天然藥物化學(xué)-總論

喻玲玲天然藥物化學(xué)

MedicinalChemistryofNaturalProducts312分離純化混合物的方法先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)的方法3結(jié)構(gòu)鑒定的方法

知識回顧第一章總論

PandectChapter1Pandect31323IntroductionBiosynthesisExtractionandisolationtechnology4Structuralresearch

Morphine

PapaverSomniferumL.

止痛，麻醉1.Introductionl-ephedrineEphedraspp.(麻黃)

平喘、解痙作用1.Introduction1.IntroductionRutin

降低血管脆性，防高血壓和動(dòng)脈硬化的治療輔助藥.

Cocaine

FoliumCocoe（古柯）Procaine

1.IntroductionCamptothecinCamptothecaacuminataDecne.

抗腫瘤1.IntroductionTaxol

Taxusspp.

（紅豆杉）治療肺癌、卵巢癌、乳腺癌Qinghaosu

ArtemisiaannuaL.

抗惡性瘧疾1.Introduction1.IntroductionGuanfubaseAAconitumcoreanum抗心律失常一、天然藥物化學(xué)的內(nèi)涵（一）定義

天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科。

化學(xué)理論和方法

——化學(xué)理論是基礎(chǔ)

物理學(xué)方法

——有機(jī)化合物波譜學(xué)1.Introduction

（二）主要內(nèi)容主要化學(xué)成分類型主要研究二次代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)特征理化性質(zhì)提取分離結(jié)構(gòu)測定生物合成1.Introduction1.中草藥成分化學(xué)（ChemistryofConstituentsofChineseTraditionalandHerbalDrugs）中草藥中藥（三級標(biāo)準(zhǔn)收載）草藥（地方、民間習(xí)用）植物藥動(dòng)物藥礦物藥海洋生物微生物天然藥物（三）相關(guān)概念1.Introduction植物化學(xué)與農(nóng)、工、林、牧有關(guān)（國計(jì)民生）與醫(yī)藥有關(guān)（生物活性成分）一次代謝產(chǎn)物二次代謝產(chǎn)物中草藥成分化學(xué)天然藥物化學(xué)植物藥品化學(xué)植物生物化學(xué)2.植物化學(xué)

（Phytochemistry）3.天然產(chǎn)物化學(xué)（ChemistryofNaturalProducts)(IUPAC)4.天然有機(jī)化學(xué)

(ChemistryofNaturalOrganicCompounds)1.Introduction

2.有效部位（ActiveExtracts）

指具有生物活性的有效部位，如：總生物堿、總皂苷或總黃酮等。

3.無效成分（AnactiveConstituents）

與有效成分共存的其它成分

4.雜

質(zhì)**注釋：辯證理解上述術(shù)語的相互關(guān)系。小蘗堿（Berberine）(四)相關(guān)的術(shù)語1.有效成分（ActiveConstituents）單體化合物：1）能用分子式和結(jié)構(gòu)式表示

2）具有一定的理化常數(shù)

3）具有生物活性1.Introduction（五）相關(guān)課程

1.有機(jī)化學(xué)/無機(jī)化學(xué)

2.分析化學(xué)（有機(jī)分析/儀器分析）3.生藥學(xué)/藥用植物學(xué)

4.有機(jī)化合物波譜分析5.其他學(xué)科*注意：各門學(xué)科的相關(guān)性

天然藥物化學(xué)是藥學(xué)專業(yè)必修的一門專業(yè)課，需要多學(xué)科的系統(tǒng)知識。它設(shè)置在有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、光譜解析等課程之后。與下列課程有關(guān)：1.Introduction二、天然藥化的研究對象及其任務(wù)（一）主要研究對象

1.植物藥世界范圍中國湖北

高等植物13~15萬種，其中藥用植物約14500種以上。活性篩選僅占5%，化學(xué)成分研究則更少。

我國自然資源豐富，植物品種繁多，其中種子植物就有25700余種，藥用植物11800多種，常用5000余種。

中藥資源種類3970種，居全國第五位，湖北省中藥材計(jì)3200余種，占全國中藥材品種一半以上，年收購量占全國第六位。

評價(jià)：民族藥是一塊未開墾的處女地。

3.海洋生物

海洋占整個(gè)地球的表面的71%，蘊(yùn)藏著極其豐富的生物資源，是展現(xiàn)在人們面前的巨大天然庫，現(xiàn)在已成為研究的熱點(diǎn)。4.微生物（一）主要研究對象2.民族藥

我國有56個(gè)兄弟民族，其中少數(shù)民族55個(gè)，民族藥是中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)的重要組成部分。如：藏、蒙、維藥…….等約有1500余種。曾毓麟主編：

《中國民族藥志》

1.創(chuàng)新藥物的研究（包括先導(dǎo)化合物的改構(gòu)與全合成）

抗腫瘤藥物

心腦血管藥物

糖尿病藥物

愛滋病藥物

抗病毒藥物

老年性疾病藥物

免疫調(diào)節(jié)藥物

計(jì)劃生育藥物

急性熱病類藥物2.功能性食品用及相關(guān)產(chǎn)品

功能食品

天然色素

香料

美容化妝品3.中藥現(xiàn)代化的研究

1)

中藥資源的開發(fā)利用及其品質(zhì)評價(jià)的研究（包括仿生）2)復(fù)方中藥活性物質(zhì)及其作用機(jī)理的研究3)中藥材規(guī)范化種植（GAP）研究4)中藥標(biāo)準(zhǔn)提取物及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究（二）主要研究任務(wù)*據(jù)1981年統(tǒng)計(jì)，建國以來研制新藥104種，其中來自植物、動(dòng)物有效成分及

改構(gòu)共61種，占58.6%。

2.整理、發(fā)掘祖國醫(yī)藥學(xué)寶庫

生物活性成分或指標(biāo)性成分——防病治病原理的探索、新資源的開發(fā)和利

用、合理采集、妥善貯藏、合理炮炙、劑

型改進(jìn)、真?zhèn)舞b別、質(zhì)量控制

3.植物化學(xué)分類學(xué)的研究

利用植物的親緣相關(guān)性——改變傳統(tǒng)的形態(tài)分類方法

4.發(fā)展和豐富天然有機(jī)化學(xué)理論可卡因(Cocaine)普魯卡因(Procaine)天然藥物化學(xué)在藥學(xué)專業(yè)中的作用與地位1.尋找新藥或活性先導(dǎo)化合物天然藥物化學(xué)研究的意義：

一、天然化合物是治療疾病藥物的重要來源：

自古以來，天然藥物就是人類與疾病作斗爭的有利武器。目前，天然來源的藥物可分為：①原始天然化合物、②天然產(chǎn)物的半合成化合物、③基于天然產(chǎn)物的全合成化合物。

美國的處方藥中25%含有來源于植物的活性成分，13%和3%分別來源于微生物和動(dòng)物。

1991年最暢銷的藥物中有一半是天然化合物或其衍生物。

尤其是對于威脅人類健康的幾大殺手：癌癥、心血管病、愛滋病和老年癡呆癥的治療中，天然化合物的作用非常突出。1.Introduction二、天然活性化合物的合成、半合成及生物合成技術(shù)研究提供了不依賴自然資源的新藥。一些植物含有高活性的化合物，但含量極微，若開發(fā)利用，天然資源很塊就會枯竭。其合成、半合成及生物合成技術(shù)的研究是解決供需矛盾的途徑之一，如抗癌藥物紫杉醇的合成、半合成及生物合成技術(shù)的研究。

巴卡亭ⅢR=Ac去乙?；涂ㄍあ驲=H1.Introduction三、傳統(tǒng)中藥的深入研究使其在新藥開發(fā)中重新發(fā)揮重要作用。一些過去未知的植物微量成分被發(fā)現(xiàn)，其中不乏具有較強(qiáng)生物活性的成分，如人參和三七中的環(huán)肽，可能是一類新型活性成分；大蒜水溶性成分的研究，可為動(dòng)脈粥樣硬化疾病的新藥研究提供先導(dǎo)化合物。此外，某些植物作為藥用已有較長的歷史，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)了其化學(xué)成分的新活性，為這些植物增加了新的用途，如丹酚酸抗脂質(zhì)過氧化、抗?jié)冏饔?；苦楝楝烷化合物抗癌作用等?.Introduction天然藥化研究發(fā)展趨勢

1.快速morphine提取分離:1803-1806提出結(jié)構(gòu):1925合成證實(shí):19521.Introduction2.微量3.準(zhǔn)確經(jīng)典化學(xué)方法現(xiàn)代波譜方法50年代IR60年代1H-NMR70年代13C-NMR80年代2D-NMRMSX-ray

1.快速morphine提取分離:1803-1806提出結(jié)構(gòu):1925合成證實(shí):19522.微量經(jīng)典化學(xué)方法現(xiàn)代波譜方法50年代IR60年代1H-NMR70年代13C-NMR80年代2D-NMRMSX-ray學(xué)習(xí)《天然藥物化學(xué)》要求（一）基本骨架類型及其結(jié)構(gòu)特征

1.基本骨架

2.

主要活性化合物（二）各類成分的理化性質(zhì)

1.共性

1)鑒別反應(yīng)：(1)沉淀反應(yīng)，(2)顯色反應(yīng)

2)溶解性

3)酸堿性

2.特性（三）各類成分的提取分離方法

1.利用不同溶解度

2.利用不同酸堿性

3.利用層析分離法（四）各類成分的結(jié)構(gòu)測定方法

1.各類成分的主要化學(xué)反應(yīng)

2.主要成分的波譜特征理論和實(shí)踐并重特別注意Chapter1Pandect31323IntroductionBiosynthesisExtractionandisolationtechnology4Structuralresearch

植物一次代謝與生物合成過程三羧酸循環(huán)（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸CO2H2Ohυ

/葉綠素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羥酸丙酮酸乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代謝莽草酸苯丙素類芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸類δ-氨基乙酰丙酸2.Biosynthesis二、植物代謝及其代謝產(chǎn)物(一)一次代謝及其代謝產(chǎn)物

1.一次代謝

維持植物機(jī)體生命活動(dòng)的代謝過程叫一次代謝。

2.一次代謝產(chǎn)物

(primarymetabolites)

糖類

蛋白質(zhì)

脂質(zhì)

核酸

3.一次代謝產(chǎn)物的作用1）植物的營養(yǎng)物質(zhì)2）人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)2.Biosynthesis植物二次代謝與生物合成程三羧酸循環(huán)（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸鞣酸類CO2H2Ohυ

/葉綠素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羥酸丙酮酸乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代謝莽草酸苯丙素類芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸類萜類甾醇胡蘿卜素類生物堿類肽類含氮化合物香豆素、木脂（質(zhì)）素黃酮類δ-氨基乙酰丙酸核苷核苷酸類醌類膽堿卟啉類前列腺素類脂肪族及芳香族聚酮類二、植物代謝及其代謝產(chǎn)物(一)二次代謝及其代謝產(chǎn)物

1.二次代謝

以一次代謝產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物為原料（或前體），經(jīng)不同途徑進(jìn)一步合成的過程叫二次代謝。

2.二次代謝產(chǎn)物

(secondarymetabolites)

產(chǎn)生結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化、千奇百怪、珣麗多姿的化學(xué)物質(zhì)。

3.二次代謝產(chǎn)物的作用

1）維持植物的特性與特征

2）重要的藥物資源2.Biosynthesis二次代謝產(chǎn)物歸類二次代謝產(chǎn)物苷類非苷類（苷元）

+糖揮發(fā)油脂肪族萜類芳香酚類酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)中性物質(zhì)脂肪族芳香族香豆素類木脂素類木質(zhì)素類苯丙素類黃酮類醌類鞣質(zhì)植物甾醇強(qiáng)心苷皂苷單萜倍半萜二萜二倍半萜三萜多萜甾族萜類生物堿N族油脂主要的生物合成途徑1、醋酸-丙二酸途徑（AA-MA）

脂肪酸類、酚類、蒽酮類等由此途徑生成。2、甲戊二羥酸途徑（MVA）

萜類等3、桂皮酸及莽草酸途徑

苯丙素類、香豆素類、木質(zhì)素類、木脂體、黃酮類等。4、氨基酸途徑

生物堿類5、復(fù)合途徑2.Biosynthesis了解生物合成的意義(一)利用植物親緣相關(guān)性1.推測天然化合物的結(jié)構(gòu)2.定向?qū)ふ姨烊换钚猿煞?.植物化學(xué)分類(二)組織培養(yǎng)1.工業(yè)生產(chǎn)有效成分2.生物調(diào)控，提高活性成分含量2.BiosynthesisChapter1Pandect31323IntroductionBiosynthesisExtractionandisolationtechnology4Structuralresearch

中草藥化學(xué)成分的構(gòu)成特點(diǎn)1.同種植物含有多種結(jié)構(gòu)類型的化學(xué)成分苦參2.總成分含量少而種類多長春花黃酮類生物堿貝母生物堿萜類甾醇類3.有效成分含量低總生物堿含量1/千分離生物堿單體68種長春堿

3/萬長春新堿

3/百萬美登堿

2/千萬3.Extractionandisolationtechnology3.1研究準(zhǔn)備：品種鑒定（學(xué)名）、產(chǎn)地；文獻(xiàn)工作；

已知成分：結(jié)構(gòu)類型，確定提取、分離路線；

未知成分：系統(tǒng)預(yù)試驗(yàn)，活性跟蹤，定向分離；3.Extractionandisolationtechnology提取分離前的文獻(xiàn)調(diào)研1.立題著眼點(diǎn)1)為什么要立題2)怎樣做

2.了解前人的研究工作1)做過研究沒有?2)研究的深度和廣度

3.原植物的鑒定1)原植物的拉丁學(xué)名2)采集地點(diǎn)和時(shí)間3)藥及部位4)民間藥用情況3.Extractionandisolationtechnology3.2中藥活性成分的提取溶劑提取法3.Extractionandisolationtechnology水蒸氣蒸餾法升華法原理：與水蒸氣產(chǎn)生共沸點(diǎn)范圍：揮發(fā)油原理：遇熱揮發(fā)，遇冷凝固范圍：游離蒽醌原理：相似者相溶范圍：所有化學(xué)成分有機(jī)化合物分為三類:水溶性親脂性親水性苷類（黃酮、三萜、甾體等與糖的結(jié)合物）糖類、氨基酸蛋白質(zhì)、鹽類未成鹽的生物堿，未成苷的黃酮、蒽醌、萜類、甾體。3.Extractionandisolationtechnology有機(jī)溶劑分為三類:親水性有機(jī)溶劑水與溶劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)，常見溶劑極性強(qiáng)弱順序：石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇、甲醇、水3.Extractionandisolatiootechnology親脂性有機(jī)溶劑石油醚>環(huán)己烷>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水常用溶劑的性質(zhì)天然藥物各類成分的極性與提取溶劑的關(guān)系

溶劑的選擇：溶解度化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定安全、價(jià)廉、易回收3.Extractionandisolationtechnology3.Extractionandisolationtechnology浸漬法（冷浸）煎煮法（熱提）回流法（有機(jī)溶劑）連續(xù)提取法滲漉法（連續(xù)冷浸）溶劑提取方法:水蒸氣蒸餾法浸漬法：

水/稀醇，冷提滲漉法：

乙醇，冷提提取效率高，但溶劑用量大超聲提?。焊鞣N溶劑，可加熱，但所需溫度低煎煮法：

水回流提?。河袡C(jī)溶劑溶劑用量大連續(xù)回流提取：有機(jī)溶劑，索氏提取器溶劑反復(fù)利用3.Extractionandisolationtechnology溶劑提取方法:浸漬法3.Extractionandisolationtechnology優(yōu)點(diǎn)：操作簡單適用于熱敏性物質(zhì)的提取以及含有大量多糖、淀粉、樹膠、果膠和黏液質(zhì)的藥材的提取。缺點(diǎn)：耗時(shí)、耗溶劑、提取效率低注意：用水做溶劑浸漬時(shí)需加入有機(jī)溶劑防腐。滲漉法3.Extractionandisolationtechnology實(shí)驗(yàn)室簡單滲漉裝置

以稀乙醇或酸、水作溶劑，先浸后滲，提取效率高于浸漬法。但溶劑用量大，對原料粒度要求高。煎煮法：煎煮法是我國最早使用的傳統(tǒng)的浸出方法。所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時(shí)最好時(shí)常攪拌，以免局部藥材受熱太高，容易焦糊。有蒸汽加熱設(shè)備的藥廠，多采用大反應(yīng)鍋、大銅鍋、大木桶，或水泥砌的池子中通入蒸汽加熱。還可將數(shù)個(gè)煎煮器通過管道互相連接，進(jìn)行連續(xù)煎浸。3.Extractionandisolationtechnology回流提取法：

應(yīng)用有機(jī)溶劑加熱提取，需采用回流加熱裝置，以免溶劑揮發(fā)損失。一般保持沸騰約1小時(shí)后放冷過濾，再在藥渣中加溶劑，作第二、三次加熱回流分別約半小時(shí)，或至基本提盡有效成分為止。此法提取效率較冷浸法高，大量生產(chǎn)中多采用連續(xù)提取法。

3.Extractionandisolationtechnology連續(xù)回流提取法：應(yīng)用揮發(fā)性有機(jī)溶劑提取天然產(chǎn)物有效成分，不論小型實(shí)驗(yàn)或大型生產(chǎn)，均以連續(xù)提取法為好，而且需用溶劑量較少，提取成分也較完全。實(shí)驗(yàn)室常用脂肪提取器或稱索氏提取器。連續(xù)提取法，一般需數(shù)小時(shí)才能提取完全。提取成分受熱時(shí)間較長，遇熱不穩(wěn)定易變化的成分不宜采用此法。

3.Extractionandisolationtechnology回流提取法與連續(xù)回流提取法的區(qū)別3.Extractionandisolationtechnology3.Extractionandisolationtechnology超聲波提取法優(yōu)點(diǎn)：提取時(shí)間短，提取效率高，無需加熱缺點(diǎn)：提取規(guī)模小，雜質(zhì)含量高3.Extractionandisolationtechnology超臨界流體萃取法---CO2超臨界流體特性：①密度接近液體②流體在臨界點(diǎn)壓力或溫度的微小變化對溶解度產(chǎn)生巨大變化③傳質(zhì)性質(zhì)類似于氣體④蒸氣焓為零，節(jié)能優(yōu)點(diǎn)：不殘留有機(jī)溶劑，提取速度快，選擇適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟饶芴岣咛崛〉倪x擇性能，節(jié)省溶劑，無環(huán)境污染，低溫，適用于熱敏物質(zhì)，介質(zhì)可循環(huán)利用，可以聯(lián)用等。缺點(diǎn)：應(yīng)用范圍有限，如超臨界CO2僅對低分子量、低極性化合物提取率高；儀器造價(jià)高。3.Extractionandisolationtechnology

3.2

分離精制常用方法原理:3.Extractionandisolationtechnology4.物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離3.物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離2.物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離1.物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離3.Extractionandisolationtechnology1.利用溶解度差別進(jìn)行分離:1利用溫度不同引起溶解度的改變2改變混合溶劑的極性3調(diào)節(jié)溶液的pH值4沉淀法5鹽析法根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離

——（1）調(diào)節(jié)溫度

溫度不同——溶解度改變結(jié)晶、重結(jié)晶待純化物A+雜質(zhì)B、C加MeOH熱溶熱濾殘?jiān)–）濾液（A+B）冷置析晶母液（B）結(jié)晶（A）3.Extractionandisolationtechnology加另一種極性相差較大的溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質(zhì)沉淀析出A．水/醇法：除去水提液中的水溶性雜質(zhì)B．醇/水法：除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì)C．醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離

——（2）改變混合溶劑極性3.ExtractionandisolationtechnologyA．水/醇法——除去水提液中的水溶性雜質(zhì)中藥水提取液加數(shù)倍量濃醇靜置過夜母液（目標(biāo)成分）沉淀（水溶性雜質(zhì)）（如蛋白質(zhì)、多糖、果膠、粘液質(zhì)）3.ExtractionandisolationtechnologyB．醇/水法：除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì)中藥醇提取液加數(shù)倍水靜置過夜母液（目標(biāo)成分）沉淀（脂溶性雜質(zhì)）（如油脂、葉綠素等）3.ExtractionandisolationtechnologyC．醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷皂苷的醇溶液加數(shù)倍量乙醚，靜置母液（脂溶液雜質(zhì)）沉淀（皂苷）3.Extractionandisolationtechnology酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)pH——改變的分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛雀鶕?jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離

——

3.調(diào)節(jié)pH解離型/離子態(tài)游離型/分子態(tài)H+BH+BOH-H+A-HAOH-脂溶性水溶性3.Extractionandisolationtechnology酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)PH——改變分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛華．酸/堿法（酸提取堿沉淀法）：生物堿的提取、純化B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法）：黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化C.調(diào)節(jié)PH至等電點(diǎn)，沉淀蛋白根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離

——

3.調(diào)節(jié)pH3.ExtractionandisolationtechnologyA．酸/堿法（酸提取堿沉淀法）

——生物堿的提取、純化H+BH+BOH-醇提物浸膏（B）藥渣酸水提取液稀酸水提?。˙H+

）堿化沉淀（B）堿水液（水溶性雜質(zhì)）（脂溶性雜質(zhì)）3.Extractionandisolationtechnology藥材（HA）藥渣堿水提取液堿水提取（A-

）酸化沉淀（HA）酸水液（水溶性雜質(zhì)）（脂溶性雜質(zhì)）B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法）

——黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化H+A-HAOH-3.Extractionandisolationtechnology1.根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離

——（4）加沉淀劑粗組份酸水液無機(jī)酸鹽H2OH2S有機(jī)酸鹽重金屬硫化物有機(jī)酸有機(jī)溶劑萃取有機(jī)溶劑萃取生物堿3.Extractionandisolationtechnology分配比KK=CU/CL

分離因子ββ=KA/KB

（KA

KB）β

1001次萃取，基本分離10

β

10010

12次β

2100次以上β

1無法分離上層下層2.物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同3.ExtractionandisolationtechnologyK值與萃取次數(shù)成反比，即K值越大，萃取次數(shù)越少，反之越多b值越大，越易分離；b=1時(shí)，無法分離2.物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同A、液-液萃取法B、逆流連續(xù)萃取法C、逆流分配法（CCD）D、液滴逆流色譜法（DCCC）E、高速逆流色譜法（HSCCC）F、氣液分配色譜（GC或GLC）G、液-液分配色譜（LC或LLC）LC分配色譜載體主要有---硅膠、硅藻土、纖維素等；有正反相之分；壓力有低、中、高之分；載量有分析、制備之分。3.Extractionandisolationtechnologyβ

50A．有機(jī)溶劑/水B．有機(jī)溶劑/酸、堿水PH——物質(zhì)存在狀態(tài)——溶解性——KC．PH梯度萃取梯度調(diào)節(jié)PH，每次改變一種成分的存在狀態(tài)，依次分離缺點(diǎn)：手工操作繁瑣、溶劑用量大、易乳化

（A）簡單液液萃取法3.Extractionandisolationtechnology2.物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液-液界面現(xiàn)象，兩種不相溶的液體，如油與水，在容器中分成兩層，密度小的油在上層，密度大的水在下層。若加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┰趶?qiáng)烈的攪拌下，油被分散在水中，形成乳狀液，該過程叫乳化。3.Extractionandisolationtechnology靜置較長時(shí)間將乳化層抽濾輕度乳化可攪動(dòng)加于破壞將乳化層加熱或冷凍使之破壞分出乳化層加入少量電解質(zhì)滴加數(shù)滴醇類如戊醇改變表面張力逆流連續(xù)萃取3.Extractionandisolationtechnology萃取操作中的注意事項(xiàng)：

1）破壞乳化方法：較長時(shí)間放置；加入少量電解質(zhì)，如氯化鈉。

2）溶劑與水溶液應(yīng)保持一定量的比例，第一次萃取時(shí)，溶劑要多一些，一般為水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，一般為1/4-1/5。

3）一般萃取3～4次即可。但親水性較大的成分不易轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑層時(shí)，須增加萃取次數(shù)，或改變萃取溶劑。

3.Extractionandisolationtechnology3.物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離3.Extractionandisolationtechnology物理吸附化學(xué)吸附半化學(xué)吸附在天然有機(jī)化合物分離及精制工作中，吸附現(xiàn)象利用得十分廣泛。其中又以固-液吸附用得最多，分為：A.化學(xué)吸附

1）基本特點(diǎn)：有選擇性、不可逆吸附

2）基本原理：產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)

(1)酸性物質(zhì)與Al2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

(2)堿性物質(zhì)與硅膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

(3)Al2O3容易發(fā)生結(jié)構(gòu)的異構(gòu)化

3）應(yīng)盡量避免B.半化學(xué)吸附

1）基本特點(diǎn)：介于物理吸附和化學(xué)吸附之間

2）基本原理：以氫鍵的形式產(chǎn)生吸附3.物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離3.Extractionandisolationtechnology

C.物理吸附液-固物理吸附色譜運(yùn)用較多的一種方法，特別適用于很多中等分子量的樣品（分子量小于1，000的低揮發(fā)性樣品）的分離，尤其是脂溶性成分。一般不適用于高分子量樣品如蛋白質(zhì)、多糖或離子型親水性化合物等的分離。2.Extractionandisolationtechnology

1）基本規(guī)律：“相似者易于吸附”

2）基本特點(diǎn)：無選擇性、可逆吸附、快速

3）基本原理：吸附與解吸附的往復(fù)循環(huán)

4）三要素—吸附劑、溶質(zhì)(被分離物)、溶劑吸附再吸附解吸再解吸直至分離

A.物理吸附2.Extractionandisolationtechnology吸附色譜的分離效果，決定于:吸附劑(硅膠、氧化鋁、活性炭）、溶劑和被分離化合物的性質(zhì)這三個(gè)因素。2.Extractionandisolationtechnology

A.物理吸附吸附劑溶質(zhì)溶劑強(qiáng)弱強(qiáng)強(qiáng)中弱弱中中極性吸附劑(正相)吸附劑的吸附力一定時(shí)，溶質(zhì)極性越強(qiáng)，洗脫劑的極性也應(yīng)越強(qiáng)。非極性吸附劑(正相)吸附劑的吸附力一定時(shí)，溶質(zhì)極性越強(qiáng)，洗脫劑的極性越弱。3.Extractionandisolationtechnology硅膠是酸性吸附劑，適用于中性或酸性成分的色譜。同時(shí)硅膠也可吸附堿性化合物色譜用硅膠為一多孔性物質(zhì)，分子中具有硅氧烷的交鏈結(jié)構(gòu)，同時(shí)在顆粒表面又有很多硅醇基。吸附劑：硅膠吸附劑：氧化鋁3.Extractionandisolationtechnology

氧化鋁帶有堿性，對于分離一些堿性中草藥成分，如生物堿類的分離頗為理想。不宜用于醛、酮、酸、內(nèi)酯等類型的化合物分離。洗脫溶劑的選擇：3.Extractionandisolationtechnology

須根據(jù)被分離物質(zhì)與所選用的吸附劑性質(zhì)這兩者結(jié)合起來加以考慮。被分離物質(zhì)極性弱極性強(qiáng)極性吸附劑極性較弱弱極性強(qiáng)極性洗脫劑極性

大體上溶劑極性的大小可以根據(jù)介電常數(shù)的大小來判斷。介電常數(shù)越大，極性越強(qiáng)。溶劑的極性3.Extractionandisolationtechnology實(shí)驗(yàn)室中最常應(yīng)用的混合溶劑洗脫用溶劑的極性宜逐步增加，跳躍不能太大。3.Extractionandisolationtechnology化合物的極性及其強(qiáng)弱判斷3.Extractionandisolationtechnology官能團(tuán)的種類、數(shù)目、排列方式官能團(tuán)的極性強(qiáng)弱

極性強(qiáng)弱的判斷(與功能基的種類、數(shù)目多少和排列方式有關(guān))(1)親水性基團(tuán)與極性成正比，親脂性基團(tuán)與極性成反比；

(2)游離型化合物極性弱、具親脂性，解離型化合物極性強(qiáng)、具親水性；3.Extractionandisolationtechnology柱色譜（柱層析）3.Extractionandisolationtechnology一般為樣品量的30～60倍。樣品極性小、難以分離者，吸附劑用量可適當(dāng)提高到樣品量的100～200倍。柱色譜用的硅膠及氧化鋁通常以100～200目或200～300目為宜，或甚至直接采用薄層色譜用規(guī)格。慢中等快Temporalcourse淋洗液3.Extractionandisolationtechnology硅膠吸附柱色譜氧化鋁吸附柱色譜

A．吸附劑：30～60倍，有時(shí)100～200倍

B．裝柱：徑高比（d/h）1:15～1:20

干法裝柱/濕法裝柱

C．上樣：干法上樣/濕法上樣

D．洗脫：等度/梯度（洗脫劑極性遞增）

E．托尾：化學(xué)吸附：硅膠—堿性成分洗脫劑中加入堿氧化鋁—酸性成分洗脫劑中加入酸

F．洗脫系統(tǒng)的選擇：TLCRf=0.2～0.33.Extractionandisolationtechnology正相色譜與反相色譜柱色譜（柱層析）分配色譜法分配色譜法基本原理正相分配色譜反相分配色譜正相色譜極性物質(zhì)吸附強(qiáng)非極性物質(zhì)吸附弱后出先出反相色譜極性物質(zhì)吸附弱非極性物質(zhì)吸附強(qiáng)先出后出3.Extractionandisolationtechnology

加壓液相色譜特點(diǎn)加壓流動(dòng)相，流速快載體顆粒小，機(jī)械強(qiáng)度大，比表面極大耐壓柱材自動(dòng)檢測、收集、分部3.Extractionandisolationtechnology3.Extractionandisolationtechnology加壓液相色譜

聚酰胺吸附色譜法聚酰胺（poliamide）吸附屬于氫鍵吸附，是一種用途十分廣泛的分離方法，極性物質(zhì)與非極性物質(zhì)均可適用，但特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。3.Extractionandisolationtechnology聚酰胺氫鍵吸附能力大→小3.Extractionandisolationtechnology各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強(qiáng)順序水<

甲醇<丙酮<氫氧化鈉水溶液<

甲酰胺<

二甲基甲酰胺<

尿素水溶液3.Extractionandisolationtechnology

聚酰胺與酚類、醌類形成氫鍵締合的能力在水中最強(qiáng)，在含水醇中隨著醇濃度的增高而減弱，在高濃度醇或其它有機(jī)溶劑中則幾乎不締合。

大孔吸附樹脂3.Extractionandisolationtechnology吸附性：范德華引力或生成氫鍵的結(jié)果。篩選原理：本身多孔性結(jié)構(gòu)所決定。.大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的分離材料，根據(jù)吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附脂上經(jīng)一定的溶劑洗脫而分開。

樹脂洗脫液的選擇

3.Extractionandisolationtechnology

對非極性大孔吸附樹脂，洗脫劑極性越小，洗脫能力越強(qiáng)。對中等極性大孔樹脂和極性較大的化合物來說，則用極性較大的洗脫劑為佳。

根據(jù)吸附力強(qiáng)弱選用不同的洗脫劑及濃度。為達(dá)到滿意的效果，可通過幾種洗脫劑濃度的比較來確定最佳洗脫濃度。實(shí)際工作中甲醇、乙醇、丙酮應(yīng)用較多。4.物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離

凝膠滲透色譜法（gelpermeationchromatography）分子篩過濾（molecularsievefiltration）排阻色譜(exclusionchromatography）3.Extractionandisolationtechnology

利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法。樣品混合物中各個(gè)成分因分子大小各異，滲入至凝膠顆粒內(nèi)部的程度也不盡相同，故在經(jīng)歷一段時(shí)間流動(dòng)并達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后，即按分子由大到小順序先后流出并得到分離。

凝膠的種類與性質(zhì)①葡聚糖凝膠（Sephadex）②羥丙基葡聚糖凝膠（SephadexLH-20）③丙烯酰胺凝膠（Bio-GelP）④瓊脂糖凝膠（SepharoseBio-GelA）⑤羧甲基交聯(lián)葡聚糖凝膠（SP-Sephadex）⑥苯胺乙基交聯(lián)葡聚糖凝膠（QAe-Sephadex）

3.Extractionandisolationtechnology

根據(jù)物質(zhì)分子的大小進(jìn)行分離-分子排阻法 如葡萄糖凝膠(SephadexGandLH-20)過濾法等—OH—OCH2CH2CH2OH大分子化合物先濾出，小分子化合物后濾出。3.Extractionandisolationtechnology5.根據(jù)物質(zhì)解離程度不同的分離法-離子交換法基本原理:利用酸、堿化合物在解離狀態(tài)時(shí)與陰、陽離子樹脂產(chǎn)生離子交換的原理達(dá)到分離的方法。強(qiáng)酸：-SO3H 強(qiáng)堿：-N+(CH3)3Cl- 弱酸：-CO2H 弱堿：-NH2(NH,N)3.Extractionandisolationtechnology水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離

ⅠⅡ

堿性Ⅰ＜Ⅱ＜

ⅢⅢⅡⅠ堿性不同的生物堿的分離3.Extractionandisolationtechnology引起人工產(chǎn)物的因素：1）酶解影響2）溶劑的影響3）酸堿的影響4）色譜行為的影響5）光照的影響6）溫度的影響原生產(chǎn)物與人工產(chǎn)物(一)光照的影響3.Extractionandisolationtechnology1.酸的影響1)(二)酸堿的影響2)2.堿的影響3.Extractionandisolationtechnology(三)溫度的影響

高溫、高熱會引起化合物的氧化、聚合、樹脂化等結(jié)構(gòu)變化，顏色加深。(四)溶劑的影響3.Extractionandisolationtechnology(五)層析的影響

注意在Al2O3

柱層析時(shí)可能引起被分離物的結(jié)構(gòu)異構(gòu)化、分子重排等到變化，得到的是次生產(chǎn)物，而不是原生產(chǎn)物。如：3.ExtractionandisolationtechnologyChapter1Pandect31323IntroductionBiosynthesisExtractionandisolationtechnology4Structuralresearch結(jié)構(gòu)研究的特點(diǎn)：難于合成品結(jié)構(gòu)研究的總原則:盡可能不消耗或少消耗試樣波譜綜合分析與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比較必要時(shí)輔以化學(xué)手段4.structuralresearch結(jié)構(gòu)測定的一般程序純度鑒定推測母體結(jié)構(gòu)類型功能基情況分子量分子式的確定波譜、化學(xué)方法推測出結(jié)構(gòu)式人工合成進(jìn)行確認(rèn)

4.

structuralresearch結(jié)構(gòu)研究的主要程序一、天然產(chǎn)物化學(xué)成分的一般鑒定方法1.已知化合物鑒定的一般程序①測定樣品熔點(diǎn)，與已知品的文獻(xiàn)值對照，比較是否一致或接近。②測定樣品與標(biāo)準(zhǔn)品的混溶點(diǎn)，所測值不下降。③將樣品與標(biāo)準(zhǔn)品共薄層色譜或紙色譜，比較其Rf值是否一致。④測樣品的紅外光譜或標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較，是否完全一致。

4.

structuralresearch2.未知化合物的結(jié)構(gòu)測定方法①測定樣品的物理常數(shù)，如熔點(diǎn)或沸點(diǎn)，比旋度或折光率等，查文獻(xiàn)，初步判斷樣品是已知還是未知物，若是未知物，按以下程序：②進(jìn)行檢識反應(yīng)，確定樣品是哪個(gè)類型的化合物，如生物堿、黃酮、強(qiáng)心苷等③分子式的測定，通過元素分析和分子量的測定，計(jì)算其分子式。④結(jié)構(gòu)分析，測樣品的UV、IR、MS、NMR⑤結(jié)構(gòu)驗(yàn)證一、天然產(chǎn)物化學(xué)成分的一般鑒定方法

4.

structuralresearch4.structuralresearch

1）純化和干燥化合物的樣品

a)均一晶形、明確敏銳熔點(diǎn)(熔距＜2℃)

b)三種展開系統(tǒng)均顯示單一斑點(diǎn)

c)HPLC、GC分析4.structuralresearch2）通過文獻(xiàn)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)類型文獻(xiàn)檢索、調(diào)研工作貫穿結(jié)構(gòu)研究工作的整個(gè)過程。利用中、外文主題索引按中藥拉丁文學(xué)名進(jìn)行檢索，來獲得已分出化合物的種類、個(gè)數(shù)、性質(zhì)、用到的提取方法、提取溶劑、色譜的溶劑系統(tǒng)、生物活性等信息。（CA）已知化合物，還需做混合熔點(diǎn)測定和混合的IR光譜；未知化合物，需按測定程序進(jìn)行，如有不對稱中心，還需測定絕對構(gòu)型。4.structuralresearch3）測定分子式、計(jì)算不飽和度

a)元素分析＋分子量

b)同位素豐度比率

c)HR-MS（精確到小數(shù)點(diǎn)后三位）刺果甘草中分離的一白色結(jié)晶元素定性分析：含有C,H,O元素定量分析:C79.35%,H10.21%,O10.44%原子比為10.16：15.58：1，約化為10：16：1質(zhì)譜得到其分子量為456所以最后確定其分子式為C30H48O34.structuralresearch不飽和度Ω：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例：C30H48O3，Ω=74.structuralresearchUVIRMSNMR四大光譜4.structuralresearchUV：判斷分子結(jié)構(gòu)中是否存在共軛體系IR：確定分子結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)MS：可確定分子量，計(jì)算分子式，解析分子結(jié)構(gòu)NMR1H-NMR：可以得知共振原子的相對數(shù)目及化學(xué)環(huán)境13C-NMR：推導(dǎo)化合物的基本骨架4.structuralresearch4.structuralresearch4）MassSpectrum(MS)質(zhì)譜法(MassSpectrometry,MS)：應(yīng)用多種離子化技術(shù)，將物質(zhì)分子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)離子并按質(zhì)荷比(m/z)大小進(jìn)行分離并記錄其信息，從而進(jìn)行物質(zhì)和結(jié)構(gòu)分析的方法。離子源：電子轟擊（EI),化學(xué)電離（CI),電噴霧（ESI)等靈敏度高響應(yīng)時(shí)間短，分析速度快信息量大4.structuralresearch4）MassSpectrum(MS)離子源：電子轟擊（EI),化學(xué)電離（CI),電噴霧（ESI)等作用：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及裂解方式鑒別是否為同一物質(zhì)

4.

structuralresearch5）Infraredspectra（IR)

提供結(jié)構(gòu)中官能團(tuán)、骨架等信息。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、取代模式等測定范圍：波數(shù)625～4000cm-1之間，其中1500cm-1以上為化合物的特征基團(tuán)區(qū)，1500-600cm-1為指紋區(qū)。作用：主要用于定性分析，功能基的確認(rèn)，芳環(huán)取代類型的判斷等。優(yōu)點(diǎn)：

任何氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)樣品均可測定；

每種化合物都有紅外吸收；

常規(guī)紅外光譜儀價(jià)格低廉；

4.

structuralresearch5）Infraredspectra（IR)

紅外光譜的吸收區(qū)域可簡單分為如下幾部分：（1）3750-2500cm-1：各類X-H單鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)，如N-H、O-H、C-H。（2）2500-2000cm-1：叁鍵和積累雙鍵的伸縮振動(dòng)區(qū)。（3）2000-1300cm-1：雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)。（4）1300-1000cm-1：包括C-C、C-O、C-N、C-F等單鍵的伸縮振動(dòng)和碳硫、氧硫、磷氧等雙鍵的伸縮振動(dòng)。（5）1000-667cm-1：包括C-H的彎曲振動(dòng)。在鑒別鏈的長、短，烯烴雙鍵取代程度、構(gòu)型及苯環(huán)取代基位置等方面，提供有用的信息。

4.

structuralresearch紅外光譜的主要基頻峰區(qū)段

羥基羰基特征區(qū)指紋區(qū)

4.

structuralresearch-OH-C-O-CH3OH特征基團(tuán)區(qū)指紋區(qū)三要素：位置、強(qiáng)度、峰形-OHCH3OHC=O●如果被測定物是已知物，只要和已知對照品做一張共紅外光譜圖，二者紅外光譜完全一致則為同一物質(zhì)；●如無對照品也可檢索有關(guān)紅外光譜數(shù)據(jù)圖譜文獻(xiàn)。

4.

structuralresearch

4.

structuralresearch6）Ultravioletabsorptionspectra（UV）提供共軛雙鍵、α,β-不飽和羰基、芳環(huán)等信息。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、香豆素生色團(tuán)：產(chǎn)生紫外吸收的不飽和基團(tuán)，如C=C,C=O,O=N=O等；助色團(tuán)：其本身是飽和基團(tuán)（常含有雜原子），它連到生色團(tuán)上時(shí)，能使后者吸收波長變長或吸收強(qiáng)度增加，如-OH,-NH2,-Cl等；深色位移：由于基團(tuán)取代或溶劑效應(yīng)，最大吸收波長變長，也叫紅移（redshift）；淺色位移：由于基團(tuán)取代或溶劑效應(yīng)，最大吸收波長變短，也叫