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第一章總論天然藥物化學(xué)課件第1頁(yè)第一節(jié)緒論第二節(jié)生物合成第三節(jié)提取分離方法第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法第一章總論天然藥物化學(xué)課件第2頁(yè)第一節(jié)緒論一、天然藥品及其相關(guān)術(shù)語(yǔ)二、天然藥品化學(xué)定義、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容三、天然藥品化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)實(shí)狀況四、天然藥品化學(xué)在中藥當(dāng)代化中作用天然藥物化學(xué)課件第3頁(yè)一、天然藥品及其相關(guān)術(shù)語(yǔ)1.天然藥品定義:天然起源2.天然藥品起源:植物動(dòng)物礦物微生物海洋天然藥品天然藥物化學(xué)課件第4頁(yè)3.天然藥品相關(guān)術(shù)語(yǔ)天然藥品naturalmedicine中草藥chineseherbalmedicine
《本草綱目》,1892種/《本草綱目拾遺》,1021種當(dāng)前我國(guó)藥用植物總數(shù),15000余種中藥TraditionalChineseMedicine草藥herbaldrug民族藥EthnicMedicine
蒙藥MongoliaMedicine藏藥TibetanMedicine苗藥Miaodrug
生藥Crudedrug天然藥物化學(xué)課件第5頁(yè)4.天然藥品研究現(xiàn)實(shí)狀況疾病譜、醫(yī)療模式、藥品結(jié)構(gòu)改變
傳染、感染性疾病——身心疾病、當(dāng)代病治療——預(yù)防、保健、治療、康復(fù)化藥——化藥天然藥國(guó)際市場(chǎng)對(duì)天然藥品需求日益增大年全球植物藥銷(xiāo)售額,300億美元天然藥品銷(xiāo)售額年增加幅度,歐共體,30%美國(guó),20%日本,15%天然藥物化學(xué)課件第6頁(yè)4.天然藥品研究現(xiàn)實(shí)狀況世界各地加強(qiáng)天然藥品研發(fā)投入1983-1994年,上市522種新藥,44%天然起源1984-1995,F(xiàn)DA,31種抗癌新藥,61%天然起源93種抗感染新藥,63%天然起源關(guān)于天然產(chǎn)物學(xué)術(shù)交流日漸活躍
獨(dú)特的、不可替代的作用內(nèi)在本質(zhì)、物質(zhì)基礎(chǔ)?天然藥物化學(xué)課件第7頁(yè)二、天然藥品化學(xué)定義、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容1.定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)2.研究對(duì)象3.研究?jī)?nèi)容天然藥物化學(xué)課件第8頁(yè)1.天然藥品化學(xué)定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ):天然藥品化學(xué)
ChemistryofnaturalmedicineMedicinalchemistryofnaturalproducts利用當(dāng)代科學(xué)理論與方法研究天然藥品中化學(xué)成份(以生理活性成份或有效成份為主)中藥化學(xué)ChemistryofTCM植物化學(xué)Phytochemistry天然產(chǎn)物化學(xué)Chemistryofnaturalproducts天然藥物化學(xué)課件第9頁(yè)2.天然藥品化學(xué)研究對(duì)象研究對(duì)象:化學(xué)成份chemicalconstituents尤其是生理活性成份或有效成份activecompound成份復(fù)雜性:不一樣藥品所含成份類(lèi)型不一樣每種類(lèi)型成份數(shù)目相當(dāng)多同種藥品所含成份結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各異天然藥物化學(xué)課件第10頁(yè)2.天然藥品化學(xué)研究對(duì)象生理活性成份activecompound/constituent非生理活性成份inactivecompounds有效成份無(wú)效成份有效部位activefraction一個(gè)主要有效成份/一組結(jié)構(gòu)相近有效成份有毒成份toxiccompound天然藥物化學(xué)課件第11頁(yè)生理活性成份并不一定真正代表有效成份有效成份與無(wú)效成份劃分是相正確、發(fā)展A.不一樣類(lèi)型成份,在不一樣天然藥品中作用不一樣B.原來(lái)視為無(wú)效成份,可能成為有效成份C.過(guò)去視為有效成份,被修正、完善麝香抗炎成份麝香酮————多肽丹參擴(kuò)冠丹參醌————丹參酚酸D.加工、代謝等過(guò)程,可轉(zhuǎn)化非活性成份為活性成份
正確了解成份劃分天然藥物化學(xué)課件第12頁(yè)3.天然藥品化學(xué)研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理化性質(zhì)提取分離方法結(jié)構(gòu)判定方法生物合成結(jié)構(gòu)修飾構(gòu)效關(guān)系生物轉(zhuǎn)化體內(nèi)代謝過(guò)程等天然藥物化學(xué)課件第13頁(yè)三、天然藥品化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)實(shí)狀況大致分為以下3個(gè)階段:1.原始和萌芽階段(——18世紀(jì)末)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))3.學(xué)科快速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)天然藥物化學(xué)課件第14頁(yè)1.原始和萌芽階段(——18世紀(jì)末)天然藥品識(shí)別、使用經(jīng)驗(yàn)——巫術(shù)、迷信色彩文明進(jìn)步——對(duì)疾病、天然藥品認(rèn)識(shí)趨于客觀
231—341,晉,葛洪,《抱卜子》1575,明,李,《醫(yī)學(xué)入門(mén)》,沒(méi)食子酸1711,清,洪遵,《集驗(yàn)方》,樟腦1769-1786,舍勒,酒石酸、苯甲酸、乳酸、蘋(píng)果酸、沒(méi)食子酸天然藥物化學(xué)課件第15頁(yè)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)一:以化學(xué)成份發(fā)覺(jué)和分離為主1806,阿片——————嗎啡(morphine)1820,金雞納樹(shù)皮———奎寧(quinine)1828,煙草——————煙堿(nicotine)1885,麻黃——————麻黃堿(ephedrine)吐根堿、士寧、小檗堿,阿托品、可卡因等天然藥物化學(xué)課件第16頁(yè)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)二:結(jié)構(gòu)判定以化學(xué)方法為主氧化、還原等降解反應(yīng)——推導(dǎo)結(jié)構(gòu)碎片合成、全合成————證實(shí)結(jié)構(gòu)天然藥物化學(xué)課件第17頁(yè)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)三:生源合成路徑、本質(zhì)揭示生源前體識(shí)別:萜類(lèi)———MVA生物堿——α-Aa生源合成本質(zhì)揭示:生物細(xì)胞內(nèi)多步酶促反應(yīng)有機(jī)反應(yīng)理論來(lái)解釋機(jī)制生物合成物質(zhì)用于結(jié)構(gòu)確定天然藥物化學(xué)課件第18頁(yè)3.學(xué)科快速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)一:色譜技術(shù)用于天然化合物分離和純化
1906,俄,Tsweet,碳酸鈣為吸附劑,石油醚為洗脫劑,1931,德,KuhnandLederer,氧化鋁、碳酸鈣為吸附劑,1940,提出了液液色譜法,如逆流分配1952,JamesandMartin,提出氣液色譜理論20世紀(jì)60年代,高效液相色譜出現(xiàn)天然化合物分離向高效、快速、微量發(fā)展天然藥物化學(xué)課件第19頁(yè)特點(diǎn)二:波譜技術(shù)用于天然化合物結(jié)構(gòu)判定
IR:1944,Pekin-Elmer企業(yè),第一臺(tái)紅外光譜儀MS:20世紀(jì),質(zhì)譜儀EI、CI,F(xiàn)D,F(xiàn)AB,ESI,MALDIESI-TOF,MALDI-TOFNMR:1953,30MHZ連續(xù)波核磁共振儀70年代,脈沖傅立葉變換核磁共振儀1DNMR——2DNMR30—60—100—300MHz400—500—600—800—900MHzUV,X-ray,ORD,CD等3.學(xué)科快速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)天然藥物化學(xué)課件第20頁(yè)特點(diǎn)三:研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性改變
深度、廣度:機(jī)體內(nèi)源活性物質(zhì)微量、水溶性、不穩(wěn)定、大分子速度:?jiǎn)岱取?804-1925利血平———1952-1956生物堿:1952前100年,95個(gè)1952-1962,1107個(gè)1962-1972,3443個(gè)
3.學(xué)科快速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)天然藥物化學(xué)課件第21頁(yè)特點(diǎn)四:生物活性測(cè)試普遍開(kāi)展單純化合物分離————活性跟蹤分離小規(guī)模測(cè)試——高通量篩選HTShighthroungputscreening3.學(xué)科快速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)天然藥物化學(xué)課件第22頁(yè)四、天然藥品化學(xué)在中藥當(dāng)代化中作用中藥發(fā)展機(jī)遇天然藥品在健康保障體系中作用中藥確切療效相對(duì)豐富資源傳統(tǒng)中藥很多弊端藥效物質(zhì)基礎(chǔ)不明質(zhì)量難于控制——藥效難于確保劑型落后必須走中藥國(guó)際化之路天然藥物化學(xué)課件第23頁(yè)四、天然藥品化學(xué)在中藥當(dāng)代化中作用1.說(shuō)明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)——中藥當(dāng)代化系統(tǒng)工程前提2.建立和完善中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——二次開(kāi)發(fā)3.改進(jìn)中藥制劑劑型——二次開(kāi)發(fā)4.創(chuàng)新藥品研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)5.擴(kuò)大藥源天然藥物化學(xué)課件第24頁(yè)1.說(shuō)明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)探索中藥防治疾病機(jī)理麻黃功效:發(fā)汗散寒、宣肺平喘、利水消腫物質(zhì)基礎(chǔ):麻黃堿—腎上腺素樣作用收縮血管、興奮中樞—發(fā)汗去甲麻黃堿—松弛支氣管平滑肌————平喘偽麻黃堿——升壓、利尿———————消腫天然藥物化學(xué)課件第25頁(yè)1.說(shuō)明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)促進(jìn)中藥藥性理論研究深入性:熱性、溫?zé)崴帯ゼ诪跛帀A腎上腺素兒茶酚胺類(lèi)味:辛味藥(解表、理氣)————揮發(fā)油歸經(jīng):同一歸經(jīng)藥相同、相同化學(xué)成份有效成份作用靶點(diǎn):麻黃堿————解痙——肺經(jīng)偽麻黃堿———利水——膀胱經(jīng)有效成份體內(nèi)代謝動(dòng)力學(xué):川芎——川芎嗪在肝臟、膽囊分布多——?dú)w肝、膽經(jīng)天然藥物化學(xué)課件第26頁(yè)1.說(shuō)明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)說(shuō)明中藥復(fù)方配伍科學(xué)內(nèi)涵單味藥有效成份研究復(fù)方有效成份≠各單味藥有效成份簡(jiǎn)單加和協(xié)同、拮抗作用物理、化學(xué)作用改變?nèi)艹龆炔窈藚⑷藚⒃碥赵黾硬窈碥杖艹龈什莞仕旄什菰碥赵黾痈仕扃掭祁?lèi)溶出發(fā)生化學(xué)反應(yīng)四逆湯:附子、干姜、甘草等烏頭堿與甘草皂苷形成不溶性沉淀——減毒黃連吳茱萸小檗堿與大分子酸性成份形成沉淀天然藥物化學(xué)課件第27頁(yè)1.說(shuō)明中藥藥效物質(zhì)基礎(chǔ)說(shuō)明中藥炮制原理炮制前后有效成份、有毒成份改變——說(shuō)明炮制原理改進(jìn)炮制工藝制訂炮制規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)如:延胡索——醋炒——增加生物堿溶出——增效烏頭類(lèi)——蒸煮——水解雙酯型生物堿——減毒黃芩——冷浸——淡黃芩(綠)黃芩苷醌變色——熱煮——煮黃芩(黃)天然藥物化學(xué)課件第28頁(yè)2.建立和完善中藥質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中藥材、制劑中有效成份質(zhì)量——臨床療效建立科學(xué)、靈敏質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)——質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)和藥效相關(guān)性有效成份——科學(xué)質(zhì)控指標(biāo)以有效成份、有效部位、大類(lèi)成份、有毒成份為指標(biāo),各種分析伎倆中藥指紋圖譜技術(shù)天然藥物化學(xué)課件第29頁(yè)3.改進(jìn)中藥制劑劑型——二次開(kāi)發(fā)改革目標(biāo):三效、三小、三便劑型選擇——有效成份溶解性、酸堿性、揮發(fā)性、穩(wěn)定性等水溶性好——注射液雙黃連/參脈口服液生脈顆粒劑板藍(lán)根難溶于水——片、膠囊、滴丸等制劑工藝優(yōu)化——有效成份理化性質(zhì)制劑穩(wěn)定性——有效成份理化性質(zhì)——適當(dāng)PH、適當(dāng)包裝天然藥物化學(xué)課件第30頁(yè)4.創(chuàng)新藥品研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)創(chuàng)新藥品研發(fā)必要性入世后化學(xué)藥品受到專(zhuān)利保護(hù),仿制須向創(chuàng)新轉(zhuǎn)軌新藥品注冊(cè)法,單純改變劑型已不能按新藥申報(bào)創(chuàng)新藥品研究關(guān)鍵切入點(diǎn):先導(dǎo)化合物發(fā)覺(jué)從天然藥品中發(fā)覺(jué)先導(dǎo)物、創(chuàng)制新藥——世界公認(rèn)有效路徑從中藥中發(fā)覺(jué)先導(dǎo)物優(yōu)勢(shì)數(shù)千年臨床實(shí)踐——療效確切豐富資源——結(jié)構(gòu)、活性多樣性
天然藥物化學(xué)課件第31頁(yè)5.擴(kuò)大藥源資源可連續(xù)可用:甘草、肉蓯蓉植物化學(xué)分類(lèi)學(xué)原理:親緣關(guān)系近植物含有相同或相同化學(xué)成份黃連素:黃連——小檗科、防己科、蕓香科植物天然藥物化學(xué)課件第32頁(yè)第二節(jié)生物合成一、一次代謝和二次代謝二、生物合成假說(shuō)提出三、主要生物合成路徑天然藥物化學(xué)課件第33頁(yè)一、一次代謝和二次代謝一次代謝:對(duì)維持植物生命活動(dòng)不可缺乏過(guò)程幾乎全部綠色植物中都存在糖代謝、脂肪代謝、蛋白質(zhì)代謝、核酸代謝一次代謝產(chǎn)物Primarymetabolits對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)不可缺乏物質(zhì)
糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸乙酰輔酶A、丙二酸單酰輔酶A、莽草酸、氨基酸天然藥物化學(xué)課件第34頁(yè)一、一次代謝和二次代謝二次代謝:對(duì)維持植物生命活動(dòng)來(lái)說(shuō)不起主要作用并非全部植物中都存在二次代謝產(chǎn)物Secondarymetabolits對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)并非不可缺乏物質(zhì)
生物堿、黃酮、萜類(lèi)、蒽醌、香豆素等天然藥物化學(xué)課件第35頁(yè)光合作用糖糖代謝ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤蘚糖-4-磷酸核糖乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶AMVA小分子有機(jī)酸核酸三羧酸循環(huán)脂族氨基酸萜類(lèi)甾體類(lèi)脂質(zhì)莽草酸芳族氨基酸肽類(lèi)蛋白質(zhì)脂肪酸酚類(lèi)蒽醌生物堿桂皮酸苯丙素類(lèi)木脂素木質(zhì)素黃酮類(lèi)CO2H2O天然藥物化學(xué)課件第36頁(yè)二、生物合成假說(shuō)提出天然化合物之間結(jié)構(gòu)聯(lián)絡(luò)天然化合物與一次代謝產(chǎn)物間聯(lián)絡(luò)天然藥物化學(xué)課件第37頁(yè)二、生物合成假說(shuō)提出天然藥物化學(xué)課件第38頁(yè)二、生物合成假說(shuō)提出天然藥物化學(xué)課件第39頁(yè)三、主要生物合成路徑1.醋酸-丙二酸路徑:脂肪酸、酚、蒽酮類(lèi)2.甲戊二羥酸路徑:萜、甾體類(lèi)3.桂皮酸路徑:苯丙素、香豆素、木質(zhì)素、木脂素、黃酮類(lèi)4.氨基酸路徑:生物堿5.復(fù)合路徑:醋酸-丙二酸—莽草酸徑醋酸-丙二酸—甲戊二羥酸路徑氨基酸—甲戊二羥酸路徑氨基酸-醋酸-丙二酸路徑氨基酸—莽草酸徑天然藥物化學(xué)課件第40頁(yè)醋酸丙二酸路徑
——脂肪酸生物合成天然藥物化學(xué)課件第41頁(yè)醋酸丙二酸路徑
——酚類(lèi)生物合成天然藥物化學(xué)課件第42頁(yè)醋酸丙二酸路徑
——蒽醌類(lèi)生物合成天然藥物化學(xué)課件第43頁(yè)甲戊二羥酸路徑天然藥物化學(xué)課件第44頁(yè)桂皮酸路徑天然藥物化學(xué)課件第45頁(yè)氨基酸途徑
天然藥物化學(xué)課件第46頁(yè)第三節(jié)提取分離方法提取前準(zhǔn)備系統(tǒng)文件調(diào)研原材料處理保留憑證標(biāo)本提取分離普通標(biāo)準(zhǔn)已知物或已知結(jié)構(gòu)類(lèi)型——文件方法,工業(yè)方法未知物——活性跟蹤(定向分離)天然藥物化學(xué)課件第47頁(yè)第三節(jié)提取分離方法一、中草藥有效成份提取二、中藥有效成份分離與精制天然藥物化學(xué)課件第48頁(yè)一、中草藥有效成份提取水蒸汽蒸餾法:揮發(fā)性升華法:升華性
溶劑提取法:最慣用天然藥物化學(xué)課件第49頁(yè)1.選擇溶劑考慮原因2.常見(jiàn)溶劑種類(lèi)及其特點(diǎn)3.慣用溶劑提取方法4.影響溶劑提取效率原因溶劑提取法天然藥物化學(xué)課件第50頁(yè)溶劑提取法
——1.選擇溶劑考慮原因:溶劑盡可能多地溶出有效成份,雜質(zhì)少溶或不溶有效成份、雜質(zhì)、溶劑極性:相同相溶原理溶劑安全性、價(jià)廉易得、回收方便等天然藥物化學(xué)課件第51頁(yè)溶劑提取法
——2.
常見(jiàn)溶劑種類(lèi)及其特點(diǎn)環(huán)己烷,石油醚,苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮,乙醇,甲醇,水極性:親脂性:親水性:比水重有機(jī)溶劑:與水能夠以任意百分比混溶有機(jī)溶劑:與水分層有機(jī)溶劑:能與水分層極性最大有機(jī)溶劑:慣用來(lái)從水中萃取苷類(lèi)、水溶性生物堿類(lèi)成份有機(jī)溶劑:溶解范圍最廣有機(jī)溶劑:天然藥物化學(xué)課件第52頁(yè)溶劑提取法
——3.慣用溶劑提取方法浸漬法:水/稀醇,冷提滲漉法:乙醇,冷提提取效率高,但溶劑用量大超聲提?。焊鞣N溶劑,可加熱,但所需溫度低煎煮法:水回流提?。河袡C(jī)溶劑溶劑用量大連續(xù)回流提?。河袡C(jī)溶劑,索氏提取器溶劑重復(fù)利用天然藥物化學(xué)課件第53頁(yè)溶劑提取法
——4.影響溶劑提取效率原因溶劑方法粉碎度溫度時(shí)間天然藥物化學(xué)課件第54頁(yè)二、中藥有效成份分離與精制分離依據(jù):共存成份性質(zhì)差異1.溶解度差異2.分配比不一樣3.吸附性差異4.分子大小差異5.離解程度不一樣天然藥物化學(xué)課件第55頁(yè)1.依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離調(diào)整溫度改變混合溶劑極性調(diào)整PH加入某種沉淀試劑天然藥物化學(xué)課件第56頁(yè)依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
——(1)調(diào)整溫度
溫度不一樣——溶解度改變結(jié)晶、重結(jié)晶待純化物A+雜質(zhì)B、C加MeOH熱溶熱濾殘?jiān)–)濾液(A+B)冷置析晶母液(B)結(jié)晶(A)天然藥物化學(xué)課件第57頁(yè)加另一個(gè)極性相差較大溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質(zhì)沉淀析出A.水/醇法:除去水提液中水溶性雜質(zhì)B.醇/水法:除去醇提液中脂溶性雜質(zhì)C.醇/醚法(醇/丙酮法):純化皂苷依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
——(2)改變混合溶劑極性天然藥物化學(xué)課件第58頁(yè)A.水/醇法——除去水提液中水溶性雜質(zhì)中藥水提取液加數(shù)倍量濃醇靜置過(guò)夜母液(目標(biāo)成份)沉淀(水溶性雜質(zhì))(如蛋白質(zhì)、多糖、果膠、粘液質(zhì))天然藥物化學(xué)課件第59頁(yè)B.醇/水法:除去醇提液中脂溶性雜質(zhì)中藥醇提取液加數(shù)倍水靜置過(guò)夜母液(目標(biāo)成份)沉淀(脂溶性雜質(zhì))(如油脂、葉綠素等)天然藥物化學(xué)課件第60頁(yè)C.醇/醚法(醇/丙酮法):純化皂苷皂苷醇溶液加數(shù)倍量乙醚,靜置母液(脂溶液雜質(zhì))沉淀(皂苷)天然藥物化學(xué)課件第61頁(yè)酸、堿、兩性成份調(diào)整PH——改變分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛纫罁?jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)整PH解離型/離子態(tài)游離型/分子態(tài)H+BH+BOH-H+A-HAOH-脂溶性水溶性天然藥物化學(xué)課件第62頁(yè)酸、堿、兩性成份調(diào)整PH——改變分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛華.酸/堿法(酸提取堿沉淀法):生物堿提取、純化B.堿/酸法(堿提取酸沉淀法):黃酮、蒽醌等酚性成份提取、純化C.調(diào)整PH至等電點(diǎn),沉淀蛋白依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)整PH天然藥物化學(xué)課件第63頁(yè)A.酸/堿法(酸提取堿沉淀法)——生物堿提取、純化H+BH+BOH-醇提物浸膏(B)藥渣酸水提取液稀酸水提取(BH+
)堿化沉淀(B)堿水液(水溶性雜質(zhì))(脂溶性雜質(zhì))天然藥物化學(xué)課件第64頁(yè)藥材(HA)藥渣堿水提取液堿水提?。ˋ-
)酸化沉淀(HA)酸水液(水溶性雜質(zhì))(脂溶性雜質(zhì))B.堿/酸法(堿提取酸沉淀法)——黃酮、蒽醌等酚性成份提取、純化H+A-HAOH-天然藥物化學(xué)課件第65頁(yè)酸、堿成份——加入某種沉淀試劑——水不溶性鹽A.酸性成份Pb2+、Ba2+、Ca2+
水懸浮,通H2S母液(
)B.堿性化合物苦味酸/苦酮酸,磷鉬酸/磷鎢酸/鐳氏鹽
強(qiáng)H+,Et2O萃取H2O層(
)
1.依據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
——(4)加沉淀劑天然藥物化學(xué)課件第66頁(yè)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離分配比KK=CU/CL
分離因子ββ=KA/KB
(KA
KB)β
1001次萃取,基本分離10
β
10010
12次β
2100次以上β
1無(wú)法分離上層下層天然藥物化學(xué)課件第67頁(yè)(1)簡(jiǎn)單液液萃取法(2)逆流分溶法(CCD,countercurrentdistribution)(3)紙色譜(PC,paperchromatography)(4)液液分配柱色譜(5)液滴逆流色譜(DCCC,dropletcountercurrentchromarography)
(6)高速逆流色譜
(HSCCC,highspeedcountercurrentchromarography)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離天然藥物化學(xué)課件第68頁(yè)β
50A.有機(jī)溶劑/水B.有機(jī)溶劑/酸、堿水PH——物質(zhì)存在狀態(tài)——溶解性——KC.PH梯度萃取梯度調(diào)整PH,每次改變一個(gè)成份存在狀態(tài),依次分離缺點(diǎn):手工操作繁瑣、溶劑用量大、易乳化2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(1)簡(jiǎn)單液液萃取法上層下層天然藥物化學(xué)課件第69頁(yè)例:HA1、HA2、B,且HA1
HA2,怎樣分離?PH≥12BA-
≤3BH+HA
天然藥物化學(xué)課件第70頁(yè)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(2)逆流分溶法β<50工作原理:屢次、連續(xù)液液萃取craig逆流分溶儀萃取單元及工作過(guò)程優(yōu)點(diǎn):防止手工操作缺點(diǎn):溶劑用量大機(jī)械操作造成破損、漏液乳化天然藥物化學(xué)課件第71頁(yè)天然藥物化學(xué)課件第72頁(yè)天然藥物化學(xué)課件第73頁(yè)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(3)紙色譜(paperchromatography,PC)濾紙濕重/干重=2時(shí)β=Rfa(1-Rfb)/Rfb(1-Rfa)天然藥物化學(xué)課件第74頁(yè)固定相涂覆于硅膠等多孔載體上,裝柱流動(dòng)相經(jīng)過(guò)色譜柱進(jìn)行洗脫物質(zhì)在兩相溶劑中作逆流分布——分配比不一樣,被洗脫速度不一樣2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(4)液液分配柱色譜
定義天然藥物化學(xué)課件第75頁(yè)正相色譜與反相色譜2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(4)液液分配柱色譜
天然藥物化學(xué)課件第76頁(yè)
2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(4)液液分配柱色譜
加壓液相色譜特點(diǎn)加壓流動(dòng)相,流速快載體顆粒小,機(jī)械強(qiáng)度大,比表面極大耐壓柱材自動(dòng)檢測(cè)、搜集、分部天然藥物化學(xué)課件第77頁(yè)
2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(4)液液分配柱色譜
加壓液相色譜種類(lèi):快速色譜Flashchromatography2.02×105Pa低壓液相色譜LPLC,<5.05×105Pa中壓液相色譜MPLC,5.05~20.2×105Pa高壓液相色譜HPLC,>20.2×105Pahighperformanceliquidchromatography天然藥物化學(xué)課件第78頁(yè)
2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(4)液液分配柱色譜
克服了簡(jiǎn)單萃取及CCD溶劑容量大、易乳化缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)載體可能造成化學(xué)吸附,如硅膠天然藥物化學(xué)課件第79頁(yè)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(5)液滴逆流色譜DCCC
dropletcountercurrentchromarography
流動(dòng)相液滴垂直上下,經(jīng)過(guò)固定相液天然藥物化學(xué)課件第80頁(yè)2.依據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中分配比不一樣進(jìn)行分離
——(6)高速逆流色譜HSCCC
highspeedcountercurrentchromarography
行星式旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力場(chǎng)固定性保留在蛇形管內(nèi)流動(dòng)相單向、低速經(jīng)過(guò)固定相天然藥物化學(xué)課件第81頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離(1)吸附類(lèi)型(2)物理吸附基本規(guī)律(3)極性及強(qiáng)弱判斷(4)簡(jiǎn)單吸附法用于物質(zhì)濃縮與精制(5)吸附柱色譜法用于物質(zhì)分離
(6)聚酰胺柱色譜
(7)大孔吸附柱色譜天然藥物化學(xué)課件第82頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(1)吸附類(lèi)型物理吸附:分子間力,無(wú)選擇性,可逆。硅膠、氧化鋁、活性炭化學(xué)吸附:化學(xué)鍵,選擇性較強(qiáng),常不可逆。硅膠——生物堿堿性氧化鋁——黃酮、蒽醌等半化學(xué)吸附:氫鍵,選擇性較弱,多可逆聚酰胺天然藥物化學(xué)課件第83頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(2)物理吸附基本規(guī)律
極性相同者易于吸附
非極性吸附劑:活性炭對(duì)非極性成份吸附強(qiáng)溶劑極性
吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力
溶質(zhì)可被極性弱溶劑洗脫極性吸附劑:硅膠、氧化鋁對(duì)極性物質(zhì)親和力強(qiáng)溶劑極性
吸附劑對(duì)溶質(zhì)吸附力
溶質(zhì)可被極性強(qiáng)溶劑洗脫天然藥物化學(xué)課件第84頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(3)極性及強(qiáng)弱判斷
普通物質(zhì):官能團(tuán)種類(lèi)、數(shù)目、位置、碳鏈長(zhǎng)短R-COOH﹥Ar-OH﹥R-OH﹥R-NH-﹥R-CO-NH-﹥R-CHO﹥R-CO-R
﹥R-COO-R
﹥R-O-R
﹥R-X
﹥R-H溶劑:介電常數(shù)ε
,極性
環(huán)己烷(1.88)苯(2.29)無(wú)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)天然藥物化學(xué)課件第85頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(4)簡(jiǎn)單吸附法用于物質(zhì)濃縮與精制
活性炭吸附法結(jié)晶、重結(jié)晶中脫色、脫臭從大量稀水液中濃縮微量物質(zhì)——一葉秋堿濃縮、精制天然藥物化學(xué)課件第86頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(5)吸附柱色譜法用于物質(zhì)分離
硅膠吸附柱色譜氧化鋁吸附柱色譜A.吸附劑:30~60倍,有時(shí)100~200倍B.裝柱:徑高比(d/h)1:15~1:20干法裝柱/濕法裝柱C.上樣:干法上樣/濕法上樣D.洗脫:等度/梯度(洗脫劑極性遞增)E.托尾:化學(xué)吸附:硅膠—堿性成份洗脫劑中加入堿氧化鋁—酸性成份洗脫劑中加入酸F.洗脫系統(tǒng)選擇:TLCRf=0.2~0.3天然藥物化學(xué)課件第87頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
高分子聚合物不溶于常見(jiàn)有機(jī)溶劑對(duì)堿穩(wěn)定對(duì)酸尤其是無(wú)機(jī)酸穩(wěn)定性差可溶于濃鹽酸、冰乙酸、甲酸中性質(zhì)天然藥物化學(xué)課件第88頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
分子間氫鍵——半化學(xué)吸附吸附原理天然藥物化學(xué)課件第89頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
化合物在含水溶劑中大致有以下規(guī)律:形成氫鍵基團(tuán)數(shù)目:越多,越強(qiáng)。形成氫鍵基團(tuán)所處位置:處于易形成份子內(nèi)氫鍵者,減弱。分子中芳香化程度:高,增強(qiáng)。影響吸附力原因天然藥物化學(xué)課件第90頁(yè)天然藥物化學(xué)課件第91頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
各種溶劑在聚酰胺柱上洗脫能力水甲醇乙醇?xì)溲趸c水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液
影響吸附力強(qiáng)弱原因化合物在不一樣溶劑中吸附力,隨溶劑極性增強(qiáng)而增強(qiáng)水中最強(qiáng)———常以水裝柱、樣品以水溶解上樣含水醇中次之醇中最弱———常以濃度漸高含水醇梯度洗脫EtOH-H2O最慣用弱強(qiáng)天然藥物化學(xué)課件第92頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
醌類(lèi)、黃酮類(lèi)等酚性制備和分離。脫鞣處理生物堿、萜類(lèi)、甾類(lèi)、糖類(lèi)、氨基酸等極性與非極性化合物分離也有用途應(yīng)用天然藥物化學(xué)課件第93頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹(shù)脂
高分子聚合物白色球形顆粒多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不溶于酸、堿、有機(jī)溶劑吸附原理:分子間力氫鍵分子篩性質(zhì)原理天然藥物化學(xué)課件第94頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹(shù)脂
樹(shù)脂性質(zhì):非極性樹(shù)脂易吸附非極性化合物極性樹(shù)脂易吸附極性化合物溶劑性質(zhì):物質(zhì)在溶劑中溶解度大,樹(shù)脂對(duì)此物質(zhì)吸附力就小影響吸附力強(qiáng)弱原因天然藥物化學(xué)課件第95頁(yè)3.依據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹(shù)脂
水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。最慣用:乙醇—水
廣泛應(yīng)用于化合物分離與富集工作中如:苷類(lèi)、糖類(lèi)分離生物堿精制多糖、黃酮、三萜類(lèi)化合物分離。洗脫劑應(yīng)用天然藥物化學(xué)課件第96頁(yè)4.依據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離透析法超濾法超速離心凝膠濾過(guò)法gelfiltration:凝膠滲透色譜gelpermeationchromtography分子篩濾過(guò)molecularsievefiltration天然藥物化學(xué)課件第97頁(yè)4.依據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過(guò)法gelfiltration:凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子篩作用按分子量由大到小次序分離原理天然藥物化學(xué)課件第98頁(yè)4.依據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過(guò)法gelfiltration:葡聚糖凝膠SephadexG:
葡聚糖+交聯(lián)劑(環(huán)氧氯丙烷)分子篩水中應(yīng)用分離水溶性成份
商品型號(hào)按交聯(lián)度分類(lèi),以10倍吸水量(ml/g)表示羥丙基葡聚糖凝膠SephadexLH-20:
SephadexG-25羥丙基化所得分子篩和反相色譜相結(jié)合水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿中使用水溶性、脂溶性成份都可分
凝膠種類(lèi)、性質(zhì)及應(yīng)用天然藥物化學(xué)課件第99頁(yè)5.依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣分離進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹(shù)脂為固定相,水,含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相經(jīng)過(guò)樹(shù)脂可交換離子與樹(shù)脂上交換基團(tuán)交換,吸附到樹(shù)脂上中性及無(wú)交換離子成份流出將吸附到柱上成份洗脫下來(lái)離子交換原理天然藥物化學(xué)課件第100頁(yè)5.依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣分離進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹(shù)脂為固定相,水,含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相經(jīng)過(guò)樹(shù)脂可交換離子與樹(shù)脂上交換基團(tuán)交換,吸附到樹(shù)脂上中性及無(wú)交換離子成份流出將吸附到柱上成份洗脫下來(lái)離子交換原理天然藥物化學(xué)課件第101頁(yè)5.依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣分離進(jìn)行分離
——離子交換法
球形顆粒,不溶于水,可在水中溶脹離子交換樹(shù)脂性質(zhì)離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)母核離子交換基團(tuán)天然藥物化學(xué)課件第102頁(yè)5.依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣分離進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹(shù)脂種類(lèi)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂:強(qiáng)酸性(-SO3-H+)弱酸性(-COO-H+)陰離子交換樹(shù)脂:強(qiáng)堿性(-N+(CH3)3Cl-)弱堿性(-NH2,-NH-,-N=)天然藥物化學(xué)課件第103頁(yè)5.依據(jù)物質(zhì)離解程度不一樣分離進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹(shù)脂應(yīng)用不一樣電荷離子分離如水提液中酸性、堿性、兩性化合物分離相同電荷但解離程度不一樣離子分離如堿性不一樣生物堿分離天然藥物化學(xué)課件第104頁(yè)水提液中酸性、堿性、兩性化合物分離天然藥物化學(xué)課件第105頁(yè)
ⅠⅡ堿性Ⅰ<Ⅱ<
ⅢⅢⅡⅠ堿性不一樣生物堿分離天然藥物化學(xué)課件第106頁(yè)第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法結(jié)構(gòu)研究特點(diǎn):難于合成品結(jié)構(gòu)研究總標(biāo)準(zhǔn):盡可能不消耗或少消耗試樣波譜綜合分析與文件數(shù)據(jù)比較必要時(shí)輔以化學(xué)伎倆天然藥物化學(xué)課件第107頁(yè)第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法一、純度測(cè)定二、結(jié)構(gòu)研究主要程序三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法天然藥物化學(xué)課件第108頁(yè)一、純度測(cè)定純度檢驗(yàn)法:均一晶形敏銳熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、比旋度TLC、PC、GC、HPLC天然藥物化學(xué)課件第109頁(yè)二、結(jié)構(gòu)研究主要程序天然藥物化學(xué)課件第110頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法1.確定分子式,計(jì)算不飽和度2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)3.紅外光譜(IR,infraredspectra)4.紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)(ultraviolet-visiblespectra)5.核磁共振(NMR,nuclearmagneticresonance)6.其它:x-單晶衍射法旋光光譜(ORD)園二色譜(CD)天然藥物化學(xué)課件第111頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——1.確定分子式,計(jì)算不飽和度分子式確實(shí)定元素定量分析結(jié)合分子量測(cè)定同位素豐度比法高分辨質(zhì)譜(HR-MS,highresolutionmassspectrum)
不飽和度計(jì)算u=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1Ⅰ:一價(jià)原子數(shù)如H、XⅢ:三價(jià)原子數(shù),如N、PⅣ:四價(jià)原子數(shù),如C天然藥物化學(xué)課件第112頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)作用:確定分子量、分子式提供部分結(jié)構(gòu)信息——丟失碎片大小如15、17——碎片m/z及裂解方式天然藥物化學(xué)課件第113頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS,electronimpactionization)場(chǎng)解析質(zhì)譜(FD-MS,fielddesorptionionization)快速原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS,fastatombombardment)電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS,electrosprayionization)基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜(MALDI-MS)matrix-assistedlaserdesorptionionization
天然藥物化學(xué)課件第114頁(yè)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)
(electronimpactionization)樣品需加熱氣化,離化,得到M+難氣化、易熱解成份測(cè)不到M+如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素天然藥物化學(xué)課件第115頁(yè)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——場(chǎng)解析質(zhì)譜(FD-MS)
fielddesorptionionization試樣稀液涂于鎢絲上作陽(yáng)極,對(duì)面加陰極,通高壓,使電離難氣化、易熱解成份,可得到分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+逐一脫去糖基碎片峰:[M+H-162]+、[M+H-162-146]+苷元碎片離子相對(duì)少天然藥物化學(xué)課件第116頁(yè)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——快速原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)
fastatombombardment離子槍發(fā)射高能離子與另一中性粒子碰撞,交換電荷,形成高速中性粒子,與樣品碰撞,使其電離難氣化、易熱解成份,可得到分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+逐一脫去糖基碎片峰:[M+H-162]+、[M+H-162-146]+
可得到苷元碎片天然藥物化學(xué)課件第117頁(yè)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)
electrosprayionization
強(qiáng)靜電場(chǎng)使試樣電離,難氣化、易熱解、大分子、小分子,均可得到分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+
天然藥物化學(xué)課件第118頁(yè)慣用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜(MALDI-MS)
matrix-assistedlaserdesorptionionization
用于研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易氣化大分子物質(zhì)分子量如多糖、蛋白、核酸等天然藥物化學(xué)課件第119頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——3.紅外光譜(IR,infraredspectra)原理:化學(xué)鍵振動(dòng)在紅外光區(qū)(4000~625cm-1)引發(fā)吸收譜圖作用:特征頻率區(qū)(functionalgroupregion)4000~1500cm-1————確定官能團(tuán)類(lèi)型指紋區(qū)(fingerprintregion)1500~600cm-1————構(gòu)象、構(gòu)型、取代模式等天然藥物化學(xué)課件第120頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——4.紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)
(ultraviolet-visiblespectra)原理電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)(
、n
)在紫外可見(jiàn)光區(qū)(200~700nm)引發(fā)吸收譜圖作用對(duì)含有共軛雙鍵、α,β-不飽和羰基、芳香化合物結(jié)構(gòu)判定有主要價(jià)值特定吸收譜特征——骨架類(lèi)型判斷如:黃酮、香豆素、蒽醌加診療試劑前后譜圖規(guī)律性改變——取代圖式推斷如:黃酮、香豆素天然藥物化學(xué)課件第121頁(yè)三、結(jié)構(gòu)研究中采取主要方法
——5.核磁共振(NMR)
(nuclearmagneticresonance)原理:
1H、13C等含有磁矩原子在外加磁場(chǎng)中受電磁波照射,吸收一定能量電磁波,產(chǎn)生能級(jí)改變,引發(fā)核磁共振氫核磁共振(1H-NMR)碳核磁共振譜(13C-NMR)二維核磁共振譜(2D-NMR)天然藥物化學(xué)課件第122頁(yè)氫核磁共振(1H-NMR)應(yīng)用:提供H類(lèi)型、數(shù)目、相鄰原子團(tuán)信息
四個(gè)參數(shù):化學(xué)位移(
):1~10~20ppm——H類(lèi)型屏蔽效應(yīng)積分值/積分面積———同一環(huán)境下H個(gè)數(shù)自旋偶合裂分峰數(shù)———鄰位與其不等同H個(gè)數(shù)符合n+1律s,d,t,q偶合常數(shù)(J)———H核間距離相隔鍵數(shù):越少,J大,通常為3JH-H二面角:越靠近90°,J越小越靠近0°、180°,J越大天然藥物化學(xué)課件第123頁(yè)氫核磁共振(1H-NMR)遠(yuǎn)程偶合(4JH-H):
Jac=1.6~2.0HzJbc=0~1.5Hz烯丙偶合芳環(huán)上偶合Jab=6~10HzJac=1~3HzJad=0~1Hz天然藥物化學(xué)課件第124頁(yè)氫核磁共振(1H-NMR)同核去偶技術(shù)(homodecoupling):消除或部分消除相鄰H核偶合,簡(jiǎn)化圖譜CH3CH2OCOCH3CH3t照射H-2sCH2q照射H-1sCH3s天然藥物化學(xué)課件第125頁(yè)碳核磁共振譜(13C-NMR)
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