西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别： 网教 专业： 药学 课程名称【编号】： 天然药物化学 【1142】 A 卷大作业 满分：100 分以下 10 题中，请任选 2 题作答（每题满分 50 分）。1. 溶剂提取法的原理是什么？如何选择提取溶剂？溶剂提取法的具体操作方法有哪些？它们分别有哪些优缺点及适用于哪些药材的提取？影响成分提取率的因素有哪些？答：1、溶剂提取法的原理 溶剂提取法的原理：根据“相似相溶”原理，选用适当的溶剂，将化学成分从原料中提取出来。 其过程为：根据所要提取成分的性质，选择合适的溶剂，加至经适当粉碎的天然药物中溶剂扩散进入药材内部组织细胞，溶解其中的可溶成分后，渗透压降低，使更多的新鲜溶剂渗透进入药材内部组织细胞，造成药材组织细胞内的液压高于外部，内部的溶液被推出，而低浓度的溶液又不断地进入组织细胞内。这种溶出过程经历一段时间，使药材组织细胞内、外的溶液浓度达到动态平衡，滤出提取溶液，再往过滤后的药渣中加入新溶剂，重复提取过程。反复提取多次后，合并提取液，浓缩，可提出绝大部分所需成分。2、溶剂的选择 根据溶剂的性质和被提取成分及其共存杂质的性质，根据以下原则选择提取溶剂。 a. 溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小； b. 溶剂不与有效成分发生化学反应； c. 溶剂要经济、易得、使用安全、易于浓缩和回收等。 化合物的溶解遵循“相似相溶”原则，即低极性的成分溶于亲脂性溶剂中，高极性的成分溶于亲水性溶剂中。 不论提取目标物还是溶剂，其极性都与分子结构直接相关。一般而言，两种基本母核相同的成分，所含官能团的极性越大、或极性官能团数目越多，分子的极性越大，亲水性越强；若非极性部分越大或碳链越长，极性越小，亲脂性越强。常见溶剂的极性强弱顺序如下： 石油醚（低沸点→高沸点）< 二硫化碳 < 四氯化碳 < 三氯乙烯 < 苯 < 二氯甲烷 < 乙醚 <三氯甲烷 < 乙酸乙酯 < 丙酮 < 乙醇 < 甲醇 < 乙腈 < 水 < 吡啶 < 乙酸。 官能团的极性强弱顺序为： -COOH > Ar-OH > R-OH > -NHCO- > NH2 > -SH > -CHO >-CO- > -COO- > -N(CH3)2 > NO2 > R-O-R‘ > -CH=CH- > R- 植物成分中，萜类、甾体等脂环类及黄酮等芳香类化合物，因极性小，易溶于三氯化碳- 1 - （氯仿）、乙醚等亲脂性中，而它们的糖苷则极性增大，易溶于含水醇中；而对于有机酸、生物碱、氨基酸、蛋白质等两性化合物，因分子的存在状态（分子或离子形式）随溶液的 pH 而异，故溶解性将随 pH 而改变。 从药材中提取活性成分时，由于存在多种成分间的相互助溶作用，情况要复杂得多。 3、提取方法 （1）浸渍法 是在常温或低热（< 80ºC）条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中成分的方法。本法适用于有效成分遇热易破坏的、或富含淀粉、果胶、树胶、粘液质的药材的提取。但本法提取时间长，提取率低，特别是在用水做溶剂时，提取液易于发霉变质须注意加入适当的防腐剂。 （2）渗漉法 将用提取溶剂充分润胀的药材粗粉装入渗漉器中，不断添加新鲜溶剂，使其自上而下渗过药材，从渗漉筒下端流出，收集浸出液。该法的提取过程中，每层药材和提取溶剂间都维持一定的浓度差，提取效率比浸渍法高。但该法消耗溶剂量大，费时长，操作较麻烦。渗漉法所用溶剂多为不同浓度的乙醇或水，不宜用低沸点的易挥发有机溶剂。因在室温下进行，故特别适用于提取遇热已被破坏的有效成分。 （3）煎煮法 是在中药材中加入水后加热煮沸，将有效成分提取出来。该法属于热浸法，提取效率比冷浸法高。该法简便，但含挥发性成分或有效成分遇热不稳定的药材不适宜。对富含多糖类的药材，煎煮液粘稠，过滤困难。 （4）回流提取法 使用易挥发的有机溶剂加热回流提取药材成分。该法也属于热浸法，提取效率比冷浸法高，但不宜用于对热不稳定的成分的提取，且溶剂消耗量大，操作麻烦。 （5）连续回流提取法 实验室内使用挥发性有机溶剂进行天然药物有效成分分析时常采用该法。该法需用溶剂较少，提取成分较完全，但不适宜提取遇热不稳定的天然药物成分。 （6）超声波辅助提取法 利用超声波强烈振动传递巨大能量给浸提药材和溶剂，破坏植物药材细胞，促使细胞内物质的溶解、释放、扩散，加速有效成分的浸出。该法具有提取时间短（一般只需数分钟至数十分钟）、提取效率高、无需加热等优点。 （7）微波辅助提取法 是利用微波无温度梯度的热效应，使被提取物的内外同时加热，增加物质扩散速率和溶剂创投性，从而加速提取过程的技术。该法具有提取成分不易分解、耗时短、耗能低、环境污染小等优点，对不耐热物质的实用性较好。 （8）酶辅助提取法 植物药材的有效成分常被包裹在细胞壁内，可利用纤维素酶、果胶酶等破坏植物细胞壁，以利于有效成分的溶出。这是一项很有前途的技术，被推广用于天然药物和发酵产品的提取上。在国内，上海中药一厂将酶法应用于生脉饮口服液的制- 2 - 备。 4、影响提取率的因素 （1）药材粉碎度 粉碎可增加药材的表面积，即增大药材内部溶液扩散释放的表面积，又缩短溶剂渗入药材组织细胞及药材内部溶剂扩散出来的路径，加速药材中成分的浸出但粉碎过细，药粉颗粒的比表面积太大，吸附作用增强，反而影响成分的扩散。若药材含蛋白质、多糖较多，这些高分子亲水性成分遇水膨胀，产生粘稠现象，反而影响提取效率。原料的粉碎度应视提取溶剂或药材性质而定，如用有机溶剂提取，药材粉末以过 20 目筛为宜；用水提取最好采用粗粉或薄片；根茎类原料最好采用粗粉；而全草类、叶类等可用细粉。 （2）提取温度 分子运动速度和溶剂渗透、扩散、溶解的速度随温度的增加而加快，所以冷提（室温）效率低，但杂质少；热提效率高，但杂质也相应增加。此外，过高的温度会使某些成分氧化、分解或变构而遭到破坏，一般加热到 60ºC 为宜，最好不超过100ºC。 （3）提取时间 提取之初，提取液中成分的量随提取时间延长而增加，直至药材内外溶液中成分浓度达到平衡。所以，提取需要一定的时间，但不是时间越长越好，提取完全即可。一般而言，用乙醇加热提取，每次 1 h；用水加热提取，每次 0.5~1 h 为宜。2. 影响苷键酸水解的因素有哪些？苷的酸水解难易程度有什么规律？答：苷类多数可溶于水、乙醇，难溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等亲脂性有机溶剂。苷类的亲水性强弱与糖基数目、苷元分子大小、糖和苷元中的亲水性基团（如羟基、羧基）数目有关；往往糖基增多，亲水性增大；苷元的碳原子数目增多，亲水性降低唐河苷元中的亲水基团数目增多，亲水性增大。大分子苷元如甾醇、三萜醇的单糖苷常可溶于极性较小的有机溶剂；随着糖基的增多，苷元所占比例减小，分子的亲水性增加，在水中的溶解度也增加。故，用不同极性的溶剂顺次提取时，在各提取部位都有可能发现苷。但碳苷在水或其他溶剂中的溶解度都较小。酸催化水解 苷键是缩醛结构，易被稀酸催化水解。反应一般在水或稀醇液中进行；常用的酸有盐酸、硫酸、乙酸、甲酸等。苷键的酸水解机制是苷键原子先被质子化，然后苷键断裂生成糖基正离子中间体，该中间体在水中溶剂化后失去质子而形成糖分子。上述反应历程提示，凡有利于苷键原子质子化和中间体形成的因素均有利于苷键的水- 3 - 解；而苷键原子质子化和中间体形成的难易与苷键原子的电子云密度及空间环境密切相关。通常苷的酸水解难易程度有以下规律： a. 四种苷键原子 O、S、N、C 中，N 的碱性最强，最易接受质子；C 上无未共用电子对，几乎无碱性，最难质子化。故水解由难到易的顺序是：C-苷 > S-苷 > O-苷 > N-苷。但当 N 在嘧啶环或酰胺上时，由于共轭效应的影响，几乎无碱性，甚至具有一定酸性，故难以水解。 b. 呋喃糖苷较吡喃糖苷的水解速率大 50~100 倍，这是由于五元呋喃环的平面性使各取代基比较拥挤，空间张力大，形成水解中间体后可减小环的张力，故有利于水解。因此，多糖水解时，果糖最易水解；当加剧水解条件使别的苷键水解时，果糖常会被破坏。 c. 酮糖多为呋喃糖，且段机上又多了一个 CH2OH 大基团，更增加了呋喃环的拥挤状况，故酮糖较醛糖易水解。 d. 在吡喃糖苷中，C-5 取代基会对质子进攻苷键造成一定位阻，故 C-5-R 愈大，愈难水解，故水解由难到易的顺序为：糖醛酸 > 七碳糖 > 六碳糖 > 甲基五碳糖 > 五碳糖。 e. 氨基糖较羟基糖难水解，尤其是 2-氨基糖，因为 2-位取代基被质子化后，会降低端基碳原子、苷键原子的电子云密度，不利于苷键原子的质子化，故水解由难到易的顺序为：2-NH2 糖苷 > 2-OH 糖苷 > 6-去氧糖苷 > 2-去氧糖苷 > 2,6-二去氧糖苷。 f. 酚苷及烯醇苷由于苷元对苷键原子有供电子作用，故水解比醇苷容易。如蒽醌苷、香豆素苷不用加酸，仅加热就可被水解。 g. 苷元为小基团者，苷键原子处于横键时空间位阻较小，故横键的苷键较竖键易水解 。当苷元为大基团者，苷键原子处于竖键时空间更拥挤，环张力更大，故竖键的苷键更易水解。 对难水解的苷类常加剧水解条件，但会导致苷元发生结构变化，得不到真正的苷元。有时采用两相水解法，即在反应液中加入与水不混溶的有机溶剂，使水解产生的苷元立即转入有机相，避免苷元与热酸长时间接触，从而可能得到真正的苷元。- 4 -