天然產(chǎn)物的提取分離鑒定方法總結(jié)

1、天然藥物化學(xué)第一章第一章 總論總論 Chapter 1 Introduction 1 .緒論緒論 （Introduction)1.1 本學(xué)科的性質(zhì)和講授的內(nèi)容本學(xué)科的性質(zhì)和講授的內(nèi)容中藥中藥 中醫(yī)傳統(tǒng)用藥中醫(yī)傳統(tǒng)用藥草藥草藥 民間用藥民間用藥天然藥物天然藥物 植物藥，植物藥， 動(dòng)物藥，動(dòng)物藥， 礦物藥，礦物藥， 海洋藥海洋藥植物化學(xué)植物化學(xué) （phytochemistry) 中草藥成分化學(xué)中草藥成分化學(xué) （chemistry of constituents of Chinese traditional drugs and herbs） 中藥化學(xué)中藥化學(xué) （chemistry of Chines

2、e traditional drugs )天然藥物化學(xué)天然藥物化學(xué) （ chemistry of natural drugs )研究?jī)?nèi)容：研究?jī)?nèi)容： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理化性質(zhì)，提取分離，結(jié)構(gòu)測(cè)定，生合成途徑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，理化性質(zhì)，提取分離，結(jié)構(gòu)測(cè)定，生合成途徑CH3HNHCH3OH麻黃堿 (ephedrine)止咳平喘NOOOMeOMe小檗堿 (berberine)抗菌消炎NHNMeOHHOMeMeOOCHOOCOMeOMeOMe利血平 (reserpine)降壓藥1.2 學(xué)習(xí)本學(xué)科的目的學(xué)習(xí)本學(xué)科的目的1.2.1 開發(fā)新藥開發(fā)新藥（1）. 直接從天然藥物中發(fā)現(xiàn)新藥直接從天然藥物中發(fā)現(xiàn)新藥青蒿素 （ar

3、teannuin)水溶性和油溶性均不好OOOO O蒿甲醚 （artemether)油溶性注射劑抗女效價(jià)高，原蟲轉(zhuǎn)陰快OOOOOCH3嗎啡 （morphine)止痛，成癮，耐藥性，嘔吐，便秘ONCH3OHOHNC H3C H3O HR = C H 2 C H 2非 那 羅 辛 3 1 0 倍R = C H 2 C H = C ( C H 3 ) 2鎮(zhèn) 痛 新 1 3毒 副 作 用 小RH2NCOOCH2CH2N(Et)2普魯卡因 (procaine)局麻藥NH3CCOOCH3H可卡因 (cocaine, 古柯葉)局麻藥OO(2). 以天然藥物中活性成分為先導(dǎo)化合物開發(fā)新藥以天然藥物中活性成分為先

4、導(dǎo)化合物開發(fā)新藥1949-1981年我國(guó)共研制新藥年我國(guó)共研制新藥104種種天然藥物中活性成分和結(jié)構(gòu)修飾物天然藥物中活性成分和結(jié)構(gòu)修飾物 61種占種占58.6創(chuàng)制新藥創(chuàng)制新藥64種種 天然藥物中活性成分天然藥物中活性成分18種種另外還有一些結(jié)構(gòu)修飾物如蒿甲醚，另外還有一些結(jié)構(gòu)修飾物如蒿甲醚，-甲基地高辛，溴甲基地高辛，溴化異丙東莨菪堿等?；惐麞|莨菪堿等。(3). 從有效部位中開發(fā)原二類中藥新藥（現(xiàn)中藥新藥從有效部位中開發(fā)原二類中藥新藥（現(xiàn)中藥新藥 第五類）第五類）1.2.2 降低毒性，提高療效，科學(xué)化用藥降低毒性，提高療效，科學(xué)化用藥 功能主治功能主治: 抗腫瘤抗腫瘤 副作用副作用: 心跳加

5、快等心跳加快等成分成分: 長(zhǎng)舂堿，長(zhǎng)舂堿， 長(zhǎng)春新堿等長(zhǎng)春新堿等70余種生物堿余種生物堿劑量劑量: 長(zhǎng)舂花長(zhǎng)舂花 1Kg/日，日， 長(zhǎng)春新堿長(zhǎng)春新堿 1mg/周周NHCH3ROCOCH2OHR=H 莨菪堿莨菪堿 (hyoscyamine)，狂躁，狂躁R=OH 東莨菪堿東莨菪堿 (scopolamine) 麻醉，鎮(zhèn)靜麻醉，鎮(zhèn)靜東莨菪堿加杜冷丁西漢末年華佗使用的西漢末年華佗使用的“麻沸散麻沸散”中的中的主要藥物：主要藥物：長(zhǎng)舂花長(zhǎng)舂花 (catharanthus roseus)洋金花洋金花 (Datura metel)黃芩Scutellaria baicalensis功能主治功能主治:清熱解毒，抗

6、菌清熱解毒，抗菌 消炎等消炎等成分成分: 黃芩苷黃芩苷(baicalein)， 黃芩素黃芩素(baicalin)等等黃芩苷代謝后才可吸收，黃芩黃芩苷代謝后才可吸收，黃芩素在體內(nèi)吸收迅速素在體內(nèi)吸收迅速OHHOROO黃芩苷黃芩苷 R=GlcA黃芩素黃芩素 R=H1.2.3 為中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、中藥炮制提供科學(xué)依據(jù)為中藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定、中藥炮制提供科學(xué)依據(jù) 中藥的質(zhì)量取決于化學(xué)成分中藥的質(zhì)量取決于化學(xué)成分,產(chǎn)地、氣侯、環(huán)境、采產(chǎn)地、氣侯、環(huán)境、采收季節(jié)、炮制等均可影響化學(xué)成分。收季節(jié)、炮制等均可影響化學(xué)成分。1.2.4 擴(kuò)大藥源擴(kuò)大藥源NOOOMeOMe小檗堿 (berberine)抗菌消炎黃連

7、Coptis chinensis黃柏Phellodendron amurense三顆針Berberis sargentiana1.3 本學(xué)科的發(fā)展歷史和進(jìn)展本學(xué)科的發(fā)展歷史和進(jìn)展1.3.1 我國(guó)是最早進(jìn)行天然藥物化學(xué)研究的國(guó)家我國(guó)是最早進(jìn)行天然藥物化學(xué)研究的國(guó)家1769年瑞典化學(xué)家，藥師年瑞典化學(xué)家，藥師K. W. Schelle 酒石酒石 鈣鹽鈣鹽酒石酸酒石酸(苯甲酸苯甲酸,蘋果酸蘋果酸,乳酸乳酸,沒(méi)沒(méi)食子酸等食子酸等)H2SO4(酒石酸氫鉀酒石酸氫鉀)1575年年醫(yī)學(xué)入門醫(yī)學(xué)入門(李挺著李挺著)，本草綱目本草綱目 五倍子五倍子沒(méi)食子酸沒(méi)食子酸1711年年集驗(yàn)方集驗(yàn)方（李遵著）（李遵著） 樟

8、腦的制備方法，樟腦的制備方法，由馬可勃羅將這一方法傳到西方由馬可勃羅將這一方法傳到西方1.3.2 結(jié)構(gòu)測(cè)定和發(fā)現(xiàn)新化合物的速度越來(lái)越快結(jié)構(gòu)測(cè)定和發(fā)現(xiàn)新化合物的速度越來(lái)越快 各種波譜技術(shù)如各種波譜技術(shù)如 NMR，2DNMR，MS，Hr-MS等和等和分離技術(shù)如分離技術(shù)如HPLC、反相填料、分子篩等的飛速發(fā)展，使、反相填料、分子篩等的飛速發(fā)展，使天然藥化的研究速度大大加快天然藥化的研究速度大大加快NHNMeOHHOMeMeOOCHOOCOMeOMeOMe利血平 (reserpine)降壓藥ONCH3OHOH嗎啡 （morphine)止痛，成癮，耐藥性，嘔吐，便秘分離分離 1804-1806年年確定結(jié)

9、構(gòu)確定結(jié)構(gòu) 1925年年全合成全合成 1952年年共用了共用了 150年年分離分離 1952年年確定結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu) 1956年年共用了共用了 4年年 時(shí)間時(shí)間 發(fā)現(xiàn)的新生物堿發(fā)現(xiàn)的新生物堿1952年以前年以前 950個(gè)個(gè)1952-1962年年 1107個(gè)個(gè) 相當(dāng)于前相當(dāng)于前100年的總數(shù)年的總數(shù)1962-1972年年 3443個(gè)個(gè) 相當(dāng)于前相當(dāng)于前10年的年的3倍倍1972-1989年年 6000個(gè)個(gè) 過(guò)去確定結(jié)構(gòu)需做化學(xué)降解、衍生物制備等，消耗大量樣品。過(guò)去確定結(jié)構(gòu)需做化學(xué)降解、衍生物制備等，消耗大量樣品。現(xiàn)在分子量現(xiàn)在分子量流動(dòng)相極 固定相：水、緩沖液 流動(dòng)相：氯仿、乙酸乙酯反相色譜：固定相

10、極性20大氣壓，HPLC； P5 大氣壓， MPLC； P2大氣壓， LPLC 物理吸附：無(wú)選擇性，吸附與解 吸可逆，如硅膠、氧化鋁、活性炭 吸附 化學(xué)吸附： 有選擇性，吸附牢固 半化學(xué)吸附：介于上述二者之間， 如聚酰胺1、物理吸附：1）基本規(guī)律：相似者易吸附 溶質(zhì)極性 吸附力三要素 溶劑極性 吸附劑活性 硅膠、氧化鋁為極性吸附劑，溶質(zhì)極性大，吸附力強(qiáng)；溶劑極性大，洗脫力強(qiáng)。活性炭為非極性吸附劑，與此相反。極性強(qiáng)弱比較a 官能團(tuán)極性：RCOOHAr-OHH2OR-OHR-NH2 RCONH2RCHORCOORR-ORR-XR-Hb 官能團(tuán)相同，極性官能團(tuán)數(shù)目多，極性大。c 介電常數(shù)越大，極性越

11、強(qiáng)。n極性大小CBArhnOOOHOOHAOOOHOOHOOOHOOHOHglcBCglc1）簡(jiǎn)單吸附進(jìn)行物質(zhì)濃縮與精制：n結(jié)晶，重結(jié)晶，活性碳脫色、脫臭n活性碳吸附無(wú)選擇性，對(duì)有效成分也可等量吸附n活性碳吸附能力在水中最強(qiáng)n進(jìn)行半微量操作時(shí)，活性碳的量不宜過(guò)多n在有微量雜質(zhì)存在時(shí)，活性碳用于精制時(shí)，除雜質(zhì)較為理想n活性碳對(duì)芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物n大分子化合物小分子化合物2）吸附柱層析用于分離：n主要見于硅膠及Al2O3n（1） 吸附劑用量一般樣品的3060倍，對(duì)于難分離、極性小的樣品可提高到100200倍n（2）裝柱用溶劑選擇較小極性者或用洗脫劑裝柱，溶解樣品也相同n（3）樣品

12、制備一般選擇極性較大的溶劑溶解，然后加入吸附劑，揮去溶劑后，上樣 n（4）洗脫劑 混合溶劑系統(tǒng):極性逐漸增大，梯度洗脫n（5）酸性物質(zhì)用硅膠 堿性物質(zhì)用Al2O3，通常在分離酸（堿）性物質(zhì)時(shí)，洗脫劑中可適當(dāng)?shù)丶尤肽承┐姿幔ɑ虬?、吡啶、二乙胺）可防拖尾n（6）柱層條件的確定：一般用TLC摸索條件，板上組分Rf值達(dá)到0.20.3時(shí)的展形系統(tǒng)，可用于柱層析洗脫劑。2、半化學(xué)吸附：聚酰胺（氫鍵締合）3）聚酰胺吸附層析npolyamide是通過(guò)酰胺基聚合而成的一類高分子化合物，分子中存在大量的酰胺的羰基?？膳c酚類、醌類、硝基化合物等形成氫鍵結(jié)合而被吸附。n洗脫原理：是一種新的氫鍵代替原被吸附化合物氫鍵而

13、被洗脫下來(lái)。 （1）polyamide吸附的規(guī)律：酚OH數(shù)，吸附力，芳香族，共軛雙鍵多的化合物吸附力分子內(nèi)易形成氫鍵的化合物，吸附力影響因素：（2）雙重層析理論n當(dāng)用含水溶劑冼脫時(shí)，黃酮甙先洗脫出來(lái)，甙元后流出，類似于反相層析，而用有機(jī)溶劑洗脫時(shí)，則相反n因?yàn)榫埘０贩肿又屑扔蟹菢O性脂肪鍵，又有極性的酰胺鍵，當(dāng)用含水溶劑為流動(dòng)相時(shí)，聚酰胺作為非極性固定相（反相層析理論）黃酮苷比苷元易洗脫，當(dāng)用非極性CHCl3MeOH為流動(dòng)相時(shí)，聚酰胺作為極性固定相，正相層析，苷比甙元難于洗脫。（3）洗脫能力：水甲醇丙酮?dú)溲趸c水溶液甲酰胺二甲基酰胺尿素水溶液（4）應(yīng)用：主要用于富集樣品中的酚、醌及黃酮類化合物；

14、也可用于Alkanoid、萜類、甾體、糖類、AA等極性與非極性化合物分離，也可應(yīng)用于除鞣質(zhì)。（5）方法 a.用水裝柱 不同醇液洗脫 b10%NaOH sol再生 原理：吸附性（范德華力及氫鍵 凝膠色譜：分子篩，按分子由大到小順序出柱。凝膠層析的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：1、設(shè)備簡(jiǎn)單、周期短、樣品回收率高2、為惰性載體，分離效果好，重復(fù)性高應(yīng)用：1、分子的組別分離、分級(jí)分離及制備（如活性篩選）2、高效率的樣品脫鹽3、測(cè)定生物大分子的相對(duì)分子量葡聚糖凝膠（Sephadex）：只適用于水中應(yīng)用。 羥丙基葡聚糖凝膠（ Sephadex LH-20）： 可在水及有機(jī)溶劑中使用。a.分子篩作用，按分子量大小分離物質(zhì)

15、，M相對(duì)較大，分離效果好b. 極性與非極性混合溶劑，反相分配層析c. 可用于分離多種類型的化合物注意：層析柱的平衡時(shí)間要充足，流速要均一，溶劑系統(tǒng)要選擇好，再生即洗脫，貯存醇液中，長(zhǎng)期保存，Et2O洗滌，干燥保存離子交換樹脂法：由母核（二乙烯苯）與離子交換基團(tuán)組成。有陽(yáng)離子交換樹脂及陰離子交換樹脂。1、原理： Alk + H+/H2O AlkH+AlkH+ + RSO3- H+ RSO3-AlkH+ + H+RSO3-AlkH+ + NH4+OH- RSO3- NH4+ + Alk+ H2O2、離子交換樹脂結(jié)構(gòu)與性質(zhì) （1）母核部分苯乙烯經(jīng)過(guò)二乙烯苯交聯(lián)而成的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)孔大小， 用交聯(lián)

16、度來(lái)表示 交聯(lián)度：交聯(lián)劑的百分量 （2）交換基團(tuán)： 陽(yáng)離子： （SO3H） 、COOH N+（CH3）3Cl- 強(qiáng)堿 陰離子： (NH2NHN )弱 堿 OH 交換當(dāng)量樹脂的交換能力，1g 干樹脂交換離子的毫克當(dāng)量數(shù) 網(wǎng)孔大小 質(zhì)地緊密狀況 水中膨脹狀況 3、應(yīng)用：（1）用于不同電荷離子的分離。酸性、堿性或兩性化合物樣品 強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂（H 型） 流出液 氨水洗脫液 （酸性及中性化合物） （堿性及兩性化合物） 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（OH 型） 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（OH 型） 稀NaOH洗脫液 稀 HCI 洗脫 流出液 洗脫液 流出液 洗脫液 （中性化合物） （酸性化合物） （堿性化合物

17、） （兩性化合物） （2）用于相同電荷離子的分離 OCH3OHNCCHPhCH2OHO （scopolamine） CH3OHNCCHPhCH2OHO hyoscyamine NO CH3O CH3OO+OHberberine 堿性強(qiáng)弱 NH4+型弱酸性樹脂 水洗 NH4Cl Na2CO3 1）物理常數(shù)：mp， D2）TLC（PC）：三種展開系統(tǒng)均為單一斑點(diǎn)。3）GC，HPLC1、文獻(xiàn)調(diào)研：同種、同屬及相近屬植物的成分2、鑒別反應(yīng)：3、色譜行為：酸堿性、溶解性等1、光譜方法：UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS2、化學(xué)溝通：化學(xué)降解、衍生物制備、人工合成3、立體結(jié)構(gòu)：CD、ORD、2

18、D-NMR、X-射線衍射：提供信息：化學(xué)位移；積分曲線；偶合常數(shù) J1、優(yōu)點(diǎn)：化學(xué)位移廣，1200， 1H-NMR：120； 分辨率高，譜線簡(jiǎn)單易解析； 直接提供碳骨架信息2、缺點(diǎn)：測(cè)定需要樣品量多，測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)， 吸收強(qiáng)度一般不代表碳原子個(gè)數(shù)， 與種類有關(guān)。：又叫全氫去偶譜（COM）或?qū)拵ヅ甲V（BBD）：所有碳信號(hào)作為單峰出現(xiàn) 選擇性照射特定氫核，分別消除相關(guān)碳信號(hào)，使峰簡(jiǎn)化，增高。 不同類型13C信號(hào)在譜圖上呈單峰形式分別朝上或朝下伸出，易識(shí)別。 如COSY譜可以歸屬相鄰H信號(hào)，TOCSY譜可以將自旋系統(tǒng)內(nèi)一組H信號(hào)明確地歸屬；再借助QC譜可以將與之相對(duì)應(yīng)的C信號(hào)加以歸屬；HMBC 譜對(duì)于判定成苷位置具有重要意義。 確定分子量、求算分子式、提供結(jié)構(gòu)信息。EI-MS（電子轟擊質(zhì)譜）：熱不穩(wěn)定及難