中药化学-提取分离方法中药本课件.ppt

1、 第二章第二章 中药化学成分的中药化学成分的 一般研究方法一般研究方法 2 21 1 中药化学成分类型简介中药化学成分类型简介一、一、糖类糖类单糖、低聚糖、多糖大多属于单糖、低聚糖、多糖大多属于 水溶性成分水溶性成分。二、二、苷类苷类糖和非糖物质通过糖的端基糖和非糖物质通过糖的端基C原子链接而成的化合物。原子链接而成的化合物。苷苷 苷元苷元OOHOHOHOHOOHOHOH 苷多亲水苷多亲水 苷元偏亲脂苷元偏亲脂三、三、醌类醌类分子中具有醌式结构的化合物分子中具有醌式结构的化合物 萘醌类萘醌类 分子含酚羟基，有一定酸性，可溶于碱水分子含酚羟基，有一定酸性，可溶于碱水。四、四、苯丙素类苯丙素类含有

2、含有C6C3骨架的化合物骨架的化合物 1、香豆素香豆素：邻羟基桂皮酸形成的酯，：邻羟基桂皮酸形成的酯，分子多分子多 含酚羟基。偏亲水性含酚羟基。偏亲水性 OOOHOOOH2、木脂素木脂素：具有：具有2个个C6C3骨架的衍生物骨架的衍生物五、五、黄酮黄酮具有具有C6C3 C6骨架的衍生物骨架的衍生物 异牡荆素异牡荆素多含酚羟基，显酸性，可溶于碱水。多含酚羟基，显酸性，可溶于碱水。OOOHglcOHOH六、六、萜和挥发油萜和挥发油分子式符合（分子式符合（C5H8）n 通式的化合物。通式的化合物。薄荷醇薄荷醇 龙脑龙脑挥发油有挥发性，可随水蒸汽蒸馏。挥发油有挥发性，可随水蒸汽蒸馏。七、七、生物碱生物

3、碱含含N有机化合物，有机化合物，有碱性有碱性。龙胆碱龙胆碱 可溶于酸水可溶于酸水OHOHNOO八、八、甾体类化合物甾体类化合物含甾体母核的化合物。含甾体母核的化合物。九、九、三萜化合物三萜化合物基本骨架由基本骨架由30个个C组成。组成。OHOHOOOCH3CH3CH3CH3CH3HHHCH3CH3CH3HOH十、十、鞣质鞣质复杂的多元酚类化合物总称。复杂的多元酚类化合物总称。没食子酸没食子酸 逆没食子酸逆没食子酸 属于水溶性成分。属于水溶性成分。OHOHOHCOOHOOOOOHOHOHOH 2 22 2各类中药化学成分的各类中药化学成分的主要主要的生物合成途径的生物合成途径 类型分类类型分类C

4、2单位单位（CH3COOH）：脂肪酸、酚酸、苯醌、）：脂肪酸、酚酸、苯醌、等聚酮类等聚酮类C5单位单位（异戊二烯）：萜类、甾类（异戊二烯）：萜类、甾类C6单位单位：香豆素、木脂素等苯丙素类化合物：香豆素、木脂素等苯丙素类化合物 氨基酸氨基酸：如生物碱类：如生物碱类复合单位：由上述单位复合构成复合单位：由上述单位复合构成（一）醋酸（一）醋酸 丙二酸途径丙二酸途径 （AAAAMAMA途径）途径）产物：脂肪酸、酚类、蒽醌等产物：脂肪酸、酚类、蒽醌等 1、脂肪酸、脂肪酸 饱和脂肪酸饱和脂肪酸AAMA途径途径 (乙酰丙二酸酯途径：缩合乙酰丙二酸酯途径：缩合、还原、还原)不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 氧化成羟

5、基衍生物氧化成羟基衍生物 （脱水而成脱水而成）（注：（注：ATP：三磷酸腺苷：三磷酸腺苷 ADP：二磷酸腺苷）：二磷酸腺苷）2 2、酚类、酚类 AA AAMAMA途径：只有缩合途径：只有缩合3 3、醌类、醌类 在在 AAAAMAMA途径中由多酮环合途径中由多酮环合成各种醌类和聚酮类成各种醌类和聚酮类（二）甲戊二羟酸途径（二）甲戊二羟酸途径（MVAMVA）产物产物 萜类、甾体类萜类、甾体类MVA 头头尾尾 DMP（焦磷酸二甲烯丙酯）（焦磷酸二甲烯丙酯）IPP (焦磷酸异戊烯酯焦磷酸异戊烯酯)氧化、还原、脱羧、缩合、重氧化、还原、脱羧、缩合、重排排 反式角鲨烯反式角鲨烯 三萜、甾类三萜、甾类（三）

6、（三）莽草酸途径莽草酸途径（桂皮酸途径桂皮酸途径）产物产物 具有具有C6-C3 骨架的苯丙素衍生物：香豆骨架的苯丙素衍生物：香豆 素、木质素、木脂素等素、木质素、木脂素等 具有具有 C6-C3-C6 骨架的衍生物：黄酮类骨架的衍生物：黄酮类前体前体 苯丙氨酸苯丙氨酸（四）氨基酸途径（四）氨基酸途径（aa途径途径）产物产物 生物碱生物碱 前体前体 乌氨酸乌氨酸、赖氨酸、赖氨酸脂肪胺脂肪胺 （TCA循环中循环中酮酸还原氨）酮酸还原氨）苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、色氨酸 芳香族芳香族生物碱（莽草酸途径）生物碱（莽草酸途径）（五）复合途径（五）复合途径 1、AAMA途径途径 莽草酸途径莽

7、草酸途径2、AAMA途径途径 MVA途径途径3、aa MVA途径途径4、aa AAMA途径途径5、aa 莽草酸途径莽草酸途径 2 22 2 提提 取取 分分 离离 方方 法法一、中药有效成分的提取方法一、中药有效成分的提取方法 提取法提取法 溶剂法溶剂法 相似相溶原理（相似相溶原理（重点重点）水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 适于挥发性成分适于挥发性成分超临界流体萃取法超临界流体萃取法 适于多种物质适于多种物质（一）（一）溶剂法溶剂法 1、溶剂类型、溶剂类型 水水亲水性溶剂亲水性溶剂MeOH EtOH Me2CO中等极性溶剂中等极性溶剂 n-BuOH EtOAC亲脂性溶剂亲脂性溶剂 Et2O pet

8、CHCL3 C6H6相似相溶原理相似相溶原理相似相似极性极性相溶，其溶解性与分子极性有关。相溶，其溶解性与分子极性有关。非极性分子非极性分子所有饱和烷烃。所有饱和烷烃。R极性分子含有以下官能团的化合物都有极性：极性分子含有以下官能团的化合物都有极性：OH COOH NH2 COCHO COOR X （F CL Br I）OCH3 CC溶剂极性强弱排列顺序溶剂极性强弱排列顺序Pet CCL4 C6H6 CH2CL2 CHCL3 Et2O EtOAc n-BuOH Me2CO MeOH（EtOH）H2O 石油醚石油醚 四氯化碳四氯化碳 苯苯 二氯甲烷二氯甲烷 氯仿氯仿 乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯

9、正丁醇正丁醇 丙酮丙酮 甲醇甲醇（乙醇）（乙醇）水水 3 3 提取范围提取范围pet 油脂、蜡、叶绿素、游离甾体及三萜类油脂、蜡、叶绿素、游离甾体及三萜类CHCL3 EtOAC 游离生物碱、有机酸、黄酮游离生物碱、有机酸、黄酮 和和 香豆素苷元香豆素苷元MeOH EtOH Me2CO 苷类、生物碱盐、苷类、生物碱盐、及鞣质类及鞣质类 水水 氨基酸、糖类（黏液质、果胶）无机盐等氨基酸、糖类（黏液质、果胶）无机盐等3 3 常用提取方法常用提取方法（1）浸渍法）浸渍法 适于对热不稳定成分适于对热不稳定成分 l （提取率不高）（提取率不高）（2）渗滤法）渗滤法 优于（优于（1）法，但溶剂用量大）法，但

10、溶剂用量大（3）煎煮法）煎煮法 水提水提，不适于对热不稳，不适于对热不稳l 定的成分及挥发油成分定的成分及挥发油成分（4）回流提取法）回流提取法 适于用有机溶剂提取适于用有机溶剂提取（5）连续回流提取法）连续回流提取法 用索氏提取器用索氏提取器 提，溶剂用量少，提取率高提，溶剂用量少，提取率高（二）水蒸汽蒸馏法（二）水蒸汽蒸馏法 此法适于挥发性成分的提取。此法适于挥发性成分的提取。（三）超临界流体萃取法（三）超临界流体萃取法（SFE）是一种集提取与分离于一体，又基本上是一种集提取与分离于一体，又基本上不用有机溶剂的新技术。不用有机溶剂的新技术。超临界流体是一种处于临界温度和临界超临界流体是一种

11、处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体，压力以上，介于气体和液体之间的流体，具有很强的溶解能力，适于对很多物质具有很强的溶解能力，适于对很多物质的提取。的提取。（三）超临界流体萃取仪（三）超临界流体萃取仪二、中药有效成分的分离与精制二、中药有效成分的分离与精制（一）溶剂法（一）溶剂法1、酸溶碱沉法酸溶碱沉法 碱溶酸沉法碱溶酸沉法 酸溶碱沉法酸溶碱沉法 提取生物碱提取生物碱碱溶酸沉法碱溶酸沉法 提取酚酸性成分：提取酚酸性成分：黄酮、蒽醌等黄酮、蒽醌等原理原理 离子态溶解，分子态难溶离子态溶解，分子态难溶 而沉淀析出而沉淀析出 2、溶剂分配法、溶剂分配法（萃取法）（萃取法）原理原理

12、利用混合物中各成分在两种互利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数（不相溶的溶剂中分配系数（K）的不同而的不同而达到分离的方法。达到分离的方法。Cu（有机溶剂）上相（有机溶剂）上相 KD=CL (水层水层)下相下相 萃取仪器萃取仪器分液漏斗分液漏斗 2 2、萃取操作注意问题、萃取操作注意问题 必须是互不相容的两相溶剂必须是互不相容的两相溶剂 注意温度浓度注意温度浓度对对KD值的影响值的影响注意事项注意事项 防止乳化防止乳化 破乳方法破乳方法 抽滤，加热，抽滤，加热，冷冻冷冻 长时间放置长时间放置 加入破乳剂加入破乳剂 3 3、可进行两相溶剂萃取的组合、可进行两相溶剂萃取的组合水水石油醚

13、石油醚 水水苯苯水水乙醚乙醚 水水己烷己烷水水氯仿氯仿 水水乙酸乙酯乙酸乙酯水水正丁醇正丁醇不可进行萃取的溶剂组合不可进行萃取的溶剂组合水水乙醇乙醇 水水甲醇甲醇 水水丙酮丙酮乙醇乙醇氯仿氯仿 甲醇甲醇乙酸乙酯乙酸乙酯2 2、沉淀法、沉淀法（1 1）溶剂沉淀法）溶剂沉淀法原理原理 改变混合溶剂极性使一部分成改变混合溶剂极性使一部分成分沉淀分沉淀 分类分类:1.水提醇沉法水提醇沉法 去除多糖、蛋白质等去除多糖、蛋白质等 水溶性杂质水溶性杂质 2.醇提水沉法醇提水沉法 除去树脂、叶绿素等除去树脂、叶绿素等 亲脂性杂质亲脂性杂质 3.醇提醚（丙酮）沉淀法醇提醚（丙酮）沉淀法 可沉淀皂苷可沉淀皂苷（2

14、 2）金属盐沉淀法金属盐沉淀法酸性物酸性物 可用可用 Ca+Ba+Pb+等沉淀等沉淀碱性物碱性物 苦味酸盐沉淀苦味酸盐沉淀 雷氏铵盐沉淀雷氏铵盐沉淀 中性中性 Pb(AC)2 可沉淀可沉淀COOH，邻二酚羟基邻二酚羟基Pb+碱性碱性 Pb(OH)AC(除以上可沉除以上可沉 淀淀 外外)再加使单酚羟基或多元醇沉淀再加使单酚羟基或多元醇沉淀 3、结晶、重结晶法、结晶、重结晶法原理原理 利用温度不同引起溶解度利用温度不同引起溶解度 的的改变进行分离改变进行分离（1）溶剂选择溶剂选择 对纯化成分对纯化成分 热溶，冷不溶热溶，冷不溶 对杂质对杂质 冷热都不溶或冷热都溶冷热都不溶或冷热都溶 沸点不可太高，

15、易于回收（沸点不可太高，易于回收（n-BuOH不不适合适合b.p太高）太高）对纯化成分不反应对纯化成分不反应（2 2）结晶纯度的检查）结晶纯度的检查 1、外观：颜色、晶型、外观：颜色、晶型 完全一致完全一致2、mp：检查溶点、溶距检查溶点、溶距（不超过（不超过1）3、TLC 三种不同溶剂系统均为一三种不同溶剂系统均为一 个个 斑点斑点（3 3）结晶制备）结晶制备 去杂去杂 制备过饱和溶液制备过饱和溶液 析晶析晶 操作关键：溶解操作关键：溶解 趁热抽滤趁热抽滤 沉淀沉淀（热不溶的杂质）（热不溶的杂质）滤液滤液 放冷析晶放冷析晶（冷热都溶杂质）母液（冷热都溶杂质）母液 结晶结晶 4 4、其他方法、

16、其他方法（1）分馏法）分馏法利用被分离物各成分沸点的不同利用被分离物各成分沸点的不同进行分离。进行分离。（2）膜分离法）膜分离法小分子可通过生物膜，大分子小分子可通过生物膜，大分子通不过，适于多糖、肽及蛋白质大分子的精制。通不过，适于多糖、肽及蛋白质大分子的精制。（3）升华法）升华法适于有升华性的成分的分离。适于有升华性的成分的分离。（三）色谱分离法（三）色谱分离法1、定义、定义利用混合物中各成分对固定利用混合物中各成分对固定相和移动相的亲和力的差异使之相互分相和移动相的亲和力的差异使之相互分离的方法，又称层析法或色层法。这是离的方法，又称层析法或色层法。这是一种物理化学分离、分析技术。一种物

17、理化学分离、分析技术。2、作用、作用可用于混合物的分离，又可可用于混合物的分离，又可用于化合物的定性检识和定量分析。用于化合物的定性检识和定量分析。一一色谱法分类色谱法分类【1】按分离原理分：】按分离原理分：1、极性吸附色谱法极性吸附色谱法 2、分配色谱法分配色谱法 3、聚酰胺色谱法聚酰胺色谱法 4、大孔树脂色谱法大孔树脂色谱法 5、凝胶色谱法凝胶色谱法 6、离子交换树脂色谱法离子交换树脂色谱法 【2】按操作方法分按操作方法分1、柱层析、柱层析用于样品分离、精制用于样品分离、精制2、薄层层析（、薄层层析（TLC）定性、定量定性、定量3、纸色谱（、纸色谱（PC）定性、定量定性、定量【3】按两相状

18、态分】按两相状态分1、液固色谱、液固色谱2、液液色谱、液液色谱3、气固色谱、气固色谱4、气液色谱、气液色谱【一】吸附色谱【一】吸附色谱 极性吸附剂极性吸附剂硅胶，氧化铝硅胶，氧化铝1、分类分类 非极性吸附剂非极性吸附剂活性炭活性炭 2、吸附规律吸附规律总原则为相似者易于吸附总原则为相似者易于吸附 极性吸附层析极性吸附层析极性强者易吸附极性强者易吸附 非极性吸附层析非极性吸附层析对非极性物质吸附牢对非极性物质吸附牢 极性层析法分离规律极性层析法分离规律1）吸附规律）吸附规律被分离物极性越强，吸附越牢，被分离物极性越强，吸附越牢，极性越弱，吸附越弱。极性越弱，吸附越弱。2）分离规律）分离规律:TL

19、C:极性强的吸附牢，展开距离短，极性强的吸附牢，展开距离短，Rf值小值小 极性弱的吸附弱，展开距离长，极性弱的吸附弱，展开距离长，Rf值大值大柱层析柱层析:极性强的吸附牢，洗脱速度慢，后洗下极性强的吸附牢，洗脱速度慢，后洗下 极性弱的吸附弱，洗脱速度快，先洗下极性弱的吸附弱，洗脱速度快，先洗下3 3、极性强弱的判断、极性强弱的判断（1）极性的概念）极性的概念表示分子中电荷不对称程度表示分子中电荷不对称程度 分子偶极分子偶极矩矩越大者，极性越强越大者，极性越强 相关因素相关因素 分子极化分子极化度度越强者，极性越强越强者，极性越强 介电常数介电常数越大，极性越强越大，极性越强（2）常见有机官能团

20、极性顺序）常见有机官能团极性顺序:-CH2-CH2-(-R)-CH2=CH2 OCH3 -COOR C=O(CHO)-NH2 -OH -COOH(3)常见有机溶剂极性顺序常见有机溶剂极性顺序与与己烷己烷（1.88）C6H6（2.29）Et2O（无水（无水4.47）CHCL3（5.20）EtOAc（6.11）n-BuOH（17.5 )Me2CO(20.7）EtOH（26.0）MeOH（31.2）流动相流动相分类分类 反相分配色谱反相分配色谱固定相极性固定相极性 10）（3）分离对象亲水性，或水溶性成分，）分离对象亲水性，或水溶性成分，如：苷类，糖类，生物碱类如：苷类，糖类，生物碱类 反相分配层析

21、分离亲脂性成分反相分配层析分离亲脂性成分硅胶表面亲油性表面（不同长度硅胶表面亲油性表面（不同长度R 取代）取代）分离规律分离规律正相分配色谱：正相分配色谱：亲脂性成分易溶于流动相，吸附弱，亲脂性成分易溶于流动相，吸附弱，Rf值大（柱层析值大（柱层析先洗下）；先洗下）；亲水性成分易溶于固定相，吸附牢，亲水性成分易溶于固定相，吸附牢，Rf值小（柱层析值小（柱层析后洗下）后洗下）反相分配色谱：反相分配色谱：与以上结果相反与以上结果相反【三】聚酰胺吸附色谱法【三】聚酰胺吸附色谱法（1）吸附原理）吸附原理形成分子间氢键形成分子间氢键 n 聚酰胺聚酰胺分离对象：分离对象：（2）可形成氢键的官能团：）可形成

22、氢键的官能团：Ar-OH，NH2，COOH，C=O，（，（CHO）NO2 OHNHO.（3 3）吸附规律：）吸附规律：1 形成氢键基团数目越多，则吸附能力越强形成氢键基团数目越多，则吸附能力越强.2 已形成分子内氢键者吸附力减弱已形成分子内氢键者吸附力减弱.3 分子芳香化程度越高者，吸附越牢分子芳香化程度越高者，吸附越牢 4 糖一般不参与吸附糖一般不参与吸附 5与溶剂介质有关与溶剂介质有关.形成氢键能力形成氢键能力 水中最强水中最强 碱中最弱碱中最弱OHOHOHO HO HO HOHOH 水水 MeOH Me2CO NaOH/H2O 甲酰胺甲酰胺 二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 尿素尿素/H2O溶剂

23、洗脱顺序：溶剂洗脱顺序：【四】大孔树脂大孔树脂 色谱法色谱法吸附原理吸附原理吸附性分子筛吸附性分子筛 吸附性吸附性范德华引力范德华引力 分子筛分子筛分子量大小分子量大小分离对象分离对象苷、糖类苷、糖类(多糖多糖)、黄酮三萜等分、黄酮三萜等分离收集离收集【五】凝胶色谱法【五】凝胶色谱法1.原理原理根据物质分子大小差别进行分离，根据物质分子大小差别进行分离，利用利用分子筛分离物质进行分离分子筛分离物质进行分离 (又名又名:分子筛过滤、排阻色谱分子筛过滤、排阻色谱)洗脱规律洗脱规律 分子量大的先洗下分子量大的先洗下 分子量小的后洗下分子量小的后洗下 凝胶色谱示意图凝胶色谱示意图【六】离子交换色谱法【

24、六】离子交换色谱法 1、分离对象、分离对象酸性、碱性化合物分离酸性、碱性化合物分离 2.分类分类 阳离子交换树脂阳离子交换树脂 SO3H 阴离子交换树脂阴离子交换树脂 N(CH3)3 3、吸附规律、吸附规律离子化程度高者吸附牢离子化程度高者吸附牢 阳离子树脂阳离子树脂碱性强者吸附牢碱性强者吸附牢 阴离子树脂阴离子树脂酸性强者吸附牢酸性强者吸附牢色谱分离法小结色谱分离法小结一、分类一、分类 吸附层析吸附层析吸附能力不同吸附能力不同1、按原理分、按原理分 分配层析分配层析分离系数不同分离系数不同 凝胶层析凝胶层析分子大小不同分子大小不同 离子交换层析离子交换层析分子解离分子解离 程度不同程度不同

25、柱层析柱层析LSC 2、按操作分、按操作分 薄层层析薄层层析TLC 纸层析纸层析PC二、吸附规律二、吸附规律 硅胶硅胶 AL2O3极性大着吸附牢极性大着吸附牢 1、吸附层析、吸附层析 活性炭活性炭极性弱着吸附牢极性弱着吸附牢 聚酰胺聚酰胺易形成分子间氢键易形成分子间氢键 的吸附牢的吸附牢 正相正相 亲水性强着吸附牢亲水性强着吸附牢Rf小小2、分配层析、分配层析 层析层析 亲脂性强者吸附亲脂性强者吸附弱弱Rf大大 反相层析反相层析 与上相反与上相反 阴离子交换树脂阴离子交换树脂酸性越强吸附酸性越强吸附 越强，反之吸附越弱越强，反之吸附越弱 4、离子交换、离子交换 阳离子交换树脂阳离子交换树脂碱性

26、越强吸附碱性越强吸附 越牢，越牢，反之吸附越弱反之吸附越弱3、凝胶层析、凝胶层析 分子量小的吸附牢，分子量大分子量小的吸附牢，分子量大 的位阻的位阻 小，吸附弱，分子量大的先洗下，分子小，吸附弱，分子量大的先洗下，分子 量小的后下量小的后下三、分离对象三、分离对象 吸附层析吸附层析分离亲脂性成分如：游离生物碱、分离亲脂性成分如：游离生物碱、甾类和三萜等。甾类和三萜等。分配层析分配层析分离极性大的成分如各类苷类分离极性大的成分如各类苷类 聚酰胺层析聚酰胺层析 分离香豆素、黄酮、蒽醌类含酚分离香豆素、黄酮、蒽醌类含酚 羟基的成分羟基的成分 离子交换树脂离子交换树脂 分离生物碱和酸性成分分离生物碱和

27、酸性成分 凝胶层析凝胶层析 分离分子量差别大的成分分离分子量差别大的成分其它色谱法其它色谱法1、气相色谱法、气相色谱法GC气体作移动相气体作移动相2、高效液相色谱法、高效液相色谱法HPLC3、真空液相色谱法、真空液相色谱法4、高效薄层色谱法、高效薄层色谱法 HPTLC5、高速逆流色谱法、高速逆流色谱法6、离心薄层色谱法、离心薄层色谱法2 24 4 中药化学成分的检识方法中药化学成分的检识方法一、理化检识一、理化检识 1、沉淀反应、沉淀反应 2、显色反应、显色反应二、色谱检识：二、色谱检识：（对照品、（对照品、Rf、显色）、显色）1、薄层色谱法（、薄层色谱法（TLC）2、纸色谱法（、纸色谱法（P

28、C）3、气相色谱（、气相色谱（GC）和高效液相色谱法）和高效液相色谱法 （HPLC）14 结构研究法结构研究法一、结构研究的主要程序：一、结构研究的主要程序：1、确定化合物纯度、确定化合物纯度 mp TLC PC HPLC法法 2、测定分子量、测定分子量 MS法：法：M 3、确定分子式、确定分子式 元素分析法元素分析法定性、定量分析定性、定量分析 高分辨高分辨MS法（法（HRMS）分子量可精确到小数分子量可精确到小数 点后点后3位数位数 4、计算分子不饱和度、计算分子不饱和度 I/2 III/2 1 I 1价原子价原子（H、D、X）的数目）的数目 3价原子（价原子（N、P等）的数目等）的数目

29、4价原子（价原子（C、S）的数目）的数目（O、S为二价原子，与不饱和度无关，不考虑）为二价原子，与不饱和度无关，不考虑）二、光谱测定和解析二、光谱测定和解析（MS、IR、UV、NMR）一、不同电磁波的波谱分类一、不同电磁波的波谱分类1、X-射线衍射射线衍射内层电子能级跃迁：内层电子能级跃迁：X-衍射衍射2、紫外可见光谱、紫外可见光谱外层电子能级跃迁：紫外外层电子能级跃迁：紫外3、红外光谱、红外光谱分子振动与转动能级跃迁：红分子振动与转动能级跃迁：红外外4、微波吸收谱、微波吸收谱电子自旋能级跃迁：微波电子自旋能级跃迁：微波5、核磁共振谱、核磁共振谱核自旋能级跃迁：无线电波核自旋能级跃迁：无线电波

30、二、主要电磁波的不同区域二、主要电磁波的不同区域 近紫外区近紫外区200nm400nm 紫外可见光谱紫外可见光谱可见光区可见光区400nm800nm 中红外区中红外区2.525m（4000400cm1）核磁共振光谱区核磁共振光谱区0.6m300m（一）、（一）、MSMS（质谱）（质谱）1 1、MSMS图谱的表示方法图谱的表示方法 m/z（碎片峰）（碎片峰）推测分子结构推测分子结构2、作用、作用 M（分子离子峰）（分子离子峰）确定分子量确定分子量3、分类、分类 EIMS（电子轰击）（电子轰击）适于适于M稳定的化合物稳定的化合物 FDMS（场解吸）（场解吸）适于难挥发，对热不稳适于难挥发，对热不稳

31、 定化合物，如肽定化合物，如肽 FABMS（快速原子轰击）（快速原子轰击）适于高分子、适于高分子、对热不稳定、对热不稳定、和强极性化合物如：肽、糖、和强极性化合物如：肽、糖、苷、抗生素、维生素等苷、抗生素、维生素等 CIMS（化学电离）（化学电离）可解析碎片峰少可解析碎片峰少 （二）（二）IRIR（红外光谱（红外光谱）鉴定分子鉴定分子各官能团各官能团 1、IR光谱图示光谱图示：OHinfrared spectrum 分子价键分子价键 V（伸缩）（伸缩）在在4000625cm1 测得图谱测得图谱 1、特征频率区（、特征频率区（40001500cm1）1VOH（32003700 cm1）游离游离O

32、H：37003500 cm1 缔合缔合OH：34503200 cm1 VNH（35003300 cm1）（弱）（弱）2VCH（30002700 cm1）VCH3：29602870 cm1 VC CH：3300 cm13 Vcc：24002100 cm14VCO（19001650 cm1）17051725 cm1 17401725 cm1RRORHO2、指纹区特征、指纹区特征 1500650 cm1（因各分子指纹区不同（因各分子指纹区不同，IR光谱可代表光谱可代表分子整体结构）分子整体结构）1VCCH RCHCH2 990 910 强强 RCHCHR（顺）（顺）690 中强中强 RCHCHR（反

33、）（反）970 中强中强 RCCH2（末端）（末端）870 中强中强 2V Ar-H 单取代（单取代（5邻氢）邻氢）700 770 强强邻位取代（邻位取代（4邻氢）邻氢）700735 强强间位取代（间位取代（3邻氢）邻氢）810750 强强对位取代（对位取代（2邻氢）邻氢）860800 强强三、三、UV可见吸收光谱可见吸收光谱（200700nm）1、鉴定分子中不饱和双键和共轭双键的结构（不、鉴定分子中不饱和双键和共轭双键的结构（不代表分子整体结构）代表分子整体结构）R（饱和烃）（饱和烃）*(无紫外吸收无紫外吸收)CHCH（不饱和烃）（不饱和烃）*(有紫外吸收有紫外吸收)PhOH（含杂原子）（含

34、杂原子）n*（有紫外可（有紫外可见光吸收）见光吸收）芳香族化合物芳香族化合物香豆素、蒽醌、黄酮等可用香豆素、蒽醌、黄酮等可用UV光谱推测分子结构及取代基类型和数目。光谱推测分子结构及取代基类型和数目。2、UV光谱表示方法：光谱表示方法：ultraviolet spectra（四）（四）NMRNMR（核磁共振谱）（核磁共振谱）化学位移化学位移 化学位移为相对标量，不随测试仪器改变化学位移为相对标量，不随测试仪器改变有机化合物：多数在有机化合物：多数在 0 13 ppmTMS(tetramethylsilane)作内标作内标 =0 ppm(屏蔽作用很大屏蔽作用很大)。只有一个信号只有一个信号(单峰

35、单峰)。易挥发除去，化学性质稳定。易挥发除去，化学性质稳定。去屏蔽效应去屏蔽效应 屏蔽效应屏蔽效应 大大 向低磁场移向低磁场移 小小 向高磁场移向高磁场移 H 19 ppm 0 ppm C 200ppm 0 ppm1 1HNMRHNMR（氢谱）（氢谱）1、1HNMR（氢谱）（氢谱）提供分子中提供分子中H的数的数目、类型及化学环境。目、类型及化学环境。11HNMR光谱图示：光谱图示：CH3CH2OH a b C（乙乙 醇醇 的的 氢氢 谱谱 图图 不同氢核不同氢核的大致范围的大致范围 CH3 0.81.2 CH2 12.5CH 2.53.5 CH 58C CH 23 芳环及芳杂环芳环及芳杂环 6

36、9 CHO 910 COOH 1011 活泼活泼H（OH、SH、NH）不定，加不定，加D2O后消失后消失 不同氢核不同氢核的相对位置的相对位置0123456789101112131415化学位移HCCHCOHCOOHH3CO3.7H3CN3.0H3CC2.1OH3CC1.8CH3CC0.9(ppm)影响因素不同影响因素不同 而而 不同不同 1、诱导、共轭、诱导、共轭 2、各相异性、各相异性 3、氢键、原子快速交换氢键、原子快速交换（1）诱导效应）诱导效应 M（推电基（推电基）使电子云密度加大，使电子云密度加大，变小，向高场移变小，向高场移I（吸电基）（吸电基）使电子云密度减少，使电子云密度减少

37、，加大，向低场移加大，向低场移 推电基推电基R（烷烃基）（烷烃基）吸吸电基电基不饱和双键和含杂原子的基团不饱和双键和含杂原子的基团如电负性如电负性 O N C 所以所以：OCH3 NCH3 CH3（2）共轭效应）共轭效应使电子云密度加大者，使电子云密度加大者，变小；变小；使电子云密度减少者，使电子云密度减少者，加大加大 苯酚的苯酚的p共轭使邻对位电子共轭使邻对位电子 云密度加大，云密度加大，减小其间位的电减小其间位的电 子云密度减少，子云密度减少，加大加大OH（2）各向异性）各向异性由于电子云密度排由于电子云密度排布原因使相邻质子布原因使相邻质子某些位置处在屏蔽区（），某些位置处在屏蔽区（），

38、电子云密度加大，电子云密度加大，小（高场）小（高场）某些位置处在负屏蔽区（），某些位置处在负屏蔽区（），电子云密度减少，电子云密度减少，大（低场）大（低场）C O C CCCC C HH（4）氢键使）氢键使H质子向低场位移，质子向低场位移，加大加大（5）质子快速交换反应的影响）质子快速交换反应的影响 OH SH NH2 COOH CHO 为活泼氢，为活泼氢，不固定，不固定，受浓度、温度、溶剂影响而变化，加受浓度、温度、溶剂影响而变化，加D2O后消失后消失（二）偶合常数 J（Hz）（1）偶合常数的表示：）偶合常数的表示：单峰单峰 S 双峰双峰 d 三峰三峰 t 四峰四峰 q 多重多重峰峰 m 2

39、个双峰个双峰 dd（2）各类偶合常数：）各类偶合常数：苯苯 环环 J邻（邻（O）610 Hz J 间（间（m)3 Hz J 对（对（p）01 Hz(一般不考虑一般不考虑）脂环烃脂环烃 Jae26 Hz Jaa813Hz Jee28Hz烯烃烯烃 J 反（反（trans）1218Hz J 顺（顺（cis）612Hz（三）氢谱解析（三）氢谱解析 峰位值峰位值 确定确定H的归属的归属 峰面积（积分曲线、积分值）峰面积（积分曲线、积分值）确定确定H 的数目的数目 峰形（峰形（J、信号裂分数）、信号裂分数）确定确定H之间的之间的 相邻关系相邻关系 2、13CNMR（碳谱）（碳谱）（1）ppm 0250 偶

40、合常数偶合常数1JCH：120320 Hz（2）碳谱解析：）碳谱解析：1 全去偶谱全去偶谱 可获知可获知C的数目和的数目和C的的 不同化学环境不同化学环境2偏共振去偶谱：偏共振去偶谱：只保留了只保留了C和和H之间的偶合，所以峰形的裂分之间的偶合，所以峰形的裂分数可以推测数可以推测C的类型的类型 季碳季碳 S 峰峰 叔碳叔碳 d峰峰 仲碳仲碳 t 峰峰 伯碳伯碳 q峰峰 C CH CHH CHHH（3）常见官能团的）常见官能团的C的的ppmppm值：值：1 sp3 C20100 sp2 C 100200 sp C701302sp3 CH3 19.8 CH225 OCH350693 3spsp2 2 CC 100120 Ar 100135 ArC 135150 ArO 148199 CO 187202 1313C NMRC NMR一种特殊技术，可识别碳的类型一种特殊技术，可识别碳的类型（CH3,CH2,CH,and C)可确定与碳相连的质子的数目以及各类碳可确定与碳相连的质子的数目以及各类碳的数目的数目二维核磁共振谱二维核磁共振谱1H-1H COSY