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    結晶法的概述

    2019-08-20 14:31 來源:
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    關于中藥有效成分的分離方法——結晶法的概述,醫(yī)學教育網(wǎng)小編專門整理如下,請各位主管中藥師考生仔細查看。

    鑒定中草藥化學成分,研究其化學結構,必須首先將中草藥成分制備成單體純品。在常溫下,物質本身性質是液體的化臺物,可分別用分餾法或層析法進行分離精制。一般他說,中草藥化學成分在常溫下多半是固體的物質,都具有結晶他的通性,可以根據(jù)溶解度的不同用結晶法來達到分離精制的目的。研究中草藥化學成分時,一旦獲得結晶,就能有效地進一步精制成為單體純品。純化臺物的結晶有一定的熔點和結晶學的特征,有利于鑒定。如果鑒定的物質不是單體純品,不但不能得出正確的結論,還會造成工作上的浪費。因此,求得結晶并制備成單體純品,就成為鑒定中草藥成分、研究其分子結構重要的一步。

    1.雜質的除去:中草藥經(jīng)過提取分離所得到的成分,大多仍然含有雜質,或者是混合成分。有時即使有少量或微量雜質存在,也能阻礙或延緩結晶的形成。所以在制備結晶時,必須注意雜質的干擾,應力求盡可能除去。有時可選用溶劑溶出雜質,或只溶出所需要的成分。有時可用少量活性炭等進行脫色處理,以除去有色雜質。有時可通過氧化鋁,硅膠或硅藻土短柱處理后,再進行制備結晶。但應用吸附劑除去雜質時,要注意所需要的成分也可能被吸附而損失。此外,層析法更是分離制備單體純品所常用的有效方法。

    如果一再處理仍未能使近于純品的成分結晶化,則可先制備其晶態(tài)的衍生物,再回收原物,可望得到結晶。例如游離生物堿可制備各種生物堿鹽類,羥基化合物可轉變成乙酸化物,碳基化臺物可制備成苯蹤衍生物結晶。美登堿在原料中含量少,且反復分離精制難以得到結晶,但制備成3一滇丙基美登堿結晶后,再經(jīng)水解除去澳丙基,美登堿就能制備成為結晶。

    2.溶劑的選擇;制備結晶,要注意選擇合宜的溶劑和應用適量的溶劑。合宜的溶劑,最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小,而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙醋等。但有些化合物在一般溶劑中不易形成結晶,而在某些溶劑中則易于形成結晶。例如葛根素、逆沒食子酸(ellagicacid)在冰醋酸中易形成結晶,大黃素(emodin)在吡啶中易于結晶,萱草毒素(hemerocallin)在N,N一二甲基甲酞胺(DMF)中易得到結晶,而穿心蓮亞硫酸氫鈉加成物在丙酮一水中較易得到結晶。又如蝙蝠葛堿通常為無定形粉未,但能和氯仿或乙醚形成為加成物結晶。

    3.結晶溶液的制備:制備結晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。一般是應用適量的溶劑在加溫的情況下,將化合物溶解再放置冷處。如果在室溫中可以析出結晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴隨結晶析出更多的雜質。“新生態(tài)”的物質即新游離的物質或無定形的粉未狀物質,遠較晶體物質的溶解度大,易于形成過飽和溶液。一般經(jīng)過精制的化合物,在蒸去溶劑抽松為無定形粉未時就是如此,有時只要加入少量溶劑,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出結晶。例如長春花總弱堿部分抽松后加入1.5倍量的甲醇溶解,放置后很訣析出長春堿結晶。又如蝙蝠葛堿在乙醚中很難溶解,但當其鹽的水溶液用氨液堿化,并立即用乙醚萃取,所得的乙醚溶液,放置后即可析出蝙蝠葛堿的乙醚加成物結晶。

    制備結晶溶液,除選用單一溶劑外,也常采用混合溶劑。一般是先將化合物溶于易溶的溶劑中,再在室溫下滴加適量的難溶的溶劑,直至溶液微呈渾濁,并將此溶液微微加溫,使溶液完全澄清后放置。例如J一細辛醚重結晶時,可先溶于乙醇,再滴加適量水,即可析出很好的結晶。又如自虎杖中提取水溶性的虎杖甙時,在已精制飽和的水溶液上添加一層乙醚放置,既有利于溶出其共存的脂溶性雜質,又可降低水的極性,促使虎杖俄的結晶化。自秦皮中提取七葉甙(秦皮甲素),也可運用這樣的辦法。

    結晶過程中,一般是溶液濃度高,降溫訣,析出結晶的速度也快些。但是其結晶的顆粒較小,雜質也可能多些。有時自溶液中析出的速度太快,超過化合物晶核的形成勸分子定向排列的速度,往往只能得到無定形粉未。有時溶液太濃,粘度大反而不易結晶化。如果溶液濃度適當,溫度慢慢降低,有可能析出結晶較大而純度較高的結晶。有的化合物其結晶的形成需要較長的時間,例如鈴蘭毒甙等,有時需放置數(shù)天或更長的時間。

    4.制備結晶操作:制備結晶除應注意以上各點外,在放置過程中,最好先塞緊瓶塞,避免液面先出現(xiàn)結晶,而致結晶純度較低。如果放置一段時間后沒有結晶析出,可以加入極微量的種晶,即同種化合物結晶的微小顆粒。加種晶是誘導晶核形成常用而有效的手段。一般他說,結晶化過程是有高度選擇性的,當加入同種分子或離子,結晶多會立即長大。而且溶液中如果是光學異構體的混合物,還可依種晶性質優(yōu)先析出其同種光學異構體。沒有種晶時,可用玻璃棒蘸過飽和溶液一滴,在空氣中任溶劑揮散,再用以磨擦容器內壁溶液邊緣處,以誘導結晶的形成。如仍無結晶析出,可打開瓶塞任溶液逐步揮散,慢慢析晶?;蛄磉x適當溶劑處理,或再精制一次,盡可能除盡雜質后進行結晶操作。

    5.重結晶及分步結晶:在制備結晶時,最好在形成一批結晶后,立即傾出上層溶液,然后再放置以得到第二批結晶。晶態(tài)物質可以用溶劑溶解再次結晶精制。這種方法稱為重結晶法。結晶經(jīng)重結晶后所得各部分母液,再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結晶。這種方法則稱為分步結晶法或分級結晶法。晶態(tài)物質在一再結晶過程中,結晶的析出總是越來越快,純度也越來越高。分步結晶法各部分所得結晶,其純度往往有較大的差異,但常可獲得一種以上的結晶成分,在未加檢查前不要貿然混在一起。

    6.結晶純度的判定:化合物的結晶都有一定的結晶形狀、色澤、熔點和熔距,一可以作為鑒定的初步依據(jù)。這是非結晶物質所沒有的物理性質?;衔锝Y晶的形狀和熔點往往因所用溶劑不同而有差異。原托品堿在氯仿中形成棱往狀結晶,熔點207℃;在丙酮中則形成半球狀結晶,熔點203℃;在氯仿和丙酮混合溶劑中則形成以上兩種晶形的結晶。又如N一氧化苦參堿,在無水丙酮中得到的結晶熔點208℃,在稀丙酮(含水)析出的結晶為77~80℃。所以文獻中常在化合物的晶形、熔點之后注明所用溶劑。一般單體純化合物結晶的熔距較窄,有時要求在0.5℃左右,如果熔距較長則表示化合物不純。

    但有些例外情況,特別是有些化合物的分解點不易看得清楚。也有的化合物熔點一致,熔距較窄,但不是單體。一些立體異構體和結構非常類似的混合物,常有這樣的現(xiàn)象。還有些化合物具有雙熔點的特性,即在某一溫度已經(jīng)全部融熔,當溫度繼續(xù)上升時又固化,再升溫至一定溫度又熔化或分解。如防己諾林堿在1760C時熔化,至200℃時又固化,再在2420C時分解。中草藥成分經(jīng)過同一溶劑進行三次重結晶,其晶形及熔點一致,同時在薄層層析或紙層層析法經(jīng)數(shù)種不同展開劑系統(tǒng)檢定,也為一個斑點者,一般可以認為是一個單體化合物。但應注意,有的化合物在一般層析條件下,雖然只呈現(xiàn)一個斑點,但并不一定是單體成分。例如鹿含草中主成分為高熊果砍,異高熊果甙極難用一般方法分離,經(jīng)反復結晶后,在紙層及聚酞胺薄層上都只有一個斑點,易誤認為單一成分,但測其熔點在115~125℃,熔距很長。經(jīng)制備其甲醚后,再經(jīng)紙層層析檢定,可以出現(xiàn)兩個斑點,異高熊果甙的比移值大于高熊果甙。又如水菖蒲根莖揮發(fā)油中的α一細辛醚和β一細辛醚,在一般薄層上均為一個斑點,前者為結晶,熔點63℃,后者為液體沸點296℃,用硝酸銀薄層或氣相層忻很容易區(qū)分。有時個別化合物(如氨基酸)可能部分地與層析紙或薄層上的微量金屬離子(如Cu)、酸或堿形成絡合物、鹽或分解而產生復斑。因此,判定結晶純度時,要依據(jù)具體情況加以分析。此外,高壓液譜、氣相層析、紫外光譜等,均有助于檢識結晶樣品的純度。

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