天然藥物化學(xué)628

1、緒論1. 什么是天然藥物：天然藥物是指來源于植物、動(dòng)物、礦物和微生物的藥物粗品：如中藥飲片、動(dòng)物器官、微生物發(fā)酵物提取物：如中藥浸膏一定純度的化合物：嗎啡、青霉素、紫杉醇等2.提取分離的一般原則常見溶劑的極性強(qiáng)弱順序：石油醚 溶劑汽油 四氯化碳 三氯乙烷 苯 二氯甲烷 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲醇 乙腈 水 吡啶 伯醇基(C6-OH) C2-OH其它仲醇基；e -OH a-OH（四）苷鏈的裂解（糖鏈的降解）酸催化水解反應(yīng)(醇解)、乙酰解反應(yīng)、堿催化水解和-消除反應(yīng)、酶催化水解、過碘酸裂解反應(yīng)酸催化水解反應(yīng)(醇解)：縮醛結(jié)構(gòu),易為稀酸催化水解、常用的有:硫酸,鹽酸,甲酸,乙酸等水解難易

2、規(guī)律:苷原子的電子云密度和空間環(huán)境1苷原子不同:N-苷 O-苷 S-苷 C-苷 2呋喃糖 吡喃糖 (50-100倍) 3酮糖醛糖4吡喃糖苷中C5位的取代基越大越難水解,即：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖-COOH取代5去氧糖羥基糖氨基八、糖和苷的提取分離單糖、低聚糖易溶于水，難溶于低極性有機(jī)溶劑；多糖難溶于冷水；苷類極性隨著糖基的增多而增多。1糖和苷的提?。阂话憷盟虼歼M(jìn)行抽提，為防止苷在提取中發(fā)生水解，可用乙醇或沸水作為溶劑進(jìn)行提取。 糖類提取以后需要進(jìn)一步除去大量的非糖雜質(zhì)，再進(jìn)行混合糖的分離。2多糖的分離：離子交換樹脂法：根據(jù)紙層析分離糖類極為方便有效的事實(shí)，將纖維素層析和離子交換結(jié)合起

3、來制成一系列離子交換纖維素，用于分離糖類。3纖維素柱色譜：吸附色譜、分配色譜；以不同濃度 的乙醇作為洗脫劑4凝膠濾過法：凝膠濾過可分離大小和形狀不同的分子5季銨氫氧化物沉淀法：季銨氫氧化物是一類乳化劑，可與酸性糖形成不溶性沉淀。6分級沉淀或分級溶解法：常用的分級沉淀法是在混合多糖的濃水溶液中，逐步加入乙醇，收集不同醇濃度下析出的沉淀7制備性區(qū)域電泳：分子大小、形狀及所負(fù)電荷不同的多糖在電場的作用下遷移速率是不同的黃酮類化合物一、定義：黃酮類化合物是泛指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物。1黃酮類：以2-苯基色原酮為基本母核，C3無含氧取代基2黃酮醇類

4、：以2-苯基色原酮為基本母核，C3有含氧取代基3二氫黃酮類4二氫黃酮醇類5異黃酮類：其B環(huán)連接在C3位上（大豆素 R=H；大豆苷R=glc）6查耳酮類：兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開鏈結(jié)構(gòu)二、黃酮類的理化性質(zhì)及顯色反應(yīng)（一）性狀形 態(tài)：黃酮類化合物多為晶性固體，少數(shù)為無定形粉末。顏 色：黃酮（醇）及其苷：顯灰黃-黃色。若7-及4-位引入-OH 和OCH3等，顏色加深。查爾酮：顯黃-橙黃色。 二氫黃酮（醇）及異黃酮：不顯色或顯微黃色。 花色苷及苷元：顏色隨pH不同而變化：pH8.5 顯蘭色。旋光性：游離苷元：二氫黃酮（醇）、黃烷（醇）有旋光性，其余黃酮類化合物無旋光性。苷類：因?yàn)樘欠肿拥囊?，具有旋光?/p>

5、，且多為左旋。（二）溶 解 性1苷與苷元黃酮類化合物的溶解行為與其結(jié)構(gòu)及存在狀態(tài)有很大的關(guān)系苷元：難溶或不溶于水，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑苷：可溶于水、乙醇、甲醇中，難溶于苯和氯仿水溶度：苷元苷，連糖越多，水溶度越大取代基對溶解度的影響：羥基數(shù)目越多，水中溶解度增加，羥基甲基化后，在有機(jī)溶劑中溶解度增加2苷元黃酮、黃酮醇、查耳酮等：難溶于水平面性強(qiáng)的分子，因分子與分子間排列緊密，分子間引力較大 二氫黃酮及二氫黃酮醇等：溶解度稍大因系非平面性分子，故分子與分子間排列不緊密，分子間引力降低，有利于水分子進(jìn)入，溶解度稍大。 花色苷元（花青素）類：水溶度較大雖也為平面性結(jié)構(gòu)，但因以離

6、子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強(qiáng)。3苷類：苷元相同時(shí)，羥基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。同一苷元，3-O-葡萄糖苷的水溶度7-O-葡萄糖苷三、呈色反應(yīng)：還原反應(yīng)、與金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)、硼酸顯色反應(yīng)、堿性試劑顯色反應(yīng)（一）還原試驗(yàn)鑒別1鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應(yīng)操作：樣品/乙醇中加入少許鎂粉振搖，滴加 幾滴濃HCl，即可顯色。黃酮（醇）、二氫黃酮（醇）橙紅紫紅色查耳酮、橙酮、兒茶素（）異黃酮類除少數(shù)例外，也不顯色花色素及部分橙酮、查耳酮在濃鹽酸中會(huì)變色，為排除干擾，故需做空白對照實(shí)驗(yàn)2硼氫化鈉反應(yīng)區(qū)別二氫黃酮類（二）金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng) C3-OH，C5-OH，鄰二OH（+）結(jié)果：顏

7、色，沉淀用途：鑒定，結(jié)構(gòu)測定，提取1. 鋁鹽1AlCl3溶液，絡(luò)合物多為黃色，為顯色劑和比色測定 2. 鉛鹽常用1醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成黃紅色沉淀應(yīng)用：鑒定、提取及分離工作3ZrOCl2（鋯鹽）原因：3-OH，4-酮基絡(luò)合物穩(wěn)定性5OH，4-酮基絡(luò)合物穩(wěn)定性4鎂鹽鑒別兩類二氫黃酮5. 氯化鍶（SrCl2）鑒別鄰二OH具鄰二酚OH黃酮類/氨性甲醇 綠色棕色乃至黑色（三）硼酸顯色反應(yīng)（四）堿性試劑顯色反應(yīng)堿：氨蒸汽 可逆； 碳酸鈉水溶液 不可逆；二氫黃酮類 開環(huán) 橙色黃色黃酮醇類 黃色棕色（通入空氣）其他黃酮無此反應(yīng)含有鄰二羥基或3,4-二羥基取代的黃酮類 不穩(wěn)定 易氧化 黃色深紅色綠棕

8、色四、黃酮類化合物的提取與分離存在形式：花、葉、果等組織中苷；木部堅(jiān)硬組織中游離苷元原理：黃酮類化合物的溶解性 和酸性，相似相溶與酸堿理論（一）選擇溶劑苷元：極性小的溶劑，如氯仿、乙醚、乙酸 乙酯等回流提取苷及極性大的苷元：用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、醇-水加熱提取 極性稍大的甙元一般指：羥基黃酮、雙黃酮、 橙酮、查爾酮多糖苷類：一般用沸水提取花青素類：可加少量酸（如 0.l鹽酸）（二）粗分劑萃取法（系統(tǒng)分離法）、堿提酸沉法、堿提酸沉法、炭粉吸附法、樹脂吸附提取法 1溶劑萃取法原理：利用黃酮類與其它雜質(zhì)極性不同，選不同溶劑進(jìn)行萃取2堿提酸沉法原理：酚羥基與堿成鹽，溶于水；加酸后析出堿： 常用

9、Ca(OH)2，即石灰乳(石灰水)優(yōu)點(diǎn)： A：使含酚羥基化合物成鹽溶解；B：使含羧基雜質(zhì)（果膠、粘液質(zhì)、蛋白質(zhì)等）形成沉淀注意：A ：提取時(shí)，堿液濃度不宜過高；B：加酸酸化時(shí)，酸性也不宜過強(qiáng)應(yīng)用：蘆丁和槲皮素的提取、分離和鑒3活性炭吸附法適于苷類的精制 4活性炭吸附法適于苷類的精制（三）分離方法極性 硅膠 柱色譜法氫鍵 聚酰胺 柱色譜法分子大?。浚?凝膠 柱色譜法酸性 梯度pH萃取法特殊結(jié)構(gòu) 金屬鹽絡(luò)合法常用的分離方法有柱層析法、萃取法、鉛鹽法、HPLC法、薄層層析法等五.黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)測定1色譜法的應(yīng)用：硅膠TLC、聚酰胺TLC、紙色譜（PC） 2紫外光譜 31H-NMR413C

10、-NMR5 質(zhì)譜黃酮類化合物在甲醇溶液中的UV光譜特征：兩個(gè)譜帶、與結(jié)構(gòu)的關(guān)系苯甲酰基峰帶（220280nm）；桂皮酰基 峰帶（300400nm）萜類和揮發(fā)油一、萜類化學(xué)結(jié)構(gòu)：異戊二烯的聚合體及其衍生物；生源途徑：甲戊二羥酸（MVA） 是最關(guān)鍵的前體物。定義：凡由甲戊二羥酸衍生，分子式符合(C5H8)n通式的衍生物。萜類化合物常常根據(jù)分子結(jié)構(gòu)中異戊二烯單位的數(shù)目進(jìn)行分類。二、萜類的生源學(xué)說1經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯法則（1）將橡膠進(jìn)行焦化反應(yīng)，或?qū)⑺晒?jié)油的蒸汽經(jīng)氮?dú)庀♂尯螅诘蜔嵯峦ㄟ^紅熱的鉑絲網(wǎng)時(shí)，均能獲得產(chǎn)率很高的異戊二烯；（2）1875年Boochardat曾將異戊二烯加熱到280，發(fā)現(xiàn)每兩分子異

11、戊二烯由Diels-Alder 反應(yīng)聚合成二戊烯。l 基于以上事實(shí)，Wallach于1887年提出“異戊二烯法則”，認(rèn)為自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯演變而來，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷是否為萜類的一個(gè)重要原則。l 但是，有許多天然萜類化合物的碳架結(jié)構(gòu)無法用異戊二烯的基本單元?jiǎng)澐郑耶?dāng)時(shí)在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯的存在。經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯法則：自然界存在的萜類化合物均是由異戊二烯衍變而來，是異戊二烯的聚合體或衍生物，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷是否為萜類化合物的一個(gè)重要原則稱為“經(jīng)驗(yàn)的異戊二烯法則”。2生源的異戊二烯法則l Ruzicka首先提出萜類化合物的前體物是“活

12、性的異戊二烯”的假設(shè)l Lynen首先證明了焦磷酸異戊烯酯(IPP)的存在；l Fokler于1956年證明3（R）-甲戊二羥酸(MVA)是IPP的關(guān)鍵性前體物質(zhì)萜類化合物是經(jīng)由MVA途徑衍生的一類化合物，這就是“生源的異戊二烯法則” IPP（焦磷酸異戊烯酯）和DMAPP(焦磷酸，-二甲基烯丙酯)目前被認(rèn)為是萜類成分在生物體形成的真正前體，是生物體內(nèi)的真正的“活性的異戊二烯”，在生物合成中起著烷基化和延長碳鏈的作用。三、單萜類l 定義：是指骨架由2個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成、含10個(gè)碳原子化合物類群l 通式：C10H16，由兩個(gè)異戊二烯單位組成。l 分布：高等植物、昆蟲和海洋生物。l 存在形式：單獨(dú)、

13、糖配體、混雜萜類的萜源功能基。l 具有揮發(fā)性，是植物揮發(fā)油中的主要成分。l 含氧衍生物多具有較強(qiáng)香氣和生理活性，是醫(yī)藥、化工的重要原料。四、卓酚酮類 具有芳香化化合物的性質(zhì)，有酚的通性，酸性介于酚類和羧酸之間，即：酚 卓酚酮類 羧酸。 酚性羥基易于甲基化，不易酰化。 羰基類似于羧酸中羰基，但不和一般羰基試劑反應(yīng)。 可形成多種金屬配合物，顯示不同的顏色，用以鑒別。如：與銅絡(luò)合綠色結(jié)晶，與鐵絡(luò)合赤紅色結(jié)晶。 多具有抗菌活性，但同時(shí)多具有毒性。五、環(huán)烯醚萜類化合物理化性質(zhì)：1多數(shù)為白色結(jié)晶或無定型粉末，味苦，因分子中C1，C5，C9多為C*，多具有旋光性。2多以苷的形式存在，與其成苷的糖幾乎全是葡萄

14、糖。苷類易溶于甲醇、水等，可溶于乙醇，丙酮，正丁醇等，難溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑。3苷元具有半縮醛結(jié)構(gòu)，性質(zhì)活潑，遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸等易發(fā)生氧化或聚合，從而產(chǎn)生顏色變化。 鑒別如： 應(yīng)用鑒別：利用其與酚類、胺類呈各種顏色來識別。六、倍半萜類概述 1定義：C15H24，由三個(gè)異戊二烯單位組成，符合通式（C5H8）3。2分布：多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在，廣泛分布于植物、海洋動(dòng)植物中。3揮發(fā)油中高沸點(diǎn)部分的主要組成成分，沸點(diǎn)：250-280，具有揮發(fā)性，分子中氧的含量增加，沸點(diǎn)增高，揮發(fā)性下降。4含氧衍生物多有較強(qiáng)香氣和生物活性（醫(yī)藥、食品、化妝品的重要原料）。5結(jié)構(gòu)環(huán)數(shù)：無環(huán)、單環(huán)

15、、雙環(huán)、三環(huán)等。6構(gòu)成環(huán)的碳原子數(shù)：五元環(huán)-十二元環(huán)。7含氧官能團(tuán)：倍半萜醇、醛、酮、內(nèi)酯等。8代表化合物：青蒿素、雙氫青蒿素、蒿甲醚七、愈創(chuàng)木內(nèi)酯類及薁類n 非苯環(huán)芳烴化合物，高度共軛體系。 360-700nm有強(qiáng)吸收，藍(lán)綠色。n 揮發(fā)油高沸點(diǎn)部分的組成成分，bp 250-300，揮發(fā)油因含有薁類可見蘭色、紫色或綠色。n 易溶于乙醚、甲醇等有機(jī)溶劑，不溶于水，可溶于強(qiáng)酸。分離：用60-65%硫酸/磷酸進(jìn)行提取，將提取液加水稀釋，薁類析出，過濾即得。預(yù)試揮發(fā)油中的薁類成分：Sabety反應(yīng):取揮發(fā)油一滴溶于1ml氯仿中，加入5溴的氯仿溶液，若產(chǎn)生藍(lán)紫色或綠色時(shí)，表明有薁類化合物的存在。Ehrl

16、ich試劑（對二甲胺基苯甲醛濃硫酸）反應(yīng)產(chǎn)生紫色或紅色。八、二萜1概述：n 二萜類（diterpenoids）是由四個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成、含二十個(gè)碳原子的化合物類群。n 結(jié)構(gòu)顯示多樣性，但都是由焦磷酸香葉基香葉酯衍生而成，幾乎都呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)。n 廣泛分布于植物界。許多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、丹參醌、銀杏內(nèi)酯等。2化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：鏈狀二萜較為少見，常見的只有廣泛存在于葉綠素的植物醇。環(huán)狀二萜維生素A是一種重要的脂溶性維生素。九、二倍半萜：是由5個(gè)異戊二烯單位構(gòu)成、含25個(gè)碳原子的化合物類群。多為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多環(huán)性化合物。迄今來自天然的二倍半萜有六種類型約30余種化合物

17、。十、萜類化合物的理化性質(zhì)1性狀1）形態(tài)2）味3）旋光和折光性2溶解性：萜類化合物親脂性強(qiáng)，易溶于醇及脂溶性有機(jī)溶劑，難溶于水。萜類的苷化物含糖的數(shù)量均不多，但具有一定的親水性，能溶于熱水，易溶于甲醇、乙醇溶液，不溶于親脂性有機(jī)溶劑。十一、萜類化合物的提取和分離1萜類的提?。?）溶劑提取法 2）堿提取酸沉淀法 3）吸附法2萜類的分離：1）結(jié)晶法分離 2）柱色譜法 3）利用結(jié)構(gòu)中特殊官能團(tuán)進(jìn)行分離十二、揮發(fā)油又稱精油，是植物或中草藥中具有芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱。含氧萜中，沸點(diǎn)隨著官能團(tuán)的極性增加而增高。醚酮醛醇酸1性狀：顏色：大多為無色或淡黃色的透明液體，若含有薁類則具有其他顏

18、色。如：洋甘菊油顯蘭色，苦艾油顯藍(lán)綠色，麝香油顯紅色。氣味：大多具有特殊香氣或特殊氣味，有辛辣灼燒感，少數(shù)具有臭味，如：敗醬，或腥氣味，如：魚腥草。通常揮發(fā)油的氣味是其品質(zhì)優(yōu)劣的重要標(biāo)志。狀態(tài)：常溫下為透明液體，有的冷卻主要成分會(huì)析出，習(xí)稱腦，如：樟腦。揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下自行揮發(fā)而不留任何痕跡。溶解性：不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，如：石油醚，高濃度的乙醇溶液中。2物理常數(shù)：沸點(diǎn)：一般在70300oC之間，可隨水蒸氣蒸餾。比重：多數(shù)比水輕，少數(shù)比水重，相對密度在0.851.065之間。幾乎都具有光學(xué)活性，比旋光度+97177o范圍內(nèi)。具有較強(qiáng)的折光率，折光率在1.431.61。3穩(wěn)定性：對光線

19、，空氣，溫度等敏感，易氧化變質(zhì)，因此對儲(chǔ)備方法要求高。4提取1水蒸氣蒸餾法 2.浸提法（油脂吸收法、溶劑萃取法、超臨界萃取法）3.冷壓法5分離（1）冷凍處理 （2）分餾法：根據(jù)各成分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行精餾。含氧萜中，沸點(diǎn)隨著官能團(tuán)的極性增加而增高。醚酮醛醇季胺堿 脂肪胺脂氮雜環(huán) 芳胺芳氮雜環(huán) 酰胺基4影響生物堿堿度的因素1）氮原子的雜化度 2）電子效應(yīng) a誘導(dǎo)效應(yīng)b誘導(dǎo)場效應(yīng)c共軛效應(yīng)3)立體效應(yīng)(空間效應(yīng)) 4)分子內(nèi)氫鍵締合效應(yīng)5氮原子的雜化度：生物堿的堿性隨原子雜化度的增加而增大，即sp3sp2sp。脂肪胺類的pKa 芳氮雜環(huán)pKa電子效應(yīng)：無論是誘導(dǎo)效應(yīng)還是共軛效應(yīng)，究其實(shí)質(zhì)是各因素最終影

20、響了氮原子的電子云密度，從而影響了其接受質(zhì)子并與之結(jié)合的能力，影響了其堿性。誘導(dǎo)效應(yīng)： 誘導(dǎo)效應(yīng)是影響生物堿堿性強(qiáng)度的重要因素。供電子取代基，如：烷基等，使氮原子上的電荷密度增大，從而使堿性增強(qiáng)；吸電子基，如：芳基、?；?、醚氧鍵、雙鍵、羥基等，使氮原子上的電荷密度減少，使堿性減弱。誘導(dǎo)場效應(yīng)共軛效應(yīng)：生物堿分子中氮原子上的孤對電子與雙鍵形成p-p共軛時(shí)，使氮原子電子云密度降低，分子的堿性減弱。酰胺立體效應(yīng)立體共軛效應(yīng)：氮孤對電子和共軛體系中p電子產(chǎn)生共軛的立體條件是二者的P電子軸共平面。分子內(nèi)氫鍵締合效應(yīng)生物堿的檢識：生物堿的檢識通常用沉淀反應(yīng)和顯色反應(yīng)來進(jìn)行。六、生物堿的提取分離除揮發(fā)性生物

21、堿用生藥粉末堿化，水蒸氣蒸餾外，一般都可借助于酸、堿和有機(jī)溶劑來提取。一、總生物堿的提取方法主要有：溶劑法、離子交換樹脂法和沉淀法等方法。水或酸水溶劑提取法（一） 溶劑法 高極性有機(jī)溶劑提取法 低極性有機(jī)溶劑提取法1.用酸水提取-以生物堿鹽的形成提出1）H2SO4、HCl 、 醋酸、酒石酸、檸檬酸(1-5%) 2）滲漉法 3）酸水用堿(Na2CO3，氨水，石灰水)堿化游離出生物堿，離心過濾 轉(zhuǎn)移至低極性有機(jī)溶劑中，蒸去溶劑，親水性生物堿可用離子交換樹脂進(jìn)行分離。優(yōu)點(diǎn)：安全，經(jīng)濟(jì)，適合于工業(yè)生產(chǎn)缺點(diǎn)：水溶性雜質(zhì)較多(糖，蛋白，皂苷，鞣質(zhì)，無機(jī)鹽，水溶性色素)2.用高極性有機(jī)溶劑提取-以生物堿和生物堿鹽的形式提出。無論游離，成鹽，均易溶于甲醇，乙醇，丙酮；可不加酸或少量酸。優(yōu)點(diǎn)：可避免親水性的多糖、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽溶入 缺點(diǎn)：使樹脂、葉綠素等脂溶性