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1、中药化学成分提取、分离常用方法中药化学成分提取、分离常用方法中药化学成分鉴定和结构研究简介中药化学成分鉴定和结构研究简介 第一节第一节 提取、分离常用方法提取、分离常用方法 中药化学的研究必须从复杂的植物组成成分中提取、分离出单纯成分即单体化合物，才能 更好地加以研究和利用，所以提取、分离是中药研究的起点，亦是这一学科的重要任务之一。一、各种提取方法一、各种提取方法 中药成分的提取常用一些经典方法：1、溶剂法2、水蒸汽蒸馏法3、升华法 （一）（一） 、溶剂提取法、溶剂提取法 1、溶剂提取法的原理、溶剂提取法的原理 常见溶剂的表达式： C6H6.苯 CHCl3氯仿 Et2O.乙醚 EtOAC醋酸
2、乙酯 MeOH甲醇 EtOH.乙醇 Me2CO .丙酮 n-BuOH.正丁醇 水水有机溶剂有机溶剂 常用的提取溶剂水：水是一种强极性溶剂，主要用于提取亲水性成分无机盐、糖类、小分子多糖、鞣质、 蛋白质、有机酸盐、生物碱盐以及苷类等。酸水：提取生物碱及碱性物质。碱水：提取酸性物质有机酸、蒽醌、黄酮、内酯、香豆素以及其它酚酸类成分。 优点；安全，来源广，便宜。缺点:提取物复杂,易霉变,难以过滤。 亲水性有机溶剂：甲醇、乙醇，丙酮三者与水混溶。乙醇常用，即可提取水溶性成分，又可提取脂溶性成分。优点；提取时间短，效率高、杂质少，不易霉变。毒性小、来源较方便，价格便宜，可回 收使用。 （沸点约 70左右
3、） 缺点；易燃，安全性差。 亲脂性有机溶剂：常见有石油醚、苯、氯仿、乙醚、醋酸乙酯等。只能提取极性小的脂溶性成分，难以提取水溶性成分。 特点：大多沸点低，易于挥发，易燃；多数有一定毒性；价格较贵，因此对设备要求较高， 注意安全。 这些溶剂对植物组织穿透性较弱，故提取时间较长。 溶剂提取过程溶剂提取过程加溶剂于药材中（需适当粉碎）扩散渗透溶解达到细胞内外溶液浓度动态平衡 滤出添加新溶剂影响提取的因素影响提取的因素药材的粉碎度药材的粉碎度温度温度浓度差浓度差时间时间药材的干湿程度药材的干湿程度 2、常用的提取方法、常用的提取方法 1）浸渍法 不需加热；浸出率低。 2）渗漉法 不需加热；溶剂量大，时
4、间长。3）煎煮法 水作为溶剂。加热，提取液难过滤，提取物易发霉。 4）回流提取法 加热提取；效率高 5）连续回流提取法 加热提取，效率高，溶剂省。 （二）水蒸气蒸馏法（二）水蒸气蒸馏法 原理；根据分压定律，当挥发性成分与水共同加热时，整个系统的蒸汽压应为各组份蒸汽 压之和。即 P=P水+PA 适用于能随水蒸汽蒸馏而不被破坏的中药成分。（三）升华法（三）升华法 固体物质受热不经液态而直接气化，蒸汽遇冷又冷凝成原来的固体的过程 樟木中樟脑茶叶中的咖啡因二、中药化学成分的分离方法二、中药化学成分的分离方法 （一）系统溶剂分离法（一）系统溶剂分离法 溶剂由低极性到高极性依次分别提取中药中化学成分的方法
5、。 根据“相似相溶的原则”（二）结晶和重结晶法（二）结晶和重结晶法： 利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同来达到分离的方法 1、结晶的条件： 浓度：需要结晶的溶液达到过饱和状态温度：最适温度为 510oC2、溶剂的选择 所选择的结晶溶剂；对所需成分热时溶解度大，冷时则小；对杂质热时不溶或热、冷时均易溶。3、重结晶 重结晶是指多次重复结晶。重结晶的溶剂一般可参照结晶的溶剂，但也经常改变。 4、操作过程：、操作过程：（三）两相溶剂萃取法：（三）两相溶剂萃取法： 利用被分离组分中各成分在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不同而达到分离的方法。（四）沉淀法：（四）沉淀法： 1、乙醇沉淀法：、乙醇沉淀法
6、： 水提醇沉法水提液 浓缩 加醇 沉淀 过滤 滤液醇提水沉法醇提液 浓缩 加水 沉淀 过滤 滤液2、酸碱颠倒法：、酸碱颠倒法： 酸性成分 加碱 碱液 酸化 沉淀碱性成分 加酸 酸液 碱化 沉淀适合于酸性和碱性成分的分离3、铅盐沉淀法、铅盐沉淀法 中性醋酸铅：能沉淀有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、酸性皂苷、酚类成分碱式醋酸铅：除上述成分外，还能沉淀中性皂苷、黄酮苷、糖类等 脱铅：Pb+ + H 2S PbS （五）透析法：（五）透析法： （六）分馏法（六）分馏法（七）色谱法（七）色谱法 (Chromatography) 柱色谱 （Column Chromatography、CC) 薄层色谱
7、 （Thin Lager Chromatography、TLC) 纸色谱(Paper Chromatography、PC)薄层色谱薄层色谱薄层色谱是近 20 年来发展较的一种微量快速的分离技术。 薄层色谱是将吸附剂涂布在玻璃及其它板材上，形成一薄层进行色谱的色谱法。纸色谱纸色谱 (Paper Chromatography) 使用专门的色谱用纸进行色谱的色谱法。一）一） 操作步骤：操作步骤： 1点样：点样： 2 展开：展开： 3 显色：显色： 4比移值（比移值（Rf 值）的计算值）的计算Rf 值值=1、吸附色谱、吸附色谱 (absorption chromatogaphy) 利用吸附剂对被分离成
8、分吸附能力的差异进行分离；常用吸附剂硅胶、氧化铝和活性炭；聚酰胺 聚酰胺色谱原理溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱到强依次顺序：水甲醇或乙醇(浓度由低至高) 丙酮稀氢氧化钠水溶液或氢氧化铵甲酰胺二甲酰胺脲素水溶液聚酰胺仅对含酚羟基的化合物产生吸附力。聚酰胺与这类化合物产生的吸附力的强弱与其所含酚羟基的数目和位置有关。2、分配色谱、分配色谱(partition chromatogaphy) 利用被分离组分在二相互不相溶的溶剂中的分配系数的不同得以分离的方法。柱色谱 （高压液相色谱、气相色谱） 高压液相色谱:液-液分配固定相液体流动相液体 正相色谱与反相色谱气相色谱：液气分配固定相液体流动相气体纸色谱
9、纸色谱 (Paper Chromatography) 属分配色谱低的纤维为支持剂，使用专门的色谱用纸。水为固定相流动相常用 正丁醇：醋酸：水BAW （4：1：1）上层。3、排阻色谱、排阻色谱 (exclusionchromatogaphy)又称为分子筛过滤、凝胶过滤法又称为分子筛过滤、凝胶过滤法 利用被分离组分分子量的大小不同进行分离。常用葡萄糖凝胶(Sephadex)、羟丙葡萄糖凝胶(Sephadex LH-20)。 4、离子交换色谱、离子交换色谱(Ion-exchange chromatography) 利用被分离成分对离子交换亲和力的不同进行分离；离子交换树脂为固定相, 用水或与水混合的
10、溶剂作为流动相。离子交换树脂分为两大类：离子交换树脂分为两大类：强酸型 SO3-H+1.阳离子交换树脂 弱酸型 COO-H+ 强碱型 N+(CH3)3X- 2.阴离子交换树脂弱碱型 N+HR2X- 阳离子交换：阳离子交换： R-SO3-H+ + Na+Cl- R-SO3-Na+ + H+Cl- 阴离子交换：阴离子交换：R-N+(CH3)3OH-+ Na+Cl- R-N+(CH3)3Cl-+Na+OH- R=聚苯乙烯树脂聚苯乙烯树脂 R-SO3-H+ + B+ R-SO3-B+ + H+ B=Base 离子交换法的先决条件:被分离物质首先应具备离子状态。 分离生物碱用强酸性阳离子交换树脂分离酸性
11、成分有强碱性阴离子交换树脂 第二节第二节 成分鉴定和结构研究简介成分鉴定和结构研究简介 前言 化合物的纯度测定和判断 结构研究的主要程序 结构测定常用光谱分析 紫外光谱 红外光谱 质谱 核磁共振谱 无论是理,工,农,医学和药物学等学术界还是业务界,任何一个部门,在使用有机化合物时,都 需知道原料,产物,副产物,代谢物,分解产物(成分),添加物和杂质等各种有机化合物的结构. 我们是进行药物学研究的,对药物成分结构的了解尤为重要。 中药经提取、分离得到单体化合物后，必需进行结构鉴定。才可能为药理、临床、结构改 造和新药设计研究提供可靠的依据。因此，结构研究、鉴定工作是中药化学的重要内容之一。结构鉴
12、定经典方法:通过颜色反应，元素分析，化学降解和合成等资料数据加以系统地综合完成这项工作。 例如吗啡（morphine）1803 年鸦片中分离得到纯品，1847 年确定分子式，1881 年从其锌 粉蒸馏物中得到菲，也仅仅捕捉到有关吗啡结构的影子，直到 1925 年在大量工作的基础上， Gulland 和 Rlbinson 才有可能提出吗啡的结构式。 第二次世界大战结束以后，有机化合物的结构测定经历了巨大的变化，这归功于科学家将 物理学的成就应用于化学的结果经典的化学方法己让位于谱学分析。这就是实验室较常用的 “四谱”。紫外 (Ultra-violet Absorption Spectrometr
13、y UV) 红外 (Infrared Absorption Spectroscopy IR) 质谱 (Mass Spectrometry MS) 核磁共振 (Nuclear Megnetic Resonance Spectroscopy NMR). 一、化合物的纯度测定和判断一、化合物的纯度测定和判断 结晶型化合物晶形、色泽一致熔点明显和熔距（12oC) 液体化合物沸点恒定、沸距应 1oC 左右薄层检查：三种展开条件均一个斑点（Rf 值：0.3-0.7) 气相色谱高压液相色谱均显示一个峰。结构研究的主要程序结构研究的主要程序 (一) 1注意观察样品在提取、分离过程中的现象。 2测定有关理化性质
14、，如不同 pH、不同溶剂中的溶解度及色谱行为、灼烧试验、化学定性反 应等。 3.结合文献调研。 (二) 1分子式测定可采用下列某种方法： 元素定量分析分子量测定；高分辨质谱（HRMS） 计算不饱和度不饱和度的计算: C3H4O2(三) 1官能团定性及定量分析。2测定并解析化合物的有关光谱，如 UV、IR、MS、1HNMR 及13CNMR。3. 结合文献调研。 (四) 1综合分析光谱解析及官能团定性、定量分析结果。 2与己知化合物进行比较或化学沟通（化学降解、衍生物制备或人工合成） 。 3. 进行文献调研。 (五) 1测定 CD 或 ORD 谱。 2测定 NOE 谱或 2DNMR 谱。 3进行
15、X线衍射分析。 4. 进行人工合成 紫外光谱 分子吸收紫外-可见光区 200-800nm（纳米）的电磁波而产生的吸收光谱称紫外可见吸收光 谱简称紫外光谱。 紫外光谱图是吸收的波长或频率对吸收强度（吸光度 A 或摩尔吸收系数 ）作图所得吸收 曲线。一基本原理一基本原理 当可见光或紫外线照射在分子上时，电子就从基态向能量升高的激发态跃迁。此时，吸收 相当于激发能波长的光。其吸收频率决定于分子的能级差，计算式为电子跃迁具有 -*，n-*,-*,n-*等形式。然而，一般所用分光光度计由于波长在 200 纳米（nm）以上的区域内，故只能观察到跃迁能量小的 *和 n*的吸收带，吸收 光谱将出现在紫外区域（200400nm） 。实际上紫外光谱法的应用主要限于共轭体系，但不能表达整个分子结构情况。因此，相同 的化合物应有相同的紫外光谱图。相同的紫外光谱图并不一定相同的化合物。因此，对于分子中含有共轭双键、，不饱和羰基（醛、酮、酸、酯）的结构的化合 物以及芳
