天然藥物化學(xué)筆記整理

1、第一章 總論1.天然藥物化學(xué) 概述：天然藥物化學(xué)是藥物化學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。它主要用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法研究天然化學(xué)物資；具體內(nèi)容包括主要類型的天然化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)類型、提取分離方法、結(jié)構(gòu)測(cè)定等。 來(lái)源: 植物（為主）、動(dòng)物、礦物天然藥物中的活性成分是其藥效的物資基礎(chǔ)。2.提取分離的方法1)提取前文獻(xiàn)查閱綜述和藥材生藥鑒定2)提取方法（一）溶劑提取法 原理：“相似者相溶”，通過(guò)選擇適當(dāng)溶劑將中藥中的化學(xué)成分從藥材中提取出來(lái)。常見(jiàn)溶劑的極性強(qiáng)弱順序：石油醚(低沸點(diǎn)高沸點(diǎn))<環(huán)己烷<二硫化碳<四氯化碳<三氯乙烯<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯

2、<丙酮<乙醇<甲醇<乙腈<水<吡啶<乙酸分類：浸漬法 滲漉法：不斷向粉碎的中藥材中添加新鮮浸出溶劑，使其滲過(guò)藥材，從滲漉筒下端出口流出浸出液的方法。缺點(diǎn)：消耗溶劑量大，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，操作麻煩。煎煮法 回流提取法 連續(xù)回流提取法：可彌補(bǔ)回流提取法中溶劑消耗量大，操作臺(tái)繁瑣的不足，實(shí)驗(yàn)室常用索氏提取器（沙氏）來(lái)完成本法操作。缺點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)，受熱易分解的成分不宜使用此法。 超臨界流體萃取技術(shù) 超聲波提取技術(shù)（二）水蒸氣蒸餾法 適用范圍：具有揮發(fā)性、能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞、且難容或不溶于水是我成分的提取。 原理：給予兩種互不相溶的液體共存時(shí)，各組分的蒸汽壓和它們?cè)诩?/p>

3、粹狀態(tài)時(shí)的蒸汽壓相等，而另一種液體的存在并不影響它們的蒸汽壓，混合體系的總蒸汽壓等于兩純組分蒸汽壓之和，由于體系中的蒸汽壓比任何一組分的蒸汽壓都高，所以混合物的沸點(diǎn)比任一組分的沸點(diǎn)為低。（三）升華法 原理：遇熱揮發(fā) 使用范圍：游離蒽醌（四）壓榨法 原理：機(jī)械擠壓 適用范圍：新鮮藥材，種子植物油3)分離純化法根據(jù)物質(zhì)溶解度的不同進(jìn)行分離a.溫度不同,溶解度不同b.改變?nèi)芤旱臉O性去雜c.酸堿法d.沉淀法根據(jù)物質(zhì)分配比不同極性分離 原理: 利用物質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中的分配系數(shù)的不 同達(dá)到分離 a.液-液萃取法 b.反流分布法 c.液滴逆流層析法 d.高速逆流層析法 e.GC法 f.LC法: LC

4、分配層析載體主要有-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。根據(jù)物質(zhì)吸附性不同極性分離a. 極性吸附劑 （如SiO2,Al2O3.)極性強(qiáng)，吸附力大非極性吸附劑 (如活性炭對(duì)非極性化合物的吸附力強(qiáng)(洗脫時(shí)洗脫力隨洗脫劑的極性降低而增大)。b.化合物的極性大小依化合物的官能團(tuán)的極性大小而定;溶劑的極性大小可按其介電常數(shù)()大小排列（極性漸大> ）:己烷 苯 無(wú)水乙醚 CHCl3 AcOEt 乙醇 甲醇 水 1.88 2.29 4.47 5.20 6.11 26.0 31.2 81.0c.氫鍵力吸附聚酰胺吸附層析-洗脫劑的洗脫力由小到大為: 水>

5、; 甲醇> 丙酮> NaOH液> 甲酰胺> 尿素水液 大孔吸附樹(shù)脂的吸附原理：根據(jù)物質(zhì)分子的大小進(jìn)行分離 如葡萄糖凝膠(SephadexG and LH-20.)過(guò)瀘法等。凝膠濾過(guò)法的原理：根據(jù)物質(zhì)解離程度不同的分離法離子交換法：強(qiáng)酸：-SO3H強(qiáng)堿：-N+(CH3)3Cl-弱酸：-CO2H弱堿：-NH2(NH,N)第二章：糖和苷1.糖 又稱作碳水化合物(carbohydrates)，是自然界存在的一類重要的天然產(chǎn)物，是生命活動(dòng)所必需的一類物質(zhì)，和核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)一起稱為生命活動(dòng)所必需的四大類化合物。按照其聚合程度可分為單糖、低聚糖（寡糖）和多糖等。苷類 又稱配糖體(

6、glycoside)，是由糖或糖的衍生物等與另一非糖物質(zhì)通過(guò)其端基碳原子聯(lián)接而成的化合物。糖和苷類的生理活性是多種多樣的，糖是植物光合作用的初生產(chǎn)物，通過(guò)它進(jìn)而合成了植物中的絕大部分成分。所以糖類除了作為植物的貯藏養(yǎng)料和骨架之外，還是其它有機(jī)物質(zhì)的前體。一些具有營(yíng)養(yǎng)、強(qiáng)壯作用的藥物，如山藥、何首烏、大棗等均含有大量糖類。苷類種類繁多，結(jié)構(gòu)不一，其生理活性也多種多樣，在心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)以及抗菌消炎，增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、抗腫瘤等方面都具有不同的活性，苷類已成為當(dāng)今研究天然藥物中不可忽視的一類成分。許多常見(jiàn)的中藥例如人參、甘草、柴胡、黃芪、黃芩、桔梗、芍藥等都含有苷類。糖苷的物

7、理性質(zhì)：一、 性狀：形：苷類化合物多數(shù)是固體，其中糖基少的可以成結(jié)晶，糖基多的如皂苷，則多呈具有吸濕性的無(wú)定無(wú)形粉末。味：苷類一般是無(wú)味的，但也有很苦的和有甜味的，如甜菊苷(stevioside),是從甜葉菊的葉子中提取得到的，屬于貝殼杉烷型四環(huán)二萜的多糖苷，比蔗糖甜300倍，臨床上用于糖尿病患者作甜味劑用，無(wú)不良反應(yīng)。色：苷類化合物的顏色是由苷元的性質(zhì)決定的。糖部分沒(méi)有顏色。二、溶解性：化合物糖苷化以后，由于糖的引入，結(jié)構(gòu)中增加了親水性的羥基，因而親水性增強(qiáng)。苷類的親水性與糖基的數(shù)目有密切的關(guān)系，往往隨著糖基的增多而增大，大分子苷元的苷元（如甾醇等）的單糖苷?？扇芙庥诘蜆O性的有機(jī)溶劑，如果糖

8、基增多，則苷元占的比例相應(yīng)變小，親水性增加，在水中的溶解度也就增加。三、旋光性：多數(shù)苷類化合物呈左旋，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。因此，比較水解前后旋光性的變化，也可以用以檢識(shí)苷類化合物的存在。但必須注意，有些低聚糖或多糖的分子也都有類似的性質(zhì)，因此一定要在水解產(chǎn)物中肯定苷元的有無(wú)，才能判斷苷類的存在。2.碳苷的分類是一類糖基和苷元直接相連的苷。組成碳苷的苷元多為酚性化合物，如黃酮、查耳酮、色酮、蒽醌和沒(méi)食子酸等。尤其以黃酮碳苷最為常見(jiàn)。碳苷常與氧苷共存，它的形成是由苷元酚羥基所活化的鄰對(duì)位的氫與糖的端基羥基脫水縮合而成。因此，在碳苷分子中，糖總是連在有間二酚或間苯三

9、酚結(jié)構(gòu)的環(huán)上。黃酮碳苷的糖基均在A環(huán)的6位或8位。碳苷類化合物具有溶解度小、難以水解的特點(diǎn)。3.酸催化水解規(guī)律：(1)按苷鍵原子的不同，酸水解難易程度為：N-苷>O-苷>S-苷>C-苷原因：N最易接受質(zhì)子，而C上無(wú)未共享電子對(duì)，不能質(zhì)子化。(2) 呋喃糖苷較吡喃糖苷易水解，水解速率大50100倍。原因：呋喃環(huán)平面性，各鍵重疊，張力大。圖(3) 酮糖較醛糖易水。原因：酮糖多呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)，且端基上接大基團(tuán)- CH2OH(4) 吡喃糖苷中，吡喃環(huán)C5上的取代基越大越難水解，故有：五碳糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖>5位接-COOH的糖原因：吡喃環(huán)C5上的取代基

10、對(duì)質(zhì)子進(jìn)攻有立體阻礙。(5) 2-去氧糖>2-羥基糖>2-氨基糖原因：2位羥基對(duì)苷原子的吸電子效應(yīng)及2位氨基對(duì)質(zhì)子的競(jìng)爭(zhēng)性吸引(6) 芳香屬苷（如酚苷）因苷元部分有供電子結(jié)構(gòu)，水解比脂肪屬苷（如萜苷、甾苷等）容易得多。某些酚苷，如蒽醌苷、香豆素苷不用酸，只加熱也可能水解。即芳香苷>脂肪苷原因：苷元的供電子效應(yīng)使苷原子的電子云密度增大。(7) 苷元為小基團(tuán)者，苷鍵橫鍵的比苷鍵豎鍵的易于水解，因?yàn)闄M鍵上原子易于質(zhì)子化；苷元為大基團(tuán)者，苷鍵豎鍵的比苷鍵橫鍵的易于水解，這是由于苷的不穩(wěn)定性促使水解。原因：小苷元在豎鍵時(shí)，環(huán)對(duì)質(zhì)子進(jìn)攻有立體阻礙。（8）N-苷易接受質(zhì)子，但當(dāng)N處于酰胺或

11、嘧啶位置時(shí)，N-苷也難于用礦酸水解。原因：吸電子共軛效應(yīng)，減小了N上的電子云密度。例：P82 朱砂蓮苷酰胺注意：對(duì)酸不穩(wěn)定的苷元，為了防止水解引起皂元結(jié)構(gòu)的改變，可用兩相水解反應(yīng)。（例：仙客來(lái)皂苷的水解 P83）4酶催化水解酶水解的優(yōu)點(diǎn):專屬性高,條件溫和. (P85).用酶水解苷鍵可以獲知苷鍵的構(gòu)型，可以保持苷元的結(jié)構(gòu)不變，還可以保留部分苷鍵得到次級(jí)苷或低聚糖，以便獲知苷元和糖、糖和糖之間的連接方式。酶降解反應(yīng)的效果取決于酶的純度以及對(duì)酶的專一性的認(rèn)識(shí). 例P86轉(zhuǎn)化糖酶-水解-果糖苷鍵麥芽糖酶-水解-葡萄糖苷鍵杏仁苷酶-水解-葡萄糖苷鍵,專屬性較低纖維素酶-水解-葡萄糖苷鍵目前使用的多為未

12、提純的混合酶。第三章 苯丙素類1. 香豆素的分類定義：香豆素是具有苯駢-吡喃酮母核的一類化合物的總稱，在結(jié)構(gòu)上可看作順式鄰羥基桂皮酸失水而成的內(nèi)酯。1 )簡(jiǎn)單香豆素：只在苯環(huán)上有取代基，常為羥基、甲氧基、亞甲二氧基和異戊烯基等，其中7-位總為含氧取代，6-位和8-位接異戊烯基較多。2 )呋喃香豆素：苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合成呋喃環(huán)。成環(huán)后常伴隨著失去3個(gè)碳原子。分為線型(linear)和角型(angular)兩種。3 )吡喃香豆素：苯環(huán)上的異戊烯基與鄰位酚羥基環(huán)合而成2,2-二甲基-吡喃環(huán)結(jié)構(gòu)，形成吡喃香豆素。也分為線型(linear)和角型(angular)兩種。4)其它香豆素：在-

13、吡喃酮環(huán)上有取代基。C3、C4上常有苯基、羥基、異戊烯基等取代。2.香豆素的理化性質(zhì)1 )性狀天然的香豆素多有完好的結(jié)晶，大多具香味。小分子的香豆素有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸出，并能升華。但香豆素的苷則多無(wú)香味和揮發(fā)性，亦不能升華。2 )溶解度游離香豆素一般不溶或難溶于水，可溶于沸水，易溶于苯、乙醚、氯仿和乙醇等有機(jī)溶劑。香豆素苷能溶于水、醇，難溶于乙醚、苯等低極性有機(jī)溶劑。3) 熒光香豆素類在可見(jiàn)光下為無(wú)色或淺黃色結(jié)晶，在紫外光下可見(jiàn)藍(lán)色熒光。7-位導(dǎo)入羥基后，熒光增強(qiáng)，甚至在可見(jiàn)光下也能看到熒光。一般香豆素遇堿后熒光加強(qiáng)。7-羥基香豆素在8-位引入羥基，熒光則消失。香豆素?zé)晒馀c結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系尚

14、不清楚。4 )內(nèi)酯性質(zhì)和堿水解反應(yīng)順式鄰羥基桂皮酸不穩(wěn)定，但一些特殊結(jié)構(gòu)的香豆素卻能形成穩(wěn)定的順式鄰羥基桂皮酸衍生物。5) 顯色反應(yīng)（1）異羥肟酸鐵反應(yīng)-內(nèi)酯的顯色反應(yīng)（2）與酚類試劑的反應(yīng)3.香豆素的提取分離一般利用香豆素的溶解性、揮發(fā)性及具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的性質(zhì)進(jìn)行提取分離。1）系統(tǒng)溶劑法：常用PE,苯,乙醚,EtOAc,丙酮和甲醇依次萃取2） 水蒸氣蒸餾法：適用于具有揮發(fā)性的小分子香豆素3）堿溶酸沉法：香豆素類化合物多呈中性或弱酸性，所以常與中性、弱酸性雜質(zhì)混在一起?？衫脙?nèi)酯遇堿能開(kāi)環(huán)溶解，加酸又環(huán)合沉淀的特性加以分離。4） 色譜分離法第四章 醌類化合物1. 醌類化合物的分類，結(jié)構(gòu)類型一、苯

15、醌類（benzoquinones) 二、萘醌（naphthoquinones) 三、菲醌四、 蒽醌(anthraquinones)2.蒽醌的結(jié)構(gòu)分類 P1473.醌類化合物相應(yīng)的理化性質(zhì)：一、物理性質(zhì)1)性狀：p 149 顏色: 與助色基的多少有關(guān) 形態(tài)：2)升華性：游離蒽醌具有升華性，常壓下加熱可升華而不分解。如：大黃酚與大黃酚甲醚的升華溫度在124°C蘆薈大黃素185 °C 大黃素206 °C 大黃酸210 °C一般升華溫度隨酸度的增強(qiáng)而升高3)溶解度：p150二、化學(xué)性質(zhì)1)酸性醌類化合物因分子中酚羥基的數(shù)目及位置不同，酸性強(qiáng)弱有一定差別。游離蒽醌

16、的酸性強(qiáng)弱順序：含COOH> 含2個(gè)以上-OH>含1個(gè)-OH>含2個(gè)以上-OH> 含1個(gè)-OH可溶于Na2HCO3 可溶于Na2CO3 可溶于1%NaOH 可溶于5%NaOH2 )顏色反應(yīng): 取決于其氧化還原性質(zhì)以及分子中的酚羥基的性質(zhì)。4.游離蒽醌的分離流程圖P153第五章 黃酮類化合物1.黃酮類化合物的主要結(jié)構(gòu)類型 p1702.黃酮類化合物的性質(zhì)1）性狀 黃酮類化合物多為晶狀固體，少數(shù)（如黃酮甙類）為無(wú)定形粉末。2）旋光性 甙元中，二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇具有手性碳，具旋光性，其余黃酮類無(wú)旋光性。甙類結(jié)構(gòu)中含糖的部分結(jié)構(gòu)，故均有旋光性，且多為左旋。3）顏色

17、4）溶解度 一般來(lái)說(shuō)，游離甙元難溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿液中。花色甙元（花青素）類以離子形式存在，水溶度較大。黃酮類甙元分子中羥基數(shù)越多，水中的溶解度越大。黃酮甙類，水溶性比相應(yīng)甙元為大；糖鏈越長(zhǎng)，則水溶度越大，一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中，但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。5）酸堿性酸性黃酮類化合物因分子中多含有游離酚羥基，故顯酸性，可溶于堿性溶液中。酸性強(qiáng)弱順序依次為：7，4-二OH >7-或4-OH>一般酚OH >5-OH >3-OH此性質(zhì)可用于提取、分離及鑒定工作。堿性黃酮類化合物分子中-吡喃酮環(huán)上的1-位氧原子

18、，因有未共用的電子對(duì)，故表現(xiàn)微弱的堿性，可與強(qiáng)無(wú)機(jī)酸，如濃硫酸、鹽酸等生成（金羊）鹽，但生成的（金羊）鹽不穩(wěn)定，加水可分解。3.顯色反應(yīng)（一）還原試劑1）鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)：多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅紫紅色，少數(shù)顯紫藍(lán)色。查耳酮、橙酮、兒茶素類不顯色。異黃酮類一般不顯色。2）四氫硼鈉（鉀）反應(yīng)：NaBH4是對(duì)二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅紫色。其它黃酮類化合物均不顯色。（二）金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)3）鋁鹽：生成的絡(luò)合物多為黃色（max=415nm），并有熒光，可用于定性及定量分析。常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。4）鉛鹽：常

19、用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，堿式醋酸鉛反應(yīng)能力更強(qiáng)，可生成黃紅色沉淀。5）鋯鹽：多用2%二氯氧化鋯（ZrOCl2）甲醇溶液。黃酮類化合物分子中有游離的3-或5-OH存在時(shí)，均可反應(yīng)生成黃色的鋯絡(luò)合物。3-OH，4-酮基絡(luò)合物的穩(wěn)定性>5-OH，4-酮基絡(luò)合物（僅二氫黃酮醇除外）。當(dāng)反應(yīng)液中接著加入枸櫞酸后，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色（鋯枸櫞酸反應(yīng)）。6）鎂鹽：二氫黃酮、二氫黃酮醇類與醋酸鎂的甲醇溶液，加熱可顯天藍(lán)色熒光，若具有C5-OH，色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃橙黃褐色。7）氯化鍶（SrCl2）：在氨性甲醇溶液中，可與分子中具有

20、鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)的黃酮類化合物生成綠色棕色乃至黑色沉淀。8）三氯化鐵反應(yīng)：多數(shù)黃酮類化合物因分子中含有游離酚羥基，與三氯化鐵水溶液或醇溶液可產(chǎn)生正反應(yīng)，呈現(xiàn)顏色；當(dāng)含有氫鍵締合的酚羥基時(shí)，顏色更明顯。（三） 9）硼酸顯色反應(yīng)：在無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸存在條件下，5-羥基黃酮及2-羥基查耳酮可與硼酸反應(yīng)，呈亮黃色。（四）10）堿性試劑顯色反應(yīng)：在日光及紫外光下，通過(guò)紙斑反應(yīng)，觀察樣品用氨蒸氣和其他堿性試劑處理后的色變深的情況。當(dāng)分子中有鄰二酚羥基取代或3,4-二羥基取代時(shí)，在堿液中很快氧化，最后生成綠棕色沉淀。4.聚酰胺色譜分離黃銅類化合物的原理p183原理： 對(duì)分離黃酮類化合物來(lái)說(shuō)，聚酰胺是較為理想的吸

21、附劑。其吸附強(qiáng)度主要取決于黃酮類化合物分子中羥基的數(shù)目與位置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。聚酰胺柱層析可用于分離各種類型的黃酮類化合物，包括甙及甙元、查耳酮與二氫黃酮等。黃酮類化合物從聚酰胺柱上洗脫時(shí)大體有下列規(guī)律：（1） 甙元相同，洗脫先后順序一般是：參糖甙>雙糖甙>單糖甙>甙元（2）母核上增加羥基，洗脫速度即相應(yīng)減緩（3）不同類型黃酮化合物，先后流出順序一般是：異黃酮>二氫黃酮醇>黃酮>黃酮醇（4）分子中芳香核、共軛雙鍵多者則吸附力強(qiáng)，故查耳酮往往比相應(yīng)的二氫黃酮難于洗脫。上述規(guī)律也適用于黃酮類化合物在聚酰胺薄層上的行為。第六

22、章 萜類和揮發(fā)油1.萜類的分類、結(jié)構(gòu)類型、原理。P2152.環(huán)烯醚萜分類、特點(diǎn) 、理化性質(zhì) p2253.揮發(fā)油的提取 水蒸氣蒸餾法p256第七章 三萜及其皂苷1四環(huán)三萜 1）達(dá)瑪烷型p271 2）羊毛脂烷型 p273 二者構(gòu)型、代表產(chǎn)物、區(qū)別 2. 五環(huán)三萜 1) 齊墩果烷型p279 2)烏蘇烷型p284 二者構(gòu)型、代表產(chǎn)物、區(qū)別3.三萜類化合物的理化性質(zhì)：1）性狀及溶解度 其苷元多有較好結(jié)晶，能溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等有機(jī)溶劑，而不溶于水；成苷后，極性加大，不易結(jié)晶，因而皂苷大多為無(wú)色定形粉末，可溶于水，易溶于熱水，稀醇、熱甲醇和熱乙醇中，幾不溶或難溶于乙醚、苯等極性小的有機(jī)溶劑，含水丁醇或戊醇對(duì)皂苷的溶解度較好。皂苷多數(shù)具有苦而辛辣味，吸入鼻內(nèi)能引起噴嚏。某些皂苷內(nèi)服，能刺激，產(chǎn)生反射性粘液腺分泌，而用于祛痰止咳。皂苷具有吸濕性。2）顏色反應(yīng)3）表面活性 許多皂苷水回液強(qiáng)烈振搖回產(chǎn)生持久動(dòng)泡沫，但有一些皂苷沒(méi)有此種活性。4）溶血作用 大多皂苷的水溶液有溶血作用，但也有動(dòng)皂苷（如以人丹萜二松為母核動(dòng)皂苷）動(dòng)水回液有抗回降作乙。5）沉淀反應(yīng)皂苷的水溶液可以和鉛鹽、鋇鹽、銅鹽等產(chǎn)生沉淀。酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其他中性鹽類即生成沉淀。中性皂苷（通常指甾體皂苷）的水溶液