天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)研究方法

天然藥(產(chǎn))物化學(xué)NaturalMedicinal(Products)Chemistry王開金wkjahla@163.com第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究方法一、純度的測定二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法一、純度的測定純度檢查法：均一的晶形敏銳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、比旋度TLC、PC、GC、HPLC二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法1.確定分子式，計(jì)算不飽和度2.質(zhì)譜（MS，massspectrum）3.紅外光譜（IR，infraredspectra）4.紫外-可見吸收光譜（UV-vis)(ultraviolet-visiblespectra）5.核磁共振（NMR，nuclearmagneticresonance）6.其他：X單晶衍射法旋光光譜（ORD）園二色譜（CD）三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——1.確定分子式，計(jì)算不飽和度分子式的確定元素定量分析結(jié)合分子量測定同位素豐度比法高分辨質(zhì)譜（HR-MS，highresolutionmassspectrum）不飽和度的計(jì)算u=Ⅳ－Ⅰ/2＋Ⅲ/2＋1Ⅰ：一價(jià)原子數(shù)如H、XⅢ：三價(jià)原子數(shù)，如N、PⅣ：四價(jià)原子數(shù)，如C三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——2.質(zhì)譜（MS，massspectrum）確定分子量、分子式提供部分結(jié)構(gòu)信息

——丟失碎片的大小如15、17——碎片的m/z及裂解方式質(zhì)譜分析法（MS）是將分析樣品離子化，使帶正電的離子加速并在電磁場的作用下，按不同的質(zhì)荷比(m/z)分開，形成相應(yīng)的質(zhì)譜圖。根據(jù)質(zhì)譜峰出現(xiàn)的位置，可進(jìn)行定性分析，根據(jù)質(zhì)譜峰的強(qiáng)度可進(jìn)行定量分析。2.質(zhì)譜（MS）質(zhì)譜儀基本構(gòu)造1.進(jìn)樣系統(tǒng)2.離子源3.質(zhì)量分析器4.離子檢測器5.記錄器6.真空系統(tǒng)

三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——2.質(zhì)譜（MS，massspectrum）常用質(zhì)譜離子化技術(shù)方法及特點(diǎn):電子轟擊質(zhì)譜（EI-MS，electronimpactionization）場解析質(zhì)譜（FD-MS，fielddesorptionionization）快速原子轟擊質(zhì)譜（FAB-MS，fastatombombardment）電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS，electrosprayionization）基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜（MALDI-MS）

matrix-assistedlaserdesorptionionization

常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電子轟擊質(zhì)譜（EI-MS）

樣品需加熱氣化，離化，得到M+難氣化、易熱解的成份測不到M+

如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素電子轟擊質(zhì)譜圖(EI-MS)常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)--場解析質(zhì)譜

（FD-MS）

試樣稀液涂于鎢絲上作陽極，對面加陰極，高壓電場，使電離難氣化、易熱解的成份，可得到分子離子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：[M＋H-162]+、[M＋H-162-146]+苷元的碎片離子相對少場解析質(zhì)譜（FD-MS）常用質(zhì)譜及特點(diǎn)---快速原子轟擊質(zhì)譜

（FAB-MS）離子槍發(fā)射高能離子與另一中性粒子碰撞，交換電荷，

形成高速中性粒子，與樣品碰撞，使其電離難氣化、易熱解的成份，可得到分子離子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：[M＋H-162]+、[M＋H-162-146]+

可得到苷元的碎片快速原子轟擊質(zhì)譜（FAB-MS）MW:492常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS）

electrosprayionization

強(qiáng)靜電場使試樣電離，難氣化、易熱解、大分子、小分子，均可得到分子離子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

高分辨質(zhì)譜常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)---基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜（MALDI-MS）

matrix-assistedlaserdesorptionionization

用于研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易氣化的大分子物質(zhì)的分子量如多糖、蛋白、核酸等三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——3.紅外光譜（IR，infraredspectra）原理：化學(xué)鍵的振動(dòng)在紅外光區(qū)（4000～625cm-1）引起的吸收譜圖作用：特征頻率區(qū)（functionalgroupregion）

4000～1500cm-1————確定官能團(tuán)類型指紋區(qū)（fingerprintregion）

1500～600cm-1————構(gòu)象、構(gòu)型、取代模式等紅外光譜的八個(gè)峰區(qū)三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——4.紫外-可見吸收光譜（UV-vis)

原理電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)（、n）在紫外可見光區(qū)（200～700nm）引起的吸收譜圖作用對含有共軛雙鍵、α,β-不飽和羰基、芳香化合物的結(jié)構(gòu)鑒定有重要價(jià)值特定的吸收譜特征——骨架類型的判斷如：黃酮、香豆素、蒽醌加診斷試劑前后譜圖的規(guī)律性變化——取代圖式的推斷如：黃酮、香豆素三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法

——5.核磁共振（NMR）

（nuclearmagneticresonance）原理：

1H、13C等具有磁矩的原子在外加磁場中受電磁波照射，吸收一定能量電磁波，產(chǎn)生能級變化，引起核磁共振氫核磁共振（1H-NMR）碳核磁共振譜（13C-NMR）二維核磁共振譜（2D-NMR）3.氫核磁共振（1H-NMR）3.1核磁共振譜圖乙醚的1H-NMR譜圖—CH3—CH2—積分曲線氫核磁共振（1H-NMR）

應(yīng)用：提供H的類型、數(shù)目、相鄰原子團(tuán)的信息

四個(gè)參數(shù)：化學(xué)位移（）：1～10～20ppm——H的類型屏蔽效應(yīng)積分值/積分面積———同一環(huán)境下H的個(gè)數(shù)自旋偶合裂分的峰數(shù)———鄰位與其不等同的H的個(gè)數(shù)符合n+1律s,d,t,q偶合常數(shù)（J）———H核間的距離相隔鍵數(shù)：越少，J大，通常為3JH-H

二面角：越接近90°，J越小越接近0°、180°，J越大各類氫質(zhì)子的化學(xué)位移值范圍

131211109876543210RCH2-O=C-CH2-C=C-CH2-CCCH2-CH2--CH2-X-CH2-O--CH2-NO2C=C-HAr-HRCHORCOOH3.氫核磁共振（1H-NMR）3.2核磁共振譜圖乙醚的1H-NMR譜圖—CH3—CH2—積分曲線氫核磁共振（1H-NMR）氫的偶合與偶合常數(shù)(JH-H)：4Jac=1.6～2.0Hz4Jbc=0～1.5Hz烯丙偶合芳環(huán)上的偶合3Jab=6～10Hz4Jac=1～3Hz5Jad=0～1Hz例：C6H5CH2CH2OCOCH3的1H-NMR譜圖(苯氫)(與氧原子相連的亞甲基氫)(與羰基相連的甲基氫)38

碳譜（13C-NMR）碳譜為結(jié)構(gòu)解析提供的信息化學(xué)位移:1～250；分辨率高，譜線簡單，可觀察到季碳；可給出化合物骨架信息。缺點(diǎn)：測定需要樣品量多，測定時(shí)間長，13C信號靈敏度是1H信號的1/6000。而吸收強(qiáng)度一般不代表碳原子個(gè)數(shù)，與種類有關(guān)。39常見一些基團(tuán)值:

脂肪C:<50

連雜原子C:C-O,C-N40-100C-OCH3:50-60

糖上連氧C：60-90

糖端基C:90-110

炔C：60-90

芳香碳,烯碳:120-140

連氧芳碳,烯碳:140-170;其鄰位芳碳,烯碳：90-120C=O:160-220碳譜（13C-NMR）：化學(xué)位移值40C=O:160-220

酮：195－220