天然產(chǎn)物化學(xué)課件

緒論

天然產(chǎn)物是包括了存在于陸生動(dòng)植物、海洋生物和微生物體內(nèi)各類物質(zhì)成分，甚至還可以包括人與動(dòng)物體內(nèi)許多內(nèi)源性成分（包括天然藥物、天然樹脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等），是由各種化學(xué)成分所組成的復(fù)雜體系。一、

天然產(chǎn)物化學(xué)的含義及研究?jī)?nèi)容在陸生植物體內(nèi)的主要成分就有：生物堿、萜類、甾體、苷類、黃酮類、蒽醌類、糖類、蛋白質(zhì)、脂類等等。

（1）在藥理和生物學(xué)角度來看是指有生物活性的物質(zhì)，這種物質(zhì)在化學(xué)上能用分子式和結(jié)構(gòu)式來表示，并具有一定的物理常數(shù)；天然產(chǎn)物有效成分（activecompound）（2）在食品領(lǐng)域中，有效成分的范疇可擴(kuò)展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營養(yǎng)成分、天然食品添加劑成分等。天然產(chǎn)物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)的理論與方法研究天然產(chǎn)物中化學(xué)成分的一門學(xué)科。二

、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史1、1769年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分離出酒石酸。苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、沒食子酸（1786）等有機(jī)酸類物質(zhì)。2、明代李延的《醫(yī)學(xué)入門》（1575）中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。書中謂“五倍子粗粉，并礬、曲和勻，如作酒曲樣，入瓷器遮不見風(fēng)，侯生白取出?！?、《本草綱目》卷39中則有“看藥上長(zhǎng)起長(zhǎng)霜，則藥已成矣”的記載。這里的“生白”、“長(zhǎng)霜”均為沒食子酸生成之意，是世界上最早制得的有機(jī)酸，比舍勒的發(fā)明早了二百年。4、《本草綱目》卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至18世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。

5、從藥用動(dòng)植物中提取活性成分則始于19世紀(jì)。第一個(gè)被提取的成分是嗎啡堿（一種異喹啉生物堿），于1806年由法國化學(xué)家F·澤爾蒂納自鴉片中提取。嗎啡是鴉片中最主要的生物堿(含量約10-15%)，1806年法國化學(xué)家F·澤爾蒂納首次從鴉片中分離出來。7、20世紀(jì)50年代先后自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平，以及從降血糖藥長(zhǎng)春花中獲得抗癌活性成分春花堿，成為兩個(gè)很有價(jià)值的藥物，引起了各方的重視。

6、此后的數(shù)十年間發(fā)掘了大量民間藥中的活性成分，如土根堿、奎寧、辛可寧、番木鱉堿、咖啡因、阿托品毛地黃強(qiáng)心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物堿居多，都具有顯著的生理活性，可以代表其原生藥，多數(shù)至今仍用作藥物。但當(dāng)時(shí)只能利用分餾和重結(jié)晶來純化單體成分。

8、1960年左右開始了對(duì)海洋天然產(chǎn)物的研究9、20世紀(jì)80年代以來，由于分子生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，為有效成分的提取和功能研究提供了新方法。天然藥物化學(xué)的發(fā)展有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。其一是1930年前后，由于微量元素分析法的導(dǎo)入，試料量降至毫克水平，推進(jìn)了天然成分的分析工作。其二是1960年代前后，各種層析方法的興起，使微量天然新成分的分離純化簡(jiǎn)便易行。同時(shí)紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜等新技術(shù)問世，結(jié)構(gòu)研究工作趨向微量，快速和準(zhǔn)確。新技術(shù)的興起使研究天然產(chǎn)物化學(xué)成分的周期大大縮短。

總之，

大自然是一個(gè)天然藥庫，中國用中草藥治病已有數(shù)千年的歷史和經(jīng)驗(yàn)，這筆寶貴遺產(chǎn)亟待整理。三、研究天然產(chǎn)物化學(xué)的意義

研究天然產(chǎn)物化學(xué)有助于人類從分子層面全面了解和認(rèn)識(shí)天然產(chǎn)物，從而通過人工培養(yǎng)或人工合成的方式定向獲得大批量的目標(biāo)產(chǎn)物并造福人類。這些目標(biāo)產(chǎn)物可能是藥物，用于幫助人類與疾病作斗爭(zhēng)，保障人類的健康，提高人類的生存質(zhì)量；也可能是有特種功能的物質(zhì)，對(duì)人類生活提供方便；也為我們更好地認(rèn)識(shí)自然和利用自然，提供了一個(gè)渠道。21世紀(jì)的今天，人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到天然產(chǎn)物及其改性產(chǎn)物所具有的獨(dú)特性質(zhì)與功效是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。

四、研究天然產(chǎn)物的一般方法和程序

1、天然藥物有效成分的提取2、天然藥物有效成分的分離和純化3、天然藥物有效成分的分子結(jié)構(gòu)鑒定

4、天然產(chǎn)物有效成分毒理學(xué)、藥效學(xué)評(píng)價(jià)

五、中藥及天然藥物化學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景眾所周知，從“神農(nóng)嘗百草”至今，中華民族幾千年來之所以能夠繁衍昌盛、綿延不斷，靠的就是中醫(yī)中藥。中醫(yī)中藥在臨床應(yīng)用了幾千年，其療效經(jīng)過了實(shí)踐的檢驗(yàn)，并成為世界文化的一朵奇葩。但是由于生產(chǎn)工藝比較落后，質(zhì)量監(jiān)控亟待改進(jìn)，特別是中醫(yī)獨(dú)特的哲學(xué)思想使一般西方人難以理解，成為中藥產(chǎn)品在全世界進(jìn)一步推廣發(fā)展的嚴(yán)重障礙。所以，新藥研究與開發(fā)成為當(dāng)今十分重要和緊迫的課題。

中國的天然藥物資源情況

在中國，天然藥物有中藥、草藥、民族藥物及民間藥、地方習(xí)慣用藥等。而且，中藥多不單用，絕大多數(shù)是按照一定的組方規(guī)律配伍應(yīng)用，構(gòu)成復(fù)方（或方劑），傳到近鄰日本，則稱為“漢方藥”。同樣的藥材，由于組方配伍不同，在療效及副作用方面都會(huì)有所差別。實(shí)際上。這也就構(gòu)成了不同的藥物。這一點(diǎn)可以說是中藥最大的特點(diǎn)?，F(xiàn)在有據(jù)可查的中藥總數(shù)有6000余種（實(shí)際常用中藥僅300余種），但由之構(gòu)成的中藥復(fù)方（方劑）數(shù)量則大約是它的十倍。

從活性提取物出發(fā)，進(jìn)一步采用生物活性跟蹤分離方法（bioactivity一guidedisolation）追蹤分離到活性成分單體并測(cè)定其結(jié)構(gòu)。所得到的活性成分單體進(jìn)行進(jìn)一步的藥效、毒性、質(zhì)量監(jiān)控研究之后，或直接開發(fā)成新藥，或進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾后開發(fā)成新藥，或只作為先導(dǎo)化合物（leadingcompounds）進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造后制成新藥。這樣做成的新藥可以用作藥物療法(pharmacotherapy）。典型實(shí)例如：morphine、taxol等。當(dāng)然，這一階段的工作能否成功，關(guān)鍵在于能否從天然資源中得到盡可能多的新的活性化合物。沒有新的活性化合物，新藥研究就成了無源之水、無本之木。怎樣才能得到更多的新的生物活性化合物呢？這里簡(jiǎn)單概括了世界各國的成功經(jīng)驗(yàn)。對(duì)中國來說，從已有長(zhǎng)期臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的中藥出發(fā)去尋找新的活性成分將會(huì)是一條成功的捷徑。

現(xiàn)在，介紹一種新的從天然藥物中篩選生物活性化合物的方法。這種方法最先由日本北海道藥科大學(xué)鹿野教授提出，其基本設(shè)想是：中藥化學(xué)成分雖然多種多樣，但是當(dāng)作為口服藥物應(yīng)用時(shí)，只有那些能被吸收的成分才是活性成分研究的目標(biāo)。具體的研究方法是將藥材的水或醇提取物給大鼠口服投藥，隨后在間隔一定時(shí)間后分別收集血清、尿及膽汁樣品，測(cè)定它們的3D－HPLC圖譜，比較投藥前后的差別。隨后分離純化投藥之后在血清、尿及膽汁樣品中出現(xiàn)的新成分，鑒定它們的結(jié)構(gòu)，探討它們的活性，研究這些成分的藥物動(dòng)力學(xué)及藥理學(xué)。通常認(rèn)為，通過這種途徑發(fā)現(xiàn)的活性化合物才可能是真正的活性成分。當(dāng)然，它們可能原本就存在于中藥及天然藥物中，但也可能是在體內(nèi)吸收、代謝過程中形成的人工產(chǎn)物。

（4）中藥多作為復(fù)方形式在臨床配伍應(yīng)用，但中藥復(fù)方發(fā)揮作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及其組方原理基本上還沒有作為天然藥物化學(xué)的研究課題。六、中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題（l）某些化學(xué)家只對(duì)新化合物有興趣。迄今所研究過的中藥中，只有很小的百分比是為了研究活性化合物；（2）即便是通過活性追蹤方法研究的中藥，通常也只是利用一種類型的活性篩選模型，無法反應(yīng)中藥的綜合藥理作用。（3）大多數(shù)中藥民間常用以水煎方式進(jìn)行口服，然而化學(xué)工作者較少注意進(jìn)行水溶性成分的研究；

（5）中藥有著多方面的藥理作用，且一般通過調(diào)節(jié)人體的整體平衡發(fā)揮療效。但迄今為止，在追蹤活性成分時(shí)，人們多只采用單一的活性篩選體系。因此很難說得到的所謂“活性成分”是代表中藥臨床療效的真正的活性成分。

（6）人體內(nèi)源性環(huán)境對(duì)中藥化學(xué)成分的影響也很少考慮或幾乎不予考慮。因此，所得到的“活性化合物”可能是真正的活性成分，也很有可能僅僅是前體藥物。（7）從中藥成天然藥物中得到的活性成分，往往未做進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)修飾或者結(jié)構(gòu)改造，并就結(jié)構(gòu)——活性相關(guān)問題進(jìn)行深入探討，對(duì)創(chuàng)新藥物的貢獻(xiàn)不大。研究成果也未能更好地用于指導(dǎo)中藥制劑的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，對(duì)推動(dòng)中藥現(xiàn)代化起的作用不大。

七、中國中藥及天然藥物化學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)及展望

（l）化學(xué)家將更多注意研究活性成分，如：活性成分的研究將取代一般化學(xué)成分研究；比起對(duì)發(fā)現(xiàn)新結(jié)構(gòu)來說，將更多注意發(fā)現(xiàn)新的活性；將會(huì)更多注意水溶性及醇溶性成分的研究；生物活性跟蹤分離方法將成為研究天然活性成分的主流；

（2）為了得到真正的活性成分，將采用多指標(biāo)活性篩選體系，并且化學(xué)成分的體內(nèi)代謝也應(yīng)給予更多考慮；

主要內(nèi)容一、天然產(chǎn)物有效成分提取方法的原理——溶劑提取法與水蒸氣蒸餾法的原理、操作及其特點(diǎn)二、天然產(chǎn)物有效成分分離與精制——天然產(chǎn)物有效成分各種分離方法的原理三、化合物的純度測(cè)定四、結(jié)構(gòu)研究的主要程序五、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法——UVIRMSNMR第一節(jié)天然有效成分的提取溶劑法水蒸氣蒸餾法

升華法

一、溶劑提取法

1、溶劑提取法及其原理

根據(jù)“相似相溶”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，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。

溶劑提取法是根據(jù)天然產(chǎn)物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對(duì)活性成分溶解度大，對(duì)不需要溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分從藥材組織內(nèi)溶解出來的方法。

2、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

比水重的有機(jī)溶劑：氯仿與水分層的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷~正丁醇能與水分層的極性最大的有機(jī)溶劑：正丁醇與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑：丙酮~甲醇極性最大的有機(jī)溶劑：甲醇極性最小的有機(jī)溶劑：環(huán)己烷介電常數(shù)最小的有機(jī)溶劑：石油醚常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機(jī)溶劑：正丁醇溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑：乙醇運(yùn)用溶劑提取法的關(guān)鍵，是選擇適當(dāng)?shù)娜軇Ｈ軇┻x擇適當(dāng)，就可以比較順利地將需要的成分提取出來。選擇溶劑要注意以下三點(diǎn)：①溶劑對(duì)有效成分溶解度大，對(duì)雜質(zhì)溶解度小；②溶劑不能與中藥的成分起化學(xué)變化；③溶劑要經(jīng)濟(jì)、易得、使用安全等。3、溶劑的選擇4、各種溶劑提取法

連續(xù)回流提取法等

浸漬法滲漉法煎煮法回流提取法浸漬法：浸漬法系將天然產(chǎn)物粉末或碎塊裝人適當(dāng)?shù)娜萜髦?，加入適宜的溶劑（如乙醇、稀醇或水），浸漬藥材以溶出其中成分的方法。滲漉法：滲漉法是將天然產(chǎn)物粉末裝在滲漉器中，不斷添加新溶劑，使其滲透過藥材，自上而下從滲漉器下部流出浸出液的一種浸出方法。01溶劑罐02變頻物料泵03快速滲漏機(jī)04流量計(jì)05滲濾液罐06可調(diào)試電加熱水箱07熱水泵08高效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器09濃縮液罐10冷凝器11冷卻器12受卻器13真空泵14控制柜01溶劑罐02變頻物料泵03快速滲漏機(jī)04流量計(jì)05滲濾液罐06可調(diào)試電加熱水箱07熱水泵08高效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器09濃縮液罐10冷凝器11冷卻器12受卻器13真空泵14控制柜01溶劑罐02變頻物料泵

03快速滲漏機(jī)

04流量計(jì)

05滲濾液罐

06可調(diào)試電加熱水箱

07熱水泵

08高效旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器

09濃縮液罐

10冷凝器

11冷卻器

12受卻器

13真空泵

14控制柜

SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組工藝流程圖

SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組工藝流程圖

SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組煎煮法：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。

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。小量操作時(shí)，可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器。溶劑浸過藥材表面約1～2cm。在水浴中加熱回流，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。

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(zhǎng)，遇熱不穩(wěn)定易變化的成分不宜采用此法。

提取方法溶劑操作提取效率使用范圍備注浸漬法水或有機(jī)溶劑不加熱效率低各類成分，尤遇熱不穩(wěn)定成分出膏率低，易發(fā)霉，需加防腐劑滲漉法有機(jī)溶劑不加熱—脂溶性成分消耗溶劑量大，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)煎煮法水直火加熱—水溶性成分易揮發(fā)、熱不穩(wěn)定不宜用回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱—脂溶性成分熱不穩(wěn)定不宜用，溶劑量大連續(xù)回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱節(jié)省溶劑、效率最高親脂性較強(qiáng)成分用索氏提取器，時(shí)間長(zhǎng)二、

水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法，適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的天然產(chǎn)物成分的提取。此類成分的沸點(diǎn)多在100℃以上，與水不相混溶或僅微溶，且在約100℃時(shí)存一定的蒸氣壓。當(dāng)與水在一起加熱時(shí)，其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個(gè)大氣壓時(shí)，液體就開始沸騰，水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出。

三、升華法

固體物質(zhì)受熱直接氣化，遇冷后又凝固為固體化合物，稱為升華。天然產(chǎn)物中有一些成分具有升華的性質(zhì)，故可利用升華法直接自天然產(chǎn)物中提取出來。

例如樟木中升華的樟腦（camphor），在《本草綱目》中已有詳細(xì)的記載，為世界上最早應(yīng)用升華法制取藥材有效成分的記述。

茶葉中的咖啡堿在178℃以上就能升華而不被分解。游離羥基蒽醌類成分，一些香豆素類，有機(jī)酸類成分，有些也具有升華的性質(zhì)。

四、影響提取效果的因素

溶劑提取的效果主要取決于選擇合適的溶劑和提取方法。此外，原料的粉碎程度，提取溫度，濃度差，提取時(shí)間，操作壓力，原料與溶劑的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等因素也不同程度地影響提取效果。

原料的粉碎程度：原料經(jīng)粉碎后粒度變小，表面能增加，浸出速度加快，但粉碎度過高，樣品粉粒表面積過大，吸附作用增強(qiáng)，反而影響擴(kuò)散速度，并不利于浸出，一般而言粒度以20~60目為適。

浸出溫度：溫度增加可增大可溶性成分的溶解度、擴(kuò)散系數(shù)。擴(kuò)散速度加快有利于浸提，并且溫度適當(dāng)升高，可使原料中的蛋白質(zhì)凝固、酶破壞而增加浸提液的穩(wěn)定性，但溫度過高，會(huì)破壞不賴熱的成分，并且導(dǎo)致浸提液的品質(zhì)劣變。提取的雜質(zhì)含量增高，給后道精制工序帶來困難，一般浸出溫度控制在60~100℃。

浸提時(shí)間:原料中的成分隨提取時(shí)間延長(zhǎng)，提取的得率增加，但時(shí)間過長(zhǎng)，雜質(zhì)成分溶解也隨之增加，給后序提取精制造成困難，一般而言，熱提1~3h，乙醇加熱回流提取1~2h。

濃度差:濃度差是原料組織內(nèi)的濃度與外周溶液的濃度差異。濃度差越大，擴(kuò)散推動(dòng)力越大，越有利于提高浸出效率。

第二節(jié)

天然產(chǎn)物有效成分的分離與精制

根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離

根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進(jìn)行分離

根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離

一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離

1、結(jié)晶結(jié)晶是利用溫度不同引起溶解度的改變而使有效成分以晶體的形式析出以達(dá)到分離物質(zhì)的目的。（1）雜質(zhì)的除去：天然產(chǎn)物經(jīng)過提取分離所得到的成分，大多仍然含有雜質(zhì)，或者是混合成分。有時(shí)即使有少量或微量雜質(zhì)存在，也能阻礙或延緩結(jié)晶的形成。所以在制備結(jié)晶時(shí)，必須注意雜質(zhì)的干擾，應(yīng)力求盡可能除去。

（2）溶劑的選擇：制備結(jié)晶，要注意選擇合宜的溶劑和應(yīng)用適量的溶劑。合宜的溶劑，最好是在冷時(shí)對(duì)所需要的成分溶解度較小，而熱時(shí)溶解度較大。溶劑的沸點(diǎn)亦不宜太高。

（3）結(jié)晶溶液的制備：制備結(jié)晶的溶液，需要成為過飽和的溶液。

（4）制備結(jié)晶操作（5）重結(jié)晶及分步結(jié)晶：晶態(tài)物質(zhì)可以用溶劑溶解再次結(jié)晶精制。這種方法稱為重結(jié)晶法。結(jié)晶經(jīng)重結(jié)晶后所得各部分母液，再經(jīng)處理又可分別得到第二批、第三批結(jié)晶。這種方法則稱為分步結(jié)晶法或分級(jí)結(jié)晶法。

（6）結(jié)晶純度的判定：化合物的結(jié)晶都有一定的結(jié)晶形狀、色澤、熔點(diǎn)和熔距，一可以作為鑒定的初步依據(jù)。

2、溶劑沉淀：

在溶液中加入另一種溶劑以改變混合溶劑的極性，使一部分物質(zhì)沉淀析出，從而實(shí)現(xiàn)分離。

3、沉淀劑沉淀：（1）金屬離子沉淀；（2）酸堿沉淀；（3）非離子型聚合物沉淀；（4）均相沉淀。4、鹽析沉淀

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、液-液萃取與分配系數(shù)K值

K=CU/CL

（2-1）

2、分離難易與分離因子β

分離因子β表示

A、B兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值。即：

β=KA/KB(注：KA>KB)

（2-2）

3、分配比與pH

HA+H2OA-+H3O+

若使該酸性物質(zhì)完全離解，則：使該酸性物質(zhì)完全游離，即使A-均轉(zhuǎn)變成HA，則：

因?yàn)榉宇惢衔锏膒Ka值一般為9.2~10.8，羧酸類化合物的pKa值約為5，故pH值為3以下，大部分酚酸性物質(zhì)將以非離解形式（HA）存在，易分配于有機(jī)溶劑中；而pH12以上，則將以離解形式（A-）存在，易分配于水中。同理，對(duì)于堿性物質(zhì)（B）：

Ka為堿性物質(zhì)（B）的共軛酸（BH+）的離解常數(shù)。

一般

pH<3時(shí)，酸性物質(zhì)多呈非離解狀態(tài)(HA)、堿性物質(zhì)則呈離解狀態(tài)

(BH+)存在，但pH>12,則酸性物質(zhì)呈離解狀態(tài)(A-)、堿性物質(zhì)則呈非離解狀態(tài)(B)存在。據(jù)此,可采用圖1-1所示在不同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)得以分離。

兩相溶劑萃取在操作中還要注意以下幾點(diǎn)：1）先用小試管猛烈振搖約1分鐘，觀察萃取后二液層分層現(xiàn)象。如果容易產(chǎn)生乳化，大量提取時(shí)要避免猛烈振搖，可延長(zhǎng)萃取時(shí)間。如碰到乳化現(xiàn)象，可將乳化層分出，再用新溶劑萃?。换?qū)⑷榛瘜映闉V，或?qū)⑷榛瘜由陨约訜幔换蜉^長(zhǎng)時(shí)間放置并不時(shí)旋轉(zhuǎn)，令其自然分層。乳化現(xiàn)象較嚴(yán)重時(shí)，可以采用二相溶劑逆流連續(xù)萃取裝置。

2）

水提取液的濃度最好在比重1.1～1.2之間，過稀則溶劑用量太大，影響操作。

3）

溶劑與水溶液應(yīng)保持一定量的比例，第一次提取時(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1/4-1/6。

4）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。

4、超臨界流體萃取技術(shù)

超臨界流體萃取是以某一介質(zhì)作為萃取劑，在其臨界溫度和臨界壓力之上的條件下，從液體或固體物料中萃取出待分離的組分的一種方法。

超臨界流體由于接近液體的密度使之具有較高溶解度,由于接近氣體的粘度,使之具有良好的流動(dòng)性能,擴(kuò)散系數(shù)介于氣液之間,使之對(duì)待萃取的物料組織有良好的滲透性,這些特征大大提高了溶質(zhì)進(jìn)入超臨界流體的傳質(zhì)速率。

(1)超臨界流體萃取的特點(diǎn)

萃取過程在較低溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,特別適用于具有熱敏性或易氧化的成分。萃取介質(zhì)通常選用二氧化碳,二氧化碳化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無腐蝕性、無毒性、不易燃、不易爆,萃取后容易從分離成分中脫除,不會(huì)造成污染,適用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。

工藝條件容易控制,通過對(duì)溫度和壓力進(jìn)行調(diào)節(jié),可以實(shí)現(xiàn)選擇性萃取和分離。

萃取產(chǎn)物的理化性質(zhì)保持良好,產(chǎn)品質(zhì)量好,且無溶劑殘留問題,萃取介質(zhì)循環(huán)利用,無環(huán)境污染問題。

超臨界流體萃取需要冷媒和高壓支持且生產(chǎn)量較小,操作成本大。

（2）超臨界流體萃取的應(yīng)用

由于超臨界流體萃取技術(shù)上有許多元可替代的優(yōu)點(diǎn),近年來獲得高度的重視和廣泛的應(yīng)用,例如中藥有效成分的提?。痪w生成物的分離；香精香料色素的提取；動(dòng)植物脂肪、脂溶性成分、植物堿、甾醇類物質(zhì)等成分的提?。挥袡C(jī)溶劑以及有害有毒物質(zhì)的脫除等。

5.逆流分溶法(CCD)

液-液萃取分離中經(jīng)常遇到的情況是分離因子β值較小,故萃取及轉(zhuǎn)移操作常須進(jìn)行幾十次乃至幾百次。此時(shí)簡(jiǎn)單萃取已不能滿足需要,而要采用逆流分溶法(countercurrentdistribution,簡(jiǎn)稱CCD)。

CCD法因?yàn)椴僮鳁l件溫和、試樣容易回收,故特別適于中等極性、不穩(wěn)定物質(zhì)的分離。另外,溶質(zhì)濃度越低,分離效果越好。但是,試樣極性過大或過小,或分配系數(shù)受濃度或溫度影響過大時(shí)則不易采用此法分離。易于乳化的萃取溶劑系統(tǒng)也不宜采用。

6、液液分配色譜柱

將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上,作為固定相,填充在色譜管中,然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑

(流動(dòng)相)沖洗色譜柱。這樣,物質(zhì)同樣可在兩相溶劑中相對(duì)作逆流移動(dòng),在移動(dòng)過程中不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配而得以分離。這種方法稱之為液-液分配柱色譜法。

（1）正相色譜與反相色譜：分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、苷類、糖類、有機(jī)酸等化合物時(shí),固定相多采用強(qiáng)極性溶劑,如水、緩沖溶液等,流動(dòng)相則用氯仿、乙酸乙醋、丁醇等弱極性有機(jī)溶劑,稱之為正相色譜；但當(dāng)分離脂溶性化合物,如高級(jí)脂肪酸、油脂、游離甾體等時(shí),則兩相可以顛倒,固定相可用石蠟油,而流動(dòng)相則用水或甲醇等強(qiáng)極性溶劑,故稱之為反相分配色譜

(reversephasepartitionchromatography)。

（2）加壓液相柱色譜特點(diǎn)：加壓液相色譜用的載體多為顆粒直徑較小、機(jī)械強(qiáng)度及比表面積均大的球形硅膠微粒，因而柱效率大大提高。

三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性質(zhì)差別進(jìn)行分離

物理吸附(physicalabsorption)也叫表面吸附,是因構(gòu)成溶液的分子(含溶質(zhì)及溶劑)與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起。

特點(diǎn)：①是無選擇性、②吸附與解吸過程可逆、③可快速進(jìn)行。故在實(shí)際工作中用得最廣。如采用硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑進(jìn)行的吸附色譜即屬于這一類型。

化學(xué)吸附(chemicalabsorption),如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁吸附,或生物堿被酸性硅膠吸附等吸附質(zhì)與吸附劑之間要發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的一類吸附。特點(diǎn)：①具有選擇性、②吸附十分牢固、有時(shí)甚至不可逆,故用得較少。半化學(xué)吸附(semi-chemicalabsorption),如聚酰胺對(duì)黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附,力量較弱,介于物理吸附與化學(xué)吸附之間的一類吸附。1.物理吸附基本規(guī)律

（2）被分離的物質(zhì)與吸附劑、洗脫劑共同構(gòu)成吸附過程中的三要素，彼此緊密相連。（1）物理吸附過程一般無選擇性，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。硅膠、氧化鋁因均為極性吸附劑,故有以下特點(diǎn):

(1)對(duì)極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,極性強(qiáng)的溶質(zhì)將被優(yōu)先吸附。(2)溶劑極性越弱,則吸附劑對(duì)溶質(zhì)將表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性增強(qiáng),則吸附劑對(duì)溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱。 (3)溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附,但一旦加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí),又可被后者置換洗脫下來?；钚蕴恳?yàn)槭欠菢O性吸附劑,故與硅膠、氧化鋁相反,對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,在水中對(duì)溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。溶劑極性降低,則活性炭對(duì)溶質(zhì)的吸附能力也隨之降低。故從活性炭上洗脫被吸附物質(zhì)時(shí),洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強(qiáng)。

2、

極性及其強(qiáng)弱判斷

極性強(qiáng)弱是支配物理吸附過程的主要因素。所謂極性乃是一種抽象概念,用以表示分子中電荷不對(duì)稱(asymmetry)的程度，并大體上與偶極矩(dipolemoment)、極化度（polarizability）及介電常數(shù)（dielectricconstant）等概念相對(duì)應(yīng)。

（1）官能團(tuán)的極性按下列官能團(tuán)的順序增強(qiáng)：

—CH2—CH2—，—CH2=CH2—，—OCH3，—COOR，

>C=O，—CHO，—NH2，—OH，—COOH

（2）化合物的極性則由分子中所含官能團(tuán)的種類、數(shù)目及排列方式等綜合因素所決定。

（3）、大體上溶劑極性的大小可以根據(jù)介電常數(shù)(ε)的大小來判斷。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：

環(huán)己烷（1.88），苯（2.29），無水乙醚（4.47），氯仿（5.20），乙酸乙酯（6.11），乙醇（26.0），甲醇（31.2），水（81.0）

3.簡(jiǎn)單吸附法進(jìn)行物質(zhì)的濃縮與精制

簡(jiǎn)單吸附，如在結(jié)晶及重結(jié)晶過程中加入活性炭進(jìn)行的脫色、脫臭等操作，在物質(zhì)精制過程中應(yīng)用很廣。

一葉萩堿curinine

本品系由大戟科植物一葉萩葉中提取的一種生物堿，現(xiàn)已人工合成。【性狀】其硝酸鹽為白色或微粉紅色粉末，味苦，能溶于水。【藥理及應(yīng)用】作用與士的寧相似。但毒性較低。能興奮脊髓。增強(qiáng)反射及肌肉緊張度。體內(nèi)代謝較快，無蓄積。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，小量能增強(qiáng)心肌收縮，并有抑制膽堿酯酶作用。用于治療小兒麻痹癥及其后遺癥、面神經(jīng)麻痹，對(duì)神經(jīng)衰弱、低血壓、植物神經(jīng)功能紊亂所引起的頭暈以及耳鳴、耳聾等有一定療效。4.吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離

吸附色譜法中硅膠、氧化鋁柱色譜在實(shí)際工作中用得最多。有關(guān)注意事項(xiàng)如下:

(1)硅膠、氧化鋁吸附柱色譜過程中,吸附劑的用量一般為試樣量的30~60倍。試樣極性較小、難以分離者,吸附劑用量可適當(dāng)提高至試樣量的100~200倍。

據(jù)此可選用適當(dāng)規(guī)格的色譜管,實(shí)驗(yàn)室中常用色譜管的規(guī)格如下所示，其高度與直徑比約為(15:1)~(20:1)。

色譜管內(nèi)徑(cm):0.51.01.52.03.04.06.08.010

長(zhǎng)度

(cm):10

1530

45607590120150(2)硅膠、氧化鋁吸附柱色譜,應(yīng)盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解試樣,以利試樣在吸附劑柱上形成狹窄的原始譜帶。

(3)洗脫用溶劑的極性宜逐步增加,但跳躍不能太大。實(shí)踐中多用混合溶劑,并通過巧妙調(diào)節(jié)比例以改變極性,達(dá)到梯度洗脫分離物質(zhì)的目的。

(4)為避免發(fā)生化學(xué)吸附,酸性物質(zhì)宜用硅膠、堿性物質(zhì)則宜用氧化鋁進(jìn)行分離。

(5)如液-液分配色譜中所述,吸附柱色譜也可用加壓方式進(jìn)行,溶劑系統(tǒng)可通過

TLC進(jìn)行篩選。

5.聚酰胺吸附色譜法

聚酰胺(polyamide)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。

(1)聚酰胺的性質(zhì)及吸附原理

一般認(rèn)為是通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基,或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。至于吸附強(qiáng)弱則取決于各種化合物與之形成氫鍵締合的能力。通常在含水溶劑中大致有下列規(guī)律:

①

形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多,則吸附能力越強(qiáng)。

②

成鍵位置對(duì)吸附力也有影響。易形成分子內(nèi)氫鍵者,其在聚酰胺上的吸附即相應(yīng)減弱。

③分子中芳香化程度高者,則吸附性增強(qiáng)；反之,則減弱。如：以上是僅就化合物本身對(duì)聚酰胺的親和力而言。但吸附因?yàn)槭窃谌芤褐羞M(jìn)行,故溶劑也會(huì)參加吸附劑表面的爭(zhēng)奪,或通過改變聚酰胺對(duì)溶質(zhì)的氫鍵結(jié)合能力而影響吸附過程。顯然,聚酰胺與酚類或醌類等化合物形成氫鍵締合的能力在水中最強(qiáng),在含水醇中則隨著醇濃庭的增高而相應(yīng)減弱,在高濃度醇或其它有機(jī)溶劑中則幾乎不締合。

（2）聚酰胺柱的洗脫在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強(qiáng),可大致排列成下列順序:水→甲醇→丙酮→氫氧化納水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液

(3)聚酰胺色譜的應(yīng)用

聚酰胺對(duì)一般酚類、黃酮類化合物的吸附是可逆的,分離效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色譜特別適合于該類化合物的制備分離。此外,對(duì)生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物的分離也有著廣泛的用途。

6.大孔吸附樹脂

(1)大孔吸附樹脂的吸附原理

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,它的吸附性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果。分子篩性是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)的性質(zhì)所決定。

(2)影響吸附的因素

比表面積、表面電性、能否與化合物形成氫鍵（3）大孔吸附樹脂的應(yīng)用

大孔吸附樹脂現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于天然化合物的分離和富集工作中,如苷與糖類的分離、生物堿的精制。在多糖、黃酮、三萜類化合物的分離方面都有很好的應(yīng)用實(shí)例。

（4）洗脫液的選擇

洗脫液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙脂等。根據(jù)吸附作用強(qiáng)弱選用不同的洗脫液或不同濃度的同一溶劑。對(duì)非極性大孔樹脂,洗脫液極性越小,洗脫能力越強(qiáng)。對(duì)于中等極性的大孔樹脂和極性較大的化合物來說,則選用極性較大的溶劑為宜。

四、根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離

1、凝膠過濾法（Gelfiltration）

凝膠過濾法也叫凝膠滲透色譜(Gelpermeationchromatography)、分子篩過濾（molecularsievefiltration）、排祖色譜（exclusionchromatography），系利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法。其中所用載體，如葡聚糖凝膠，是在水中不溶、但可膨脹的球形顆粒，具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。（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：①堿性水溶液（0.1mol/LNH4OH）含鹽水溶液（0.5mol/LNaCl等）②醇及含水醇，如甲醇、甲醇—水③其他溶劑：如含水丙酮，甲醇-氯仿（4）凝膠的種類與性質(zhì)

種類很多，常用的有以下兩種：①

Sephadex-G：葡聚糖凝膠，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)。②

SephadexLH-20：羥丙基葡聚糖凝膠，為SephadexG-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反相分配色譜的作用，適合于不同類型有機(jī)物的分離。應(yīng)用最廣。

交聯(lián)葡聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

2、膜過濾法膜過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。

（1）概念膜過濾技術(shù)主要包括滲透、反滲透、超濾、電滲析、液膜技術(shù)等。

（2）分類3、透析法透析法是膜過濾法中的一種。

（1）原理：透析法是利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過半透膜、而大分子物質(zhì)不能透過半透膜的性質(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)，可將其留在半透膜內(nèi)，而將如無機(jī)鹽、單糖、雙糖等小分子的物質(zhì)透過半透膜，進(jìn)入膜外的溶液中，而加以分離精制。

五、

根據(jù)物質(zhì)離解度不同進(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。

固定相：離子交換樹脂1、離子交換法分離物質(zhì)的原理流動(dòng)相：水或含水溶劑洗脫液：強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂（H型）——稀氨水洗脫

強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂（OH型）——稀氫氧化鈉洗脫原理：離子交換原理強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)2、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)根據(jù)交換基團(tuán)不同分為：①陽離子交換樹脂

強(qiáng)酸性（—SO3-H+）

弱減性（—COO-H+）②陰離子交換樹脂

強(qiáng)堿性[—N+（CH3）3Cl]

弱減性（—NH2及仲胺、叔胺基）

3、分類4、應(yīng)用①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。②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；沸點(diǎn)相差25℃以下時(shí)，需用分餾柱；沸點(diǎn)相差越小，則需要的分餾裝置越精細(xì)。

2．應(yīng)用：揮發(fā)油、一些液體生物堿的提取分離常采用分餾法。

一、概述十九世紀(jì)德國學(xué)者F.W.Sertrner從鴉片中分離出嗎啡堿(morphine)現(xiàn)從自然界中分離得到約10000種《全國醫(yī)藥產(chǎn)品大全》中收載的藥物及其制劑達(dá)六十余種植物中存在的生物堿大多有明顯的生理活性如：一、概述

鴉片中的嗎啡——鎮(zhèn)痛作用麻黃中的麻黃堿——止喘作用長(zhǎng)春花中的長(zhǎng)春堿——抗癌活性黃連中的小檗堿——抗菌消炎作用

山莨菪堿——抗中毒性休克作用生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究為合成藥物提供了線索，如：一、概述

植物古柯中的有效成分古柯堿（cocaine）雖有很強(qiáng)的局部麻醉作用，但是毒性較大，久用容易成癮普魯卡因procaine(合成品)局麻藥古柯堿cocaine（可卡因）指天然產(chǎn)的一類含氮的有機(jī)化合物；多數(shù)具有堿性且能和酸結(jié)合生成鹽；大部分為雜環(huán)化合物且氮原子在雜環(huán)內(nèi)；多數(shù)有較強(qiáng)的生理活性。一、概述㈡分布存在于一百多個(gè)科中如：豆科、茄科、防己科、罌粟科、毛茛科等植物中。㈠生物堿的定義一、概述1.游離堿：堿性極弱，以游離堿的形式存在。2.成鹽：有機(jī)酸有：檸檬酸、酒石酸等；特殊的酸類：烏頭酸、綠原酸等無機(jī)酸：硫酸、鹽酸等。3.苷類：以苷的形式存在于植物中；4.酯類：多種吲哚類生物堿分子中的羧基，常以甲酯形式存在。5.N-氧化物：植物體中的氮氧化物約一百余種。㈢存在形式一、概述㈣命名規(guī)則1.類型的命名⑴基核的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如吡啶、喹啉、萜類等；⑵以來源植物命名，如石蒜科生物堿等。2.單體成分的命名⑴以植物來源的屬、種的名稱命名；如一葉萩堿⑵也有以生理活性或藥效命名，如：?jiǎn)岱?使睡眠)⑶以人名命名的；如：pelletierine一、概述㈤分類方法1.按植物來源分類；如：石蒜生物堿，長(zhǎng)春花生物堿；2.按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類；如：異喹啉生物堿、甾體生物堿；3.按生源結(jié)合化學(xué)分類；如：來源于鳥氨酸的吡咯生物堿。本章內(nèi)容

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)二、分類㈠有機(jī)胺類（苯丙氨酸/酪氨酸）氮原子不結(jié)合在環(huán)內(nèi)的一類生物堿。ephedrinepseudoephedrine麻黃堿的特點(diǎn):二、分類㈠有機(jī)胺類（苯丙氨酸/酪氨酸）

游離時(shí)可溶于水，能與酸生成穩(wěn)定的鹽，有揮發(fā)性，不易與大多數(shù)生物堿沉淀試劑反應(yīng)生成沉淀。二、分類㈠有機(jī)胺類（苯丙氨酸/酪氨酸）

秋水仙堿colchicine治療急性痛風(fēng)，并有抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的作用益母草堿leonurine對(duì)動(dòng)物子宮有增加其緊張性與節(jié)律性的作用二、分類㈡吡咯衍生物由吡咯或四氫吡咯衍生的生物堿。

重要的分：簡(jiǎn)單的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物（又稱雙稠吡咯啶）吲哚里西啶衍生物。二、分類㈡吡咯衍生物簡(jiǎn)單的吡咯衍生物紅古豆堿cuscohygrine紅古豆苦杏仁酸酯（無活性）（有活性）似阿托品藥物的散瞳等作用二、分類㈡吡咯衍生物野百合堿monocrotaline（有抗癌活性）吡咯里西啶吡咯里西啶（pyrrolizidine）衍生物二、分類㈡吡咯衍生物吲哚里西啶（indolizidine）衍生物吲哚里西啶indolizidine一葉萩堿securinineTylophoraalkaloids二、分類㈢吡啶衍生物由吡啶或六氫吡啶衍生的生物堿。分：簡(jiǎn)單吡啶衍生物、喹諾里西啶（quinolizidine）二、分類㈢吡啶衍生物actinidinericininecytisine二、分類㈢吡啶衍生物matrineoxymatrine二、分類㈣莨菪烷（tropane）衍生物由吡咯啶和哌啶駢合而成的雜環(huán)。分：顛茄生物堿（belladonnaalkaloids）古柯生物堿（cocaalkaloids）二、分類

莨菪堿是由莨菪醇（tuopine）與莨菪酸（tuopicacid）縮合而生成的酯：莨菪醇莨菪酸莨菪堿（阿托品）+縮合二、分類顛茄生物堿（belladonnaalkaloids）莨菪堿hyoscyamine阿托品atropine東莨菪堿scopolamine山莨菪堿anisodamine樟柳堿anisodine二、分類古柯生物堿（cocaalkaloids）愛康寧ecgonine古柯堿cocaine二、分類㈤喹啉衍生物喜樹堿camptothecine治白血病和直腸癌內(nèi)酯結(jié)構(gòu)堿化開環(huán)成鹽溶于水二、分類㈥異喹啉衍生物分：1-苯甲基異喹啉型雙苯甲基異喹啉型原小檗堿型阿樸啡型原阿樸啡型嗎啡烷型原托品堿型異喹啉isoquinoline二、分類㈥異喹啉衍生物1-苯甲基異喹啉型那可丁narcotine存在于鴉片中，具有鎮(zhèn)咳作用與可卡因相似，但無成癮性，可替代可卡因。1-benzyl-isoquinoline二、分類雙苯甲基異喹啉型唐松草堿thalicarpine二、分類原小檗堿型protoberberine小檗堿（黃連素）berberine藥根堿jatrorrhizine二、分類

原小檗堿型四氫黃連堿tetrahydrocoptisine延胡索乙素CorydalisB二、分類

阿樸啡型阿樸啡aporphine土藤堿tuduranine二、分類

原阿樸啡型原阿樸啡proaporphineStepharine（存在于千金藤中）二、分類嗎啡烷型嗎啡烷morphinane嗎啡堿morphine青藤堿sinomenine二、分類

原托品堿型原托品堿protopine二、分類㈦菲啶（phenanthridine）衍生物屬異喹啉類衍生物，重要的類型有：苯駢菲啶類吡咯駢菲啶類苯駢菲啶benzo-phenanthridine菲啶二、分類㈦菲啶（phenanthridine）衍生物苯駢菲啶類吡咯駢菲啶類白屈菜堿chelidonine石蒜堿lycorine二、分類㈧吖啶酮（acridone）衍生物吖啶山油柑堿acronycine具有顯著抗癌作用，抗瘤譜較廣，現(xiàn)已有人工合成品。二、分類㈨吲哚（yinduo）衍生物吲哚麥角新堿ergonovineergometrine二、分類㈨吲哚（yinduo）衍生物毒扁豆堿physostigmine治療青光眼玫瑰樹堿ellipticine抗癌作用，低毒。二、分類㈩咪唑（imidazole）衍生物咪唑毛果蕓香堿pilocarpine治療青光眼二、分類(十一)喹唑酮（quinazolidone）衍生物喹唑酮常山堿

-dichroinefebrifugine抗瘧作用二、分類(十二)嘌呤（purine）衍生物嘌呤香菇嘌呤eritadenine具降脂作用二、分類(十三)甾體生物堿類貝母堿peimineverticine二、分類(十四)萜生物堿類石斛堿dendrobine烏頭堿aconitine二、分類(十五)大環(huán)生物堿類美登堿maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分二、分類(十六)其他類型生物堿四甲基吡嗪（川芎嗪）tetramethylpyrazine蓮氏花烷hasubanane間千金藤堿metaphanine短防已堿acutumine本章內(nèi)容

三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)（一）一般性質(zhì)1.形態(tài)——多為結(jié)晶固體，少為粉末；有熔點(diǎn)。少數(shù)常溫下——液體（多不含氧，若含多成酯鍵）毒藜?jí)Adl-anabasine菸堿nicotine檳榔堿arecoline三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)2.顏色——多為無色或白色，少數(shù)有色。三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)一葉萩堿成鹽后則無色。一葉萩堿（黃色）三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)3.味覺——多具苦味。4.揮發(fā)性——多無揮發(fā)性，少數(shù)具揮發(fā)性。5.旋光性——多為左旋光性。有的產(chǎn)生變旋現(xiàn)象。如：菸堿中性溶液——左旋光性酸性溶液——右旋光性多數(shù)左旋體呈顯著生理活性。三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)*酸、堿均為1%。6.溶解度

(1)游離堿

類別極性溶解性H2OCHCl3H+OH-非酚性較弱脂溶性—

++

—

季銨堿強(qiáng)水溶性+

—

++

氮氧化物半極性中等水溶

+

±

++兩性:Ar-OH較弱脂溶性

—

+++-COOH強(qiáng)水溶性

+

—

++三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)

6.溶解度

(1)游離堿

少數(shù)酚性堿，由于各種原因而導(dǎo)致不溶堿水中。如：三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)6.溶解度

(2)成鹽Alk

多易溶于水，不溶或難溶有機(jī)溶劑。含氧酸鹽的水溶性往往較大。與大分子有機(jī)酸所形成的鹽水溶性差與小分子有機(jī)酸或無機(jī)酸成鹽水溶性較好。三、理化性質(zhì)（二）堿性

（二）堿性

1.堿性的來源2.堿性強(qiáng)弱的表示方法三、理化性質(zhì)（二）堿性2.堿性強(qiáng)弱的表示方法三、理化性質(zhì)（二）堿性

3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（1）雜化方式三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（2）電子效應(yīng)連接供電基團(tuán)則使堿性增強(qiáng)。三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（2）電子效應(yīng)ABab三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（2）電子效應(yīng)氮原子附近若有吸電基團(tuán)，堿性減弱。三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（2）電子效應(yīng)氮原子孤電子對(duì)處于P~

共軛體系時(shí)，堿性減弱。三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（2）電子效應(yīng)誘導(dǎo)——場(chǎng)效應(yīng)：堿性降低。三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（3）立體因素叔胺分子——堿性降低但如：苦參堿——使堿性增強(qiáng)三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（4）分子內(nèi)氫鍵

若能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵，可使堿性增強(qiáng)。（指成鹽時(shí)接受的質(zhì)子能形成穩(wěn)定的分子內(nèi)氫鍵）三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（4）分子內(nèi)氫鍵三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（4）分子內(nèi)氫鍵三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)N原子處在稠環(huán)的“橋頭”——張力較大三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素（5）分子內(nèi)互變異構(gòu)

互變異構(gòu)的條件：①環(huán)叔胺分子，氮原子的α、β位有雙鍵；②環(huán)叔胺分子，氮原子的α位有-OH；③處于稠環(huán)橋頭的N，不能異構(gòu)化。三、理化性質(zhì)（二）堿性3.影響堿性強(qiáng)弱的因素堿性強(qiáng)弱：三、理化性質(zhì)（二）堿性

比較堿性強(qiáng)弱：三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）生物堿與酸成鹽，對(duì)質(zhì)子化來說，仲胺、叔胺生物堿成鹽時(shí)，質(zhì)子多結(jié)合于氮原子。

季胺堿、氮雜縮醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨環(huán)效應(yīng)形式存在的生物堿，質(zhì)子化則往往并非發(fā)生在氮原子上。三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）1.季胺堿的成鹽三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）2.含氮雜縮醛Alk的成鹽三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）2.含氮雜縮醛Alk的成鹽三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）3.具有烯胺結(jié)構(gòu)Alk的成鹽三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）3.具有烯胺結(jié)構(gòu)Alk的成鹽三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）*稠環(huán)橋頭N原子不能形成亞胺形式的鹽。有烯胺結(jié)構(gòu)新士的寧含氮雜縮醛結(jié)構(gòu)阿馬林堿三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）4.涉及氮原子跨環(huán)效應(yīng)Alk的成鹽N原子孤電子對(duì)空間上靠近酮基時(shí)，則產(chǎn)生跨環(huán)效應(yīng)三、理化性質(zhì)（三）成鹽（Alk成鹽的機(jī)理）4.涉及氮原子跨環(huán)效應(yīng)Alk的成鹽產(chǎn)生跨環(huán)效應(yīng)生成的鹽二甲氧基皮拉菲林dimethoxypicraphylline三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化

1.氧化成亞胺及其鹽類：三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化

2.N-去烷基化（去N-甲基、N-乙基等）三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化

3.酰胺化三、理化性質(zhì)（四）涉及氮原子的氧化

4.氮雜縮醛的形成三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)用途：

鑒別——試管、TLC或PPC顯色劑；提取分離——檢查是否提取完全。主要內(nèi)容：

1.沉淀試劑

2.反應(yīng)原理

3.反應(yīng)條件

4.結(jié)果判斷三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)

1.沉淀試劑金屬鹽類碘-碘化鉀（Wagner）KI-I2棕褐色沉淀碘化鉍鉀（Dragendoff）BiI3

KI紅棕色沉淀碘化汞鉀（Mayer試劑）HgI2

2KI類白色沉淀若加過量試劑，沉淀又被溶解氯化金(3%)（Suricchloride）HAuCl4黃色晶形沉淀三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)

1.沉淀試劑酸類——硅鎢酸(Bertrand試劑)SiO2

12WO3

乳白色酚酸類——苦味酸(Hager試劑)2,4,6-三硝基苯酚黃色復(fù)鹽——

雷氏銨鹽(Ammoniumreineckate)硫氰酸鉻銨試劑生成難溶性復(fù)鹽紫紅色三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)

2.反應(yīng)原理：生成更大多分子復(fù)鹽和絡(luò)鹽三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)

3.沉淀反應(yīng)條件（1）通常在酸性水溶液中生物堿成鹽狀態(tài)下進(jìn)行；（若在堿性條件下則試劑本身將產(chǎn)生沉淀）（2）在稀醇或脂溶性溶液中時(shí)，含水量>50%；（當(dāng)醇含量>50%時(shí)可使沉淀溶解）（3）沉淀試劑不易加入多量。（如：過量的碘化汞鉀可使產(chǎn)生的沉淀溶解）三、理化性質(zhì)（五）沉淀反應(yīng)

4.結(jié)果的判斷（1）鑒別時(shí)每種Alk需采用三種以上沉淀試劑；（沉淀試劑對(duì)各種Alk的靈敏度不同）（2）直接對(duì)中藥酸提液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，則

陽性結(jié)果——不能判定Alk的存在

陰性結(jié)果可判斷無Alk存在氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、鞣質(zhì)等+沉淀試劑——沉淀三、理化性質(zhì)常規(guī)提純方法（排除水溶性成分的干擾）中草藥水提液CHCl3H2OH+/H2OOH-/CHCl3萃取H2OCHCl3氨基酸、蛋白質(zhì)多糖、鞣質(zhì)等三、理化性質(zhì)（六）顯色反應(yīng)Labat反應(yīng)

5%沒食子酸的醇溶液具有亞甲二氧基結(jié)構(gòu)呈翠綠色Vitali反應(yīng)發(fā)煙硝酸和苛性堿醇溶液結(jié)構(gòu)中有芐氫存在則呈陽性反應(yīng)深紫—暗紅—最后顏色消失三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)（基本骨架的測(cè)定）

1.霍夫曼降解（Hofmanndegradation）

2.Emde降解反應(yīng)（Emdedegradation）

3.vonBraun三級(jí)胺降解（vonBraunternaryaminedegradation）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)1.霍夫曼降解（Hofmanndegradation）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)1.霍夫曼降解（Hofmanndegradation）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)1.霍夫曼降解（Hofmanndegradation）反應(yīng)條件：

N原子的位具有H；

位連電負(fù)性基團(tuán)（苯），Hofmann不脫去三甲氨。三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)2.Emde降解反應(yīng)（Emdedegradation）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)

2.Emde降解反應(yīng)（Emdedegradation）

位無H時(shí)，或位有電負(fù)性基團(tuán)時(shí)鈉汞齊/EtOH季銨鹵化物C-N鍵斷裂三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)2.Emde降解反應(yīng)（Emdedegradation）裂解優(yōu)先發(fā)生在處于芐基或烯丙體系的C-N鍵上如：娃兒藤堿（tylophorine）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解（vonBraunternaryaminedegradation）三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解(1)反應(yīng)機(jī)制三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解(2)分子結(jié)構(gòu)與降解產(chǎn)物的關(guān)系①N-烷基取代，體積小者易被取代裂除。三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解

(2)分子結(jié)構(gòu)與降解產(chǎn)物的關(guān)系②N原子的、為不飽和體系，則N原子的位C-N鍵易斷裂（如：芐基或丙烯基）。三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解

(2)分子結(jié)構(gòu)與降解產(chǎn)物的關(guān)系③C-N鍵中碳原子處于苯環(huán)中，則多不反應(yīng)。三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解

(2)分子結(jié)構(gòu)與降解產(chǎn)物的關(guān)系④C-N鍵的碳原子處于叉鏈結(jié)構(gòu)中，則C-N鍵不易斷開。三、理化性質(zhì)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)3.vonBraun三級(jí)胺降解(2)分子結(jié)構(gòu)與降解產(chǎn)物的關(guān)系⑤立體效應(yīng)影響降解產(chǎn)物的定向。三、理化性質(zhì)（一）一般性質(zhì)（二）堿性（三）成鹽（四）涉及氮原子的氧化（五）沉淀反應(yīng)（六）顯色反應(yīng)（七）C-N鍵的裂解反應(yīng)本章內(nèi)容

四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（離子交換樹脂法、沉淀法）

2.醇類溶劑提取法

3.與水不相混溶的有機(jī)溶劑提取法四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法：冷提法（滲漉法、冷浸法）酸性水——0.1%~1%H2SO4、HCl、HOAc等生藥H+/H2O藥渣Alk

OH-/H2OH+/H2OOH-弱堿及雜質(zhì)親水性Alk四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法此法缺點(diǎn)：提取液體積較大（濃縮困難）提取液中水溶性雜質(zhì)多解決方法：（1）離子交換樹脂法（2）沉淀法四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（1）離子交換樹脂法四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（2）沉淀法①酸提堿沉法藥材沉淀H2OH+/H2O提??；加堿堿化水溶性Alk、雜質(zhì)不溶或難溶性Alk四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（2）沉淀法②鹽析法：適用中等弱堿。黃藤1%H2SO4水溶液H2O沉淀堿化至pH=9；加NaCl達(dá)飽和掌葉防已堿四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法（2）沉淀法③雷氏銨鹽沉淀法四、提取分離（一）提取季銨堿的水溶液水溶液沉淀(雷氏復(fù)鹽)雷氏銨鹽沉淀沉淀濾液濾液(B2SO4)硫酸鋇沉淀季銨堿的鹽酸鹽加酸水調(diào)至弱酸性加新配制的雷氏銨鹽飽和/H2O溶丙酮（乙醇）中加Ag2SO4飽和水溶液加入氯化鋇（BaCl2）四、提取分離（一）提取2.醇類溶劑提取法生藥H+/H2O藥渣醇液OH-/H2O醇或酸性醇揮醇；加酸水堿性較弱的堿親水性AlkCHCl3沉淀AlkOH-/H2OCHCl3四、提取分離（一）提取3.與水不相混溶的有機(jī)溶劑提取法生藥殘?jiān)麮HCl3CHCl3H+/H2O堿化（如NH4OH）（使Alk游離）滲濾（或浸漬）（如CHCl3等）H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀親水性Alk堿性較弱的Alk四、提取分離（一）提取

1.酸水提取法

2.醇類溶劑提取法

3.與水不相混溶的有機(jī)溶劑提取法（二）分離溶解性——重結(jié)晶法堿性強(qiáng)弱——pH梯度萃取色譜法四、提取分離（二）分離生物堿的分離系統(tǒng)分離特定分離多用于基礎(chǔ)研究側(cè)重于生產(chǎn)實(shí)用總堿單體Alk的分離類別指酸堿性強(qiáng)弱部位指極性不同依據(jù)Alk的理化性質(zhì)四、提取分離（二）分離1.根據(jù)Alk及其鹽的溶解度不同進(jìn)行分離（1）已知成分——查文獻(xiàn)選擇結(jié)晶溶劑（2）未知成分——色譜方法進(jìn)行溶劑的選擇

2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

首先考慮的問題：所選溶劑pH值多少為宜？萃取幾次能完全？萃取溶劑的最佳體積？四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法①緩沖紙色譜四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法C+四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

（1）確定pH值的方法四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（1）確定pH值的方法②利用pKa值來確定pH值pKa與pH關(guān)系：四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

（1）確定pH值的方法②利用pKa值來確定pH值例：某Alk的pKa=8.0，用CHCl3從H2O中萃取，H2O的pH應(yīng)調(diào)多少？pH=pKa+2=8+2=10四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（2）判斷分離的難易程度——萃取次數(shù)四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

（2）判斷分離的難易程度——萃取次數(shù)β≥1001次萃取可達(dá)90%以上≥10萃取需10~12次≈2需1000次以上萃?。–CD法）≈1不能分離四、提取分離（二）分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法（3）萃取溶劑的最佳體積——容積比（R）例：設(shè)K1=1.3K2=3.0按上式計(jì)算得R=1/2。即，有機(jī)相與水相容積比為1:2，1份有機(jī)相與2份水相進(jìn)行萃取。四、提取分離（二）分離3.色譜法⑴吸附劑：柱色譜法常用氧化鋁（偶用硅膠）；⑵展開劑：游離Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶劑洗脫⑶化合物極性判斷：①相似結(jié)構(gòu)：雙鍵多、含氧官能團(tuán)多——?jiǎng)t極性大②在含氧官能團(tuán)中：4.利用生物堿分子中特殊功能基的性質(zhì)進(jìn)行分離⑴具有酚羥基（Ar-OH）的Alk；⑵具有內(nèi)脂結(jié)構(gòu)（R-O-C=O）的Alk；⑶具有酰胺鍵（-CO-NH-）的Alk。