天然产物的提取分离和结构鉴定共143页
天然产物的分离和结构表征
天然产物的分离和结构表征天然产物是指来源于植物、动物或微生物等自然界中的有机化合物，是一种丰富的有机化合物资源。
其作用广泛，从药用到工业应用，都有重要的地位。
然而，从混合物中获取有用成分并进一步进行结构表征是天然产物研究不可避免的过程。
本文将就天然产物的分离和结构表征进行讨论。
一、天然产物的分离天然产物存在于多种混合物中，因此分离是首要的任务。
传统的分离方法包括萃取、蒸馏和结晶等，但这些方法往往效率不高且操作繁琐。
而现代化学技术的应用使得天然产物的分离变得更加简单，效率也更高。
下面介绍几种常用的天然产物分离方法：1. 液-液萃取法液-液萃取法是一种在两种不同相的液体之间萃取天然产物的方法，通常使用有机溶剂和水溶液进行。
有机溶剂在水中易沉淀，从而实现分离。
此法操作简单，但当液体相间的差别不大时，此法不太适用。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是利用活性炭对一些天然产物吸附性较好的性质进行分离。
此法对硅氧烷类、鞣质类、黄酮类、核苷类等成分具有良好的选择性吸附作用，分离效果较好。
3. 薄层色谱法薄层色谱法通常是将样品涂布在硅胶薄层上，经过溶剂柱层析，溶剂从样品中流过，将物质分离成不同的色带。
此法操作简单，效率较高。
但对于具有相似极性的化合物，此法效果不佳。
以上三种方法都可以用于天然产物的分离，不同的方法适用于不同的混合物。
分离后的单一化合物中也可能存在多种异构体或同分异构体，因此需要进一步进行结构表征。
二、天然产物的结构表征天然产物的结构多种多样，因此需要寻找合适的方法进行结构表征。
本章将介绍常用的几种方法。
1. 紫外吸收光谱紫外吸收光谱是一种通过吸收紫外光的分子能级实现分子结构表征的方法。
不同化合物的吸收峰位置和强度不同，因此可以通过紫外吸收光谱进行鉴定。
此法操作简单，但对于不含吸收基团的化合物就不适用。
2. 红外光谱红外光谱法是将光能引入样品，测量样品对光谱的吸收和反射来进行分析化学的一种方法。
各种化学键的振动使得基团结构具有独特的吸收峰。
天然药物化学成分提取分离和鉴定的方法与技术(天然药物化学课件)
超声提取法
原理：利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细 胞，使溶剂进入细胞内，同时超声波的强烈振动能 传递巨大的能量。加速细胞内物质的释放，扩散和 溶解，加速有效成分的浸出，极大的提高了提取效 率。适用范围：遇热不稳定的成分的提取。
超声清洗器
提取设备
目前，超声波提取设备 已实现商业化生产,可 以满足小试、中试和大 生产的需要。右图是国 产超声波提取设备的外 形图,有多种型号。
亲水性增强
亲脂性增强
比水重的有机溶剂：氯仿 极性最大的有机溶剂：甲醇 能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇 介电常数最小的有机溶剂：石油醚
•常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分 的有机溶剂：正丁醇 •溶解范围最广的有机溶剂：乙醇
❖ 水： 极性强，穿透力大，安全、经济、易得等优点。 水提液难以保存，易霉变、不易浓缩与滤过。
所用容器一般为陶器、砂罐或 铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅 ，以免药液变色。直火加热时 最好时常搅拌，以免局部药材 受热太高，容易焦糊。
类似家中熬中药。
煎煮法
❖提取范围 ：含挥发性及遇热不稳定成分的 药材不宜用本法。
❖优缺点 ：本法简便易行，提取效率比冷浸 法高。但水溶性杂质多，水煎液易发霉。
提取技术-水蒸气蒸馏法
的防腐剂。
❖常用浸渍设备
提取方法与技术概述
总提取物
提取
原材料 （中药材）
初步分离
不同部位 （有效部位）
分离纯化
单体化合物 （有效成分）
目的化合物
结构修饰 人工合成
有效成分的基本概念
✓ 有效成分的概念 有效成分是指经药理和临床筛选具有生物活性的单体化 合物，能用结构式表示，并具一定的物理常数。
天然产物的提取和分离技术
天然产物的提取和分离技术天然产物是指存在于自然界中的各种物质，包括植物、动物、微生物等，这些物质具有丰富的化学成分，既可以用于医药、食品、化妆品等领域，也可以用作工业生产的原料。
但是，天然产物的提取和分离是一个复杂而艰难的过程，需要采用多种先进的技术手段来实现。
目前，天然产物的提取和分离主要采用有机溶剂浸提、水提、微生物发酵等方法，其原理都是利用化学或生物反应将目标化合物从原料中分离出来。
其中，有机溶剂浸提法是目前应用最广泛的技术，其步骤主要包括：选取合适的有机溶剂，将原料浸泡在溶剂中，通过搅拌或加热等方式将目标化合物从原料中萃取出来，最后通过蒸发、浓缩等方法将溶剂去除，制备得到纯净的目标化合物。
除了有机溶剂浸提法外，水提法也是一种常用的提取技术，适用于一些水溶性的物质，其步骤为：选取合适的水质和pH值，将原料加入水中进行浸泡、搅拌等处理，将目标化合物从原料中萃取出来，再通过蒸发、浓缩等方法去除水分，制备得到纯净的产品。
除了提取技术外，天然产物的分离也是一个重要的环节。
分离技术通常采用化学分离、色谱分离、电泳分离等方法，其中最常见的是色谱分离技术。
色谱分离技术是利用不同化学性质的化合物在柱上流动过程中的差异性，将它们进行分离的一种方法。
常用的色谱分离方法有：薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱等。
这些分离技术都具有分离效率高、准确度高、可控性好等优点，因此在天然产物的提取和分离中具有重要作用。
当然，天然产物的提取和分离技术并不是一成不变的，科技的进步和创新不断地推动着这项技术的发展。
如今，一些新兴的提取和分离技术也开始得到广泛应用，如超临界流体提取、离子液体萃取、固相萃取等技术。
这些新技术的出现不仅提高了天然产物的提取效率和质量，同时也有益于推动相关产业的发展。
总的来说，天然产物的提取和分离技术是一项重要的科学技术，并且在很大程度上影响到了人类的生产生活和健康。
无论是传统的提取和分离技术，还是新兴的技术手段，都需要经过不断的改进和完善，以满足人类对天然产物的需求。
第二章 天然产物的提取分离
适于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被 破坏的有效成分结构的提取。如挥发油、小分 子生物碱、酚气蒸馏装置，包括水蒸气发生器、 蒸馏、冷凝和接受器四个部分。
磨口玻璃装置
水蒸气蒸馏的方法分为直接法和间接法两种。
直接法
在实验上较为方便，常用于微量实验。操作 时将盛有被蒸馏物的烧瓶中加入适量蒸馏水，加 热至沸以便产生蒸气，水蒸气与被蒸馏物一起蒸 出。对于挥发性液体和数量较少的物料，此法非 常适用。
• （1）分子结构中亲水性基团（羧基、羟 基、氨基）越多，极性越大，亲水性越 强，反之则亲脂性越强。
• （2）分子中非极性部分越大，碳链越长 或结构越大，则亲脂性越强。
• （3）结构母核相同的成分，分子中功能 基的极性越大，或极性功能基数量越多， 则整个分子的极性越大，亲水性越强， 亲脂性越弱。
• 5、溶剂的选择
包括浸润、解吸和扩散三个阶段。
浸润：渗透阶段 溶剂通过细胞壁渗透到细胞中。
解吸：溶解阶段 细胞内容物与细胞组织之间有亲和 力，溶剂破除这种亲和力。
扩散：置换阶段 利用细胞内的渗透力产生的压差而抽
提出来，用溶剂占领内容物的位置而将内 容物置换出来。
扩散过程表达式： ds: 在dt时间内的扩散量
dsDFdcdt dt: 扩散时间 dx dc
浓度差
dx
F：扩散面积，以粉碎度表示
D： 扩散系数 D RT 1
N 6r
(2) 亲水性有机溶剂：以乙醇最常用。 以水或稀醇反复提取，适于遇热易破坏或挥发性成分及含淀粉、粘液质较多的材料。
• 2、选择溶剂的要点 必须控制加热速度，使蒸气能全部在冷凝管中冷凝下来。
洗脱分阶段洗脱和梯度洗脱 高浓度提取亲脂性成分，低浓度提取亲水性成分。
天然产物分离纯化与结构鉴定
天然产物分离纯化与结构鉴定天然产物是指来源于动、植物等自然界的物质，具有复杂的结构和多样的生物活性。
在天然产物研究中，分离纯化和结构鉴定是至关重要的步骤。
本文将详细讨论天然产物分离纯化与结构鉴定的方法和技术。
天然产物分离纯化是指从复杂的混合物中分离出目标化合物的过程。
由于天然产物的复杂性和多成分性，分离纯化是一个繁琐且具有挑战性的过程。
在进行分离纯化之前，首先需要对天然产物样品进行初步提取，通常使用有机溶剂如乙酸乙酯、甲醇等进行提取。
接下来，通过一系列的分离技术，如柱色谱、层析等，将混合物中的杂质逐步去除，最终获得纯净的目标化合物。
柱色谱是天然产物分离纯化中常用的方法之一。
它基于目标化合物在不同的固定相材料上的亲、疏水性的差异进行分离。
常见的柱色谱包括正相柱色谱、反相柱色谱和离子交换柱色谱等。
正相柱色谱适用于亲水性化合物的分离，而反相柱色谱适用于疏水性化合物的分离。
离子交换柱色谱则适用于带电离子的分离。
通过调整使用的溶剂体系和流动相条件，可以实现目标化合物的有效分离纯化。
除了柱色谱外，层析也是常用的分离纯化方法之一。
层析分离是基于目标化合物在静态相和动态相之间的分配行为进行的。
其中，薄层层析和凝胶层析是比较常见的方法。
薄层层析使用薄层硅胶或薄层氧化铝作为固定相，通过与流动相的相互作用，实现目标化合物的有效分离。
凝胶层析则使用凝胶材料，如聚丙烯酰胺凝胶，通过分子尺寸和空隙的差异实现分离。
分离纯化得到的目标化合物需要进行结构鉴定。
在天然产物的结构鉴定中，核磁共振（NMR）技术是一种重要的手段。
核磁共振通过对原子核在磁场中的行为进行探测，提供了丰富的结构信息。
常用的核磁共振技术包括质子核磁共振（^1H-NMR）、碳核磁共振（^13C-NMR）等。
通过获取样品在核磁共振谱图中的峰位信息和耦合常数信息，可以确定化合物的结构。
除了核磁共振外，质谱技术也是天然产物结构鉴定的重要手段。
质谱技术可以提供化合物的分子质量和碎片信息，通过与数据库进行比对，可以确定化合物的结构。
天然产物的提取分离鉴定方法总结共105页文档
2.生物合成 (biosynthesis) 一次代谢产物 (primary metabolites)
植物机体生命活动不可缺少的物质如蛋白质，脂质，核 酸等称为一次代谢产物.
二次代谢产物 (secondary metabolites)
对植物机体生命活动不起重要作用，且并非所有植物均 有的物质如生物碱，香豆素，黄酮，蒽醌等称为二次代谢产 物。 主要生合成途径
先氧化成羟基，然后再脱水形成双键。
2.1.2 酚类 (phenols)
COOH
CH3-CO-SCoA + 3 CH2-CO-SCoA
CH3-CO-CH2-CO-CH2-COCH2-CO----EnZ
O COEnZ
O
O CH3
O
O
EnZ
CH3 OO
OEnZ
O
(聚酮类 polyketide)
O
CH3
CH3 N
OH
O OH
吗啡 （morphine) 止痛，成瘾，耐药性， 呕吐，便秘
MeO
NN
HH
H
H
MeOOC
OOC
OMe
OMe OMe OMe
利血平 (reserpine) 降压药
分离 1804-1806年 确定结构 1925年 全合成 1952年 共用了 150年
分离 1952年 确定结构 1956年 共用了 4年
天然产物的提取分离鉴定方法总结
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
天然产物的分离和鉴定
天然产物的分离和鉴定在化学和制药学领域中起着极为重要的作用。
由于天然产物的源头往往是进化悠久的植物和动物，因此它们往往具有复杂的结构和潜在的生物活性。
这使得对它们的分离和鉴定变得尤为重要。
本文将介绍一些关键技术和方法，用于从天然产物中分离生物活性化合物，并鉴定它们的结构和成分。
一、溶剂提取法首先，最简单的从天然产物中分离生物活性化合物的方法是使用溶剂提取法。
此方法使用不同极性的溶剂，如水、乙醇和丙酮等来溶解天然产物中的成分，并将挥发性化合物蒸发。
这样可以通过分馏或其它手段从复杂的混合物中，分离和提取出目标化合物。
二、色谱技术另外，色谱技术也是分离和鉴定天然产物中化合物的一种常用技术。
在此方法中，将混合物通过某种介质，如凝胶、高分子或硅胶柱中，将其分离为分子大小和化学性质相似的组分。
色谱技术还可以用于分离和提取天然产物中的种类众多的生物碱、植物雌激素和其他天然活性成分等。
三、质谱技术分离出的天然产物成分如何进一步鉴定？这时，质谱技术就可以发挥作用了。
通过质谱技术，可以确定化合物的分子量、碎片和形成原因，以及分离物在质谱库中所对应的化学结构。
在质谱技术中，有一种叫做电喷雾离子化（ESI）技术的方法，它能够使溶液中的化合物转化为电离物质，并以此以便进行进一步分析、检测和识别。
四、核磁共振（NMR）技术除了质谱技术外，核磁共振（NMR）技术也是用于分离和鉴定化合物的重要工具。
在NMR技术中，磁共振波谱是采用谱线记录下来的，而谱线的位置和强度可以对应原子核所处的化学环境，以及化学键的类型、长度和数目。
这种技术能够使得化合物的分子结构及其相互作用研究得到全面和深入的展开。
五、成像质谱技术在成像质谱技术中，将质谱和显微镜技术结合，以对样品进行视觉和化学分析。
此技术是通过将分子的激发状态由注射的波形所产生的离子映像化来确定样品中化合物的相对位置和分布。
这种方法有望在脑科学、毒理学和催化剂发现等领域发挥重要作用。