天然产物的分离方法一一溶剂萃取法
化学先生 / 2019-07-26
溶剂萃取法是利用混合物中的各成分在两种互不相溶的溶剂中，由于分配系数不同而实现分离的目的。将两种不相混溶的溶剂振摇后放置，即可分成上下两层,溶质在两相中的浓度比，即分配系数K在一定温度 和压力下为一常数，即:
K=Cu/Cl
其中,K为分配系数;Co表示溶质在上相溶剂中的浓度;C表示溶质在下相溶剂中的浓度。萃取时各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。分离的难易用分离因子β来表示,β为两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值，即:
β= Ka/Kb(Ka>Kb)
一般情况下,β≥100时，仅需一次萃取即可实现基本 分离;100>β≥10时，则需萃取多次(10次左右);β<2时，则需做100次以上萃取才能实现基本分离;β≌1时,表明两种物质分配系数差别很小,采用该溶剂系统难以实现分离，则应考虑选择其他溶剂系统。
溶剂萃取法有多种操作方式，包括简单萃取法、连续萃取法、固相萃取法和液滴逆流分配法等。
1.简单萃取法
简单萃取法指使用普通分液漏斗等容器进行的非连续性萃取操作。对于脂溶性成分可以采用有机溶剂如苯、氯仿或乙醚与水进行液液萃取,除去水溶性物质，如糖类、无机盐等。对于亲水性成分可以将其水溶液用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、丁醇、戊醇等萃取。有时可在氯仿或二氯甲烷中加少量甲醇或乙醇进行萃取。在分离生物碱时常采用pH梯度萃取法，可使强碱性生物碱与弱碱性生物碱得到初步分离。由于天然产物成分复杂，往往采用极性由低到高的几种溶剂依次进行液液萃取，即所谓系统溶剂萃取法。
采用液液萃取法提取分离天然化合物，也常利用其与共存杂质的性质差异，借助一些方法使某一种或某- - 类成分的分配系数发生很大改变。例如，纯化总生物碱时，改变溶剂的pH,使生物碱在碱性条件下游离，再用有机溶剂萃取而使其与亲水性杂质分离:或以酸水处理可将亲水性或亲脂性杂质除去，提高总碱纯度。pH梯度萃取法也是根据在一定pH下某成分可成盐或可游离，改变了该成分在溶剂系统中的分配系数而与其他成分分离。另外,用极性溶剂水“洗涤"亲脂性溶剂提取液以除去混人的极性杂质和以亲脂性溶剂洗涤水提取液中的亲脂性杂质也是经常采用的方法。这些都可以用多次萃取的方式来完成。
2.连续萃取法
为克服使用分液漏斗必须进行多次萃取操作的麻烦，可使用连续萃取法。连续萃取法的原理是利用密度不同的两种溶剂自然分层而当分散相液滴穿过连续相溶剂时溶质即在两相间发生传质。选择连续萃取法时，需根据所用溶剂的密度大于或小于被提取的水溶液密度的情况，而采用不同形式的萃取装置。此法操作简便且可避免乳化，由于两相呈动态逆流运动,并经常能保持较大的浓度差，萃取过程能连续进行，所以溶剂用量不多而萃取效率较高。
3.固相萃取法
固相萃取法根据被萃取的组分与样品中其他成分在固定的填料上作用力的强弱不同使它们彼此分开的方法。固相萃取采用一种 固相萃取柱，通常为聚丙烯柱，也有玻璃或不锈钢柱，在柱内装入萃取剂，常用的有十八烷基硅烷键合硅胶或苯基硅烷键合硅胶,现在也有腈基、氨基或其他特殊基团的填料供应，上下两端装玻璃砂芯或其他多孔滤片覆盖。将样品加到柱中，使其流过固相萃取剂，被萃取样品保留在萃取剂上,溶剂和其他不易保留的物质从柱中流出,然后采用适当的洗脱剂进一步淋洗这些不需要的组分,最后采用洗脱液把萃取柱上的样品洗脱下来，得到所需的化合物。这种方法常用于天然产物定量分析方法中用作样品前处理的手段。该方法设备简单、操作方便、速度快，可以避免简单萃取引起的乳化现象，且得到的萃取液无需进行干燥,适于微量成分的分离。
4.液滴逆流分配法(droplet counter current chromatography,DCCC)
液滴逆流分配法是利用混合物中各组分在两种液相间分配系数的差别，由流动相形成液滴,通过作为固定相的液柱达到分离纯化的目的。一般情况下，该仪器由3部分组成:①输液部分，由微型泵、流动相溶剂储槽和样品液注入器组成;②萃取管部分，是由内径约2 mm,长度为20~40cm的萃取管连接而成，萃取管通常在300~500根之间;③由检测器及自动流分收集器组成。由于流动相形成液滴，在细的萃取管中与固定相有效地接触和摩擦而不断形成新的表面，促使溶质在两相中分配,其分离效率很高，且不会产生乳化现象。用氮气驱动流动相，被分离物质不会因遇大气中的氧气而氧化。
应用液滴逆流分配法曾满意地分离纯化了多种成分，如皂苷，生物碱，蛋白质，多肽,氨基酸及糖类等。
实验室中用于提取分离的有机溶剂通常都呈化学情性，但这种情性也不是绝对的。如甲醇,乙醇或正丁醇有时会与天然化合物中的羧基形成相应的酯,用乙酸乙酯提取分离时，可能发生乙酰基转移，使用丙酮时可能会与天然化合物中的二醇基形成缩酮结构。充分考虑上述因素,有助于判断所分得的化合物是否为真正的天然产物。
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