中药化学讲义：其他成分

中药鉴定学讲义：其他成分

第一节有机酸

定义：有机酸是一类含羧基的化合物（不包括氨基酸），广泛分布在植物界中，存在于植物的花、叶、茎、果、根等部位，多数与钾、钠、钙等金属离子或生物碱结合成盐的形式存在，也有结合成酯存在的。

一、结构和分类

有机酸按其结构的特点可分为芳香族、脂肪族和萜类有机酸三大类。

1.芳香族有机酸

芳香酸在植物界中分布十分广泛，如羟基桂皮酸的衍生物普遍存在于中药中，尤以对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸和芥子酸较为多见。

桂皮酸类衍生物的结构特点是：基本结构为苯丙酸，取代基多为羟基、甲氧基等。有些桂皮酸衍生物以酯的形式存在于植物中，如咖啡酸与奎宁酸结合成的酯，3-咖啡酰奎宁酸（又称绿原酸）和3，4-二咖啡酰奎宁酸是茵陈利胆有效成分及金银花抗菌有效成分。

但有少部分芳香族有机酸具有较强的毒性，如马兜铃酸等。

据报道，马兜铃酸有较强的肾毒性，易导致肾功能衰竭。含有马兜铃酸的中药有马兜铃、关木通、广防己、细辛、天仙藤、青木香、寻骨风等。在实际应用中应给予足够的重视。目前，国家食品药品监督管理局已经下文取消了关木通、广防己、青木香3味含马兜铃酸的中药药用标准。

2.脂肪族有机酸

脂肪酸也广泛存在于植物界中，如中药中普遍存在着柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸等。脂肪酸为带有羧基的脂肪族化合物，分子式少于8个碳的有机酸被称为低级脂肪酸，8个碳以上者为高级脂肪酸。若按其所含官能团分类，又可分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、多元羧酸、羟基酸、酮酸等。

3.萜类有机酸属于萜类化合物，如甘草次酸、齐墩果酸等。

二、理化性质

1.性状

低级脂肪酸和不饱和脂肪酸大多为液体，高级脂肪酸、脂肪二羧酸、脂肪三羧酸和芳香酸大多为固。

2.溶解性

低分子脂肪酸和含极性基团较多的脂肪酸易溶于水，难溶于亲脂性有机溶剂；高分子脂肪酸和芳香酸大多为亲脂性化合物，易溶于亲脂性有机溶剂而难溶于水。有机酸均能溶于碱水。

3.酸性

由于有机酸分子中含有羧基而具有较强的酸性，能与碳酸氢钠反应生成有机酸盐。

三、提取与分离

通常采用以下方法提取与分离有机酸。

1.有机溶剂提取法利用有机酸（分子量小的除外）易溶于亲脂性有机溶剂而难溶于水，有机酸盐易溶于水而难溶于亲脂性有机溶剂的性质，一般先用稀酸水湿润药材，使有机酸游离，然后选用合适的有机溶剂提取。提取流程如下：

2.离子交换树脂法

将中药的水提取液直接通过强碱性阴离子交换树脂柱，使有机酸根离子交换到树脂柱上，碱性成分和中性成分则流出树脂柱被除去，接着用水洗净树脂，再用稀氨水洗脱树脂柱，从树脂上交换下来的有机酸以铵盐的形式存在于洗脱液中，将洗脱液减压蒸去过剩的氨水，加酸酸化，总有机酸即可游离析出。

3.分离

上述两种方法得到的总有机酸，尚需采用分步结晶法或色谱法进行进一步分离纯化，才能得到单一的有机酸。

四、实例——金银花

（一）性味功能及生物活性

性味功效：金银花性寒味甘，具有清热解毒、凉散风热的功效。

生物活性：金银花的醇提取物具有显著的抗菌作用。

主要有效成分：其主要有效成分为有机酸。普遍认为绿原酸和异绿原酸是金银花的主要抗菌有效成分。现又证明，3，4-二咖啡酰奎宁酸、3，5-二咖啡酰奎宁酸和4，5-二咖啡酰奎宁酸的混合物亦为金银花的抗菌有效成分。

（二）绿原酸的结构及其特点

绿原酸为一分子咖啡酸与一分子奎宁酸结合而成的酯，即3-咖啡酰奎宁酸；异绿原酸是绿原酸的同分异构体，为5-咖啡酰奎宁酸。3，4-、3，5-、4，5-二咖啡酰奎宁酸均为两分子咖啡酸与一分子奎宁酸结合而成的酯类化合物。

（三）绿原酸的理化性质

1.性状针状结晶（水），熔点208 ℃， -35.2°（甲醇）。

2.酸性呈较强的酸性，能使石蕊试纸变红，可与碳酸氢钠形成有机酸盐。

3.溶解性可溶于水，易溶于热水、乙醇、丙酮等亲水性溶剂，微溶于乙酸乙酯，难溶于乙醚、三氯甲烷、苯等有机溶剂。

4.化学性质分子结构中含酯键，在碱性水溶液中易被水解。在提取分离过程中应避免被碱分解。

（四）绿原酸的提取、分离与鉴定

1.提取

利用绿原酸极性较大的性质，通常采用水煎煮提取法、水提醇沉提取法、70%乙醇回流提取法从中药中提取绿原酸。

另据报道，可用水提取加石灰沉淀法提取绿原酸，但收率较低，这是由于绿原酸分子结构中含有酯键，用石灰水处理后的水溶液呈碱性，引起酯键水解而降低绿原酸的收率。

2.分离

（1）离子交换法：绿原酸能够解离，可与强碱性阴离子树脂进行交换，从而达到分离纯化的目的。

（2）聚酰胺吸附法：将提取物溶于水，通过聚酰胺柱，依次用水、30%甲醇、50%甲醇和70%甲醇洗脱，收集70%甲醇洗脱液，浓缩得到粗品，再用重结晶法或其他色谱方法进一步分离即可得到绿原酸。

3.鉴别

通常采用薄层色谱法对绿原酸进行定性鉴别。

第二节鞣质

鞣质又称鞣酸或单宁，是植物界中由没食子酸（或其聚合物）的葡萄糖（及其他多元醇）酯、黄烷酵及其衍生物的聚合物以及两者混合共同组成的植物多元酚。这类化合物能与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀，故可与兽皮的蛋白质形成致密、柔韧、不易腐败又难以透水的皮革，所以被称为鞣质。

（一）可水解鞣质

可水解鞣质是由酚酸和多元醇通过苷键和酯键形成的化合物，可被酸、碱或酶催化水解。根据可水解鞣质经水解后产生的种类，又可将其分为没食子酸鞣质和逆没食子酸鞣质。

1.没食子酸鞣质

这类鞣质水解后可产生没食子酸（或其缩合物）和多元醇。

没食子酸鞣质水解后产生的多元醇大多为葡萄糖。如五倍子鞣质的化学结构研究表明，其基本结构为1，2，3，4，6-五-没食子酰-D-葡萄糖，在2，3，4位的没食子酰基上还可连多个没食子酰基。实际上，五倍子鞣质是具有这一基本结构的多没食子酰基化合物的混合物。

2.逆没食子酸鞣质

这类鞣质水解后产生逆没食子酸和糖，或同时有没食子酸等其他酸的生成。有些逆没食子酸鞣质的原生物并无逆没食子酸的组成，其逆没食子酸是由鞣质水解产生的黄没食子酸和六羟基联苯二甲酸脱水转化而成的。

例如，中药诃子含20%～40%的鞣质，但经酸水解后可缩合成为不溶于水的高分子鞣酐，又称鞣红。这类鞣质在中药中分布很广泛。

（二）缩合鞣质

缩合鞣质的化学结构复杂，目前尚未完全弄清。但普遍认为，组成缩合鞣质的基本单元是黄烷-3-醇，最常见的是儿茶素。

例如大黄鞣质是由表儿茶素的4、8位碳碳结合，而且结构中尚存在没食子酰形成的酯键，它是分子量约为4500的聚合体。

二、理化性质

1.性状鞣质多为无定形粉末，分子量在500～3000之间，呈米黄色、棕色、褐色等，具有吸湿性。

2.溶解性鞣质具有较强的极性，可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等亲水性溶剂，也可溶于乙酸乙酯，难溶于乙醚、三氯甲烷等亲脂性溶剂。

3.还原性鞣质是多元酚类化合物，易被氧化，具有较强的还原性，能还原多伦试剂和斐林试剂。

4.与蛋白质作用鞣质可与蛋白质结合生成不溶于水的复合物沉淀。实验室一般使用明胶进行鉴别、提取和除去鞣质。

5.与三氯化铁作用鞣质的水溶液可与三氯化铁作用呈蓝黑色或绿黑色，通常用以作为鞣质的鉴别反应。蓝黑墨水的制造就是利用鞣质的这一性质。

6.与重金属作用鞣质的水溶液能与乙酸铅、乙酸铜、氯化亚锡等重金属盐产生沉淀。这一性质通常用于鞣质的提取分离或除去中药提取液中的鞣质。

7.与生物碱作用鞣质为多元酚类化合物，具有酸性，可与生物碱结合生成难溶于水的沉淀。常作为生物碱的沉淀反应试剂。

8.与铁氰化钾的氨溶液作用鞣质的水溶液与铁氰化钾氨溶液反应呈深红色，并很快变成棕色。

9.两类鞣质的区别反应可水解鞣质与缩合鞣质的定性鉴别如下。

三、提取与分离

1.提取将药材粉碎，过筛，用95%乙醇冷浸或渗漉提取，提取液或渗漉液减压浓缩成浸膏。

2.分离

①热水溶解提取的浸膏，充分搅拌后过滤；

②亲脂性有机溶剂萃取，除去脂溶性成分；

③在水溶液中加入乙酸铅或咖啡碱沉淀鞣质；

④葡聚糖凝胶柱色谱法进一步分离：

用水洗脱时，主要得到糖类、氨基酸类和非酚性苷类成分；

用10%～30%甲醇水溶液洗脱时，主要得到酚性苷类成分；

用40%～80%甲醇水洗脱时，可以得到分子量为300～700的鞣质；

用80%～100%甲醇水洗脱时，可以得到分子量为700～1000的鞣质；

最后用50%丙酮水溶液洗脱，可获得分子量大于1000的鞣质。

当分离结束后，用大量的水-丙酮（1：1）冲洗，可使吸附柱再生后重复使用。

四、除去鞣质的方法

1.冷热处理法

鞣质在水溶液中是一种胶体状态，高温可破坏胶体的稳定性，低温可使之沉淀。

因此可先将药液蒸煮，然后冷冻放置，过滤，即可除去大部分鞣质。

2.石灰法

利用鞣质与钙离子结合生成水不溶性沉淀，故可在中药的水提液中加入氢氧化钙，使鞣质沉淀析出；或在中药原料中拌入石灰乳，使鞣质与钙离子结合生成水不溶物，使之与其他成分分离。

3.铅盐法

在中药的水提取液中加入饱和的乙酸铅或碱式乙酸铅溶液，可使鞣质沉淀而被除去，然后按常规方法除去滤液中过剩的铅盐。

4.明胶法

在中药的水提取液中，加入适量4%明胶溶液，使鞣质沉淀完全，滤除沉淀，滤液减压浓缩至小体积，加入3～5倍量的乙醇，以沉淀过剩的明胶。

5.聚酰胺吸附法

将中药的水提液通过聚酰胺柱，鞣质与聚酰胺以氢键结合而牢牢吸附在聚酰胺柱上，80%乙醇亦难以洗脱，而中药中其他成分大部分可被80%乙醇洗脱下来，从而达到除去鞣质的目的。

6.溶剂法

利用鞣质与碱成盐后难溶于醇的性质，在乙醇溶液中用40%氢氧化钠调至pH9～10，可使鞣质沉淀，再过滤除去。

配伍选择题

A.聚酰胺吸附法

B.单纯加热法

C.明胶法

D.石灰法

E.冷热处理法

1.除鞣质利用高温破坏胶体稳定性，低温使鞣质沉淀的质法是

[答疑编号505629110101]

【正确答案】E

2.利用钙离子与鞣质结合生成水不溶物的除鞣质法是

[答疑编号505629110102]

【正确答案】D

3.利用与鞣质形成氢键的除鞣质法是

[答疑编号505629110103]

【正确答案】A

第三节蛋白质和酶

氨基酸（Amino acid）是一类既含氨基又含羧基的化合物。它们中有很多是组成蛋白质分子的基本单位，是人体必不可少而又不能自身合成的物质，故这些氨基酸被称为必需氨基酸。（必须氨基酸和非必需氨基酸）

1.性状

氨基酸为无色结晶，具较高熔点。

2.溶解性

多数氨基酸易溶于水，难溶于有机溶剂，如丙酮、乙醚、氯仿等。

3.成盐

氨基酸与强酸、强碱均能成盐，因而氨基酸既有碱性又有酸性，是一种两性化合物。同时，分子内氨基和羧基可相互作用生成内盐。

4.与茚三酮反应

α-氨基酸与水合茚三酮加热反应，产生紫色混合物。可用于鉴别氨基酸以及氨基酸的薄层色谱显色。

一、蛋白质

蛋白质和酶是生物体最基本的生命物质。蛋白质分子中的氨基酸残基由肽键连接，形成含多达几百个氨基酸残基的多肽链。酶是活性蛋白中最重要的一类，在植物体中具有水解相应苷的作用。

1.溶解性

多数蛋白质和酶溶于水，不溶于有机溶剂。蛋白质的溶解度受pH影响。

2.分子量

蛋白质和酶的溶液具有亲水胶体特性，分子量多在一万以上，高的可达一千万左右，为高分子物质，不能透过半透膜，此性质可用于提纯蛋白质。

3.两性和等电点

蛋白质分子两端有氨基和羧基，同氨基酸一样具有两性和等电点。

等电点：对于每个蛋白都存在一个pH使它的表面净电荷为零即等电点。

4.盐析和变性

蛋白质和酶在水溶液中可被高浓度的硫酸铵或氯化钠溶液盐析而沉淀，此性质是可逆的。

当蛋白质和酶被加热，或与酸、碱等作用时，则变性而失去活性，此反应不可逆。

5.水解

蛋白质在酸、碱、酶等作用下可逐步水解，最终产物为各种α-氨基酸。

6.酶解

酶具有很高的催化性及专属性。如麦芽糖酶只能水解α-苷键，而对β-苷键无作用。

7.沉淀反应

（1）与酸作用蛋白质与鞣质、三氯醋酸、苦味酸、硅钨酸等反应产生不溶性物质。

（2）与金属盐作用蛋白质与多种金属盐如氯化高汞、硫酸铜等反应产生沉淀。

8.双缩脲反应

蛋白质在碱性溶液中与稀硫酸铜溶液作用，产生红色或紫红色。

二、酶

酶是一种活性蛋白，除具有蛋白质的通性外，还具有促进中药化学成分水解的性质，如苷类。

酶的水解作用具有专属性，而这种活性酶往往与被水解成分共存于同一植物体内。这是中药化学成分研究和中药制剂生产过程中应考虑的问题。

在大多数情况下，需防止酶水解中药中欲提取的成分，为此，须使酶失去活性，如加热、加入电解质或重金属盐等均能使酶失去活性；有时则要利用酶水解的专属性，有选择地水解某种苷键。如强心灵的生产工艺流程是利用酶解，使黄夹苷甲和黄夹苷乙分子中的葡萄糖水解掉，所得次生苷的强心作用较原生苷提高5倍左右。

第四节多糖

由10个以上的单糖通过糖苷键聚合而成的化合物称为多糖，通常是由D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯糖、L-鼠李糖、D-半乳糖醛酸和D-葡萄糖醛酸等聚合而成的高分子化合物（几十至近千个单糖形成的高聚物）。

水溶性多糖：

①如淀粉、菊糖、黏液质、果胶等。（多为动、植物体内贮存营养的物质）

②如人参多糖、黄芪多糖、刺五加多糖、昆布多糖等。（植物体内的初生代谢产物，常具有多方面的生物活性）

水不溶性多糖：直链糖分子，如纤维素，甲壳素等。

第五节蜕皮激素

蜕皮激素是一类具有强蜕皮活性的物质，具有促进细胞生长的作用，能够刺激真皮细胞分裂，产生新的表皮而使昆虫蜕皮，它对人体有促进蛋白质合成的作用。

该类化合物最初在昆虫体内被发现，但1966年首次报道在植物界也有蜕皮激素的存在，许多羊齿类植物和高等植物的根和叶中含有这类化合物。例如在台湾产牛膝的根中发现羟基蜕皮甾酮和牛膝甾酮，从川牛膝根中分离得到川牛膝甾酮。

蜕皮激素的主要结构特点是甾核上带有7位双键和6-酮基，此外还有多个羟基，因而在水中溶解度较大。

这类激素的活性与A/B环为顺式即5β-有关，因为5α-的表蜕皮甾酮没有变态激素的活性。蜕皮激素对人不仅有促进蛋白质合成的作用，还有可排除体内的胆甾醇、降血脂以及抑制血糖上升等生物活性。

多项选择题

中药的酸水提取液碱化后用氯仿萃取，留在水层的物质主要有

A.蛋白质

B.可待因

C.鞣质

D.小檗碱

E.氨基酸

[答疑编号505629110104]

【正确答案】A，C，D，E

总结

学习方法：

考试技巧：

最佳选择题；配伍选择题；多项选择题。