天然藥化總論

1、天然藥物化學(xué)第一頁，共一百五十七頁。天然藥物化學(xué)是藥學(xué)類的一門專業(yè)課，通過該課程的教學(xué)，同學(xué)們能夠掌握天然藥物中的主要類型成分的結(jié)構(gòu)特征、理化性質(zhì)、提取、別離，精制及結(jié)構(gòu)鑒定的根本理論和技能。能夠了解天然藥物化學(xué)成分結(jié)構(gòu)測定的一般原那么和方法，以及尋找研究天然藥物的有效成分的途徑，為開發(fā)研究新藥奠定根底。第二頁，共一百五十七頁。教材及參考書第三頁，共一百五十七頁。第四頁，共一百五十七頁。第五頁，共一百五十七頁。第六頁，共一百五十七頁。第七頁，共一百五十七頁。第一節(jié)、緒論第二節(jié)、生物合成第三節(jié)、提取別離的方法第四節(jié)、結(jié)構(gòu)研究方法第一章 總論第八頁，共一百五十七頁。1、掌握天然藥物化學(xué)的含義、研究

2、對象、性質(zhì)與任務(wù)；2、掌握天然藥物有效成分提取別離的一般原理及常用方法；3、掌握天然化合物結(jié)構(gòu)研究的一般步驟和常用方法；4、熟悉不同的生物合成途徑；5、了解天然藥物化學(xué)的開展歷史、研究成就及開展趨勢；6、了解天然藥物化學(xué)與藥學(xué)相關(guān)學(xué)科的關(guān)系。教學(xué)要求第九頁，共一百五十七頁。天然藥物化學(xué)的研究內(nèi)容天然藥物化學(xué)的簡要開展歷程?天然藥物化學(xué)?學(xué)習(xí)重點第一節(jié) 緒 論第十頁，共一百五十七頁。一、天然藥物化學(xué)的研究內(nèi)容定義：天然藥物化學(xué)是藥物化學(xué)的一個分支學(xué)科。是應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和方法研究天然藥物包括動物、植物、海洋生物、微生物代謝產(chǎn)物等中化學(xué)成分的一門學(xué)科。 第一節(jié) 緒 論第十一頁，共一百五十七頁。天然

3、藥物中化學(xué)成分結(jié)構(gòu)特點理化性質(zhì)提取別離結(jié)構(gòu)測定生物合成研究內(nèi)容：第十二頁，共一百五十七頁。1植物藥物2動物藥物3礦物藥物4海洋生物5微生物及內(nèi)源性生物活性物質(zhì)2.天然藥物的來源第十三頁，共一百五十七頁。第一節(jié) 緒論 有關(guān)一些概念：中草藥成分化學(xué) 天然有機化學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué) 植物化學(xué)化學(xué)成分 有效成分生物活性成分 有效部位第十四頁，共一百五十七頁。第十五頁，共一百五十七頁?；瘜W(xué)成分：天然藥物中含有的各種化學(xué)物質(zhì)。如生物堿、黃酮類化合物、皂苷、揮發(fā)油等。如中藥麻黃中含有左旋麻黃素等多種生物堿以及揮發(fā)油、淀粉、樹脂、葉綠素、纖維素、草酸鈣等化學(xué)成分；中藥甘草中那么含有甘草酸等多種皂苷以及黃酮類、淀粉、

4、纖維素、草酸鈣等化學(xué)成分。第十六頁，共一百五十七頁。有效成分：即藥材中代表其成效的化學(xué)成分。如左旋麻黃素(l-ephedrine)具有平喘、解痙作用，甘草酸(glycyrrhizin)具有抗炎、抗過敏、治療胃潰瘍的作用，分別被認為是麻黃及甘草中的代表性有效成分。第十七頁，共一百五十七頁。生理活性成分：即經(jīng)過不同程度藥效試驗或生物活性試驗，包括體外in vitro及體內(nèi)in vivo試驗，證明對機體具有一定生理活性的成分。 第十八頁，共一百五十七頁。有效部位：指一味中藥或復(fù)方中藥提取物中的一類或幾類化學(xué)成分被認為是有效成分時，該一類或幾類化學(xué)成分的混合體被認為是有效部位，如：總生物堿、總皂苷或總

5、黃酮等。第十九頁，共一百五十七頁。二、天然藥物化學(xué)的開展簡史第二十頁，共一百五十七頁。1 天然藥物化學(xué)的建立與形成“植物中有機酸的研究促成有機化學(xué)及植物化學(xué)的形成國外1769年 酒石酸1775年 苯甲酸1778年 乳酸年 蘋果酸年 沒食子酸中國古代1575年 沒食子酸1711年 樟腦?醫(yī)學(xué)入門?集驗方?舍勒第二十一頁，共一百五十七頁。1803 1806嗎啡(鴉片)德羅遜 (Derosen)斯托勒 (Sertrner)1818 士的寧堿1820 咖啡因1820 喹寧1828 尼古丁1831 阿托品1833 烏頭堿morphine Morphine為第一個從天然界別離的生物活性成分，生物堿的研究是

6、天然藥物化學(xué)開展的開端 。第二十二頁，共一百五十七頁。1合成藥物的工業(yè)化生產(chǎn)制約了天然藥物化學(xué)研究 二十世紀 三十年代：磺胺藥 (1935)、維生素問世 四十年代：盤尼西林的使用 五十年代：形成了新藥上市的黃金時代 2藥害震驚全球Thalidomide西德1956年出售鎮(zhèn)靜藥“反響停肽胺哌啶酮到1962年就引起數(shù)千例畸胎。 (2) 天然藥物化學(xué)的興衰 第二十三頁，共一百五十七頁。利血平 (Reserpine)3大規(guī)模尋找天然活性物質(zhì)大量特殊生物活性天然物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)第二十四頁，共一百五十七頁。1、微量物質(zhì)2、水溶性物質(zhì)3、不穩(wěn)定物質(zhì)4、海洋生理活性物質(zhì)5、生物體內(nèi)源性生理活性物質(zhì)天然藥物化學(xué)的開展

7、趨勢第二十五頁，共一百五十七頁。morphine從1803年別離到1952年合成計150年, Reserpine只花了4年morphine提取別離: 1803-1806提出結(jié)構(gòu): 1925合成證實: 1952結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)的進步推動了學(xué)科的飛速開展第二十六頁，共一百五十七頁。發(fā) 現(xiàn)確 定 結(jié) 構(gòu)人工合成證實Reserpine1952-1956第二十七頁，共一百五十七頁。沙海葵毒素C129H223N3O54第二十八頁，共一百五十七頁。三、天然藥物化學(xué)與新藥發(fā)現(xiàn)第一節(jié) 緒論青蒿 青蒿素的化學(xué)結(jié)構(gòu) 立體結(jié)構(gòu)第二十九頁，共一百五十七頁。第三十頁，共一百五十七頁。世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前世界植物藥市

8、場年銷售額超過世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前世界植物藥市場年銷售額超過 160 億。日本的漢方藥：80韓國的韓藥：15中國中草藥：3-5第三十一頁，共一百五十七頁。第二節(jié) 天然化合物的生物合成一、一次代謝及二次代謝二、生物合成的根本構(gòu)建單元三、生物合成途徑 四、生物合成的意義第三十二頁，共一百五十七頁。 這些是植物生存不可缺少的物質(zhì)，該過程存在于所有的綠色植物中，稱為一次代謝過程，產(chǎn)生的物質(zhì)稱為一次代謝產(chǎn)物。1、一次代謝：二氧化碳、水各種代謝糖和氧氣糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸光合作用第二節(jié) 天然化合物的生物合成一、一次代謝及二次代謝：第三十三頁，共一百五十七頁。植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝與生物合成程三羧酸

9、循環(huán)TCA丁酮二酸-酮戊二酸丁二酸鞣酸類CO2 H2Oh / 葉綠素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羥酸丙酮酸 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-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乙酰輔酶A第三十四頁，共一百五十七頁。 這些物質(zhì)對植物生命活動不起主要作用，該過程不是存在所有的綠色植物中，產(chǎn)生的生物堿、萜類等化合物稱為二次代謝產(chǎn)物。2、二次代謝：一次代謝產(chǎn)物特定條件生物堿、萜類黃酮、蒽醌等第二節(jié) 生物合成第三十五頁，共一百五十七頁。二、

10、生物合成的根本構(gòu)建單元1、C1單元：多來源于L-蛋氨酸的S-甲基如甲基2、C2單元：多為乙酰輔酶A的兩碳單位如脂肪酸、酚類、苯醌等聚酮類3、C5單元：來源于甲戊二羥酸或去氧木酮磷酸酯代謝產(chǎn)物如萜類、甾類第三十六頁，共一百五十七頁。4、C6C3單元：多由L-苯丙氨酸和L-酪氨酸轉(zhuǎn)化5、C6C2N單元：前體為L-苯丙氨酸和L-酪氨酸6、吲哚C2N單元： L-色氨酸中吲哚環(huán)7、C4N單元：來源L-鳥氨酸8、C5N單位：二、生物合成的根本結(jié)構(gòu)單元第三十七頁，共一百五十七頁。一醋酸丙二酸途徑AA-MA途徑 1.脂肪酸類2.聚酮類3.酚及芳聚酮類三、生物合成途徑第三十八頁，共一百五十七頁。二甲戊二羥酸途徑

11、和脫氧木酮磷酸酯途徑1.甲戊二羥酸途徑(MVA途徑 合成成分類別：萜類、甾體類2.脫氧木酮糖磷酸酯途徑DXP途徑三、生物合成途徑第三十九頁，共一百五十七頁。三莽草酸途徑1.芳香氨基酸和簡單苯甲酸類2.桂皮酸途徑苯丙酸、香豆素、木脂素、黃酮3.醌類化合物四氨基酸途徑 生物堿類三、生物合成途徑第四十頁，共一百五十七頁。五復(fù)合途徑三、生物合成途徑第四十一頁，共一百五十七頁。四、生物合成的意義有利于天然化合物的結(jié)構(gòu)分類；有利于天然化合物的結(jié)構(gòu)推測；指導(dǎo)植物化學(xué)分類學(xué)；指導(dǎo)仿生合成；指導(dǎo)組織培養(yǎng)生物活性物質(zhì)；定向?qū)ふ疑锘钚猿煞郑簧镎{(diào)控，提高活性成分的含量。第四十二頁，共一百五十七頁。 一、天然藥物有

12、效成分的提取 二、天然藥物化學(xué)成分的別離與精制 第三節(jié) 提取別離方法第四十三頁，共一百五十七頁。一、天然藥物有效成分的提取提取方法： 溶劑提取法 水蒸氣蒸餾法 升華法第四十四頁，共一百五十七頁。一、溶劑提取法：1.溶劑提取法原理：滲透，溶出，擴散平衡影響提取效率: 原料的粉碎度、提取時間、提取溫度、設(shè)備條件等因素一、天然藥物有效成分的提取第四十五頁，共一百五十七頁。2.溶劑的選擇： 1.水： 2.親水性有機溶劑甲醇、乙醇、丙酮： 3.親脂性有機溶劑石油醚、苯、乙醚、氯仿：一、溶劑提取法第四十六頁，共一百五十七頁。常用的溶劑的極性：石油醚低沸點-高沸點二硫化碳四氯化碳三氯乙烯苯二氯甲烷乙醚三氯甲

13、烷乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇乙腈水吡啶醋酸 一、溶劑提取法第四十七頁，共一百五十七頁。3.溶劑提取方法分類：浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)提取法、超臨界流體萃取法、超聲波提取技術(shù)、微波提取法一、溶劑提取法第四十八頁，共一百五十七頁。一、溶劑提取法浸漬法第四十九頁，共一百五十七頁。1、燒瓶 2、滲漉筒 第五十頁，共一百五十七頁。一、溶劑提取法煎煮法第五十一頁，共一百五十七頁。第五十二頁，共一百五十七頁。第五十三頁，共一百五十七頁。第五十四頁，共一百五十七頁。一、溶劑提取法第五十五頁，共一百五十七頁。常壓微波回流裝置示意圖1.微波爐 2.瓶架 3.蒸餾瓶 4.攪拌器 5. 銅管6. 冷凝

14、管 7.開關(guān) 8.控制面板第五十六頁，共一百五十七頁。 別離和提純液態(tài)或固態(tài)有機物的方法。 適用于：具有揮發(fā)性的，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，與水不發(fā)生反響，且難溶或不溶于水的成分的提取。 二、水蒸氣蒸餾法第五十七頁，共一百五十七頁。第五十八頁，共一百五十七頁。第五十九頁，共一百五十七頁。 固體物質(zhì)如樟腦等受熱在低于其熔點的溫度下，不經(jīng)過熔化就可直接轉(zhuǎn)化為蒸氣，蒸氣遇冷后又凝結(jié)為固體稱之為升華。 三、升華法第六十頁，共一百五十七頁。二、天然藥物有效成分的別離與精制 一根據(jù)物質(zhì)溶解度的差異進行別離二根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離三根據(jù)物質(zhì)的吸附性差異進行別離四根據(jù)物質(zhì)分子大小的差異進行別

15、離五根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進行別離第六十一頁，共一百五十七頁。(一) 根據(jù)物質(zhì)溶解度差異進行別離1.改變溫度：結(jié)晶與重結(jié)晶。2.改變混合溶劑極性：水/醇法：水提液+醇數(shù)倍：可沉淀多糖、蛋白性物 質(zhì)雜質(zhì)。醇/水法：醇提液+水數(shù)倍：可除去葉綠素、 油脂等 雜質(zhì)。第六十二頁，共一百五十七頁。3.改變pH值： 堿提酸沉堿/酸法：如提取黃酮、蒽醌類酚酸性成分 酸提堿沉酸/堿法：如生物堿類在用酸性水從藥材中提出后，加堿調(diào)至堿性即可從水中沉淀析出。4.沉淀試劑： pb2+、 Ca2+ 等金屬離子可與酸、堿性化合物生成不溶于水的沉淀而析出。(一) 根據(jù)物質(zhì)溶解度差異進行別離第六十三頁，共一百五十七頁。常見的方法

16、有：簡單的液液萃取法、紙色譜、逆流分溶法CCD)、液滴逆流色譜DCCC)、高速逆流色譜HSCCC)、氣液分配色譜GC或GLC)、液液分配色譜LLC或LC)(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第六十四頁，共一百五十七頁。1.液-液萃取與分配系數(shù)K、別離難易及別離因子值原理：利用兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同到達別離分配系數(shù)K值K = CU /CL(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第六十五頁，共一百五十七頁。b = KA / KB100，一次萃取就可實現(xiàn)根本別離100 10，需萃取1012次2，需萃取100次以上1，無法實現(xiàn)別離(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別

17、離第六十六頁，共一百五十七頁。2.分配比與pH溶劑系統(tǒng)pH的變化影響酸性、堿性、及兩性有機化合物的存在狀態(tài)游離型或離解型，從而影響在溶劑系統(tǒng)中的分配比。 游離型極性小的溶劑 離解型極性大的溶劑(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第六十七頁，共一百五十七頁。一般 pH12時，酸性物質(zhì)多為離解狀態(tài)A- 堿性物質(zhì)為非離解狀態(tài)B (二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第六十八頁，共一百五十七頁。用不同pH的緩沖溶液與有機溶劑別離酸性、堿性、中性及兩性物質(zhì)(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第六十九頁，共一百五十七頁。3.液-液萃取與紙色譜當50時，簡單萃取即可，50時，那么

18、需采用逆流分溶法。 紙色譜與液-液萃取的別離原理都是分配。 Rf值與K值之間有以下關(guān)系 Kor/w=1/r(Rf/1-Rf) (二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十頁，共一百五十七頁。當層析濾紙濕重W濕為干重W干的1.5倍時，r=2 設(shè)A、B兩種或兩組物質(zhì)的Rf值分別為 Rfa 及 Rfb 。 =Rfa(1-Rfb/1-Rfa)/Rfa Rfa Rfb (二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十一頁，共一百五十七頁。4.逆流分溶法CCD： 又稱逆流分布法或反流分布法，與兩相溶劑逆流萃取法原理一致，對于別離具有非常相似性質(zhì)的混合物效果較好。 0 1 2 3 n 圖 CCD

19、法的分離過程示意圖(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十二頁，共一百五十七頁。5.液滴逆流分配法DCCC及高速逆流色譜HSCCC)DCCC (液滴逆流色譜)和HSCCC (高速逆流色譜法): 是在逆流分溶法根底上創(chuàng)立的色譜裝置，可使流動相呈液滴形式在固定相間交換，別離效果好。多用于別離皂苷、蛋白質(zhì)、糖類等。(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十三頁，共一百五十七頁。高速逆流色譜 逆流色譜是一種新型的別離手段，它的主要別離原理是利用樣品在固定相和流動相之間的差異也就是分配比不同而進行別離的，值得注意的是逆流色譜的固定相和流動相都是液體，其主要優(yōu)點是沒有傳統(tǒng)色譜的死吸附

20、，樣品的回收率高等特點。 (二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十四頁，共一百五十七頁。6.液-液分配柱色譜：1正相色譜與反相色譜正相分配色譜：固定相：水、緩沖溶液流動相：固定相飽和的氯仿等弱極性有機溶劑洗脫順序：化合物極性越小，越先出柱；反之， 化合物極性越大，越后出柱。應(yīng)用：通常用于別離水溶性或極性較大的成分 (二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十五頁，共一百五十七頁。反相分配色譜：固定相：石蠟油、化學(xué)鍵合固定相流動相：固定相飽和的水或甲醇等強極性有機溶劑洗脫順序：化合物極性越大，越先出柱；反之， 化合物極性越小，越后出柱。應(yīng)用：適合于別離脂溶性化合物(二)根據(jù)物

21、質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十六頁，共一百五十七頁。2加壓液相色譜法：分為：快速柱色譜，Lobar低壓柱色譜，中壓柱色譜，分析用HPLC，制備用HPLC。(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十七頁，共一百五十七頁。3)渦流色譜 在線萃取技術(shù)，可以實現(xiàn)生物樣品的在線處理并可以直接用于分析檢驗。(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行別離第七十八頁，共一百五十七頁。第七十九頁，共一百五十七頁。物理吸附化學(xué)吸附半化學(xué)吸附 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十頁，共一百五十七頁。物理吸附：也稱外表吸附, 由分子間力的相互作 用所引起。特點：無選擇性，吸附與解吸可逆，可快

22、速進行，故在實際工作中用得最廣。如硅膠、氧化鋁。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十一頁，共一百五十七頁。化學(xué)吸附：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。特點：有選擇性，吸附牢固，有時不可逆，很少使用。半化學(xué)吸附：如聚酰胺對黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附 ，力量較弱，介于上述二者之間。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十二頁，共一百五十七頁。物理吸附的根本規(guī)律根本要素：吸附劑、被別離物質(zhì)、溶劑 物理吸附原理：吸附與解吸附的循環(huán)往復(fù)(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十三頁，共一百五十七頁。1、吸附劑: 常用的極性吸附劑：硅膠、氧化鋁。適于別離非極

23、性化合物。硅膠顯微酸性，適于別離酸性和中性化合物，別離生物堿時需在流動相中參加適量的有機堿；氧化鋁呈堿性，適于別離生物堿等堿性成分，不宜用于別離有機酸、酚性等酸性成分。 常用的非極性吸附劑：活性炭。適于別離極性化合物。對非極性物質(zhì)具有較強的親和力，在水中對溶質(zhì)表現(xiàn)出強的吸附能力。從活性炭上洗脫被吸附的物質(zhì)時，溶劑的極性越小，洗脫能力越強。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十四頁，共一百五十七頁。2、被別離物質(zhì)一般化合物的極性按以下官能團的順序增強：CH2CH2，CH2=CH2，OCH3，COOR，C=O，CHO，NH2，OH，COOH物質(zhì)極性強弱的判斷：(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行

24、別離第八十五頁，共一百五十七頁。化合物的極性由官能團種類、數(shù)目、排列方式等因素決定(1) 親水性基團與極性成正比,親脂性基團與極性成反比； (2) 游離型化合物極性弱、具親脂性,解離型化合物極性強、具親水性； (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十六頁，共一百五十七頁。第八十七頁，共一百五十七頁。溶劑的極性依據(jù)介電常數(shù)來決定介電常數(shù)越大，那么極性越大。一般溶劑的介電常數(shù)按以下順序增大： 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、溶劑(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十八頁，共一百五十七頁。4、吸附柱色譜法

25、用于物質(zhì)的別離： 柱層析的根本步驟：1裝柱：(吸附劑的用量為試樣量的3060倍2加樣:盡量選用極性小的溶劑裝柱3洗脫：極性宜逐漸增加(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第八十九頁，共一百五十七頁。第九十頁，共一百五十七頁。5、聚酰胺吸附色譜法聚酰胺的性質(zhì)及吸附原理 不含水的溶劑中，是極性吸附與硅膠原理相似。別離有兩種原理：在含水的溶劑中，是氫鍵吸附。(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十一頁，共一百五十七頁。在水溶液中，有以下規(guī)律： 1形成氫鍵的基團的數(shù)目越多，那么吸附能力越強。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十二頁，共一百五十七頁。2易形成分子內(nèi)氫鍵者，其在聚酰胺上的吸附相應(yīng)減

26、弱 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十三頁，共一百五十七頁。3)分子芳香化程度高者，那么吸附作用增強，反之減弱。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十四頁，共一百五十七頁。洗脫能力由弱至強 水甲醇丙酮氫氧化鈉水溶液甲酰胺甲基甲酰胺尿素水溶液 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十五頁，共一百五十七頁。應(yīng)用：A、特別適合于酚類、黃酮類化合物的制備和別離B、對生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物的別離也有著廣泛應(yīng)用。C、用于提取物的脫鞣質(zhì)處理。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十六頁，共一百五十七頁。(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離從某植物中別離得

27、到以下三個物質(zhì)，1在硅膠、聚酰胺TLC上，以氯仿-甲醇-丁酮-丙酮(40：20：5：1)展開時，Rf值的大小比較。2假設(shè)使用聚酰胺柱層別離時，以不同濃度的甲醇進行洗脫，洗脫先后順序。第九十七頁，共一百五十七頁。(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離1吸附原理：大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的別離材料。2組成： 非極性型以苯乙烯為母體，二乙烯苯為交聯(lián)劑； 中極性型以2-甲基苯烯酸甲酯為母體，二乙烯苯為交聯(lián)劑。6、大孔吸附樹脂 第九十八頁，共一百五十七頁。3影響吸附的因素A、非極性化合物在水中易被非極性大孔樹脂吸附；極性化合物在水中易被極性大孔樹脂吸附。物質(zhì)在溶劑中的溶解度大，樹脂對此物質(zhì)

28、的吸附力就??；反之就大。能與大孔吸附樹脂形成氫鍵的化合物易被吸附。 (三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第九十九頁，共一百五十七頁。B、洗脫劑的極性：洗脫液:甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。乙醇/水最常用。對于非極性大孔吸附樹脂，洗脫液極性越小，洗脫能力越強；對于中極性的大孔吸附樹脂和極性較強的化合物，洗脫液應(yīng)選用極性較大的溶劑。C、pH的影響D、溫度、流速等(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第一百頁，共一百五十七頁。4應(yīng)用范圍 A、苷類與糖類的別離； B、生物堿的精制； C、多糖、黃酮類、三萜類化合物的別離等。 本卷須知：A、大孔吸附樹脂使用前需要用乙醇預(yù)處理；B、水溶液上柱，醇梯度洗脫。

29、(三) 根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進行別離第一百零一頁，共一百五十七頁。(四) 根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進行別離 常用方法 透析法(dialysis) 凝膠濾過法(gel filtration) 超濾法(ultrafiltration) 超速離心法(ultracentrifugation) 膜別離法(membrane separation)第一百零二頁，共一百五十七頁。凝膠濾過法(gel filtration)凝膠色譜簡單原理圖1. 待別離的混合物在色譜床外表 2. 試樣進入色譜床，小分子進入凝膠顆粒內(nèi)部，大分子隨溶液流動 3. 大分子物質(zhì)行程短，流出色譜床，小分子物質(zhì)仍在緩慢移動第一百零三頁，共一百五

30、十七頁。凝膠濾過法(gel filtration)常用凝膠的種類及性質(zhì)葡聚糖凝膠Sephadex G)系列:G-10, 15, 20, 25, 50, 75, 100, 200Sephadex G系列只適于在水中應(yīng)用羥丙基葡聚糖凝膠Sephadex LH-20):Sephadex LH-20即能在水中也能在有機溶劑中以及水組成的混合溶劑中應(yīng)用。第一百零四頁，共一百五十七頁。凝膠濾過法(gel filtration)常用凝膠的種類及性質(zhì)羧甲基交聯(lián)葡聚糖凝膠CM-Sephadex)二乙氨乙基交聯(lián)葡聚糖凝膠DEAE-Sephadex)磺丙基交聯(lián)葡聚糖凝膠SP-Sephadex)苯胺乙基交聯(lián)葡聚糖凝膠

31、QAE-Sephadex)丙烯酰胺凝膠Bio-Gel P瓊脂糖凝膠Sepharose Bio-Gel A第一百零五頁，共一百五十七頁。膜別離技術(shù)(membrane separatione)根本原理：膜提取別離技術(shù)的應(yīng)用原理近似機械篩，是以壓力為推動力，實現(xiàn)溶質(zhì)與溶劑的別離。類型：按照別離功能分為微濾、超濾、納濾、反滲透特點：常溫操作，無相變，能耗低。第一百零六頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離) 天然有機化合物中，具有酸性、堿性及兩性基團分子在水中多呈解離狀態(tài)，據(jù)此可用以下進行別離常用方法 電泳技術(shù)(electrophoretic method)離子交換法 (ion-exc

32、hange chromatography)第一百零七頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離)1、離子交換法別離物質(zhì)的原理 天然有機化合物中，具有酸性、堿性及兩性基團分子在水中多呈解離狀態(tài)而與離子交換樹脂上的交換基團發(fā)生交換被吸附。交換基上的活性離子H+或OH-在水溶液中與其它陰、陽離子的可逆交換來到達逐步別離的目的。當兩種或兩種以上不同的可交換物質(zhì)離子通過離子交換樹脂柱時，各不同成分的親和力不同，在柱上的交換速度也不同，被洗脫的時間也就不同，從而到達別離目的。第一百零八頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離)2、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 圖 強酸性陽離子交換樹脂

33、的結(jié)構(gòu)1母核局部：苯乙烯通過二乙烯苯交聯(lián)2離子交換基團 陽離子交換樹脂 強酸性 弱酸性 陰離子交換樹脂 強堿性 弱堿性 ， ， 第一百零九頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離)3.離子交換法的應(yīng)用：A、用于不同電荷離子的別離：別離酸性、堿性及兩性化合物。B、用于相同電荷離子的別離：如同為生物堿，但堿性強弱不同，也可應(yīng)用離子交換樹脂實現(xiàn)別離。 第一百一十頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離) 離子交換樹脂的實際操作過程：提取： B+H+Cl-=BH+Cl-樹脂轉(zhuǎn)型 R-SO3-Na+H+Cl- R-SO3H+Na+Cl- 交換 R-SO3H+BH+Cl- R-

34、SO3-BH+HCl 堿的提取 R-SO3-BH+NH4+OH- R-SO3-NH4+H2O +BCHCl3回流提取生物堿第一百一十一頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離)離子交換法別離示意圖 試樣 強酸型陽離子交換樹脂(H型) 流出液 氨水洗脫液 酸性、中性化合物 堿性、兩性化合物 強堿型陰離子交換樹脂(OH型) 強堿型陰離子交換樹脂(OH型) 稀NaOH洗脫 稀HCl洗脫 流出液 洗脫液 流出液 洗脫液 中性化合物 酸性化合物 堿性化合物 兩性化合物 第一百一十二頁，共一百五十七頁。(五) 根據(jù)物質(zhì)解離度差異進行別離)堿性強弱不同IIIII 三者混合物的水溶液通過NH4+

35、型弱酸性樹脂，隨后先用水洗下，繼續(xù)用NH4Cl洗下II，最后用Na2CO3洗下III。 第一百一十三頁，共一百五十七頁。六分子蒸餾技術(shù)原理：利用液體分子受熱會從液面逸出，而不同分子逸出后平均自由程不同而實現(xiàn)別離。特點：溫度低。蒸餾壓強低，受熱時間短、別離程度高應(yīng)用：高沸點物質(zhì)別離、熱敏物質(zhì)別離第一百一十四頁，共一百五十七頁。小結(jié)CCCCCC、TLCHPLCCC、TLC、PC、HPLC應(yīng) 用固定相吸附劑載 體溶 劑溶 質(zhì)交聯(lián)度（交換當量） (陰、陽樹脂)恒定 (氨基酸pH可變)(流動/交換)酸堿性解離度差異離子交換層析交聯(lián)度（分子大小）極性（活性）氫鍵（聚酰胺）K值、b因子pH值相關(guān)因素 (活性

36、)*化學(xué)吸附恒定(洗脫劑)依溶質(zhì)和吸附劑極性而變;可變,由小到大固定相/流動相 (互不相溶的液體; 恒定不變)分子量極性溶解度要素分子大小差異極性差異分配系數(shù)差異 原 理排阻層析吸附層析分配層析第一百一十五頁，共一百五十七頁。四、結(jié)構(gòu)研究法化合物的純度測定結(jié)構(gòu)研究的主要程序結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法第一百一十六頁，共一百五十七頁。一、化合物純度的判定 一化合物的結(jié)晶形狀、色澤和熔點固體物質(zhì)還可通過檢查有無均勻一致的晶形，有無明確、敏銳的熔點；液體物質(zhì)還可通過測定沸點、沸程、折光率及比重等判斷其純度。對能看出物來說，無論是固體還是液體物質(zhì)，如其比旋度與文獻數(shù)據(jù)相同，那么說明其已是或接近純品。二薄層

37、色譜法(TLC)注意：一般樣品用三種以上差異較大的溶劑系統(tǒng)或色譜條件進行檢測，均顯示單一的斑點時方可確認其為單一化合物。三氣相色譜GC或高效液相色譜HPLC 第一百一十七頁，共一百五十七頁。初步推斷化合物類型：理化性質(zhì)、文獻調(diào)研、TLC/PC等。測定分子式，計算不飽和度：元素分析；高分辨質(zhì)譜等。確定分子中含有的官能團/結(jié)構(gòu)片斷/根本骨架:譜學(xué)性質(zhì)等。推斷并確定分子的平面結(jié)構(gòu)：文獻調(diào)研、光譜分析等推斷并確定分子的立體結(jié)構(gòu)：CD (圓二色譜)/ORD(旋光光譜) NOE/NOESY/2D-NMR、X-ray分析。二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序第一百一十八頁，共一百五十七頁。第一百一十九頁，共一百五十七頁。

38、一分子式確實定與不飽和度的計算測定分子式 1.元素定量分析配合分子量測定 2.同位素豐度比法 3.高分辨質(zhì)譜法HR-MS三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法第一百二十頁，共一百五十七頁。高分辨質(zhì)譜儀可將物質(zhì)的質(zhì)量精確測定到小數(shù)點后第三位。不僅可給出化合物的精確分子量，還可以直接給出化合物的分子式。如青蒿素的HR-MS譜中,分子離子峰為m/z 282.1472，可計算出其分子式為C25H22O5計算值，282.1467高分辨質(zhì)譜法HR-MS三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法第一百二十一頁，共一百五十七頁。確定分子式，計算不飽和度，不飽和度計算公式： I III = IV - + 1 2 2I: 一價原子如H,

39、 X的數(shù)目;III: 三價原子如N, P的數(shù)目；IV: 四價原子C, S的數(shù)目。計算不飽和度的計算三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法第一百二十二頁，共一百五十七頁。電子能級躍遷所產(chǎn)生的吸收光譜，主要在近紫外區(qū)和可見區(qū)，稱為可見-紫外光譜；鍵振動能級躍遷所產(chǎn)生的吸收光譜，主要在中紅外區(qū)，稱為紅外光譜；自旋的原子核在外加磁場中可吸收無線電波而引起能級的躍遷，所產(chǎn)生的吸收光譜稱為核磁共振譜。吸收光譜的一般原理第一百二十三頁，共一百五十七頁。一紫外-可見吸收光譜UV-vis第一百二十四頁，共一百五十七頁。二、紅外光譜IR譜 （S-（-）-藏茴香酮的IR圖譜（液膜法）第一百二十五頁，共一百五十七頁。波長（m）

40、波數(shù)（cm1）鍵的振動類型2.73.337503000OH , NH3.03.333003000CH (-CC-H, , Ar-H)（極少數(shù)可到2900） 3.33.730002700 CH4.24.924002100CC，CN,-CC-CC-5.36.119001650C=O（酸，醛，酮，酰胺，酯，酸酐）6.06.716801500C=C（脂肪族及芳香族），C=N6.87.714751300C-H（面內(nèi)）XY10.015.41000650C=C-H,Ar-H(面外)表 紅外吸收的八個重要區(qū)段第一百二十六頁，共一百五十七頁。用紅外光譜法測定結(jié)構(gòu)，化合物用量只需510g。如果被測定物是能看出物，

41、只要和能看出對照品做一張紅外光譜圖，如果二者紅外光譜完全一致，那么可推測是同一物質(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。如果被測物結(jié)構(gòu)根本能看出，可能某一局部構(gòu)型不同，在指紋區(qū)就會有差異，紅外光譜對未知結(jié)構(gòu)化合物的鑒定，主要用于功能基確實認，芳環(huán)取代類型的判斷等。二、紅外光譜IR譜 第一百二十七頁，共一百五十七頁。三、核磁共振NMR法 核磁共振譜是化合物分子在磁場中受電磁波的輻射，有磁距的原子核如1H、13C等吸收一定的能量產(chǎn)生能級的躍遷，即發(fā)生核磁共振，以吸收峰的頻率對吸收強度作圖所得之圖譜。它能提供分子中有關(guān)氫及碳原子的類型、數(shù)目、互相連接方式、周圍化學(xué)環(huán)境、以及構(gòu)型、構(gòu)象的結(jié)構(gòu)

42、信息。第一百二十八頁，共一百五十七頁。三、核磁共振譜 第一百二十九頁，共一百五十七頁。1、常用的氘代溶劑丙酮-d6、三氯甲烷-d、DMSO-d6等三、核磁共振譜 第一百三十頁，共一百五十七頁。2、1H-NMR 1化學(xué)位移 1H核因周圍化學(xué)環(huán)境不同，其外圍電子云密度及繞核旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁屏蔽效應(yīng)不同，不同類型的1H核共振信號出現(xiàn)在不同區(qū)域，據(jù)此可以識別。 三、核磁共振譜 第一百三十一頁，共一百五十七頁。第一百三十二頁，共一百五十七頁。(2)峰面積： 1H-NMR譜上積分面積與分子中的總質(zhì)子數(shù)相當，分析圖譜時，只要通過比較共振峰的面積，就可判斷氫核的相對數(shù)目；當化合物分子式能看出時，就可以求出每個吸收

43、峰所代表氫核的絕對個數(shù)。 1、氫核磁共振譜1H-NMR 第一百三十三頁，共一百五十七頁。(3)峰的裂分及偶合常數(shù)J：磁不等同的兩個或兩組氫核，在一定距離內(nèi)因相互自旋偶合干擾而使信號發(fā)生裂分，表現(xiàn)出不同裂分，如s單峰, singlet、d (二重峰, doublet)、t (三重峰, triplet)、q (四重峰, quartet)及m (多重峰, multiplet)等。 1、氫核磁共振譜1H-NMR 第一百三十四頁，共一百五十七頁。在低級偶合系統(tǒng)中，某一質(zhì)子裂分后的譜線數(shù)為n+1, 其中n為干擾核的數(shù)目。裂分間的距離為偶合常數(shù)(coupling constant, J，Hz)，用于表示相互

44、干擾的強度，其大小取決于間隔鍵的距離。各種不同環(huán)境下1H核相鄰結(jié)構(gòu)具有一定的偶合常數(shù)值。間隔的鍵數(shù)越少，那么J值越大；反之那么越小。 1、氫核磁共振譜1H-NMR 第一百三十五頁，共一百五十七頁。C10H12O2的1H-NMR譜圖 (苯氫)(與氧原子相連的亞甲基氫)(與羰基相連的甲基氫)第一百三十六頁，共一百五十七頁。圖1-32 -紫羅蘭酮的質(zhì)子非去偶譜（62.5MHz, 13C-NMR , CDCl3）2、碳核磁共振譜13C-NMR譜 第一百三十七頁，共一百五十七頁。(1) 化學(xué)位移值；RCH3 d 0 35R2 CH2 d 15 40R3 CH d 25 50連雜原子碳C-O,C-N,C-

45、S) d 50 100甲氧基碳OCH3) d 55左右糖端基碳 95105 CC d 65 90C = C、芳環(huán)C d 98 160連氧芳碳 d 140 165 CO d 168 220醛190205；酮195220；羧酸170185；酯及內(nèi)酯165180，酰胺及內(nèi)酰胺1651802、碳核磁共振譜13C-NMR譜 第一百三十八頁，共一百五十七頁。(2) 峰高：沒有提供各類碳的相比照例，沒有積分曲線峰面積不成比例； (3) 偶合常數(shù)：1JCH120-320Hz相隔兩個以上偶合在13C譜中實用價值不大； 2、碳核磁共振譜13C-NMR譜 第一百三十九頁，共一百五十七頁。 噪音去偶譜也叫全氫去偶或?qū)拵ヅ紙D -紫羅蘭酮的噪聲去偶譜（62.5MHz, 13C-NMR , CDCl3）常見的譜圖第一百四十頁，共一百五十七頁。選擇氫核去偶譜及遠程選擇氫核去偶譜圖 -紫羅蘭酮的9位羰基的LSPD譜(25MHz, 13C-NMR , CDCl3)a. 質(zhì)子非去偶譜 b.照射7-H, 8-H c.照射7-H, 10-H d. 質(zhì)子噪聲去偶譜 e. 照射10-H f. 照射8-H,10-H常見的譜圖第一百四十一頁，共一百五十七頁。=45，測得圖譜中，除季碳外，所有C核都有正吸收信號；=90，測得圖譜中，