鄭大天然藥化總論課件

天然藥物化學(xué)MedicinalChemistryofNaturalProducts

2009年2月25日姓名：張雁冰職稱：教授學(xué)位：博士辦公室：藥學(xué)院214房間辦公電話：67781912手機(jī)：郵箱：

主要參考書(shū)目吳立軍《天然藥物化學(xué)》(第5版)人民衛(wèi)生出版社，2007徐任生等《天然產(chǎn)物化學(xué)》科學(xué)出版社，2004于德泉等《分析化學(xué)手冊(cè)（7）》化學(xué)工業(yè)出版社，1999汪茂田等《天然有機(jī)化合物提取分離與結(jié)構(gòu)鑒定》化工出版社,2004緒論天然產(chǎn)物指在大自然中的生物體內(nèi)存在的或代謝產(chǎn)生的有機(jī)物一.天然藥物化學(xué)定義

天然產(chǎn)物化學(xué)是研究包括一切源自植物、動(dòng)物、昆蟲(chóng)、微生物的化學(xué)天然藥物化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分（主要是活性成分）的一門(mén)學(xué)科二.天然藥物研究的發(fā)展史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(méi)食子酸（1786）等有機(jī)酸類物質(zhì)。明代李延的《醫(yī)學(xué)入門(mén)》（1575）中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過(guò)程?！侗静菥V目》卷39中記載了沒(méi)食子酸制備過(guò)程?！侗静菥V目》卷34詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過(guò)程。歐洲直至18世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。嗎啡是鴉片中最主要的生物堿(含量約10-15%)1806年法國(guó)化學(xué)家F·澤爾蒂納首次從鴉片中分離出.從發(fā)現(xiàn)到全合成用了約150年三.主要研究?jī)?nèi)容和意義理化性質(zhì)主要化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理化性質(zhì)提取分離結(jié)構(gòu)鑒定生物合成途徑結(jié)構(gòu)修飾或合成二次代謝產(chǎn)物天然藥化的研究意義天然物及改性產(chǎn)物具獨(dú)特功效是可持續(xù)發(fā)展的根本保證降低原藥材毒性提高療效控制天然藥物及制劑質(zhì)量藥物提高人類生存質(zhì)量特種功能的物質(zhì)提供生活方便從分子層面了解認(rèn)識(shí)天然物人工方式得目標(biāo)產(chǎn)物造福人類相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

有效成分指單體化合物能用分子式和結(jié)構(gòu)式表示具有一定的理化常數(shù)具有藥效有效部位指具有生物活性的混合物如：總生物堿、總皂苷或總黃酮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無(wú)效成分與有效成分共存的其它成分有效成分與無(wú)效成分是相對(duì)的生物活性成分經(jīng)過(guò)不同程度藥效試驗(yàn)或生物活性試驗(yàn)（體內(nèi)、體外）證明對(duì)機(jī)體有一定生物活性有效成分和無(wú)效成分的關(guān)系二者的劃分是相對(duì)的。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。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)是多肽而不是麝香酮等。標(biāo)準(zhǔn)提取物（standardizedextracts)指采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)中藥材進(jìn)行提取加工而得到的一種具有相對(duì)明確藥效的物質(zhì)基礎(chǔ)以及嚴(yán)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一種中藥產(chǎn)品可作為中藥制劑、保健品及化工產(chǎn)品的原料標(biāo)準(zhǔn)提取物的意義具有一致性標(biāo)準(zhǔn)的中藥提取物使生產(chǎn)的各批提取物具有活性成分一致性標(biāo)志化合物是中藥的特征成分同時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)提取物的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)志化合物在加工時(shí)不被破壞有物種鑒別的功能標(biāo)志化合物不一定是活性化合物如銀杏提取物的標(biāo)志化合物是24％的銀杏黃酮醇，而銀杏內(nèi)酯和白果內(nèi)酯是活性成分相關(guān)課程分析化學(xué)波譜分析其他學(xué)科生藥藥植無(wú)機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)四.天然藥化研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景中醫(yī)中藥在臨床應(yīng)用了幾千年其療效經(jīng)過(guò)了實(shí)踐的檢驗(yàn)并成為世界文化的一朵奇葩生產(chǎn)工藝比較落后質(zhì)量監(jiān)控亟待改進(jìn)中醫(yī)獨(dú)特哲學(xué)思想西方人難以理解成為中藥國(guó)際化的嚴(yán)重障礙新藥研究與開(kāi)發(fā)成為當(dāng)今十分重要和緊迫的課題嗎啡C17H19NO3從發(fā)現(xiàn)到全合成148年（1804～1952）利血平C33H40N2O9發(fā)現(xiàn)到全合成4年（1952～1956）西方第一個(gè)抗高血壓藥物1952年Muller等分離出1956年woodword等全合成沙?？舅谻129H223N3O54（1974～1981）五.研究天然產(chǎn)物的一般方法和程序STEP4毒理學(xué)藥效學(xué)評(píng)價(jià)STEP3結(jié)構(gòu)鑒定STEP2分離純化STEP1提取按物質(zhì)的種類六.天然藥物化學(xué)成分的分類按物質(zhì)的藥效按其代謝途徑按物質(zhì)的結(jié)構(gòu)按物質(zhì)的溶解性按化合物酸堿性醌類化合物苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌衍生物及其不同程度的還原產(chǎn)物。輔酶Q10大黃素黃酮類

泛指兩個(gè)具有酚羥基的苯環(huán)通過(guò)中央三碳原子相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物蘆丁萜類化合物由甲戊二羥酸衍生、符合（C5H8)n通式的化合物

2C5單萜(C10)；4C5二萜(C20)；6C5三萜(C30)穿心蓮內(nèi)酯薄荷醇齊敦果酸甾體及其苷類具有環(huán)戊烷并多氫菲結(jié)構(gòu)的化合物及其苷膽固醇羥基毛地黃毒苷生物堿類天然產(chǎn)物中含氮的有機(jī)化合物麻黃堿罌粟堿生物合成Biosynthesis生物合成的內(nèi)容和意義植物代謝及代謝產(chǎn)物主要的生物合成途徑一.生物合成的內(nèi)容和意義生物合成是研究次級(jí)代謝產(chǎn)物的生源途徑搞清楚從前體經(jīng)各個(gè)中間體直至形成最終產(chǎn)物的歷程進(jìn)而用生物方法實(shí)現(xiàn)一般化學(xué)方法難以完成的反應(yīng)生物合成的意義利用植物親緣相關(guān)性研究生物合成理論有助于結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)推測(cè)天然化合物結(jié)構(gòu)定向?qū)ふ一钚猿煞种参锘瘜W(xué)分類A組織培養(yǎng)根據(jù)已建立的生物合成途徑進(jìn)行人工模擬工業(yè)生產(chǎn)有效成分生物調(diào)控提高活性成分含量仿生合成B二.植物代謝及其代謝產(chǎn)物植物的代謝一次代謝二次代謝二.一次代謝及其代謝產(chǎn)物一次代謝維持植物機(jī)體生命活動(dòng)的代謝過(guò)程一次代謝產(chǎn)物保持生命特征所需生物高分子糖類、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸一次代謝產(chǎn)物的作用植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝與生物合成過(guò)程(二)二次代謝及其代謝產(chǎn)物二次代謝以代謝產(chǎn)物為原料（或前體）經(jīng)不同途徑進(jìn)一步合成的過(guò)程二次代謝產(chǎn)物保證生物個(gè)性特征的發(fā)揮和生命運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行產(chǎn)生結(jié)構(gòu)不同的化學(xué)物質(zhì)二次代謝產(chǎn)物的作用維持植物的特性與特征重要的藥物資源天然藥化主要研究對(duì)象二次代謝主要途徑二氧化碳.水莽草酸予苯酸芳香族氨基酸多酮香豆素.木脂素桂皮酸多肽生物堿黃酮酚萘.蒽醌甾.萜甲戊二羥酸單糖多糖.苷脂肪族氨基酸乙酰輔酶A丙酮酸三.主要的生物合成途徑

天然有機(jī)物是由一定的基本單位按不同方式組合而成通過(guò)研究將這些化合物按不同的基本單位進(jìn)行分類自然界的化合物數(shù)目龐大結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化非常復(fù)雜C2單位(醋酸單位)脂肪酸酚類、苯醌氨基酸單位生物堿類化合物C5單位(異戊烯單位)萜類、甾類C6單位香豆素木脂體等復(fù)合單位由上述單位復(fù)合而成（一）基本結(jié)構(gòu)單位（二）主要的生物合成途徑醋酸-丙二酸途徑（AA-MA）氨基酸途徑甲戊二羥酸途徑（MVA）

桂皮酸途徑及莽草酸途徑復(fù)合途徑

醋酸－丙二酸途徑

（acetate-malonatepathway）

（AA-MA）合成脂肪酸、酚類、蒽酮類合成脂肪酸類化合物合成酚類化合物合成萘、蒽醌類化合物桔霉素腐皮殼素灰黃霉素聚戊酮類聚己酮類聚庚酮類聚辛酮類聚壬酮類聚癸酮類大黃素玉米赤霉素奧佛尼紅素甲戊二羥酸途徑

（mevalonicacidpathy）（MVA途徑）合成萜類、甾體類化合物焦磷酸二甲烯丙酯，DMAPP

焦磷酸異戊烯酯，IPP

甲戊二羥酸，MVA

DAPP或IPP頭尾相連形成單萜、倍半萜或二萜三萜由兩個(gè)倍半萜尾-尾相接而成再經(jīng)氧化、還原、脫羧、環(huán)合或重排形成種類繁多的萜類和甾類化合物桂皮酸途徑

（cinnamicacidpathway）合成C6－C3骨架的化合物苯丙素、香豆素、木質(zhì)素等莽草酸途徑

（shikimicacidpathway）合成芳香族的氨基酸氨基酸途徑

（anminoacidpathway）天然產(chǎn)物中生物堿類成分均由此途徑生成。一般是氨基酸脫羧成為胺類，再經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)（甲基化、氧化、還原、重排等）后轉(zhuǎn)變成為生物堿。合成生物堿類化合物復(fù)合途徑醋酸-丙二酸-莽草酸途徑醋酸-丙二酸-甲戊二羥酸途徑氨基酸-甲戊二羥酸途徑氨基酸-醋酸-丙二酸氨基酸-莽草酸途徑大麻萜酚酸大麻二酚酸提取分離方法1天然產(chǎn)物研究是從有效成分提取分離開(kāi)始2提取工作前要查閱文獻(xiàn)了解、利用前人的經(jīng)驗(yàn)3提取工作無(wú)固定模式溶劑法原理：相似者相溶范圍：所有化學(xué)成分一.天然藥物有效成分的提取

(一)常用提取方法水蒸氣蒸餾法原理：與水蒸氣產(chǎn)生共沸物范圍：揮發(fā)油升華法原理：遇熱揮發(fā)，遇冷凝固范圍：游離蒽醌等壓榨法原理：機(jī)械擠壓范圍：新鮮藥材、種籽植物油(二)溶劑提取法相似相溶原理用溶劑提取藥材中化學(xué)成分方法水>甲醇>乙醇>丙酮>乙酸乙酯>乙醚>氯仿>苯>環(huán)己烷>石油醚常用溶劑的極性對(duì)有效成分溶解度大,對(duì)雜質(zhì)溶解度小不與化學(xué)成分起化學(xué)變化經(jīng)濟(jì)、易得、使用安全溶劑選擇常用溶劑提取工藝浸漬法將原料用適當(dāng)?shù)娜軇┰诔鼗驕責(zé)岬臈l件下浸泡出有效成分的一種方法滲漉法將原料粗粉裝入滲漉筒內(nèi)加入溶劑浸沒(méi)原料漉液筒下放出，加入新溶劑煎煮法以水為溶劑將原料加熱煮沸回流提取法以乙醇等易揮發(fā)的溶劑在回流條件下提取有效成分連續(xù)回流提取法回流提取法的改進(jìn)常用索氏提取器完成升華法提取原料中具有升華性的成分SLNS-快速滲漉提取濃縮機(jī)組工藝流程圖

溶劑罐滲漉機(jī)濾液罐旋蒸儀濃縮罐冷卻器真空泵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)、熱穩(wěn)定成分回流提取法有機(jī)溶劑水浴加熱—脂溶性成分熱穩(wěn)定成分溶劑量大連續(xù)回流提取有機(jī)溶劑水浴加熱省溶劑效率高親脂性成分索氏提取器時(shí)間長(zhǎng)影響提取效果的因素提取溫度提取方法及工藝設(shè)備條件溶劑用量和濃度差原料采集及粉碎度提取時(shí)間現(xiàn)代提取技術(shù)超臨界流體萃取技術(shù)超聲波提取技術(shù)微波提取技術(shù)組織破碎提取技術(shù)酶提取技術(shù)仿生提取技術(shù)超臨界流體萃取

（supercriticalfluidextraction,SFE)超臨界流體萃取是一種以超臨界流體（SCF）代替常規(guī)有機(jī)溶劑對(duì)中草藥有效成分進(jìn)行萃取和分離的新技術(shù)。一般常用超臨界CO2萃取法（SFE-CO2）較適用于親脂性、分子量較小物質(zhì)的萃取。極性大、分子量太大的物質(zhì)如苷類、多糖類，要加夾帶劑。夾帶劑（entrainer)亞臨界組分揮發(fā)度介于超臨界流體與被萃取溶質(zhì)之間以液體形式或相對(duì)小量加入超臨界流體中作用改善或維持選擇性；提高難揮發(fā)溶質(zhì)的溶解度具有較好溶解性的溶劑是好的夾帶劑甲醇、乙醇、丙酮、乙腈加入夾帶劑可提取極性成分條件易控調(diào)節(jié)T、P可選擇性萃取、分離速度快收率高工藝簡(jiǎn)單操作方便溫度低萃取介質(zhì)無(wú)殘留無(wú)污染成本低超臨界流體萃取特點(diǎn)超臨界流體萃取局限性對(duì)脂溶性成分的溶解能力強(qiáng)A設(shè)備成本高，工業(yè)化難度大BSFE－CO2工藝流程簡(jiǎn)圖超聲波提取技術(shù)

(ultrasonicwaveextraction)應(yīng)用超聲波強(qiáng)化提取植物的有效成分，是一種物理破碎過(guò)程。是利用超聲波增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，增加溶劑穿透力，提高藥物溶出速度和溶出次數(shù)，縮短提取時(shí)間的浸取方法。優(yōu)點(diǎn)：室溫提取，有效成分不易破壞，安全、收率高。缺點(diǎn)：投資大，規(guī)模小。微波提取技術(shù)

（microwaweextraction,MVE)微波提取是利用微波能來(lái)提高萃取率的一種新技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、適用范圍廣、萃取效率高、節(jié)省時(shí)間、節(jié)省試劑、污染小等。缺點(diǎn)：規(guī)模小，成分易變化。

組織破碎提取技術(shù)1利用高速剪切、擠壓和攪拌迅速破壞細(xì)胞組織使化學(xué)成分與溶劑充分接觸而快速溶解轉(zhuǎn)移2因沒(méi)有合適設(shè)備未能推廣“閃式提取器”為此設(shè)計(jì)的一種新設(shè)備3快速、高效、節(jié)能，適于不同溶劑和植物部位操作簡(jiǎn)便，可選擇提取所需成分不需加熱，投資小，規(guī)?？纱罂尚〉鹊膬?yōu)勢(shì)酶法提取技術(shù)(enzymeextraction)1通過(guò)酶反應(yīng)較溫和地將植物組織分解，加速有效成分的釋放提取。2需要選擇合適的酶研究較多的是纖維素酶3優(yōu)點(diǎn)：溫和、高效、節(jié)能缺點(diǎn)：酶的較選擇困難半仿生提取技術(shù)

(semi-biomicextraction，SBE）從生物藥劑學(xué)角度，將整體藥物研究法與分子藥物研究法相結(jié)合，模擬口服給藥后藥物經(jīng)胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)的環(huán)境。為經(jīng)消化道給藥的中藥制劑設(shè)計(jì)的一種新的提取工藝。即先將藥粉以一定pH的酸水提取，再用一定pH的堿水提取。優(yōu)點(diǎn)：將有效成分提取與在體內(nèi)吸收效果相結(jié)合，最大限度地保留有效成分、去掉雜質(zhì)，因而選擇性高，提高制劑質(zhì)量。缺點(diǎn)：理念新，但目前仍沿襲高溫煎煮法或其它傳統(tǒng)提取方法，藥材受熱時(shí)間長(zhǎng)，耗時(shí)耗能，有效成分易被破壞。

二.中草藥有效成分的分離與精制根據(jù)物質(zhì)溶解度的差別進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)分配系數(shù)差異進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離根據(jù)物質(zhì)解離程度差異進(jìn)行分離

(一)根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離沉淀法通過(guò)加入某種沉淀試劑生成不溶性的鹽等沉淀析出酸堿法通過(guò)調(diào)節(jié)溶液酸堿性分離酸、堿性或兩性的化合物混合溶劑法利用在不同混合溶劑中的溶解性不同進(jìn)行分離結(jié)晶和重結(jié)晶法利用物質(zhì)在溶劑中的溶解度不同進(jìn)行分離液-液萃取逆流分溶液滴逆流色譜高速逆流色譜氣液分配色譜液-液分配色譜方法根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)的不同進(jìn)行分離的方法原理(二)根據(jù)物質(zhì)分配系數(shù)的不同進(jìn)行分離分離因子β不同溶質(zhì)在同一種溶劑中的濃度比分離因子越大越有利于萃取分離

分配系數(shù)K同一種溶質(zhì)在不同溶劑中的濃度比分配系數(shù)越大越有利于萃取分離K和β對(duì)酸性、堿性及兩性化合物分配比受溶劑系統(tǒng)的pH值的影響用pH梯度萃取可分離酸性、堿性和兩性化合物液－液萃取若分離因子大于50簡(jiǎn)單的萃取即可達(dá)到分離各成分在兩相中分配系數(shù)相差越大分離效果越好利用混合物中各成分在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)不同而分離是一種多次、連續(xù)的液－液萃取分離過(guò)程逆流分溶儀用于此操作K和β不夠大時(shí)采用CCD法進(jìn)行分離優(yōu)點(diǎn)：條件溫和、樣品容易回收、適用于中等極性不穩(wěn)定物質(zhì)的分離缺點(diǎn)：試樣的極性過(guò)大或過(guò)小不適宜易乳化的系統(tǒng)不適宜逆流分溶法（CCD）逆流分溶法示意圖液－液分配柱色譜基本原理一相固定在多孔的載體上為固定相被分離物質(zhì)置于固定相上另一相即移動(dòng)相洗脫或展開(kāi)物質(zhì)在固定相和移動(dòng)相之間分配達(dá)到分離載體、固定液相、移動(dòng)液相、被分離物質(zhì)正相分配色譜以水或親水性溶劑為固定相有機(jī)溶劑為移動(dòng)相分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、甙類、糖類、有機(jī)酸等反相分配色譜以親脂性有機(jī)溶劑為固定相以水或或親水性溶劑為移動(dòng)相用于分離脂溶性物質(zhì)如高級(jí)脂肪酸、油脂、游離甾體等加壓液相柱色譜載體的粒度小、機(jī)械強(qiáng)度大、比表面積大的球形硅膠微粒加適當(dāng)?shù)膲毫κ沽鲃?dòng)相通過(guò)固定相硅膠本身極性大，可用作正相色譜。若進(jìn)行反相色譜，則需用修飾過(guò)的硅膠。一般是在硅膠上鍵合不同的烴基。根據(jù)烴基為乙基、辛基或十八烷基，分別命名為RP-2、RP-8、RP-18。液滴逆流色譜（DCCC）在液－液分配色譜基礎(chǔ)上創(chuàng)建的液滴逆流色譜裝置類似于DCC流動(dòng)相形成液滴通過(guò)固定相的液柱達(dá)到分離純化優(yōu)點(diǎn)：防止乳化降低的消耗減少被污染和托尾現(xiàn)象等缺點(diǎn)：裝置設(shè)備較復(fù)雜液滴逆流裝置示意圖高速逆流色譜（HSCCC）與DCCC原理相同固定相固定于蛇型管中流動(dòng)相單向、低速通過(guò)實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流萃取分離物理吸附如硅膠、氧化鋁、活性炭、大孔吸附柱層析等色譜層析(三)根據(jù)物質(zhì)吸附能力差異進(jìn)行分離

吸附層析的種類：化學(xué)吸附酸性化合物與堿性氧化鋁吸附生物堿被酸性硅膠吸附有化學(xué)反應(yīng)的吸附色譜半化學(xué)吸附如聚酰胺色譜層析等物理吸附又稱表面吸附，由溶液的分子與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用而引起的定義無(wú)選擇性，吸附與解析過(guò)程可逆、快速。應(yīng)用廣泛，如硅膠、氧化鋁等色譜層析法特點(diǎn)相似相溶（按極性大小是影響物理吸附過(guò)程的主要因素）－“相似者易于吸附”，競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制基本規(guī)律極性是表示分子中電荷不對(duì)稱程度與偶極距、極化度、介電常數(shù)相對(duì)應(yīng)極性強(qiáng)弱是支配物理吸附的主要因素酸性、堿性、兩性化合物的極性及吸附能力與其存在狀態(tài)決定并受溶液的pH值影響。常見(jiàn)的化合物和溶劑的極性羧酸>酚>水>醇>胺>酰胺>醛>酮>酯>醚>鹵烴化合物的極性水>甲醇>乙醇>丙酮>乙酸乙酯>氯仿>乙醚>二氯甲烷>苯>四氯化碳>環(huán)己烷>正庚烷>正己烷溶劑的極性極性強(qiáng)弱順序決定著物質(zhì)在吸附柱色譜時(shí)的洗脫規(guī)律和洗脫劑的選擇原則意義

化學(xué)吸附

有選擇性不可逆吸附吸附牢固

特點(diǎn)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)酸性物質(zhì)與氧化鋁反應(yīng)堿性物質(zhì)與硅膠發(fā)生反應(yīng)原理半化學(xué)吸附介于物理吸附和化學(xué)吸附之間

特點(diǎn)原理以氫鍵的形式產(chǎn)生吸附應(yīng)用聚酰胺對(duì)黃酮類醌類等分離氧化鋁（aluminiumoxide）一般用于分離堿性化合物吸附性較強(qiáng)，吸附活性與含水量有關(guān)，含水量愈大吸附能力愈弱除去水分使氧化鋁活化加入一定量水可改變其活性

硅膠（silicagel）吸附能力微弱于氧化鋁，顯微酸性。通式為SiO2.xH2O，分子中具有硅氧環(huán)交鏈結(jié)構(gòu)，同時(shí)顆粒表面具有很多硅醇基，由于硅醇基能和許多化合物形成氫鍵而具有一定的吸附作用，所以硅膠吸附力的強(qiáng)弱與硅醇基的含量有關(guān)。硅膠吸附力的強(qiáng)弱與硅膠含水量的多少有關(guān)，含水量愈大，吸附能力愈弱。在一定溫度下除去水分就可以使硅膠活化，在硅膠中加入一定量的水可改變其活性A硅膠的適用范圍遠(yuǎn)比氧化鋁廣，親脂性與親水性成分都可應(yīng)用。中草藥中的各類成分都可用硅膠分離，堿性成分不宜B1為極性色譜層析材料價(jià)格較便宜，不需重復(fù)使用2吸附劑粒度一般100－200目即可可用200－300以提高分離效果3色譜柱的規(guī)格：高度：直徑＝1：15～20硅膠、氧化鋁吸附色譜柱層析的應(yīng)用特點(diǎn)1裝柱法：濕法裝柱干法裝柱2上樣法：濕法上樣干法上樣樣品量：吸附劑（1：30－60）3流動(dòng)相選擇：借助TLCTLC吸附力強(qiáng)，選擇Rf=0.2-0.3洗脫劑極性逐步加大粉末狀活性炭顆粒狀活性炭錦綸活性炭A非極性色譜層析材料對(duì)脂溶性成分吸附力強(qiáng)對(duì)極性成分吸附力弱B水的洗脫力最弱有機(jī)溶劑較強(qiáng)C主要除去脂溶性色素分離氨基酸、糖類及某些苷類等水溶性化合物D活性炭聚酰胺（polyamide）酰胺聚合的高分子化合物商品名為錦綸、尼龍適于酚類、醌類、黃酮類等分離極性與非極性物質(zhì)均可使用與鞣質(zhì)的吸附作用很強(qiáng)不溶水、甲醇、乙醇、氯仿等對(duì)堿穩(wěn)定，對(duì)酸不穩(wěn)定可溶于濃鹽酸、冰醋酸、甲酸吸附原理：氫鍵吸附通過(guò)酰胺上的羰基與酚羥基或酰胺上的游離胺基與羰基吸附強(qiáng)弱取決于形成氫鍵的能力形成氫鍵的基團(tuán)越多吸附能力越強(qiáng)影響吸附能力的主要因素：形成分子內(nèi)氫鍵則吸附力減弱芳香化程度高則吸附性增強(qiáng)反之，則減弱水中形成氫鍵能力最強(qiáng)隨醇濃度增高而減弱有機(jī)溶劑中則不締合聚酰胺的使用裝柱與洗脫劑：水裝柱，水溶液上樣，水及含水醇洗脫。（對(duì)脂溶性的化合物，也可以用氯仿及氯仿甲醇洗脫。）溶劑對(duì)聚酰胺柱的洗脫能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋核技状迹急細(xì)溲趸c水溶液＜甲酰胺＜二甲基甲酰胺＜尿素水溶液

預(yù)處理與再生處理:

先用10％醋酸、或3％氨水、或5％氫氧化鈉洗，最后用水洗至中性大孔吸附樹(shù)脂聚苯乙烯類高分子材料白色球形顆粒根據(jù)其表面修飾基團(tuán)分為非極性和中等（弱）極性理化性質(zhì)穩(wěn)定不溶于酸和堿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)吸附性和分子篩相結(jié)合的分離材料吸附性是由于范德華力或弱氫鍵吸附結(jié)果分子篩是因多孔結(jié)構(gòu)分離原理大孔吸附樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)影響吸附因素1.樹(shù)脂的比表面積、表面電性、能否與化合物形成氫鍵、孔徑大??；2.非極性樹(shù)脂在水中易吸附非極性化合物，弱極性樹(shù)脂在水中易吸附弱極性化合物。選擇型號(hào)時(shí)應(yīng)根據(jù)化合物的極性予以選擇。3.洗脫劑洗脫能力強(qiáng)弱（競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制）；4.化合物分子量大小、極性、能否形成氫鍵等因素均影響吸附能力。大孔樹(shù)脂的使用裝柱與上樣：乙醇（水）溶脹，濕法裝柱（一般用醇洗，遞減含醇量），水洗至無(wú)醇味且柱子勻?qū)?，水溶液濕法上樣（約1：10）。洗脫：水和含醇水梯度洗脫，最后也可以用丙酮或乙酸乙酯洗脫其中脂溶性成分。再生處理：

50％丙酮或純醇沖洗水沖洗1mol.L-1氫氧化鈉水溶液沖洗至無(wú)色

1mol.L-1鹽酸洗至無(wú)色

水洗至中性。（四）根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進(jìn)行分離1天然有機(jī)物分子大小各異分子量從幾十到幾百萬(wàn)可據(jù)此進(jìn)行分離2常用的有透析法、凝膠濾過(guò)法、超濾法、超速離心法等3透析法、超濾法、超速離心用于分離水溶性大分子凝膠過(guò)濾法分離較小分子凝膠濾過(guò)法(gelfiltration)又稱:凝膠滲透色譜(gelpermeationchromatography)分子篩濾過(guò)(molecularsievefiltration)排阻色譜(exclusionchromatogrphy)利用分子篩分離物質(zhì)的方法凝膠柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性質(zhì)：凝膠的種類及商品較多，一般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)。常用的有葡聚糖凝膠（SephadexG）類型和羥丙基葡聚糖凝膠（SephadexLH-20）類型。葡聚糖凝膠（SephadexG）交聯(lián)度高表明加入的交聯(lián)劑多，孔徑小則網(wǎng)孔緊密，膨脹時(shí)的吸水量小交聯(lián)度低表明加入的交聯(lián)劑少，孔徑大則網(wǎng)孔稀疏，膨脹時(shí)的吸水量大由平均分子量一定的葡聚糖及交聯(lián)劑（如環(huán)氧氯丙烷）交聯(lián)聚合而成生成的凝膠顆粒網(wǎng)孔大小取決于所用交聯(lián)劑的數(shù)量及反應(yīng)條件并用交聯(lián)度表示交聯(lián)葡聚糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)葡聚糖凝膠商品型號(hào)按交聯(lián)度大小分類，并用吸水量表示如SephadexG-25表示：G（Gel），25＝吸水量（2.5ml/g）×10。葡聚糖凝膠只能在水及含醇水中應(yīng)用根據(jù)不同規(guī)格的孔徑不同選擇應(yīng)用一般天然藥物分子量在100-1500左右可選SephadexG-10，20，25羥丙基葡聚糖凝膠（SephadexLH-20）為SephadexG-25經(jīng)羥丙基化處理后得到的產(chǎn)物。葡萄糖部分羥基與羥丙基以醚鍵的形式結(jié)合，分子中的碳鏈加長(zhǎng)，脂溶性增加。即可以在水相中進(jìn)行，又可以在極性的有機(jī)溶劑中進(jìn)行。凝膠的分離原理主要是分子篩作用，分子量大的不能或難以進(jìn)入到凝膠顆粒內(nèi)部，故在顆粒間隙移動(dòng)，一般會(huì)隨溶劑先下來(lái)；而分子量小的則可以滲入擴(kuò)散到凝膠顆粒內(nèi)部，通過(guò)色譜柱時(shí)阻力較大，故將較晚流出，不同分子量的分子進(jìn)入到顆粒內(nèi)部的程度不同，所受阻力也不相同，因而流出速度也不同，據(jù)此可將不同分子量的化合物分離。亦有反相分配色譜的作用。凝膠色譜分離示意圖凝膠的使用裝柱與洗脫劑：水中濕法裝柱，水溶液濕法上樣。預(yù)處理與再生處理：水洗

含醇水洗（醇濃度逐步加大）醇洗SephadexLH-20比較昂貴，應(yīng)注意再生處理和保存！膜分離技術(shù)

(membraneseparationtechnique)原理以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力時(shí)，原料兩側(cè)組分選擇性地透過(guò)膜，以到達(dá)分離純化的目的。特點(diǎn)無(wú)相變；不用有機(jī)溶劑；選擇性高；適用范圍廣。類型微濾、超濾、納濾、反滲透（五）根據(jù)物質(zhì)離解程度的不同進(jìn)行分離對(duì)于具有酸性、堿性或兩性基團(tuán)的分子在水中多呈離解狀態(tài)（正離子或負(fù)離子狀態(tài)）可采用離子交換法或電泳技術(shù)（如高效毛細(xì)管電泳法）進(jìn)行分離離子交換樹(shù)脂是以離子交換樹(shù)脂為固定相依據(jù)流動(dòng)相中組分離子與平衡離子進(jìn)行可逆交換時(shí)的結(jié)合力大小的差別而進(jìn)行的一種層析方法離子交換色譜法（IEC)高分子聚合物基質(zhì)：苯乙烯通過(guò)二乙烯苯（DVB）交聯(lián)成的大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)電荷基團(tuán)：與高分子共價(jià)結(jié)合形成帶電的可進(jìn)行離子交換的基團(tuán)平衡離子：結(jié)合于電荷基團(tuán)上的相反離子能與溶液中其他離子團(tuán)可逆交換平衡離子帶正電的離子交換樹(shù)脂能與帶正電的離子基團(tuán)發(fā)生交換，稱陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；平衡離子帶負(fù)電的離子交換樹(shù)脂能與帶負(fù)電的離子基團(tuán)發(fā)生交換，稱陰離子交換樹(shù)脂。R-X-Y++A+R-X-A++Y+R-X+Y-+A-R-X+A-+Y-陽(yáng)離子交樹(shù)脂：強(qiáng)酸性（－SO3-H+）弱酸性（－COO-H+）。陰離子交樹(shù)脂：強(qiáng)堿性（－N(CH3)3Cl-）弱堿性（－NH2）。離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)分離原理：以離子交換樹(shù)脂為固定相，當(dāng)流動(dòng)相流過(guò)交換柱時(shí)，溶劑中的中心分子以及不發(fā)生交換的化合物將首先通過(guò)柱子流出，而被交換的離子被交換吸附到柱子上，利用不同的洗脫劑即可實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。離子交換樹(shù)脂的使用裝柱與洗脫劑：濕法裝柱上樣（水或含水溶劑）。水或酸堿洗脫劑（如NaOH水溶液，HCl水溶液等），或酸堿緩沖液（如磷酸鹽緩沖液、氨水緩沖液、吡啶緩沖液等）。預(yù)處理

在水中溶脹，水懸浮去掉雜質(zhì)；酸堿交換浸泡，水洗至中性，再生處理

陽(yáng)離子交