1、 课程简介课程简介1.1.计划学时计划学时:18:182.2.使用教材使用教材:卫生部规划教材卫生部规划教材(第第6 6版版)人民卫生出版社人民卫生出版社 吴立军主编吴立军主编3.3.主讲教师主讲教师:王莉宁王莉宁 个人情况简介个人情况简介姓姓 名名:王莉宁王莉宁工作部门：中药学院药物化学教研室工作部门：中药学院药物化学教研室(5(5楼楼)研究方向研究方向:药用植物有效成分研究药用植物有效成分研究电话电话:02259596221(:02259596221(办办)e-mail: e-mail: 第一节第一节 绪绪 论论一一天然药物化学的性质：天然药物化学的性质：是运用现代科学理论与方法研究天然药
2、物中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。化学成分的一门学科。化学理论和方法化学理论和方法 化学理论是基础化学理论是基础 物理学方法物理学方法 色谱学、波谱学是工具色谱学、波谱学是工具二、天然药物化学的研究内容：二、天然药物化学的研究内容：各类天然药物的化学成分各类天然药物的化学成分(主要是生理活性主要是生理活性成分或药效成分成分或药效成分)的结构特征、理化性质、的结构特征、理化性质、提取分离方法、主要类型化学成分结构测定提取分离方法、主要类型化学成分结构测定以及生物合成途径等。以及生物合成途径等。主要化学主要化学成分类型成分类型结构特征结构特征理化性质理化性质提取分离提取
3、分离结构测定结构测定生物合成生物合成 几个术语几个术语:1.1.生物活性成分生物活性成分 经过不同程度的药效试验或生物活性实验，经过不同程度的药效试验或生物活性实验，包括体外（包括体外（in vitroin vitro）及体内（）及体内（in vivoin vivo）实验，）实验，证明对机体具有一定生物活性的成分。证明对机体具有一定生物活性的成分。生物活性成分并不一定是真正代表天然药生物活性成分并不一定是真正代表天然药物临床疗效的有效成分。物临床疗效的有效成分。2.2.有效成分（有效成分（Active Constituents):Active Constituents):即单体化合物即单体化合
4、物,具以下特点具以下特点:(1).(1).能用分子式和结构式表示能用分子式和结构式表示;(2).(2).具有一定的理化常数具有一定的理化常数;(3).(3).具有一定的生理活性具有一定的生理活性.3.3.有效部位（有效部位（Active ExtractsActive Extracts）1)1)指具有生物活性的有效部位，指具有生物活性的有效部位，如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等；如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等；2)2)指某一极性部位。指某一极性部位。4.4.无效成分（无效成分（Anactive Constituents）：）：与有效成分共存的无生理活性的其它成分与有效成分共存的无生理活性的其它成分
5、;有效成分与无效成分的概念是有效成分与无效成分的概念是相对的相对的.5.5.杂质杂质*注释：辩证理解上述术语的相互关系。天然药物化学家天然药物化学家第一代（第一代（30-40年代）年代）赵承嘏赵承嘏 黄鸣龙黄鸣龙 庄长恭庄长恭 高怡生高怡生第二代（第二代（50-60年代）年代）朱子清朱子清 林启寿林启寿 邢其毅邢其毅 梁晓天梁晓天 黄黄 量量 姜达衢姜达衢 周维善周维善 王宪楷王宪楷 赵守训赵守训 第三代（第三代（70-80年代）年代）徐任生徐任生 姚新生姚新生 于德泉于德泉 周周 俊俊 孙南君孙南君 陈耀祖陈耀祖 贾忠健贾忠健 陈延庸陈延庸 张如意张如意 潘德济潘德济 陈英杰陈英杰 闵知大闵
6、知大 第四代（第四代（80-90年代）年代）陈仲良陈仲良 孙汉董孙汉董 吴厚民吴厚民 王锋鹏王锋鹏 三羧酸循环三羧酸循环（TCA）丁酮二酸丁酮二酸-酮戊二酸酮戊二酸丁二酸丁二酸鞣酸类鞣酸类CO2 H2Oh/叶绿素叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸甲戊二羟酸丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A赤藻糖赤藻糖4-磷酸磷酸葡萄糖代谢葡萄糖代谢莽草酸莽草酸苯丙素类苯丙素类芳香族氨基酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶脂肪酸类脂肪酸类萜萜 类类甾甾 醇醇胡萝卜素类胡萝卜素类-氨基乙酰丙酸氨基乙酰丙酸核苷核苷核苷酸类核苷酸类醌醌 类类胆胆 碱碱卟啉
7、类卟啉类前列腺素类前列腺素类脂肪族及芳脂肪族及芳香族聚酮类香族聚酮类生物碱类生物碱类肽肽 类类含氮化合物含氮化合物香豆素、木香豆素、木脂（质）素脂（质）素黄酮类黄酮类 第三节第三节 提取分离方法提取分离方法 一、天然药物资源中化学成分的主要类型一、天然药物资源中化学成分的主要类型 1 1、脂类、脂类 （1 1）油脂：甘油脂肪酸酯等）油脂：甘油脂肪酸酯等;（2 2）蜡：为脂肪酸和脂肪醇生成的酯类。）蜡：为脂肪酸和脂肪醇生成的酯类。（3 3）甾醇类：）甾醇类：-谷甾醇、谷甾醇、-菠甾醇等菠甾醇等 （4 4）磷脂）磷脂 2 2、色素、色素（1 1）分为）分为脂溶性色素脂溶性色素和和水溶性色素水溶性色
8、素两类。两类。（2 2）常见脂溶性色素如叶绿素）常见脂溶性色素如叶绿素(卟啉类化合物卟啉类化合物)和叶黄素、胡萝卜素（四萜）等。和叶黄素、胡萝卜素（四萜）等。3 3、萜类、萜类（1 1）有）有单萜、多萜单萜、多萜之分。之分。（2 2）挥发油：主要为）挥发油：主要为单萜和倍半萜类成分单萜和倍半萜类成分。4 4、生物碱、生物碱 :有有游离生物碱与生物碱盐。游离生物碱与生物碱盐。5 5、苷类、苷类（1 1）分为黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷、分为黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷、强心苷、皂苷等；强心苷、皂苷等；（2 2）苷：极性大）苷：极性大,易溶于热水、醇。易溶于热水、醇。苷元：苷元：极性小极性小,难溶于水难溶
9、于水。6 6、鞣质（、鞣质（tanninstannins）：是结构复杂的多元酚类化合物是结构复杂的多元酚类化合物 (1)(1)可水解鞣质可水解鞣质;(2);(2)缩合鞣质（多聚体）缩合鞣质（多聚体）(3)(3)鞣质的性质：鞣质的性质：a.a.多为黄色至褐色的无定形粉末；多为黄色至褐色的无定形粉末；b.b.易溶于水、乙醇、丙酮及乙酸乙酯；易溶于水、乙醇、丙酮及乙酸乙酯；c.c.可水解鞣质与三氯化铁试剂显蓝至蓝黑色，可水解鞣质与三氯化铁试剂显蓝至蓝黑色，缩合鞣质显绿至黑绿色；缩合鞣质显绿至黑绿色；d.d.鞣质与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀鞣质与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀.7 7、糖、糖8 8、氨
10、基酸、蛋白质和酶、氨基酸、蛋白质和酶 9 9、有机酸、有机酸1010、无机成分、无机成分二、天然药物有效成分的提取二、天然药物有效成分的提取 目的物为已知成分或已知化学结构类型者目的物为已知成分或已知化学结构类型者;目的物为未知有效成分或有效部位目的物为未知有效成分或有效部位.（一）常用提取方法（一）常用提取方法 1.1.升华法升华法 原理：利用某些具有升华性质的化合物原理：利用某些具有升华性质的化合物遇热汽化上升，遇冷后又凝固的性质从药遇热汽化上升，遇冷后又凝固的性质从药材中提取该类成分。材中提取该类成分。适用范围：具有升华性质，而且化学结构适用范围：具有升华性质，而且化学结构遇热稳定、不易
11、被破坏的化合物。遇热稳定、不易被破坏的化合物。具有特异性高，所得化学成分较纯具有特异性高，所得化学成分较纯.应用范围窄是该法缺点。应用范围窄是该法缺点。操作方法：常压升华；减压升华操作方法：常压升华；减压升华2.2.水蒸汽蒸馏法：水蒸汽蒸馏法：原理：利用某些挥发性成分原理：利用某些挥发性成分 能随水蒸气蒸发的性质。能随水蒸气蒸发的性质。适用范围：能随水蒸气蒸发而且适用范围：能随水蒸气蒸发而且化学结构遇热稳定、不易被破坏的化学结构遇热稳定、不易被破坏的挥发油、小分子生物碱或酚类化合物挥发油、小分子生物碱或酚类化合物。优点：对于具有挥发性，而且化学结构优点：对于具有挥发性，而且化学结构遇热稳定、不
12、易被破坏的化合物，该方法遇热稳定、不易被破坏的化合物，该方法特异性高，所得化学成分较纯。特异性高，所得化学成分较纯。3.3.溶剂提取法溶剂提取法 原理：利用天然药物的化学成分在特定原理：利用天然药物的化学成分在特定溶剂中能够溶解的性质。溶剂中能够溶解的性质。天然药物天然药物多数情况下采用溶剂提取法。多数情况下采用溶剂提取法。（二）溶剂提取法（二）溶剂提取法1 1、溶剂选择的依据、溶剂选择的依据 “相似者相溶相似者相溶”原则；原则；2 2、常用溶剂（按亲水性增加排列如下）：、常用溶剂（按亲水性增加排列如下）：环己烷环己烷 石油醚石油醚苯苯乙醚乙醚氯仿氯仿乙酸乙酯乙酸乙酯 正丁醇正丁醇丙酮丙酮乙醇
13、乙醇甲醇甲醇水。水。极性最大的有机溶剂：甲醇极性最大的有机溶剂：甲醇 极性最小的有机溶剂：环己烷极性最小的有机溶剂：环己烷 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇溶解范围最广的有机溶剂：乙醇选择的溶剂选择的溶剂 被提取成分被提取成分 石油醚石油醚脱脂（脂类、色素、萜类等）脱脂（脂类、色素、萜类等）苯、乙醚、氯仿、苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯乙酸乙酯甾类、萜和挥发油、生物碱、甾类、萜和挥发油、生物碱、各种苷元各种苷元 正丁醇正丁醇苷苷 乙醇、甲醇乙醇、甲醇 蛋白、多糖以外的各类成分蛋白、多糖以外的各类成分 水水 苷、生物碱盐、鞣质、氨基苷、生物碱盐、鞣质、氨基酸、蛋白、糖酸、蛋白、糖 溶剂选择与被提取成分对照
14、表 3 3、溶剂选择的原则、溶剂选择的原则目标成分易溶，杂质成分难溶；目标成分易溶，杂质成分难溶；惰性，不与目标成分反应，即使发生反应惰性，不与目标成分反应，即使发生反应也应该属于可逆性的；也应该属于可逆性的；经济、安全、后续操作容易进行。经济、安全、后续操作容易进行。4 4、根据提取溶剂的种类不同，可以将溶、根据提取溶剂的种类不同，可以将溶剂提取法分为四种剂提取法分为四种（1 1）水提取法）水提取法 适用范围：适用于水溶性成分。如：苷类、适用范围：适用于水溶性成分。如：苷类、生物碱盐、有机酸盐、糖、蛋白质、氨基酸、生物碱盐、有机酸盐、糖、蛋白质、氨基酸、鞣质等化学成分的提取。鞣质等化学成分的
15、提取。优点：经济、安全、无毒。优点：经济、安全、无毒。缺点：缺点：(1)(1)含杂质多，不易纯化；含杂质多，不易纯化；(2)(2)体积大，沸点高，不好浓缩；体积大，沸点高，不好浓缩；(3)(3)容易发霉；难过滤；容易发霉；难过滤；(4)(4)加热时易糊化等。加热时易糊化等。（2 2）醇提取法）醇提取法 常用的醇常用的醇:甲醇、乙醇以及不同浓度的甲醇、甲醇、乙醇以及不同浓度的甲醇、乙醇水溶液乙醇水溶液 适用范围：除蛋白质和多糖以外的其他各适用范围：除蛋白质和多糖以外的其他各种水溶性和脂溶性成分。种水溶性和脂溶性成分。优点：较为便宜易得，醇兼有亲水性和亲优点：较为便宜易得，醇兼有亲水性和亲脂性，对
16、植物细胞渗透力强，可提多种成分。脂性，对植物细胞渗透力强，可提多种成分。缺点：易燃，甲醇有一定毒性。缺点：易燃，甲醇有一定毒性。（3 3）亲脂性有机溶剂提取法）亲脂性有机溶剂提取法 常用有机溶剂：正丁醇、乙酸乙酯、氯仿、常用有机溶剂：正丁醇、乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯以及石油醚等乙醚、苯以及石油醚等 适用范围：有机溶剂种类不同，提取成分适用范围：有机溶剂种类不同，提取成分不同。通常规律如下：不同。通常规律如下：正丁醇正丁醇 苷类；苷类；乙酸乙酯乙酸乙酯 黄酮类；黄酮类；氯仿氯仿 生物碱类及苷元类；生物碱类及苷元类；乙醚、苯乙醚、苯游离的黄酮、香豆素、游离的黄酮、香豆素、蒽醌、甾类、萜类等苷元以及
17、挥发油等；蒽醌、甾类、萜类等苷元以及挥发油等；石油醚石油醚 挥发油、脂类、色素、树脂挥发油、脂类、色素、树脂 优点优点：选择性强，可除去水溶性杂质。：选择性强，可除去水溶性杂质。缺点缺点：价格昂贵；多数易燃，特别是乙醚；价格昂贵；多数易燃，特别是乙醚；有些毒性大，如苯和氯仿有些毒性大，如苯和氯仿(现多为甲现多为甲苯苯,CH,CH2 2ClCl2 2代替代替)；不适于大规模生产。；不适于大规模生产。（4 4）超临界流体萃取技术）超临界流体萃取技术 超临界流体（超临界流体（SCFSCF）：当一种物质处于其）：当一种物质处于其临界温度与临界压力以上的状态时，将形成临界温度与临界压力以上的状态时，将形
18、成既非液体又非气体的单一相态。既非液体又非气体的单一相态。超临界流体特点超临界流体特点:兼有气、液两重性，即密兼有气、液两重性，即密度接近于液体，而粘度和扩散系数又与气体度接近于液体，而粘度和扩散系数又与气体相似，因而它不仅具有与液体溶剂相当的萃相似，因而它不仅具有与液体溶剂相当的萃取能力，而且具有优良的传质效果。取能力，而且具有优良的传质效果。实际操作过程实际操作过程:控制体系的压力和温度萃取出所需要的物质控制体系的压力和温度萃取出所需要的物质，然后通过降压或升温的方法，降低超临界流，然后通过降压或升温的方法，降低超临界流体的密度，使萃取物得到分离。体的密度，使萃取物得到分离。常用作超临界流
19、体的物质：常用作超临界流体的物质：二氧化碳二氧化碳等等 适用范围：适用范围：挥发油及脂溶性成分挥发油及脂溶性成分 缺缺 点：点：所需仪器设备价格昂贵所需仪器设备价格昂贵 二氧化碳作为超临界流体具有下列优点：二氧化碳作为超临界流体具有下列优点：1 1）临界温度为）临界温度为31.231.2（近于室温）；（近于室温）；2 2）临界压力在）临界压力在7373个大气压，易于操作；个大气压，易于操作；3 3）安全、不燃烧、化学上安定；）安全、不燃烧、化学上安定；4 4）可防止被萃取物的氧化；）可防止被萃取物的氧化；5 5）无毒；）无毒；6 6）价廉易得。）价廉易得。超临界流体萃取技术的优点：超临界流体萃
20、取技术的优点：1 1）操作范围广，便于调节；）操作范围广，便于调节；2 2）选择性好；）选择性好；3 3）萃取、分离一步完成；）萃取、分离一步完成；4 4）溶剂回收简便，且可循环使用；）溶剂回收简便，且可循环使用；5 5）萃取效率高，速度快；）萃取效率高，速度快；6 6）低温操作，特别适合于热敏性组分；）低温操作，特别适合于热敏性组分；7 7）可以调节萃取物的粒度；）可以调节萃取物的粒度；8 8）无有机溶剂残留。）无有机溶剂残留。5 5、天然药物的预处理、天然药物的预处理 如无特殊规定，药材须干燥并适当粉碎，以如无特殊规定，药材须干燥并适当粉碎，以利增大与溶剂的接触面积，提高萃取效率。利增大与
21、溶剂的接触面积，提高萃取效率。6 6、根据操作方法不同将溶剂法分为：、根据操作方法不同将溶剂法分为：（1 1）煎煮法：）煎煮法：适用范围：以水为溶剂的体系适用范围：以水为溶剂的体系（2 2）浸渍法）浸渍法(浸泡法浸泡法)适用范围：以水、醇或稀醇为溶剂的体系适用范围：以水、醇或稀醇为溶剂的体系（3 3）渗漉法）渗漉法 适用范围：一般是以水、醇或稀醇为溶剂适用范围：一般是以水、醇或稀醇为溶剂时采用此法，使用其他有机溶剂时也可采用。时采用此法，使用其他有机溶剂时也可采用。（4 4）连续回流提取法（索氏提取）连续回流提取法（索氏提取）适用范围：以醇或其他有机溶剂的体系适用范围：以醇或其他有机溶剂的体系
22、.（5 5）超声法）超声法 适用范围：适用于任何溶剂提取体系。适用范围：适用于任何溶剂提取体系。小结提取提取方法方法溶剂溶剂提取法提取法水蒸气水蒸气蒸馏法蒸馏法升华法升华法溶剂溶剂操作操作方法方法水：极性最强水：极性最强亲水性有机溶剂：亲水性有机溶剂：甲醇、乙醇、丙酮甲醇、乙醇、丙酮亲脂性有机溶剂：石油醚，亲脂性有机溶剂：石油醚，苯，乙醚，氯仿，乙酸乙酯苯，乙醚，氯仿，乙酸乙酯煎煮法煎煮法浸渍法浸渍法渗漉法渗漉法回流提取法回流提取法连续回流提取法连续回流提取法超声提取法超声提取法二、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分离依据：共存成分的性质差异分离依据：共存成分的性质差异 1
23、.1.溶解度差异溶解度差异 2.2.分配比不同分配比不同 3.3.吸附性差异吸附性差异 4 4分子大小差异分子大小差异 5 5离解程度不同离解程度不同1.1.根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离 调节温度调节温度 改变混合溶剂的极性改变混合溶剂的极性 调节调节PHPH 加入某种沉淀试剂加入某种沉淀试剂 1、溶剂分离法、溶剂分离法 采用三、四种不同极性的溶剂，由低级性到高采用三、四种不同极性的溶剂，由低级性到高级性分步进行分离。级性分步进行分离。正己烷正己烷乙醚乙醚甲醇甲醇水水 正己烷正己烷二氯甲烷二氯甲烷甲醇甲醇水水 一般极性顺序（低到高）：一般极性顺序（低到高）：石油醚石
24、油醚CS2CCl4HCCl2CH2Cl苯苯CH2Cl2CHCl3乙醚乙醚乙酸乙酯乙酸乙酯丙酮丙酮乙醇乙醇甲醇甲醇乙腈乙腈水水吡啶吡啶乙酸乙酸 1)影响分离的因素影响分离的因素 分离因子分离因子，分配系数，分配系数K=Ka/Kb，KaKb K=CU/CL CU、CL为被分离物质在上相和下相中浓度为被分离物质在上相和下相中浓度 2、两相溶剂萃取法、两相溶剂萃取法 利用混和物中各成分在两种互不相溶的溶剂利用混和物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离的方法。中分配系数不同而达到分离的方法。根据根据值的大小可决定分离采用的方法值的大小可决定分离采用的方法 100,简单的一次萃取，可基本分
25、离。简单的一次萃取，可基本分离。10，数次乃至，数次乃至10余次萃取，余次萃取，CCD法法2，100次以上萃取，次以上萃取，DCCC法，法，HSCCC法法1，不能分离，不能分离可以根据可以根据PC法计算法计算值，选择理想的分离条件。值，选择理想的分离条件。纸色谱（纸色谱（PC），也叫），也叫纸分配色谱纸分配色谱（PPC，Paper Partition Chromatography）)1()1()1(1)1(1fafbfbfafbfbfafaBARRRRRRRRKK(为纸色谱定数为纸色谱定数)Rfa、Rfb为为A、B两物质在两物质在PC上的上的Rf值值 pH值值 对于酸性、碱性和两性化合物，对于
26、酸性、碱性和两性化合物，pH值可以改值可以改变它们的存在状态（游离型、解离型），分配比变它们的存在状态（游离型、解离型），分配比受受pH的影响。的影响。HA+H2O=A-+H3O+3HAOHAKapKa=pH -logA-/HApH =pKa+logA-/HAHA达到达到99%解离时，解离时，pH=pKa+2HA达到达到99%游离时，游离时，pH=pKa -2 2)酸碱性成分的分离酸碱性成分的分离-pH梯度萃取法梯度萃取法 按酸碱性强弱的不同分离酸性、碱性、中按酸碱性强弱的不同分离酸性、碱性、中性物质，改变性物质，改变pH值使酸碱成分呈不同状态。值使酸碱成分呈不同状态。如中药大黄中的大黄酸、大
27、黄素和大黄酚的分离如中药大黄中的大黄酸、大黄素和大黄酚的分离 OOHOHCOOHOOOHOHCH3OHOOOHOHCH3O大黄酸大黄酸大黄素大黄素大黄酚大黄酚酸性最强酸性最强酸性其次酸性其次酸性最弱酸性最弱溶于溶于NaHCO3溶于溶于Na2CO3溶于溶于NaOH 3)几种逆流分配方法几种逆流分配方法 逆流分溶法逆流分溶法液滴逆流色谱液滴逆流色谱高速逆流色谱高速逆流色谱 逆流分溶法（逆流分溶法（CCD法）法）多次连续液多次连续液-液萃取分离过程液萃取分离过程特点：条件温和，样品易回收，适用于中等极性、特点：条件温和，样品易回收，适用于中等极性、不稳定物质的分离。不稳定物质的分离。实验室萃取设备：
28、实验室萃取设备：1、分液漏斗、分液漏斗 2、克雷克雷格逆流分布仪格逆流分布仪。克雷格逆流分布仪克雷格逆流分布仪 把一系列的分液漏斗有效地排成链，重复进把一系列的分液漏斗有效地排成链，重复进行系列的步骤：振摇（混合）、静置、分离，多行系列的步骤：振摇（混合）、静置、分离，多次重复，以提高分离的塔板数。次重复，以提高分离的塔板数。液滴逆流色谱（液滴逆流色谱（DCCC）液液分配色谱，流动相呈液滴形式垂直上升或液液分配色谱，流动相呈液滴形式垂直上升或下降，通过固定相，实现物质的逆流色谱分配。下降，通过固定相，实现物质的逆流色谱分配。特点：不易乳化，样品可定量回收，分离效果好，特点：不易乳化，样品可定量
29、回收，分离效果好，特别适合于分离皂苷等水溶性成分。特别适合于分离皂苷等水溶性成分。缺点：样品处理量小。缺点：样品处理量小。液滴逆流色谱液滴逆流色谱 高速逆流色谱（高速逆流色谱（HSCCC）通过特定的高速行星式旋转所产生的离心力通过特定的高速行星式旋转所产生的离心力场作用，使无载体支持的液体固定相稳定地保留场作用，使无载体支持的液体固定相稳定地保留在蛇形管内，并使流动相单向、低速通过固定相，在蛇形管内，并使流动相单向、低速通过固定相，实现连续逆流萃取分离物质的目的。实现连续逆流萃取分离物质的目的。用于各种物质的分离，包括蛋白质、酶、三用于各种物质的分离，包括蛋白质、酶、三萜、生物碱、皂苷等。萜、
30、生物碱、皂苷等。4)液液-液分配柱色谱液分配柱色谱 正向色谱正向色谱 固定相极性大，如水、缓冲液等；固定相极性大，如水、缓冲液等；流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等载体：硅胶（含水一般大于载体：硅胶（含水一般大于17%），硅藻土、纤维素等。），硅藻土、纤维素等。分离极性较大或水溶性成分，如苷类、糖、生物碱等分离极性较大或水溶性成分，如苷类、糖、生物碱等。洗脱顺序：洗脱顺序：极性小的物质先被洗脱出来。极性小的物质先被洗脱出来。4)液液-液分配柱色谱液分配柱色谱 固定相极性小于流动相固定相极性小于流动相，如，如HPLC反相色谱柱、反相薄层反相色谱柱、反相薄层色谱板。色
31、谱板。固定相固定相：硅胶的硅醇基与烷基结合，如：硅胶的硅醇基与烷基结合，如RP-2、RP-8、RP-18，亲脂性亲脂性：RP-18 RP-8 RP-2流动相流动相（洗脱剂）：（洗脱剂）：MeOH-H2O；CH3CN-H2O洗脱顺序洗脱顺序：分离极性大的成分：分离极性大的成分，极性大者先被洗脱出来，极性大者先被洗脱出来。反相色谱：反相色谱：固定相的表面修饰固定相的表面修饰 RH-2RH-8RH-18化学修饰硅胶亲水性表面亲脂性表面 三、根据物质的吸附性差别进行分离三、根据物质的吸附性差别进行分离-吸吸附色谱法附色谱法 1、吸附分类、吸附分类 物理吸附：物理吸附：无选择性吸附，吸附无选择性吸附，吸
32、附-解吸附发生迅速，吸附解吸附发生迅速，吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；化学吸附：化学吸附：不可逆吸附，如碱性氧化铝对酚酸性成分的不可逆吸附，如碱性氧化铝对酚酸性成分的吸附；酸性硅胶对生物碱的吸附等；吸附；酸性硅胶对生物碱的吸附等；半化学吸附：半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。吸附原理：相似相吸吸附原理：相似相吸 影响吸附过程的三要素：影响吸附过程的三要素：吸附剂（固定相）吸附剂（固定相）溶质（被分离物质）溶质（被分离物质）溶剂（洗脱剂、展开剂、流动相）溶剂（洗脱剂、展开剂、流动相）2、硅胶、氧化铝、硅胶、氧化铝 极性吸附剂
33、极性吸附剂：载样量大，吸附力强：载样量大，吸附力强硅胶硅胶：有中性、酸性之分，适用于各类成分分离。：有中性、酸性之分，适用于各类成分分离。氧化铝氧化铝：有中性、酸性、碱性之分，不适合于分离：有中性、酸性、碱性之分，不适合于分离酸性成分，多用于分离生物碱。酸性成分，多用于分离生物碱。2、硅胶、氧化铝、硅胶、氧化铝 被分离物质吸附力与结构的关系被分离物质吸附力与结构的关系 被分离物质极性大，吸附力强，难洗脱，被分离物质极性大，吸附力强，难洗脱，Rf值小。值小。官能团极性大小排列顺序：官能团极性大小排列顺序：-COOH Ar-OH R-OH R-NH2、RNHR、RNRR RCONRR RCHO R
34、COR RCOOR ROR RH 2、硅胶、氧化铝、硅胶、氧化铝 溶剂（洗脱剂）的极性与洗脱力的关系溶剂（洗脱剂）的极性与洗脱力的关系洗脱剂极性越大，洗脱力越强；洗脱剂极性越大，洗脱力越强；例：从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分，例：从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分，根据极性大小推测从硅胶柱上的洗脱顺序。根据极性大小推测从硅胶柱上的洗脱顺序。OOOHROOROOROCH3CH3名称名称RR黄夹苷黄夹苷ACHO(D-glc)2黄夹苷黄夹苷BCH3(D-glc)2黄夹次苷黄夹次苷ACHOH黄夹次苷黄夹次苷BCH3H黄夹次苷黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹次苷单
35、乙酰黄夹次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B R=COCH3 ,其它其它R=H 答案：答案：1：极性大：极性大极性小，黄夹苷极性小，黄夹苷A 黄夹苷黄夹苷B 黄夹次苷黄夹次苷D 黄夹次苷黄夹次苷C 黄夹次苷黄夹次苷A 黄夹黄夹次苷次苷B 单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B2：从硅胶柱上被洗脱下来的顺序：极性小：从硅胶柱上被洗脱下来的顺序：极性小的先被洗出，极性大的后被洗出。的先被洗出，极性大的后被洗出。3、活性炭活性炭-非极性吸附剂非极性吸附剂 吸附力与结构的关系吸附力与结构的关系 分子量大者分子量大者 分子量小者分子量小者芳香族芳香族 脂肪族，活性炭和芳香族均有平面型脂肪族，活性炭和芳香
36、族均有平面型分子的缘故。分子的缘故。含含OH、COOH、NH2多者多者 少者少者 3、活性炭、活性炭-非极性吸附剂非极性吸附剂 溶剂的洗脱力溶剂的洗脱力 吡啶吡啶 15%酚酚/醇醇 7%酚酚/H2O 醇醇 含水醇含水醇 H2O 黄酮、生物碱的富集，糖的分离，脱色等。黄酮、生物碱的富集，糖的分离，脱色等。应用应用 4、聚酰胺（、聚酰胺（Polyamide）由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。H2CNHOCH2H2CCH2H2CCH2NH2COHCH2NHOH2CCH2H2CCH2H2CNCH2OHOOOH分离原理：主要分离原理：主要通过通过酰胺酰胺与与酚、酚、酸、
37、醌酸、醌等化合物等化合物形成氢键形成氢键，吸附，吸附能力取决于氢键能力取决于氢键的强弱。的强弱。4、聚酰胺、聚酰胺 吸附能力与化合物结构的关系吸附能力与化合物结构的关系 a.形成氢键的基团数目越多，吸附力越强；形成氢键的基团数目越多，吸附力越强；OHHOOHOHOHOH 4、聚酰胺、聚酰胺 b.形成分子内氢键者，吸附力减弱；形成分子内氢键者，吸附力减弱；OHOHOHOHOHOHOCCOOHOOHHc.分子中芳香化程度高，则吸附性增强；反之，分子中芳香化程度高，则吸附性增强；反之，则减弱；则减弱；4、聚酰胺、聚酰胺溶剂洗脱能力强弱溶剂洗脱能力强弱 尿素水溶液尿素水溶液 二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺
38、甲酰胺甲酰胺 NaOH水溶液水溶液 丙酮丙酮 甲醇甲醇 水水 聚酰胺色谱的应用聚酰胺色谱的应用 4、聚酰胺、聚酰胺 聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是聚酰胺对一般酚类、黄酮类化合物的吸附是可逆的（鞣质例外），分离效果好，吸附容量大，可逆的（鞣质例外），分离效果好，吸附容量大，特别适合于该类物质的制备与分离。特别适合于该类物质的制备与分离。也可用于生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基也可用于生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离；酸等其它极性与非极性化合物的分离；聚酰胺对鞣质的吸附特别强，近乎不可逆，聚酰胺对鞣质的吸附特别强，近乎不可逆，特别适合于植物粗提物的脱鞣处理。特别
39、适合于植物粗提物的脱鞣处理。二、沉淀法二、沉淀法 在提取液中加入某些溶剂使产生沉淀，以获在提取液中加入某些溶剂使产生沉淀，以获得有效成分或除去杂质的方法得有效成分或除去杂质的方法。1、乙醇沉淀法、乙醇沉淀法 2、酸碱沉淀法、酸碱沉淀法3、铅盐沉淀法、铅盐沉淀法 浓提取液中的有效成分在乙醇中不溶或溶解浓提取液中的有效成分在乙醇中不溶或溶解度小。度小。如：淀粉、树胶、蛋白质、某些多糖。如：淀粉、树胶、蛋白质、某些多糖。1、乙醇沉淀法、乙醇沉淀法特别适合于多糖的分离多糖。特别适合于多糖的分离多糖。如：内酯类化合物不溶于水，但遇碱开环生如：内酯类化合物不溶于水，但遇碱开环生成羧酸盐而溶于水，酸化又析出
40、。成羧酸盐而溶于水，酸化又析出。2、酸碱沉淀法、酸碱沉淀法 利用某些成分在酸（或碱）中溶解，又在碱利用某些成分在酸（或碱）中溶解，又在碱（或酸）中沉淀的性质达到分离的方法。（或酸）中沉淀的性质达到分离的方法。OONaOHONaONaO 蛔蒿中提取驱蛔有效成分山道年蛔蒿中提取驱蛔有效成分山道年 OCH3CH3OOHCH3OH-H+OCH3CH3OHCH3COO-蛔蒿粉末用石灰乳调匀，加热水提取，山道蛔蒿粉末用石灰乳调匀，加热水提取，山道年成为山道年酸钙被水提出，水提取液过滤浓缩年成为山道年酸钙被水提出，水提取液过滤浓缩后，加酸酸化，山道年沉淀析出，滤集，用乙酸后，加酸酸化，山道年沉淀析出，滤集，
41、用乙酸重结晶可得纯品。重结晶可得纯品。生物碱不溶于水，遇酸生成盐而溶于水，生物碱不溶于水，遇酸生成盐而溶于水，碱化又重新生成游离生物碱。碱化又重新生成游离生物碱。生物碱沉淀剂可形成不溶性复盐而析出。生物碱沉淀剂可形成不溶性复盐而析出。如雷氏铵盐如雷氏铵盐NH4Cr(NH3)2(SCN)4 陈皮甙，黄芩甙等均可用酸碱沉淀法制备。陈皮甙，黄芩甙等均可用酸碱沉淀法制备。OROHOOHOR=葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 3、铅盐沉淀法、铅盐沉淀法 中性中性Pb(Ac)2或或Pb(OH)Ac在水或稀醇中，在水或稀醇中，能与多种成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀，利能与多种成分生成难溶的铅盐或络盐沉淀，利用此性质使有效
42、成分与杂质分离。用此性质使有效成分与杂质分离。中性醋酸铅可沉淀：有机酸、蛋白质、中性醋酸铅可沉淀：有机酸、蛋白质、氨基酸、鞣质、树脂、酸性皂甙等。氨基酸、鞣质、树脂、酸性皂甙等。碱性醋酸铅可沉淀除上述外，另加醇性羟基、碱性醋酸铅可沉淀除上述外，另加醇性羟基、酮基、醛基、中性皂甙、异黄酮、糖类。酮基、醛基、中性皂甙、异黄酮、糖类。将铅盐悬浮于新溶剂中，通入将铅盐悬浮于新溶剂中，通入H2S，使其分，使其分解为解为PbS，得有效成分。，得有效成分。也可用也可用H2SO4、Na2SO4、H3PO4、Na3PO4脱脱铅。铅。脱铅脱铅 三、盐析法三、盐析法 在有效成分提取液中，加入无机盐使溶解在有效成分提
43、取液中，加入无机盐使溶解至一定浓度或达饱和状态，可使某些成分在水至一定浓度或达饱和状态，可使某些成分在水中的溶解度降低，析出沉淀与水溶性大的杂质中的溶解度降低，析出沉淀与水溶性大的杂质分离。分离。常用盐：常用盐：NaCl、Na2SO4、MgSO4、(NH4)2SO4例：三七水提取液中，加例：三七水提取液中，加MgSO4到饱和状态，到饱和状态，三七皂甙即可沉淀析出。三七皂甙即可沉淀析出。三颗针中提取黄连素，加三颗针中提取黄连素，加NaCl饱和，小薜饱和，小薜碱粗品析出。碱粗品析出。四、透析法四、透析法 利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，大利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，大分子则不能通过半透
44、膜的性质进行分离的方法。分子则不能通过半透膜的性质进行分离的方法。如分离纯化皂甙、蛋白质、如分离纯化皂甙、蛋白质、多肽、多糖等大分子时，用此法多肽、多糖等大分子时，用此法可除无机盐、单、双糖等小分子可除无机盐、单、双糖等小分子杂质杂质。透析膜的膜孔有大有小，视透析膜的膜孔有大有小，视具体情况而选择，常用透析膜：具体情况而选择，常用透析膜：动物性膜、火棉胶膜、硫酸纸膜、动物性膜、火棉胶膜、硫酸纸膜、玻璃纸膜等。玻璃纸膜等。五、结晶、重结晶和分步结晶五、结晶、重结晶和分步结晶 关键：合适的溶剂关键：合适的溶剂六、层析法六、层析法 1 1、柱层析、柱层析2 2、薄层层析、薄层层析3 3、纸层析、纸层
45、析4 4、凝胶层析、凝胶层析（又称凝胶过滤、分子筛过滤、阻滞扩散层析、（又称凝胶过滤、分子筛过滤、阻滞扩散层析、排阻层析等）排阻层析等）4、凝胶层析、凝胶层析（Gel Penetration Chromatography,GPC）葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶 交联葡聚糖是由一定平均分子量的葡聚糖和交联葡聚糖是由一定平均分子量的葡聚糖和交联剂（一般为环氧氯丙烷）以醚桥的形式互相交联剂（一般为环氧氯丙烷）以醚桥的形式互相交联形成的三维空间网状结构高分子材料，是水交联形成的三维空间网状结构高分子材料，是水不溶性的白色球状颗粒，酸性环境能水解，碱中不溶性的白色球状颗粒，酸性环境能水解，碱中稳定。稳定。在样品通
46、过一定孔径的凝胶固定相时，由于在样品通过一定孔径的凝胶固定相时，由于流经路径的不同，使流经路径的不同，使不同相对分子量的组分不同相对分子量的组分得以得以分离的方法。分离的方法。表面有孔隙，其大小决定于聚糖与交联剂表面有孔隙，其大小决定于聚糖与交联剂的配比及反应条件。的配比及反应条件。商品型号即按凝胶的交联度大小分类，并商品型号即按凝胶的交联度大小分类，并以吸水量来表示，英文字母以吸水量来表示，英文字母G代表葡聚糖凝胶，代表葡聚糖凝胶，后面的数字表示每克凝胶吸水量，再乘以后面的数字表示每克凝胶吸水量，再乘以10的的值，值，G-25的吸水量为每克的吸水量为每克2.5ml。交联度大交联度大网状结构越
47、紧密网状结构越紧密孔隙越小孔隙越小吸吸水膨胀越少。水膨胀越少。型号型号吸水量吸水量（ml/g）床体积床体积（ml/g）分离范围分离范围最小溶胀时间最小溶胀时间肽与蛋白质肽与蛋白质多糖多糖室温室温沸水沸水G-101.023小于小于700小于小于70031G-151.52.53.5小于小于1500小于小于150031G-252.54610005000100500062G-505.091115003万万5001万万62G-757.5121530007万万10005万万243G-100101520400015万万100010万万485G-150152030500040万万100015万万725G-20
48、0203040500080万万100020万万725凝胶的型号与使用范围凝胶的型号与使用范围 1、气相色谱、气相色谱 2、液相色谱、液相色谱 3、制备色谱、制备色谱 八、仪器八、仪器气相色谱仪的原理和结构气相色谱仪的原理和结构第四节第四节 结构研究法结构研究法 结构研究的特点：难于合成品结构研究的特点：难于合成品 结构研究的总原则结构研究的总原则:尽可能不消耗或少消耗试样尽可能不消耗或少消耗试样 波谱综合分析波谱综合分析 与文献数据比较与文献数据比较 必要时辅以化学手段必要时辅以化学手段第四节第四节 结构研究法结构研究法一、一、纯度的测定纯度的测定二、二、结构研究的主要程序结构研究的主要程序三
49、、三、结构研究中采用的主要方法结构研究中采用的主要方法一、纯度的测定一、纯度的测定 纯度检查法：纯度检查法：均一的晶形均一的晶形 敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度 TLCTLC、PCPC、GCGC、HPLCHPLC二、结构研究的主要程序二、结构研究的主要程序三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法1.1.确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度2.2.质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）3.3.红外光谱红外光谱（IRIR，infrared spectrainfrared spectra）4.4.紫外
50、紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱（UV-vis)UV-vis)(ultraviolet-visible spectra (ultraviolet-visible spectra）5.5.核磁共振核磁共振（NMRNMR，nuclear magnetic resonancenuclear magnetic resonance）6.6.其他：其他：x-x-单晶衍射法单晶衍射法 旋光光谱（旋光光谱（ORDORD）园二色谱（园二色谱（CDCD）三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 1.1.确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度 分子式的确定分子式的确定 元素定量分析结合分子量
