聚糖凝膠的型號1)型號:凝膠的商品型號用吸水量來表示。如G-25型號中G代表葡聚糖凝膠,后面的阿拉伯數值表示該型號的干凝膠1g所吸收水量的10倍值。即G-25型號每克干凝膠的吸水量為2.5g。商品型號有G-10、G-15、G-25、G-50、G-75、G-100、G-200等。2)不同型號的性能及應用:型號數字越大,吸水量越大,凝膠體積膨脹越大,孔隙也越大,可用于大分子物質的分離;反之,用于小分子物質的分離。G型凝膠用于流動相為水的色譜分離;另外,LH型凝膠應用范圍更廣,極性、親水性和親脂性流動相中均可應用。第21頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
凝膠色譜基本構成要素流動相(1)基本要求流動相必須是能夠溶解試劑的溶劑;不能破壞凝膠的穩定性;能潤濕凝膠使其膨脹;粘度要低,能保持一定的流動性。(2)種類1)極性溶劑和親水性溶劑:水和各種水溶液。2)親脂性溶劑:各種親脂性有機溶劑。如氯仿、四氫呋喃、甲苯等。(3)選擇原則分離水溶性樣品選擇極性溶劑和親水性溶劑;分離脂溶性成分選擇親脂性溶劑。第22頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
凝膠色譜的操作技術凝膠的預處理
將干凝膠用選好的流動相(溶劑)充分浸泡膨脹后備用。
一般選擇直徑為2.5cm的柱子。凝膠裝入柱中后,放出溶劑,在用溶劑不斷流洗柱子,使凝膠沉集、柱床穩定。并始終保持一定的液面。
把需要分離的成分溶于選好的溶劑中,上樣前為防止破壞柱床表面,要在柱床表面放一張濾紙。上樣方法同一般柱色譜。洗脫劑和浸泡凝膠所用的溶劑相同。
分段收集,定性檢查,合并同一組分,再行精制。裝柱
上樣
洗脫
收集
第23頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
鞣質類的檢識生物堿及重金屬鹽反應三氯化鐵反應和鐵氰化鉀反應由于鞣質結構中含有大量酚羥基,因此在鞣質的水溶液中加入三氯化鐵能產生綠色、藍色或沉淀;鞣質與鐵氰化鉀的氨溶液反應產生深紅色并很快變成棕色。鞣質可與生物堿及重金屬鹽作用生成不溶于水的沉淀。如與醋酸鉛、醋酸銅、濃重鉻酸鉀。還可與堿土金屬的氫氧化物如氫氧化鈣溶液生成沉淀。(三)檢識第24頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
任務一兒茶中鞣質類化學成分的提取分離技術學習目標一二三兒茶中兒茶素與(-)表兒茶素的提取分離技術必備知識四課堂互動第25頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一學習目標2掌握兒茶中鞣質類化合物的提取、分離及鑒定技術。熟悉兒茶中鞣質類化合物的結構及性質。了解兒茶中鞣質類化合物的存在及生物活性。知識要求3能力要求1掌握兒茶中鞣質類化學成分的提取分離原理及操作技術。熟練進行兒茶中鞣質類化合物的提取、分離及鑒定操作。學會兒茶中鞣質類化合物的色譜鑒定技術。學習目的第26頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二兒茶中鞣質類化學成分的提取分離技術本品為豆科植物兒茶(Acaciacatechu(L.F.)Willd)的去皮枝、干的干燥煎膏。冬季采收枝、干,除去外皮,砍成大塊,加水煎煮,濃縮,干燥。在我國主要分布在云南、廣西等地。具有收濕生肌斂瘡等作用。第27頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一)設備、儀器及藥品滲漉筒、普通漏斗、錐形瓶、減壓濃縮裝置、玻璃棒、紗布、新鮮兒茶心材粉末、丙酮、醋酸乙酯(二)兒茶中(-)表兒茶素與兒茶素的提取與分離流程第28頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二1.兒茶中(-)表兒茶素的提取與分離第29頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二2.兒茶素的提取與分離第30頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(二)兒茶中主要有效成分的提取分離(一)兒茶中主要化學成分的結構、理化性質三必備知識第31頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一)兒茶中主要化學成分的結構、理化性質
兒茶中主要含有酚酸性成分。包括兒茶素、(-)表兒茶素、兒茶鞣酸、對苯二甲酸甲酯等。此外,還含有較多的多聚糖,如由半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖及葡萄糖醛酸組成的二聚糖、三聚糖、六聚糖等。(-)表兒茶素
類白色粉末,熔點242℃,溶于水(易溶于熱水)、甲醇、乙醇、冰醋酸等,不溶于苯、氯仿、石油醚。(+)兒茶素(-)兒茶素類白色粉末,溶于熱水、甲醇、乙醇、冰醋酸等,不溶于苯、氯仿、石油醚。白色針狀結晶,熔點212~216℃,溶于熱水、甲醇、乙醇、冰醋酸等,微溶于冷水,幾乎不溶于苯、氯仿、石油醚。第32頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(-)表兒茶素(+)兒茶素(-)兒茶素第33頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(二)兒茶中主要有效成分的提取分離
從兒茶中提取分離鞣質類成分是根據兒茶中的各種鞣質類成分的溶解性特點選擇合適的提取溶劑,去油溶劑,結晶溶劑,逐步達到分離目的的。
第34頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二四課堂互動
用前述知識說明兒茶中各種化學成分的特點和性質,并分析生產工藝中用如何提取各種不同的鞣質類成分。
第35頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二有機酸類化學成分的提取分離技術
學習提示有機酸類化學成分的結構、性質及提取分離知識任務二青木香中有機酸類化學成分的提取分離技術第36頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二學習提示有機酸類成分的結構類型一二三有機酸類成分的理化性質有機酸類化學成分的提取分離第37頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二分布生物活性定義有機酸是分子中含有羧基(-COOH)的一類酸性有機化合物分布廣泛,普遍存在于植物的花、葉、莖、果實、種子、根等部分。在植物體內除有少數以游離狀態存在外,一般都與鈣、鉀、鎂等金屬離子或生物堿結合成鹽。近年來發現很多藥材中含有的有機酸類成分都具有一定的生物活性。如茵陳蒿中綠原酸有利膽、抗菌作用;土槿皮中的土槿皮酸有很好的抗真菌作用;大風子油中的脂肪酸是治療麻風病的有效成分;金銀花中的異綠原酸有抗菌的作用等等。大量研究結果顯示,有機酸有多種生物活性。有機酸第38頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二脂肪族有機酸
芳香族有機酸一有機酸類成分的結構類型
檸檬酸大風子油酸綠原酸第39頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二檸檬酸大風子油酸
綠原酸
主要來源于檸檬(Citruslimon(L.)Burm.f)是蕓香科小喬木或枝條開展的灌木
有預防感冒、刺激造血和抗癌等作用主要來源于大風子科(Flacourtiaceae)大風子屬(Hydnocarpus)的幾種喬木籽中獲得的黃色或褐黃色液體
有攻毒,殺蟲等作用主要來源于菊科植物茵陳(AremisiacapillalisThunb.)早春采集的嫩莖葉有清熱利濕等作用第40頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二有機酸類化學成分的理化性質性狀
溶解性酸性含8個碳原子以下的低級脂肪酸和不飽和脂肪酸在常溫時多為液體,較高級的飽和脂肪酸、多元酸和芳香酸多為固體。
低級脂肪酸多易溶于水或乙醇,隨分子中所含碳原子數目的增多,對水的溶解度即迅速降低,4個碳原子以上的酸僅微溶于水;分子中極性集團越多,在水中的溶解度越大。多元酸比一元酸易溶于水,含羥基數目多的有機酸水溶性大;芳香族的酸類難溶于水,而易溶于乙醇和乙醚中;芳香酸易升華,也能隨水蒸氣蒸餾。有機酸中含羧基,具有一般羧酸的性質,可生成酯、酰胺、酰鹵等衍生物;能和堿金屬、堿土金屬結合成鹽,其一價金屬鹽易溶于水,不溶于有機溶劑和高濃度的乙醇,二價、三價金屬鹽較難溶于水,如有機酸的鉛鹽、鈣鹽。常用于有機酸的提取和分離。檢識第41頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二有機酸類化學成分的檢識溴酚藍試驗
色譜檢識
pH試紙試驗
有機酸溶液可使pH試紙呈酸性反應。薄層色譜展開劑:正丁醇∶冰醋酸∶水(4∶1∶5)正丁醇∶乙醇∶水(4∶1∶5)異戊醇∶三甲基吡啶∶水(10∶2∶1)正丁醇∶吡啶∶二氧六環∶水(14∶4∶1∶1)顯色劑0.05%溴酚藍的乙醇溶液噴霧,于藍色背景上呈黃色斑點。將含有機酸的提取液滴在濾紙上,再滴加0.1%溴酚藍試劑,立即在藍色的背景上顯黃色斑點。紙色譜吸附劑:聚酰胺(100目)∶淀粉∶水(5∶1∶5)鋪板展開劑95%乙醇氯仿∶甲醇(1∶1)顯色劑0.05%溴酚藍水溶液吸附劑硅膠∶石膏∶水(10∶2∶30)濕法鋪板,晾干后于105℃干燥半小時。展開劑95%乙醇∶濃氨水∶水(10∶16∶12)醋酸乙酯∶甲醇∶濃氨水(90∶5∶3)苯∶甲醇∶醋酸(95∶8∶4)顯色劑0.05%溴酚藍水溶液第42頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二三有機酸類化學成分的的提取分離有機酸類化學成分的的提取分離水或堿水提取-酸沉淀法
鉛鹽或鈣鹽沉淀法
有機溶劑提取法
有機酸在中藥中一般以鹽的形式存在,故可用水或稀堿水提取(10%氫氧化鈉),提取液經酸化后,如所生成的游離有機酸在水中溶解度較低,即有沉淀析出。也可用適當的有機溶劑萃取,有機酸溶于有機溶劑中。利用有機酸的二價或三價金屬鹽較難溶于水的性質,在含有有機酸的水溶液中加入醋酸鉛、堿式醋酸鉛或氫氧化鈣,可產生有機酸的鉛鹽或鈣鹽的沉淀。再將所得的鉛鹽或鈣鹽的沉淀懸浮于乙醇中,分別按常法脫鉛、脫鈣(用硫酸),即可得粗品有機酸。根據游離有機酸易溶于有機溶劑,難溶于水,而有機酸鹽則易溶于有機溶劑的性質,可先用適宜的有機溶劑提取,提取液再用堿水萃取,有機酸成鹽而轉入堿水中,分出堿層、酸化,再用有機溶劑萃取,可得到較純的總有機酸。第43頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
任務二青木香中有機酸類化學成分的提取分離技術
學習目標一二青木香中有機酸類化學成分的提取分離技術必備知識三第44頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一學習目標2掌握青木香中馬兜鈴酸的提取、分離及鑒定技術。熟悉青木香中馬兜鈴酸的結構及性質。了解青木香中馬兜鈴酸的存在及生物活性。知識要求3能力要求1掌握青木香中馬兜鈴酸的提取分離原理及操作技術。熟練進行青木香中馬兜鈴酸的提取、分離及鑒定操作。學會青木香中馬兜鈴酸的色譜鑒定技術。學習目的第45頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二青木香中有機酸類化學成分的提取分離技術青木香為馬兜鈴科馬兜鈴屬植物馬兜鈴(Aristolochiadebilis)的干燥根。青木香中含有多種硝基菲酸類成分,統稱為馬兜鈴酸。經藥理與臨床試驗證明有興奮吞噬細胞的作用,可提高抗生素及化療藥物的治療效果,并且毒性很低,治療劑量僅為毒性劑量的1‰。第46頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一)設備、儀器及藥品索氏提取器、冷凝器、圓底燒瓶、橡皮管、水浴、減壓濃縮裝置、普通漏斗、紗布、pH試紙、比色卡、玻璃棒、分液漏斗、青木香粗粉、乙醇、碳酸氫鈉、鹽酸、丙酮、青木香粗粉(二)青木香中馬兜鈴酸的提取
第47頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二1馬兜鈴酸的結構、理化性質
馬兜鈴酸為黃白色針狀結晶,能與硫酸作用產生綠色。熔點287℃~292℃(分解).微溶于水,可溶于乙醇、氯仿、乙醚、丙酮、堿水,不溶于苯、二硫化碳,遇碳酸鋇、醋酸鉛等重金屬溶液則產生沉淀。
馬兜鈴酸第48頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二2.青木香中馬兜鈴酸的提取與分離流程如下:
馬兜鈴酸(1)青木香中馬兜鈴酸A與尿囊素的提取。第49頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
馬兜鈴酸馬兜鈴總酸常用硅膠拄色譜進行分離,以氯仿、氯仿-丙酮混合液洗脫,再配合薄層色譜檢識可分得三種馬兜鈴酸:馬兜鈴酸A、馬兜鈴酸及7-羥基馬兜鈴酸。(2).青木香中馬兜鈴總酸的提取。第50頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二北馬兜鈴果實中馬兜鈴酸A的提取北馬兜鈴種子中馬兜鈴酸D的提取知識拓展第51頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二必備知識
馬兜鈴總酸(aristolochicacid)橙黃色結晶,味苦,熔點262℃~266℃(分解)。不溶于水,難溶于乙醇、乙醚、氯仿、醋酸乙酯,易溶于丙酮及堿性水溶液。馬兜鈴酸(1)馬兜鈴酸A(aristolochicacidA)分子式C17H11NO7,相對分子質量341.29,帶光澤的棕色葉狀結晶(二甲基甲酰胺-水),熔點281℃~286℃(分解)。溶于乙醇、氯仿、丙酮、苯胺及堿中,微溶于水,幾乎不溶于苯及二硫化碳。(2)馬兜鈴酸B(aristolochicacidB)分子式C16H9NO6,相對分子質量311.26。黃色粒鯨(氯仿),熔點267℃~271℃(分解)。(3)馬兜鈴酸C(aristolochicacidC)分子式C16H9NO7,相對分子質量327.27。橘紅色針晶(氯仿),熔點284℃(分解)。(4)馬兜鈴酸D(aristolochicacidD)分子式C17H11NO8,相對分子質量357.29。橙紅色針晶(氯仿),熔點271℃(分解)。第52頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二北馬兜鈴果實中馬兜鈴酸A的提取北馬兜鈴種子中馬兜鈴酸D的提取馬兜鈴酸A、B、C、D結構第53頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二必備知識
分子式C4H6N4O3,相對分子質量158.12。單斜片狀結晶或棱柱結晶(水),熔點238℃,1g尿囊素溶于190ml水、500ml乙醇,熱水及熱乙醇中溶解度更大。幾乎不溶于乙醚。尿囊素(allantoin)尿囊素第54頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二氨基酸類化學成分的提取分離技術
學習提示氨基酸類化學成分的結構、性質及提取分離知識任務三南瓜子中南瓜子氨酸的提取分離技術第55頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二學習提示氨基酸類成分的結構類型一二三氨基酸類化學成分的理化性質氨基酸類化學成分的提取分離第56頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二氨基酸
氨基酸廣泛存在于動植物體內,由于它的分子中同時含有氨基和羧基,所以稱為氨基酸。氨基酸的活性作用也是多方面的,如南瓜子中南瓜子氨酸、使君子中使君子氨酸都有驅蟲作用;天冬、玄參和棉根中天門冬素有鎮咳和平喘的作用。南瓜子氨酸使君子氨酸天門冬素
第57頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一氨基酸類成分的結構類型
常見氨基酸以組成蛋白質的30余種氨基酸為主,都屬α--氨基羧酸,具有R-CH(NH2)-COOH通式,多數是一元氨基一羧酸,也有一元氨基二羧酸、二元氨基一羧酸和含有雜環的氨基酸等。R-CH(NH2)-COOH第58頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二組成蛋白質常見氨基酸的結構
組成蛋白質常見氨基酸的結構一元氨基一羧酸類(R=)
二元氨基一羧酸類(R=)一元氨基二羧酸類(R=)
如甘氨酸(GLY)R=–H;丙氨酸(ALA)R=–CH3;絲氨酸(SER)R=–CH2OH;半胱氨酸(CYST)R=–CH2–SH;磺丙氨酸(CYA)R=–CH2–SO3H;苯丙氨酸(PHEN);酪氨酸(TYR);α-氨基丁酸(ABA)R=––CH2–CH3;酥氨酸(THR);
蛋氨酸(MET)R=–CH2–CH2–S–CH3;正纈氨酸(NOV)R=–CH2–CH2–CH3纈氨酸(VAL);異亮氨酸(ISOL);亮氨酸(LEU)
脯氨酸(PRO);羥基脯氨酸(APRO)天冬氨酸(ASP)R=–CH2–COOH;谷氨酸(麩氨酸)(GLU)R=–CH2–CH2–COOH;羥基谷氨酸(HGLU)吡咯衍生物類(R=)
色氨酸(TRY);α,γ二氨基丁酸(DABA)R=–CH2–CH2–NH2
;組氨酸(HIST);
鳥氨酸(ORNT)R=––CH2–CH2–CH2–NH2;
精氨酸(ARG);賴氨酸–CH2(CH2)3–NH2
第59頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二氨基酸類化學成分的理化性質性質
顯色反應氨基酸分子中既有羧基又有氨基,所以氨基酸為兩性物質,既溶于酸又溶于堿。氨基酸為無色結晶,極性較大,易溶于水,難溶于有機溶劑。茚三酮試驗噴后110℃加熱至顯出顏色,一般氨基酸呈紫色,個別氨基酸顯黃色。此外,氨氣也會出現此現象,故用茚三酮試劑檢查氨基酸時,應避免實驗室中氨氣的干擾。1,2-萘醌-4-磺酸試劑(Folin試劑)噴后在室溫干燥,不同氨基酸產生各種不同的顏色。吲哚醌試驗不同氨基酸與吲哚醌試劑產生不同的顏色,且不受氨氣的影響,但其靈敏度不及茚三酮。
第60頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二三氨基酸類化學成分的提取氨基酸類成分常用離子交換法提取。根據氨基酸易溶于水,難溶于有機溶劑的性質,提取氨基酸時,可用適量水浸泡藥材,濾過,濾液減壓濃縮至1ml相當1g生藥后,加2倍量95%乙醇,沉淀除去蛋白、多糖等雜質,濾液再濃縮至小體積,通過強酸型陽離子交換樹脂,然后用適當濃度的氫氧化鈉(1mol/L)或氨水(2mol/L)洗脫,收集與茚三酮呈陽性反應的洗脫液,濃縮處理后,可得總氨基酸,或用70%乙醇為溶劑進行提取,再將乙醇回收至無醇味,通過強酸型陽離子交換樹脂,再用上法得總氨基酸。第61頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
任務三南瓜子中南瓜子氨酸的提取分離技術
學習目標一二南瓜子中南瓜子氨酸的提取分離技術第62頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一學習目標2掌握南瓜子中南瓜子氨酸的提取、分離及鑒定技術。熟悉南瓜子中南瓜子氨酸的結構及性質。了解南瓜子中南瓜子氨酸的存在及生物活性。知識要求3能力要求1掌握南瓜子中南瓜子氨酸的提取分離原理及操作技術。熟練進行南瓜子中南瓜子氨酸的提取、分離及鑒定操作。學會南瓜子中南瓜子氨酸的色譜鑒定技術。學習目的第63頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二南瓜子中南瓜子氨酸的提取分離技術南瓜子氨酸是從葫蘆科南瓜(Cucurbitamoschata)的種子中分離出的一種氨基酸。南瓜子氨酸是一種堿性氨基酸,可與過氯酸(HClO4)形成結晶性的鹽,從稀乙醇溶液中析出。通過實驗表明,南瓜子氨酸對血吸蟲童蟲生長發育有抑制作用,并能驅絳蟲。南瓜子氨酸第64頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二(一)設備、儀器及藥品強酸型陽離子交換柱色譜、弱堿型陰離子交換柱色譜、減壓濃縮裝置、普通漏斗、紗布、pH試紙、比色卡、氨水、氯酸、95%乙醇、南瓜子(二)南瓜子中南瓜子氨酸的提取工藝流程
第65頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二
南瓜子中南瓜子氨酸的提取工藝流程第66頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二蛋白質和酶類化學成分的提取分離技術
學習提示蛋白質和酶類化學成分的結構、性質及提取分離知識任務四天花粉中蛋白質類化學成分的提取分離技術知識鏈接分級沉淀法第67頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二學習提示蛋白質和酶類化學成分的理化性質一二蛋白質和酶類化學成分的提取分離第68頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二蛋白質和酶類蛋白質和酶是普遍存在的一類化合物,但已經發現作為有效成分而存在的卻為數不多。如來自番木瓜的蛋白質水解酶,可作為驅除腸內寄生蟲藥,稱為木瓜酶;來自鳳梨的鳳梨酶又稱菠蘿酶,可以消化蛋白質,并作為除腸蟲藥和抗水腫及抗炎癥藥。第69頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二一蛋白質和酶類化學成分的理化性質蛋白質是由α–氨基酸以肽鍵的形式(即氨基與另一氨基酸分子中羧基脫水形成的化學鍵)相互結合而形成的鏈狀大分子化合物。多數蛋白質可溶于水,生成膠體溶液。一般煮沸其水溶液蛋白質即被凝結而自溶液中沉淀析出,振搖蛋白質水溶液能產生似肥皂狀的泡沫。
酶是有機體內具有催化作用的蛋白質,具有專一性,一種酶只能催化某一種特定的反應。植物中往往特定的酶和苷類共存與同一組織中,易使苷類發生水解。酶能溶于水,在加熱或用強酸、強堿、乙醇處理時則失去活性。第70頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二蛋白質和酶類化學成分的理化性質顏色反應兩性反應蛋白質的凝聚蛋白質在水溶液中,可被乙醇、硫酸銨或氯化鈉的濃溶液沉淀,所沉淀出的蛋白質還可溶于水。當蛋白質加熱至一定溫度時或強無機酸或堿作用時,則產生不可逆的沉淀反應,此稱為蛋白質的變性作用,沉淀的蛋白質稱作變性蛋白質。這種變性蛋白質溶解度改變,對酶反應的敏感性、生物活性以及分子的形狀都改變。蛋白質和氨基酸一樣,分子中既有羧基又有氨基,致成呈兩性。即在不同的pH值溶液中顯示酸性或堿性。蛋白質分子中具有很多親水性基團,在水溶液中其表面吸附了大量水分子,形成一層牢固的水膜,使溶液得以穩定。當水合作用被破壞時,蛋白質分子的表面水膜也隨之消失,促進了蛋白質分子間的凝聚,易于從溶液中沉淀出來。蛋白質的變性雙縮脲反應、Millon反應、Hopkins-Cole反應
、Sakaguchi反應
c、Danasyl反應、硫的反應
第71頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二顏色反應Millon反應
雙縮脲反應
蛋白質中存在大量肽鏈,當其在堿性水溶液中遇少量硫酸銅溶液時,即顯紫色或紫紅色。如果蛋白質分子中含有半胱氨酸或蛋氨酸等含硫氨基酸時,與堿及醋酸鉛共熱會產生黑色硫化鉛沉淀。蛋白質遇Millon試劑或共熱能呈紅色,證明蛋白質中有酪氨酸的存在。由于吲哚衍生物與乙醛酸縮合產生紫色。蛋白質分子中包含有色氨酸時呈陽性反應。Hopkins-Cole反應
硫的反應
Sakaguchi反應
c蛋白質分子中含有精氨酸時,在中性或微堿性的水溶液中加α-萘酚的稀氫氧化鈉溶液,混勻后滴加1%次亞氯酸鈉溶液數滴(避免過量),出現紅色為陽性反應。Danasyl反應
蛋白質或肽類分子中末端氨基酸部分中氨基在有碳酸氫鈉溶液存在時,易與1-二甲氨基萘5-磺酰氯反應生成相應的磺酰胺衍生物,從而具有強烈的黃色熒光(在紫光燈下觀察),在0.1~0.001μmol/L時也能藉其顯著的熒光而被檢識。第72頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二二蛋白質和酶類化學成分的提取分離
蛋白質和酶一般用水冷浸提取。但其浸出液中除含蛋白質外,尚含有糖、無機鹽、有機酸和苷類等雜質,應先加等量乙醇或丙酮,使總蛋白質和酶沉淀。其中還可能帶有一部分雜質,經離心后分出沉淀,以水溶解,再用部分分級沉淀法、透析法、色譜法等進行純化,有時幾種方法合并使用,則分離效果更佳。
第73頁,共84頁,2023年,2月20日,星期二知識鏈接(分級沉淀法)常用的分級沉淀法有以下2種:1.有機溶劑分級沉淀法溶劑和蛋白質溶液均需預先冷卻,然后將有機溶劑由低到高選擇幾個濃度,每一個濃度所沉淀的蛋白質應立即離心分離,并溶于足夠量的水或緩沖液中,使其中所含有的有機溶劑稀釋,然后在母液中再繼續加入有機溶劑至預定的另一濃度,以沉淀另一部分蛋白質,最常用的有機溶劑為乙醇和丙酮。2.無機鹽分級沉淀法由于硫酸銨的溶解度較大,對蛋白質或酶又無破壞作用,故最為常用。氯化鈉、硫酸鈉、硫酸銅等也可使
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