天然药物化学复习重点-新修订

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1、 天然药物化学复习重点 第一章 总论 天然药物中化学成分的分类 1. 有效成分: 天然药物中具有一定的生物活性、能起到防治疾病作用的单体化合物。 2. 有效部位：为具有一定生物活性的多种单体化合物的混合物。如人参总皂苷、银杏总 黄酮、灵芝多糖等。 一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动来说不可缺少的物质。 二次代谢产物 ： 生物碱、萜、香豆素、黄酮、醌类等对维持植物生命活动不起重要作用，且 并非在 所有植物中都能产生。由一次代谢产物产生，常为有效成分。 一、提取法： 1.溶剂提取法（solvent extraction） 原理：相似相溶 理想溶剂（ideal solvents

2、 ）： （1）对有效成分溶解度大；（2）对无效成分溶解度小； （3）与有效成分不起化学反应；（4）安全，成本低，易得。 二 分离方法 1. 根据溶解度差别进行分离 1.1 结晶法（纯化时常用） 条件：合适的溶剂；浓度；温度 1.2 沉淀法： a 溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法 b 酸碱沉淀法：改变 pH，处理酸、碱、两性成分； c 沉淀试剂：如铅盐沉淀法，酸性、酚性成分加中性 PbAc2，形成沉淀。 2.2 酸碱性成分的分离pH-梯度萃取法 按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质，改变 pH 值使酸碱成分呈不同状态。 3.2 硅胶、氧化铝： 被分离物质吸附力与结构的关系 被分离物质极性大

3、，吸附力强，Rf 值小，洗脱难， 后被洗脱下来。 官能团极性大小排列顺序： -COOH Ar-OH R-OH R-NH2, RNHR , RNR R R-CO-NRR RCHO RCOR RCOOR ROR RH 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. 3.3 聚酰胺 吸附力与结构的关系 a.形成氢键的基团数目越多, 吸附力越强; b.形成分子内氢键者, 吸附力减少; c.芳香化程度越高或共轭键越多,吸附力越强; d.芳香苷苷元苷, 单糖苷双糖苷叁糖苷 溶剂的洗脱能力 水 含水醇醇 丙酮NaOH/H2O甲酰胺二甲基甲酰胺3000 cm-1, C=O : 1700 c

4、m-1. IR 相同者为同一化合物. 5 核磁共振谱（Nuclear magnetic resonance NMR） 质子谱（1H-NMR） 为结构解析提供的信息 化学位移: (用于判断 H 的化学环境 chemical shift); 偶合常数: J (Hz) 用于判断 H 与 H 的关系 coupling constant) 积分强度(积分面积): 确定 H 的数目. 常见基团的化学位移值: Ar-H ：6-8, -CHO ：9-10 -CH3 ：1-2, C=C-CH3, COCH3, ArCH3 ：1.9-2.5 -OCH3 ：3.5-4.0, -COOCH3 与 ArOCH3 ：3.

5、7-4.0 影响化学位移因素 化学位移值与电子云密度有关。电子云密度降低, 去屏蔽作用增强,向低场位移, 增大。 1）诱导效应 2）共轭效应 3）磁各向异性效应 4）氢键缔合 5）范德华效应 .偶合常数(J) a.偶合裂分是有原子核引起的,通过化学键传递; b.相互偶合的 H 核其 J 值相同; c.一级图谱峰的裂分遵循 n+1 规律; d.归属 H 核,判断排列情况 第二章 糖和苷 一 单糖：糖的基本单位，为多羟基的醛或多羟基酮 ，为重要的一次代谢产物. 具有醛 基的单糖称为醛糖（aldose） ，具有酮基的单糖称为酮糖（ketose） 。 二 苷的分类 苷(配糖体):由糖或糖的衍生物如氨基

6、糖、 糖醛酸等的端基碳上的羟基与另一非 糖物质（苷元）通过缩合形成的化合物称为苷，故有苷和苷之分。 糖的 一般性质 1. 溶解性：糖:小分子糖极性大,水溶度大;多糖随聚合度增大,水溶度下降. 2. 极性:单糖双糖叁糖 苷的极性:苷元单糖苷双糖苷 伯碳 仲碳 银镜反应(Tollen reaction): 以 Ag+为氧化剂 费林反应(Fehling reaction):以 Cu2+为氧化剂 过碘酸反应:氧化邻二羟基等, 生成醛等. 主要作用于： 邻二醇、-氨基醇、-羟基醛（酮） 、邻二酮和某些活性次甲基等结构 2 Molish 反应： 样品 + 浓 H2SO4 + -萘酚 棕色环 多糖、低聚糖、

7、单糖、苷类Molish 反应均为阳性 3.羟基反应 糖的-OH 反应醚化、酯化和缩醛（酮）化。 反应活性顺序：半缩醛羟基（C1-OH）伯醇基（C6-OH） 仲醇（伯醇 因其处于末端的空间，对反应有利，因此活性高于仲醇。 ） 4 糖的硼酸络合反应 糖的邻二-OH 可与许多试剂生成络合物，借生成络合物的某些物理常数的 改变，可以有助于糖的分离、鉴定和构型推定。 重要的如：硼酸络合物、钼酸络合物、铜氨离子络合物等。 四 苷键裂解法： 1.酸催化水解反应 苷键属缩醛结构，易为稀酸水解。酸水解的规律： 难易顺序: C-苷S-苷O-苷N-苷 醇苷酚苷, 烯醇苷 2-氨基糖2-羟基糖6-去氧糖2-去氧糖 2

8、,6-二去氧糖(苷) 吡喃糖苷呋喃糖苷; 醛糖苷酮糖苷 糖醛酸七碳糖六碳糖甲基五碳糖五碳糖 2. 氧化开裂法（Smith 降解法） 试剂：过碘酸(HIO4)、四氢硼钠(NaBH4)、稀酸 反应过程：分三步反应。(1)NaIO4 氧化开裂成醛; (2)NaBH4 还原成醇; (3)酸化水解. 五 糖的提取 单糖、低聚糖、苷常用水或稀醇提取。 多糖用水或稀碱液提取 精制： 水提醇沉法: 醇溶为苷,低聚糖; 沉淀为多糖 系统分离法: EtOAc 层: 单糖苷; 正丁醇层: 低聚糖苷, 单糖. 第三章 苯丙素类 香豆素类母体 定义： 苯丙素类是天然存在的一类含有一个或几个 C6-C3 基团的酚性物质。

9、苯核上常有羟基或烷氧基取代。 香豆素类 香豆素是邻羟基桂皮酸的内酯，基本骨架为苯骈-吡喃酮、 7-位常有羟基或醚基。 二 香豆素的理化性质 苯丙酸 1 性状 无色或浅黄色结晶，大多有香味。 小分子的香豆素有挥发性，能升华，可随水蒸气蒸出 香豆素苷多无香味和挥发性，不能升华 2.溶解度 游离香豆素一般不溶或难溶于水，易溶于苯、氯仿、乙醇等有机溶剂。 香豆素苷能溶于水、醇，难溶于低极性有机溶剂。 3. 荧 光 在紫外光下有蓝色或紫色荧光。7-位有羟基，荧光增强 但 7-羟基香豆素在 8-位引入羟基，荧光消失。 4 异羟肟酸铁反应内酯的显色反应 碱性条件下，香豆素内酯开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，

10、再在酸性条件下与三价铁 离子络合成盐而显红色。 5 与酚羟基反应 具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂（FeCl3）络合而 产 生不同的颜色（通常紫红色） 。 6 Gibbs reaction:Gibbs 试剂是 2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，其在弱的碱性条件下与 酚对位活泼氢缩合成蓝色化合物。 有游离酚-OH,且-OH 对位无取代者（+） 对位有取代者（-） 。 7 Emerson reaction: 在香豆素的碱性溶液中，加入 2%的 4-氨基安替比林和 8%的铁氰化钾 试剂，可与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。 判断酚羟基对位是否取代。 酚羟基对位无取代基（+）红色 有取代

11、基（-） O O 1 2 3 45 6 7 8 COOH HO OH OH 丙 丙 丙 Shikimic acid HH2N COOH HO HH2N COOH L-丙 丙 丙 丙 L-Phenylalanine L-丙丙 丙 L-Tyrosine COOH 丙 丙 丙 Cinnamic acid COOH 丙 丙 丙 丙丙 丙 p-hydroxycinnamic acid HO O HO O Umbelliferone 丙 丙 丙 (丙 丙 丙 丙 ) HO H O HO H O 丙 丙 丙 丙 丙 (丙 丙 丙 丙 ) matairesinol 三、香豆素的提取分离方法 1.水蒸气蒸馏法：

12、 适用于具有挥发性的小分子香豆素。 2.酸碱分离法 具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。 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。 3 .色谱分离法： 结构相似的香豆素一般用硅胶吸附层析、酸性和或中性氧化铝层析和聚酰胺层析。 硅胶吸 附层析可用环己烷乙醚、环己烷-乙酸乙酯和氯仿乙酸乙酯等作为洗脱剂。 Sephadex LH-20 木脂素的理化性质 形态：木脂素多数为无色结晶，新木脂素不易结晶。 溶解性：游离型偏亲脂性，易溶于有机溶剂。少数与糖结合成苷，水溶性增大。 挥发性：多数不挥发 旋光性：大部分具有旋光性，遇酸易异构化。 分离 吸附色谱为主要方法，硅胶为吸附剂，石油

13、醚-乙酸乙脂、石油醚-乙醚、氯仿-甲 醇等为洗脱剂。 分配色谱常用纸色谱法，滤纸浸以甲酰胺作为固定相，苯为流动相，用盐酸重氮盐、SbCl3、 SbCl5 等显色。 具有内酯结构的木脂素， 可以用碱液皂化成盐后与其它脂溶性成分分离， 但具有旋光活性的 木脂素易发生异构化。 第四章 醌类化合物 一 定义：醌类化合物指分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变成这样结构 的天然有机化合物。苯醌 ,萘醌,菲醌,蒽醌。 蒽醌类包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物 ： 蒽醌、氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及二蒽酮类。 二 醌类化合物的理化性质 一、物理性质 （一）性状 1、颜色 ： 醌类化合物若母核无取代时，

14、基本无色， 引入酚羟基等助色团时，则显黄、橙、 棕红等颜色。 2、苯醌和萘醌多以游离态存在，容易结晶多为有色晶体; 蒽醌多以苷的形式存在，难以结晶。 （二）升华性和挥发性 1、游离蒽醌具有升华性，常压下加热可升华而不分解。 2、小分子的苯醌及萘醌类具有挥发性，可随水蒸气蒸馏。 （三）溶解性 1、游离蒽醌： 易溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，基本不溶于水。 2、蒽醌苷： O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9a8a 4a 10a 9 10 易溶于甲醇、乙醇、热水中，几乎不溶于乙醚、苯、氯仿等极性小的有机溶剂。 3、蒽醌的碳苷： 在水中的溶解度很小，难溶于亲脂性有机溶剂而易溶于吡啶中。 游

15、离蒽醌衍生物酸性强弱排序为： -COOH 2-OH 1-OH 2-OH 1-OH 可依次用 5%NaHCO3、5%Na2CO3、1%NaOH 及 5%NaOH 水溶液进行梯度萃取。 二 化学性质 颜色反应 1.Feigl（菲格尔）反应： 醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。 2.无色亚甲蓝显色试验 无色亚甲蓝溶液是检出苯醌类及萘醌类的专用显色剂，可用来和蒽醌类化合物相区别， 常用于 PC 和 TLC，显蓝色斑点。 3. 与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven 法） 苯醌或萘醌的醌环未完全取代时， 可在氨的碱性环境中与活性次甲基试剂 （乙酰醋酸酯、 丙二酸酯、丙二腈等）的醇溶液反应，生成蓝绿或蓝紫色。 4. 碱性条件下的显色反应 Borntrger 反应(博恩特雷格反应)羟基蒽醌类化合物遇碱显红紫红色的反应 所以，羟基醌类在碱性溶液中颜色会加深，显橙、红、紫红色及蓝色 ； 蒽酚、蒽酮、二蒽酮 类化合物需氧化成羟基蒽醌类化合物后才能显色。 三、游离醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法（苷元） 2.碱提取酸沉淀法 用于提取带酚羟基的醌类，与碱成盐溶于水，酸化后游离析出沉淀 3.水蒸气蒸馏法 适合小分子的具挥发性的苯醌及萘醌类化合物 4. 色谱法吸附材料：硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶。