概述 中药的成分 中药的提取 药材提取过程与机理 常用提取剂和辅助剂 常用提取方法 工艺参数 常见提取设备,四川理工学院,第二章 固液萃取,制药分离工程,了解固液萃取的基本概念，过程 熟悉中药成分对提取的影响及中药提取的特点 掌握药材提取过程与机理 熟悉常用的提取剂和提取方法 掌握提取过程中工艺参数的影响 掌握常用提取设备的特点和操作原理,四川理工学院,制药分离工程,本章学习目的：,第二章 固液萃取,萃取：利用混合物中各组分在某溶剂中的溶解度差异来分离混合物的一种单元操作,制药分离工程,概 述,四川理工学院,固液萃取：用溶剂分离固体混合物的萃取操作，常用于中药成分的提取。,液液萃取：用溶剂分离液体混合物的萃取操作，常用于中药提取液的粗分，合成反应物的提取，生物发酵液的提取等。,其它技术：超声波浸取、微波浸取、超临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取等。,固液萃取：,四川理工学院,制药分离工程,概 述,利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，使其进入液相，再将不溶性固体与溶液分开的单元操作。 其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程。 其在制药工业中有着广泛应用，如中草药有效成分的提取，滤饼或固体物的洗涤等。,专属名词：,四川理工学院,制药分离工程,概 述,溶质：固体原料（药材）中的可溶性组分。 载体：固体原料中的不可溶性组分。 提取剂（浸取剂）：用于溶解溶质的溶剂。 提取液（浸取液）：提取后所获得的液体。 残渣：提取后剩余的载体。,提取过程：,四川理工学院,制药分离工程,概 述,提取剂,固体原料,充分混合并保持良好的固液接触状态,提取液,残渣,溶质,提取剂（回收）,提取液再加工：,四川理工学院,制药分离工程,概 述,按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、流浸膏等剂型。 通过浓缩干燥制成一定规格的半成品，以便制成片剂、冲剂等剂型。 加入适当辅料，加工制成软膏、栓剂等其它剂型。 精制加工，纯化有效成分，制成注射剂等剂型。,几种剂型：,四川理工学院,制药分离工程,概 述,酊剂药物用规定浓度的乙醇浸出或溶解而制成的澄清液体制剂，亦可用流浸膏稀释制成。供口服或外用。 酒剂药材用蒸馏酒浸提而制成的澄清液体制剂。 煎膏剂药材用水煎煮、去渣浓缩后，加炼蜜或糖而制成的半流体制剂。 浸膏剂用煎煮法或渗漉法制备，全部煎煮液或渗漉液应低温浓缩至稠膏状，加稀释剂或继续浓缩至规定的量。,中药材的成分比较复杂，单味药如此，中药复方就更是如此。在制药分离过程中我们所关注的是具有生物活性的药物成分，那么按照中药所含成分的生物活性可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物。,中药成分,四川理工学院,制药分离工程,有效成分：指有药理活性、能产生药效的物质。如黄酮、生物碱、苷类、挥发油等。有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化常数，又称为有效单体。如果尚未提纯（或纯化）成单体则称为有效部位，应能反映一定的活性指标。 辅助成分：指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收，发挥其强心作用。 无效成分：指本身无效甚至有害的物质。如脂肪、淀粉、蛋白质等，往往影响提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等。 组织物：指构成药材细胞或其他不溶性物质。如纤维素、栓皮等。,中药成分,四川理工学院,制药分离工程,药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象，无效成分和组织物应尽量分离除去，但应注意，所谓无效成分只是相对概念。如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分；在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分；而在注射剂中多为无效成分。药材中的蛋白类成分多作为无效成分在分离中除去，但在有些药物中却是主要有效成分，如天花粉蛋白。,四川理工学院,制药分离工程,中药成分,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,单体成分的提取 单味药的提取 复方的提取,单体成分的提取：,某些药材的有效成分具有明确的临床疗效，化学结构、理化性质、药理、毒性均已明确，含量可观，提取技术经济合理，可以进行单一成分的提取、分离、精制。如齐墩果酸、豆腐果苷、黄连素、石吊兰素等，都可纯化制成片剂。又如天花粉、一叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液。单体成分制剂具有药物成分明确，有利于稳定性与安全性等优点，但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,单味药的提取：,单味药提取物的化学成分,大多数尚不清楚,或不完全清楚,但从中医临床实践的疗效要明显优于单体化合物的作用,制备的成本也较低。单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法,不仅适用于单方成药的制剂(如五味子、刺五加、益母草等),而且适用于复方成药制剂的生产。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,单味药的提取：,例如,制备银黄片和银黄注射液,可以先分别制备金银花和黄芩的单味提取物,前者以绿原酸,后者以黄芩苷含量进行质量控制,混合后配料压片或制备注射液。特别是注射液的制备,为了防止复方提取中形成沉淀,大多数复方的注射剂都需在前期制备过程中进行单味药提取。其它如甘草浸膏、大黄流浸膏、远志流浸膏等还可供调剂用。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,复方的提取：,中药复方从古至今在我国医药史上一直占重要地位，在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其综合成分作为整体而起作用。 例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草组成。附子含乌头碱毒性极大，但经煎煮，一方面由于水解可降低毒性，而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐，在体内逐渐分解而起作用。实验证明四逆汤的LD50只有单味附子的1/4，许多复方药，如四物汤、补中益气汤、麻杏石甘汤、大黄牡丹汤、补阳还五汤等，都是以其整体发挥作用的。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,中药提取的特点：,中药中同时存在多种复杂的混合物，各成分之间的相互影响，有时会产生增溶现象，即增大欲提取成分的溶解度。 如油脂类杂质可使不溶于石油醚的香豆素溶解，含麻黄的方剂中如有葛根则麻黄碱的含量将增加。中药成分间存在的这种助溶、增溶作用可部分解释为在中药中含有某些可降低溶液表面活性的物质，如皂苷、树胶、蛋白质等，这些表面活性物质的浓度较高时，就会在溶液中聚合成“胶团”，而原来在水中不溶解或部分溶解难的物质分子可以钻进胶团的内部，分布在胶团的中心或夹缝中，结果使溶解度显著地增高。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,此外，中药汤剂属于胶体溶液，由许多难溶物质的分子组成的微粒混悬于介质中成为溶胶或粗分散体系，也是使物质在溶液中含量增加的一个重要因素。但有时各成分之间又可能相互作用生成难溶性化合物，从而改变欲提取成分的溶解性能而导致提取效果不好或提取率下降。这一问题在复方研究中更为突出。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,如含生物碱的中药与甘草配伍，生物碱与甘草酸产生沉淀，生物碱就可能提取不出来。黄连等中药中的小檗碱可与黄芩苷产生沉淀，生物碱与金银花中的绿原酸发生沉淀，大黄鞣质与栀子、茵陈之间也有沉淀产生。上述现象提示我们在中药的复方提取过程中应该考虑是采用分提工艺，还是采用合提工艺。,四川理工学院,制药分离工程,中药的提取,药材,制药分离工程,四川理工学院,植物性药材：有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要小得多，故提取时有效成分需透过细胞膜，而无效成分则应留在细胞内。,动物性药材：有效成分一般为蛋白质、激素和酶等大分子物质，因分子量较大，故难以透过细胞膜，所以提取时应首先破坏其细胞膜。,矿物性药材：无细胞结构，其有效成分可直接溶解或分散于提取剂中。,提取过程与机理,提取过程：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,浸润与渗透阶段：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,新药材的细胞中,含有多种可溶性物质和不溶性物质。药材经干燥后，内部水分大部分被蒸发,故细胞萎缩。当药材被粉碎时,一部分细胞可能发生破裂，其中所含的成分可直接提取。而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态，当与提取剂接触时被提取剂所润湿，同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。,浸润与渗透阶段：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,提取剂能否润湿药材表面，并渗透进入到细胞组织中，取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力。一般情况下，非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分，极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分。对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂，然后再用适宜的提取剂提取。,溶解阶段：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,提取剂进入细胞组织后，与药材中的各种成分相接触，并使其中的可溶性成分转入到提取剂中，该过程称为溶解。 药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程，也可能是使药物成分溶解的反应过程。药材的种类不同，其溶解机理有很大差异。一般情况下，水能溶解晶体和胶质，故其提取液多含胶体物质而呈胶体液，乙醇提取液含胶质较少，而亲脂性提取液则不含胶质。,扩散阶段：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,提取剂溶解有效成分后，形成的浓溶液具有较高的渗透压，从而形成扩散点，其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压，这正是提取过程的推动力。在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜，其中的溶质存在浓度梯度，该膜常称为扩散边界层。,渗 透 压,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,(a) 渗透 (b) 渗透平衡 (c) 反渗透,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,提取过程中存在着提取剂由溶液主体传递至固体表面，再由固体表面传递至固体内部的扩散过程，该过程的速率较快，一般不会成为提取过程的速率控制步骤。 另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散，并通过扩散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程。一般情况下，溶质由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩散阻力。,提取速率方程：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,N单位时间内传递至溶液主体的溶质的量，kmols-1； K总传质系数，ms-1； S接触表面积，m2； Cm固相与液相主体中有效成分的对数平均浓度差，kmolm-3,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,C2、C1分别为提取开始和终了时固相与液相主体中有效成分的浓度差，kmolm-3。 (教材p11),总传质系数 K：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因素有关，由以下扩散系数组成： 内扩散系数D内：表示药材颗粒内部有效成分的传递速率 自由扩散系数D自：表示在药材细胞内有效成分的传递速率 对流扩散系数D对：表示在流动的萃取剂中有效成分的传递速率其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得。,提取平衡状态下提取量的计算：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,G 药材中含有的待提取物质，kg； S 提取平衡后放出的溶剂量，kg； g 提取后药材中残留的待提取物质，kg； s 提取后剩余在药材中的溶剂量，kg,达到提取平衡时，对待提取物进行物料衡算可得：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,设：,则：,若进行第二次浸取，加入等量（S）的新溶剂，根据物料平衡可得：,则：,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,以此类推，当进行n次浸取后，剩余在药材中的待提取物的量为：,对于平衡状态下的多级错流萃取，假定各级进料量相同，加入的溶剂量也相等且为新鲜溶剂，则上式也可适用。,四川理工学院,制药分离工程,提取过程与机理,例题：,现有50kg药材，其中有效成分的含量为3