第五章 植物化学成分的结构鉴定方法

第五章植物化学成分的结构鉴定

1.结构鉴定的研究程序

2.结构鉴定的一般方法

3.常见天然活性成分的特性及测定方法（自学）

第一节结构研究的程序

一、化合物纯度的判定方法

1．结晶均匀、一致。

2．熔点明确、敏锐（0.5~1.0℃）

3．TLC (PPC):三种以上不同展开剂展开，均呈现单一斑点。

4．HPLC、GC也可以用于化合物纯度的判断。二、未知化合物的结构分析

分子量和分子式的确定

推断可能含有的官能团、结构碎片和基本骨架

测定分子的平面结构

推断并确定分子的构型、构象等的主体结构

第二节四大光谱在结构测定中的应用 紫外—可见光谱（UV -VIS）——共轭体

系特征

分子中电子跃迁（从基态至激发态）。

n-π*、π-π* 跃迁可因吸收紫外光及可见光所引起，吸收光谱将出现在光的紫外

区和可见区（200～700nm）

200nm 400 700nm 紫外区（UV）可见区（VIS）

应用：

推断化合物的骨架类型——共轭系统。

取代基团的推断。如加入诊断试剂推断黄酮的取代模式（类型、数目、排列方式）

用于含量测定（以最大吸收波长作为检测波长进行含量测定）。

红外光谱（IR）

分子中价键的伸缩及弯曲振动所引起的吸收而测得的吸收图谱，称为红外光谱。

4000 3600 3000 1500 1000 625cm -1

特征频率区指纹区特征官能团的鉴别

化合物真伪的鉴别

羟基（酚羟基、醇羟基）3600~3200 cm -1

游离羟基~3600 cm -1

氢键缔合羟基3400~3200 cm -1羰基1600~1800 cm -1酮~1710 cm -1

酯1710~1735cm -1

芳环1600、1580、1500cm -1 有2~3个峰

双键1620~1680 cm -1

两个化合物完全相同的条件1、特征区完全吻合2、指纹区也需完全一致

1H-NMR （核磁共振氢谱）:

信息参数：化学位移（δ）、峰面积、峰裂分（s 、d 、t 、q 、m ）及偶合常数（Ј）

（1）化学位移（δppm）: 与1H核所处的化学环境（1H核周围的

电子云密度）有关

电子云密度大，处于高场，δ值小 电子云密度小，处于高场，δ值大

~0.9-C-CH 3

~1.8-C=C-CH 3

~2.1-COCH

3

~3.0-NCH 3

~3.7-OCH 3

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2

1 0

-COOH

-CHO

Ar-H

-C=C-H

常见结构的化学位移大致范围（要求熟记）

(δppm)

推断化合物的结构（含1H核基团的结构）

（二）峰面积: 磁等同质子的数目——用积分曲线面积（高度）表示（三）峰裂分及偶和常数:

磁不等同两个或两组1H核在一定距离内相互自旋偶合干扰，发生的分裂所表现出的不同裂分符合n+1 规律

( n = 磁等同质子的数目)

用偶合常数（J）表示

峰裂分的数目

峰裂分的距离

不同系统偶合常数(J Hz) 大小

s 单峰d 双峰t 三重峰q 四重峰m 多重峰

芳环

J 邻6~10Hz J 间0~3Hz J 对0~1Hz 双键

J 顺7~11 Hz J 反12~18 Hz

饱和烃类相邻碳原子上质子偶合常数的大小与两个氢原子之间的立体夹角θ有关

θ=60°

J = 2－4 Hz

θ=180°J = 9－10 Hz

环己烷及其类似物相邻碳原子上质子的偶合常数

Jaa 10－13Hz ( θ=180°) Jae 2－5Hz ( θ=60°) Jee 2－5Hz ( θ=60°)

1H-NMR核磁共振辅助技术：（1）重氢(D 2O) 交换——推断活泼质子（羟基）的存在与否

（2）核增益效应（NOE）：指在核磁共振中选择性照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间位置上接近的另一或数个质子信号强度增高的现象。

（3）溶剂位移：苯诱导位移——由于溶剂分子（苯）的接近，对化合物将发生不同的屏蔽及去屏蔽作用，使质子化学位移发生变化的现象。

13C-NMR（核磁共振碳谱）：

FT-NMR: 即脉冲傅里叶变换核磁共振。其装置原理为采用强的脉冲照射使分子中所有的13C 核同时发生共振，生成在驰豫期内表现为指数形式衰减的正弦波信号（自由诱导衰减；FID）经傅里叶变换即成为正常的NMR 信号。

随着脉冲扫描次数的增加及计算机的累加计

算，13C信号将不断增强，噪音则越来越弱。

经过若干次的扫描及累加计算，最后即得到

一张好的NMR谱。由于该装置的出现及计算机的引入，才使得13C-NMR用于有机化合物结构研究成为可能。

信息参数：化学位移（δC）、异核偶合常数

（JCH）、驰豫时间（T 1）

(1) 化学位移：大致范围(δC ）0-200ppm

不同13C 核δC大小与13C 核所处的化学环境（周围电子云密度）有关

用于13C 核类型的推断

( δC ppm )

150~220( c=o)

200 150 100 50

c=c Ar

50~80 (c-o)

饱和碳原子（0~60）

主要结构13C 核δC的大致范围

( 要求熟记)

常用13C-NMR测定技术及其特征：

(1)质子宽带去偶（BBO）: 也叫全氢去偶（COM）. 噪音去偶.

采用宽频电磁辐射照射所有1H核使之饱和后测得的13C-NMR谱（即去掉所有氢核对碳核的偶合影响）。