Techniken zur Extraktion und Isolierung von Naturprodukten: eine umfassende Überprüfung

Die Komponenten im Extrakt aus den oben genannten Methoden sind komplex und enthalten eine Vielzahl von Naturprodukten, die eine weitere Trennung und Reinigung erfordern, um die aktive Fraktion oder reine Naturprodukte zu erhalten. Die Trennung hängt von der physikalischen oder chemischen Differenz des einzelnen Naturprodukts ab., Die Chromatographie, insbesondere die Säulenchromatographie, ist die Hauptmethode, um reine Naturprodukte aus einer komplexen Mischung zu erhalten.

Trennung basierend auf Adsorptionseigenschaften

Die Adsorptionssäulen-Chromatographie wird aufgrund ihrer Einfachheit, hohen Kapazität und geringen Kosten für Adsorptionsmittel wie Kieselgel und makroporöse Harze häufig zur Trennung von Naturprodukten verwendet. Die Trennung beruht auf den Unterschieden zwischen den Adsorptionsaffinitäten der Naturprodukte für die Oberfläche der Adsorbentien., Die Auswahl von Adsorbentien (stationäre Phase) sowie der mobilen Phase ist entscheidend, um eine gute Trennung von Naturprodukten zu erreichen, die Rückgewinnung von Zielverbindungen zu maximieren und die irreversible Adsorption von Zielverbindungen auf die Adsorbentien zu vermeiden.

Kieselgel ist das am weitesten verbreitete Adsorptionsmittel in der phytochemischen Untersuchung. Es wurde geschätzt, dass fast 90% der phytochemischen Trennung (präparative Skala) auf Kieselgel basierte. Kieselgel ist ein polares Absorptionsmittel mit Silanolgruppen. Moleküle werden vom Kieselgel durch Wasserstoffbindungen und Dipol–Dipol-Wechselwirkungen zurückgehalten., Somit bleiben polare Naturprodukte länger in Kieselgelsäulen zurück als unpolare. Manchmal können bestimmte polare Naturprodukte irreversibel chemisch resorbiert werden. Die Deaktivierung von Kieselgel durch Zugabe von Wasser vor Gebrauch oder unter Verwendung einer wasserhaltigen mobilen Phase schwächt die Adsorption. Beim Abtrennen von Alkaloiden auf Kieselgel kann ein starkes Tailing auftreten, und die Zugabe einer kleinen Menge Ammoniak oder organischer Amine wie Triethylamin kann das Tailing verringern., Zwölf Alkaloide der Methylchanofruticosinat-Gruppe, darunter sechs neue Alkaloide, Prunifoline A-F (68-73, Abb. 11), wurden aus dem Blatt von Kopsia arborea durch initiale Kieselgelsäulenchromatographie unter Verwendung des Gradienten MeOH-CHCl3 als mobile Phase erhalten, gefolgt von zentrifugalem TLC unter Verwendung von ammoniakgesättigten Et2O-Hexan-oder EtOAc/Hexan-Systemen als Eluent .

Aluminiumoxid (Aluminiumoxid) ist ein starkes polares Adsorbens, das bei der Trennung von Naturprodukten, insbesondere bei der Trennung von Alkaloiden, verwendet wird. Das starke positive Feld von Al3+ und die basischen Stellen in Aluminiumoxid, die leicht polarisierte Verbindungen beeinflussen, führen zu der Adsorption an Aluminiumoxid, die sich von der an Kieselgel unterscheidet., Die Anwendung von Aluminiumoxid bei der Trennung von Naturprodukten hat in den letzten Jahren erheblich abgenommen, da es Dehydratation, Zersetzung oder Isomerisierung während der Trennung katalysieren kann. Zhang und Su berichteten über ein chromatographisches Protokoll unter Verwendung von basischem Aluminiumoxid zur Trennung von Taxol (74, Abb. 11) aus dem Extrakt von Taxus cuspidate Kallus Kulturen und fand die Erholung von Taxol war mehr als 160%. Sie fanden heraus, dass der Anstieg von Taxol auf die Isomerisierung von 7-epi-Taxol (75) zurückzuführen war, das durch Aluminiumoxid katalysiert wurde., Es wurde auch gefunden, dass eine kleine Menge Taxol zu Baccatin III (76) und 10-Deacetylbaccatin III (77) in der Aluminiumoxidsäule zersetzt werden konnte . Weitere Untersuchungen zur Trennung von Taxol auf saurem, neutralem und basischem Aluminiumoxid zeigten, dass der Lewis-Souci und die basischen Aktivitätskerne auf der Oberfläche von Aluminiumoxid die Isomerisierung von 7-Epi-Taxol zu Taxol induzierten .

Die in der Chromatographie verwendeten Strukturen von Polyamiden enthalten sowohl Acryl-als auch Amidgruppen., Hydrophobe und / oder Wasserstoffbindungs-Wechselwirkungen treten in der Polyamid-Säulenchromatographie je nach Zusammensetzung der mobilen Phase auf. Wenn polare Lösungsmittel wie wässrige Lösungsmittel als mobile Phase verwendet werden, wirken die Polyamide als unpolare stationäre Phase und das Chromatographieverhalten ist ähnlich wie bei der Reversed-Phase-Chromatographie. Im Gegensatz dazu wirken die Polyamide als polare stationäre Phase und das Chromatographieverhalten ist der normalen Phasenchromatographie ähnlich., Polyamid-Säulenchromatographie ist ein herkömmliches Werkzeug zur Trennung von natürlichen Polyphenolen einschließlich Anthrachinonen, Phenolsäuren und Flavonoiden, deren Mechanismen der Bildung von Wasserstoffbindungen zwischen Polyamidabsorptionsmitteln, mobilen Phasen und Zielverbindungen zugeschrieben werden. Gao et al. untersuchung des Chromatographieverhaltens von Polyphenolen einschließlich Phenolsäuren und Flavonoiden an Polyamidsäule. Es wurde gefunden, dass das Polyamid als Wasserstoffbindungsakzeptor fungierte und die Anzahl der phenolischen Hydroxyle und ihre Positionen im Molekül die Adsorptionsstärke beeinflussten ., Neben Polyphenolen wurde auch über die Trennung anderer Arten von Naturprodukten durch Polyamid-Säulenchromatographie berichtet. Die Gesamtsaponine von Kuqingcha können durch Polyamid-Säulenchromatographie angereichert werden, wodurch der systolische Druck von SHR-Ratten signifikant reduziert wird . Unter Verwendung einer Mischung aus Dichlormethan und Methanol in einem Gradienten als Eluent, die sieben wichtigsten Isochinolinalkaloide in Coptidis Rhizoma einschließlich Berberin (39), Coptisin (40), Palmatin (41), Jatrorrhizin (42), Columbamin (78), Groenlandicin (79) (Abb. 4) und Magnoflorin (80, Abb., 11) wurden in einstufiger Polyamid-Säulenchromatographie abgetrennt .

Adsorptive makroporöse Harze sind Polymeradsorbentien mit makroporösen Strukturen, jedoch ohne Ionenaustauschergruppen, die nahezu jede Art von Naturprodukten selektiv adsorbieren können. Sie wurden entweder als eigenständiges System oder als Teil eines Vorbehandlungsprozesses zum Entfernen von Verunreinigungen oder zur Anreicherung von Zielverbindungen aufgrund ihrer Vorteile, die eine hohe Adsorptionskapazität, relativ niedrige Kosten, eine einfache Regeneration und eine einfache Skalierung umfassen, weit verbreitet verwendet., Die Adsorptionsmechanismen adsorptiver makroporöser Harze umfassen elektrostatische Kräfte, Wasserstoffbindung, komplexe Bildungs-und Größensiebwirkungen zwischen den Harzen und den Naturprodukten in Lösung. Oberfläche, Porendurchmesser und Polarität sind die Schlüsselfaktoren, die die Kapazität der Harze beeinflussen . 20 (S)-Protopanaxadiolsaponine (PTS) (81) und 20 (S)-Protopanaxadiolsaponine (PDS) (82, Abb. 11) sind als zwei wichtige bioaktive Komponenten in der Wurzel von Panax Notoginseng bekannt., PTS und PDS wurden erfolgreich mit 30 bzw. 80% (v/v) wässrigen Ethanollösungen aus der makroporösen Harzsäule D101 abgetrennt. Das Chromatographieverhalten von PDS und PTS lag nahe an der Reversed-Phase-Chromatographie, wenn die chromatographischen Profile der makroporösen Harzsäulenchromatographie mit dem HPLC-Chromatogramm auf einer Zorbax SB-C18-Säule verglichen wurden . Vor kurzem, Meng et al. erhielt die gesamten Saponine von Panacis Japonici Rhizoma (PJRS) mit D101 makroporösem Harz., Der Inhalt der vier Hauptsaponine Chikusetsusaponine V (55), IV (56) und IVa (57) sowie Pseudoginsenosid RT1 (58) (Abb. 8), in der erhaltenen PJRS war mehr als 73%. Das PJRS diente als Standardreferenz für die Qualitätskontrolle von Panacis Japonici Rhizoma . Einige Forscher gingen davon aus, dass der Hauptadsorptionsmechanismus zwischen makroporösen Harzen und Polyphenolen mit der Bildung von Wasserstoffbindungen zwischen dem Sauerstoffatom der Etherbindung des Harzes und dem Wasserstoffatom der Phenolhydroxylgruppe des Phenols zusammenhängt., Die wasserstoffbindende Wechselwirkungskraft wurde durch den pH-Wert der Lösung signifikant beeinflusst .

Silbernitrat ist eine weitere nützliche feste Unterstützung bei der Trennung von Naturprodukten. Diese natürlichen Produkte, die die π-Elektronen enthalten, interagieren reversibel mit Silberionen, um polare Komplexe zu bilden. Je größer die Anzahl der Doppelbindungen oder Aromatizität des Naturprodukts ist, desto stärker bildet sich die Komplexation. Silbernitrat wird typischerweise zur Trennung auf Kieselgel (SNIS) oder Aluminiumoxid imprägniert. Mehrere Forschungsgruppen berichteten über die Trennung von Fettsäuren auf SNIS . Wang et al., berichtete über die Isolierung von Zingiberen aus Ingwer-Oleoresin durch SNIS-Säulenchromatographie . Ein Paar Isomere, brasiliensische Säure (83, Abb. 11) und Isobrasilienssäure (84), wurden von Calophyllum brasiliense durch Lemos et al. auf einer SNIS-Spalte . Einige Forschungsgruppen wendeten auch Silbernitrat im Zweiphasensystem in der Hochgeschwindigkeits-Gegenstrom-Chromatographie (HSCCCC) an, um die Trennung zu verbessern. Xanthochymol (85) und guttiferone E (86) sind ein Paar π-Bindungsbenzophenonisomere aus Garcinia Xanthochymus von AgNO3-HSCCCC., Die Elutionsreihenfolge der π-Bindungs-Isomere bei dieser AgNO3-HSCCCC-Trennung ist intern π-Bindung (früher) < terminal, was mit der aus der SNIS-Spaltenchromatographie beobachteten identisch ist .

Trennung basierend auf Trennkoeffizienten

Trennchromatographie (PC) folgt dem Flüssig–Flüssig-Extraktionsprinzip basierend auf der relativen Löslichkeit in zwei verschiedenen nicht mischbaren Flüssigkeiten. Im frühen Stadium wurde eine flüssige Phase zu einer festen Matrix (Kieselgel, Kohlenstoff, Cellulose usw.) beschichtet.) als stationäre Phase und eine weitere flüssige Phase wurde als mobile Phase eingesetzt., Der Nachteil einer leicht zu entfernenden stationären Phase und unwiederholbarer Ergebnisse hat dazu geführt, dass diese Art von PC heute selten verwendet wird. Die Bonded-Phase, in der die flüssige stationäre Phase chemisch an den inerten Träger gebunden ist, der als stationäre Phase verwendet wird, überwindet diese Nachteile. Handelsübliche Alkyl-wie C8 und C18, Aryl -, Cyano – und aminosubstituierte Silane werden häufig als gebundene Phasen verwendet, die weit verbreitet sind, um eine Vielzahl von Naturprodukten zu trennen, insbesondere im Endreinigungsschritt.

Drei PTS (Notoginsenosid R1 (87) (Abb., 11), Ginsenoside Rg1 (55) (Abb. 8) und Re (88) (Abb. 11)) und zwei PDS (Abb. 3) wurden in einer C18–Säule unter Verwendung des EtOH-H2O-Systems als mobile Phase gut getrennt . Eine neuartige Polyacrylamid-basierte Silica-stationäre Phase wurde von Cai et al. synthetisiert. und wurde erfolgreich bei der Trennung von Galactooligosacchariden und Saponinen von Paris Polyphylla mit EtOH–H2O als mobiler Phase angewendet .

Die Gegenstrom-Chromatographie (CCC) ist eine Art PC, der die flüssige stationäre Phase durch Schwerkraft oder Zentrifugalkraft hält., CCC wurde aufgrund seiner schlechten stationären Retention, langen Trennzeit und seines arbeitsintensiven Prozesses selten in frühen Stadien eingesetzt. CCC wurde in den 1980er Jahren jedoch deutlich verbessert, als moderne CCC, einschließlich HSCCC und Zentrifugalpartitionschromatographie (CPC), entwickelt wurden. Die hydrodynamischen CCC-Systeme wie HSCCC haben eine Planetenrotationsbewegung um zwei rotierende Achsen ohne rotierende Dichtungen, was einen niedrigen Druckabfallprozess bietet. Hydrostatisches CCC, z.,, Zentrifugalpartitionschromatographie, verwendet nur eine rotierende Achse und hat eine Reihe von Verbindungskammern, um die stationäre Phase einzufangen, die eine höhere Retention der stationären Phase und einen höheren Systemdruck als die von HSCCCC bietet. Der hohe Systemdruck in CPC verhindert die Verbesserung der Auflösung durch Erhöhung der Säulenlänge. Hochleistungs-CCC (HPCCC) stellt eine neue Generation von hydrodynamischen CCC und arbeitet in der gleichen Weise wie HSCCC, aber mit einem viel höheren g-Level., Die HPCCC-Instrumente erzeugen mehr als 240 g, während frühe HSCCC-Geräte g-Niveaus von weniger als 80 g gaben. HPCCC verkürzt die Trennzeit auf weniger als eine Stunde im Vergleich zu mehreren Stunden in früheren HSCCC und kann mindestens das Zehnfache des Durchsatzes eines HSCCC-Instruments erreichen ., Im Vergleich zum herkömmlichen Säulentrennverfahren unter Verwendung einer festen stationären Phase bieten sowohl hydrostatische als auch hydrodynamische CCC-Systeme einige Vorteile, einschließlich der Eliminierung irreversibler Adsorption und Spitzenabschaltung, einer hohen Belastbarkeit, einer hohen Probenrückgewinnung, eines minimalen Risikos der Probendenaturierung und eines geringen Lösungsmittelverbrauchs. Die Einschränkung von CCC besteht darin, dass es die Verbindungen nur in einem relativ engen Polaritätsfenster trennt. In den letzten 20 Jahren haben HSCCC, HPCCC und CPC große Aufmerksamkeit in der Trennungswissenschaft auf sich gezogen und sind bei der Trennung von Naturprodukten weit verbreitet., Tang et al. entwicklung eines HSCCCC-Verfahrens unter Verwendung eines zweiphasigen Lösungsmittelsystems bestehend aus Ethylacetat-n-Butanol-Ethanol-Wasser (4:2:1,5:8,5, v/v/v/v) zur Trennung von sechs Flavon-C-Glykosiden (89-94, Abb. 12), darunter zwei neuartige Verbindungen von Lophatherum gracile . HSCCCC, HPCCC und CPC wurden auch erfolgreich bei der Trennung von flüchtigem Öl angewendet, das über herkömmliche Säulenchromatographie schwer zu trennen ist., Sechs flüchtige Verbindungen (Curdion (95), Curcumol (96), Germacron (97), Curzeren (98), 1,8-Cineol (99) und β-Elemen (100)) wurden durch CPC aus dem ätherischen Öl von Curcuma Wenyujin unter Verwendung eines nicht wässrigen zweiphasigen Lösungsmittelsystems aus Petrolether-Acetonitril–Aceton (4:3:1 v/v/v) isoliert ., Vier große Sesquiterpenoide (ar-Turmeron (101), α-Turmeron (102), β-Turmeron (103) und E-Atlanton (104)) mit ähnlichen Strukturen wurden in einem einzigen HSCCCC-Durchlauf unter Verwendung eines zweiphasigen Lösungsmittelsystems aus n-Heptan–Ethylacetat–Acetonitril–Wasser (n-Heptan-Ethylacetat-Acetonitril-Wasser) von dem ätherischen Öl von Curcuma longa getrennt. 9.5/0.5/9/1, v/v) und jede Verbindung erreicht über 98% Reinheit . Linalool (105), Terpinen-4-ol (106), α-Terpineol (107), p-Anisaldehyd (108), Anethol (109) und Foeniculin (110) wurden mit einer stufenweisen Gradientenelution erfolgreich aus dem ätherischen Öl von Pimpinella anisum durch HPCCC isoliert ., Li et al. entwicklung einer CPC-Methode zur Trennung von Patchouli-Alkohol (111) mit einem nicht–wässrigen Ether-Acetonitril – (1:1, v/v) – Lösungsmittelsystem. Mehr als 2 g Patchouli-Alkohol mit über 98% Reinheit wurden aus 12,5 g ätherischem Öl über eine 240 ml-Säule isoliert . Die Säule mit großem Volumen (mehrere Liter) wurde in kommerziellen hydrostatischen CCC-und hydrodynamischen CCC-Geräten zur Trennung im Pilot – /industriellen Maßstab eingesetzt. Aufgrund des Geschäftsgeheimnisses konnten nur wenige Berichte eingeholt werden. Es ist schwer zu beurteilen, ob hydrostatisches oder hydrodynamisches CCC für industrielle Anwendungen besser geeignet ist., Benutzer können verschiedene Arten von CCC-Instrumenten für verschiedene Zwecke auswählen. Wenn die stationäre Phase im hydrodynamischen CCC aufgrund hoher Viskosität und geringer Dichteunterschiede zwischen der mobilen und der stationären Phase schlecht zurückgehalten wird, ist das hydrostatische CCC praktischer als das hydrodynamische CCC, da das Zurückhalten der stationären Phase des hydrostatischen CCC weniger empfindlich auf die physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeitssystemen reagiert und eine höhere Retention der stationären Phase aufweist., Wenn die stationäre Phase in hydrodynamischem CCC gut zurückgehalten wird, wird eine höhere Trenneffizienz von hydrodynamischem CCC erhalten als von hydrostatischem CCC mit demselben Flüssigkeitssystem und ähnlichen Säulenvolumina, da hydrostatisches CCC aufgrund eines begrenzten Mischungsgrades eine relativ geringe Trenneffizienz aufweist und das hydrodynamische System eine effiziente Vermischung bietet, um eine hohe Trennungseffizienz zu erzielen.

Trennung basierend auf der Molekulargröße

Die Trennung von Naturprodukten durch Membranfiltration (MF) oder Gelfiltrationschromatographie (GFC) basiert auf deren Molekulargrößen.

Membranfiltration (MF)

In MF lässt die semipermeable Membran kleinere Moleküle passieren und behält die größeren Moleküle bei., MF von Naturprodukten könnte als Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration basierend auf der Porengröße der aufgebrachten Membran charakterisiert werden.

Membranfiltration ist ein leistungsfähiges Werkzeug für die Konzentration, Klärung und Entfernung von Verunreinigungen im Labor, sowie in der Lebensmittel-und Pharmaindustrie. Der Gehalt an Gesamtphenolen (338%), Chlorogensäure (66) (Abb. 10) (483%), Theobromin (112, Abb., 13) (323%), Koffein (113) (251%), kondensierte Tannine (278%) und Saponine (211%) im wässrigen Extrakt von Ilex paraguariensis wurden durch Nanofiltration signifikant erhöht . Kopplungsmembranfiltration wird angewendet, wenn ein einzelner Membranfiltrationsschritt nicht zufriedenstellend ist. Eine Sequenz von Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration wurde bei der Isolierung bioaktiver Komponenten aus Olivenblattextrakt angewendet. Mikrofiltration gefolgt von Ultrafiltration entfernt die Verunreinigungen größer als 5 kDa., Die Nanofiltration gewann die antioxidativen und antibakteriellen Polyphenole und Flavonoide zurück, und der Gehalt der Hauptkomponente, Oleuropein (114), im Nanofiltrationsretentat war ungefähr zehnmal konzentriert .

Gelfiltrationschromatographie (GFC)

Gelfiltrationschromatographie wird auch als Gelpermeationschromatographie oder Größenausschlusschromatographie bezeichnet., Die kleinen Moleküle haben eine längere Retentionszeit in GFC als große Moleküle.

Sephadex wird durch vernetzendes Dextran gebildet , und die G-Typen von Sephadex wurden für die Trennung von hydrophilen Verbindungen wie Peptiden, Oligosacchariden und Polysacchariden verwendet .

Sephadex LH20, ein hydroxypropyliertes Derivat von Sephadex G25, hat sowohl hydrophobe als auch hydrophile Naturen. Ein Adsorptionsmechanismus war auch an der Trennung unter Verwendung von Sephadex LH-20 beteiligt. Sephadex LH-20 kann für die Trennung einer Vielzahl von Naturprodukten in einem wässrigen oder nicht wässrigen Lösungsmittelsystem verwendet werden., Die feruloylierten Arabinoxylan-Oligosaccharide von mehrjährigem Getreidekorn-Zwischenweizen wurden durch Sephadex LH-20 unter Verwendung von 100% Wasser als mobile Phase gut getrennt . Drei neue Pyrimidin-Diterpene, Axistatine 1-3 (115-117, Abb. 14) zusammen mit drei bekannten Formamiden (118-120) wurden aus der krebshemmenden aktiven CH2Cl2-Fraktion von Agelas axifera über Sephadex LH-20-Säulen mit einer Reihe von Lösungsmittelsystemen isoliert , gefolgt von einer Reinigung unter Verwendung von Prep-HPLC .

Polyacrylamid (Bio-Gel P) und vernetzte Agarose wurden auch bei der Trennung von Naturprodukten verwendet.

Trennung basierend auf Ionenstärke

Die Ionenaustauschchromatographie (IEC) trennt Moleküle basierend auf den Unterschieden in ihrer Nettooberflächenladung. Einige natürliche Produkte, wie Alkaloide und organische Säuren, die eine funktionelle Gruppe besitzen, die ionisiert werden kann, können durch IEC getrennt werden., Die geladenen Moleküle könnten durch Ionenaustauscherharz eingefangen und freigesetzt werden, indem die Ionenstärke der mobilen Phase geändert wird (z. B. pH-Wert oder Salzkonzentration ändern). Kationenionenaustauscherharze wurden für die Trennung von Alkaloiden verwendet, während die Anionenaustauscherharze für die Trennung von natürlichen organischen Säuren und Phenolen verwendet wurden.

Die positiv geladenen Anthocyane wurden in dem mit XAD-7 behandelten Actinidia melanandra-Fruchtextrakt (Kiwifruit) unter Verwendung von Dowex 50WX8 Kationenionenaustauscherharz von den neutralen polyphenolischen Verbindungen getrennt ., Feng und Zhao verwendeten die halbpräparative Chromatographie, um (-) Epigallocatechingallat und (−) Epicatechingallat (122) in Tee-Rohextrakt mit schwach saurem Gel CM −Sephadex C-25 auf Polysaccharidbasis zu trennen . Ein neues Alkaloid, Fumonisin B6 (123), wurde zusammen mit einem bekannten Alkaloid, Fumonisin B2 (124), durch IEC-over Strata X-C Mixed-mode RP-kation-Exchange resin gefolgt von Reverse-Phase Chromatographie aus dem Pilz Aspergillus niger NRRL 326 Kulturen Extrakt isoliert .

Andere moderne Trenntechniken

Molekulare Destillation (MD)

Molekulare Destillation trennt das Molekül durch Destillation unter Vakuum bei einer Temperatur weit unter seinem Siedepunkt. Es ist ein geeignetes Destillationsverfahren zur Trennung von thermosensitiven und hochmolekularen Verbindungen. Borgarello et al. erhalten ein Thymol (125, Abb., 16) Anreicherungsfraktion aus ätherischem Oreganoöl durch molekulare Destillation, modelliert durch künstliche neuronale Netze. Die erhaltene Fraktion hatte antioxidative Eigenschaften und konnte das Sonnenblumenöl stabilisieren . Drei Arten von Phthalaten wurden effektiv aus Süßorangenöl durch molekulare Destillation unter den optimalen Bedingungen entfernt (Verdampfungstemperatur von 50 °C, Verdampferdruck von 5 kPa und eine Fördermenge von 0,75 ml/min) .

Präparative Gaschromatographie (Prep-GC)

Gaschromatographie (GC) mit hoher Trenneffizienz und schneller Trennung und Analyse macht sie potenziell zur idealen präparativen Methode für die trennung von flüchtigen Verbindungen. Der Injektionsanschluss, die Säule, die Spaltvorrichtung und die Fallvorrichtung von GC-Geräten müssen aufgrund fehlender kommerzieller Prep-GC zur präparativen Trennung modifiziert werden .

Fünf flüchtige Verbindungen, nämlich Curzeren (98) (6.,6 mg), β-Elemen (100, Abb. 12) (5,1 mg), Curzerenon (126) (41,6 mg), Curcumenol (127) (46,2 mg) und Curcumenon (128) (21,2 mg) (Abb. 17), wurden von dem Methanolextrakt des Curcuma-Rhizoms durch Prep-GC über eine Edelstahlsäule mit 10% OV-101 (3 m × 6 mm, i. d.) nach 83 Einzelinjektionen (20 µl) getrennt. Prep-GC wurde auch für die Trennung von natürlichen Isomeren angewendet. Insgesamt 178 mg cis-Asaron (129) und 82 mg trans-Asaron (130) wurden aus dem ätherischen Öl von Acorus tatarinowii nach 90 Einzelinjektionen (5 µl) an derselben Säule wie oben erhalten ., Prep-GC hat sich zu einem wichtigen Trennverfahren für natürliche flüchtige Verbindungen entwickelt; Eine schwerere Probenbelastung und die verwendete Präparationssäule mit großem Durchmesser verringerten jedoch die Effizienz . In der Zwischenzeit beschränken die Nachteile von Prep-GC, einschließlich des Mangels an kommerzieller Prep-GC-Ausrüstung, des Verbrauchs eines großen Volumens Trägergas, der Zersetzung thermolabiler Verbindungen bei hoher Betriebstemperatur, der Schwierigkeiten bei der Fraktionssammlung und der geringen Produktion, immer noch die Verwendung von Prep-GC.

Überkritische fluid-Chromatographie (SFC)

SFC verwendet, überkritisches fluid, wie die mobile phase. SFC integriert die Vorteile sowohl der GC – als auch der Flüssigchromatographie (LC), da die überkritischen Flüssigkeiten Eigenschaften von hoher Auflösungsfähigkeit, hoher Diffusivität und niedriger Viskosität besitzen, die eine schnelle und effiziente Trennung ermöglichen., Somit kann SFC eine längere Säule und kleinere Partikel der stationären Phase als HPLC verwenden, was eine größere Anzahl theoretischer Platten und eine bessere Trennung ermöglicht. SFC kann zur Trennung von nichtflüchtigen oder thermisch labilen Verbindungen verwendet werden, auf die GC nicht anwendbar ist. SFC-Systeme sind mit einer Vielzahl verschiedener Detektoren kompatibel, einschließlich solcher, die in LC-und GC-Systemen verwendet werden., Die Polarität der weit verbreiteten mobilen Phase, S-CO2, in SFC liegt nahe an der Polarität von Hexan, mit dem Ergebnis, dass SFC für die Trennung von unpolaren Naturprodukten wie Fettsäuren, Terpenen und ätherischen Ölen seit vielen Jahren verwendet wurde. Elutionsmodifikatoren wie Methanol und Acetonitril erhöhen die Elutionsfestigkeit, was das Interesse an der Trennung polarer Naturprodukte durch SFC erhöht .

Zhao et al. erfolgreich abgetrennte drei Paare von 25 R / S diastereomeren Spirostanolsaponinen (131-136, Abb., 18) aus dem TCM Trigonellae Samen (dem Samen von Trigonella foenum-graecum) auf zwei CHIRALPAK IC Säulen gekoppelt . Yang et al. angewandte SFC zur präparativen Trennung von zwei Paaren von 7-epimeren Spiro Oxindol Alkaloiden (137-140) von Stängeln mit Haken aus Uncaria macrophylla (einer pflanzlichen Quelle für TCM Uncariae Ramulus Cum Uncis) auf einer Viridis Prep Silica 2-EPIM-Säule unter Verwendung von Acetonitril, das 0,2% DEA modifiziertes S-CO2 enthält. Die in SFC verwendete nicht wässrige mobile Phase verhinderte die Tautomerisierung der abgetrennten Spiro Oxindol Alkaloide ., SFC wird auch bei der Trennung von natürlichen Enantiomeren angewendet. (R,S)-goitrin (141-142) ist der Wirkstoff der TCM Isatidis Radix. Die chirale Trennung von (R) und (S) Goitrinen wurde erfolgreich durch Prep-SFC auf einer Chiralpak IC-Säule unter Verwendung von Acetonitril als organischem Modifikator erreicht .

Molecular imprinted Technologie

Molecular imprinted Technologie wurde ein attraktives Trennung Methode in den letzten zehn Jahren aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften, die hohe Selektivität, die niedrigen Kosten und die einfache Zubereitung. Viele komplementäre Hohlräume mit dem Gedächtnis von Größe, Form und funktionellen Gruppen der Schablonenmoleküle werden erzeugt, wenn die Schablonenmoleküle aus dem molekulargeprägten Polymer (MIP) entfernt werden., Somit haben das Template-Molekül und seine Analoga die spezifische Erkennung und selektive Adsorption für den MIP. MIPs wurden häufig bei der Trennung von Naturprodukten oder als Festphasenextraktionssorbentien zur Probenvorbereitung von pflanzlichen Materialien zur Anreicherung der Nebenverbindungen verwendet.

Ji et al. entwickelte molekular bedruckte Polymere mit mehreren Schablonen unter Verwendung von DL-Tyrosin und Phenylpyruvsäure als Schablonenmolekülen zur Trennung von Dencichin (143, Abb. 19) aus dem Wasserextrakt von Panax Notoginseng., Sowohl Dencichin als auch das Template-Molekül von DL-Tyrosin (144) enthalten eine Amino (NH2) – Gruppe und eine Carbonsäure (COOH) – Gruppe, und das andere Template-Molekül, Phenylpyruvinsäure (145), hat eine α-Ketosäure (COCOOH) – Gruppe, die auch in der Struktur von Dencichin zu finden ist . Ma et al. entwicklung einer präparativen Trennmethode zur Trennung von Solanesol (146) von Tabakblättern durch Flash-Chromatographie auf Basis von MIP., Das MIP wurde mit Methylmethacrylat als Monomer, Solanesol als Schablonenmolekül und Ethylenglykol-Dimethacrylat als Vernetzer durch ein Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt. Insgesamt wurden 370,8 mg Solanesol mit 98,4% Reinheit vom Extrakt aus Tabakblättern mit einer Ausbeute von 2,5% des Trockengewichts von Tabakblättern getrennt . Sie et al. verwendet die thermo-responsive magnetische MIP zu trennen die drei wichtigsten curcuminoide, curcumin (147), demethoxycurcumin (148), und bisdemethoxycurcumin (149), von der TCM Curcumae Longae Rhizoma (die rhizom von Curcuma longa)., Der entworfene thermo-responsive magnetische MIP zeigte einen guten Prägungsfaktor für Curcuminoide in einem Bereich zwischen 2.4 und 3.1, Thermo-Responsivität und schnelle magnetische Trennung (5 s) .

Simulierte moving bed chromatographie

Simulierte moving bed (SMB) chromatographie verwendet mehrere spalten mit stationären phasen (bett)., Die Gegenstrombewegung des Bettes wird durch Drehventile simuliert, die periodisch den Einlass (Vorschub und Eluent) und den Auslass (Auszug und Raffinat) schalten. Das SMB-Verfahren ist ein kontinuierliches Trennverfahren und ein leistungsfähiges Werkzeug zur großflächigen Trennung von Naturprodukten mit dem Vorteil eines geringeren Lösungsmittelverbrauchs über einen kürzeren Zeitraum.

Zwei Cyclopeptide, Cyclolinopeptide C und E (150-151, Abb., 20), wurden aus Leinsamenöl unter Verwendung eines Dreizonen-SMBC mit acht präparativen HPLC-Normalphasen-sphärischen Kieselgelsäulen und unter Verwendung von absolutem Ethanol als Desorbens erhalten . Kang et al. entwickelt ein Tandem-SMB-Verfahren bestehend aus zwei Vier-Zonen-SMB-Einheiten in einer Reihe mit den gleichen Adsorptionspartikelgrößen in Ring I und Ring II zur Trennung von Paclitaxel (Taxol, 74) (Abb. 11), 13-dehydroxybaccatin III (152), und 10-deacetylpaclitaxel (153). Paclitaxel wurde in der ersten SMB-Einheit zurückgewonnen, während 13-Dehydroxybaccatin III und 10-Deacetylpaclitaxel in der zweiten SMB-Einheit getrennt wurden ., Mun verbesserte diese SMB-Chromatographiemethode durch die Verwendung von Adsorptionsmitteln unterschiedlicher Partikelgrößen in Ring I und Ring II. Überkritische Flüssigkeiten können auch als Desorbens in der SMB-Chromatographie verwendet werden. Liang et al. erfolgreich angewandtes überkritisches Kohlendioxid mit Ethanol als Desorbens für einen Dreizonen-SMB zur Abtrennung von Resveratrol (60) (Abb. 9) und emodin (44) (Abb. 4) aus einem rohextrakt der TCM-Polygoni Cuspidati Rhizoma et Radix .

Mehrdimensionale chromatographische Trennung

Die Komponenten in dem der Trennung unterworfenen Extrakt waren komplex, und im Allgemeinen wird keine reine Verbindung in einer Spaltenchromatographie getrennt. Mehrdimensionale Trennung basierend auf der Festphasenextraktion und Kopplung mehrerer Säulen mit verschiedenen stationären Phasen verbessert die Trenneffizienz erheblich., Mit kommerzielleren mehrdimensionalen Trenngeräten, die auf den Markt kommen, wird die Trennung von Naturprodukten schneller, effizienter und automatisierter.