如何使用ph梯度萃取法分离生物碱

A. 梯度pH萃取法适用于哪些中药化学成分的分离

适用于：

三类化合物做初步分离：蒽醌（例如：大黄）、黄酮（例如：槐角）和生物碱（例如：苦参）。当然，具体的pH梯度和萃取使用的溶剂需要选择一下。

ph梯度萃取法是分离酸性、碱性、两性成分常用的手段。

ph变化改变了它们的存在状态（游离型或解离型），从而改变了它们在溶剂系统中的分配系数。大体上有三类化合物使用上述方法做初步分离：蒽醌（例如：大黄）、黄酮（例如：槐角）和生物碱（例如：苦参）。

(1)如何使用ph梯度萃取法分离生物碱扩展阅读：

原理就是每个分子有不同的pKa，导致某一pH下各分子的电离情况不同，当某分子呈电中性的时候它最容易从溶液中析出。所以通过反复调pH，可以在不同pH下得到各个不同的组分。

蒽醌的alpha和beta位的酚羟基酸性不同，alpha位羟基可以与羰基形成氢键，酸性弱于beta位，所以用5%NaHCO3得到含两个（或以上）beta羟基的蒽醌，用5%Na2CO3萃取到含有一个beta羟基的蒽醌，用0.1%NaOH 得到含有酚羟基的蒽醌，用5%NaOH萃取含alpha羟基的蒽醌。

B. 生物碱如何提取分离

这是一个比较典型的碱提酸沉法提取生物碱的过程：hcl调ph值2-3，可以使生物碱溶解于醇水溶剂中，用有机溶剂提取杂质，取醇水部位加碱，使生物碱游离出来，并根据其脂溶性，萃取到氯仿层中，挥干溶剂，便可以得到粗生物碱。

C. 脂溶性生物碱分离原理

生物碱大多与有机酸结合成盐的形式存在于生物体中，但也有个别生物碱是与无机酸结合成盐，如黄连中的小檗碱是与盐酸结合成盐。少数生物碱因碱性很弱而为游离状态或与糖结合成甙的形式而存在。所以生物碱的主要存在形式应该是盐类，生物碱pH梯度萃取法的原理是根据不同物质在不同pH下析出沉淀的原理来提纯所需物质 。 pH梯度萃取法是分离酸性、碱性、两性成分常用的手段。其原理是由于溶剂系统 pH变化改变了它们的存在状态（游离型或解离型），从而改变了它们在溶剂系统中的分配系数。分离碱性强弱不同的游离生物碱，可用pH由高至低的酸性缓冲溶液顺次萃取，使碱性由强到弱的生物碱分别萃取出来。

D. 生物碱离子交换法分离的条件是

1.利用生物碱的碱性差异进行分离
方法：酸水-碱化-萃取法
注意：
①强碱在弱酸性条件下能形成生物碱盐，易溶于水；弱碱则需在较强酸性条件下形成生物碱盐而溶于水。
②成盐后，弱碱盐在弱碱条件下即可转变成游离生物碱，易溶于亲脂性有机溶剂；强碱盐则需在较强碱性条件下转变成游离生物碱，溶于亲脂性有机溶剂。
总碱中各生物碱的碱性不同，可用pH梯度萃取法进行分离。
具体方法有两种：
①总生物碱溶于亲脂性有机溶剂， pH由高至低依次萃取，生物碱可按碱性由强至弱先后成盐依次被萃取出而分离
②总生物碱溶于酸水，逐步加碱使pH值由低至高分离。
对于碱性有差别的两种生物碱，可采用调pH后简单萃取法分离。如从洋金花的乙醇浸出液中分离莨菪碱和东莨菪碱，利用二者碱性差别，将乙醇浸出液浓缩后碱化到pH 9～10，三氯甲烷萃取，三氯甲烷萃取液再用稀酸水萃取，将此酸水液用固体碳酸氢钠碱化后以三氯甲烷萃取，东莨菪碱因碱性小游离出来而被萃取出。水层再用氨水碱化至pH l0，用三氯甲烷可萃取出碱性稍强的莨菪碱。
2.利用溶解度差异进行分离
游离生物碱：如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离
（氧化苦参碱的极性大于苦参碱，难溶于乙醚）
汉防己中汉防己甲素和汉防己乙素的分离
（汉防己甲素的极性小于汉防己乙素，可溶于冷苯）
生物碱盐：如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱
（在草酸中溶解度不同，麻黄碱溶解度小于伪麻黄碱）
3.利用特殊官能团进行分离
含羧基的生物碱能与碳酸氢钠生成羧酸盐而溶于水，可与其他碱分离；
酚性生物碱的酚羟基具有弱酸性，可与氢氧化钠溶液生成盐溶于水，而与其他非酚性生物碱分离。如在阿片生物碱中，吗啡具酚羟基而可待因无酚羟基，可用5%氢氧化钠分离。
内酯或内酰胺结构的生物碱可在碱性水液中加热开环生成溶于水的羧酸盐而与其他生物碱分离，在酸性下又环合成原生物碱而沉淀，如喜树碱。
4.利用色谱法进行分离
（1）吸附柱色谱
常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，有时也用纤维素、聚酰胺等。以苯、氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或以其为主的混合溶剂系统作洗脱剂。
（2）分配柱色谱
对某些结构特别相近的生物碱，可采用分配色谱法。
如三尖杉中的抗癌生物碱三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱的分离，两者结构仅差一个亚甲基。具体方法是以硅胶为支持剂，以pH 5.0缓冲液为固定相，pH 5.0缓冲液饱和的三氯甲烷溶液洗脱，首先洗脱的是高三尖杉酯碱，中间部分是二者的混合物，最后部分是三尖杉酯碱。
5.高效液相色谱法（HPLC）
优点：分离效能好、灵敏度高、分析速度快。
色谱柱类型：硅胶吸附色谱柱，C18反相色谱柱。
此外，制备型薄层色谱、干柱色谱、中压或低压柱色谱等也常用于分离生物碱。
水溶性生物碱（季铵碱）的分离
（一）沉淀法
实验室常用雷氏铵盐试剂纯化季铵碱。
（二）溶剂法
利用水溶性生物碱能够溶于极性较大而又能与水分层的有机溶剂（如正丁醇、异戊醇或氯仿-甲醇的混合溶剂等）的性质，用这类溶剂与含这类生物碱的碱水液反复萃取，使水溶性生物碱与强亲水性的杂质得以分离。
生物碱的色谱检识
常用方法：薄层色谱法、纸色谱法、高效液相色谱法和气相色谱法
（一）薄层色谱法
1.吸附薄层色谱法
（1）吸附剂
吸附剂常用硅胶和氧化铝。
硅胶适用注意：硅胶为酸性吸附剂，易造成拖尾或复斑，影响分离效果。可在涂铺硅胶薄层时加稀碱（0.1～0.5mol/L氢氧化钠）或缓冲溶液，制成碱性薄板；或使色谱过程在碱性条件下进行，即在展开剂中加入少量碱性试剂，如二乙胺、氨水等。
氧化铝本身显弱碱性，不经处理便可用于分离和检识生物碱，一般较常用，特别适合分离亲脂性较强的生物碱。
（2）展开剂
展开剂系统多以亲脂性溶剂为主，一般以三氯甲烷为基本溶剂。
若Rf值太小，加入适量甲醇、丙酮等极性较大的溶剂；
若Rf值太大，加入适量苯、环己烷等极性较小的溶剂。
在展开剂中加入少量碱性试剂，如二乙胺、氨水等，可改善分离效果。
2.分配薄层色谱
特别适用于分离有些结构十分相近的生物碱。
（1）支持剂与固定相：
通常选用硅胶或纤维素粉作支持剂，以甲酰胺或水为固定相。
甲酰胺适合分离弱极性或中等极性的生物碱；水适合分离水溶性生物碱。
（2）展开剂：
分离脂溶性生物碱，应以亲脂性有机溶剂作展开剂，如三氯甲烷-苯（1：1）等；
分离水溶性生物碱，则应以亲水性的溶剂作展开剂，如BAW系统（正丁醇-乙酸-水=4：1：5，上层）。
在配制流动相时，需用固定相饱和。
3.显色方法
①有色生物碱可直接观察斑点；
②具有荧光的生物碱在紫外光下显示荧光斑点；
③大多生物碱的薄层色谱可用改良碘化铋钾试剂显色，显橘红色斑点。（如碘化铋钾不显色，可选用其他特殊显色剂）

E. PH梯度萃取法的原理，它适用于哪些中草药成分的分离

pH梯度萃取法的原理是由于溶剂系统pH变化改变了存在状态（游离型或解离型），从而改变了在溶剂系统中的分配系数。正是因为pH的差异而实现了各生物碱的分离，氯仿为亲脂性有机溶剂，总生物碱皆可溶解于氯仿，这里利用溶解度不能达到分离的效果。

样品水溶液用pH3的有机溶剂提取，此时酸性物质多呈非解离状态，因而溶于有机相中，碱性物质或中性物质呈解离状态，存在于水相中，而达到分离的目的。

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注意事项：

1、分离混合物：在中药提取物的有效部位中，往往含有结构相似、理化性质相似的几种成分的混合物，用一般的化学方法很难分离，可用色谱法分开。

2、精制化合物：在提取、分离得到有效成分时，往往含有少量结构类似的杂质，不易除去，也可利用色谱法除去杂质得到纯品。

3、鉴定化合物：在一定条件下，纯粹的化合物在薄层色谱或纸色谱中都有一定的Rf值，在气相色谱和高效液相色谱中有一定的保留时间，所以利用色谱法可以鉴定化合物的纯度或利用标准品的对照来初步确定两种性质相似的化合物是否为同一物质。

F. 生物碱常用的提取方法

从植物中提取生物碱，一般有下面三种方法:
（1）加酸－碱提取法。首先将含有较丰富生物碱的植物用水清洗干净，沥
干研碎，再用适量的稀盐酸或稀硫酸处理，使生物碱成为无机酸盐而溶于水中，
然后往此溶液中加入适量的氢氧化钠使生物碱游离出来,最后用有机溶剂萃取
游离的生物碱,蒸去有机溶剂便可得到较纯的生物碱。
（2）加碱提取法。在某些情况下,可把研碎的植物直接用氢氧化钠处理,使
原来与生物碱结合的有机酸与加入的氢氧化钠作用,生物碱就会游离出来,最后
用溶剂萃取。
（3）蒸馏法。有些生物碱(如烟碱)可随水蒸气挥发,则可用水蒸气蒸馏法提
取。

G. ph梯度萃取法分离生物碱原理

总生物碱种各单体生物碱的碱性之间存在着一定的差异，可在不同的条件下分离，称为PH梯度法。
加入碱水时，PH由低到高逐渐增加，生物碱由弱到强逐渐游离。
加入酸液时，PH由高到低依次萃取，生物碱由强到弱逐渐成盐。