Галерея диаграмм связей Натуральная лекарственная химия. Общее введение выделение и очистка.
Это интеллектуальная карта о природной медицинской химии – разделении и очистке, включая растворимость, Коэффициент распределения, адсорбция, размер молекулы, степень диссоциации и т. д.
Отредактировано в 2024-01-16 20:20:47Сепарация и переработка
Выделение и очистка натуральных фармацевтических ингредиентов
Гомогенные и гетерогенные
Гетерогенная смесь: в системе существуют границы раздела между материалами, и их свойства совершенно разные; разделение газа и твердого вещества, разделение жидкости и жидкости и разделение жидкости и жидкости, такие как: удаление пыли, фильтрация, экстракция, дистилляция и т. д.
Гомогенная смесь: между материалами нет границы раздела, что относится к смешиваемым экстрактам с разными компонентами.
Принцип разделения и очистки: использование различий в свойствах сосуществующих компонентов.
Такие как растворимость, коэффициент распределения, адсорбция, размер молекул, степень диссоциации.
растворимость
Регулировка температуры: кристаллизация, рекристаллизация
Изменить полярность растворителя
Метод: Добавьте еще один растворитель с большой разницей в полярности → полярность смешанного растворителя изменится → некоторые вещества выпадут в осадок.
тип: Водно-спиртовой метод: в водной вытяжке удаляют водорастворимые примеси (целевой компонент находится в маточном растворе). Спирто-водный метод: удаление жирорастворимых примесей из спиртового экстракта (целевой компонент находится в маточном растворе). Спирто-эфирный метод (спирто-ацетоновый метод): очистка сапонина (целевой продукт выпадает в осадок)
Отрегулируйте pH
Метод кислотной экстракции и щелочного осаждения: алкалоиды; метод щелочной экстракции и кислотного осаждения: флавоноиды и антрахиноны, доведение pH до изоэлектрической точки: осаждающие белки;
Добавить реагент для осаждения
Кислотные компоненты: Реагенты для осаждения: Pb2, Ba2, Ca2. Операция: Суспензия в осажденной воде, пропускание через H2S, маточный раствор (√)
Основные соединения: реагенты осаждения: пикриновая кислота/пикриновая кислота, фосфорномолибденовая кислота/фосфорновольфрамовая кислота/радиевая кислота. Операция: осаждение, сильная кислота, экстракция Et2O, слой H2O (√)
Коэффициент распределения
Отдельные вещества на основе разных коэффициентов распределения
Коэффициент распределения: K=CU/CL (CU — концентрация растворенного вещества в растворителе верхней фазы) Коэффициент разделения: β=KA/KB (KA > KB) • β > 100: 1 экстракция, основное разделение • 10 ≤ β ≤ 100: экстракция 10–12 раз. • β ≤ 2: экстракция более 100 раз • β ≈ 1: невозможно разделить
Классификация методов
Простая жидкостно-жидкостная экстракция
Условия: β>50; Метод: органический растворитель/вода; органический растворитель/кислота, щелочная вода (pH → состояние существования вещества → растворимость → экстракция градиентом pH (градиентная регулировка pH, изменяющая состояние существования одного компонента); время , разделенное в свою очередь)
Коэффициент распределения и pH: Кислотные вещества: Кислые вещества полностью диссоциируют при pH=pKa 2, а кислые вещества полностью диссоциируют при pH=pKa-2. Щелочные вещества: чем больше рКа сопряженной кислоты, тем она более щелочная. При pH<3 большинство кислых веществ находится в свободном состоянии, а щелочные вещества – в диссоциированном состоянии.
Противоточное растворение (CCD), капельная противоточная хроматография (DCCC)
Применимо к: β<50. Принцип: многократная, непрерывная жидкостно-жидкостная экстракция;
Высокоскоростная противоточная хроматография (HSCCC)
Принцип: Поле центробежных сил, создаваемое вращением планеты, удерживает неподвижную фазу в змеевидной трубке, а подвижная фаза проходит через неподвижную фазу в одном направлении и на низкой скорости, достигая цели непрерывной противоточной экстракции и разделения веществ.
Бумажная хроматография (ПК)
Колоночная хроматография с распределением жидкость-жидкость
Нормально-фазовая хроматография и обращенно-фазовая хроматография
В колонке с октадецилсиликагелем (ODS/RO-18) в качестве элюента можно использовать только метанол/этанол и воду.
Жидкостная колоночная хроматография под давлением
Флеш-хроматография: ~ 2 бар Жидкостная хроматография низкого давления LPLC: <5 бар Жидкостная хроматография среднего давления MPLC: 5 ~ 20 бар Жидкостная хроматография высокого давления. ВЭЖХ: >20 бар.
Турбулентная хроматография (TFC)
Принцип: Мелкомолекулярные вещества: небольшое сопротивление массообмена и небольшая потеря эффективности колонки. Крупномолекулярные вещества: не успевают проникнуть внутрь насадки и вымываются из колонки;
Условия: упаковка частиц крупного размера, подвижная фаза в условиях высокой скорости (7,5 см/с), генерация вихревого состояния.
Назначение: он может удалять макромолекулы из раствора и осуществлять прямой анализ биологических образцов.
Уравнение парадигмы: H=A B/u Cu, u – линейная скорость подвижной фазы. A — коэффициент диффузии вихревых токов. B — коэффициент молекулярной диффузии (член продольной диффузии) C — коэффициент сопротивления массопереносу (включая коэффициент сопротивления массопереносу в жидкой и твердой фазе)
Ионно-парная хроматография, ион-супрессивная хроматография и ионообменная хроматография
Ионно-парная хроматография (ИПХ)
Операция: Добавить кислоту, щелочь или соль в подвижную фазу. Цель: Ингибировать диссоциацию испытуемых кислот и оснований и добавить соль, чтобы уменьшить взаимодействие между тестируемыми объектами и остаточными силанольными группами. Область применения: Добавить кислоту; и щелочь для разделения кислот и оснований. Добавление нейтральных соединений улучшает удерживание нейтральных веществ;
Ионно-супрессивная хроматография (ISC)
Операция: Добавить реагент ионной пары (B) с зарядом, противоположным измеряемому иону (A), в подвижную фазу (обычно органическую фазу). Цель: образовать измеряемый ион A и противоион B; ионная пара АВ. Область применения: Разделение сильнополярных органических кислот и органических оснований;
адсорбция
Закон физической адсорбции: подобное притягивает подобное.
физическая адсорбция
Межмолекулярные силы, неселективные, обратимые, силикагель, оксид алюминия, активированный уголь;
химическая адсорбция
Химические связи, сильная селективность, часто необратимая; силикагель, алкалоиды щелочного глинозема, флавоноиды, антрахиноны и т. д.
Полухимическая адсорбция
Водородная связь, слабая селективность, преимущественно обратимая;
Тип адсорбции
полярный адсорбент
Сильная адсорбция полярных образцов Полярность подвижной фазы ↑, сила адсорбции ↓, сила элюирования ⬆
неполярный адсорбент
Сильная адсорбция неполярных компонентов Полярность подвижной фазы ↑, сила адсорбции ↑, сила элюирования ⬇
Если образец сильно полярен и его необходимо разделить на колонке с полярным адсорбентом, следует использовать адсорбент с более слабой адсорбцией (т.е. с более низкой активностью), а для элюирования следует использовать более полярный растворитель. Если полярность компонента слабая, следует использовать адсорбент с сильной адсорбцией (т.е. более высокой активностью), а для элюирования использовать менее полярный растворитель.
Полярность и оценка силы
Растворитель
Определите по типу, количеству, положению и длине углеродной цепи функциональной группы: чем длиннее углеродная цепь, тем ниже полярность;
R-COOH﹥ Ar-OH﹥ R-OH﹥ R-NH-﹥ R-CO-NH-﹥ R-CHO﹥ R-COR﹥ RCOO-R﹥ R-O-R﹥ R-X﹥ R-H
общее дело
Чем больше диэлектрическая проницаемость ε, тем больше полярность.
Циклогексан<Бензол<Безводный эфир<Хлороформ<этилацетат<Этанол<Метанол<Вода
Простой метод адсорбции используется для концентрирования и очистки веществ.
Адсорбция активированным углем
Обесцвечивание и дезодорация при кристаллизации и рекристаллизации. Концентраты микроэлементов из разбавленных водных растворов, такие как: Концентрирование и очистка гематина.
Адсорбция оксида магния
Обесцвечивание экстрактов сапонинов, например, очистка гинсенозидов.
Силикагель, колоночная хроматография на оксиде алюминия
Дозировка адсорбента: в 30-60 раз больше объема образца.
Операция: упаковка колонки, загрузка пробы, элюирование, хвостообразование, выбор системы элюирования: значение Rf 0,2-0,3.
Колоночная хроматография на полиамиде
Факторы, влияющие на адсорбционную способность
• Больше -OH • C=O подробнее • Мало Н-связей в молекуле • Высокая степень ароматизации • Малые МВт
Использование: Получение и разделение фенольных соединений, таких как хиноны и флавоноиды, отделение других полярных и неполярных соединений;
Способность элюирования растворителя
Сила адсорбции соединения в растворителе увеличивается с увеличением полярности растворителя.
Самый сильный в воде: для заполнения колонки часто используется вода, а образец растворяется в воде и загружается, за ним следуют водосодержащие спирты, и самый слабый среди спиртов: часто элюируется градиентом водосодержащих спиртов с возрастающей концентрацией. . Чаще всего используется EtOH-H2O.
Элюирующая способность: вода < метанол < этанол < водный раствор гидроксида натрия < формамид < диметилформамид < вода мочевины. решение
макропористая адсорбционная смола
Принцип разделения: принцип адсорбции (межмолекулярная сила, водородная связь);
размер молекулы
Диализ: часто используется для удаления солей и небольших молекул из макромолекул.
Метод мембранной фильтрации: в том числе микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос и т. д.
Ультрацентрифугирование
Эксклюзионная хроматография (SEC)
Принцип: Молекулярное сито с трехмерной сетчатой структурой разделения геля в порядке от большой к малой молекулярной массе;
Виды, свойства и применение гелей
Гель гидроксипропилдекстрана: механизм разделения (молекулярное сито), область применения (разделение водорастворимых компонентов)
Полисахаридный гель: механизм разделения (сочетание молекулярных сит и обращенно-фазовой хроматографии), область применения (может разделять водорастворимые и жирорастворимые компоненты)
Молекулярно-ситовая фильтрация
степень диссоциации
Строение ионообменной смолы: материнское ядро, ионообменная группа.
Тип: Катионит: Сильнокислотный (-SO3-H), слабокислотный (-COO-H) Анионообменная смола: Сильноосновная (-N(CH3)3Cl-), слабоосновная (-NH2, -NH-, -N=)
Применение: Разделение соединений с разнозарядными ионами (кислота, щелочь, амфотерные) Разделение ионов с разной степенью диссоциации (разная кислотность и щелочность) (пример PPT: Щелочность становится все сильнее и сильнее);
Процесс: Ионообменная смола является неподвижной фазой - в колонку набивается вода или водный растворитель - водная подвижная фаза проходит через смолу - обменные ионы обмениваются с обменными группами на смоле и адсорбируются на смоле - нейтральные и не- Обменные ионные компоненты вытекают - адсорбированные Компоненты на колонке элюируются