天然药物化学提取分离总结
天然药物化学重点知识总结
第一章总论天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科;其研究内容包括各类天然药物的化学成分主要是生理活性成分或药效成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等;一.中草药有效成分的提取从药材中提取天然活性成分的方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法及升华法等;●溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据“相似相容”原理进行的,通过选择适当溶剂将中药中的化学成分从药材中提取出来的一种方法;考试时请这样回答哦常用溶剂极性有弱到强排列：石油醚＜环己烷＜苯＜乙醚＜氯仿＜醋酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水丙酮,乙醇,甲醇能够和水任意比例混合;常用溶剂的性质：亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂、水一般情况下,分子较小,结构中极性基团较多的物质亲水性较强;而分子较大,结构上极性基团少的物质则亲脂性较强;●天然药物中各类成分的极性·多糖、氨基酸等成分极性较大,易溶于水及含水醇中；·鞣质是多羟基衍生物,列为亲水性化合物；·苷类的分子中结合有糖分子,羟基数目多,能表现强亲水性；·生物碱盐,能够离子化,加大了极性,就变成了亲水性化合物；·萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小,易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中；·油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性成分,易溶于石油醚等强亲脂性溶剂中总之,天然化合物在溶剂中的溶解遵循“相似相溶”规律;即极性化合物易溶于极性溶剂,非极性化合物易溶于非极性溶剂,分子量太大的化合物往往不溶于任何溶剂;溶剂提取法的关键是选择适宜的溶剂选择溶剂依据:根据溶剂的极性和被提取成分及其共存杂质的性质,决定选择何种溶剂各溶剂法分类见天然药物化学辅导教材P5三水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏,与水不发生反应,且难溶或不溶于水的成分的提取;天然药物中的挥发油、某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚性物质如牡丹酚等的提取可采用水蒸气蒸馏法;四升华法某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在低于其熔点的温度下,不经过熔化就可直接转化为蒸气,蒸气遇冷后又凝结成固体称为升华;天然药物中有一些成分具有升华性质,能利用升华法直接中药材中提取出来;但天然药物成分一般可升华的很少;果蔬脱水新技术实质上升华脱水法;五超临界二氧化碳流体萃取法了解部分,见天然药物化学辅导教材P6三、中草药有效成分的分离与精制一根据物质溶解度不同进行分离1. 原理: 相似相溶2. 方法: 结晶法、试剂沉淀法、酸碱沉淀法、铅盐沉淀法、盐析法二根据物质分配系数的不同进行分离K = CU / CLCU：上相,CL：下相,K值与萃取次数成反比,即K值越大,萃取次数越少,反之越多;⑴分配系数K值与萃取次数的关系原理: 利用物质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不同达到分离 ;分配系数K值:一种溶质在两相溶剂中的分配比;K值在一定的温度和压力下为一常数;⑵分离因子β值与分离难易的关系分离因子β：两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值;b = KA / KB KA>KBb值越大,越易分离； b =1时,无法分离;⑶酸碱度pH值对分配比的影响溶剂系统PH的变化影响酸性、碱性、及两性有机化合物的存在状态游离型或离解型,从而影响在溶剂系统中的分配比;游离型------极性小的溶剂；离解型-------极性大的溶剂◆PH<3,酸性物质多呈游离型HA、碱性物质则呈离解型BH+；◆ PH>12,酸性物质呈离解型A－、碱性物质以游离型B存在;纸色谱法 PC以滤纸纤维为惰性载体的平面色谱支持剂：纤维素滤纸固定相：纤维素上吸附的水20-25%展开剂：与水不相混溶的有机溶剂或水饱和的有机溶剂Rf值： A、物质极性大, Rf值小； B、物质极性小, Rf值大;应用：适合于分离亲水性较强的物质;液-液分配柱色谱法固定相主要为化学键合柱色谱：将吸附固定液的载体装入色谱管中进行分离和检测混合物成分的色谱法;按是否加压分：常压柱色谱、加压柱色谱按相极性分：正相色谱、反相色谱载体：硅胶含水17%以上、硅藻土及纤维素等●正相色谱：固定相＞流动相极性固定相：水、缓冲溶液流动相：氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂洗脱顺序：极性小的化合物先出柱,极性大的化合物后出柱应用：适用于水溶性或极性较大的化合物,如生物碱、苷、糖类、有机酸等;●反相色谱：固定相＜流动相极性固定相：石蜡油,化学键合相如十八烷基硅胶键合相流动相：水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂洗脱顺序：极性大化合物,先出柱；极性小化合物,后出柱;应用：适合于脂溶性成分,如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等;（三）..根据物质吸附性差别进行分离吸附色谱法利用同一吸附剂对混合物中各成分吸附能力的不同而达到分离的色谱方法;吸附类型：1.物理吸附溶液分子与吸附剂表面分子的分子间作用力：硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂的吸附;相似者易吸附2.化学吸附：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附,生物碱被酸性硅胶吸附等;3.半化学吸附：如聚酰胺与黄酮类、蒽醌类等化合物之间的氢键吸附;介于物理吸附与化学吸附之间;固-液吸附柱色谱将待分离混合物样品加在装有吸附剂的柱子中,再加适当的溶剂洗脱剂冲洗,由于吸附剂对各组分吸附能力不同,各组分在柱中向下移动的速度不同,吸附力最弱的组分随溶剂首先流出,通过分段定量收集洗脱液而使各组分得到分离;固-液吸附三要素：吸附剂、溶质、溶剂●吸附剂的种类及特点 1.极性吸附剂氧化铝、硅胶特点：a.对极性强的物质吸附能力强;b.溶剂极性减弱,则吸附剂对溶质的吸附能力增强；反之,则减弱;c.溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,一旦加入极性较强的溶剂时,又可被置换洗脱下来;为避免化学吸附,酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离;通常在分离酸性或碱性物质时,洗脱溶剂中常加入适量的醋酸或氨、吡啶、二乙胺,以防止拖尾,改善分离效果;●非极性吸附剂活性炭特点：活性炭因为是非极性吸附剂,对非极性物质具有较强的亲和能力;在水中对溶质表现出强的吸附能力,溶剂极性降低,则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低;故从活性炭上洗脱被吸附物质时,洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强;当用活性炭作吸附剂进行层析时,下列洗脱剂的洗脱能力由小列大为：水、l0％、20％、30％、50%、75％、95％的乙醇;聚酰胺吸附色谱法通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基,或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附;●吸附强弱规律含水溶剂中a.形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强;形成氢键的能力与溶剂有关,一般在水中形成氢键的能力最强,在有机溶剂中较弱,在碱性溶液中最弱;c.分子中芳香化程度越高,则吸附性能越强;b.易形成分子内氢键的化合物,其吸附性能减弱;在聚酰胺柱色谱分离时,通常用水装柱,样品也尽可能作成水溶液上柱以利聚酰胺对溶质的充分吸附,形成较窄的原始谱带;随后用不同浓度的含水醇洗脱,并不断提高醇的浓度,逐步增强从柱上洗脱物质的能力;甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素水溶液因分子中均有酰胺基,作为第三者可以同时与聚酰胺及酚类等化合物形成氢键缔合,故有很强的洗脱能力;此外,水溶液中加入碱或酸均可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合,也有较强的洗脱能力;●各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强排序为：水→甲醇→丙酮→氢氧化钠水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液●应用 a.特别适合于酚类、醌类、黄酮类化合物的制备和分离;b.对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离也有着广泛应用;c.用于提取物的脱鞣质处理大孔吸附树脂的吸附由于吸附性和分子筛原理,有机化合物吸附力的不同及分子量的不同,在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开; ①吸附性-----范德华引力或产生氢键的结果;②分子筛------本身多孔性结构所决定; 大孔吸附树脂：分为极性和非极性●影响因素：a.一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附,极性化合物易被极性树脂吸附;糖是极性的水溶性化合物,与D型非极性树脂吸附作用很弱,据此经常用大孔吸附树脂将中药的化学成分和糖分离;b.物质在溶剂中的溶解度大,树脂对此物质的吸附力就小,反之就大;c.分子量小、极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强；反之,与极性大孔吸附树脂吸附作用强;d.能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易吸附;●洗脱液的选择：最常用的水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯对非极性大孔树脂：洗脱液极性越小,洗脱能力越强；对极性大孔树脂：洗脱液极性越大,洗脱能力越强;●应用广泛应用于天然化合物如苷与糖类的分离、生物碱精制;主要用于水溶性大分子化合物的分离和精制：如多糖、蛋白质、多肽类化合物分离;四根据物质分子大小差别进行分离凝胶色谱法：将含有大小不同分子的混合物样品液,通过多孔性凝胶固定相,用洗脱剂将分子量由大到小的化合物先后洗脱的一种分离方法;五根据物质解离程度不同进行分离天然有机化合物中,具有酸性、碱性及两性基团的分子,在水中多呈离解状态,据此可用离子交换法或电泳技术进行分离;以下仅简单介绍离子交换法;●.原理：是以离子交换树脂作为固定相,用水或含水溶剂为流动相;当流动相流过交换柱时,溶液中的中性分子及不与离子交换树脂交换基团发生交换的化合物将通过柱子从柱底流出,而具有可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上,随后改变条件,并用适当溶剂从柱上洗脱下来,即可实现物质分离;●结构及性质：离子交换树脂外观均为球形颗粒,不溶于水,但可在水中膨胀;●吸附规律：阳离子交换树脂——分离碱性成分；阴离子交换树脂——分离酸性成分●.应用：主要用于能产生离子型的成分如氨基酸、肽类、生物碱、有机酸、酚类等;四、结构研究法结构测定常用的波谱分析紫外-可见吸收光谱uv凡具有不饱和键的化合物,特别是存在共扼不饱和键的化合物,在紫外-可见光谱200－700 nm中有特征吸收峰,所以紫外光谱适用于鉴定不饱和键的有无,或用以推测这些不饱和键是否共扼; 红外光谱 IR红外光谱能充分反映官能团与波长的关系,所以对确定未知物的结构非常有用; 常见官能团伸缩振动区：①O-H、N-H 3750－3000 cm-1 ②C-H 3300－2700 cm-1③C≡C2400－2100 cm-1 ④C=O 1900－1650 cm-1 ⑤C=C 1690－1600 cm-1质谱 MS就是化合物分子经电子流冲击或用其他手段打掉一个电子后,形成正电离子,在电场和磁场的作用下,按质量大小排列而成的图谱;用质谱测定有机分子的分子量;核磁共振谱NMR1H–NMR和13C-NMR能提供分子中有关氢及碳原子的类型、数目、互相连接方式、周围化学环境以及构型、构象等结构信息;●氢谱H—NMR1H –NMR通过测定化学位移δ、质子数以及裂分情况重峰数及偶合常数J可以得出分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的信息;①化学位移：在有机化合物中虽同为氢核,如果它们所处的化学环境不同,则它们共振时所吸收的能量就稍有不同,在波谱上就显示出共振峰位置的移动;这种因化学环境变化引起的共振谱线的位移称为化学位移,用符号δ表示;②质子数：根据氢谱的上峰的积分面积并结合已知的分子式求得每个信号所相当的氢的个数,现在1H–NMR 可以直接给出每个信号代表的质子的个数,并可以直接获得分子中总的质子数;③信号的裂分及偶合常数J：磁不等同的两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生裂分,而出现ssinglet,单峰、ddoublet,双峰、ttriplet,三重峰、uartet,四重峰、mmultiplet,多重峰等;峰裂分数：n+1规律④裂分间的距离称为偶合常数J,单位Hz;其大小取决于间隔键的距离;间隔的键数越少,则J的绝对值越大；反之,越小;按间隔键的多少可分为偕偶J2 、邻偶J3及远程偶合J远 ;※一般相互偶合的两个或两组1H核信号其偶合常数相等Jab=Jba;课后作业一、名词解释1.天然药物化学：是指运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科;其学习内容包括天然药物化学的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离以及主要类型化学成分的结构鉴定等等;2.有效成分：是指具有生理活性有药效、能治病的成分; 有效部位：是指具有一种主要有效成分或组成相似的有效成分的部位;无效成分：没有生理活性、没有药效、不能治病的成分4.溶剂提取法、系统溶剂提取法略第二章糖和苷概述糖是多羟基醛或酮类化合物及其聚合物；苷的共性是糖和苷键;第一节单糖的立体化学一、单糖结构式的表示方法：优势构象式、Haworth、FischerFischer投影式⑴主碳链上下排列,取代基左右排列;⑵羰基一端在上方;⑶主碳链上下两端价键和所结合的基团指向纸面后方,水平方向的价键和与之相结合的基团指向纸面前方;※因此,Fischer投影式只能在纸面上转动n180n=1,2,3…或转n90°,而不能使之翻转二、单糖的氧环各种糖之间的转化三、单糖的绝对构型Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH,OH向右———D型； OH向左———L型;Haworth投影式：看不对称C-R的朝向旋转R面上———D型； R面下———L型;四、单糖的端基差向异构单糖成环后形成了一个新的手性碳原子,该碳原子为端基碳,形成一对异构体为端基差向异构体,有α、β两种构型;Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH与C1-OH关系同侧——α型异侧——β型;Haworth投影式：看距羰基最远不对称C-R与C1-OH关系旋转异侧———α型；同侧———β型;五、单糖的构象呋喃糖的五元氧环基本为一平面;吡喃糖的六元氧环有船式和椅式两种构象,以椅式C为主;根据C椅式的存在形式又可分为C1式和1C式;直立键和平伏键的具体写法：①在C1式中位于C4、C2面上和C1、C3、 C5面下的基团为竖键;②平伏键e键与环上的键隔键平行; ③横键或竖键在环的面上面下交替排列;·α-L、β-D ,C1式 ,C1-OH在e键平伏键·α-D、β-L ,C1式 ,C1-OH在a键直立键第二节糖和苷的分类糖类物质根据其能否水解和分子量的大小分为单糖、低聚糖、多糖一.单糖类天然单糖以五碳糖、六碳糖最多,多数在生物体内呈结合状态,只有葡萄糖、果糖等少数以单糖存在;结构见课本p57二.低聚糖由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖;·按单糖个数可以分为二糖、三糖等·按是否具有还原性分为还原糖和非还原糖·具有游离醛基或通基的糖为还原糖;如果二糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合而成的聚糖没有还原性,为非还原糖;三、多聚糖由十个以上的单糖通过苷键连接而成的糖;①植物多糖：淀粉、纤维素、果聚糖、半纤维素、树胶、粘液质②动物多糖：糖原、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸四、苷类苷是由糖及其衍生物的半缩醛或半缩酮的羟基与非糖物质苷元脱水形成的一类化合物;新生成的化学键即位苷键;知道各类特点即可第三节糖和苷的性质一、糖和苷的物理性质●溶解性糖：小分子极性大,水溶性好,随着聚合度增高,水溶性下降;多糖难溶于冷水,或溶于热水成胶体溶液,难溶于高浓度的乙醇;单糖极性 > 双糖极性 ;①苷——亲水性其大小与连接糖的数目、性质有关;※ C-苷在水或有机溶剂中的溶解度都较小;②苷元——为亲脂性; 可溶于乙醚、氯仿等有机溶剂中;●味觉①单糖～低聚糖——甜味; ②多糖——无甜味;随着糖的聚合度增高,则甜味减小;③苷类——苦人参皂苷、甜甜菊苷等;●旋光性:数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个;利用旋光性→测定苷键构型※糖有旋光性;天然存在的单糖左旋、右旋的均有,但以右旋的较多;※苷类具有旋光性,天然苷类多呈左旋;苷类水解后,由于生成的糖常是右旋的,因而使混合物呈右旋;二、糖和苷的化学性质●氧化反应：单糖分子中有醛酮、伯醇、仲醇和邻二醇等结构①其易氧化程度为：醛酮基＞伯醇基＞仲醇基 . ②反应速度：顺式＞反式因顺式易形成环式中间体.③对固定在环的异边并无扭曲余地的邻二醇羟基不反应;④.反应在水溶液中进行或含水溶液;⑤反应定量进行;●糠醛酚醛缩合反应；也叫Molish反应-----是糖的检识反应,也是苷类的检识反应;现象：界面处紫色环; ※碳苷和糖醛酸与Molish试剂往往不反应;第四节苷键的裂解1、按裂解的程度可分：全裂解和部分裂解；2、按所用的方法可分：均相水解和双相水解；3、按照所用催化剂的不同可分：酸催化水解、碱催化水解、酶解、过碘酸裂解、乙酰解等;●酸催化水解：阳碳离子酸水解难易程度规律有利于苷键原子质子化和中间体形成的因素均有利于水解;①按苷键原子的不同,苷类水解从易到难的顺序为：N-苷＞ O-苷＞ S-苷＞ C-苷;注意：N碱性最强,最易质子化,所以N-苷最易水解;②N-苷的N原子在酰氨及嘧啶环上,很难水解由于受到强的吸电子效应,碱性几乎消失;③酚苷及烯醇苷比其它醇苷易水解;如苯酚苷因苷元部分有供电结构;④.2,6-二去氧糖苷＞2-去氧糖苷＞6-去氧糖苷＞2-羟基糖苷＞2-氨基糖苷由于氨基、羟基均可与苷键原子争夺质子⑤呋喃糖苷＞吡喃糖苷因五元呋喃环中各取代基处在重叠位置,水解时形成中间体使张力减小;酮糖多为呋喃糖结构,醛糖多为毗喃糖结构,故酮糖苷较醛糖苷易水解;⑥.在吡喃糖苷中由于C5-R会对质子进攻苷键造成一定的位阻,故R愈大,则愈难水解;五碳糖苷＞甲基五碳糖苷＞六碳糖苷＞七碳糖苷＞糖醛酸苷⑦当苷元为小基团——横键的苷键比竖键易水解,横键上原子易于质子化当苷元为大基团——苷键竖键比横键易水解;苷的不稳定性促使其水解●碱催化水解通常苷键对碱稳定,但某些特殊的苷如：酯苷、酚苷、与羰基共轭烯醇苷——易被碱水解●酶催化水解反应反应条件温和、专属性高、能够获得原苷元常用的苷键水解酶：杏仁苷酶—水解—β-六碳醛糖苷键纤维素酶—水解—β-D-葡萄糖苷键麦芽糖酶—水解—α-D-葡萄糖苷键转化糖酶—水解—β-果糖苷键●过碘酸裂解反应Smith降解法·特点：反应条件温和、易得到原苷元；可通过产物推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小;·适用范围：苷元不稳定的苷和碳苷得到连有一个醛基的苷元,不适合苷元上有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷;·所用试剂为：NaIO4、NaBH4·产物：多元醇、羟基乙醛、苷元·碳苷是很难用酸催化水解的,而用Smith裂解获得连有一个醛基的苷元;第五节糖及苷的提取分离一、提取▲糖苷类具多羟基,极性较大,易溶于水,难溶于低极性有机溶剂,但苷类化合物的溶解度则因苷元性质不同而有较大差异;▲糖的提取方法：根据它们对水和醇的溶解度不同而采用不同的方法;如单糖包括小分子低聚糖可用水或50 ％醇提取；多糖根据可溶于热水,而不溶于醇的性质提取;依据：①多糖溶于热水中,采用水煎煮法提取;②多糖不溶于醇,采用逐步提高醇的浓度、使多糖分级在醇中析出,以达到纯化和分离;▲苷类提取常用的方法：※若提取的是原生苷,需抑制或破坏酶的活性,采用热乙醇或沸水提取；※若提取次生苷可用酶解方法,酶解后用适当浓度醇或乙酸乙酯提取；※若提取苷元可先酸水解或酶解,再用低极性有机溶剂乙醚或氯仿提取;抑制或破坏酶活性的方法：①在中药中加入一定量的碳酸钙②采用甲醇、乙醇或沸水提取③在提取过程中还须尽量勿与酸和碱接触;否则,得到的不是原生苷,而是已水解失去一部分糖的次生苷,甚至是苷元;二、分离●活性炭柱层析：活性碳为非极性吸附剂,吸附量大、分离率高;对于糖的吸附力：多糖 > 低聚糖 > 单糖方法以活性碳装柱→上样→水洗脱单糖→递增浓度乙醇洗脱二糖、三糖、低聚糖、直至总苷被依次洗脱;●凝胶柱层析：利用分子筛原理;对于不同聚合度的糖类及其水溶性成分的分离特别有效,方法快速、简单、条件温和;洗脱顺序：随分子量由大及小依次流出;●离子交换柱色谱①除去水提液中的酸、碱性成分和无机离子;②制成硼酸络合物——强碱性阴离子交换树脂不同浓度的硼酸盐洗脱●季铵盐沉淀法●.分级沉淀法●蛋白质去除法三、糖和苷的检识利用糖的还原性和糖的脱水反应所产生的颜色变化、沉淀生成等现象来进行理化检识,利用纸色谱和薄层色谱进行色谱检识;●理化检识①.Molish反应:检识糖或苷类化合物;若在两液面间有紫色环产生,则含有糖或苷类化合物;②.Fehling试剂反应：检验还原糖存在;③.Tollen反应：检验还原糖存在;●色谱检识★纸色谱 PC ★薄层色谱 TLC比较下列成分苷元相同Rf值的大小：苷元＜单糖苷＜双糖苷特点：增加糖在固定相中溶解度,使硅胶吸附能力下降,利于斑点集中,可增加样品载样量;显色剂：除纸层析外,还有—硫酸/乙醇液、茴香醛-硫酸试剂、苯胺-二苯胺磷酸试剂;思考：1．写出Smith裂解反应的反应式;2．写出D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、芸香糖的结构式;3．苷键具有什么性质,常用哪些方法裂解苷类的酸催化水解与哪些因素有关水解难易有什么规律4．苷键的酶催化水解有什么特点;第三章苯丙素类概述：苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分;第一节苯丙酸类结构特点： C6-C3结构,具有酚羟基取代的芳香羧酸;熟悉常见苯丙酸类型结构：对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸;第二节香豆素类是顺邻羟基桂皮酸的内酯,具有芳香气味;其基本骨架为苯骈α-吡喃酮,7-位常有羟基或醚基;部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在,酶解后苷元邻羟基桂皮酸立即内酯化而成香豆素;一、香豆素的结构类型●简单香豆素类七叶内酯只在苯环上有取代的香豆素类;取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等;多数在7位上有含氧官能团的存在；异戊烯氧基除直接在O上外,在6和8位出现多电负性高●呋喃香豆素类---环合时脱去3个C 苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环 ;①线型6 ,7呋喃骈香豆素型：C6-异戊烯基和C7-OH环合补骨脂内酯。
天然药物化学实验报告
天然药物化学实验报告实验报告：天然药物化学实验摘要：本实验采用天然药物提取法，以姜黄素为目标化合物，通过溶剂提取、分离纯化和结构鉴定等步骤，成功地从姜黄中提取出姜黄素。
利用紫外-可见光谱法对姜黄素进行了定性和定量分析，并对其结构进行了确认。
实验结果表明，本实验方法可用于姜黄素的提取和纯化。
引言：天然药物在中药领域有长久的历史，并且越来越被广泛应用于药物研究和治疗中。
本实验旨在利用化学方法从天然药物中提取目标化合物，以姜黄素为例进行研究。
姜黄素是姜黄根茎中的有效成分，具有抗氧化、抗炎和抗癌等多种生物活性。
实验材料与仪器：1.实验材料：鲜姜黄，无水乙醇，乙酸，氯仿，丙酮等。
2.实验仪器：电子天平，恒温槽，高速离心机，紫外可见分光光度计等。
实验步骤：1.预处理姜黄样品：将鲜姜黄切碎并研磨成细粉，加入无水乙醇溶液中，将其置于40℃的恒温槽中提取一段时间。
2.溶剂提取：将提取液过滤，所得过滤液用氯仿萃取，重复该步骤两次，所得的有机相合并，并经旋转蒸发机蒸发浓缩。
3.分离纯化：将提取液溶解在正己烷中，通过硅胶柱层析法进行分离纯化。
首先用正己烷进行洗脱，之后用氯仿-甲醇（20:1）溶液进行洗脱。
4.结构鉴定：通过紫外-可见光谱法进行姜黄素的定性和定量分析，利用相对滴定法测定含量，并与标准品对照鉴定。
实验结果：1.提取纯化：通过溶剂提取和硅胶柱层析法，成功地从姜黄中提取出纯化的姜黄素。
提取纯化过程中，利用纸色谱法监测样品的纯化情况。
2.结构鉴定：利用紫外-可见光谱法对姜黄素进行了定性和定量分析。
通过比对标准品和实验样品的吸收峰位置和峰高，确认了所提取的化合物为姜黄素。
讨论与结论：本实验通过天然药物提取法和硅胶柱层析法成功地从姜黄中提取纯化了姜黄素，并进行了结构鉴定。
实验结果显示，本实验方法可用于姜黄素的提取和纯化，并通过紫外-可见光谱法对姜黄素进行了定性和定量分析。
本实验为天然药物的提取和纯化研究提供了一种有效的方法，对于深入研究姜黄素的药理作用和临床应用具有重要意义。
天然药物化学提取分离总结
天然药物化学提取分离总结第一章总论提取分离的基础，必须看PPT。
第二章糖和苷红色字体为PPT上的标注。
蓝色字体为根据总论得出。
得到原生苷方法：采集原料时速加热干燥或冷冻保存然后热水提取或者醇提取（抑制酶解）得到次生苷、苷元方法：水提取，让酶水解糖苷，而且降低极性，便于分离（皂苷、强心苷）PPT例子：【一】溶剂抽提法（溶解度）目的：1、去杂质（多为油脂类）2、分离苷元、单糖苷或少糖苷、“多糖”苷。
流程：【二】溶剂沉淀法（溶解度）目的：分离多糖（分量子不同且溶解性不同的各类多糖）【三】水提醇沉法（乙醇分级沉淀）多糖中常有蛋白质杂质【四】季铵氢氧化物沉淀法（碱试剂沉淀法）目的：分离酸性、中性多糖【五】离子交换法（解离度）目的：1、去杂质（可解离杂质：酸碱盐）2、分离糖类【六】凝胶层析法（分子量）目的：1、去杂质，无机盐及小分子化合物（进入凝胶内部）2、分离糖、苷第三章苯丙素类【一】苯丙酸的提取：根据苯丙酸类成分的极性和溶解性，采用有机溶剂或水提取分离：苯丙酸类及其衍生物大多具有一定水溶性，常与其它一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，采用大孔树脂、聚酰胺、硅胶等分离【二】香豆素类的提取1、系统溶剂提取法：一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，回收溶剂的浸膏，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次萃取，分成极性不同的部位。
例：2、水蒸气法蒸馏法：某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。
3、碱溶酸沉法：原理：1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。
2.香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。
注意以下几点：1.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。
2.对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。
【三】木脂素的提取1. 提取:多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。
第二章 天然药物化学成分提取分离(总结) ppt课件
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（2）温度 通常在加温的情况下，溶解过滤，除 杂，浓缩，放冷。最合适的结晶温度 5~10度。 （３）时间 一般3~5天或更长时间。 （４）浓度 一般是多一些溶剂，放置使其慢慢 挥发到合适的浓度。 （5）杂质少，易结晶 （6）有效成分的含量高，易结晶。 （7）晶种
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沉淀法
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(2)萃取技术 实验室里常用分液漏斗萃取,工业生产用密闭萃取罐进行。 一般采用少量多次的办法提高萃取效率。需要注意的是 防止乳化。 （二）根据溶解度的差别进行分离 结晶与重结晶 利用混合物中各成分在溶剂中溶解度随温度变化 不同而达到分离目的的方法。 将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操 作称为结晶；从不纯的结晶经过精制处理得到较 纯的结晶过程称为重结晶。
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1、具体操作：将适当的溶剂加热至近沸点后，投入需 纯化的晶体，使其溶解并成为热饱和溶液，趁热过滤 （常压，减压）去除不溶性杂质，滤液冷却后，即析出 晶体。
2、结晶条件 （1）溶剂的选择：选择合适的溶剂对结晶的形成是关 键。选择溶剂依据“相似相溶”原理。对所需成分的溶 解度随温度不同而有显著差别，应对欲分离的成分热时 溶解度大，冷时溶解度小，而对杂质则冷热溶解度一致。 同时不发生化学反应。 合适的溶剂沸点应在30~150度之间。 无毒或毒性很小，便于操作。常用溶剂甲、乙醇、丙酮、 乙酸乙酯、氯仿、石油醚等。
应用： 分离酚类、黄酮类、脱鞣质。
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4、凝胶色谱法
分离原理 葡聚糖凝胶吸水后，形成凝胶粒子，在交链键的骨架中存在着 许多网眼，网眼大可使大分子量的化合物进入，网眼小则只能 使小分子量的化合物进入。超过一定限度的大分子物质，就被 排阻在凝胶颗粒的外部难以进入网眼内部，则大分子物质首先 被洗出。
天然药物化学：03-天然药物的提取分离方法
❖ 对于任何粗提取物进行最初分段时，建议不要分得 过细，以避免目标成分过于分散并造成每段中浓度 过低难以检测
❖ 实际工作中常将粗提取物分离成几个相对较粗的 大段，然后迅速集中精力于那些含有目标成分的 段
❖ 对于较细致的分段分离，通常采用在线检测技 术，如紫外检测器指导分段操作，也可以采用 现代制备或半制备高效液相色谱技术
三、分离纯化
事先了解或掌握存在于粗提取物或分段中的目标 化合物的性质，有助于确定分离步骤
物质性质包括溶解性（疏水性或亲水性）、酸碱 性、带电性质、稳定性和分子大小
天然药物分离的色谱技术可以大致分为两类
4. 加压溶剂提取法
加压溶剂提取法，也称“加速溶剂提取法” 采用比其他提取方法更高的温度，这就需要高压 使溶剂在高温下保持液态。 高温和高压提高了溶剂渗透进入样品的能力， 改善了代谢物的溶解能力， 加快了提取速度、 提高了提取率。
此外，低溶剂消耗使加压溶剂提取法成为比常规 方法更经济且环境友好的替代方法。
决于溶质的极性、沸点、分子量。 ①对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油、烃类、醚类、
酯类等。 ②成分极性基团（如OH、COOH）越多，越难提取。如糖类、
氨基酸的萃取压力要4×104Pa以上。 ③成分分子量越大，越难提取。
2. 超声波协助溶剂提取法 (ultrasonic assisted extraction,UAE)
③热效应,是指超声波在传播过程中，声能可以不断 被介质所吸收，吸收的能量几乎全部转变为热能， 从而导致介质本身和待萃取成分温度升高，增大了 有效成分的溶解度。
这种吸收声能引起生物体组织内部温度的升高 是瞬时的，因此可使被提取成分的生物活性保持不 变。
天然药物化学复习重点总结
第一章1.主要的生物合成途径包含醋酸－丙二酸途径、甲戊二羟酸途径、桂皮酸途径及莽草酸途径、氨基酸途径和复合途径五种。
2.天然药物提取分离方法溶剂提取法、两相溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、分馏法、结晶法、色谱法。
3.（了解）化合物的纯度测定4.（了解）结构研究的主要程序初步推断化合物类型→测定分子式，计算不饱和度→确定分子中含有的官能团，或结构片段，或基本骨架→推断并确定分子的平面结构→推断并确定分子的主体结构（构型、构象）5.（了解）结构测定常用的波谱分析紫外光谱，红外光谱，核磁共振谱（分为氢谱、碳谱、核磁共振新技术）、质谱、色谱－质谱连用技术第二章1.糖和苷的结构类型、性质及提取结构类型：单糖(monosaccharides) ：多羟基醛和酮，不能再被简单地水解成更小分子的糖。
如葡萄糖、鼠李糖等。
低聚糖(oligosaccharides)：单糖以半缩醛或半缩酮的形式以端基碳原子的羟基与另一分子糖结合而成。
由2～9个单糖聚合而成，也称为寡糖。
如蔗糖、麦芽糖等。
多糖(polysaccharides)：类似于低聚糖。
由10个以上的单糖聚合而成，分子量很大。
其性质也大大不同于单糖和低聚糖。
如淀粉、纤维素等。
苷类：单糖以半缩醛或半缩酮的形式以端基碳原子的羟基与非糖物质缩合而成。
单糖一般为无色晶体，极易溶于水，多有甜味。
分子中有醛（酮）基、伯醇基、仲醇基和邻二醇基结构，易氧化。
如：银镜反应；硝基可使醛糖氧化成糖二酸；过碘酸氧化反应：主要作用于邻二醇羟基、α-氨基醇、α-羟基醛（酮）、α-羟基酸、邻二酮和某些活性次甲基结构。
具还原反应，成醛、成脂变旋光现象。
低聚糖性质与单糖近似，水溶性大，聚合度低的有甜味。
多糖无还原性，无变旋光现象，无甜味，大多难溶于水，有的能和水形成胶体溶液。
苷类多为固体，糖基少的可结晶，糖基多的则多为吸湿性的无定形粉末。
一般无味，但有的有苦味，很少的苷有甜味，溶解度随糖基数目增加而增加。
药物化学中的天然产物提取与分离
药物化学中的天然产物提取与分离一、引言在药物研发领域，天然产物一直被视作重要的药物筛选源。
天然产物具有多样性、广泛的化学结构和潜在的生物活性，因此吸引了广泛的关注和研究。
然而，天然产物的提取与分离是药物化学中的一项重要工作，本文将对此进行探讨。
二、天然产物提取方法在药物化学中，天然产物的提取是从各种天然来源中分离有用成分的关键步骤。
目前常用的提取方法包括溶剂提取法、超声波提取法和微波辅助提取法。
1. 溶剂提取法溶剂提取法是最常见的天然产物提取方法之一。
它通过将原料与合适的溶剂（如乙醇、甲醇等）接触，使溶剂中的有用成分溶解和扩散到溶液中。
然后，通过浓缩和蒸发，得到天然产物的提取物。
2. 超声波提取法超声波提取法是一种新兴的提取方法，它利用超声波在液体中产生的强大能量，促使有用成分从原料中释放出来。
超声波的震荡作用有助于改善提取效率和速度，从而获得更高纯度的天然产物提取物。
3. 微波辅助提取法微波辅助提取法是另一种快速高效的天然产物提取方法。
该方法利用微波加热原理，通过分子之间的摩擦产生热量，促使有用成分从原料中提取。
微波辅助提取法具有提取速度快、效果好、提取物纯度高等优点。
三、天然产物分离方法天然产物的分离是将提取物中的目标成分与其他杂质分离的过程。
常见的分离方法包括色谱技术、层析技术和结晶技术。
1. 色谱技术色谱技术是天然产物分离中最常用的方法之一。
其原理是利用色谱柱中填充的吸附剂对物质进行分离。
常见的色谱技术包括薄层色谱、气相色谱和液相色谱等。
通过选择合适的载体、溶剂和流速条件，可以实现对目标成分的高效分离。
2. 层析技术层析技术是一种基于物质在固定相和流动相之间的相互作用进行分离的方法。
常见的层析技术包括纸层析、薄层层析和柱层析等。
通过调节移动相条件、固相材料和样品性质，可以实现对天然产物的分离纯化。
3. 结晶技术结晶技术是一种基于物质在溶液中的溶解度差异进行分离的方法。
常用的结晶方法包括溶剂结晶、温度结晶和蒸发结晶等。
天然药物化学第二节提取分离方法
天然药物化学第二节提取分离方法
五、根据物质离解程度不同进行分离 主要包括：离子交换和电泳 离子交换树脂法： 1.原理：可交换离子与树脂上的交换
天然药物化学第二节提取分离方法
n 溶质在溶剂当中的溶解遵循相似相 溶的原理，亲水性的化学成分易溶 于水或亲水性的有机溶剂中，亲脂 性的成分易溶于亲脂性的有机溶剂 中。
天然药物化学第二节提取分离方法
溶剂可分为： 水、亲水性和亲脂性有机溶剂 常用溶剂：极性由弱到强依次排序为 石油醚＜四氯化碳＜苯＜二氯甲烷＜ 氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙 酮＜乙醇＜甲醇＜水
天然药物化学第二节提取分离方法
（1）分子极性
极性大成分——易被极性树脂吸附，被分离
成分与大孔树脂形成氢键的基团越多，吸附
力越强，极性大的有机溶剂合适 。
极性小的成分——易被非极性树脂附，极性
小洗脱剂，洗脱能力强。
天然药物化学第二节提取分离方法
（2）分子体积
对非极性大孔树脂而言，化合物体 积越大，吸附力越强，这与大体积分子的疏水性 有关。
载体（又称担体）仅起负载一定量固定液的作 用，它必须是惰性材料；不溶于固定液和流动 相，也不与他们起任何化学反应，有较大的表 面积，机械强度好。常用的载体如吸水硅胶、 纤维素、多孔硅藻土和微孔聚乙烯小球等。
天然药物化学第二节提取分离方法
三、根据物质的吸附性差别进行分离
常用的吸附剂有： 硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂等。
分子较小，极性基团多的物质： 亲水性较强—易溶于亲水性溶剂
分子较大，极性基团少的物质： 亲脂性较强—易溶于亲脂性溶剂
天然药物化学第二节提取分离方法
常见官能团极性比较：
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天然药物化学提取分离总结
第一章总论
提取分离的基础，必须看PPT。
第二章糖和苷
红色字体为PPT上的标注。
蓝色字体为根据总论得出。
得到原生苷方法：采集原料时速加热干燥或冷冻保存然后热水提取或者醇提取（抑制酶解）得到次生苷、苷元方法：水提取，让酶水解糖苷，而且降低极性，便于分离（皂苷、强心苷）PPT例子：
【一】溶剂抽提法（溶解度）
目的：1、去杂质（多为油脂类）2、分离苷元、单糖苷或少糖苷、“多糖”苷。
流程：
【二】溶剂沉淀法（溶解度）
目的：分离多糖（分量子不同且溶解性不同的各类多糖）
【三】水提醇沉法（乙醇分级沉淀）
多糖中常有蛋白质杂质
【四】季铵氢氧化物沉淀法（碱试剂沉淀法）目的：分离酸性、中性多糖
【五】离子交换法（解离度）
目的：1、去杂质（可解离杂质：酸碱盐）2、分离糖类
【六】凝胶层析法（分子量）
目的：1、去杂质，无机盐及小分子化合物（进入凝胶内部）2、分离糖、苷
第三章苯丙素类
【一】苯丙酸的提取：
根据苯丙酸类成分的极性和溶解性，采用有机溶剂或水提取
分离：苯丙酸类及其衍生物大多具有一定水溶性，常与其它一些酚酸、鞣质、黄酮苷等混在一起，采用大孔树脂、聚酰胺、硅胶等分离
【二】香豆素类的提取
1、系统溶剂提取法：
一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，回收溶剂的浸膏，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次萃取，分成极性不同的部位。
例：
2、水蒸气法蒸馏法：
某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。
3、碱溶酸沉法：
原理：
1.具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。
2.香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。
注意以下几点：
1.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。
2.对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。
【三】木脂素的提取
1. 提取:多用乙醇或丙酮等提取后，再用极性较小的溶剂如：乙醚、氯仿等进行萃取。
2. 分离:色谱法、溶剂萃取法、分级沉淀法、重结晶法.
第四章醌类化合物
【一】醌类的提取
1.有机溶剂提取法
（甲醇、乙醇----氯仿、苯----两相水解）
2.碱提酸沉法( 带游离羟基或羧基）
3.水蒸汽蒸馏法（分子量小的苯醌及萘醌类）
4.超临界提取法
【二】醌类化合物的分离
1.游离蒽醌衍生物与蒽醌苷类的分离
溶剂法-酸化
2. 游离蒽醌苷元
pH梯度萃取法：
原理：酸性不同
方法：用pH不同的碱性水溶液萃取
碱性由小到大
结果：提取物按酸性由大到小被分离
【三】蒽醌苷类的分离
1.铅盐法(H2S)
2.溶剂法(n-BuOH)
3.色谱法(硅胶柱色谱、反相硅胶柱色、葡聚糖凝胶柱色谱法、制备色谱)
第五章黄酮类化合物
特性：
【一】PH梯度分离法
第七章三萜及其苷类
【一】三萜化合物的提取
1.醇提，提取物直接进行分离；（甲醇、乙醇或稀乙醇来提取，再进行分离。
）
2.醇提，有机溶剂萃取；
3.制备成衍生物再进行分离；
4.将皂苷进行水解，有机溶剂提取；
【二】三萜化合物的分离
1.分离三萜化合物常用的方法：反复硅胶吸附柱色谱法。
【三】三萜皂苷的提取
【四】三萜皂苷的分离
1.初步分离
粗制总皂苷溶于少量甲醇，加乙醚或丙酮或乙醚:丙酮=1:1的混合溶剂，混合均匀，皂苷即析出。
2.纯品的获得
（1）正相分配柱层析法
以硅胶为支持剂，CHCl3-MeOH-H2O，CH2Cl2-MeOH-H2O，EtOAc-EtOH-H2O或水饱和的正丁醇等溶剂系统洗脱。
（2）反相层析法以反相键合相RP-18、RP-8或RP-2为填充剂，常用CH3OH-H2O或乙腈-水为洗脱剂。
【五】实例
第八章甾体及其苷类
特性：
强心苷在植物中存在的特点：
1. 植物体中所含强心苷比较复杂，大多含量较低。
2. 强心苷多与糖类、皂苷、色素、鞣质等共存，这些成分的存在可影响或改变强心苷在许多溶剂中的溶解度。
3. 在植物中，存在与强心苷共存的酶，因此会产生次级苷，增加了成分的复杂性。
【一】提取
提取时须注意的问题：
1、如果要提取原生苷，必须抑制酶的活性，原料要新鲜，采集后要低温快速干燥。
2、如果要提取次级苷，可利用酶的活性，进行酶解（25－40℃）可获得次级苷。
3、注意控制酸碱性。
原生苷：易溶于水难溶于亲脂性溶剂。
次生苷：易溶于亲脂性溶剂难溶于水。
提取强心苷的溶剂：乙醚、氯仿、氯仿-甲醇、甲醇、乙醇等。
常用的提取强心苷的溶剂：甲醇或70%的乙醇。
【二】纯化
1. 溶剂法
（1）原料为种子或油脂类杂质较多（压榨法或溶剂法）》脱脂》醇或稀醇提取。
2、铅盐法
铅盐法是一种比较有效的纯化方法，但铅盐与杂质生成的沉淀能吸附强心苷而导致损失。
这种吸附和溶液中醇的含量有关。
当溶液中醇的浓度增加，能降低沉淀对强心苷的吸附，但纯化效果也随之下降。
例1
提取洋地黄强心苷时，水提液用Pb(AC)2处理，强心苷损失达14%；
若增加含醇量至40%，则并无损失；
醇的量若大于50%，则纯化效果差。
3、吸附法
强心苷的稀醇液通过活性炭，提取液中的叶绿素等脂溶性的杂质可被吸附而除去。
当提取液通过Al2O3，溶液中的糖类、水溶性色素、皂苷等可吸附，从而达到纯化的目的。
【二】分离
2.逆流分配法
3.色谱分离
第九章生物碱
特性：
除个别具有生物碱挥发性的生物碱（麻黄碱）可用水蒸汽蒸馏法提取外，一般情况下，总生物碱的提取均采用溶剂法提取。
（一）水或酸水提取法
（二）醇提法
（三）亲脂有机溶剂提取法
（四）水溶性生物碱的提取
1.沉淀法
2.溶剂法
3.大孔树脂法
4.其它提取法：离子交换树脂法
二、溶剂提取法
1.存在形式:
生物碱盐、游离生物碱
N-氧化物; 氮杂缩醛类; 亚胺、烯胺类
2.溶剂提取方法：
【一】酸水提取法
（一）沉淀法
1. 酸提碱沉
碱性弱生物碱
2. 盐析法
中等极性生物碱: 掌叶防己碱-PH9
3. 沉淀生物碱
雷氏铵盐沉淀法: 水溶性生物碱
【二】醇类溶剂提取法
【三】亲脂性有机溶剂提取法
【四】例子。