《天然藥物化學(xué)》教案定稿

1、三、課程的性質(zhì)和任務(wù)天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和方法研究天然藥物 中化學(xué)成分的一門(mén)學(xué)科。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專(zhuān)業(yè)的必修專(zhuān) 業(yè)課,學(xué)生在具備有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、光譜解析、藥用植 物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)后,通過(guò)本課程的教學(xué),使學(xué)生系統(tǒng)掌握天然 藥物化學(xué)成分(主要是生物活性成分或藥效成分的結(jié)構(gòu)特 征、理化性質(zhì)、提取分離方法以及主要類(lèi)型化學(xué)成分的生源 途徑、結(jié)構(gòu)鑒定的基本理論和基本技能,培養(yǎng)學(xué)生具有從事 天然藥物的化學(xué)研究、新藥開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的能力,為繼承、整 理祖國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)寶庫(kù)和全面弘揚(yáng)、提高祖國(guó)藥學(xué)事業(yè)水平 奠定基礎(chǔ)。四、所用教材和參考書(shū)(一 理論課教材普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材天然藥物化學(xué) (人

2、民衛(wèi)生出版社 第四版,吳立軍主編,吳繼洲副主編。(二 實(shí)驗(yàn)教材天然藥物化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),吉林化工學(xué)院自編(三 輔助教材、教學(xué)參考書(shū)(1天然藥物化學(xué) 姚新生主編, 1997年版,人民衛(wèi)生出 版社(2天然藥物化學(xué) 王憲楷主編, 1988年版,人民衛(wèi)生出 版社(3中藥化學(xué)肖崇厚主編,上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1997年 6月第 1版(4天然產(chǎn)物化學(xué)徐任生主編, 1997年版,科學(xué)出版社(5現(xiàn)代中草藥成分化學(xué)吳壽金主編, 2002年版,中國(guó)醫(yī) 藥科技出版社(6有機(jī)化合物波譜分析姚新生主編 人民衛(wèi)生出版社2001年 7月第 1版(7中草藥成分化學(xué)林啟壽 科學(xué)出版社 1977年 5月第 1版第一章 總論目的要求 :1

3、. 掌握天然藥物化學(xué)的含義、研究對(duì)象、性質(zhì)與任務(wù);2. 掌握天然藥物有效成分提取分離的一般原理及常用方法;3. 掌握層析分離法的分類(lèi)及其原理、各種層析分離要素、相關(guān)因 素及應(yīng)用技術(shù);4. 掌握天然化合物結(jié)構(gòu)研究的一般步驟和常用方法;5. 熟悉不同的生物合成途徑與各類(lèi)二次代謝產(chǎn)物生成的相關(guān)性6. 了解天然藥物化學(xué)的發(fā)展歷史、近代研究成就及發(fā)展趨勢(shì);7. 了解天然藥物化學(xué)與藥學(xué)相關(guān)學(xué)科的關(guān)系;8. 了解天然藥物化學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和藥學(xué)專(zhuān)業(yè)中的作用和地位。9. 了解生藥及生藥學(xué)定義重點(diǎn)和難點(diǎn)1. 重點(diǎn):性質(zhì)、任務(wù)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定。2. 難點(diǎn):提取分離原理。 講授的基本內(nèi)容和要點(diǎn) 一、中草藥有效成分的

4、提取生藥:是指天然來(lái)源的、未經(jīng)加工或只經(jīng)簡(jiǎn)單加工的植物、動(dòng) 物和礦物類(lèi)藥材。生藥學(xué):是應(yīng)用本草學(xué)、植物學(xué)、動(dòng)物學(xué)、化學(xué)(包括植物 化學(xué)、藥物分析化學(xué)、生物化學(xué)等 、藥理學(xué)、中醫(yī)學(xué)、臨床 醫(yī)學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科理論知識(shí)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)來(lái)研究生 藥(藥材的名稱(chēng)、來(lái)源、生產(chǎn)、采制、鑒定、化學(xué)成分、 品質(zhì)評(píng)價(jià)、細(xì)胞組織培養(yǎng)、醫(yī)療用途及資源開(kāi)發(fā)與利用等方 面的科學(xué)。植物代謝過(guò)程包括:(1 初生代謝:合成生命活動(dòng)必須物質(zhì)的代謝過(guò)程。所 生成的物質(zhì)有蛋白質(zhì)類(lèi)、氨基酸類(lèi)、脂肪類(lèi)、 RNA 、 DNA 等,這些產(chǎn)物稱(chēng)初生代謝產(chǎn)物。(2 次生代謝:利用初生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生對(duì)植物本身無(wú)明 顯作用的化合物,如:苷類(lèi)、生物堿

5、類(lèi)、萜類(lèi)、內(nèi) 酯類(lèi)、酚類(lèi)化合物等,他們被稱(chēng)為次生代謝產(chǎn)物, 這個(gè)代謝過(guò)程稱(chēng)為次生代謝。生藥的化學(xué)成份分為三類(lèi):(1 有效成份:具有顯著生理活性和藥理作用,在臨床 上有一定應(yīng)用價(jià)值的成份。(2 輔成份:具有次要生理活性和藥理作用的成份,有 時(shí)候他們?cè)谂R床上也有一定應(yīng)用價(jià)值。有些輔成份 能促進(jìn)有效成份的吸收,增強(qiáng)療效。(3 無(wú)效成份:無(wú)生理活性臨床上無(wú)醫(yī)療作用的成份。 (一 常用溶劑的特點(diǎn):環(huán)己烷 , 石油醚 , 苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮, 乙醇,甲醇極性:小 大親脂性:大 小親水性:小 大1. 比水重的有機(jī)溶劑:氯仿2. 與水分層的有機(jī)溶劑:環(huán)己烷 正丁醇3. 能與水分層的極性最大

6、的有機(jī)溶劑:正丁醇4. 與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑:丙酮 甲醇5. 極性最大的有機(jī)溶劑:甲醇6. 極性最小的有機(jī)溶劑:環(huán)己烷7. 介電常數(shù)最小的有機(jī)溶劑:石油醚8. 常用來(lái)從水中萃取苷類(lèi)、 水溶性生物堿類(lèi)成分的有機(jī)溶劑:正丁醇9. 溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑:乙醇(二各種提取方法:常見(jiàn)的提取方法有:溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法。 其中,溶劑提取法應(yīng)用最廣。1. 溶劑提取法(1溶劑提取法的原理:根據(jù)相似者相溶原理,選擇與化合 物極性相當(dāng)?shù)娜軇⒒衔飶闹参锝M織中溶解出來(lái),同時(shí), 由于某些化合物的增溶或助溶作用,其極性與溶劑極性相差 較大的化合物也可溶解出來(lái)。 (2各種溶劑提取法溶劑提取法一

7、般包括浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、 連續(xù)回流提取法等,其使用范圍及特點(diǎn)見(jiàn)下表。 (2水蒸氣蒸餾法:適用于具有揮發(fā)性、能隨水蒸汽蒸餾而 不被破壞、難溶或不溶于水的成分的提取,如揮發(fā)油、小分 子的香豆素類(lèi)、小分子的醌類(lèi)成分。(3升華法:固體物質(zhì)受熱不經(jīng)過(guò)熔融,直接變成蒸汽,遇 冷后又凝固為固體化合物,稱(chēng)為升華。中草藥中有一些成分 具有升華的性質(zhì), 可以利用升華法直接自中草藥中提取出來(lái)。 如樟腦、咖啡因。二、分離與精制:(一根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離1. 結(jié)晶及重結(jié)晶法利用不同溫度可引起物質(zhì)溶解度的改變的性質(zhì)以分離物質(zhì)。 將不是結(jié)晶狀態(tài)的固體物質(zhì)處理成結(jié)晶狀態(tài)的操作稱(chēng)結(jié)晶; 將不純的結(jié)晶進(jìn)一

8、步精制成較純的結(jié)晶的過(guò)程稱(chēng)重結(jié)晶。 (1溶劑選擇的一般原則:不反應(yīng);冷時(shí)對(duì)所需要的成分溶解度較小,而熱時(shí)溶解度較 大;對(duì)雜質(zhì)溶解度很大或很小;沸點(diǎn)低,易揮發(fā);無(wú)毒或毒 性小。若無(wú)理想的單一溶劑時(shí),可以考慮使用混合溶劑。一 般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等。(2結(jié)晶操作:結(jié)晶操作實(shí)際是進(jìn)一步分離純化過(guò)程,一般是應(yīng)用適量的溶 劑在加熱至沸點(diǎn)的情況下將化合物溶解,制成過(guò)飽和溶液, 趁熱過(guò)濾去除不溶性雜質(zhì),放置冷處,以析晶。(3結(jié)晶純度的判定:結(jié)晶形態(tài)和色澤:單一化合物的結(jié)晶具有結(jié)晶形狀均一和均 勻的色澤。熔點(diǎn)和熔距:單一化合物具有一定的熔點(diǎn)和較小的熔距,結(jié) 晶前后的熔點(diǎn)應(yīng)一致, 熔距很窄,

9、在 1 2的范圍內(nèi)。 但要 注意雙熔點(diǎn),如漢防己乙素、芫花素及一些與糖結(jié)合的苷類(lèi) 化合物。色譜法:單一化合物在薄層色譜或紙色譜層析中經(jīng)三種不同 的溶劑系統(tǒng)展開(kāi),均為一個(gè)斑點(diǎn)者。2.溶劑分離法:(1 在中草藥提取液中加入另一種溶劑以改變混合物溶劑的 極性,使一部分物質(zhì)沉淀析出,從而實(shí)現(xiàn)分離。如:水醇 法除多糖、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì);醇水法除樹(shù)脂、葉綠素 等水不溶性雜質(zhì);醇醚法或醇丙酮法使苷類(lèi)成分,而脂 溶性樹(shù)脂等雜質(zhì)則存留在母液中。(2 對(duì)酸性、 堿性或兩性有機(jī)化合物來(lái)說(shuō), 通常通過(guò)加入酸、 堿以調(diào)節(jié)溶液的 pH ,以改變分子的存在狀態(tài)(游離型或解離 型 ,從而改變?nèi)芙舛榷鴮?shí)現(xiàn)分離。如:酸提堿沉法

10、,堿提酸沉法等。(3沉淀法:酸性或堿性化合物還可通過(guò)加入某種沉淀試劑 使之生成水不溶性的鹽類(lèi)沉淀等析出。如加入鉛鹽、雷氏銨 鹽等。(二根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離。 1.兩相溶劑萃取法(1原理:利用混合物中各成分在兩相互不相溶的溶劑中分 配系數(shù)的不同而實(shí)現(xiàn)分離。萃取時(shí)如果各成分在兩相溶劑中 分配系數(shù)相差越大,則分離效率越高。分配系數(shù) K 值 (即分配比 :溶質(zhì)在兩相溶劑中的分配比 (K 在一定溫度及壓力下為一常數(shù)分離難易與分離因子 :分離因子 可以表示分離的難易。 分離因子 可定義為 A 、 B 兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系 數(shù)的比值。一般情況下, 100,僅作一次簡(jiǎn)單萃取就可實(shí)

11、 現(xiàn)基本分離;但 100 10時(shí),則需萃取 1012次; 2時(shí),要實(shí)現(xiàn)基本分離,需作 100次以上萃取才能完成。 1時(shí), 則 K A K B , 意味著兩者性質(zhì)及其相似, 即使作任意次分配 也無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離。實(shí)際工作中, 盡量選擇分離因子 值大的溶劑系統(tǒng), 以求 簡(jiǎn)化分離過(guò)程,提高分離效率。分配比與 pH :對(duì)酸性、堿性及兩性化合物來(lái)說(shuō),分配比還 受溶劑系統(tǒng)的影響。 因?yàn)?pH 的變化可以改變它們的存在狀態(tài) (游離型或解離型 ,從而影響在溶劑系統(tǒng)中的分配比。 酚類(lèi)化合物 pKa 值一般為 9.210.8,羧酸類(lèi)化合物的 pKa 值約為 5。一般 pH <3時(shí), 酸性物質(zhì)多呈非解離狀態(tài) (H

12、A 、 堿性物 質(zhì)則呈解離狀態(tài)(BH +存在;但 pH >12,則酸性物質(zhì)多呈解 離狀態(tài)(A 、堿性物質(zhì)則呈非解離狀態(tài)(B 存在。據(jù)此,可采用在不同 pH 的緩沖溶液與有機(jī)溶劑中進(jìn)行分配的方法, 使酸性、堿性、中性及兩性物質(zhì)的以分離。(2各種萃取方法: 簡(jiǎn)單萃取:利用分液漏斗進(jìn)行兩相溶劑萃取。逆流分配法(CCD :又稱(chēng)逆流分溶法、逆流分布法或反流 分布法,與兩相溶劑逆流萃取法原理一致,對(duì)于分離具有非 常相似性質(zhì)的混合物效果較好。一般 >50時(shí),簡(jiǎn)單萃取即可分離, <50時(shí),則易采用逆流 分溶法。2.紙色譜(PPC :紙色譜的原理與液液萃取法基本相同。 原理:分配原理支持劑:纖

13、維素固定相:水流動(dòng)相:水飽和的有機(jī)溶劑Rf 值:化合物極性越小, Rf 值越大; 反之, 化合物極性越大, Rf 值越小。應(yīng)用:用作微量分析,特別適合于親水性較強(qiáng)的成分,其層 析效果往往比吸附薄層色譜效果好。但紙層析一般需要較長(zhǎng) 的時(shí)間。3.液液分配柱色譜:原理:分配原理支持劑:硅膠、硅藻土、纖維素粉等正相分配色譜:固定相:水、緩沖溶液流動(dòng)相:固定相飽和的氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱極性有機(jī) 溶劑洗脫順序:化合物極性越小,越先出柱;反之,化合物極性 越大,越后出柱。應(yīng) 用:通常用于分離水溶性或極性較大的成分,如生物 堿、苷類(lèi)、糖類(lèi)、有機(jī)酸等化合物。反相分配色譜:固定相:石蠟油、化學(xué)鍵合固定相流動(dòng)相

14、:固定相飽和的水或甲醇等強(qiáng)極性有機(jī)溶劑洗脫順序:化合物極性越大,越先出柱;反之,化合物極性 越小,越后出柱。應(yīng) 用:適合于分離脂溶性化合物,如高級(jí)脂肪酸、油脂、 游離甾體等。4.液液分配薄層色譜法:液液分配色譜法也可在硅膠薄層色譜上進(jìn)行。因此,液液分配柱色譜的最佳分離條件可以根據(jù)相應(yīng) 的薄層色譜結(jié)果(正相柱用正相薄層色譜,反相柱用反 相薄層色譜進(jìn)行選定。5.化學(xué)鍵合固定相:常用反相硅膠薄層色譜及柱色譜的填料是普通硅膠經(jīng)下列方 式進(jìn)行化學(xué)修飾,鍵合上長(zhǎng)度不同的烴基(R 、形成親油表 面而成。其中以硅烷化鍵合型最為常用,其根據(jù)烴基(R 長(zhǎng) 度( C 2H 5、 C 8H 17、 C 18H 37、

15、 分別命名為:RP 2、 RP 8、 RP 18。三者親脂性強(qiáng)弱順序如下:RP 18>RP 8>RP 2。 鍵合固定相的作用并非只是分配,也有一定的吸附作用。 6.加壓液相色譜法:加壓相色譜法又分為:快速柱色譜(約 2.02105Pa , Lobar 低壓柱色譜 (<5.05105Pa , 中壓柱色譜 (5.0520.2105Pa , 分析用 HPLC ,制備用 HPLC (>20.2105Pa 。(三根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離其中以固液吸附用的最多,并有物理吸附(硅膠、氧化鋁、 活性炭為吸附劑進(jìn)行的吸附色譜 、化學(xué)吸附(黃酮等酚酸性 物質(zhì)被氧化鋁吸附、生物堿被酸性硅

16、膠吸附等及半化學(xué)吸 附(聚酰胺與黃酮類(lèi)、醌類(lèi)等酚性化合物之間的氫鍵吸附, 吸附力較弱,介于物理吸附與化學(xué)吸附之間之分。1.物質(zhì)的吸附規(guī)律:(1物理吸附過(guò)程一般無(wú)選擇性,但吸附強(qiáng)弱大體遵循“相 似者易于吸附” 的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。(2溶劑與吸附劑、溶劑共同構(gòu)成吸附層析的三要素,彼此 緊密相連。常用的極性吸附劑:硅膠、氧化鋁。硅膠顯微酸性,適于分 離酸性和中性化合物,分離生物堿時(shí)需在流動(dòng)相中加入適量 的有機(jī)堿;氧化鋁呈堿性,適于分離生物堿等堿性成分,不 宜用于分離有機(jī)酸、酚性等酸性成分。均為極性吸附劑,故 有以下特點(diǎn):被分離物質(zhì)極性越強(qiáng),吸附力越強(qiáng)。強(qiáng)極性溶質(zhì)將優(yōu)先被 吸附。溶劑極性越弱,則吸附劑對(duì)溶質(zhì)的

17、吸附能力越強(qiáng)。隨溶劑 極性的增強(qiáng),則吸附劑對(duì)溶質(zhì)的吸附力將減弱。當(dāng)加入極性較強(qiáng)的溶劑后,先前被硅膠或氧化鋁所吸附的 溶質(zhì)可被置換而洗脫出來(lái)。常用的非極性吸附劑:活性炭。對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親 和力,在水中對(duì)溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。從活性炭上洗脫 被吸附的物質(zhì)時(shí),溶劑的極性越小,洗脫能力越強(qiáng)。2.極性及其強(qiáng)弱判斷:(1一般化合物的極性按下列官能團(tuán)的順序增強(qiáng): CH 2 CH 2, CH 2=CH2, OCH 3, COOR , >C=O, CHO , NH 2, OH , COOH(2溶劑的極性可大體根據(jù)介電常數(shù)的大小來(lái)判斷。介電常 數(shù)越大,則極性越大。一般溶劑的介電常數(shù)按下列順序 增大

18、:環(huán)己烷(1.88 ,苯(2.29 ,無(wú)水乙醚(4.47 ,氯仿 (5.20 , 乙酸乙酯 (6.11 , 乙醇 (26.0 , 甲醇 (31.2 , 水(81.03.吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離:以硅膠或氧化鋁為吸附劑進(jìn)行柱色譜分離時(shí):(1盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解樣品,或用極性稍 大的溶劑溶解樣品后,以少量吸附劑拌勻揮干,上柱。(2一般以 TLC 展開(kāi)時(shí)使組分 Rf 值達(dá)到 0.20.3的溶劑系 統(tǒng)作為最佳溶劑系統(tǒng)進(jìn)行洗脫。實(shí)踐中多用混合的有機(jī)溶劑 系統(tǒng)。(3為避免化學(xué)吸附,酸性物質(zhì)宜用硅膠、堿性物質(zhì)宜用氧 化鋁作為吸附劑進(jìn)行分離。通常在分離酸性(或堿性物質(zhì) 時(shí),洗脫溶劑中常加入適量的

19、醋酸(或氨、吡啶、二乙胺 , 以防止拖尾、使斑點(diǎn)集中。4.聚酰胺吸附色譜法:(1原理:氫鍵吸附。一般認(rèn)為系通過(guò)分子中的酰胺羰基與酚類(lèi)、 黃酮類(lèi)化合物的 酚羥基,或酰胺鍵上的游離胺基與醌類(lèi)、脂肪酸上的羰基形 成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。吸附強(qiáng)弱取決于各種化合物與之形 成氫鍵締合的能力。(2吸附能力的強(qiáng)弱通?；衔镌谒軇┲写笾掠幸韵乱?guī)律:形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多,則能力越強(qiáng)。成鍵位置對(duì)吸附能力也有影響。易形成分子內(nèi)氫鍵者,其 在聚酰胺上的吸附響應(yīng)減弱。分子中芳香化程度高者,則吸附性增強(qiáng);反之,則減弱。 一般情況下,各種溶劑在聚酰胺柱上洗脫能力由弱致強(qiáng)的大 致順序如下:水甲醇乙醇?xì)溲趸c水溶液甲酰胺二甲基

20、甲酰胺 尿素水溶液其中,最常應(yīng)用的洗脫系統(tǒng)是:乙醇水(3應(yīng)用:特別適合于酚類(lèi)、黃酮類(lèi)化合物的制備和分離。脫鞣質(zhì)處理 對(duì)生物堿、萜類(lèi)、甾類(lèi)、糖類(lèi)、氨基酸等其他極性與非極 性化合物的分離也有著廣泛的用途。5.大孔吸附樹(shù)脂:通常分為極性和非極性?xún)深?lèi)。大孔吸附樹(shù)脂工藝是 60年代末離子交換技術(shù)領(lǐng)域的重要 發(fā)現(xiàn)之一。目前主要應(yīng)用于廢水處理、醫(yī)藥工業(yè)、化學(xué)工業(yè) 及分析化學(xué)等。(1原理:吸附性和分子篩性相結(jié)合。吸附性是由范德華引 力或氫鍵引起的。分子篩是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。 (2影響因素:一般非極性化合物在水中易被非極性樹(shù)脂吸附,極性 化合物在水中易被極性樹(shù)脂吸附。糖是極性水溶性化合 物,與 D 型

21、非極性樹(shù)脂吸附作用很弱。物質(zhì)在溶劑中的溶解度大,樹(shù)脂對(duì)此物質(zhì)的吸附力就 小,反之就大。(3應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于化合物的分離與富集工作中。如:苷 類(lèi)與 糖類(lèi)的 分離, 生物堿的精制, 多糖、 黃酮、 三萜類(lèi)化合物的分離等。(4洗脫液的選擇:洗脫液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸 乙酯等。最常用的是乙醇水。 (四根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離1.凝膠過(guò)濾法:(1原理:分子篩原理。即利用凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子 篩的過(guò)濾作用將化合物按分子量大小不同進(jìn)行分離。(2出柱順序:按分子由大到小順序先后流出并得到分離。(3常用的溶劑:堿性水溶液 (0.1mol/L NH4OH 含鹽水溶液 (0.5mol/L NaCl 等醇

22、及含水醇,如甲醇、甲醇水其他溶劑:如含水丙酮,甲醇 -氯仿(4凝膠的種類(lèi)與性質(zhì):種類(lèi)很多,常用的有以下兩種:葡聚糖凝膠(Sephadex-G :只適用于水中應(yīng)用,且不 同規(guī)格適合分離不同分子量的物質(zhì)。商品型號(hào)按交聯(lián)度大小分類(lèi),并以吸水量多少表示。以 Sephadex-G25為例, G 為凝膠(Gel , 后附數(shù)字 =吸水量 10, 故 G-25表示該葡聚糖凝膠吸水量為 2.5ml/g。 羥丙基葡聚糖凝膠(Sephadex LH-20 :為 Sephadex G-25經(jīng)羥丙基化后得到的產(chǎn)物,具有以下兩個(gè)特點(diǎn):具有分 子篩特性,可按分子量大小分離物質(zhì);在由極性與非極性溶 劑組成的混合溶劑中常常起到

23、反相分配色譜的作用,適合于 不同類(lèi)型有機(jī)物的分離。應(yīng)用最廣。2.膜過(guò)濾法:(1概念:膜過(guò)濾法是一種用天然或人工合成的膜,以外界 能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力,對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑 進(jìn)行分離、分級(jí)、提純或富集的方法。(2分類(lèi):膜過(guò)濾技術(shù)主要包括滲透、反滲透、超濾、電滲 析、液膜技術(shù)等。3.透析法透析法是膜過(guò)濾法中的一種。(1 原理:透析法是利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過(guò)半透膜、 而大分子物質(zhì)不能透過(guò)半透膜的性質(zhì),以達(dá)到分離的目的, 本質(zhì)上是一種分子篩作用。(2應(yīng)用:對(duì)于生物大分子,一般可以通過(guò)透析法進(jìn)行濃縮 和精制。如藥用酶的精制。分離和純化皂苷、蛋白質(zhì)、多肽、多糖等大分子物質(zhì), 可將其留在半透

24、膜內(nèi),而將如無(wú)機(jī)鹽、單糖、雙糖等小分子 的物質(zhì)透過(guò)半透膜,進(jìn)入膜外的溶液中,而加以分離精制。 (五根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進(jìn)行分離具有酸性、 堿性、 兩性基團(tuán)的化合物在水中多呈解離狀 態(tài),據(jù)此可用離子交換法進(jìn)行分離。原 理:離子交換原理固定相:離子交換樹(shù)脂流動(dòng)相:水或含水溶劑洗脫液:強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(H 型稀氨水洗 脫強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂(OH 型稀氫氧化鈉洗脫 1.分類(lèi):根據(jù)交換基團(tuán)不同分為:陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)酸性( SO3-H +弱酸性( COO -H +能與堿性及兩性化合物中陽(yáng)離子進(jìn)行交換,交換反應(yīng)是同 H + 進(jìn)行交換。陰離子交換樹(shù)脂強(qiáng)堿性 N +(CH 3 3Cl -弱堿性( NH 2

25、及 NH、N 能與酸性及中性化合物的陰離子交換,交換反應(yīng)發(fā)生位置 強(qiáng)堿性:在母核上有許多季氨基 N +(CH 3 3OH -, 交換反應(yīng)在 季氨基中的 OH -、 Cl -與被分離陰離子間進(jìn)行。弱堿性:母核上有許多伯、仲、叔胺等基團(tuán),交換反應(yīng)在氨 基上進(jìn)行。2.應(yīng)用:用于不同電荷離子的分離,如水提取物中的酸性、堿性、 兩性化合物的分離。用于相同電荷離子的分離,如同為生物堿,但堿性強(qiáng)弱不 同,仍可用離子交換樹(shù)脂分離。(六根據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)進(jìn)行分離分餾法1.概念:分餾法是利用中藥中各成分沸點(diǎn)的差別進(jìn)行提取 分離的方法。 一般情況下, 液體混合物沸點(diǎn)相差 100以上時(shí), 可用反復(fù)蒸餾法。2.應(yīng)用:揮發(fā)油

26、、一些液體生物堿的提取分離常采用分餾 法。三、結(jié)構(gòu)研究法1. 化合物的純度測(cè)定熔點(diǎn)(mp :是否有明確,敏銳的熔點(diǎn)薄層色譜(TLC 檢查:樣品在三種展開(kāi)系統(tǒng)中均可呈 現(xiàn)單一斑點(diǎn)時(shí),即可確定為單一化合物 高壓液相色譜(HPL :只出一個(gè)峰2. 結(jié)構(gòu)研究的主要程序 P363. 結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法4. 確定分子式,計(jì)算不飽和度(1元素定量分析配合分子量測(cè)定實(shí)例 P37 例:刺果甘草根中分得的某白色針晶。分子量測(cè)定:常用質(zhì)譜法質(zhì)譜電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS :適用于不發(fā)生熱分析,易氣化 的化合物場(chǎng)解析質(zhì)譜(FD-MS :適用于對(duì)熱不穩(wěn)定、極性大、難揮發(fā) 的化合物,如糖苷、氨基酸肽類(lèi)等。 快速原子轟

27、擊電離(FAB-MS :比 FD-MS 更先進(jìn),可提供更全面信息(2同位素豐度比法(適用于分子量在 500以下,又能生成 穩(wěn)定分子離子的化合物例:某有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為 102,在質(zhì)譜圖中 測(cè)出 M 、 M+1和 M+2峰的強(qiáng)度分別為 1.5、 0.084和 0.009。試確定分子式解:(M+1 /M=5.6% (M+2 /M=0.6%由于(M+2 /M<4%故可知該化合物不含 S 、 Cl 和 Br查貝農(nóng)表在相對(duì)分子質(zhì)量為 102欄中繪出 21個(gè)式子, 其中 (M+1 /M和(M+2 /M相近似的有(M+1 /M (M+2 /MC4H 12N 3 5.66 0.13C5H 10O

28、 2 5.64 0.53C5H 11NO 6.02 0.35由氮規(guī)則可知, C 4H 12N 3和 C 5H 11NO 均含有奇數(shù) N , 相對(duì)分子質(zhì)量 不可能為偶數(shù)應(yīng)予以排除,剩下的 C 5H 10O 2與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最接近, 因此可確定該化合物分子式為 C 5H 10O 2 氮規(guī)則:分子中含有偶數(shù)氮原子或不含氮原子時(shí),其相 對(duì)分子質(zhì)量為偶數(shù),(3高分辨質(zhì)譜(HR-MS 法:可將物質(zhì)的質(zhì)量精確測(cè)定到 小數(shù)點(diǎn)后第 3位。求算分子不飽和度。教材 P39(二質(zhì)譜質(zhì)譜法(MS :通過(guò)對(duì)樣品離子的質(zhì)量和強(qiáng)度的測(cè)定來(lái)進(jìn)行定 量分析和結(jié)構(gòu)分析的一種方法。質(zhì)譜:質(zhì)量對(duì)電核的比值(質(zhì)荷比的大小依次排列所構(gòu)成 的圖

29、譜,稱(chēng)質(zhì)譜,質(zhì)譜非光譜,而是帶電粒子的質(zhì)量 譜。質(zhì)譜的表示方法:質(zhì)譜圖(P39圖 1-24 ,質(zhì)譜表和元素圖 (三紅外光譜紅外(IR :分子中價(jià)鍵的伸縮及彎曲振動(dòng)將在光的紅外區(qū)域 (4000625cm -1處引起吸收。測(cè)得的吸收譜圖叫紅外光譜 (IR 。特征頻率區(qū):(4000-1500 cm-1 -特征官能團(tuán)的吸收出 現(xiàn)在該區(qū)域苯環(huán) 1600 1500 cm-1羰基 1700 cm-1C=C 1620 cm-1-CH 2- 2960 cm-1C-O- 12001000 cm-1指紋區(qū):1500600 cm -1的區(qū)域,其中許多吸收因原子或原 子團(tuán)的鍵角變化引起,形狀較復(fù)雜,猶如人的 指紋,可據(jù)

30、此判斷化合物的真?zhèn)巍?四紫外可見(jiàn)吸收光譜(UV :分子中的電子因光線(xiàn)照射從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)。其中 及 n 躍遷 的吸收光譜出現(xiàn)在紫外及可見(jiàn)區(qū)域 (200 700nm 稱(chēng)做 UV適用范圍:適用于分子中含有共軛雙鍵 、 不飽和羰基 (醛、 酮、酸、酯的結(jié)構(gòu)的化合物以及芳香化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。 (五核磁共振(NMR 定義:當(dāng)用頻率為兆赫數(shù)量級(jí),波長(zhǎng)很長(zhǎng)(約 0.610m ,能 量很低的電磁波照射分子時(shí),能使磁性的原子核在外磁場(chǎng)中 發(fā)生磁能級(jí)的共振躍遷,從而產(chǎn)生吸收信號(hào)。這種原子核對(duì) 射頻輻射的吸收稱(chēng)為核磁共振光譜。氫核磁共振 (1H-NMR化學(xué)位移( :1H 核因周?chē)瘜W(xué)環(huán)境不同,其外圍電子云 密度以

31、及繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的屏蔽效應(yīng)也不同。不同類(lèi)型的 1H 核共振信號(hào)出現(xiàn)在不同區(qū)域。如教材 P44表 1-13。屏蔽效應(yīng) :若考慮 1H 核近鄰有給電子原子(或基因 ,其上 電子云密度,稱(chēng)屏蔽作用,向高場(chǎng)移去屏蔽效應(yīng):在所考慮的 1H 核附近有拉電子的原子 (或基團(tuán) , 使其電子云密度降低,即屏蔽效應(yīng)降低,稱(chēng)去,向低場(chǎng)移。 峰面積積分曲線(xiàn)1H-NMR 譜上積分面積與分子中的總質(zhì)子數(shù)相當(dāng),故如分子式 已知,可據(jù)此算出每個(gè)信號(hào)所相當(dāng)?shù)?1H 數(shù)。,其中峰面積比為 1:2:3,因此三個(gè)峰分別為 OH 、 -CH 2-及 -CH 3 -CH 3-OH 2信號(hào)的列分及偶合常數(shù)(J :磁不等同的兩個(gè)或兩組 1H

32、 核在一定距離內(nèi)會(huì)因相互自旋偶合干擾而使信號(hào)發(fā)生分裂,表現(xiàn)出不 同裂分,如 S (singlet 單峰 、 d (doublet 二重峰 、 t(triplet三重峰 、 q(quartet四重峰 、 m(multiplet多重峰 。 低級(jí)偶合系統(tǒng),某一質(zhì)子裂分后,譜線(xiàn)數(shù) =n+1(干擾核數(shù)目偶合常數(shù) J :表示相互干擾的強(qiáng)度,大小取決于間隔鍵的距離。間隔鍵數(shù)越少, J 越大;間隔鍵數(shù)越多, J 越小。烯丙基型偶合常數(shù) , 芳香質(zhì)子偶合常數(shù) (教材 P44 13C-NMR化學(xué)位移( :碳的雜化在很大程度上決定了 J 13C 共振信號(hào)出現(xiàn)的范圍。 SP 3雜化的 13C 核,屏蔽效應(yīng)最大,共振吸

33、收在最高場(chǎng) , 值最小; SP 雜化次之;而 SP 2雜化,屏蔽效應(yīng)最小,共振吸收在最低場(chǎng), 值最大,如SP 3 :-CH3,-CH 2-,-CH- C = 050ppmSP :-C三 CH , -C 三 C- C = 7090ppmSP 2 2 C = 100150ppmSP 2 C = 120160ppmSP 2 : 羰基 C = 150220ppm糖 C2-C 6 C = 6080ppmC1C = 100110ppm峰面積積分曲線(xiàn)不與碳的個(gè)數(shù)成比例,與碳的種類(lèi)有關(guān)基本譜圖首先看兩個(gè)結(jié)構(gòu)式4HOHH HCOOHHHHOH化學(xué)環(huán)境磁環(huán)境皆相同 化學(xué)環(huán)境相同磁環(huán)境不同 結(jié)論:化學(xué)環(huán)境不同,則磁

34、環(huán)境一定不同化學(xué)環(huán)境相同,則磁環(huán)境不一定相同基于上述原因,常采用一些特殊測(cè)試技術(shù),這也就出 現(xiàn)了相應(yīng)的各種圖譜噪音去偶(全氫去偶提供一個(gè)射頻,射頻覆蓋全部氫的共振頻率,氫對(duì)碳偶合將 全部消失,如果碳的化學(xué)環(huán)境、磁環(huán)境相同則出現(xiàn)單峰 偶合譜保留 1H 對(duì) 13C 的偶合,異核偶合,裂分符合 n+1規(guī)律特點(diǎn):a. 可區(qū)分伯、仲、叔、季碳伯 -CH 3 (q四重峰 仲 -CH 2- (t三重峰 叔 (d 二重峰 季 (s 單峰b. 峰裂分的靈敏度降低.埋在噪音席偏共振去偶譜保留了部刖氫對(duì)碳的偶合。在做 13C 譜時(shí),首先采用噪音去偶,一般的 q3C 譜都是噪音去 偶后的譜圖,若需要了解分子中某些 H

35、 的情況,就需作偏共 振去偶。偏共振就是保留了 J 與 13C 直接相連 H 的偶合,遠(yuǎn)離 13C 的 H 的偶合都去掉,用此法可了解直接和 C 相連的 H 的個(gè) 數(shù),以判斷是 CH 3、 CH 2還是 CH 等。選擇氫核去偶譜選擇照射后,相關(guān)的氫的峰增高,圖譜變得簡(jiǎn)單易讀, NOE圖譜當(dāng)分子內(nèi)有空間位置上互相靠近的兩個(gè)氫核 A 和 B , 若采用雙 共軛法照射 B , 使其飽和, 則與其靠近的 A 核的共振信就會(huì)增 強(qiáng),這種現(xiàn)象稱(chēng) NOE DEPT (目前已成為 13C-NMR 譜的一種常規(guī)測(cè)定方法通過(guò)改變照射 1H 核的脈沖寬度 ( 或設(shè)定不同的馳豫時(shí)間, 使不同類(lèi)型的 13C 信號(hào)在圖譜

36、上呈單峰形式分別朝上或朝下伸 出,故靈敏度高,信號(hào)之間很少重疊,例區(qū)別伯、仲、叔、 季、碳,教材 P48/圖 1-35二維核磁共振(2D-NMR 在一維核磁共振譜(1D-NMR 中,若信號(hào)過(guò)于復(fù)雜或堆積一 起難于分辨時(shí),則識(shí)別信號(hào)之間的偶合關(guān)系困難,此時(shí)采用 2D-NMR 效果良好。(六旋光光譜(ORD 定義:以照射波長(zhǎng)為橫坐標(biāo),比旋度(摩爾旋光度為縱坐 標(biāo)制得的圖譜。旋光度 a ,比旋光度 a譜圖特點(diǎn)結(jié)構(gòu)中一定要有手性原子,即該被測(cè)化合物有光學(xué)活性 手性碳(氫旁邊有 n 躍遷基因(C=0 ,能顯著影響 譜線(xiàn)1. 旋光譜種類(lèi)無(wú)峰無(wú)谷,從長(zhǎng)波向短波方向逐漸升起 正性平坦 譜線(xiàn)無(wú)峰無(wú)谷,從長(zhǎng)波向短

37、波方向逐漸降低 負(fù)性平坦 譜線(xiàn)(有手性碳,但無(wú) n 基團(tuán)從長(zhǎng)波向短波方向 , 先鋒后谷 正性 cotton 曲線(xiàn) 從長(zhǎng)波向短波方向 , 先谷后峰 負(fù)性 cotton 曲線(xiàn) (有手性碳,且有 n 基團(tuán)多峰多谷 復(fù)合 cotton 曲線(xiàn) , 有多個(gè)基團(tuán),出現(xiàn) 多峰多谷2. 旋光譜測(cè)定意義解決構(gòu)形,構(gòu)象問(wèn)題方法:找出 ORD 譜的譜形和 Cotton 效應(yīng)與構(gòu)形或構(gòu)象之間的 關(guān)聯(lián),并用立體結(jié)構(gòu)盡可能相似或相反的已知化合物與未知 化合物的 ORD 譜作比較,以確定未知化合物的立體結(jié)構(gòu)。 總結(jié)一、英語(yǔ)詞匯1. 概念詞匯:Chemistry of Constituents of Chinese Tradi

38、tional and Herbal Drugs 、 Phytochemistry 、 Chemistry of Natural Products 、 Chemistry of Natural Organic Compounds 2. 專(zhuān)業(yè)及術(shù)語(yǔ)詞匯:Active Constituents 、 Active Compounds 、 Active Extracts 、 Active Fraction、 Inactive Constituents、 Biosynthesis 、 primary metabolites 、 secondary metabolites 、 acetate-malonat

39、e pathway 、 mevalonic acid pathway 、 cinnamic acid shikimic acid pathway 、 amino acid pathway 、 extraction 、 extracts 、 isolation 、 chromatography 、 CCD 、 counter current distribution 、 DCCC 、 GC 、 LC 、 TLC 、 normal phase 、 reverse phase 、 adsorption 、1 2adsorbent 、 partition 、 fraction 、 gel filtra

40、tion 、 exclusion 、 Sephadex G 、 Sephadex LH 、 mobile-phase 、 structural identification 、 structural elucidation 、 spectral analysis 二、復(fù)習(xí)思考題1、天然藥物化學(xué)的定義、研究對(duì)象、任務(wù)及其在藥學(xué)專(zhuān)業(yè)中 的作用?2、 何謂有效成分和無(wú)效成分?他們與中藥新藥研究開(kāi)發(fā)的關(guān) 系如何?3、分離天然化合物的主要依據(jù)有哪些?4、 不同的層析法分離天然化合物的要素是什么?吸附薄層層 析最佳條件的選擇與哪些因素有關(guān)?如何調(diào)整?5、 天然化合物結(jié)構(gòu)鑒定的一般程序如何?“四大”波譜分別

41、提供化合物分子的何種結(jié)構(gòu)信息?第三章 苯丙素類(lèi)目的和要求1. 掌握苯丙酸類(lèi)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型;香豆素的理化性質(zhì)。 2. 熟悉香豆素結(jié)構(gòu)類(lèi)型。3. 了解木脂素的結(jié)構(gòu)特征及結(jié)構(gòu)類(lèi)型。 重點(diǎn)和難點(diǎn)1. 重點(diǎn):結(jié)構(gòu)類(lèi)型、化學(xué)性質(zhì)、波譜特征。 2. 難點(diǎn):波譜特征。 講授的基本內(nèi)容和要點(diǎn):苯丙素類(lèi)概 述是一類(lèi)含有一個(gè)或幾個(gè) C 6-C 3單位的天然成份,在苯核上有酚羥基或烷氧基取代。 這類(lèi)成份包括:苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其縮酯、香豆素、木脂素、黃酮和木質(zhì)素等。苯丙素類(lèi)來(lái)源于醋酸或苯丙氨酸和酪氨酸,后者脫氨生成桂皮酸的衍生物,多數(shù)天然芳香屬化合物由此生物合成途徑而來(lái)。苷(甙:糖上的半縮醛羥基和非 糖部分羥基脫水

42、后形成縮醛結(jié)構(gòu) C 6H 11O 5 OH + H OR = C6H 11O 5 OR + H2O (氧苷 若 N 、 C 、 S 代替 O ,則稱(chēng)作氮苷、 炭苷、硫苷H NH 2COOH OH NH 2COOH H 2O-glcOH OH H 2OHH H glc H 葡萄糖代謝莽草酸咖啡酸對(duì)羥基桂皮酸對(duì)羥基桂皮酸苷苯丙烯類(lèi)丙烯基 烯丙基新木脂素類(lèi)鄰羥桂皮酸苷香豆素類(lèi)阿魏酸松柏醇木質(zhì)素 倍半木脂素類(lèi) 木脂素類(lèi)1第一節(jié) 苯丙酸類(lèi)植物中廣泛分布酚酸類(lèi)成分,其基本結(jié)構(gòu)是酚羥基取代的芳香羧酸,其中不少屬于具有 C6-C3結(jié)構(gòu)的苯丙酸類(lèi)。 常見(jiàn)的苯丙酸類(lèi)如:存在形式:苯丙酸常與不同的醇、 氨基酸、 糖

43、、 有機(jī)酸等結(jié)合成酯, 多有較強(qiáng)的生理活性。 如:綠原酸 (chlorogenic acid 是咖啡酸與奎寧酸(quinic acid的酯具有抗菌、利膽作用。存在于很多中藥中茵陳、苧麻、金銀花等。 苯丙酸類(lèi)大多具有一定的水溶性。常與一些酚酸、鞣質(zhì)、黃酮苷等混在一起,分離有一定困難。 一般采用纖維素、硅膠、大孔樹(shù)脂或聚酰胺等反復(fù)色譜。 鑒別反應(yīng)(利用 Ar-OH 的性質(zhì) : 12%FeCl3/MeOH酚與 FeCl 3顯色反應(yīng),一般認(rèn)為是生成絡(luò)合物,方程式如下:6ArOH + FeCl3 = Fe(OAr63- + 6H+ + 3Cl- Pauly 試劑:重氮化的磺胺酸重氮化合物:有兩個(gè)氮原子相

44、連的原子團(tuán),但兩個(gè)相連的氮原子只有一端與炭原子相連,而另一端不與炭原子相連 如:C 6H 5 N=N Cl (綠化重氮苯 Gepfner 試劑:1%亞硝酸鈉溶液與相同體積 10%的醋酸混合, 噴霧后,在空氣中干燥, 再用 0.5mol/L的荷性堿甲醇溶液處理。 Millon 試劑:在紫外線(xiàn)下,這些化合物為無(wú)色或具有藍(lán)色熒光,用氨水處理后呈藍(lán)色或綠色熒光。第二節(jié) 香豆素(coumarin 香豆素類(lèi)化合物是一類(lèi)鄰羥桂皮酸的內(nèi)酯,具有芳甜香氣。分布:在高等植物中,蕓香科和傘形科中含的多,還有豆科、蘭科、木樨科、茄科、菊科等,少數(shù)發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物和微生物中。一、結(jié)構(gòu)類(lèi)型香豆素母核為苯駢 -吡喃酮。環(huán)上常有取

45、代基。通常將香豆素分為四類(lèi): 簡(jiǎn)單香豆素類(lèi) 指只有苯環(huán)上有取代基的香豆素。取代基:羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等。 由于絕大多數(shù)香豆素在 C 7位都有含氧官能團(tuán)存在,因此, 7-羥香豆素可以認(rèn)為是香豆素類(lèi)成份的母體。 從上生合成途徑來(lái)看, C 3、 C 6、 C 8位電負(fù)性較高,易于烷基化。 (其中 C 3位烷基化不屬于此類(lèi)香豆素,而屬于第四類(lèi)型如:O 123456784a8a H 7 位8 位 6 位3 位OMeOO OMeOOOOOMeMeO7-甲氧基香豆素 歐芹酚7-甲醚 當(dāng)歸內(nèi)酯 ( herniarin (osthole(angeliconeR1COOHOH OH OH OH OH桂皮

46、酸 對(duì)羥基桂皮酸H H H OCH 3OCH 3R1R2咖啡酸 阿魏酸 異阿魏酸OH OH C HCHCO OOH綠原酸2 呋喃香豆素類(lèi) (furocoumarins (線(xiàn)型和角型 香豆素核上的異戊烯基常與鄰位酚羥基(7-羥基環(huán)合成呋喃或吡喃環(huán),前者稱(chēng)為呋喃香豆素。呋喃香豆素類(lèi)成份生物合成途徑:環(huán)合反應(yīng)的形成:體內(nèi)由酶主宰反應(yīng)。體外實(shí)驗(yàn)堿性條件(OH -呋喃環(huán)。酸性條件(H +吡喃環(huán)。 吡喃香豆素類(lèi) (pyranocoumarins (線(xiàn)型和角型 香豆素 C-6或 C-8異戊烯基與鄰酚羥基環(huán)合而成 2,2-二甲基 -吡喃環(huán)結(jié)構(gòu),形成吡喃香豆素。這一類(lèi)天然產(chǎn)物并不多見(jiàn)。吡喃香豆素類(lèi)成份的生物合成

47、途徑:其他吡喃香豆素型:少數(shù)為 5,6-吡喃駢香豆素,如:其他香豆素類(lèi)指 -吡喃酮環(huán)上有取代基的香豆素類(lèi)。還包括二聚體和三聚體。 C 3、 C 4上常有取代基:苯基、羥基、異戊烯基等。 OO O O H OOOH OOOOH H OO傘形花內(nèi)酯異戊烯基6位取代異戊烯基8位取代補(bǔ)骨脂內(nèi)酯 白芷內(nèi)酯 線(xiàn)型:補(bǔ)骨脂內(nèi)酯型 角型:異補(bǔ)骨脂內(nèi)酯型 6,7-呋喃駢香豆素型7,8-呋喃駢香豆素型環(huán) 合 的 形 成 過(guò) 程O(píng) OO O O H OOO OH OOO O OO H O O傘形花內(nèi)酯異戊烯基6位取代異戊烯基8位取代花椒內(nèi)酯邪蒿內(nèi)酯線(xiàn)型:角型:6,7-吡喃駢香豆素型7,8-吡喃駢香豆素型環(huán) 合 的

48、形 成 過(guò) 程1'2' 3' 4'1'2' 3'4'OOOMeOO OO別美花椒內(nèi)酯 dipetalolactone 3如:、香豆素理化性質(zhì)性狀游離狀態(tài)結(jié)晶形固體,有一定熔點(diǎn),大多具有香氣。 分子量小的有揮發(fā)性,可隨水蒸汽蒸出,能升華。 紫外下顯藍(lán)色熒光。成苷后大多香味、無(wú)揮發(fā)性、不能升華。溶解度游離狀態(tài)能溶于沸 H 2O ,不溶或難溶冷 H 2O , 可溶 MeOH 、 EtOH 、 CHCl 3和乙醚等溶劑。 因含 Ar-OH 故可溶于堿水中。 成苷能溶于 H 2O 、 OH -/H2O 、 MeOH 、 EtOH 等。 難溶

49、極性小的有機(jī)溶劑。堿水解反應(yīng)(內(nèi)酯性質(zhì)香豆素的 -吡喃酮環(huán)具有 , 不飽和內(nèi)酯性質(zhì),在稀堿液中漸漸水解成黃色溶液,生成順鄰羥桂皮酸的鹽,順鄰羥桂皮酸 不易游離存在,其鹽的水溶液一經(jīng)酸化即閉環(huán)恢復(fù)為內(nèi)酯。長(zhǎng)時(shí)間堿液中放置或 UV 光照射,順鄰羥桂皮酸可轉(zhuǎn)變?yōu)榘捕ǖ姆脆徚u桂皮酸,酸化后不再內(nèi)酯化而可以獲得反鄰羥桂皮酸。 獲得順鄰羥桂皮酸的途徑:(順鄰羥桂皮酸的衍生物1. 特殊結(jié)構(gòu)的香豆素:如 C 8位取代基的適當(dāng)位置上有 >C=O、 >C=C<、環(huán)氧等結(jié)構(gòu)者,可與水解新生成的酚羥基起締合、加成等作用,可阻礙內(nèi)酯的恢 復(fù)。 如:*先進(jìn)行堿水解,再進(jìn)行酸化(避免長(zhǎng)時(shí)間在堿性下形成反鄰

50、羥桂皮酸 。 由于堿的濃度 . 不同,其反應(yīng)產(chǎn)物也不同:2. 醚化:堿水解的同時(shí)加入碘甲烷(MeI 或硫酸二甲酯(Me 2SO 4等甲基化試劑使水解生成的酚羥基醚化,阻礙內(nèi)酯恢復(fù),生成鄰甲氧基桂皮酸衍生物。* 堿水解反應(yīng)的易難:OOMeOOH OOMeOMeOO OMeO OMeOOOMeOMe黃檀內(nèi)酯rutaculinkotamin(二聚體OCOO O COO OOHOH-H -(不易游離存在順鄰羥桂皮酸 (安定狀態(tài)反鄰羥桂皮酸長(zhǎng)時(shí)間加熱OOOOMe MeOOOMeMeOCOOHOH-H +異當(dāng)歸內(nèi)酯 3-異戊烯酰4,6-二甲氧基順鄰羥桂皮酸1. 2.O OMeOCOOHO OMeOCOOH

51、順式酸反式酸(在C 8取代基上有雙鍵OOCOOH OMeMe 2SO 4鄰甲氧基桂皮酸OOOMeOOOH >>一般香豆素7-甲氧基香豆素 7-羥香豆素4原因:7-OCH 3的供電子共軛效應(yīng)使羰基 C 難以接受 OH -的親核反應(yīng)。 7-OH 其他酯基的堿水解反應(yīng)芳環(huán)芐基碳上的酯基極不穩(wěn)定,堿水解后易生成異構(gòu)化的醇。如: 吡喃香豆素 .如許多天然的二元酯, C 3/, C 4/為順式結(jié)構(gòu),堿水解引起芐基 C 4/C 3 /-酯基可以保留。 如:凱爾內(nèi)酯(二元酯酸的反應(yīng):1.環(huán)合反應(yīng):指異戊烯基雙鍵開(kāi)裂并與鄰酚羥基環(huán)合。如:apigravin 形成環(huán)的大小決定于中間體陽(yáng)碳離子的穩(wěn)定性:

52、 穩(wěn)定 叔 陽(yáng)碳離子 > 仲 陽(yáng)碳離子 > 伯 陽(yáng)碳離子 不穩(wěn)定 再如 obliquetin 在 HBr 的處理下,中間體可生成仲和伯陽(yáng)碳離子,由于穩(wěn)定性仲大于伯,因而,生成產(chǎn)物為二氫呋喃香豆素。反應(yīng)如下:應(yīng)用:環(huán)合試驗(yàn)可以決定酚羥基和異戊烯基間的相互位置。 注意:不宜使用濃酸,否則會(huì)發(fā)生重排反應(yīng)。 2.醚鍵開(kāi)裂: 如:東茛菪內(nèi)酯的烯醇醚3.雙鍵加水反應(yīng): HH-OH- 2OH-H +2.O OH OMeapigravin二氫吡喃香豆素. .OOH MeOOOH MeOOMeOHBrobliquetin二氫呋喃香豆素. .含乙烯醚(即烯醇醚香豆素H 水解+香豆素東茛 菪 內(nèi) 酯5酸

53、接觸下可使雙鍵加水。如:黃曲霉素 C 3,C 4雙鍵性質(zhì)和加成反應(yīng)在控制條件下氫化的先后次序?yàn)?側(cè)鏈不飽和鍵 吡喃環(huán)或呋喃環(huán)上的雙鍵 C3、 C4雙鍵 呈色反應(yīng)1. 異羥肟酸鐵反應(yīng)(識(shí)別內(nèi)酯的反應(yīng)酯與羥胺作用可生成異羥肟酸,再與三氯化鐵作用即生成紅色的異羥肟酸鐵。2.Gibb 反應(yīng)和 Emerson 反應(yīng):試劑:Gibb 2,6-二氯 (溴 苯醌氯亞胺 Emerson氨基安替匹林和鐵氰化鉀反應(yīng)條件有游離酚羥基,且其對(duì)位無(wú)取代者呈陽(yáng)性Gibb 反應(yīng):香豆素的 C6位有無(wú)取代基,可借水解內(nèi)酯開(kāi)環(huán)后,生成一個(gè)新的酚羥基,再利用 Gibb 或 Emerson 反應(yīng)來(lái)加以區(qū)別。 三、香豆素的分離方法 (

54、一提取香豆素在乙醚中溶解度較好,但同時(shí)溶出脂溶性雜質(zhì)亦較多。(二分離提取后可直接利用化合物的溶解性質(zhì)進(jìn)行分離如:香豆素在石油醚中溶解度不大,濃縮時(shí)即可析出結(jié)晶。 1. 酸堿分離法依據(jù)內(nèi)酯遇堿能皂化,加酸能恢復(fù)的性質(zhì)。 H +黃曲霉素B1高毒性 無(wú)毒性R O R'H 2R NHOH OR'-OHFeCl 3R-C-NH-O Fe+(羥胺+ ( 3+3HCl異羥肟酸鐵(紅色 -鹽酸羥胺異羥肟酸鐵 紅色藍(lán)色紅色OOHCOO6OH-O H OCl O N O +-藍(lán)色縮合物EtOH 不同濃度 回收溶劑 加水 醇提液62. 色譜方法吸附劑硅膠、中性氧化鋁洗脫劑已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等 顯 色可觀(guān)察熒光四、香豆素波譜學(xué)特征 (一紫外光譜UV 下顯藍(lán)色熒光。C7位導(dǎo)入 -OH 熒光增強(qiáng) -OH醚化后熒光減弱 母核上無(wú)含氧官能團(tuán)取代時(shí): 274 nm苯環(huán) 311 nm 吡喃酮環(huán) 有含氧取代時(shí):最大吸收向紅位移。(二紅外光譜3025 3175 cm-1 C-H 伸縮振動(dòng)1700 1750 cm-1 >C=O伸縮振動(dòng) 1500 1600 cm-1