1、人民卫生出版社 第六版作者：吴立军讲授人：岳向国Tel：18797377399Email：；QQ：99183810 (introductions)第一节第一节 绪论绪论 一、天然药物化学的研究内容、天然药物化学的研究内容1、天然药物化学的定义、研究内容、天然药物化学的定义、研究内容定义定义：天然药物化学是运用现代科学理论与方：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法研究天然药物中化学成分化学成分的一门学科；研究的一门学科；研究内容包括化学成分（主要是生物活性成分或药内容包括化学成分（主要是生物活性成分或药效成分）的结构特点、物理化学性质、提取方效成分）的结构特点、物理化学性质、提取
2、方法及结构鉴定等。法及结构鉴定等。2、天然药物的来源、天然药物的来源根据根据19851989年全国中药资源普查统计，年全国中药资源普查统计，我国中药资源物种数达我国中药资源物种数达1万两千余种，主要万两千余种，主要包括包括植物、动物、微生物、矿物药材、其中植物、动物、微生物、矿物药材、其中植物植物占绝大多数（占绝大多数（87%）20世纪世纪70年代掀起了对年代掀起了对海洋天然药物海洋天然药物的研究的研究热潮，热潮，“海洋天然药物化学海洋天然药物化学”已经成为天然已经成为天然药物研究中的另一个活跃分支。药物研究中的另一个活跃分支。天然药物化学天然药物化学（The Medicinal Chemis
3、try of Natural Products）植物化学植物化学 （Phytochemistry）中药化学中药化学（The Chemistry of Traditional Chinese Medicine）中草药成分化学中草药成分化学（The Chemistry of Traditional Chinese and Herbal Drugs）有效成分：有效成分：具有生理活性的具有生理活性的单体物质单体物质，能用一定，能用一定 分子式表示，有一定的物理常数。分子式表示，有一定的物理常数。有效部位：有效部位：具有生理活性的群体物质。具有生理活性的群体物质。无效成分：（相对性）无效成分：（相对性）
4、与有效成分共存的其它成分与有效成分共存的其它成分 二、天然药物化学的简要发展历程、天然药物化学的简要发展历程1、天然药物中化学成分的分类、天然药物中化学成分的分类举例：举例：鹧鸪菜中具有驱虫鹧鸪菜中具有驱虫作用的是氨基酸作用的是氨基酸;天花粉中起引产作天花粉中起引产作用的是蛋白质用的是蛋白质;猪苓具有抗肿瘤作猪苓具有抗肿瘤作用的是多糖。用的是多糖。OHOON 2、天然药物化学的简要发展历程、天然药物化学的简要发展历程天然药物化学的发展历程就是天然药物的分天然药物化学的发展历程就是天然药物的分离、纯化、鉴定技术的发展过程离、纯化、鉴定技术的发展过程1769年年 酒石酸酒石酸1775年年 苯甲酸苯
5、甲酸1780年年 乳酸乳酸1785 苹果酸苹果酸初期只是对化合物的分离和纯化，对其物理化学性质初期只是对化合物的分离和纯化，对其物理化学性质进行研究、并不了解其结构（进行研究、并不了解其结构（20世纪初开开始结构的世纪初开开始结构的研究）研究）20世纪初一直到现在，随着质谱（世纪初一直到现在，随着质谱（MS）、核磁共振）、核磁共振（NMR）、）、X-射线单晶衍射等技术的出现，天然药射线单晶衍射等技术的出现，天然药物化学也开始了突飞猛进的发展。物化学也开始了突飞猛进的发展。三、三、天然药物化学研究的意义天然药物化学研究的意义（一）探讨天然药物治病的物质基础（一）探讨天然药物治病的物质基础 有有
6、效成分效成分（二）控制天然药物及其制剂的质量（二）控制天然药物及其制剂的质量 有效成分的含量有效成分的含量、产地、采收季节产地、采收季节、加工方加工方法、贮存条件法、贮存条件 （三）（三）减低原植物毒性，并提高疗效减低原植物毒性，并提高疗效（四）扩大天然药物的资源（四）扩大天然药物的资源（五）进行新化合物的研究导致化学合成（五）进行新化合物的研究导致化学合成 或结构改造或结构改造第二节第二节 生物合生物合成成 一、一、一次代谢及二次代谢一次代谢及二次代谢 这些是这些是植物生存不可缺少的物质植物生存不可缺少的物质，该过，该过程存在于所有的绿色植物中，称为一次代谢程存在于所有的绿色植物中，称为一次
7、代谢过程，产生的物质称为过程，产生的物质称为一次代谢产物一次代谢产物（primary metabolite）。1一次代谢：一次代谢：二氧化碳、水二氧化碳、水各种代谢各种代谢糖和氧气糖和氧气糖、蛋白质、脂质、核酸糖、蛋白质、脂质、核酸光合作用光合作用 这些物质对植物生命活动不起主要作用，这些物质对植物生命活动不起主要作用，该过程不是存在所有的绿色植物中，产生的该过程不是存在所有的绿色植物中，产生的生物碱、萜类等化合物称为生物碱、萜类等化合物称为。2二次代谢：二次代谢：一次代谢产物一次代谢产物生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等“特定条件特定条件”一次代谢产物和二次代谢产物对人类各
8、有什么用途？一次代谢产物和二次代谢产物对人类各有什么用途？二、主要的生物合成途径二、主要的生物合成途径 1.醋酸醋酸-丙二酸（丙二酸（AA-MA）途径：）途径：脂肪酸类、脂肪酸类、酚类、蒽醌类酚类、蒽醌类 2.甲戊二羟酸类（甲戊二羟酸类（MVA）途径：）途径：萜类、甾类萜类、甾类3.桂皮酸（桂皮酸（cinnamic acid pathway）及莽草酸）及莽草酸（shikimic acid pathway）途径：）途径：苯丙素类、黄酮类苯丙素类、黄酮类 4.氨基酸（氨基酸（amino acid pathway）途径：）途径：生物碱生物碱5.复合途径：复杂的化合物复合途径：复杂的化合物（1）醋酸）
9、醋酸-丙二酸丙二酸-莽草酸途径（莽草酸途径（AA-MA-SA）（2）醋酸）醋酸-丙二酸丙二酸-甲羟戊酸途径（甲羟戊酸途径（AA-MA-MVA）（3）氨基酸氨基酸-甲羟戊酸途径（甲羟戊酸途径（A.A-MVA）（4）氨基酸氨基酸-醋酸醋酸-丙二酸（丙二酸（A.A-AA-MA）（5）氨基酸氨基酸-莽草酸途径（莽草酸途径（A.A-SA）第三节第三节 提取分离方法提取分离方法一、中草药有效成分的提取分离一、中草药有效成分的提取分离 (一）一）提取方法：提取方法：按提取原理分类：按提取原理分类：溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。溶剂法最为常用溶剂法最为常用（一）溶剂提取法（一）溶
10、剂提取法 1溶剂提取法的原理：溶剂提取法的原理：依据天然产物中各种成分的依据天然产物中各种成分的溶解性能溶解性能，选用选用对有效成分溶解度大，对有效成分溶解度大，对对杂质杂质溶解度小溶解度小的的溶剂溶剂将有效成分从药材内溶解出来的方法。将有效成分从药材内溶解出来的方法。（1）化学物质极性判断）化学物质极性判断被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素：化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。多，极性小；分子小、碳数少，极性大
11、。取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。常见基团极性大小顺序如下：酸酚醇胺醛酮常见基团极性大小顺序如下：酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。酯醚烯烷。（P35独自练习）独自练习）OHOCOCH3OABCCHCH3NHCH3CHOHNOHOMeOMeOCH3HNMeOMeOCH3H天然药物化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。所以极性天然药物化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。所以极性问题很复杂。需要大家判断的大多数是母核相同或相近的化合物，问题很复杂。需要大家判断的大多
12、数是母核相同或相近的化合物，此时主要依据取代基极性大小。此时主要依据取代基极性大小。（2）提取溶剂）提取溶剂1）分类分类：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。性有机溶剂。水水类包括水、酸水、碱水；类包括水、酸水、碱水；亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；包括甲醇、乙醇、丙酮；亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂为正丁醇后所有的。为正丁醇后所有的。互溶情况：互溶情况：水和亲水性有机溶剂可互溶，水和亲脂性水和亲水性有机溶剂可互溶，水和亲脂性有机溶剂间不互溶，有机溶剂间除甲醇和石油醚不互有机溶剂间不互溶，有机溶剂间除甲醇和石油醚不互溶外，其
13、它均互溶。溶外，其它均互溶。正丁醇（正丁醇（n-BuOH）亲水性溶剂？还是亲脂性溶剂？）亲水性溶剂？还是亲脂性溶剂？4）溶剂极性大小的量化溶剂极性大小的量化介电常数（介电常数（）不同，介电常数大的溶剂极性大，介电常数小的溶）不同，介电常数大的溶剂极性大，介电常数小的溶剂极性小。（具体数值参考剂极性小。（具体数值参考CRC物理化学手册、兰氏化学手册）物理化学手册、兰氏化学手册）3）溶剂极性大小的实质溶剂极性大小的实质 溶剂分子偶极矩、介电常数不同溶剂分子偶极矩、介电常数不同2）极性大小极性大小：水：水(H2O)甲醇甲醇(MeOH)乙醇乙醇(EtOH)丙酮丙酮（Me2CO）正丁醇）正丁醇(n-Bu
14、OH)乙酸乙酯乙酸乙酯(EtOAc)氯仿氯仿(CHCl3)乙醚乙醚(Et2O)苯（苯（C6H6)四氯化碳四氯化碳(CCl4)正己烷正己烷石油醚石油醚(Pet.et)。常用溶剂常用溶剂介电常数介电常数石油醚石油醚1.81.8正己烷正己烷1.581.58四氯化碳四氯化碳2.242.24苯苯2.292.29乙醚乙醚4.344.34氯仿氯仿4.814.81乙酸乙酯乙酸乙酯6.026.02乙酸（冰醋酸）乙酸（冰醋酸）6.156.15吡啶吡啶12.312.3正丁醇正丁醇17.817.8丙酮丙酮20.720.7乙醇乙醇24.324.3甲醇甲醇33.633.6甲酸甲酸58.558.5水水80.480.4（3）
15、提取溶剂的选择）提取溶剂的选择1）提取溶剂的选择原则）提取溶剂的选择原则a 要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。b 要与所提取成分不起意外的化学变化。要与所提取成分不起意外的化学变化。c 要廉价、易得、安全。其中要廉价、易得、安全。其中a 是最主要的。是最主要的。化合物的极性判断：化合物的极性判断：由由分子中官能团的种类分子中官能团的种类、数目数目、及及排列方式排列方式等综合因素决定。等综合因素决定。溶解规律：溶解规律：相似相溶相似相溶2）提取溶剂的选择）提取溶剂的选择-1a a 水水：为极性最大的溶剂，也最常用。可溶解苷：为极性最大的溶剂，也最常用
16、。可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水（为什么？）。其中蛋白质不溶于热水（为什么？）。优点优点：价廉、易得、环境友好、无毒副作用：价廉、易得、环境友好、无毒副作用缺点缺点：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏变质。：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而增加过
17、滤的困难。故含淀粉量多的可被糊化，而增加过滤的困难。故含淀粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。2）提取溶剂的选择）提取溶剂的选择-2b 亲水性的有机溶剂亲水性的有机溶剂：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。优点优点：应用范围广（乙醇最广），对植物细胞穿透能力强，：应用范围广（乙醇最广），对植物细胞穿透能力强，易过滤，不霉变，易浓缩回收，毒副作用小。易过滤，不霉变，易浓缩回
18、收，毒副作用小。缺点缺点：价高、不安全，需回流设备。：价高、不安全，需回流设备。c 亲脂性的有机溶剂亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。优点优点：提取专属性强，易回收浓缩。：提取专属性强，易回收浓缩。缺点缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。（4）溶剂提取顺序：）溶剂提取顺序：1）溶剂递增的顺序溶剂递增的顺序石油醚或汽油石油醚或汽油油脂、蜡、叶绿素、挥发油、油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类化合物游离甾
19、体及三萜类化合物 氯仿或乙酸乙酯氯仿或乙酸乙酯游离的生物碱、有机酸、游离的生物碱、有机酸、黄酮、香豆素等甙元黄酮、香豆素等甙元甲醇、乙醇、丙酮甲醇、乙醇、丙酮甙类、生物碱、鞣质甙类、生物碱、鞣质水水氨基酸、糖类、无机盐氨基酸、糖类、无机盐提取液浓缩成膏，拌硅藻土等提取液浓缩成膏，拌硅藻土等辅料，减压干燥成粉再以不同溶剂进辅料，减压干燥成粉再以不同溶剂进行分步洗脱。行分步洗脱。2）先用乙醇提取先用乙醇提取2、溶剂提取法的分类溶剂提取法的分类（1）浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂）浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分在常温下浸泡。多以水类或稀
20、醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的天然药物的提取。缺点遇热易破坏或含多糖较多的天然药物的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。浸出时间长。（2）渗滤法）渗滤法（3）煎煮法）煎煮法为天然药物水提取最常用的方法。将天然药物粗粉为天然药物水提取最常用的方法。将天然药物粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏成分要注意。且含多糖多的成分过滤困难。（坏成分要注意。且含多糖多的成分过
21、滤困难。（水水）1）药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取）药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但太细，药粉对成分的吸附也越强。效率越高。但太细，药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些因此水提取宜用粗粉；用有机溶剂可细些,以以20目为好。渗漉法提取时也药粉也不可过细目为好。渗漉法提取时也药粉也不可过细2）提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些）提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜温度。成分温度高易破坏，应选择适宜温度。3）提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间
22、长即无提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以意义。一般热水提以1/21h为宜，乙醇提为宜，乙醇提1h为为宜。宜。影响提取效率的因素影响提取效率的因素最本质的因素是最本质的因素是细胞内外浓度差细胞内外浓度差溶剂提取的方法的选择溶剂提取的方法的选择水、亲水性有机溶剂：水、亲水性有机溶剂：浸渍法、渗漉法、回流法浸渍法、渗漉法、回流法；水为溶剂还可以用；水为溶剂还可以用煎煮法煎煮法。亲脂性有机溶剂：亲脂性有机溶剂：易挥发，多以索氏易挥发，多以索氏 提取器采用连续回流法。提取器采用连续回流法。特点：特点：节省溶剂节省溶剂 新鲜溶剂不断加入，保持较高的浓度差，提取效率高新鲜溶剂不断加入
23、，保持较高的浓度差，提取效率高 不适合热敏成分不适合热敏成分l超临界流体萃取技术l超声波提取技术l微波提取法 原理是基于两种互不相溶的液体共存时，各组分的蒸原理是基于两种互不相溶的液体共存时，各组分的蒸汽压和它们在纯粹状态时的蒸汽压相等，因此，混合体汽压和它们在纯粹状态时的蒸汽压相等，因此，混合体系的总蒸汽压等于两种纯组分蒸汽压之和，所以混合物系的总蒸汽压等于两种纯组分蒸汽压之和，所以混合物的沸点比任一组分的沸点都要低的沸点比任一组分的沸点都要低 适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被破坏，与水不适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被破坏，与水不反应、且与水分层的成分的提取。天然药物中主要用于反应、且
24、与水分层的成分的提取。天然药物中主要用于挥发油、某些挥发性生物碱、少数挥发性蒽醌苷元、香挥发油、某些挥发性生物碱、少数挥发性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。豆素苷元的提取。天然药物中的某些固体成分在受热低于其熔天然药物中的某些固体成分在受热低于其熔点的温度下，不经液态直接成为气态，经冷点的温度下，不经液态直接成为气态，经冷却后又成为固态，从而与天然药物组织分离却后又成为固态，从而与天然药物组织分离这种性质称为升华，这种提取方法称为升华这种性质称为升华，这种提取方法称为升华法。天然药物成分有少量具有升华性，如樟法。天然药物成分有少量具有升华性，如樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡因木中的樟脑、茶叶中的咖啡因
25、升华法制备咖啡因装置图升华法制备咖啡因装置图二、中草药有效成分的分离与精制二、中草药有效成分的分离与精制 （一）根据物质溶解度差异进行分离（一）根据物质溶解度差异进行分离 结晶与沉淀法结晶与沉淀法 1.结晶及重结晶法：结晶及重结晶法：结晶法：结晶法：利用利用各成分在溶剂各成分在溶剂中因中因引起引起的改变，使的改变，使部分成分析出结晶。部分成分析出结晶。重结晶：选择适当的溶剂让结晶再重结晶：选择适当的溶剂让结晶再一次溶解和析出结晶的过程。一次溶解和析出结晶的过程。利用溶液中加入另一种溶剂利用溶液中加入另一种溶剂，某，某些成分溶解度改变而析出沉淀。些成分溶解度改变而析出沉淀。水水/醇：除多糖、蛋白
26、质等水溶性杂质醇：除多糖、蛋白质等水溶性杂质醇醇/水：除树脂、叶绿素等水不溶性杂质水：除树脂、叶绿素等水不溶性杂质醇醇/醚（醇醚（醇/丙酮）：皂苷析出、脂溶性杂质丙酮）：皂苷析出、脂溶性杂质留在溶液中留在溶液中2.溶剂沉淀法：溶剂沉淀法：3.酸碱沉淀法：酸碱沉淀法：4.沉淀试剂沉淀法：沉淀试剂沉淀法：(二二)根据物质在两相溶剂中的根据物质在两相溶剂中的 分配比不同进行分离分配比不同进行分离萃取法萃取法1.常见的萃取方法常见的萃取方法：液液-液萃取法液萃取法 反流分布法（反流分布法（CCD）液滴逆流层析法（液滴逆流层析法（DCCC）高速逆流层析法（高速逆流层析法（HSCCC）气液分配层析法（气液
27、分配层析法（GC或或GLC）液液-液分配层析法（液分配层析法（LC或或LLC）2.液液-液萃取法原理：液萃取法原理：萃取时，各成分在两相溶剂中分配系数差异越大，则分萃取时，各成分在两相溶剂中分配系数差异越大，则分离效果越好。离效果越好。100 一次简单萃取就可实现基本分离一次简单萃取就可实现基本分离 10010：需萃取需萃取1012次次 1时，两者性质及其相近，无法实现分离时，两者性质及其相近，无法实现分离（1）正相分配色谱）正相分配色谱：（硅胶（硅胶3.液液-液分配色谱法液分配色谱法利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数的不同而达到利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数的不同而达
28、到分离的方法。按照固定相与流动相的极性差别，分配色谱法有正分离的方法。按照固定相与流动相的极性差别，分配色谱法有正相与反相色谱法之分。正相分配色谱流动相的极性小于固定相极相与反相色谱法之分。正相分配色谱流动相的极性小于固定相极性。在反相分配色谱流动相的极性大于固定相极性。性。在反相分配色谱流动相的极性大于固定相极性。RP-18又称又称十八烷基硅烷（十八烷基硅烷（ODS）、RP-8 C8键合相键合相、RP-2 甲醇甲醇-水或乙腈水或乙腈-水水主要分离：非极性及中等极性的各类分子型化合物主要分离：非极性及中等极性的各类分子型化合物反相色谱是应用最广的色谱法，因为键合相表面的官能团反相色谱是应用最广
29、的色谱法，因为键合相表面的官能团不会流失，流动相的极性可以在很大的范围调整，使物质分离能不会流失，流动相的极性可以在很大的范围调整，使物质分离能力更强。高效液相色谱（力更强。高效液相色谱（HPLC）最常用的即是反相填料。）最常用的即是反相填料。(三三)根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离色谱法色谱法物理吸附基本规律物理吸附基本规律相似者易于吸附相似者易于吸附吸附三要素吸附三要素：吸附剂、溶质、溶剂。：吸附剂、溶质、溶剂。吸附剂吸附剂溶剂溶剂溶质溶质 吸附法分离的依据：吸附法分离的依据：化合物化合物极性差异大，吸附性差异极性差异大，吸附性差异大大，分离效果愈好。，分离效果愈好。常
30、用的吸附剂有：常用的吸附剂有：硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺、大孔吸附树脂等。大孔吸附树脂等。是一种非极性吸附剂，对非极性物质吸附强。活性炭主是一种非极性吸附剂，对非极性物质吸附强。活性炭主要用于分离水溶性成分，要用于分离水溶性成分，如氨基酸、糖类及某些甙如氨基酸、糖类及某些甙。活。活性炭的吸附作用，在水中最强，在有机溶剂中则较低弱。性炭的吸附作用，在水中最强，在有机溶剂中则较低弱。故水的洗脱能力最弱，而有机溶剂则较强。故水的洗脱能力最弱，而有机溶剂则较强。对极性物质的亲和力强于弱极性物质。对极性物质的亲和力强于弱极性物质。溶剂极性弱，吸附剂对溶质吸附力强，溶剂极性
31、弱，吸附剂对溶质吸附力强，溶剂极性增强，吸附剂对溶质吸附力弱。溶剂极性增强，吸附剂对溶质吸附力弱。溶质被硅胶、氧化铝吸附，当加入极性溶质被硅胶、氧化铝吸附，当加入极性较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。聚酰胺与酚类或醌类等化合物形成氢键的能力在水中最强，在含水提取液中，可增加醇浓度来减弱氢键作用，在高浓度醇或其他有机溶剂中，几乎没有氢键缔合。故用聚酰胺吸附色谱法进行分离化合物时，通常用水装柱，随后用不同浓度醇水溶液洗脱、因甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素分子中均含有酰胺基，可同时与聚酰胺和酚类等化合物形成氢键缔合，故有比较强的洗脱能力。另外，酸碱也可以破坏氢键
32、缔合。洗脱能力由弱至强排列为：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4.大孔吸附树脂：大孔吸附树脂：大孔吸附树脂是一种大孔吸附树脂是一种没有可解离基团没有可解离基团具有具有大孔结构大孔结构的的高分子吸附剂。分为高分子吸附剂。分为非极性非极性与中等与中等极性极性两类。两类。大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体,加入乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们相互交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂吸附作用是依靠它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华引力,通过它巨大的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分开而达到分离、纯化、除杂、浓缩等不同目的
33、。吸附性：大孔吸附树脂本身具有吸附性，是由范德华力或氢键吸吸附性：大孔吸附树脂本身具有吸附性，是由范德华力或氢键吸附的结果。附的结果。筛性原理：是由大孔吸附树脂本身的多孔性所决定的筛性原理：是由大孔吸附树脂本身的多孔性所决定的。理化性质稳定，不容于酸、碱及有机溶剂。理化性质稳定，不容于酸、碱及有机溶剂。对有机物选择性较好。对有机物选择性较好。吸附速度快。吸附速度快。再生处理方便。再生处理方便。化合物分子极性大小：一般来说，大孔树脂的色谱行为具有反相化合物分子极性大小：一般来说，大孔树脂的色谱行为具有反相的性的性 质。被分离物质的极性大先流出色谱柱。质。被分离物质的极性大先流出色谱柱。分子体积大
34、小：在一定条件下，化合物体积越大，吸附力越强。分子体积大小：在一定条件下，化合物体积越大，吸附力越强。对非极性大孔树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强，对中极性大对非极性大孔树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强，对中极性大孔树脂及极性较大化合物，则极性较大溶剂洗脱力强。一般上样后孔树脂及极性较大化合物，则极性较大溶剂洗脱力强。一般上样后先用水（或酸、碱水）洗去杂质，然后用不同浓度的含水醇、甲醇、先用水（或酸、碱水）洗去杂质，然后用不同浓度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脱。乙醇、丙酮等依次洗脱。应用应用天然化合物的分离与天然化合物的分离与富集富集工作，如糖类、生物碱、黄酮、皂苷工作，如糖类、生物
35、碱、黄酮、皂苷等。等。(四四)根据物质的分子大小进行分离根据物质的分子大小进行分离 1.透析法：透析法：原理：原理：主要是分子筛（或反筛子）作用、根据凝胶的孔径和被主要是分子筛（或反筛子）作用、根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离目的。分离化合物分子的大小而达到分离目的。凝胶是具有多孔隙网状结构的固体物质，被分离物质的分子大凝胶是具有多孔隙网状结构的固体物质，被分离物质的分子大小不同，它们能够进入到凝胶内部的能力不同，当混合物溶液小不同，它们能够进入到凝胶内部的能力不同，当混合物溶液通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部，通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝
36、胶内部，而比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶内部，只能通过凝胶颗粒而比凝胶孔隙大的分子不能进入凝胶内部，只能通过凝胶颗粒间隙。因此移动速率有差异，分子大的物质不被迟滞间隙。因此移动速率有差异，分子大的物质不被迟滞(排阻排阻)，保，保留时间则较短，分子小的物质由于向孔隙沟扩散，移动被滞留，留时间则较短，分子小的物质由于向孔隙沟扩散，移动被滞留，保留时间则较长，而达到分离。保留时间则较长，而达到分离。型号：型号：(五五)根据物质的解离程度不同进行分根据物质的解离程度不同进行分离离离子交换色谱离子交换色谱 离子交换反应的原理是树脂与被交换成分间同种电荷离子的等离子交换反应的原理是树脂与被交换成分间同种电
37、荷离子的等当量替代作用。以离子交换树脂为固定相，水或酸水、碱水为流当量替代作用。以离子交换树脂为固定相，水或酸水、碱水为流动相，在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而被吸附，再用动相，在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而被吸附，再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。天然药物中的碱性成分可用阳离子交换树脂交换天然药物中的碱性成分可用阳离子交换树脂交换,酚酚酸性成分酸性成分可用阴离子交换树脂交换可用阴离子交换树脂交换,然后将交换后的树脂通过调整酸碱环然后将交换后的树脂通过调整酸碱环境使吸附物游离境使吸附物游离,选择适当溶剂将吸附物溶解出即可。选择
38、适当溶剂将吸附物溶解出即可。由于被交换的混合物成分的酸性或碱性不同而解离度不同，由于被交换的混合物成分的酸性或碱性不同而解离度不同，与同一离子交换树脂的交换能力不同而被分离。与同一离子交换树脂的交换能力不同而被分离。阳离子交换树脂阳离子交换树脂强酸性（SO3-H+）弱酸性（COO-H+）阴离子交换树脂阴离子交换树脂强碱性：（N+(CH3)3Cl-）弱碱性：伯胺、仲胺、叔胺l化合物的纯度测定化合物的纯度测定l结构研究的主要程序结构研究的主要程序l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、化合物的纯度测定一、化合物的纯度测定 方法：检查有无均匀一致的晶形，有无方法：检查有无均匀一致的晶形
39、，有无明确、敏锐的熔点（熔距一般为明确、敏锐的熔点（熔距一般为12）及色谱法。其中色谱法包括：及色谱法。其中色谱法包括：TLC（三（三种展开系统）、种展开系统）、PC、GC、HPLC。1.初步推断化合物类型初步推断化合物类型（极性、酸碱性）（极性、酸碱性）2.测定分子式，计算不饱和度。（元素定测定分子式，计算不饱和度。（元素定量分析）量分析）3.确定分子式中含有的官能团，或结构片确定分子式中含有的官能团，或结构片段，或基本骨架。（段，或基本骨架。（IR、MS）4.推断并确定分子的平面结构（推断并确定分子的平面结构（NMR）5.推断并确定分子的主体结构（构型、构推断并确定分子的主体结构（构型、构
40、象）（象）（NMR）1.确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度 a.元素定量分析配合分子量测定元素定量分析配合分子量测定 元素定性分析，如钠融法、元素分析仪，分析化合物元素定性分析，如钠融法、元素分析仪，分析化合物中含有几种元素。中含有几种元素。元素定量分析元素定量分析灼烧法等、确定各元素百分含量，根灼烧法等、确定各元素百分含量，根据倍比定律确定分子中的原子比据倍比定律确定分子中的原子比 分子量测定：冰点下降法、沸点上升法、粘度法、凝分子量测定：冰点下降法、沸点上升法、粘度法、凝胶滤过法及质谱法。胶滤过法及质谱法。刺果甘草中分离的一白色结晶刺果甘草中分离的一白色结晶元素定性分析：含有
41、元素定性分析：含有C,H,O元素定量分析元素定量分析:C 79.35%,H 10.21%,O 10.44%原子比为原子比为10.16：15.58：1，约化为，约化为10：16：1质谱得到其分子量为质谱得到其分子量为456所以最后确定其分子式为所以最后确定其分子式为C30H48O3b.同位素丰度比法同位素丰度比法c.高分辨质谱（高分辨质谱（HR-MS）法）法 HR-MS还可以给出化合物的精确分子量。还可以给出化合物的精确分子量。从氢核磁共振波谱和碳核磁共振波谱中从氢核磁共振波谱和碳核磁共振波谱中可直接获得碳氢的个数，再结合质谱给可直接获得碳氢的个数，再结合质谱给出的分子量的信息，就可以得到氧的个
42、出的分子量的信息，就可以得到氧的个数，用这种方法也能确定化合物的分子数，用这种方法也能确定化合物的分子式。式。常用的质谱有：常用的质谱有：电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MS）场解析电离质谱（场解析电离质谱（FD-MS）快原子轰击质谱（快原子轰击质谱（FAB-MS）电喷雾电离质谱（电喷雾电离质谱（ESI-MS）等。）等。质谱常用于确定质谱常用于确定分子量分子量，给出部分分子式信息，给出部分分子式信息依靠依靠m/z比值进行分离比值进行分离 利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在4000625cm-1红外红外区域引起的吸收，而测得的吸收图谱。区域引起的吸收，而测得的吸收
43、图谱。包括特征频率区（包括特征频率区（40001500cm-1）和指纹区）和指纹区（1500600cm-1）“波数、峰型波数、峰型”可用于鉴别可用于鉴别羟基、氨基、双键、芳环羟基、氨基、双键、芳环等等特征官能团特征官能团以及以及芳环取代类型。芳环取代类型。由电子能级跃迁产生的吸收图谱，在由电子能级跃迁产生的吸收图谱，在200700nm范围内范围内 含有含有共轭双键、发色团及具有共轭体系共轭双键、发色团及具有共轭体系的助色团分子的化合物具有紫外的助色团分子的化合物具有紫外-可见吸可见吸收。收。主要用来推断主要用来推断化合物的骨架类型化合物的骨架类型。核磁共振波谱核磁共振波谱是化合物分子在磁场中受
44、到是化合物分子在磁场中受到另一射频磁场的照射，当照射场的频率等另一射频磁场的照射，当照射场的频率等于原子核在外磁场的回旋频率时，有磁距于原子核在外磁场的回旋频率时，有磁距的原子核就会吸收一定的能量产生能级的的原子核就会吸收一定的能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率对吸收强度作图所得到的图谱。对吸收强度作图所得到的图谱。1HNMR和和13C-NMR，能提供分子中有关氢，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。在进行化学环境以及构型、构象等结构信息。在进行中
45、药有效成分的结构测定时，中药有效成分的结构测定时，NMR谱与其它光谱与其它光谱相比其作用更为重要。谱相比其作用更为重要。（1）1H-核磁共振（核磁共振（1H NMR）1H NMR通过测定通过测定化学位移（化学位移（）、质子数以质子数以及裂分情况及裂分情况（重峰数及偶合常数重峰数及偶合常数J）可以得出）可以得出分子中分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。的信息。1HNMR和和13C-NMR 化学位移（化学位移（）：是指：是指1H核因为周围化学环境的核因为周围化学环境的不同，其外围电子云密度，以及绕核旋转时产不同，其外围电子云密度，以及绕核旋转时产生的磁的
46、屏蔽效应也就不同。在一定的外磁场生的磁的屏蔽效应也就不同。在一定的外磁场作用下其回旋频率也不同，因而需要相应频率作用下其回旋频率也不同，因而需要相应频率的射频磁场才能发生共振而得到吸收信号。这的射频磁场才能发生共振而得到吸收信号。这些信号将会出现在不同的区域，我们在实际应些信号将会出现在不同的区域，我们在实际应用当中以四甲基硅烷用当中以四甲基硅烷TMS为内标物，将其化学为内标物，将其化学位移定为位移定为0，测定各质子共振频率与它的相对，测定各质子共振频率与它的相对距离，这个相对值就是质子的化学位移值距离，这个相对值就是质子的化学位移值 质子数：质子数：过去是根据氢谱的上峰的积分面积并结过去是根
47、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合已知的分子式求得每个信号所相当的氢的个数，现在氢的个数，现在1HNMR可以直接给出可以直接给出每个信号代表的质子的个数，并可以直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。接获得分子中总的质子数。信号的裂分及偶合常数：信号的裂分及偶合常数：磁不等同的两个或两组磁不等同的两个或两组1H核在一定距核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生裂分，而出现单峰，双峰，多重峰等。生裂分，而出现单峰，双峰，多重峰等。裂分间的距离称为偶合常数。其大小取裂分间的距离称为偶合常数。其大小取决于间隔键的距离。按间隔键的多少可决于间隔键的距离。按间隔键的多少可分为偕偶、邻偶及远程偶合。分为偕偶、邻偶及远程偶合。l用不同波长的偏振光照射光学活性化合用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长对比旋物，并用波长对比旋 10-2 或分子或分子比旋比旋10-2作图，得到的曲线即为作图，得到的曲线即为旋光光谱。旋光光谱。推断推断非对称分子的构型与构象非对称分子的构型与构象有着重要的意义。有着重要的意义。
