中藥化學成分的一般研究方法

中藥化學成分的一般研究方法化學結構分類法：主要依據分子的骨架結構進行分類。包括開鏈脂肪族化合物類（如脂肪酸、糖類及絕大多數氨基酸等）、脂環(huán)化合物類（如萜類、甾體及某些生物堿等）、芳環(huán)化合物類（如酚類、醌類等）、雜環(huán)化合物（如生物堿、黃酮類、核酸等）。只關注化合物的結構，不能反映內在聯系。

生理活性分類法：依據化合物所具有的生理活性進行分類，是一種常用的分類方法。每類化合物中結構種類繁多、生源關系復雜。來源分類法：依據植物分類法將化合物按其植物來源進行分類。動物和部分微生物通常將其最終代謝產物排出體外，而植物多將其儲存于體內。許多類別的植物化學成分常存在于特定的植物種、屬、族或科中，而每個植物中也常含有許多結構類似的成分。激素、維生素、強心苷從罌粟未成熟蒴果中獲得的鴉片含有４０多種生物堿，這些生物堿幾乎來源于同一前體化合物。因此該類化合物成為罌粟屬植物的特征成分，被統(tǒng)稱為鴉片生物堿。

按其生物合成來源進行分類：植物體經光合作用產生的糖類是所有植物成分的生物合成的根本，由此可直接產生核酸、多糖、苷類糖基部分等。由桂皮酸和乙酸-丙二酸途徑產生黃酮、鞣質等酚類，由氨基酸途徑產生肽類、蛋白質和生物堿等，由乙酸-丙二酸途徑產生脂肪酸和聚酮類，由甲戊二羥酸途徑產生萜類和甾體成分等?；谏吹姆诸惒粌H簡便實用，而且成功地簡化了對復雜結構的理解。

生源結合化學分類法：是將生源分類法和化學結構分類法相結合的分類方法。優(yōu)點：能夠更好地反映天然化合物的生源和化學本質及其相互關系。中藥化學成分類型分類糖類苷類醌類苯丙素類黃酮類萜類和揮發(fā)油生物堿甾體類三萜類鞣質1糖類：為中藥中普遍存在的成分類型，包括單糖、低聚糖、多糖。單糖是糖的基本單位；低聚糖是由2~9個單糖脫水縮合而成的化合物。多糖是由10個以上至上千個單糖脫水縮合而成的高聚物。

D-葡萄糖D-甘露糖D-半乳糖2.苷類

為一類經水解后可產生糖和非糖兩部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具親水性，苷元具親脂性。熊果苷天麻苷丹皮苷3.醌類化合物是一類分子中具有醌式結構的化合物。分子中多具有酚羥基，有一定的酸性。游離醌類多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有機溶劑，微溶或難溶于水。結合成苷后，極性增大，易溶于甲醇、乙醇中，在熱水中也可溶解。4.苯丙素類化合物是一類分子中以苯丙基為基本骨架單位(C6-C3)構成的化合物。其中香豆素和木脂素為其典型化合物。丁香酚茴香醚α-細辛醚β-細辛醚

5.黃酮類化合物泛指具有兩個苯環(huán)通過中間三碳鏈相互聯結而成的一類化學成分。多具有酚羥基，顯酸性。6.萜類和揮發(fā)油凡由甲戊二羥酸衍生、且其基本母核的分子式符合(C5H8)n通式的衍生物為萜類化合物。揮發(fā)油又稱精油，是一類可隨水蒸氣蒸餾、與水不相混溶的油狀液體物質。為無色或淡黃色的透明油狀液體，具芳香味，常溫下能揮發(fā)，有較強的折光性和旋光性甲戊二羥酸

萜類化合物的分類及分布分類碳原子數通式（Ｃ５Ｈ８）n

分布半萜５n＝１植物葉單萜１０n＝２揮發(fā)油倍半萜１５n＝３揮發(fā)油二萜２０n＝４樹脂、苦味素、植物醇二倍半萜２５n＝５海綿、植物病菌，昆蟲代謝物三萜３０n＝６皂苷、樹脂、植物、乳汁四萜４０n＝８植物胡蘿卜素多聚萜7.5×103_3×105n＞８橡膠、硬橡膠二、萜視窗：化學家盧齊卡盧齊卡（ＬｅｏｐｏｌｄＲｕｚｉｃｋａ），瑞士化學家，從１９１６年開始研究天然香味化合物，發(fā)現對香料業(yè)有重要意義的麝香酮（ｍｕｓｃｏｎｅ）和香貓酮（ｃｉｖｅｔｏｎｅ），其分子中分別具有15和17碳環(huán)。此前，人們認為碳原子數大于8的環(huán)太大不穩(wěn)定，不可能存在。盧齊卡的發(fā)現促進了對這些化合物的研究。２０世紀３０年代盧齊卡確定了睪丸激素等幾種雄性激素的分子結構并進行了合成制備。１９３９年盧齊卡因研究環(huán)狀分子和萜烯（多種植物油中的一類烴，聚亞甲基和高級萜烯）獲諾貝爾化學獎。

視窗：罌粟幾千年前人類就發(fā)現罌粟果有鎮(zhèn)痛和迷幻作用。蘇美爾人早在公元前4000年就把鴉片（罌粟果的汁烘干制成）用作麻醉藥。到公元前3400年，在兩河流域的古巴比倫，這種植物已經被廣泛種植了，而且被冠以“joyplant”的美名。公元前兩世紀，鴉片被古希臘名醫(yī)蓋侖描述為包治百病的良藥。在《圣經》與荷馬的《奧德賽》里，鴉片被稱之為“忘憂藥”，上帝也使用它。有關鴉片的使用和上癮在羅馬時代就已經很普遍了。１６世紀的瑞士醫(yī)生和煉金師帕拉塞爾蘇斯發(fā)明了鴉片的酒精制劑———鴉片酊，從而鴉片開始在歐洲廣泛使用。

鴉片，俗稱大煙，醫(yī)學上作為麻醉性鎮(zhèn)痛藥，長期或過量使用有依賴性；吸食鴉片后，可以初致欣快感，產生夢幻現象，出現高度心理及生理依賴性，長期使用后停止則會發(fā)生渴求藥物、不安、流淚、易怒、發(fā)抖、冷顫、厭食、便秘、腹瀉、身體蜷曲、抽筋等戒斷癥狀；過量使用造成急性中毒，癥狀包括昏迷、呼吸抑制、低血壓、瞳孔變小等，嚴重的引起呼吸抑止致人死亡。7.生物堿：為一類存在于生物體內分子中含有氮原子的有機化合物四氫吡咯水蘇堿紅古豆堿莨菪堿8.甾體類化合物:具有環(huán)戊烷駢多氫菲甾核的化合物。發(fā)泡性、溶血性、魚毒性9.三萜類化合物:是一類基本骨架由30個碳原子組成的萜類化合物。10.鞣質：又稱單寧或鞣酸，為一類分子較大、結構復雜的多元酚類化合物的總稱。可與蛋白質結合成難溶于水的鞣酸蛋白。為親水性物質。其水溶液遇重金屬鹽如醋酸鉛、醋酸銅等能產生沉淀，還能與多種生物堿鹽類形成沉淀。齊墩果烷

兒茶素

酸性成分黃酮、蒽醌、香豆素、有機酸、鞣質

中性成分強心苷、皂苷（甾體）堿性成分生物堿兩性成分兩性生物堿（含COOH、OH等）分類

脂溶性成分：苷元、生物堿水溶性成分：苷、生物堿鹽按溶解性分類生物合成途徑生物合成一次代謝產物葉綠素、糖、蛋白質、脂類、核酸二次代謝產物生物堿、黃酮、萜等乙酸——丙二酸途徑：AA-MA乙酰輔酶Ａ莽草酸葡萄糖代謝甲戊二羥酸途徑：MVA桂皮酸途徑氨基酸途徑飽和脂肪酸酚類蒽醌萘醌甲戊二羥酸焦磷酸二甲烯丙酯萜類甾體苯丙氨酸（酪氨酸）生物堿香豆素黃酮木脂素綠色植物含有葉綠素，光合作用將乙酸-丙二酸途徑(acetate-malonatepathway，AA-MA途徑)(Cn+2，n為偶數)脂肪酸、酚類、醌類甲戊二羥酸途徑(mevalonicacidpathway，MVA途徑)單萜

倍半萜類二萜類甲戊二羥酸MVA三萜類甾體類胡蘿卜素反式角鯊烯萜類、甾類(四)氨基酸途徑(aminoacidpathway)

大多數生物堿類成分由此途徑生成。有些氨基酸，如鳥氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，經脫羧成為胺類,再經過一系列化學反應(甲基化、氧化、還原、重排等)生成各種生物堿(三)莽草酸途徑(shikimicacidpathway)

此途徑由莽草酸通過苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各種苯丙素類化合物?，F也被稱為桂皮酸途徑。----香豆素黃酮木脂素(五)復合途徑

許多二級代謝產物由上述生物合成的復合途徑生成。即分子中各個部分由不同的生物合成途徑產生。如查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成。一些萜類生物堿分別來自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。案例紫杉醇的提取分離紫杉醇是來源于植物的最引人矚目的抗癌藥物。盡管紫杉醇抗癌活性顯著并廣泛應用于臨床，其生產仍嚴重受制于紅豆杉屬植物資源匱乏、原料中含量極低且含量不穩(wěn)定等問題。紫杉醇在水中的溶解度很小，溶于氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇和甲醇。紫杉醇的提取方法一般采用乙醇或甲醇回流提取，然后用溶劑去除酯類，這種方法浸膏雜質多、生產成本高。也有人采用２０％～５０％乙醇-水回流提取，再采用活性碳處理，可減少提取液中雜質的含量。回收溶劑后的浸膏采用ＣＨ２Ｃｌ２-Ｈ２Ｏ、ＣＨＣｌ３-Ｈ２Ｏ或ＥｔＯＡｃ-Ｍｅ２ＣＯ（１∶１）進行溶劑萃取，萃取后的浸膏紫杉醇含量提高。進一步的分離可以采用硅膠、反相硅膠或凝膠柱色譜分離得到包括紫杉醇在內的各種紫杉烷類化合物。但使用上述分離材料無論采用常壓、低壓或高壓液相色譜技術均只能得到紫杉醇（１）與ｃｅｐｈａｌｏ-ｍａｎｎｉｎｅ（２）和７-epi-１０-ｄｅａｃｅｔｙｌｔａｘｏｌ（３）的混合物。最后分離純化需要使用氰基、苯基或其他特殊色譜柱，采用高效液相色譜制備技術才能得到高純度紫杉醇。第二節(jié)中藥有效成分的提取分離方法溶劑提取法水蒸氣蒸餾法超臨界流體萃取法其他方法對溶劑的要求1、溶解度2、不能發(fā)生化學反應3、安全無毒經濟易得4、沸點易適中，便于回收，反復使用水：生物堿鹽、苷類、有機酸鹽、糖冷水：發(fā)生酶解反應，雜質多熱水：效率高，揮發(fā)性成分損失，熱敏性成分易破壞親水性有機溶劑：MeOH、EtOH、Me2CO等

親脂性有機溶劑：CHCl3、Et2O、Ben、Et2OAc

常用溶劑：溶劑提取法常用溶劑極性親水性極性小水甲醇、乙醇正丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯不溶于水丙酮二氯甲烷四氯化碳石油醚化學成分的極性：被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據。

1影響化合物極性的因素：

(1)化合物分子母核大?。ㄌ紨刀嗌伲悍肿哟蟆⑻紨刀?，極性小；分子小、碳數少，極性大。

(2)取代基極性大?。涸诨衔锬负讼嗤蛳嘟闆r下，化合物極性大小主要取決于取代基極性大小。常見基團極性；酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷舉例：判斷下列各組化合物極性大小。ABC提取方法冷提法：浸漬法滲漉法熱提法：煎煮法回流提取法連續(xù)回流提取法（索氏提取法）浸漬法

水類或稀醇為溶劑。適于成分遇熱易破壞或含多糖較多的中藥的提取。缺點為浸出效果較差，水提取液易發(fā)霉，提取液體積大，浸出時間長。粉碎好的藥材放入提取用的容器中，加入溶劑使沒過藥面，浸泡12小時。濾出溶劑，加入新的溶劑繼續(xù)提取加入溶劑浸泡12小時后浸漬法滲漉法

各類溶劑均可。此法由于溶液濃度差大，浸出效果好，且不破壞成分。缺點為溶液體積大，時間長。煎煮法

為中藥水提取最常用的方法。煎煮法必須以水為溶劑。此法提取效率高，但遇熱破壞成分要注意。且含多糖多的成分過濾困難。儀器加熱回流裝置加快溶出速度，省時適宜受熱穩(wěn)定的藥物適宜較難溶出的組分特點通過更換溶劑，使提取更完全回流提取法

儀器索氏提取器節(jié)省溶劑，回收方便適宜受熱穩(wěn)定的藥物費時無需過濾特點連續(xù)回流提取法水蒸汽蒸餾揮發(fā)性CO2超臨界流體萃取法特點超臨界流體密度＝液體超臨界流體粘度＝氣體

優(yōu)點1、萃取能力強，大大提高效率2、溫度低，熱敏性、易氧化分解的物質不易破壞3、時間短，2~4小時可完成4、提取物無溶劑殘留物5、提取物質量穩(wěn)定，標準易控制其它方法升華法組織破碎提取法壓榨法超聲提取法超聲提取法將樣品容器置超聲波振蕩器中振蕩提取簡便、省時、提取率高有時會發(fā)生降解、解聚、轉化或催化氧化還原反應旋轉蒸發(fā)分離精制方法1.溶劑法酸堿溶劑法溶劑分配法系統(tǒng)溶劑萃取法逆流分溶法（CCD）液滴逆流色譜（DCCC）破壞乳化的方法有：（1）加熱敷；（2）將乳化層抽濾；（3）長時間放置（24小時以上）。逆流分溶法（CCD）液滴逆流色譜（DCCC）沉淀法1．專屬試劑沉淀法生物堿類雷氏銨鹽甾體皂苷、三萜皂苷膽甾醇甾體皂苷2.分級沉淀法水/醇法（除去糖、蛋白質等水溶性雜質）醇/水法

（除去樹脂、葉綠素水不溶性雜質）醇/醚法

（沉淀皂苷成分與脂溶性雜質分離）3．鹽析法分餾法（沸點）膜分離法（外加壓力或化學位差分子大?。┓礉B透、超濾、微濾、電滲析升華法影響結晶的因素：結晶用溶劑的選擇（1）要對被結晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度??；對雜質或冷熱時都溶解，或冷熱時都不溶解。（2）與被結晶成分不發(fā)生化學反應。（3）沸點不宜太高。結晶法

提取或分離物↓溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，過濾溶液↓放置（冷藏）析晶，過濾粗結晶↓重復上述操作（重結晶）結晶吸附色譜凝膠過濾色譜離子交換色譜大孔樹脂色譜分配色譜色譜分離法

視窗：色譜的發(fā)現１９０３年俄國植物學家茨維特（Ｔｓｗｅｔｔ）將碳酸鈣粉末裝到玻璃管中，將植物葉子的石油醚提取液作為樣品倒入管內，然后再用石油醚自上而下洗脫。隨著洗脫進行，植物葉子中的各種色素向下移動逐漸形成了一圈圈的色帶，茨維特將這種色帶分離過程稱為色譜（ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ），色譜法由此而得名。此法中所使用的玻璃管被稱為色譜柱，管內的碳酸鈣作為填充物被稱為固定相，洗脫液稱為流動相或洗脫劑。后來，采用該法分離了許多無色物質，雖然分離過程中看不到色帶存在，但色譜法這個名稱一直沿用至今。在現代色譜技術發(fā)展過程中有許多科學家做出了出色貢獻，其中最杰出的當推Ａ.Ｊ.Ｐ.Ｍａｒｔｉｎ。Ｍａｒｔｉｎ于1952年因發(fā)明了分配色譜技術而獲得了諾貝爾化學獎，同年又與Ａ.Ｔ.Ｊａｍｅｓ合作發(fā)展出氣-液色譜技術。２０世紀５０年代氣-液色譜法的創(chuàng)立和發(fā)展是劃時代的里程碑，它不僅引領分離進入儀器方法時代，而且催生了我們目前使用的許多現代色譜方法。吸附色譜硅膠:廣泛

氧化鋁：堿性或中性親脂性（生物堿、甾、萜）活性炭：水溶性（氨基酸、糖、苷）聚酰胺：氫鍵吸附（酚類、醌類）(酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基)操作方法：TLC：點樣、展開、顯色、Rf值計算柱色譜：裝柱、上樣、洗脫、檢測

聚酰胺屬于氫鍵吸附例:吸附力大小基本操作：

1.薄層板制備:(干法,濕法)2.點樣

3.展開薄層色譜1.swf方法TLCabRf=ab原點起始線溶劑前沿1基本操作：

4.定位紫外燈下觀察噴霧顯色

5.計算Rf值TLC紫外下觀察熒色TLC定位空白

黃連

復方(三次)

標準品顯色空白三七復方紙色譜

紙層色譜.swf基本操作：

1.色譜柱制備

(干法,濕法)

2.上樣

(干法,濕法)

3.洗脫柱色譜硅膠吸附柱色譜的原理與技術1、原理：SiO2·

H2O物理作用和化學作用2、色譜柱：玻璃1：10~1：20、篩板、活塞3、硅膠：國產即可分布直徑窄，最好是單分散的國產：200~300目進口：250~400目活性：與含水量有關硅膠含水量硅膠活性硅膠含水量硅膠活性01012ⅠⅡ√Ⅲ√1520ⅣⅤ硅膠活性的標定偶氮苯、對甲氧基偶氮苯、蘇丹黃、蘇丹紅、對氨基偶氮苯溶于苯滴于待測硅膠板苯展開測Rf，文獻確定活度級別溶劑的選擇關鍵：分離效果、成本、后處理得難易、污染預選擇：薄層色譜柱層析硅膠干法制板ΔRf>0.4因素：極性溶劑-微量圓環(huán)技術、文獻經驗（見圖）己烷、石油醚＜環(huán)己烷＜四氯化碳二硫化碳＜甲苯＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜丙酮＜丙醇＜乙醇＜甲醇＜水氯仿：損害肝甲醇：損害眼睛苯：導致白血病沖洗、蒸發(fā)濃縮沖洗：保持流動相液面高于硅膠面方法：見圖蒸發(fā)濃縮旋轉蒸發(fā)儀：國產、進口重結晶重結晶干燥處理：真空干燥器有五氧化二磷的真空加熱裝置操作步驟硅膠的準備：易分離1：30

難分離1：50~100（ΔRf>0.4）

較難分離1：2000.4g/mL裝柱上樣沖柱檢測：初步檢測——薄層板——方格——毛細管正式檢測：點樣、展開、顯色、合并如有未分離，進行第二次柱色譜凝膠過濾色譜（分子篩色譜、排阻色譜）原理：分子篩作用葡聚糖凝膠（sephadexG）

羥丙基葡聚糖凝膠(sephadexLH-20)離子交換色譜（一）原理陽離子交換樹脂

RSO3-H++Na+Cl-RSO3-Na++H+Cl-陰離子交換樹脂RN+OH-+Na+Cl-RN+Cl-+Na+OH-（離子交換樹脂、離子交換纖維素、離子交換凝膠）原理：吸附性和分子篩性原理相結合吸附性：范德華引力或氫鍵的分子篩：多孔性應用：糖與苷的分離、生物堿的精制(水-濃度由低到高的含水甲醇或乙醇）大孔吸附樹脂（沒有可解離基團、具有多孔結構，不溶于水固體高分子物質）分配色譜原理：被分離成分在固定相和流動相之間的分配系數不同正相分配色譜：流動相極性<

固定相極性（極性或中等極性）反相分配色譜：流動相極性>固定相極性（非極性或中等極性）HPLC、MPLC、LPLC一、純度鑒定1）物理常數：mp，[α]D2）TLC（PC）：正相色譜、反相色譜。3）GC，HPLC第四節(jié)結構研究方法

視窗：伍德沃德（ＲｏｂｅｒｔＢＷｏｏｄｗａｒｄ）的杰出貢獻伍德沃德是２０世紀杰出的有機化學家。在波譜學、合成、結構測定、生源理論以及有機化學理論方面都取得了里程碑式的成就。其最重要的貢獻包括：Ｗｏｏｄｗａｒｄ規(guī)則（１９４０～１９４２），即估測共軛烯和烯酮最大紫外吸收的經驗規(guī)律，將紫外光譜應用于結構分析，證實了利用物理方法比化學方法更有利于揭示物質結構；解決了許多重要天然有機化合物的結構問題，如青霉素、番木鱉堿（士的寧)、河豚毒素等；合成了膽固醇和可的松、羊毛甾醇、士的寧和麥角酸、維生素Ｂ１２等２０余種復雜有機化合物并應用于生產，具有現代合成化學的最高水平；總結出甾體類和大環(huán)內酯類的生源途徑；總結了環(huán)化反應與分子對稱性間的規(guī)律，提出分子軌道對稱性守恒原理，即伍德沃德-霍夫曼（Ｗｏｏｄｗａｒｄ-Ｈｏｆｆｍａｎｎ）規(guī)則。1965年由于他在天然有機化合物結構和合成方面的卓越成就，而獲得諾貝爾化學獎。二、化合物類型：1、文獻調研：同科、同屬及相近屬植物的成分2、鑒別反應：3、色譜行為：酸堿性、溶解性等三、化合物結構：1、光譜方法：UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS2、化學溝通：化學降解、衍生物制備、人工合成3、立體結構：CD、ORD、2D-NMR、X-射線衍射IR、UV、MSIR:

確定取代基(OH,C=O)，紅外.swf

（25s與25r型螺災烷型皂苷元）UV:

共軛雙鍵多化合物(黃酮)

紫外.swf

MS:

(分子式,分子量)EI-MS:分子量，極性小,可揮發(fā)性化合物

FD-MS,FAB-MS,ESI-MS,TOF-MS:

極性大化合物(苷等)2.紅外光譜

甾體皂苷元含有螺縮酮結構的側鏈，在IR中有四個特征吸收譜帶：

A—980B—920C—900D—860cm-1最強

區(qū)別C25的兩種立體異構體的構型①C25——Me-取代吸收強度：C25-SB帶>C帶（螺甾烷）

C25-RC帶>B帶（異螺甾烷）17OO3HO10132025FABCDE螺甾烷醇OOHO25異螺甾烷醇R/S構型按次序規(guī)則(原子序數）OH>COOH>CH3>H反時針排列，S型反時針排列，S型Br>C2H5>CH3>H順時針排列，R型OOAB（一）、黃酮化合物在MeOH中的基本光譜ⅡⅠ300200400A環(huán)：苯甲酰

BandⅡ：λmax=240-280nmB環(huán)：桂皮酰

BandⅠ：λmax=300-400nm紫外光譜（1）甲醇鈉：①Ⅰ紅移40～65nm，強度不變或增加，則示有4′-OH。②帶Ⅰ紅移50～60nm，強度減弱，則示有3-OH，但無4′-OH。③7-OH游離，在320～330nm處有吸收。如果7-OH結合成苷，則該吸收即消失。410-359=51271-259=12387-359=28262-259=3

1H-NMR：提供信息：①化學位移；②積分曲線（氫個數）；③偶合常數J化學位移δ峰面積-氫數溶劑峰羥基峰BA(