天然藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)研究

天然藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)研究第1頁/共26頁第一章總論31323緒論提取分離的方法結(jié)構(gòu)研究方法第2頁/共26頁

從天然物中分離到化合物單體后,需進行結(jié)構(gòu)鑒定,方法有文獻調(diào)研、化學(xué)法、波譜法等。1）純化和干燥化合物的樣品

a)均一晶形、明確敏銳熔點

b)三種展開系統(tǒng)均顯示單一斑點

c)HPLC、GC分析四、結(jié)構(gòu)研究方法第3頁/共26頁2）通過文獻調(diào)研，理化常數(shù)和化學(xué)定性分析等初步判斷化合物結(jié)構(gòu)類型3）測定分子式、計算不飽和度

a)元素分析

b)同位素豐度比率

c)HR-MS

不飽和度：Ω

=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1四、結(jié)構(gòu)研究方法第4頁/共26頁

4）確定分子中含有的官能團、結(jié)構(gòu)片段、基本骨架。

UV、IR、NMR、MS等UV：共軛雙鍵、α-β不飽和羰基、芳香化合物IR：特征官能團：羥基、羰基、雙鍵、芳環(huán)等NMR：化學(xué)位移(δ)、積分面積、偶合常數(shù)(J)MS：EI-MS、ESI-MS、FD-MS、FAB-MS

四、結(jié)構(gòu)研究方法第5頁/共26頁

5）推斷并確定分子的平面結(jié)構(gòu)化學(xué)溝通6）推斷并確定分子的主體結(jié)構(gòu)構(gòu)型與構(gòu)象

CD、NOE譜、X-Ray衍射、人工合成四、結(jié)構(gòu)研究方法第6頁/共26頁第7頁/共26頁

其中最常用的有四大譜：分別是紫外光譜（Ultravioletspectroscopy縮寫為UV）、紅外光譜（Infraredspectroscopy縮寫為IR）、核磁共振譜（Nuclearmagneticresonance縮寫為NMR）和質(zhì)譜（Massspectroscopy縮寫為MS）。第8頁/共26頁X光真空紫外區(qū)近紫外區(qū)紫藍青綠黃橙紅近紅外區(qū)遠紅外區(qū)無線電波可見光區(qū)100nm200nm400nm800nm20mm500mm光波區(qū)域10-1010-810-610-410-2100102wavelength(cm)

g-rays

x-rays

UVVIS

IR

m-waveradio第9頁/共26頁

分子中電子躍遷（從基態(tài)至激發(fā)態(tài)）。其中，n-π*、π-π*躍遷可因吸收紫外光及可見光所引起，吸收光譜將出現(xiàn)在光的紫外區(qū)和可見區(qū)（200~700nm）。200nm400700nm

紫外區(qū)（UV）可見區(qū)（VIS）紫外光譜（UV）紫外—可見光譜（UV-VIS）——共軛體系特征第10頁/共26頁應(yīng)用：推斷化合物的骨架類型——共軛系統(tǒng)，。取代基團的推斷。如加入診斷試劑推斷黃酮的取代模式（類型、數(shù)目、排列方式）用于含量測定（以最大吸收波長作為檢測波長進行含量測定）。第11頁/共26頁

紅外光譜（IR）分子中價鍵的伸縮及彎曲振動所引起的吸收而測得的吸收圖譜，稱為紅外光譜。40003600300015001000625cm-1特征頻率區(qū)指紋區(qū)特征官能團的鑒別化合物真?zhèn)蔚蔫b別第12頁/共26頁紅外光譜(IR)的八個重要區(qū)段3300~3000弱吸收烯氫、芳氫、強吸收O-H、N-H3000~2700飽和C-H2400~2100不飽和三鍵1900~1650C=O及其衍生物1680~1500C=C及芳香核骨架震動、C=N等1500~1300飽和C-H面內(nèi)彎曲振動1000~650不飽和C-H面外彎曲振動第13頁/共26頁應(yīng)用：1.含氧官能團的判斷；2.含氮官能團的判斷；3.有關(guān)芳香環(huán)的信息；4.確定炔烴、烯烴，特別是雙鍵類型的判斷。第14頁/共26頁氫譜信息參數(shù)：化學(xué)位移（δ）、峰面積、峰裂分（s、d、t、q、m）及偶合常數(shù)（?）

—化學(xué)位移

(chemicalshift)：與質(zhì)子的化學(xué)環(huán)境（誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、各向異性效應(yīng)等）。

—偶合常數(shù)

(couplingconstant)與裂分峰形。

—積分曲線

(integrationline)。幫助了解分子中質(zhì)子的類型、連接方式以及數(shù)目ＧGHＧＨ

核磁共振氫譜（1H-NMR）第15頁/共26頁1化學(xué)位移δ(Chemicalshift)(以四甲基硅烷TMS為內(nèi)標(biāo)物，將其化學(xué)位移定為0，測定各質(zhì)子共振頻率與它的相對距離，這個相對值稱為化學(xué)位移），一般δ1-10ppm與1H核所處的化學(xué)環(huán)境（1H核周圍的電子云密度）有關(guān)電子云密度大，處于高場，δ值小電子云密度小，處于低場，δ值大第16頁/共26頁~0.9-C-CH3

~1.8-C=C-CH3~2.1-COCH3

~3.0-NCH3

~3.7-OCH3

11109876543210-COOH-CHOAr-H-C=C-H常見結(jié)構(gòu)的化學(xué)位移大致范圍(δ(δppm)第17頁/共26頁2偶合常數(shù)J(Couplingconstant)

因偶合使信號發(fā)生分裂,表現(xiàn)出不同的裂分,如s(單峰),d(二重峰),t(三重峰),q(四重峰)等。磁不等同兩個或兩組1H核在一定距離內(nèi)相互自旋偶合干擾，發(fā)生的分裂所表現(xiàn)出的不同裂分符合n+1規(guī)律(n=磁等同質(zhì)子的數(shù)目)用偶合常數(shù)（J）表示峰裂分的數(shù)目峰裂分的距離不同系統(tǒng)偶合常數(shù)(JHz)大小s單峰d雙峰t三重峰q四重峰m多重峰第18頁/共26頁3積分曲線

也稱積分面積，與分子中的總質(zhì)子數(shù)相當(dāng)。

化學(xué)位移積分值偶合裂分第19頁/共26頁NOE效應(yīng)

選擇的照射一種質(zhì)子使其飽和，則與該質(zhì)子在立體空間位置上接近的另一個或數(shù)個質(zhì)子信號強度增高的效應(yīng)稱為核Overhauser效應(yīng)，簡稱NOE。

NOE主要用來確定兩種質(zhì)子在分子立體空間結(jié)構(gòu)中是否距離相近，若存在NOE，則表示相近；NOE越大，則兩者在空間的距離就越近。NOE是確定分子中某些基團的位置，立體構(gòu)型和優(yōu)勢構(gòu)象的重要手段之一。第20頁/共26頁核磁共振氫譜在綜合光譜解析中的作用核磁共振氫譜(1H—NMR)在綜合光譜解析中主要提供化合物中所含⒈質(zhì)子的類型：說明化合物具有哪些種類的含氫官能團。⒉氫分布：說明各種類型氫的數(shù)目。⒊核間關(guān)系:氫核間的偶合關(guān)系與氫核所處的化學(xué)環(huán)境指核間關(guān)系可提供化合物的二級結(jié)構(gòu)信息，如連結(jié)方式、位置、距離；結(jié)構(gòu)異構(gòu)與立體異構(gòu)(幾何異構(gòu)、光學(xué)異構(gòu)、構(gòu)象)等)。

三方面的結(jié)構(gòu)信息。第21頁/共26頁核磁共振碳譜(13C—NMR)碳譜與氫譜類似，也可提供化合物中

1.碳核的類型、

2.碳分布、

3.核間關(guān)系三方面結(jié)構(gòu)信息。

主要提供化合物的碳“骨架”信息。碳譜的各條譜線一般都有它的惟一性，能夠迅速、正確地否定所擬定的錯誤結(jié)構(gòu)式。碳譜對立體異構(gòu)體比較靈敏，能給出細微結(jié)構(gòu)信息。

核磁共振碳譜（13C-NMR）第22頁/共26頁不同13C核δC大小與13C核所處的化學(xué)環(huán)境（周圍電子云密度）有關(guān)用于13C核類型的推斷(δCppm)150~220(c=o)200150100500c=cAr50~80(c-o)飽和碳原子（0~60）主要結(jié)構(gòu)13C核δC的大致范圍第23頁/共26頁電子轟擊質(zhì)譜（EI-MS）：目前常用。但對于熱敏成分及難于氣化的成分（醇、糖苷、部分羧酸等）大分子物質(zhì)（多糖、肽類）難以氣化測不到分子離子峰亦無法測得分子量解決措施

質(zhì)譜（MASS）第24頁/共26頁電離新方法（樣品不必加熱氣化而直接