天然藥物化學 課件 項目7-9 皂苷類化學成分的提取分離技術、萜類和揮發(fā)油的提取分離技術、生物堿的提取分離技術

天然藥物化學緒論項目一天然藥物中化學成分的常規(guī)提取分離技術項目二天然藥物中化學成分的色譜分離技術項目三天然藥物中糖與苷類化學成分的提取分離技術項目四天然藥物中黃酮類化學成分的提取分離技術項目五天然藥物中醌類化學成分的提取分離技術項目六天然藥物中生物堿類化學成分的提取分離技術項目七天然藥物中皂苷類化學成分的提取分離技術項目八天然藥物中苯丙素類化學成分的提取分離技術項目九天然藥物中萜與揮發(fā)油類化學成分的提取分離技術項目十天然藥物中強心苷類化學成分的提取分離技術項目十一天然藥物中其他類化學成分的提取分離技術

項目七天然藥物中皂苷類化學成分的提取分離技術知識目標掌握皂苷類化合物的結構與分類、理化性質、提取方法及沉淀分離法。熟悉皂苷類化合物的色譜分離法及檢識方法；皂苷類化合物的實例分析。了解皂苷的分布及生物活性。技能目標熟練掌握皂苷類化學成分的提取分離操作。素質目標培養(yǎng)學生嚴謹認真的工作態(tài)度。培養(yǎng)學生自主學習的能力、分析問題、解決問題的能力。學習目標導學情景

情景描述：在沒有化學洗滌劑的古代，我國勞動人民在長期實踐過程中發(fā)現了許多天然物質可以作為洗滌用品，皂莢就是其中之一。剝開皂莢，取出里面的種子揉碎后放入水中，或直接將皂莢搗爛，用其浸出的汁液洗衣服，衣服就可以洗干凈了。皂莢作為清潔劑應用的歷史悠久，直到現代，一些偏遠地區(qū)的農村中還有人用皂莢來洗滌衣物。

情景分析：皂莢又名皂角，是常用的中藥之一，它之所以能夠作為清潔劑，是因為其含有豐富的皂苷類化學成分，皂苷類化學成分具有表面活性，能在水中形成持久的泡沫，從而發(fā)揮了去污作用，皂莢中的皂苷類成分還具有祛痰、抗菌等多種功效。

討論：含皂苷類化學成分的天然藥物，能否利用其表面活性進行鑒定？如何鑒定？

本項目重點學習皂苷類成分的結構、理化性質和提取分離方法，只有充分掌握皂苷類化學成分的性質，才能合理的開發(fā)、利用含皂苷類成分的天然藥物。

一類結構比較復雜的苷類化合物，其水溶液經振搖后可產生大量持久的、似肥皂樣的泡沫。

廣泛存在于高等植物中，如薯蕷科、百合科、五加科、豆科、葫蘆科、玄參科、遠志科和桔?？频戎参镏小Ｔ诤Ｑ笊锶绾ⅰ⒑Ｐ呛蛣游镏幸嘤邪l(fā)現。

抗菌消炎、抗病毒、抗腫瘤、降血糖、降血脂及增強免疫功能等多種生物活性。一些甾體皂苷元可作為合成激素類藥物及甾體避孕藥的原料。皂苷概述分布生物活性一、皂苷類化學成分的結構類型皂苷的組成+=皂苷皂苷元糖皂苷的分類按皂苷元結構分：三萜皂苷甾體皂苷按存在狀態(tài)分：原皂苷次皂苷按連糖鏈數目分：

單糖鏈皂苷

雙糖鏈皂苷

三糖鏈皂苷按皂苷元是否含羧基分：酸性皂苷中性皂苷（一）甾體皂苷1.結構特點

（1）由27個碳原子組成六個環(huán)，其中A、B、C、D環(huán)為環(huán)戊烷駢多氫菲的甾體母核，E、F環(huán)以螺縮酮的形式相連接，C22為螺原子。

（2）甾體母核四個環(huán)的稠合方式分別為：A/B環(huán)既有順式稠合，也有反式稠合，B/C和C/D均為反式稠合。一、皂苷類化學成分的結構類型（一）甾體皂苷1.結構特點

（3）E、F環(huán)含有3個手性碳原子，其中C25有兩種構型，當C25位的甲基為直立鍵時，其絕對構型為S構型，稱螺旋甾烷；C25位甲基為平伏鍵時，其絕對構型為R構型，稱異螺旋甾烷。

（4）多數在C3位上連有β構型的羥基，并與糖結合成苷。

（5）分子中大多不含羧基，呈中性，故又稱中性皂苷。螺旋甾烷異螺旋甾烷一、皂苷類化學成分的結構類型2.結構類型

C25構型的不同，可分為兩種類型：菝契皂苷元

劍麻皂苷元（一）甾體皂苷（1）螺甾烷醇類C27甲基位于直立鍵，C25為S構型。一、皂苷類化學成分的結構類型（一）甾體皂苷2.結構類型薯蕷皂苷元

海柯皂苷元（2）異螺甾烷醇類

C27甲基位于平伏鍵，C25為R構型。一、皂苷類化學成分的結構類型（二）三萜皂苷三萜類衍生物與糖結合而成的苷，皂苷元由30個碳原子組成。分子中常含有羧基，故又稱酸性皂苷。分為四環(huán)三萜和五環(huán)三萜兩大類。四環(huán)三萜皂苷五環(huán)三萜皂苷羊毛脂烷型達瑪烷型β-香樹脂烷型（齊墩果烷型）α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）羽扇豆烷三萜皂苷一、皂苷類化學成分的結構類型（二）三萜皂苷1.四環(huán)三萜皂苷——羊毛脂烷型結構特點：基本骨架為環(huán)戊烷駢多氫菲。A/B、B/C、C/D環(huán)均為反式稠合。D環(huán)連有β取代的8碳原子側鏈。母核上的5個甲基，C4位連偕二甲基，C10位、C14位、C13位各連一個甲基，C20為R構型。羊毛脂烷型一、皂苷類化學成分的結構類型豬苓酸A

羊毛脂烷型（二）三萜皂苷1.四環(huán)三萜皂苷——羊毛脂烷型一、皂苷類化學成分的結構類型1.四環(huán)三萜皂苷——達瑪烷型與羊毛脂烷型不同的是C18甲基連在C8位上，C20構型有R和S兩種可能。達瑪烷型

20（S）—原人參二醇（二）三萜皂苷一、皂苷類化學成分的結構類型2.五環(huán)三萜皂苷——β-香樹脂烷（齊墩果烷型）結構特點：基本骨架為多氫蒎的五環(huán)母核；A/B、B/C、C/D環(huán)為反式稠合，D/E環(huán)多順式稠合；母核上共有8個甲基，其中C4和C20位為偕二甲基取代，C10、C8、C17

、C14位各有一個甲基取代；C3位大多有β-羥基取代，并與糖縮合成苷。羧基常在C28、C30或C24位。（二）三萜皂苷一、皂苷類化學成分的結構類型2.五環(huán)三萜皂苷——β-香樹脂烷型（齊墩果烷型）β—香樹脂烷型β—香樹脂烷型β—香樹脂烷型齊墩果酸（二）三萜皂苷一、皂苷類化學成分的結構類型2.五環(huán)三萜皂苷——α-香樹脂烷型（烏蘇烷型）

與β-香樹脂烷型的不同點：E環(huán)上甲基取代發(fā)生了變化，即C29甲基轉移到了C19位上，構型為α型，C30甲基連在C20位上，構型為β型。α—香樹脂烷型烏蘇酸（二）三萜皂苷一、皂苷類化學成分的結構類型（二）三萜皂苷2.五環(huán)三萜皂苷——羽扇豆烷型

與β-香樹脂烷型的不同點：E環(huán)為五元環(huán)，C19位連一個α構型的異丙基，A/B、B/C、C/D及D/E環(huán)均為反式稠合。羽扇豆烷型白樺脂酸一、皂苷類化學成分的結構類型（一）性狀

形態(tài)：皂苷不宜結晶，多為無定形粉末，僅有少數為結晶；而皂苷元大多有較好的結晶。

顏色：多為白色。

味：多味苦而辛辣，對黏膜有強烈的刺激性。

吸濕性：具強吸濕性，需干燥保存。二、皂苷類化學成分的理化性質（二）溶解性

皂苷：極性較大，易溶于水、熱甲醇、熱乙醇，難溶于三氯甲烷、乙醚等親脂性有機溶劑。皂苷在含水正丁醇和戊醇中溶解度較大。

次皂苷：皂苷部分水解成次皂苷后，水溶性降低，易溶于醇、丙酮和乙酸乙酯。

皂苷元：親脂性強，易溶于乙醚、苯、三氯甲烷等有機溶劑，而不溶于水。皂苷具有助溶性，可促進其他成分在水中的溶解。二、皂苷類化學成分的理化性質（三）表面活性多數皂苷具有表面活性，能夠降低水溶液的表面張力。因此含皂苷的水溶液經強烈振搖后，能產生大量持久性、肥皂樣泡沫，不因加熱而消失。可初步判斷皂苷的有無：泡沫不消失中藥水提液強烈振搖大量、持久泡沫加熱泡沫消失或不持久含皂苷類成分含蛋白質等二、皂苷類化學成分的理化性質（三）表面活性利用發(fā)泡試驗可以區(qū)別甾體皂苷與三萜皂苷：堿管：0.1M/L氫氧化鈉5ml+含皂苷水提液3滴兩管同時振搖1分鐘兩管泡沫高度相同堿管泡沫高于酸管含甾體皂苷含三萜皂苷酸管：0.1M/L鹽酸5ml+含皂苷水提液3滴二、皂苷類化學成分的理化性質（四）溶血性大多數皂苷的水溶液能破壞血液中的紅細胞而產生溶血作用。含皂苷類成分不宜制成注射劑。

溶血機理：皂苷能與血紅細胞壁上的膽甾醇結合，生成不溶于水的分子復合物，破壞了紅細胞的正常滲透，細胞內滲透壓增高而使細胞破裂導致溶血。

溶血指數——表示溶血作用的強弱。指皂苷對同一動物來源的紅細胞稀懸浮液，在同一等滲、緩沖條件及恒溫下造成完全溶解的最低濃度。溶血指數越小，溶血作用越強。二、皂苷類化學成分的理化性質（五）水解性

酸水解：條件劇烈，可使生成的皂苷元發(fā)生脫水、環(huán)合、雙鍵轉位等改變，很難得到真正的皂苷元。

酶水解：條件溫和、專屬性高，水解產物可以是次生苷、苷元和糖。

堿水解：水解酯皂苷，條件溫和，苷元不易被破壞。

Smith裂解法：條件溫和，易得到真正的皂苷元。二、皂苷類化學成分的理化性質（一）提取1.皂苷的提取回收溶劑，蒸干正丁醇層藥材粗粉甲醇或乙醇提取醇提取液減壓回收溶劑濃縮物加水稀釋，石油醚萃取石油醚層（含脂溶性雜質）水層正丁醇萃取水層（含水溶性雜質）粗總皂苷溶劑提取法三、皂苷類化學成分的提取分離（一）提取2.皂苷元的提取方法一方法二藥材粗粉加酸水解藥渣三氯甲烷提取提取液回收溶劑皂苷元皂苷元藥材粗粉皂苷提取通法皂苷加酸水解三、皂苷類化學成分的提取分離（二）分離與精制

1.溶劑沉淀法（分段沉淀法）原理：利用皂苷可溶于醇，難溶于丙酮、乙醚等溶劑的性質，將不同極性的皂苷初步分離。濾液沉淀（極性較大皂苷）粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液逐滴加入丙酮、乙醚或丙酮－乙醚（1:1）混合溶液至混濁，靜置，過濾濾液濾液沉淀（極性較小皂苷）繼續(xù)滴加入丙酮、乙醚溶液至混濁，靜置，過濾沉淀（中等極性皂苷）重復滴加入丙酮、乙醚溶液至混濁，靜置，過濾三、皂苷類化學成分的提取分離（二）分離與精制

2.膽甾醇沉淀法原理：甾體皂苷可與膽甾醇結合形成難溶性的分子復合物。濾液濾液粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液加入膽甾醇飽和乙醇液至沉淀不再析出，靜置，過濾沉淀沉淀沉淀（甾體皂苷）依次用水、乙醇、乙醚洗滌乙醚回流提取，過濾三、皂苷類化學成分的提取分離（二）分離與精制

3.鉛鹽沉淀法原理：酸性皂苷能與中性醋酸鉛形成沉淀，中性皂苷能與堿式醋酸鉛形成沉淀，從而使中性皂苷和酸性皂苷分離。沉淀濾液粗總皂苷少量乙醇溶解乙醇液加過量的飽和中性醋酸鉛溶液，靜置沉淀，過濾濾液沉淀加過量的飽和堿式醋酸鉛溶液，靜置沉淀，過濾懸浮于水或稀醇，通入硫化氫脫鉛，過濾減壓濃縮濃縮物溶于乙醇，滴加乙醚至產生沉淀，過濾沉淀（酸性皂苷）脫鉛沉淀（中性皂苷）三、皂苷類化學成分的提取分離（二）分離與精制

4.色譜法適用于極性較大皂苷的分離。吸附劑常用硅膠，適用于親脂性皂苷元和極性較弱皂苷的分離。分配色譜法高效液相色譜法大孔吸附樹脂法吸附色譜法多采用反相色譜柱，對皂苷的分離和純化效果較好。適用于皂苷的初步分離。三、皂苷類化學成分的提取分離（一）化學檢識反應

皂苷在無水條件下，能與強酸、中強酸或某些Lewis酸作用，出現顏色變化或呈現熒光。

1.醋酐－濃硫酸反應（Liebermann-Burchard反應）

樣品溶于醋酐中，加入醋酐－濃硫酸（20:1）試液數滴。三萜皂苷：黃→紅→紫→褪色。甾體皂苷：黃→紅→紫→藍→綠色→褪色。此方法可用于區(qū)別三萜皂苷和甾體皂苷。四、皂苷類化學成分的檢識（一）化學檢識反應

2.三氯醋酸反應（Rosen-Heimer反應）樣品三氯甲烷溶液滴于濾紙上，噴25％三氯醋酸乙醇溶液并加熱。三萜皂苷：加熱至100℃，才顯紅色漸變?yōu)樽仙ｇ摅w皂苷：加熱至60℃，顯紅色漸變?yōu)樽仙?。此方法可用于區(qū)別三萜皂苷和甾體皂苷。

3.三氯甲烷－濃硫酸反應（Salkowski反應）將樣品溶于三氯甲烷中，加入濃硫酸后形成分層。三氯甲烷層呈現紅或藍色，濃硫酸層呈現綠色熒光。四、皂苷類化學成分的檢識（一）化學檢識反應4.五氯化銻反應（Kahlenberg）反應

5.冰醋酸－乙酰氯反應（Tschugaeff反應）將樣品溶于冰醋酸中，加乙酰氯數滴及氯化鋅結晶數粒，稍加熱，即呈現淡紅色或紫紅色。樣品的三氯甲烷溶液滴于濾紙上，噴以20%五氯化銻的三氯甲烷溶液，揮干溶劑后，60~70℃加熱，顯藍色、灰藍色、灰紫色等顏色斑點。四、皂苷類化學成分的檢識（二）色譜檢識

1.薄層色譜

親水性強的皂苷：選分配薄層色譜，展開劑的極性要求大一些。

親脂性強皂苷和皂苷元：選吸附薄層色譜，采用硅膠為吸附劑，展開劑的親脂性要相對強一些。

注：在分離酸性皂苷時，可在展開劑中加入少量加酸，防止產生拖尾現象。四、皂苷類化學成分的檢識（二）色譜檢識

2.紙色譜

親水性皂苷：通常以水為固定相，展開劑的極性也應較大。

親脂性皂苷和皂苷元：選用甲酰胺為固定相，展開劑常采用甲酰胺飽和的三氯甲烷、苯或三氯甲烷和苯的混合溶液。四、皂苷類化學成分的檢識實例一人參中皂苷類化學成分的提取分離人參是五加科植物人參(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根和根莖。具有大補元氣，復脈固脫，補脾益肺，生津養(yǎng)血，安神益智的功效。研究表明人參中含人參皂苷、人參多糖、揮發(fā)油和氨基酸等多種化學成分，其中人參皂苷為人參的主要有效成分。

一、人參中皂苷類化學成分的提取分離

一、人參中皂苷類化學成分的提取分離

人參總皂苷的提?。阂约状紴樘崛∪軇?，分別用親脂性有機溶劑、正丁醇萃取除去雜質，得人參總皂苷粗品，采用溶劑沉淀法對其進行精制即得人參總皂苷。實例一人參中皂苷類化學成分的提取分離

人參皂苷的分離：利用各單體皂苷極性不同，采用硅膠柱色譜進行分離，以三氯甲烷-甲醇-水、正丁醇-醋酸乙酯-水等溶劑系統為洗脫劑，先后得到各人參皂苷的單體。

一、人參中皂苷類化學成分的提取分離實例一人參中皂苷類化學成分的提取分離二、必備知識（一）人參中皂苷類成分的結構類型

人參皂苷根據其皂苷元的結構不同，將人參皂苷分為A、B和C三種類型。其中A型、B型屬達瑪烷型衍生物，C型為齊墩果烷型衍生物。A型——20（S）原人參二醇類B型——20（S）原人參三醇類C型——齊墩果酸類實例一人參中皂苷類化學成分的提取分離（二）人參中皂苷類成分的理化性質

性狀：白色無定形粉末，味微甘、苦，具有吸濕性。

溶解性：易溶于水、熱甲醇和乙醇，可溶于正丁醇、醋酸乙酯，不溶或難溶于乙醚、苯等親脂性有機溶劑。

表面活性：具有表面活性。

溶血性：人參總皂苷無溶血作用，但B型和C型人參皂苷具有顯著的溶血作用，A型人參皂苷具有抗溶血作用。

水解性：A型和B型人參皂苷弱酸下即可水解。若采用強酸水解，易發(fā)生異構化。二、必備知識實例一人參中皂苷類化學成分的提取分離一、甘草中皂苷類化學成分的提取分離

甘草為豆科植物甘草（GlycyrrhizauralensisFisch.）、脹果甘草（GlycyrrhizainflateBat.）或光果甘草（GlycyrrhizaglabraL.）的干燥根及根莖。具有補脾益氣、清熱解毒、去痰止咳、緩急止痛、調和諸藥的功效。甘草中含有多種化學成分，如皂苷類、黃酮類、香豆素類、氨基酸、生物堿和有機酸等，其中甘草皂苷是甘草的有效成分。實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離一、甘草中皂苷類化學成分的提取分離

甘草皂苷的提?。焊什菟岫嘁喳}形式存在于甘草中，易溶于水。水提取液酸化后，甘草酸被游離，難溶于冷水而沉淀析出，濾取沉淀即得甘草酸粗品。實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離

甘草皂苷的精制：甘草酸需制成鉀鹽才能得到精制品。甘草酸與氫氧化鉀生成甘草酸的三鉀鹽，此鹽與熱冰醋酸反應生成甘草酸單鉀鹽。一、甘草中皂苷類化學成分的提取分離實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離一、甘草中皂苷類化學成分的提取分離

甘草次酸制備：采用5%的硫酸溶液，加熱回流10h進行水解。甘草次酸易溶于三氯甲烷等親脂性有機溶劑。利用甘草次酸在乙醇中的溶解度不同，進一步精制得甘草次酸。實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離C型——齊墩果酸類（一）甘草中主要有效成分的結構類型甘草皂苷，屬β-香樹脂烷型三萜皂苷，結構中含有3個羧基，故又稱甘草酸。甘草皂苷水解生成2分子葡萄糖醛酸及1分子甘草皂苷元即甘草次酸。甘草次酸甘草皂苷（甘草酸）二、必備知識實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離二、必備知識（二）甘草中主要有效成分的理化性質

甘草皂苷：為無色柱狀結晶，具強甜味，分子式C42H62O16，相對分子質量822.92。熔點220℃（分解）。易溶于熱水、熱乙醇，在冷水中溶解度較小，幾乎不溶于無水乙醇或乙醚。

甘草次酸：白色片狀或針狀結晶，分子式C30H46O4，相對分子質量470.642。甘草次酸有兩種構型，一種為18α-H型；另一種為18β-H型。兩種結晶均易溶于三氯甲烷。實例二甘草中皂苷類化學成分的提取分離謝謝THANKYOU.天然藥物化學項目一

緒論項目二

天然藥物中化學成分的提取、分離技術項目三糖與苷類化學成分的提取分離技術項目四

蒽醌類化學成分的提取分離技術項目五黃酮類化學成分的提取分離技術項目六苯丙素類化學成分的提取分離技術項目七皂苷類化學成分的提取分離技術項目八萜與揮發(fā)油類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術項目八

萜與揮發(fā)油類化學成分的提取分離技術

學習目標：知識目標：掌握揮發(fā)油的組成、理化性質、提取分離及檢識。熟悉萜類化合物的結構類型及重點天然藥物中的活性成分。了解萜類和揮發(fā)油的生物活性及分布。技能目標：能熟練進行揮發(fā)油的提取分離操作。能用不同方法檢識萜和揮發(fā)油成分。素質目標：培養(yǎng)學生的批判性思維；培養(yǎng)學生中醫(yī)藥文化的認同感和自信心。導學情景

情景描述：20世紀60年代初，全球瘧疾疫情難以控制。此時，正值美越交戰(zhàn)，兩軍也深受其害。當時療效最好的藥物氯喹已經無效，尋找更好的治療藥物成為當務之急。越南求助于中國，國家啟動了"523"瘧疾防治藥物研究項目。屠呦呦團隊與其他機構合作，從中醫(yī)藥古典文獻中獲取靈感，先驅性地發(fā)現了青蒿素，開創(chuàng)了瘧疾治療新方法。

情景分析：《肘后備急方》中記載了"青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之"，屠呦呦因此受到啟發(fā)，認為高溫有可能對青蒿有效成分造成破壞，從而影響療效。于是，她降低提取溫度，選用乙醚提取。青蒿乙醚中性提取物在鼠瘧藥效及猴瘧實驗評價均顯示抑制率達到100%。青蒿乙醚中性提取物抗瘧藥效的突破，是發(fā)現青蒿素的關鍵。

討論：青蒿素屬于何種類型化合物？

本項目我們重點學習萜類化合物和揮發(fā)油，只有充分掌握它們的結構及性質，才能從藥材中提取分離并科學合理地應用于臨床。

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents

萜類化合物含義萜類化合物是一類由甲戊二羥酸衍生的，具有(C5H8)n通式的碳氫化合物及其含氧的飽和程度不等的衍生物，它們的分子碳骨架可以看作異戊二烯的聚合體。

萜類化學成分的結構類型

按照分子中含有的異戊二烯單元的數目，將萜類進行如下分類:類別碳原子數異戊二烯單位數分布半萜51揮發(fā)油單萜102揮發(fā)油倍半萜153揮發(fā)油、苦味素、樹脂二萜204樹脂、苦味素、植物醇二倍半萜255海綿、植物病菌、昆蟲代謝物三萜306皂苷、樹脂、植物汁等四萜407植物胡蘿卜素類多聚萜7.5×103~3×105>8橡膠

（一）單萜（monoterpenoids）單萜類是由2個異戊二烯單位組成，含有10個碳原子的化合物及其衍生物，可分為1.鏈狀單萜2.環(huán)狀單萜（1）單環(huán)單萜（2）雙環(huán)單萜（3）環(huán)烯醚萜

1.鏈狀單萜月桂烷型艾高烷型薰衣草烷型

2.環(huán)狀單萜———單環(huán)單萜對-薄荷烷型環(huán)香葉烷型卓酚酮型碳架不符合異戊二烯定則

2.環(huán)狀單萜———雙環(huán)單萜蒎烷型莰烷型

2.環(huán)狀單萜———環(huán)烯醚萜從化學結構上看，環(huán)烯醚萜類化合物為臭蟻二醛的縮醛衍生物，屬于單萜類化合物，包括取代環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜和環(huán)戊烷開裂的裂環(huán)環(huán)烯醚萜兩種基本碳架。多具有半縮醛結構，由于半縮醛C1-OH性質活潑，易與糖結合成苷，故環(huán)烯醚萜類化合物主要以苷的形式存在。

環(huán)烯醚萜苷裂環(huán)環(huán)烯醚萜苷

多為白色結晶或粉末（極少為液態(tài)），多具有旋光性，味苦。多以苷類形式存在，因此偏親水性，易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等，難溶于三氯甲烷、乙醚等親脂性有機溶劑。苷對酸敏感，易被水解，生成的苷元因具有半縮醛結構，性質活潑，易進一步氧化聚合，故水解后不但難以得到原苷的苷元，而且還隨水解條件不同而產生不同顏色的沉淀。環(huán)烯醚萜苷苷元遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸等都能變色可以利用此檢查植物中環(huán)烯醚萜苷的存在。

（二）倍半萜類（sesquiterpenoids）

倍半萜類（sesquiterpenoids）是由3個異戊二烯單位組成的含有15個碳原子的一類化合物及其衍生物?？煞譃?.鏈狀倍半萜金合歡烷型α-金合歡烯β-金合歡烯

2.環(huán)狀倍半萜（1）單環(huán)倍半萜α-姜黃烯吉馬酮α-蛇麻烯

2.環(huán)狀倍半萜（2）雙環(huán)倍半萜①萘型

棉酚蒼術酮

2.環(huán)狀倍半萜（2）雙環(huán)倍半萜②薁型薁愈創(chuàng)木烷型愈創(chuàng)木薁愈創(chuàng)木醇

2.環(huán)狀倍半萜（2）雙環(huán)倍半萜

薁類衍生物不溶于水，可溶于有機溶劑；溶于強酸，加水稀釋油又可析出，故可用60%~65%硫酸或磷酸從揮發(fā)油中提取薁類成分。也能與苦味酸或三硝基苯試劑產生π絡合物結晶，此結晶具有敏銳的熔點可借以鑒定。沸點一般在250~300℃。在揮發(fā)油分級蒸餾時，高沸點餾分中可見藍色或綠色餾分，表示可能有薁類成分存在。天然藥物中存在的薁類衍生物多半是其氫化衍生物，多數已失去芳香性，結構類型以愈創(chuàng)木烷骨架居多。

（三）二萜（ditepenoids）二萜（ditepenoids）是由4個異戊二烯單位組成，含有20個碳原子的天然化合物?？煞譃?.鏈狀二萜2.環(huán)狀二萜（1）單環(huán)二萜（2）雙環(huán)二萜（3）三環(huán)二萜（4）四環(huán)二萜

（四）二倍半萜（sesterterpenoids）二倍半萜（sesterterpenoids）是指分子骨架由5個異戊二烯單位構成，含有25個碳原子的一類化合物?？煞譃檫秽＞d素-3網肺衣酸

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents

（一）性狀1．形態(tài)小分子量的萜類化合物如單萜、倍半萜在常溫下多為具有特殊香氣的油狀液體，少數為低熔點固體，具有揮發(fā)性，是揮發(fā)油的組成成分。分子量較大的萜類化合物，如二萜、二倍半萜等多為固體結晶，多數可形成結晶，不具有揮發(fā)性。2．味萜類化合物多有苦味，有的味極苦，因此萜類化合物又稱苦味素。也有少數萜類化合物具有較強的甜味，如甜菊苷。3．旋光性大多數萜類化合物因含有手性碳原子而具有光學活性，多有異構體存在。

（二）溶解性萜類化合物多具親脂性，難溶或不溶于水，易溶于有機溶劑，如乙醚、三氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇等。分子中官能團極性增大、數量增多，在水中的溶解度增大。若與糖成苷，隨分子中糖數目的增加，水溶性增強，脂溶性降低，能溶于熱水，易溶于甲醇、乙醇溶液，難溶或不溶于親脂性有機溶劑。分子中具有羧基、酚羥基及內酯基團可溶于碳酸氫鈉或氫氧化鈉水溶液

（三）化學反應1．加成反應含有雙鍵和醛、酮等羰基的萜類化合物，可與鹵素、鹵化氫、亞硫酸氫鈉和吉拉德試劑等發(fā)生加成反應。2．氧化反應氧化劑在不同的條件下將萜類化合物中的不同基團氧化，生成各種氧化產物。3．脫氫反應通常是在惰性氣體的保護下進行，用鉑黑或鈀做催化劑，將萜類成分與硫或硒共熱（200~300℃）而實現萜類成分的環(huán)狀結構脫氫，轉變?yōu)榉枷銦N類衍生物，此反應在早期鑒定萜類化合物母核骨架時具有重要意義。

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents

（一）萜類化學成分的提取技術1．溶劑提取法游離萜的提?。骸H脂性溶劑萜苷的提取：——親水性溶劑2．堿溶酸沉法原理：萜內酯在熱堿液中開環(huán)成鹽溶于水，酸化后環(huán)合重新析出原內酯步驟：（1）先用醇提取得到粗總萜（2）用堿溶酸沉法處理

1．結晶法原理：利用在不同溶劑中樣品的溶解度不同進行分離。案例：薄荷醇、樟腦、野菊花內酯2．柱色譜法吸附劑：硅膠、中性氧化鋁。洗脫劑：石油醚、環(huán)已烷、乙醚、苯、三氯甲烷石油醚-乙酸乙酯、苯-三氯甲烷（二）萜類化學成分的分離技術

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

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1．官能團顯色反應酚羥基——三氯化鐵乙醇溶液產生藍色、藍紫色或綠色；醛基或酮基——2，4-二硝基苯肼或氨基脲試劑，產生結晶性沉淀；內酯結構——發(fā)生異羥肟酸鐵反應2．環(huán)烯醚萜類顯色反應原理：具有半縮醛羥基，能與酸、堿、羰基化合物和氨基酸產生顏色反應。3．薁類化合物的顯色反應（1）Sabety試劑——5%溴的三氯甲烷溶液，顯藍色、綠色或紫色（2）加Ehrlich試劑——對二甲氨基苯甲醛-濃硫酸試劑，顯紅色~紫色（3）三硝基苯試劑或苦味酸試劑——形成π配合物結晶

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents

揮發(fā)油（volatileoils）又稱精油（essentialoil），是一類廣泛存在于植物中的具有揮發(fā)性、能隨水蒸氣蒸餾，且與水不相混溶的油狀液體的總稱。

揮發(fā)油類成分廣泛分布在植物界，我國野生與栽培的含揮發(fā)油的芳香藥用植物大約56科136屬約300種。

常見含有揮發(fā)油的中藥有：木香、蒼術、當歸、檸檬、厚樸、藿香、丁香、薄荷、柴胡、川芎、細辛、姜橙皮等。一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成

揮發(fā)油是混合物，一種揮發(fā)油常常由數十種乃至數百種化合物組成。按化學結構分類，可將揮發(fā)油中的化學成分分為萜類化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含硫和含氮化合物，以及它們的含氧衍生物，其中含氧衍生物是揮發(fā)油具有生物活性和芳香氣味的代表成分。（一）萜類化合物

單萜、倍半萜及其含氧衍生物是組成揮發(fā)油的最主要成分，含氧衍生物有醇、醛、酮、醚、酸、酚、酯等，含量雖然較少，但是揮發(fā)油中具有生物活性和芳香氣味的主要成分。例如：薄荷油中的薄荷醇

山蒼子油中檸檬醛

桉葉油中桉油精

樟腦油中樟腦。（二）芳香族化合物

在揮發(fā)油組成比例中，僅次于萜類化合物，存在也很廣泛，多為一些小分子的芳香族成分。C6-C3骨架C6-C2骨架C6-C1骨架桂皮油中的桂皮醛丁香油中的丁香酚茴香油中的茴香醚玫瑰油中的苯乙醇蘇合香油中的苯乙烯安息香中的香莢蘭醛花椒油中的花椒油素（三）脂肪族化合物

一些小分子脂肪族化合物，有烴、醇、醛、酮、酯等，廣泛存在于植物特別是水果中，但含量和作用一般不如萜類和芳香族化合物。橙皮油中的正壬醇松節(jié)油中的正庚烷薄荷中的辛醇-3魚腥草中的甲基正壬酮癸酰乙醛人參中的人參炔醇（四）其他化合物有些天然藥物經過水蒸氣蒸餾能分解出揮發(fā)油成分，如芥子油、大蒜油等，這些成分在植物體內多是以苷的形式存在，但經酶水解后的苷元，能隨水蒸氣蒸餾，并呈現油狀。異硫氰酸烯丙酯芥子中硫苷酶水解而產生 苯甲醛杏仁油是苦杏仁苷酶解產生

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents（一）性狀1．形態(tài)：揮發(fā)油在常溫下為透明液體，低溫放置時某些揮發(fā)油中含量高的成分可析出結晶。2．顏色：常溫下揮發(fā)油大多為無色或淡黃色油狀液體，如薄荷揮發(fā)油為無色或淡黃色液體，莪術油為淡棕色，有些揮發(fā)油含有薁類成分或色素，而顯特殊顏色。如苦艾油顯藍綠色。3．氣味：大多數揮發(fā)油具有特殊而濃烈的香氣或其他氣味。揮發(fā)油的氣味常?？梢宰鳛榕袛嗥淦焚|優(yōu)劣的重要標志。4．揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下可自行揮發(fā)而不留痕跡，如將揮發(fā)油涂在紙片上，較長時間放置后，揮發(fā)油因揮發(fā)而不留油跡，脂肪油則留下永久性油斑，據此可以區(qū)別二者。（二）溶解性

易溶于石油醚、乙醚、二硫化碳等有機溶劑可溶于高濃度乙醇在低濃度乙醇中只能溶解一定數量難溶于水揮發(fā)油的飽和水溶液為芳香水劑（三）物理常數相對密度折光率比旋度（四）化學常數酸值——揮發(fā)油中游離羧酸和酚類成分含量的指標。以中和1g揮發(fā)油中游離酸性成分所消耗氫氧化鉀的毫克數表示。酯值——揮發(fā)油中酯類成分含量的指標。以水解1g揮發(fā)油中所含酯所需要氫氧化鉀的毫克數表示。皂化值——揮發(fā)油中游離羧酸、酚類和結合態(tài)酯總量的指標。以中和并皂化1g揮發(fā)油中含有的游離酸性成分與酯類所需氫氧化鉀的毫克數表示。（五）穩(wěn)定性

揮發(fā)油長時間與空氣、光線接觸，會逐漸氧化變質，導致密度增大，黏

度變大，顏色加深，失去原有香氣，甚至形成樹脂樣物質，失去揮發(fā)性，不能再隨水蒸氣蒸餾，故制備揮發(fā)油方法的選擇要合適，含有揮發(fā)油的產品應貯存于棕色瓶內密塞并在陰涼低溫處保存。

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四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents（一）提取技術0504020306微波萃取法水蒸氣蒸餾法01溶劑提取法壓榨法油脂吸收法超臨界流體萃取法（二）分離技術01040203冷凍結晶法分餾法化學法色譜分離法

一、萜類化學成分的結構類型二、萜類化學成分的理化性質三、萜類化學成分的提取分離四、萜類化學成分的檢識基礎知識（一）基礎知識（二）一、揮發(fā)油類化學成分的化學組成二、揮發(fā)油類化學成分的理化性質三、揮發(fā)油類化學成分的提取分離四、揮發(fā)油類化學成分的檢識目錄

Contents（一）理化檢識1．一般檢識——油斑實驗2．理化常數測定（1）物理常數——相對密度、比旋度、折光率（2）化學常數——酸值、酯值、皂化值3．官能團的鑒定官能團化學試劑現象酚基FeCl3呈現綠色、紫色或藍色醛基氨性硝酸銀溶液銀鏡反應羰基2,4-二硝基苯肼、氨基脲、羥胺結晶性沉淀不飽和鍵5%溴的三氯甲烷溶液紅色褪去內酯亞硝酰鐵氰化鈉及氫氧化鈉出現紅色并逐漸消失（二）色譜檢識

1．薄層色譜吸附劑：硅膠G或2~3級中性氧化鋁展開劑：石油醚或正己烷通用型顯色劑：香草醛-濃硫酸專屬型顯色劑：三氯化鐵反應——酚性硝酸鈰銨試劑——醛類對-二甲氨基苯甲醛試劑——薁類2%高錳酸鉀水溶液——不飽和化合物2,4-二硝基苯肼試劑——醛酮異羥肟酸鐵反應——酯或內酯

（二）色譜檢識2．氣相色譜氣相色譜法具有分離效果好、靈敏度高、樣品用量少、分析速度快等優(yōu)點，是研究揮發(fā)油組成成分的重要方法，特別是與質譜聯用，已廣泛用于揮發(fā)油的定性定量分析。項目二色譜分離技術THANKYOU.謝謝

天然藥物化學第九章生物堿類化學成分的提取分離技術項目一

緒論項目二

天然藥物中化學成分的提取、分離技術項目三糖與苷類化學成分的提取分離技術項目四

蒽醌類化學成分的提取分離技術項目五黃酮類化學成分的提取分離技術項目六苯丙素類化學成分的提取分離技術項目七皂苷類化學成分的提取分離技術項目八萜與揮發(fā)油類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術知識目標：

掌握生物堿類化合物的結構分類、特點、理化性質、提取分離及檢識。

熟悉生物堿類化合物各結構類型的代表性天然藥物的質量控制成分。熟悉生物堿類化合物的結構分類、理化性質、提取分離及應用。

了解生物堿類化合物的生物活性及在天然藥物中的分布。技能目標：

熟練掌握生物堿類化學成分的提取分離操作。素質目標：

具有敬業(yè)、誠信的職業(yè)操守與精益求精的工匠精神，嚴格要求規(guī)范操作，培養(yǎng)學生的責任擔當與職業(yè)道德。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術第一節(jié)結構與分類第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

案例描述：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年就把罌粟果的汁烘干制成一種黑色或褐色(因產地不同)的固體物質。到公元七世紀的時候，罌粟作為藥材從印度等地傳入中國，并把這種黑色或褐色的固體物質稱作“鴉片”。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

鴉片又名阿片，俗稱大煙，是一種麻醉性鎮(zhèn)痛藥，長期使用會導致高度心理及生理依賴性，過量使用會造成包括昏迷、呼吸抑制、低血壓、瞳孔變小等急性中毒癥狀，嚴重的引起呼吸抑止而致人死亡，鴉片具有的這些生理活性與其含有的化學成分密切相關。那么鴉片主要含有哪些化學成分呢?第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

案情分析：阿片中的嗎啡具有鎮(zhèn)痛作用，可待因具有止咳作用，罌粟堿具有解痙作用。它們都屬于生物堿類藥物。

導語：生物堿類藥物的臨床上作用很多，要利用這類藥物治病和防病，只有充分掌握其結構、本章我們將和同學們一起學習生物堿的結構類型、理化性質、提取分離以及鑒定方法。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

生物堿是一類含氮的有機化合物；多數具有較復雜的環(huán)狀結構且氮原子在雜環(huán)內；具有堿性，能和酸結合生成鹽；有較強的生物活性。生物堿常與有機酸（如酒石酸和草酸等）結合成生物堿鹽、與無機酸（硫酸和鹽酸等）成鹽、呈游離狀態(tài)、以酯、苷、氮氧化物的形式存在。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術生物堿主要分布于高等植物中，特別是雙子葉植物，例如毛茛冬、防己科、罌粟科茄科等100多科的植物中；單子葉植物中分布較少，如百合科等；裸子植物中分布更少，如麻黃科等；低等植物中只有極個別植物存在，如麥角。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術含有生物堿的常見藥材有麻黃、防己、顛茄、黃連、益母草、檳榔、烏頭等。生物堿在植物體內一般集中分布于某一部位或器官中。生物堿在植物體內的含量還受到生長環(huán)境和采收季節(jié)的影響。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

生物堿有多方面的生物活性，如鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗菌、抗病毒、抗癌、抗心律失常、抗肝損傷、抗心肌缺血、防治老年癡呆等作用。麻黃中的麻黃堿具有平喘解痙作用，偽麻黃堿具有升壓利尿作用；黃連中的小檗堿具有抗菌消炎作用；長春花中的長春新堿具有抗癌作用；苦參中的苦參堿、氧化苦參堿具有抗心律失常作用；蘿芙木中的利血平具有降血壓作用。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術生物堿種類繁多，化學結構比較復雜，按照其基本母核類型和結構特征，將生物堿分為以下幾種主要類型：1.有機胺類生物堿第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術看一看9-1對接醫(yī)藥企業(yè)的中藥炮制崗位。通過合理的炮制，可改變中藥化學成分的某些結構以降低其毒性、提高療效，是中藥炮制的目的之一，如通過炮制可大大降低烏頭堿的毒性。烏頭堿毒性極大，產生毒性的根源是其結構中的兩個酯鍵。若將烏頭堿與稀堿水溶液加然，或將烏頭堿在中性水溶液中加熱，兩個酯鍵可被水解，生成烏頭原堿，其毒性極小。這就是中醫(yī)用烏頭、附子必經炮制的原因。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術第二節(jié)理化性質第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術一、性狀多數生物堿為結晶形固體，少數生物堿為無定形粉末，個別生物堿在常溫下為液體。如煙堿（尼古?。壚茐A。液體生物堿多具有揮發(fā)性，個別固體生物堿也具有揮發(fā)性，如麻黃堿。個別生物堿還具有升華性，如咖啡因。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術多數生物堿為無色或白色，少數含有較長共軛體系的生物堿在可見光下呈現各種不同的顏色，如小檗堿顯黃色。多數生物堿具有苦味，如小檗堿，少數生物堿不具有苦味，個別生物堿具有甜味，如甜菜堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術二、旋光性多數生物堿分子結構中具有手性碳原子或缺少對稱中心，因此具有旋光性，且多呈左旋性。生物堿的生理活性和其旋光性有關，一般情況下，左旋體的生物活性比右旋體的生物活性要強。生物堿的旋光性容易受到溶劑、濃度、溫度、溶液的pH等因素影響。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術三、堿性（一）堿性的產生及強度表示1.堿性的產生及強度表示絕大多數生物堿都具有堿性，其分子上的氮原子具有一對未共用的電子對（孤電子對），能夠接受質子或給出電子而顯示堿性。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.堿性的產生及強度表示生物堿的堿性強度一般用酸式解離常數pKa表示。pKa值越大，則堿性越強。堿性強度與pKa值大小的關系為：極弱堿性生物堿（pKa<2），弱堿性生物堿（pKa2～7），中強堿性生物堿（pKa7～11），強堿性生物堿（pKa>11）。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術堿性基團與pKa值大小的關系為：胍基[-NH(C=NH)NH2]>季銨堿>N-烷雜環(huán)>脂肪胺（仲>伯>叔）>芳胺≈N-芳雜環(huán)>酰胺基≈吡咯。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（二）堿性與分子結構的關系

生物堿的堿性強弱由其分子結構決定，與氮原子的雜化方式、誘導效應、共軛效應、空間效應和及分子內氫鍵等因素有關。一般情況下，氮原子的電子云密度越大，氮原子就越容易接受質子或給出電子，堿性就越強；反之，堿性就越弱。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術1.氮原子的雜化方式p電子成分所占比例越大，接受質子的能力就越強，堿性就越強，其堿性強弱順序為：sp3>sp2>sp。一般情況下，當生物堿分子中氮原子與相鄰的碳原子形成單鍵（N-C）時，為sp3雜化；形成雙鍵（-N=C＜或＞N-C=C＜）時，為sp2雜化；形成三鍵（N≡C-）時，為sp雜化。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術季銨堿中的氮原子可以提供四個電子與其他原子形成四個共價鍵，因此其最外層有九個電子（包括一個未成鍵電子），與鈉原子的最外層電子結構類似，容易給出電子與氫氧根以離子鍵結合，在水中羥基以負離子形式存在而顯強堿性。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.共軛效應若氮原子處于苯胺或酰胺結構（吸電子基）中，則形成吸電子軛效應，氮原子上孤電子對與苯環(huán)或羰基π-電子形成p-π共軛體系，電子云密度降低，堿性減弱。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術若氮原子上孤電子對與供電子基發(fā)生共軛時，則形成供電子共軛效應，堿性增強。如含胍基（pKa=13.6）的生物堿多數呈強堿性，這是由于胍基接受質子后能形成穩(wěn)定的季銨離子，具有高度共軛穩(wěn)定性，不易給出質子，而呈強堿性。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術3.誘導效應供電子基團使氮原子上的電子云密度升高，堿性增強。吸電子基團使氮原子上的電子云密度降低，堿性降低。常見的供電子基團有甲基、乙基等烷基，吸電子基團有羥基、醚基、羰基、酯基、苯基及雙鍵等。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術4.空間效應

在生物堿分子中氮原子的附近引入較大的取代基，其分子的立體結構對氮原子產生較大的空間屏蔽，阻礙質子靠近氮原子，而使堿性減弱。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術5.氫鍵效應生物堿分子結構中氮原子上的孤電子對接受質子形成生物堿共軛酸，如在其附近有羥基、羰基等取代基團并且有利于同生物堿共軛酸分子的質子形成分子內氫鍵締合，則可增加共軛酸的穩(wěn)定性，使堿性增強。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術想一想9-11.以結構分類中生物堿為例，分析它們的堿性哪些屬于強堿、中強堿、弱堿。2.簡述生物堿的堿性與分子結構的關系。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術四、溶解性（一）游離生物堿的溶解性1.脂溶性生物堿

大多數游離生物堿（如伯胺、仲胺、叔胺等）屬于脂溶性生物堿，易溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機溶劑，尤其易溶于氯仿，可溶于甲醇、乙醇、丙酮等親水性有機溶劑和酸水，難溶于水和堿水。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.水溶性生物堿

少數游離生物堿如季銨型生物堿和某些含有氮氧化物結構的生物堿（如氧化苦參堿）屬于水溶性生物堿，易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇類溶劑，難溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機溶劑。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術3.含有特殊官能團的生物堿

兩性生物堿具有酚羥基或羧基等酸性基團，此類生物堿既可溶于酸水，也可溶于堿水，如嗎啡。具有內酯或內酰胺結構的生物堿，在堿性條件下加熱水解開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水，酸化后又重新環(huán)合而溶于有機溶劑，如喜樹堿、毛果蕓香堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術4.生物堿鹽的溶解性

生物堿鹽一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇類溶劑，難溶于氯仿、乙醚、苯等親脂性有機溶劑。但也有個別例外，如鹽酸小檗堿難溶于水，卻能溶于氯仿。一般來說其溶解度有如下規(guī)律：無機酸鹽水溶性大于有機酸鹽；含氧無機酸鹽（如硫酸鹽、磷酸鹽）水溶性大于鹵代酸鹽（如鹽酸鹽，鹵代酸分子量越大則水溶性越小）；小分子有機酸鹽（如醋酸鹽）水溶性大于大分子有機酸鹽。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術五、生物堿的檢識（一）沉淀反應

大多數生物堿在酸性水溶液或稀醇溶液中，能和某些試劑生成難溶于水的復鹽或分子絡合物的反應，稱為生物堿沉淀反應，這些試劑被稱為生物堿沉淀試劑。通過沉淀反應可以檢測判斷中藥材或中藥制劑中是否含有生物堿，檢查生物堿是否提取分離完全，也可用于生物堿的分離純化（如雷氏銨鹽）與色譜檢識（如改良碘化鉍鉀）。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術在檢測生物堿時要排除蛋白質、鞣質等雜質干擾，防止出現假陽性反應，采用多種沉淀試劑進行沉淀反應，才能得到較可靠的結果。此外，有少數生物堿與某些生物堿沉淀試劑不產生沉淀，如麻黃堿，因此下結論時需慎重。生物堿的沉淀試劑的種類很多，常用的見表9-1。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（二）顯色反應

某些生物堿能和一些試劑發(fā)生反應生成具有不同顏色的產物，這種反應稱為生物堿顯色反應，這些試劑稱為生物堿顯色試劑。常用的生物堿顯色試劑見表9-2。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術〔學以致用〕1.生物堿的沉淀試劑有哪些？2.生物堿沉淀反應應該在什么條件下進行？第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術第三節(jié)生物堿的提取與分離第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術在植物體內，多數生物堿的堿性較強，以鹽的形式存在；少數生物堿的堿性較弱，以游離形式存在，極少數生物堿以酯、苷、氮氧化物的形式存在。因此，生物提取應當考慮生物堿存在形式，選擇合適的提取方法。

（一）脂溶性生物堿的提取1.酸水提取法第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（1）離子交換樹脂法此法利用生物堿鹽在水溶液中可解離出生物堿陽離子，能與陽離子交換樹脂發(fā)生離子交換的性質。先將生物堿的酸水提取液通過陽離子交換樹脂（如磺酸型陽離子交換樹脂），生物堿鹽陽離子被交換到樹脂上，雜質隨溶液流出；再用堿液（如氨水等）堿化樹脂，使生物堿從樹脂柱上游離出來；最后用氯仿、乙醚等親脂性有機溶劑洗脫，濃縮后即可得到游離的總生物堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（2）有機溶劑萃取法此法利用游離生物堿易溶于親脂性有機溶劑的性質。將生物堿的酸水提取液用堿液（如氨水、石灰乳或石灰水等）堿化，使生物堿鹽轉變?yōu)橛坞x生物堿，再用親脂性有機溶劑（如氯仿、乙醚等）溶劑萃取，合并萃取液，回收溶劑即可得到總生物堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（3）堿沉淀法此法利用游離生物堿難溶于水而沉淀析出的性質。將生物堿的酸水提取液用堿液（如氨水、石灰乳或石灰水等）堿化，使生物堿鹽轉變?yōu)橛坞x生物堿而沉淀析出。過濾后即可得到游離的總生物堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.醇類溶劑提取法此法利用生物堿及生物堿鹽可溶于甲醇或乙醇的性質進行提取。甲醇對生物堿及生物堿鹽的溶解性能比乙醇好，實驗室多采用甲醇提取。但甲醇毒性較大，生產中多采用乙醇提取。一般采用回流、浸漬、滲漉等方法。優(yōu)點是水溶性雜質較少，提取液易濃縮。缺點是脂溶性雜質較多，因此提取液濃縮后，需采用酸水溶解，有機溶劑萃取做進一步純化得總生物堿。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術3.親脂性有機溶劑提取法

利用生物堿易溶于親脂性有機溶劑的性質進行提取，可采用浸漬、回流或連續(xù)回流等方法。由于生物堿多以鹽的形式存在于生物組織中，在用親脂性溶劑提取時,先用堿水(氨水、石灰乳等)將藥材粗粉潤濕，既可使藥材吸水膨脹、又能使生物堿游離，再用親脂性有機溶劑(三氯甲烷等)提取。如果提取液中雜質多，也可采用酸水溶解有機溶劑萃取法做純化處理。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（二）水溶性生物堿的提取將藥材提取物中的脂溶性生物堿提出后，若堿水層仍可以檢識出生物堿，說明藥材中含有水溶性生物堿，可用雷氏銨鹽沉淀法和溶劑法進行提取。1.雷氏銨鹽沉淀法第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

此法利用季銨型生物堿與雷氏銨鹽沉淀試劑反應生成難溶于水的雷氏鹽而沉淀析出的性質。將季銨型生物堿的水溶液酸化(常用鹽酸)至呈弱酸性，加入新制的雷氏銨鹽飽和水溶液至不再生成沉淀(雷氏鹽)。濾取沉淀，用少量水洗滌，將沉淀溶于丙酮中，過濾，向濾液中加人硫酸銀飽和水溶液，使生物堿的雷氏鹽轉化成生物的硫酸鹽和雷氏銀鹽沉淀，過濾后，向濾液中加入計算量的氯化鋇溶液，濾除沉淀，濾液濃縮后即得季銨型生物堿的鹽酸鹽。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術其反應過程如下：第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.溶劑法此法利用水溶性生物堿能溶于極性較大、且與水不混溶的有機溶劑（如正丁醇、異戊醇等）的性質，采用兩相溶劑萃取法提取。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術總生物堿的離方法一般先進行總生物堿的初步分離，再進行單體生物堿的分離。（一）總生物堿的分離

根據總生物堿中各成分理化性質的差異，按照生物堿的堿性強弱、有無酚羥基和極性大小進行分類，初步分離出弱堿性生物堿、中強堿性生物堿和強堿性生物堿、水溶性生物堿和酚性生物堿、非酚性生物堿等不同的部分。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術總生物堿的分離流程見圖：第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（二）單體生物堿的分離1.利用生物堿的堿性差異進行分離總生物堿中各單體生物堿的堿性之間存在一定的差異，可在不同的pH條件下分離，稱為pH梯度萃取法。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術總生物堿中的強堿可以在弱酸性條件下形成生物堿鹽（強堿弱酸鹽）溶于水，而弱堿則必須在強酸性條件下才能形成生物堿鹽（強酸弱堿鹽）溶于水；總生物堿鹽的水溶液在堿化時，弱堿鹽可以在弱堿性條件下形成游離生物堿而溶于親脂性有機溶劑，而強堿鹽則必須在強堿性條件下才能形成游離生物堿而溶于親脂性有機溶劑。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.利用生物堿及其鹽的溶解度差異進行分離如氧化苦參堿和苦參堿的分離。氧化苦參堿的極性大于苦參堿，在乙醚溶劑中，氧化苦參堿難溶，而苦參堿可溶。因此向苦參總堿的氯仿溶液中加入10倍量的乙醚，可使氧化苦參堿沉淀析出。如麻黃堿和偽麻黃堿的分離。麻黃堿的草酸鹽比偽麻黃堿的草酸鹽在水中的溶解度小，因此向麻黃總堿的水溶液中加入適量草酸，可使麻黃堿的草酸鹽沉淀析出。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術3.利用生物堿中的特殊官能團進行分離具有酚羥基、羧基等酸性基團的生物堿，除具有堿性可與酸成鹽外，還有弱酸性，可分別與碳酸氫鈉、氫氧化鈉生成可溶于水的鈉鹽，利用此性質可與其他普通生物堿分離。如阿片生物堿中可待因與嗎啡的分離。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術具有內酯或內酰胺結構的生物堿，在堿性條件下加熱水解開環(huán)形成羧酸鹽而溶于水，酸化后又重新環(huán)合而從水溶液中沉淀析出，利用此性質可與不具有此結構的其他生物堿分離。如喜樹堿和苦參堿的分離。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術4.利用色譜法進行分離生物堿的色譜分離方法主要有吸附柱色譜、分配柱色譜和高效液相色譜。對于極性較小的脂溶性生物堿，一般采用吸附柱色譜進行分離，以氧化鋁、硅膠為吸附劑，以氯仿、乙醚等親脂性有機溶劑或混合溶劑系統為洗脫劑。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術對于極性較大的生物堿，一般采用分配柱色譜進行分離，以硅膠為支持劑，以氯仿、乙醚等親脂性有機溶劑或混合溶劑系統為洗脫劑。需要注意的是，硅膠具有弱酸性，可與生物堿發(fā)生化學吸附而難以洗脫，因此需在洗脫劑中加入二乙胺等堿性溶液，以保持生物堿的游離狀態(tài)。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術項目九生物堿類化學成分的提取分離技術第四節(jié)鑒定第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術一、理化鑒定從天然藥物中提取分離得到的生物堿單體，需要進行物理鑒別和化學鑒別。物理鑒別法主要是通過觀察生物堿的形態(tài)、顏色和測定生物堿的熔點等物理常數來進行。化學鑒別主要是通過生物堿的沉淀反應和顯色反應進行，有試管法和色譜法兩種操作。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術試管法是將樣品溶液加入試管中，滴人生物堿沉淀試劑或生物堿顯色試劑，通過觀察試管內的沉淀有無和顏色變化來判斷樣品中的生物堿情況。色譜法是將樣品點在薄層板上，展開顯色，通過觀察色斑的有無、顏色或與對照品同薄層板對比來判斷樣品中的生物堿情況。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術二、色譜鑒定（一）吸附薄層色譜生物堿的薄層色譜檢識首選吸附薄層色譜。吸附劑通常選用氧化鋁、硅膠，兩者均為極性吸附劑。氧化鋁顯弱堿性，吸附性能比硅膠強，可以直接應用于生物堿的色譜鑒別。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術硅膠本身顯弱酸性，可與生物堿反應生成鹽而使生物堿斑點的Rf值小，或造成生物堿部分成鹽、部分游離而出現拖尾、復斑現象，影響分離效果，因此需使色譜過程在堿性條件下進行以獲得集中的斑點。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

加堿的方法有三種：第一種方法是使展開劑顯堿性，在展開劑中加入少量的堿性溶劑（如二乙胺、氨水）；第二種方法是在色譜缸中放入一個盛有氨水的小杯。第三種方法是使硅膠薄層顯堿性，在濕法制板時用氫氧化鈉水溶液（0.1mol/L～0.5mol/L）代替水進行鋪板；第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術

展開劑通常以氯仿為基本溶劑，根據生物堿的極性強弱、色譜結果加入其它溶劑（以親脂性溶劑為主）調整展開劑的極性，以使展開劑和生物堿的極性相適應。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術如果生物堿的極性小，Rf值太大，則在氯仿中加入適量極性大的溶劑（如甲醇、丙酮）；如果生物堿的極性大，Rf值太小，則在氯仿中加入適量極性小的溶劑（如環(huán)己烷等）。一般情況下，在展開劑中加入少量的堿性溶劑（如二乙胺、氨水），可以獲得較好的分離效果。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（二）分配薄層色譜支持劑通常選用硅膠或纖維素。固定相根據生物堿的極性進行選擇。分離弱極性或中等極性的脂溶性生物堿時，固定相通常選用甲酰胺，展開劑通常選用甲酰胺飽和的親脂性有機溶劑，如氯仿。分離大極性的水溶性生物堿或生物堿鹽時，固定相通常選用水，展開劑通常選用親水性有機溶劑，如BAW溶劑系統（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上層）。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術當生物堿成分被薄層展開后，有顏色的生物堿可以在可見光下直接觀察斑點；沒顏色的生物堿可以在紫外光下觀察熒光斑點；不顯色也無熒光的生物堿，則用改良碘化鉍鉀試劑顯色，大多數生物堿顯橘紅色。在噴灑顯色劑前，如果展開劑或固定相中含有難揮發(fā)的堿或甲酰胺，必須先加熱將堿除盡（60～120℃加熱）。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術（三）紙色譜生物堿的紙色譜是以水、甲酰胺為固定相的分配色譜。當檢識離子狀態(tài)生物堿時，以水為固定相，以親水性溶劑系統為展開劑，如BAW溶劑系統（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上層），溶劑系統偏酸性；當檢識分子狀態(tài)生物堿時，以甲酰胺為固定相，以甲酰胺飽和的親脂性有機溶劑（如氯仿）為展開劑，溶劑系統偏堿性。紙色譜的顯色方法和薄層色譜相同，但含硫酸顯色劑不能使用。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術(四）高效液相色譜一些結構復雜、性質相似的生物堿，可以借助高效液相色譜進行檢識，可取得較好的效果。在相同的實驗條件下，各種生物堿均有一定的保留時間，可作定性參數，即被測試樣與已知對照品保留時間相同，則兩者為同一化合物。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術分離生物堿時主要采用反相分配色譜法，固定相主要以C18（C8）烷基硅烷鍵合硅膠（ODS）最為常用；極性流動相多以甲醇（乙腈）-水為基本組成，并含有約0.01～0.1mol/L磷酸緩沖液、醋酸鈉溶液或碳酸銨等（pH4～7）。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術案例一麻黃中生物堿的提取分離鑒定技術麻黃是麻黃科植物草麻黃（EphedrasinicaStapf）、木賊麻黃（E.equisetinaBuuge）、中麻黃（E.intermediaSchrenketC.A.Mey）的干燥草質莖。麻黃味辛、苦，性溫，主要功效為發(fā)汗散寒、宣肺平喘、利水消腫。主治風寒感冒、發(fā)熱無汗、支氣管哮喘、水腫等癥。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術1.化學成分麻黃中含有多種生物堿，主要成分為麻黃堿，占總生物堿的80%～85%，具有收縮血管、興奮中樞的作用；其次是偽麻黃堿，具有升壓、利尿的作用。其結構如下：第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術麻黃堿和偽麻黃堿均為仲胺生物堿，堿性較強，偽麻黃堿的共軛酸與C1-OH形成的分子內氫鍵穩(wěn)定性大于麻黃堿，因此偽麻黃堿的堿性(pKa=9.74)略強于麻黃堿(pKa=9.58)。麻黃堿和偽麻黃堿易溶于三氯甲烷、苯等親脂性有機溶劑，麻黃堿可溶于水，而偽麻黃堿因形成較穩(wěn)定的分子內氫鍵難溶于水。鹽酸麻黃堿和鹽酸偽麻黃堿均易溶于水，草酸麻黃堿難溶于水，而草酸偽麻黃堿易溶于水。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術2.提取分離溶劑法溶劑法是目前工業(yè)生產麻黃堿的主要方法。麻黃生物堿在植物體內以鹽酸鹽的形式存在，其鹽酸鹽易溶于水，而游離麻黃生物堿易溶于親脂性有機溶劑（如氯仿、甲苯等），可利用此性質進行麻黃生物堿的提取。即將麻黃用水提取，提取液堿化后用甲苯萃取。第九章

生物堿類化學成分的提取分離技術草酸麻黃堿難溶于水，而草酸偽麻黃堿易溶于水，可利用此性質進行麻黃生物堿的分離。即甲苯萃取液流經草酸溶液，使麻黃生物堿都轉變?yōu)椴菟猁}，草酸麻黃堿在水中的溶解度較小而析出，草酸偽麻黃堿仍留在水中。