中藥化學(xué)課件

第一章緒論

一概述

1中藥化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)：中藥化學(xué)是一門(mén)結(jié)合中醫(yī)中藥的基本理論，運(yùn)用現(xiàn)代化學(xué)及其它科學(xué)的理論和方法，來(lái)研究中藥化學(xué)成分和有效成分的學(xué)科。

2中藥化學(xué)學(xué)習(xí)和研究?jī)?nèi)容：中藥化學(xué)主要研究中藥中的化學(xué)成分和有效成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取、分離、檢識(shí)和結(jié)構(gòu)鑒定方法。其次是生物合成途徑和必要的化學(xué)結(jié)構(gòu)的修飾或改造，以及構(gòu)效關(guān)系等。

3研究對(duì)象：本學(xué)科主要學(xué)習(xí)和研究中藥、特別是植物來(lái)源中藥的化學(xué)成分。

4關(guān)于中藥化學(xué)成分的復(fù)雜性：中藥中的化學(xué)成分是十分復(fù)雜的。某一種中藥可能含有幾種類型的成分，而每一個(gè)類型又可能含有少則幾種、多則十幾種、幾十種化學(xué)成分。一種中藥如此，復(fù)方中藥就更復(fù)雜了。

由于生源途徑的關(guān)系，一種中藥中往往存在母核相同、取代基不同的同一類型成分，也有不同類型的成分，例如，中藥人參中就含有20余種三萜皂苷類成分，其都有相同或類似的母體，同時(shí)人參中又有黃酮類、多糖及揮發(fā)油等類成分。中藥中成分的復(fù)雜性及多種中藥的配伍應(yīng)用，即構(gòu)成了中藥功效的多樣性,是中藥常具有多方面功效或多種藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)。

舉例：大黃中的5種蒽醌苷元成分：苷元名稱R1R2

大黃酸-COOHH

大黃素-CH3-OH

蘆薈大黃素-CH2OHH

大黃素甲醚-CH3-OCH3

大黃酚-CH3H

5相關(guān)概念

（1）單體：

即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常數(shù)和確定的化學(xué)結(jié)構(gòu)式的化學(xué)物質(zhì)。

（2）有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化學(xué)成分。

（3）無(wú)效成分：沒(méi)有生物活性和防病治病作用的化學(xué)成分。

（4）有效部位：在中藥化學(xué)中，常將含有一種主要有效成分或一組結(jié)構(gòu)相近的有效成分的提取分離部分，稱為有效部位。如人參總皂苷、苦參總生物堿、銀杏葉總黃酮等。

（5）有效部位群：含有兩類或兩類以上有效部位的中藥提取或分離部分。

（6）一次代謝產(chǎn)物：也叫營(yíng)養(yǎng)成分。指存在于生物體中的主要起營(yíng)養(yǎng)作用的成分類型；如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等。

（7）二次代謝產(chǎn)物：也叫次生成分。指由一次代謝產(chǎn)物代謝所生成的物質(zhì)，次生代謝是植物特有的代謝方式，次生成分是植物來(lái)源中藥的主要有效成分。

有效成分和無(wú)效成分的關(guān)系：二者的劃分也是相對(duì)的。一方面，隨著科學(xué)的發(fā)展和人們對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的提高，一些過(guò)去被認(rèn)為是無(wú)效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白質(zhì)和油脂類成分等，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)它們具有新的生物活性或藥效。

另外，一些中藥中的化學(xué)成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用，但是，它們受采收、加工、炮制或制劑過(guò)程中一些條件的影響而產(chǎn)生的次生產(chǎn)物，或它們口服后經(jīng)人體胃腸道內(nèi)的消化液或細(xì)菌等的作用后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，以及它們以原型的形式被吸收進(jìn)入血液或被直接注射進(jìn)入血液后在血液中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物卻具有防病治病的作用，這些化學(xué)成分無(wú)疑也應(yīng)被視為有效成分。另一方面，某些過(guò)去被認(rèn)為是有效成分的化合物，經(jīng)研究證明是無(wú)效的。如麝香的抗炎有效成分，近年來(lái)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)是其所含的多肽而不是過(guò)去認(rèn)為的麝香酮等。

二

中藥化學(xué)在中醫(yī)藥現(xiàn)代化和中藥產(chǎn)業(yè)化中的意義和作用

1闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，探索中藥防治疾病的原理

通過(guò)對(duì)中藥進(jìn)行有效成分的研究，不僅可以闡明中藥產(chǎn)生功效的究竟為何物物質(zhì)，也為探索中藥防治疾病的原理提供了前提和物質(zhì)基礎(chǔ)。如，現(xiàn)代研究證明，麻黃中的揮發(fā)油成分α-松油醇是其發(fā)汗散寒的有效成分；其平喘的有效成分是麻黃堿和去甲麻黃堿；而利水的有效成分則是偽麻黃堿。

2促進(jìn)中藥藥效理論研究的深入

如對(duì)于中藥的化學(xué)成分與中藥藥性之間的關(guān)系的探討。研究發(fā)現(xiàn)，溫?zé)崴幐阶?、吳茱萸、?xì)辛、丁香等都含有消旋去甲烏藥堿，此成分為β-受體激動(dòng)劑，具有加強(qiáng)心肌收縮力，加快心率，促進(jìn)脂肪、糖代謝等一系列作用，這些作用與熱性藥的藥性基本一致，故推測(cè)去甲烏藥堿可能是“熱性”中藥的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3闡明中藥復(fù)方配伍的原理

中藥配伍中可能存在著一種中藥有效成分與它種中藥有效成分在藥理作用方面的相互作用，也可能存在著一種中藥有效成分與它種中藥有效成分之間產(chǎn)生物理的或化學(xué)的相互作用。一般來(lái)說(shuō)，后者常發(fā)生在中藥方劑的煎煮或其它劑型制備過(guò)程中，從而使方劑中的有效成分無(wú)論在質(zhì)的方面，還是在量的方面都與單味藥有所改變。

生脈散為中醫(yī)古典精方，古代醫(yī)家用于搶救熱傷元?dú)?，脈微欲絕等危重病人。經(jīng)研究，其三味藥單用均不如復(fù)方。以紅參-麥冬-五味子（1：3：1.5）水煎，發(fā)現(xiàn)生成一種新物質(zhì)，經(jīng)結(jié)構(gòu)測(cè)定為5-羥甲基糠醛（5-HMF），該物質(zhì)三味藥中只有五味子少量含有，藥效試驗(yàn)表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生脈散的療效。

4闡明中藥炮制的原理

研究重要中藥炮制前后化學(xué)成分或有效成分的變化，將有助于闡明中藥炮制的原理、改進(jìn)傳統(tǒng)的炮制方法、制定控制炮制品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、豐富中藥炮制的內(nèi)容。

如對(duì)于黃芩炮制的研究。黃芩有浸、燙、煮、蒸等炮制方法。過(guò)去南方認(rèn)為“黃芩有小毒，必須用冷水浸泡至色變綠去毒后，再切成飲片，叫淡黃芩”。而北方則認(rèn)為“黃芩遇冷水變綠影響質(zhì)量，必須用熱水煮后切成飲片，以色黃為佳”。經(jīng)中藥化學(xué)的研究表明，黃芩在冷水浸泡過(guò)程中，其有效成分黃芩苷可被藥材中的酶水解成黃芩素，后者不穩(wěn)定易氧化成醌類化合物而顯綠色。

黃芩苷黃芩素（黃色）

醌類（綠色）可見(jiàn)用冷水浸泡的方法炮制，使有效成分損失導(dǎo)致抑菌活性降低，而用燙、煮、蒸等方法炮制時(shí)，由于高溫破壞了酶的活性，使黃芩苷免遭水解，故抑菌活性較強(qiáng)，且藥材軟化易切片。因此，認(rèn)為黃芩應(yīng)以北方的蒸或用沸水略煮的方法進(jìn)行炮制。

5改進(jìn)中藥制劑劑型，提高藥物質(zhì)量和臨床療效

為了研制開(kāi)發(fā)出高效、優(yōu)質(zhì)、安全、穩(wěn)定的“三效”（高效、速效、長(zhǎng)效）、“三小”（劑量小、毒性小、副作用小）、“三便”（貯存、攜帶、服用方便）的新型中藥，中藥化學(xué)在中藥制劑的研制中，起著十分重要的作用。

6建立和完善中藥材和中成藥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為了更好地控制中藥的質(zhì)量，在嚴(yán)格按照中藥材栽培質(zhì)量管理規(guī)范（GAP）的要求進(jìn)行中藥材栽培、生產(chǎn)，以及嚴(yán)格按照藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）的要求進(jìn)行中藥制劑生產(chǎn)的同時(shí)，現(xiàn)在越來(lái)越多地應(yīng)用中藥化學(xué)的檢識(shí)反應(yīng)、鑒別方法、各種色譜法以及各種波譜法對(duì)中藥材及其制劑進(jìn)行定性鑒別和含量測(cè)定，并盡可能對(duì)其生產(chǎn)的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。在中藥材和中成藥的質(zhì)量控制中，如果能確定其有效成分，則應(yīng)以其有效成分為指標(biāo)，建立定性鑒別和含量測(cè)定的方法，以此來(lái)控制質(zhì)量。如果其有效成分還不清楚時(shí)，可以采用該主要化學(xué)成分或標(biāo)志性化學(xué)成分為指標(biāo)進(jìn)行。

第一節(jié)

中藥化學(xué)成分及生物合成簡(jiǎn)介

一、中藥化學(xué)成分類型簡(jiǎn)介

本小節(jié)主要介紹各類成分的基本概念，了解中藥中一般都有那些類型的化學(xué)成分。重點(diǎn)掌握各類成分的一般溶解性，為理解提取、分離一般方法打基礎(chǔ)。各類成分的詳細(xì)內(nèi)容在各論中具體學(xué)習(xí)。

各類成分的性質(zhì)在概念中只介紹極性，溶解性在后面以列表形式介紹。

1生物堿：為一類存在于生物體內(nèi)分子中含有氮原子的有機(jī)化合物的總稱；一般具有堿性，可與酸成鹽。游離生物堿具親脂性；生物堿鹽具親水性。

2苷類：為一類經(jīng)水解后可產(chǎn)生糖和非糖兩部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具親水性，苷元具親脂性。

3揮發(fā)油：為一類可隨水蒸氣蒸餾出來(lái)的與水不相混溶的油狀液體的總稱。具有香味或特殊氣味的中藥往往都含有揮發(fā)油。揮發(fā)油具親脂性。以上三類為主要的有效成分類型。4糖類：為中藥中普遍存在的成分類型，包括單糖、低聚糖、多糖。單糖是糖的基本單位；低聚糖是由2~9個(gè)單糖脫水縮合而成的化合物。多糖是由10個(gè)以上至上千個(gè)單糖脫水縮合而成的高聚物。

5有機(jī)酸：廣義的有機(jī)酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金屬離子或生物堿鹽的形式存在。按分子大小又分為小分子有機(jī)酸和大分子有機(jī)酸。前者極性大，具親水性；后者極性小，具親脂性。

6樹(shù)脂：為植物組織中樹(shù)脂道的分泌物。性脆，受熱時(shí)先軟化而后變?yōu)橐后w，燃燒時(shí)發(fā)生濃煙并有明火。樹(shù)脂具親脂性。按結(jié)構(gòu)又分為樹(shù)脂酸（主要為二萜酸、三萜酸及其衍生物）、樹(shù)脂醇（分子中具羥基）、樹(shù)脂烴（為一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含氧中性化合物）類。

7氨基酸、蛋白質(zhì)和酶：（1）氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。構(gòu)成蛋白質(zhì)的多為α-氨基酸。為親水性。在等電點(diǎn)時(shí)，溶解度最小。

（2）蛋白質(zhì)、多肽：蛋白質(zhì)為二十多種α-氨基酸通過(guò)肽鍵首尾相連而成的高分子化合物，多肽亦為。但二者分子量不同，一般將分子量在5×103以下稱為多肽，而介于5×103~1×107之間稱為蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)在冷水中溶解且成膠體，在熱水、60%以上乙醇及其它有機(jī)溶劑中變性沉淀。（3）酶：是有機(jī)體內(nèi)具有催化作用的蛋白質(zhì)，其催化作用具有專屬性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性質(zhì)和蛋白質(zhì)相同。

8鞣質(zhì)：又稱單寧或鞣酸，為一類分子較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多元酚類化合物的總稱?？膳c蛋白質(zhì)結(jié)合成難溶于水的鞣酸蛋白。為親水性物質(zhì)。

9植物色素：為植物中具有顏色的成分的總稱。依溶解性又分為水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有顏色的苷、花青素，后者主要包括葉綠素、胡羅卜素等

10油脂和蠟：油脂為一分子甘油和三分子脂肪酸脫水結(jié)合形成的酯。主要在種子中。常溫下為液體。蠟為高級(jí)不飽和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物莖、葉的表面。常溫下為固體。均為親脂性成分成分類型水醇類親脂性有機(jī)溶劑

游離生物堿－++生物堿鹽++－苷類++－苷元－++揮發(fā)油－++糖類（單糖低聚糖）+±－（多糖）＋

±－有機(jī)酸（大分子）－++

（小分子）++－樹(shù)脂－++氨基酸++－蛋白質(zhì)、酶±±－鞣質(zhì)++－色素（親水性）++－（親脂性）－++油脂、蠟－++

±：?jiǎn)翁牵簾o(wú)水醇難溶；多糖；對(duì)醇60%以上難溶。蛋白質(zhì)、酶；對(duì)水熱水沉淀；對(duì)醇60%以上沉淀。

二中藥化學(xué)成分的主要生物合成途徑（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑以乙酰輔酶A為起始物質(zhì)，丙二酸單酰輔酶A起延伸碳鏈的作用。通過(guò)這一途徑能生成脂肪酸類、酚類、醌類等化合物。

1酚和醌類這類物質(zhì)的生物合成過(guò)程中只發(fā)生縮合反應(yīng)。乙酰輔酶A直線聚合后再進(jìn)行環(huán)合生成各種酚類化合物。

CH3-CO-S-CoA+3

乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶A

CH3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-------Enz

上述多酮環(huán)合則生成各種醌類化合物或聚酮類化合物。

（二）甲戊二羥酸（MVA）途徑起始物質(zhì)為MVA，在ATP作用下，按如下路線合成：

甲戊二羥酸（

MVA）焦磷酸二甲烯丙酯

焦磷酸異戊烯酯

甲戊二羥酸5－焦磷酸

萜類、甾類化合物均由這一途徑生成。

(三)莽草酸途徑

具有C6-C3及C6-C1基本結(jié)構(gòu)的化合物由這一途徑衍化生成。如由此途徑生成的苯丙氨酸，經(jīng)脫氨及氧化反應(yīng)等分別生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各種含C6-C3及C6-C1結(jié)構(gòu)的天然化合物如苯丙素類、木脂素類、香豆素類等。此途徑由莽草酸通過(guò)苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各種苯丙素類化合物。現(xiàn)也被稱為桂皮酸途徑。

以香豆素生合成簡(jiǎn)圖示意本途徑如下：

莽草酸苯丙氨酸桂皮酸香豆素

(四)氨基酸途徑

大多數(shù)生物堿類成分由此途徑生成。有些氨基酸，如鳥(niǎo)氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，經(jīng)脫羧成為胺類,再經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)(甲基化、氧化、還原、重排等)生成各種生物堿。

(五)復(fù)合途徑許多二級(jí)代謝產(chǎn)物由上述生物合成的復(fù)合途徑生成。即分子中各個(gè)部分由不同的生物合成途徑產(chǎn)生。如查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成，再在各種酶作用下生成黃酮。一些萜類生物堿分別來(lái)自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。

第二節(jié)

中藥有效成分的提取方法

本節(jié)介紹中藥化學(xué)成分的提取方法，主要介紹溶劑提取法。重點(diǎn)：溶劑提取法的原理，化學(xué)成分的極性、常用溶劑、極性大小順序及提取溶劑的選擇；常見(jiàn)的提取方法及應(yīng)用范圍。常用三種方法，溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法。另外新方法還有超臨界提取法。提取的概念：指用選擇的溶劑或適當(dāng)?shù)姆椒?，將所要的成分溶解出?lái)并同中藥組織脫離的過(guò)程。

一溶劑提取法（一）提取原理：根據(jù)中藥化學(xué)成分與溶劑間“極性相似相溶”的原理，依據(jù)各類成分溶解度的差異，選擇對(duì)所提成分溶解度大、對(duì)雜質(zhì)溶解度小的溶劑，依據(jù)“濃度差”原理，將所提成分從藥材中溶解出來(lái)的方法。

（二）化學(xué)成分的極性：被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據(jù)。

1影響化合物極性的因素：

(1)化合物分子母核大?。ㄌ紨?shù)多少）：分子大、碳數(shù)多，極性??；分子小、碳數(shù)少，極性大。

(2)取代基極性大?。涸诨衔锬负讼嗤蛳嘟闆r下，化合物極性大小主要取決于取代基極性大小。常見(jiàn)基團(tuán)極性大小順序如下；酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷。舉例：判斷下列各組化合物極性大小。

ABC

麻黃堿蝙蝠葛堿

中藥化學(xué)成分不但數(shù)量繁多，而且結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。所以極性問(wèn)題很復(fù)雜。但依據(jù)以上兩點(diǎn)，一般可以判定。需要大家判斷的大多數(shù)是母核相同或相近的化合物，此時(shí)主要依據(jù)取代基極性大小。

2常見(jiàn)中藥化學(xué)成分類型的極性：極性較大的：苷類、生物堿鹽、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、鞣質(zhì)、小分子有機(jī)酸、親水性色素。極性小的：游離生物堿、苷元、揮發(fā)油、樹(shù)脂、脂肪、大分子有機(jī)酸、親脂性色素。以上不是絕對(duì)的，具體成分要具體分析。比如，有的苷類化合物極性很小，有的苷元極性很大。

（三）提取溶劑及溶劑的選擇：

1.常用提取溶劑的分類與極性：

1）分類：通常分三類：水類；親水性有機(jī)溶劑；親脂性有機(jī)溶劑。

2）極性大?。核?H2O)＞甲醇(MeOH)＞乙醇(EtOH)＞丙酮（Me2CO）＞正丁醇(n-BuOH)＞乙酸乙酯(EtOAc)＞乙醚(Et2O)＞氯仿(CHCl3)＞苯（C6H6)＞四氯化碳(CCl4)＞正己烷≈石油醚(Pet.et)。水類還包括酸水、堿水；親水性有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮；親脂性有機(jī)溶劑為正丁醇后所有的。這三類溶劑間互溶情況：水和親水性有機(jī)溶劑可互溶，水和親脂性有機(jī)溶劑間不互溶，有機(jī)溶劑間除甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。

3）溶劑極性大小的實(shí)質(zhì)：介電常數(shù)不同，介電常數(shù)大的溶劑極性大，介電常數(shù)小的溶劑極性小。如，己烷為1.9，氯仿為5.2，水為80。

2.提取溶劑的選擇：

1）提取溶劑的選擇原則：（1）要對(duì)所提取成分溶解度大；對(duì)雜質(zhì)溶解度小。（2）要與所提取成分不起意外的化學(xué)變化。（3）要廉價(jià)、易得、安全。其中（1）是最主要的。

2）提取溶劑的選擇：（1）水：為極性最大的溶劑，也最常用?？扇芙廛疹?、生物堿鹽、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸、鞣質(zhì)、小分子有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽、親水性色素、無(wú)機(jī)鹽。其中蛋白質(zhì)不溶于熱水。缺點(diǎn)：用水提取易酶解苷類成分，且易霉壞變質(zhì)。某些含果膠、粘液質(zhì)類成分的中草藥，其水提取液常常很難過(guò)濾。沸水提取時(shí)，中草藥中的淀粉可被糊化，而增加過(guò)濾的困難。故含淀粉量多的中草藥，不宜磨成細(xì)粉后加水煎煮。（2）親水性的有機(jī)溶劑：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好。親水性的成分除蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、果膠、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用范圍廣，易過(guò)濾，不霉變，易濃縮回收。缺點(diǎn)：價(jià)高、不安全，需回流設(shè)備。

（3）親脂性的有機(jī)溶劑：這些溶劑的選擇性能強(qiáng)，用于親脂性成分的提取，如游離生物堿、苷元、揮發(fā)油等。

優(yōu)點(diǎn)：提取專屬性強(qiáng)，易回收濃縮。缺點(diǎn)：價(jià)高、易燃、有毒，穿透性差；對(duì)設(shè)備要求高。（四）提取方法：提取工藝流程圖：提取和分離工藝多用此圖表示。

1浸漬法：也叫冷浸法。將藥材粗粉以適當(dāng)溶劑在常溫下浸泡。多以水類或稀醇為溶劑。適于成分遇熱易破壞或含多糖較多的中藥的提取。缺點(diǎn)為浸出效果較差，水提取液易發(fā)霉，提取液體積大，浸出時(shí)間長(zhǎng)。

2滲瀘法：將中藥粗粉裝于滲瀘筒中，不斷添加溶劑滲過(guò)藥粉，從滲瀘筒下端不斷流出滲瀘液。各類溶劑均可。此法由于溶液濃度差大，浸出效果好，且不破壞成分。但缺點(diǎn)為溶液體積大，時(shí)間長(zhǎng)。

3煎煮法：為中藥水提取最常用的方法。將中藥粗粉用水加熱煮沸，保持一定時(shí)間，成分即可浸出。煎煮法必須以水為溶劑。此法提取效率高，但遇熱破壞成分要注意。且含多糖多的成分過(guò)濾困難。4回流法：用于以有機(jī)溶劑加熱提取成分。優(yōu)點(diǎn)為提取效率高，但受熱易破壞成分不宜用此法。缺點(diǎn)為溶劑消耗量大，需回流設(shè)備，需幾次提取方可提取完全。

5連續(xù)回流法：以索氏提取器（亦稱脂肪抽出器）回流提取?？朔嘶亓鞣ㄈ軇┬枰看?、需幾次提取的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)為提取時(shí)間長(zhǎng)，受熱破壞成分不能用此法。（五）影響提取效率的因素：

1藥材粉碎度：藥粉越細(xì)、表面積越大，提取效率越高。但太細(xì)，藥粉對(duì)成分的吸附也越強(qiáng)。因此水提取宜用粗粉；用有機(jī)溶劑可細(xì)些,以20目為好。

2提取溫度：一般熱提效率高，但要考慮有些成分溫度高易破壞，應(yīng)選擇適宜溫度。

3提取時(shí)間：一般提取時(shí)間長(zhǎng)提出量大。但被提成分在細(xì)胞內(nèi)外溶解一旦平衡，時(shí)間長(zhǎng)即無(wú)意義。一般熱水提以1/2~1hr為宜，乙醇提1hr為宜。

二水蒸氣蒸餾法：適于具有揮發(fā)性、可隨水蒸氣蒸餾不被破壞，與水不反應(yīng)、且與水分層的成分的提取。中藥中主要用于揮發(fā)油、某些揮發(fā)性生物堿、少數(shù)揮發(fā)性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。水蒸氣蒸餾提取的裝置有兩種，一是水蒸氣蒸餾裝置，二是共水蒸餾裝置。三升華法：中藥中的某些固體成分在受熱低于其熔點(diǎn)的溫度下，不經(jīng)液態(tài)直接成為氣態(tài)，經(jīng)冷卻后又成為固態(tài)，從而與中藥組織分離這種性質(zhì)稱為升華，這種提取方法稱為升華法。中藥成分有少量具有升華性，如游離羥基蒽醌類成分，一些小分子香豆素類，有機(jī)酸類成分等。

四超臨界提取法。（SFE）

1特點(diǎn)：與經(jīng)典溶劑提取法比較，不用有機(jī)溶劑，而是選用一種稱為超臨界流體（SF）的物質(zhì)替代有機(jī)溶劑提取。

2優(yōu)點(diǎn)：1）可在低溫下提取，“熱敏性”成分尤其適用。2）無(wú)溶劑殘留，對(duì)作為制劑的中藥提取物的提取是一大優(yōu)勢(shì)。3）提取與蒸餾合為一體，無(wú)需回收溶劑。4）具選擇性分離。

3超臨界流體（SF）：指處于臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，介于氣體和液體之間的、以流動(dòng)形式存在的物質(zhì)。超臨界狀態(tài)是指當(dāng)一種物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力以上的狀態(tài)下，形成既非液體又非氣體的單一狀態(tài)，稱為“SF”。此時(shí)其流體密度近似液體、黏度近似氣體，其擴(kuò)散力比液體大增，介電常數(shù)也隨壓力增加而增加。其浸透性優(yōu)于液體，因而比液體有更佳的溶解力，有利于溶質(zhì)的萃取，特別是性質(zhì)不穩(wěn)定、易熱分解的物質(zhì)的提取。4常見(jiàn)的SF：有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的為二氧化碳。二氧化碳的特點(diǎn)：臨界溫度接近室溫（Tc=31.3℃），臨界壓力也較低（Pc=7.37Mpa），無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味，不易燃，化學(xué)惰性，廉價(jià)，易制成高純度氣體。故在SFE中最常用。

5二氧化碳-超臨界流體的溶解能力規(guī)律：在超臨界狀態(tài)下，CO2對(duì)不同溶質(zhì)的溶解能力差別很大。其取決于溶質(zhì)的極性、沸點(diǎn)、分子量。

(1)對(duì)親脂性、低沸點(diǎn)成分溶解能力強(qiáng)，如揮發(fā)油、烴類、醚類、酯類等。

(2)成分極性基團(tuán)（如OH、COOH）越多，越難提取。如糖類、氨基酸的萃取壓力要4×104Pa以上。

(3)成分分子量越大，越難提取。

第三節(jié)：中藥化學(xué)成分的分離方法

本節(jié)介紹中藥化學(xué)成分的一般分離方法，有萃取、沉淀、結(jié)晶、鹽析、膜分離、柱色譜等方法。重點(diǎn)掌握前三種和柱色譜法。

一兩相溶劑萃取法

1原理：利用混合物中各單體組分在兩相溶劑中的分配系數(shù)（K）不同而達(dá)到分離的方法。溶劑分配法的兩相往往是互相飽和的水相與有機(jī)相?；旌衔镏懈鞒煞衷趦上嘀蟹峙湎禂?shù)相差越大，則分離效果越高。

2方法：

1）簡(jiǎn)單萃取法：儀器，實(shí)驗(yàn)室用分液漏斗或下口瓶。一般在水和親脂性有機(jī)溶劑中進(jìn)行，根據(jù)情況，也可用酸水或堿水。中藥中成分比較復(fù)雜，一般一次萃取分離不出來(lái)純品，需要再配合其他方法。由于成分的復(fù)雜性及相互作用，萃取中易發(fā)生乳化。破壞乳化的方法有：（1）加熱敷；（2）將乳化層抽濾；（3）長(zhǎng)時(shí)間放置（24小時(shí)以上）。2）pH度萃取法：是分離酸性或堿性成分的常用方法。以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以親脂性有機(jī)溶劑溶解的堿性成梯度的混合生物堿，或者以pH成梯度的堿水溶液依次萃取以親脂性有機(jī)溶劑溶解的酸性成梯度的混合酚、酸類成分，使后者分離的方法。

3）連續(xù)萃取法：采用連續(xù)萃取器萃取。利用兩溶液比重不同自然分層和分散相液滴穿過(guò)連續(xù)相溶劑時(shí)發(fā)生傳質(zhì)。此法可克服用分液漏斗多次萃取操作的麻煩。

4）液滴逆流分配法（DCCC法）：是利用流動(dòng)相形成液滴，通過(guò)作為固定相的液柱而達(dá)到分離純化的目的。二

沉淀法指于中藥提取液中加入某些試劑或溶劑，使某些成分沉淀而使所要成分與雜質(zhì)分離的方法。依據(jù)加入試劑或溶劑不同，分為下述四個(gè)方法。

1水醇沉淀法：1）水提取醇沉淀法，于水提濃縮液中加入乙醇使含醇量達(dá)60%以上，可使多糖、蛋白質(zhì)沉淀。2）醇提取水沉淀法，于醇提取濃縮液中加入10倍量以上水，可沉淀親脂性成分。

2鉛鹽沉淀法：利用中性醋酸鉛或堿式醋酸鉛在水或稀醇溶液中能與許多物質(zhì)生成難溶的鉛鹽或絡(luò)鹽沉淀而分離的方法。中性醋酸鉛可沉淀具有鄰二酚羥基和羧基的成分；堿式醋酸鉛的沉淀范圍較廣，可沉淀含酚羥基和羧基及中性皂苷等。如沉淀為雜質(zhì)，則可棄去；如沉淀為所要成分，則可將沉淀懸浮于水或稀醇中，通H2S氣體或加入稀H2SO4、Na2SO4等脫鉛，成分即可分離。

3酸堿沉淀法：

1）酸提取堿沉淀：用于生物堿的提取分離。2）堿提取酸沉淀：用于酚、酸類成分和內(nèi)酯類成分的提取、分離。

4專屬試劑沉淀法某些試劑能選擇性地沉淀某類成分，稱為專屬試劑沉淀法。如雷氏銨鹽能與水溶性生物堿類生成沉淀，可用于分離水溶性生物堿與其它生物堿；膽甾醇能和甾體皂苷沉淀，可使其與三萜皂苷分離；明膠能沉淀鞣質(zhì)，可用于分離或除去鞣質(zhì)等。

三鹽析法于中藥水提取液中加入某些無(wú)機(jī)鹽至一定濃度或達(dá)到飽和狀態(tài)，可使某些成分由于溶解度降低而沉淀析出。常用的無(wú)機(jī)鹽有HCl、Na2SO4等。四結(jié)晶法

1關(guān)于結(jié)晶和重結(jié)晶概念：結(jié)晶是指由非結(jié)晶狀態(tài)到形成結(jié)晶的操作過(guò)程。重結(jié)晶指由純度低結(jié)晶處理成純度高結(jié)晶的操作過(guò)程。二者從操作角度差別是起始物不同。

2結(jié)晶和重結(jié)晶操作：

提取或分離物↓溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，過(guò)濾溶液↓放置（冷藏）析晶，過(guò)濾粗結(jié)晶↓重復(fù)上述操作（重結(jié)晶）結(jié)晶

3影響結(jié)晶的因素：

1）結(jié)晶用溶劑的選擇是最重要因素之一。一般應(yīng)符合下列條件：（1）要對(duì)被結(jié)晶成分熱時(shí)溶解度大、冷時(shí)溶解度??；對(duì)雜質(zhì)或冷熱時(shí)都溶解，或冷熱時(shí)都不溶解。（2）與被結(jié)晶成分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（3）沸點(diǎn)不宜太高。除用單一溶劑外，中藥成分的結(jié)晶常用一定比例的混合溶劑，。

2）純度：

3）被結(jié)晶成分的類型：分子小易結(jié)晶；分子大、含糖多，不易結(jié)晶。

4）溶液濃度：溶液濃結(jié)晶快，但結(jié)晶細(xì)碎，雜質(zhì)多；反之結(jié)晶慢，但晶形大、純度高。

5）結(jié)晶溫度和時(shí)間：溫度低、時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)晶好。

五膜分離法

利用天然或人工合成的高分子膜，以外加壓力或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)混合物溶液中的化學(xué)成分進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集。反滲透、超濾、微濾、電滲析為四大已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的膜分離技術(shù)。其中反滲透、超濾、微濾相當(dāng)于過(guò)濾技術(shù)。溶劑、小分子能透過(guò)膜，而大分子被膜截留。不同膜過(guò)濾被截留的分子大小有區(qū)別。如運(yùn)用超濾，選用適當(dāng)規(guī)格的膜可實(shí)現(xiàn)對(duì)中藥提取液中多糖類、多肽類、蛋白質(zhì)類的截留分離。透析法也屬于膜分離法。

六柱色譜法

1吸附柱色譜是利用吸附劑對(duì)被分離化合物分子的吸附能力的差異，而實(shí)現(xiàn)分離的一類色譜。

1）硅膠、氧化鋁柱色譜：二者均為最常用的吸附劑。硅膠是一種中等極性的酸性吸附劑，適用于中性或酸性成分的層析。氧化鋁有弱堿性，主要用于堿性或中性親脂性成分的分離，如生物堿、甾、萜類等成分；對(duì)于生物堿類的分離頗為理想。但是堿性氧化鋁不宜用于醛、酮、酸、內(nèi)酯等類型的化合物分離。吸附柱色譜行為與化合物的極性有關(guān)：

2）聚酰胺柱色譜：其與化合物間主要為氫鍵吸附。主要用于酚類、醌類如黃酮類、蒽醌類及鞣質(zhì)類等成分的分離。聚酰胺對(duì)一般化合物的吸附的規(guī)律：①化合物中能形成氫鍵的基團(tuán)（酚羥基、羧基、羰基）多，吸附強(qiáng)；②能形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目相同，處于對(duì)位和間位的吸附力強(qiáng)于鄰位的。③芳香環(huán)和雙鍵多，吸附力強(qiáng)。

3）大孔吸附樹(shù)脂（1）結(jié)構(gòu)與組成：大孔吸附樹(shù)脂為白色或淡黃色球形顆粒狀，粒度多為20~60目。組成為苯乙烯，二乙烯苯，或а-甲基丙烯酸酯型。其中苯乙烯，二乙烯苯型為非極性樹(shù)脂，2-甲基丙烯酸酯型為中極性樹(shù)脂。大孔吸附樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)中包含了許多微觀小球組成的網(wǎng)狀孔穴結(jié)構(gòu)。（2）特性：①理化性質(zhì)穩(wěn)定，不容于酸、堿及有機(jī)溶劑。②對(duì)有機(jī)物選擇性較好。③吸附速度快。④再生處理方便。（3）吸附原理：①吸附性：大孔吸附樹(shù)脂本身具有吸附性，是由范德華力或氫鍵吸附的結(jié)果。②篩性原理：是由大孔吸附樹(shù)脂本身的多孔性所決定的。

（3）影響大孔吸附樹(shù)脂分離效果的因素：①化合物分子極性大?。阂话銇?lái)說(shuō)，大孔樹(shù)脂的色譜行為具有反相的性質(zhì)。被分離物質(zhì)的極性大先流出色譜柱。②分子體積大小：在一定條件下，化合物體積越大，吸附力越強(qiáng)。（4）洗脫劑：對(duì)非極性大孔樹(shù)脂，洗脫劑極性越小，洗脫能力越強(qiáng)，對(duì)中極性大孔樹(shù)脂及極性較大化合物，則極性較大溶劑洗脫力強(qiáng)。一般上樣后先用水（或酸、堿水）洗去雜質(zhì)，然后用不同濃度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脫。

4）活性炭：是一種非極性吸附劑，對(duì)非極性物質(zhì)吸附強(qiáng)?；钚蕴恐饕糜诜蛛x水溶性成分，如氨基酸、糖類及某些甙?；钚蕴康奈阶饔?，在水中最強(qiáng)，在有機(jī)溶劑中則較低弱。故水的洗脫能力最弱，而有機(jī)溶劑則較強(qiáng)。2分配柱色譜：利用被分離成分在固定相和流動(dòng)相之間的分配系數(shù)的不同而達(dá)到分離的方法。按照固定相與流動(dòng)相的極性差別，分配色譜法有正相與反相色譜法之分。在正相分配色譜法中，流動(dòng)相的極性小于固定相極性。常用的固定相有氰基與氨基鍵合相，主要用于分離極性及中等極性的分子型物質(zhì)。在反相分配色譜法中，流動(dòng)相的極性大于固定相極性。常用的固定相有十八烷基硅烷（ODS）或C8鍵合相。流動(dòng)相常用甲醇-水或乙腈-水。主要用于分離非極性及中等極性的各類分子型化合物。中藥中的各種苷類特別適合用反相色譜法分離。反相色譜是應(yīng)用最廣的色譜法，因?yàn)殒I合相表面的官能團(tuán)不會(huì)流失，流動(dòng)相的極性可以在很大的范圍調(diào)整，再加之由它派生的反相離子對(duì)色譜法和離子抑制色譜法，可以分離有機(jī)酸、堿、鹽等離子型化合物。高效液相色譜（HPLC）最常用的即是反相填料。3凝膠過(guò)濾色譜凝膠過(guò)濾色譜原理主要是分子篩（或反篩子）作用、根據(jù)凝膠的孔徑和被分離化合物分子的大小而達(dá)到分離目的。凝膠是具有多孔隙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)，被分離物質(zhì)的分子大小不同，它們能夠進(jìn)入到凝膠內(nèi)部的能力不同，當(dāng)混合物溶液通過(guò)凝膠柱時(shí)，比凝膠孔隙小的分子可以自由進(jìn)入凝膠內(nèi)部，而比凝膠孔隙大的分子不能進(jìn)入凝膠內(nèi)部，只能通過(guò)凝膠顆粒間隙。因此移動(dòng)速率有差異，分子大的物質(zhì)不被遲滯(排阻)，保留時(shí)間則較短，分子小的物質(zhì)由于向孔隙溝擴(kuò)散，移動(dòng)被滯留，保留時(shí)間則較長(zhǎng)，而達(dá)到分離。中藥中多糖類、蛋白質(zhì)、苷和苷元的分離可用凝膠色譜。樣品商品凝膠的種類很多，常用的是凝膠葡聚糖凝膠(SephadexG)和羥丙基葡聚糖凝膠(SephadexLH-20)

第一節(jié)糖類化合物

一、概述

1、糖的含義：糖（saccharides）是多羥基醛或多羥基酮及其衍生物、聚合物的總稱。糖的分子中含有碳、氫、氧三種元素，大多數(shù)糖分子中氫和氧的比例是2：1，因此，具有Cx（H2O）y的通式，所以，糖又稱為碳水化合物（carbohydrates），但有的糖分子組成并不符合這個(gè)通式，如鼠李糖（rhamnose）為C6H12O5。

2、存在：在自然界中，糖的分布極廣，無(wú)論是在植物界還是動(dòng)物界。糖可分布于植物的各個(gè)部位，植物的根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等大多含有葡萄糖、果糖(fructose)、淀粉和纖維素(cellulose)等糖類物質(zhì)。

3、主要生物活性：糖類化合物多具有抗腫瘤活性（香菇多糖）或具有增強(qiáng)免疫功能（黃芪多糖）。二、糖類的結(jié)構(gòu)與分類

根據(jù)其能否水解和分子量的大小可分為：?jiǎn)翁?monosaccharides)：不能再被簡(jiǎn)單地水解成更小分子的糖。如葡萄糖、鼠李糖等。低聚糖(oligosaccharides)：由2～9個(gè)單糖聚合而成，也稱為寡糖。如蔗糖、麥芽糖等。多糖(polysaccharides)：由10個(gè)以上的單糖聚合而成，分子量很大。其性質(zhì)也大大不同于單糖和低聚糖。如淀粉、纖維素等。

（一）單糖1、常見(jiàn)的單糖及其衍生物（1）五碳醛糖：D-木糖（D-xylose，xyl）、L-阿拉伯糖（L-arabinose，ara）。（2）甲基五碳糖：L-夫糖（L-fucose，fuc）、D-雞納糖（D-quinovose）、L-鼠李糖（L-rhamnose，rha）。

D-木糖L-阿拉伯糖

L-鼠李糖

（3）六碳醛糖：D-葡萄糖（D-glucose，glc）、D-甘露糖（D-mannose，man）、D-半乳糖（D-galactose，gal）。

D-葡萄糖D-甘露糖

D-半乳糖

（4）六碳酮糖：D-果糖（fructose，fru）

（5）糖醛酸：D-葡萄糖醛酸（D-glucuronicacid）、D-半乳糖醛酸（D-galacturonicacid）等。

D-葡萄糖醛酸D-半乳糖醛酸

（6）糖醇：?jiǎn)翁堑娜┗蛲€原成羥基后所得到的多元醇稱糖醇。糖醇在天然界分布也很廣，亦多有甜味。如衛(wèi)矛醇、D-甘露醇、D-山梨醇。（7）其他：①去氧塘：在單糖的2，6位失去氧，就成為2，6-二去氧糖，主要存在于強(qiáng)心苷等成分中。②氨基糖：?jiǎn)翁堑牟蛑倭u基被置換為氨基，就成為氨基糖。天然氨基糖存在于動(dòng)物和菌類中較多。自然界亦發(fā)現(xiàn)一些有分支碳鏈的糖，如D-芹糖。

2、單糖的構(gòu)型（1）絕對(duì)構(gòu)型：在哈沃斯（Haworth）式中，只要看六碳吡喃糖的C5（五碳呋喃糖的C4）上取代基的取向，向上的為D型，向下的為L(zhǎng)型。（2）相對(duì)構(gòu)型：端基碳原子的相對(duì)構(gòu)型α或β是指C1羥基與六碳糖C5（五碳糖C4）取代基的相對(duì)關(guān)系，當(dāng)C1羥基與六碳糖C5（五碳糖C4）上取代基在環(huán)的同一側(cè)為β構(gòu)型，在環(huán)的異側(cè)為α構(gòu)型（以下糖結(jié)構(gòu)式中的部分羥基未畫(huà)出）。α-D-糖β-D-糖α-L-糖β-L-糖

（二）低聚糖按組成低聚糖的單糖基數(shù)目，低聚糖分為二糖、三糖、四糖等。常見(jiàn)的二糖有蔗糖、龍膽二糖（gentiobiose）、麥芽糖（maltose）、蕓香糖（rutinose）、蠶豆糖（vicianose）、槐糖（sophorose）等。蕓香糖

龍膽二糖

麥芽糖（三）多糖多糖分子量較大，一般由幾百個(gè)甚至幾萬(wàn)個(gè)單糖分子組成，已失去一般單糖的性質(zhì)，一般無(wú)甜味，也無(wú)還原性。由一種單糖組成的多糖為均多糖（homosaccharides），由二種以上單糖組成的為雜多糖（heterosaccharides）。1．植物多糖（1）纖維素（cellulose）

由3000～5000分子的D-葡萄糖通過(guò)1

→4苷鍵以反向連接聚合而成的直鏈葡聚糖，分子結(jié)構(gòu)直線狀，不易被稀酸或堿水解。

纖維素

（2）淀粉（starch）淀粉是葡萄糖的高聚物，淀粉在制劑中常用作賦形劑，在工業(yè)上常用作生產(chǎn)葡萄糖的原料。（3）粘液質(zhì)（mucilage）是植物種子、果實(shí)、根、莖和海藻中存在的一類粘多糖。粘液質(zhì)可溶于熱水，冷后呈膠凍狀。（4）樹(shù)膠（gum）樹(shù)膠是植物在受傷害或毒菌類侵襲后分泌的物質(zhì)，干后呈半透明塊狀物。如中藥沒(méi)藥內(nèi)含64％樹(shù)膠，是由D-半乳糖（4份）、L-阿拉伯糖（1份）和4-甲基-D-葡萄糖醛酸（3份）組成的酸性雜多糖。2．菌類多糖（1）豬苓多糖：能顯著提高荷瘤小鼠巨噬細(xì)胞的吞噬能力，促進(jìn)抗體形成，是良好的免疫調(diào)節(jié)劑，具有抗腫瘤轉(zhuǎn)移和調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞免疫功能的作用。此外，對(duì)慢性肝炎也有良好的療效。（2）茯苓多糖：本身無(wú)抗腫瘤活性，若切斷其所含的1β→6吡喃葡聚糖支鏈，成為單純的1β→3葡聚糖（稱為茯苓次聚糖pachymaran）則具有顯著的抗腫瘤作用。（3）靈芝多糖

3．動(dòng)物多糖

（1）肝素（heparin）是一種含有硫酸酯的粘多糖，肝素廣泛分布于哺乳動(dòng)物的內(nèi)臟、肌肉和血液里，作為天然抗凝血物質(zhì)受到高度重視，國(guó)外用于預(yù)防血栓疾病，并已形成了一種肝素療法。（2）甲殼素（chitin）

是組成甲殼類昆蟲(chóng)外殼的多糖，不溶于水，對(duì)稀酸和堿穩(wěn)定。甲殼素經(jīng)濃堿處理，可得脫乙酰甲殼素（chitosan）。甲殼素及脫乙酰甲殼素應(yīng)用非常廣泛，可制成透析膜、超濾膜，用作藥物的載體具有緩釋，持效的優(yōu)點(diǎn)，還可用于人造皮膚、人造血管、手術(shù)縫合線等。

第二節(jié)苷類化合物

一、概述

1、含義：苷類（glycosides）是糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)通過(guò)糖的端基碳原子連接而成的一類化合物，又稱為配糖體。苷中的非糖部分稱為苷元(genin)或配基（aglycone）。

2、植物分布：苷類的分布廣泛，是普遍存在的天然產(chǎn)物，由于苷元的結(jié)構(gòu)類型不同，各種結(jié)構(gòu)類型的苷類在植物中的分布情況亦不一樣。如黃酮苷在近200個(gè)科的植物中都有分布；強(qiáng)心苷主要分布于玄參科、夾竹桃科等10多個(gè)科。對(duì)多數(shù)中草藥，根及根莖往往是苷類分布的一個(gè)重要部位。

3、生物活性：苷類化合物多具有廣泛的生物活性，如天麻苷是天麻安神鎮(zhèn)靜的主要活性成分；三七皂苷是三七活血化瘀的活性成分；強(qiáng)心苷有強(qiáng)心作用；黃酮苷有抗菌、止咳、平喘、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈血管等等作用。

二、苷類的結(jié)構(gòu)與分類（一）結(jié)構(gòu)1、苷鍵：苷中的苷元與糖之間的化學(xué)鍵稱為苷鍵。2、苷原子：苷元上形成苷鍵以連接糖的原子，稱為苷鍵原子，也稱為苷原子。苷鍵原子通常是氧原子，也有硫原子、氮原子；少數(shù)情況下，苷元碳原子上的氫與糖的半縮醛羥基縮合，形成碳-碳直接相連的苷鍵。3、苷的構(gòu)型：由于單糖有α及β二種端基異構(gòu)體，因此在形成苷類時(shí)就有二種構(gòu)型的苷，即α-苷和β-苷。在天然的苷類中，由D-型糖衍生而成的苷多為β-苷，而由L-型糖衍生而成的苷多為α-苷。4、成苷的常見(jiàn)糖：主要是單糖，廠為D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、L-鼠李糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-果糖、D-葡萄糖醛酸以及D-半乳糖醛酸等，也有去氧糖等其他糖。

（二）分類1．按苷鍵原子分類

根據(jù)苷鍵原子的不同，苷類可以分為氧苷、硫苷、氮苷和碳苷。（1）氧苷苷元通過(guò)氧原子和糖相連接而成的苷稱為氧苷。氧苷是數(shù)量最多、最常見(jiàn)的苷類。根據(jù)形成苷鍵的苷元羥基類型不同，又分為醇苷、酚苷、酯苷和氰苷等，其中以醇苷和酚苷居多，酯苷較少見(jiàn)。①

醇苷

是苷元的醇羥基與糖縮合而成的苷。毛茛苷紅景天苷

②

酚苷

苷元分子中的酚性羥基與糖脫水而成的苷。

熊果苷天麻苷丹皮苷③

酯苷

苷元中羧基與糖縮合而成的苷，其苷鍵既有縮醛性質(zhì)又有酯的性質(zhì)，易為稀酸和稀堿所水解。如山慈菇苷A和B（是山慈菇中抗霉菌的活性成分）被水解后，苷元立即環(huán)合生成山慈菇內(nèi)酯A和B。

R=H山慈菇苷AR=H山慈菇內(nèi)酯AR=OH山慈菇苷

BR=OH山慈菇內(nèi)酯

B

④

吲哚苷：靛苷，苷元為吲哚醇。

⑤氰苷

氰苷主要是指一類具有α-羥基腈的苷，數(shù)目不多，但分布廣泛。這種苷易水解，尤其是在有稀酸和酶催化時(shí)水解更快，生成的苷元α-羥腈很不穩(wěn)定，立即分解為醛（酮）和氫氰酸；而在濃酸作用下，苷元中的-CN基易氧化成-COOH基，并產(chǎn)生NH4+；在堿性條件下，苷元容易發(fā)生異構(gòu)化而生成α-羥基羧酸鹽。苦杏仁苷（amygdalin）存在于杏的種子中，具有α-羥基腈結(jié)構(gòu)，屬于氰苷類（cyanogenicglycosides）。苦杏仁苷在人體內(nèi)會(huì)緩慢分解生成不穩(wěn)定的α--羥基苯乙腈，進(jìn)而分解成為具有苦杏仁味的苯甲醛以及氫氰酸。小劑量口服時(shí)，由于釋放少量氫氰酸，對(duì)呼吸中樞產(chǎn)生抑制作用而鎮(zhèn)咳。大劑量口服時(shí)因氫氰酸能使延髓生命中樞先興奮而后麻痹，并能抑制酶的活性而阻斷生物氧化鏈，從而引起中毒，嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡。

在酸堿或酶的作用下，苦杏仁苷依不同的條件生成不同的分解產(chǎn)物。（要求掌握）

稀酸

杏仁腈苦杏仁苷濃HCl苦杏仁苷酶

OH－

苯甲醛氫氰酸

野櫻苷野櫻酶

稀酸

（2）

硫苷

糖的半縮醛羥基與苷元上巰基縮合而成的苷稱為硫苷。

（3）

氮苷

糖上的端基碳與苷元上氮原子相連接而成的苷稱為氮苷。氮苷在生物化學(xué)領(lǐng)域中是十分重要的物質(zhì)，腺苷、鳥(niǎo)苷、胞苷、尿苷、等是核酸的重要組成部分。另外，中藥巴豆中的巴豆苷（crotonside），其化學(xué)結(jié)構(gòu)與腺苷相似。蘿卜苷巴豆苷

（4）碳苷碳苷是一類糖基的端基碳原子直接與苷元碳原子相連接而成的苷類化合物。組成碳苷的苷元多為黃酮類、蒽醌類化合物等，其中以黃酮碳苷最為多見(jiàn)。碳苷類具有水溶性小，難于水解的共同特性。蘆薈（Aloe）中的致瀉有效成分之一蘆薈苷（aloin）是最早從中藥中獲得的蒽醌碳苷，具有不同旋光性和圓二色性、并可相互轉(zhuǎn)化的一對(duì)非對(duì)映體。

蘆薈苷

2．其它分類方法

（1）按苷元的化學(xué)結(jié)構(gòu)類型：分為香豆素苷、蒽醌苷、黃酮苷、吲哚苷等。（2）按苷類在植物體內(nèi)的存在狀況：分為原生苷（primaryglycosides原存在于植物體內(nèi)），苷，稱為次生苷（secondaryglycosides原生苷水解失去一部分糖后生成的）。如苦杏仁苷是原生苷，野櫻苷是次生苷。（3）按苷的生理作用分類：強(qiáng)心苷。（4）按苷的特殊物理性質(zhì)分類：皂苷。（5）按糖的種類或名稱分類：葡萄糖苷、木糖苷、去氧糖苷等。（6）按苷分子所含單糖的數(shù)目分類，可分為單糖苷、雙糖苷、三糖苷等。（7）按苷分子中的糖鏈數(shù)目分類，可分為單糖鏈苷、雙糖鏈苷等。（8）按其植物來(lái)源分類，例如人參皂苷、柴胡皂苷等。

三、苷類的性質(zhì)（一）物理性質(zhì)1、苷類均為固體，無(wú)定形粉末狀物或結(jié)晶，2、多具有吸濕性。3、刺激性：有些苷類對(duì)粘膜具有刺激作用，如皂苷、強(qiáng)心苷等。4、苷類具有旋光性，多數(shù)苷呈左旋。苷類水解后由于生成的糖是右旋的，因而使混合物呈右旋。5、溶解性：（1）苷：在中藥各類化學(xué)成分中，苷類屬于極性較大的物質(zhì)，在甲醇、乙醇、含水正丁醇等極性大的有機(jī)溶劑中有較大的溶解度，一般也能溶于水。苷的糖基增多，極性增大，親水性增強(qiáng)，在水中的溶解度也就增加。在用不同極性的溶劑順次提取中藥時(shí)，除了揮發(fā)油部分、石油醚部分等非極性部分外，在極性小、中等極性、極性大的提取部分中都存在苷類的可能，但主要存在于極性大的部位。碳苷的溶解性較為特殊，和一般苷類不同，無(wú)論是在水還是在其它溶劑中，碳苷的溶解度一般都較小。（2）苷元：易溶于親脂性有機(jī)溶劑或不同濃度的醇。

（二）化學(xué)性質(zhì)

1、苷鍵的裂解苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu)，在稀酸或酶的作用下，苷鍵可發(fā)生斷裂，水解成為苷元和糖。通過(guò)苷鍵的裂解反應(yīng)將有助于了解苷元的結(jié)構(gòu)、糖的種類和組成，確定苷元與糖、糖與糖之間的連接方式。苷鍵裂解的方法主要有酸水解、酶水解、堿水解和氧化開(kāi)裂等。（1）酸催化水解苷鍵易被稀酸催化水解，反應(yīng)一般在水或稀醇中進(jìn)行，所用的酸有鹽酸、硫酸、乙酸和甲酸等。苷發(fā)生酸催化水解反應(yīng)的機(jī)理是：苷鍵原子首先發(fā)生質(zhì)子化，然后苷鍵斷裂生成苷元和糖的陽(yáng)碳離子中間體，在水中陽(yáng)碳離子經(jīng)溶劑化，再脫去氫離子而形成糖分子。下面以氧苷中的葡萄糖苷為例，說(shuō)明其反應(yīng)歷程。

從上述反應(yīng)機(jī)理可以看出，酸催化水解的難易與苷原子的堿度、即苷原子上的電子云密度以及其空間環(huán)境有密切的關(guān)系。只要是有利于苷原子質(zhì)子化的因素，就能有利于水解的進(jìn)行。

苷類酸水解的難易有以下規(guī)律：

①按苷原子的不同：N-苷﹥O-苷﹥S-苷﹥C-苷②呋喃糖苷﹥吡喃糖苷③酮糖苷﹥?nèi)┨擒闸苓拎擒眨何逄继擒?gt;甲基五碳糖苷>六碳糖苷>七碳糖苷>糖醛酸苷⑤2-氨基糖苷<2-羥基糖苷<3-去氧糖苷<2-去氧糖苷<2、3-去氧糖苷⑥芳香族苷﹥脂肪族苷

（2）堿催化水解由于一般的苷鍵屬縮醛結(jié)構(gòu)，對(duì)稀堿較穩(wěn)定，不易被堿催化水解，故苷很少用堿催化水解，但酯苷、酚苷、烯醇苷和β位吸電子基團(tuán)的苷類易為堿催化水解。（3）酶催化水解對(duì)難以水解或不穩(wěn)定的苷，應(yīng)用酸水解法往往會(huì)使苷元脫水、異構(gòu)化等反應(yīng)，而得不到真正的苷元，而酶水解條件溫和（30～40℃），不會(huì)破壞苷元的結(jié)構(gòu)，可得到真正的苷元。酶具有高度專屬性，α-苷酶一般只能水解α-苷，β-苷酶一般只能水解β-苷，例如麥芽糖酶（maltase）是一種α-苷酶，它只能使α-葡萄糖苷水解；苦杏仁酶（emulsin）是β-苷酶，它主要水解β-葡萄糖，但專屬性較差，也能水解一些其它六碳糖的β-苷鍵。由于酶的專屬性，苷類水解還產(chǎn)生部分水解的次生苷。因此，通過(guò)酶水解可以獲知有關(guān)糖的類型、苷鍵及糖苷鍵的構(gòu)型、連接方式等信息。

（4）乙酰解反應(yīng)在多糖苷的結(jié)構(gòu)研究中，為了確定糖與糖之間的連接位置，常應(yīng)用乙酰解開(kāi)裂一部分苷鍵，保留另一部分苷鍵，然后用薄層或氣相色譜鑒定在水解產(chǎn)物中得到的乙酰化單糖和乙?；途厶?。反應(yīng)用的試劑為乙酸酐與不同酸的混合液，常用的酸有硫酸、高氯酸或Lewis酸（如氯化鋅、三氟化硼等）。①乙酰解反應(yīng)的操作較為簡(jiǎn)單，一般可將苷溶于乙酐與冰乙酸的混合液中，加入3％～5％量的濃硫酸，在室溫下放置1~10天，將反應(yīng)液倒入冰水中，并以碳酸氫鈉中和至pH3～4，再用氯仿萃取其中的乙酰化糖，然后通過(guò)柱色譜分離，就可獲得不同的乙?；瘑翁腔蛞阴；途厶?，再用TLC對(duì)它們進(jìn)行鑒定。②苷發(fā)生乙酰解反應(yīng)的速度與糖苷鍵的位置有關(guān)。如果在苷鍵的鄰位有可乙?；牧u基，則由于電負(fù)性，可使乙酰解的速度減慢。從二糖的乙酰解速率可以看出，苷鍵的乙酰解一般以1→6苷鍵最易斷裂，其次為1→4苷鍵和1→3苷鍵，而以1→2苷鍵最難開(kāi)裂。（5）氧化開(kāi)裂反應(yīng)（重要）苷類分子中的糖基具有鄰二醇結(jié)構(gòu)，可以被過(guò)碘酸氧化開(kāi)裂。Smith降解法是常用的氧化開(kāi)裂法。此法先用過(guò)碘酸氧化糖苷，使之生成二元醛以及甲酸，再用四氫硼鈉還原成相應(yīng)的二元醇。這種二元醇具有簡(jiǎn)單的縮醛結(jié)構(gòu)，比苷的穩(wěn)定性差得多，在室溫下與稀酸作用即可水解成苷元、多元醇和羥基乙醛等產(chǎn)物。

Smith降解法在苷的結(jié)構(gòu)研究中，具有重要的作用。對(duì)難水解的碳苷，也可用此法進(jìn)行水解，以避免使用劇烈的酸進(jìn)行水解，可獲得連有一個(gè)醛基、但其它結(jié)構(gòu)保持不變的苷元。此外，對(duì)一些苷元結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定的苷類，如某些皂苷，為了避免酸水解使苷元發(fā)生脫水或結(jié)構(gòu)上的變化以獲取真正的苷元，也常用Smith降解法進(jìn)行水解。

2、苷類的顯色反應(yīng)和沉淀反應(yīng)苷類的共性在于都含有糖基部分，因此，苷類可發(fā)生與糖相同的顯色反應(yīng)和沉淀反應(yīng)。但苷中的糖為結(jié)合糖，需先水解成為游離糖后才能進(jìn)行反應(yīng)。苷類化合物中的苷元部分，其結(jié)構(gòu)可能彼此差異很大，性質(zhì)亦各不相同，由苷元部分產(chǎn)生的顯色反應(yīng)請(qǐng)參見(jiàn)以后各章內(nèi)容。

第一節(jié)

概述

一、分類

醌類化合物是中藥中一類具有醌式結(jié)構(gòu)的化學(xué)成分，主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型。在中藥中以蒽醌及其衍生物尤為重要。二、植物分布

醌類在植物中的分布非常廣泛。

1、蓼科的大黃、何首烏、虎杖。

2、茜草科的茜草

3、豆科的決明子、番瀉葉。

4、鼠李科的鼠李。

5、百合科的蘆薈。

6、唇形科的丹參

7、紫草科的紫草。醌類在一些低等植物中也有存在。

三、生物活性

醌類化合物的生物活性是多方面的。

1、致瀉作用（番瀉葉中的番瀉苷類化合物）

2、抗菌作用（大黃中游離的羥基蒽醌類化合物）

3、止血作用（茜草中的茜草素類成分）

4、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈的作用，用于治療冠心病、心肌梗死等（丹參中丹參醌類）

5、其他作用（驅(qū)蟲(chóng)、解痙、利尿、利膽、鎮(zhèn)咳、平喘等）

第二節(jié)醌類化合物的結(jié)構(gòu)與分類

一、苯醌類

苯醌類（benzoquinones）化合物分為鄰苯醌和對(duì)苯醌兩大類。鄰苯醌結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，故天然存在的苯醌化合物多數(shù)為對(duì)苯醌的衍生物。對(duì)苯醌鄰苯醌二、萘醌類

萘醌類（naphthoquinones）化合物分為α（1，4）、β（1，2）及amphi（2，6）三種類型。但天然存在的大多為α-萘醌類衍生物，它們多為橙色或橙紅色結(jié)晶，少數(shù)呈紫色。

α-（1，4）萘醌

β-（1，2）萘醌

amphi-（2，6）萘醌

三、菲醌類天然菲醌（phenanthraquinone）分為鄰醌及對(duì)醌兩種類型，例如從中藥丹參根中分得到的多種菲醌衍生物

，均屬于鄰菲醌類和對(duì)菲醌類化合物。

鄰菲醌

對(duì)菲醌

舉例：丹參中丹參醌類化合物

1,4,5,8位為α位2,3,6,7位為β位9,10位為meso位，又叫中位四、蒽醌類（重點(diǎn)掌握）按母核的結(jié)構(gòu)分為單蒽核及雙蒽核兩大類。（一）單蒽核類

1．蒽醌及其苷類

天然蒽醌以9,10-蒽醌最為常見(jiàn)，由于整個(gè)分子形成一共軛體系，C9、C10又處于最高氧化水平，比較穩(wěn)定。

天然存在的蒽醌類化合物在蒽醌母核上常有羥基、羥甲基、甲基、甲氧基和羧基取代。它們以游離形式或與糖結(jié)合成苷的形式存在于植物體內(nèi)。蒽醌苷大多為氧苷，但有的化合物為碳苷，如蘆薈苷。根據(jù)羥基在蒽醌母核上的分布情況，可將羥基蒽醌衍生物分為兩種類型。

大黃酚（chrysophanol） R1=H

R2=CH3大黃素（emodin） R1=OH

R2=CH3大黃素甲醚（physcion） R1=OCH3 R2=CH3蘆薈大黃素（aloe-emodin） R1=H

R2=CH2OH大黃酸（rhein） R1=H

R2=COOH（1）大黃素型

羥基分布在兩側(cè)的苯環(huán)上，多數(shù)化合物呈黃色。例如大黃中的主要蒽醌成分多屬于這一類型。（必須掌握下面五個(gè)結(jié)構(gòu)式）比較這幾個(gè)結(jié)構(gòu)式的極性大小。

茜草素（alizarin） R1=OH

R2=HR3=H羥基茜草素（purpurin） R1=OH

R2=HR3=OH偽羥基茜草素（pseudopurpurin）R1=OH

R2=COOHR3=OH（2）茜草素型

羥基分布在一側(cè)的苯環(huán)上，此類化合物顏色較深，多為橙黃色至橙紅色。例如茜草中的茜草素等化合物即屬此型。

2．蒽酚或蒽酮衍生物

蒽醌在酸性環(huán)境中被還原，可生成蒽酚及其互變異構(gòu)體—蒽酮。

蒽醌 蒽酚 蒽酮蒽酚（或蒽酮）的羥基衍生物常以游離狀態(tài)或結(jié)合狀態(tài)與相應(yīng)的羥基蒽醌共存于植物中。蒽酚（或蒽酮）衍生物一般存在于新鮮植物中。新鮮大黃經(jīng)兩年以上貯存則檢識(shí)不到蒽酚。如果蒽酚衍生物的meso位羥基與糖縮合成苷，則性質(zhì)比較穩(wěn)定，只有經(jīng)過(guò)水解除去糖才能易于被氧化轉(zhuǎn)變成蒽醌衍生物。

（二）雙蒽核類

1．二蒽酮類

二蒽酮類成分可以看成是2分子蒽酮脫去一分子氫，通過(guò)碳碳鍵結(jié)合而成的化合物。其結(jié)合方式多為C10-C10′，也有其它位置連結(jié)。例如大黃及番瀉葉中致瀉的主要有效成分番瀉苷A、B、C、D等皆為二蒽酮衍生物。（認(rèn)識(shí)這幾個(gè)番瀉苷的結(jié)構(gòu)式）番瀉苷A（sennosideA）的