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1、天然药物化学教案天然药物化学为药学专业的专业课，根据教学大纲的要求及学校的安排，课堂讲课54学时，实验54学时，共108学时。天然药物化学内容分为总论和各论两部分。总论主要阐述了研究天然药物有效成分常用的各种色谱分离方法和各种结构鉴定方法。各论是本课程的重点，在讨论了糖和苷的一般性质和结构研究法基础上，将所有的天然产物按照其结构母核分为苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷类、生物碱等七个部分，详细论述了它们的结构特点、理化性质、提取分离和结构鉴定，并结合生物活性及临床应用介绍了一些有代表性的化合物。现将每章节教学的目的要求、教学时数、教学重点和难点、思考题等方面的内
2、容具体安排如下：第一章 总论目的要求：1了解天然药物化学的发展及其重要性。2了解天然药物的几个主要生合成途径。3掌握天然药物有效成分的提取及各种分离方法，掌握色谱技术中洗脱剂选择的原则。4熟悉化合物结构研究的主要程序及主要方法。教学时数：6学时。教学重点和难点：（主要部分）重点、难点、疑难解析一、中药有效成分的提取（一）常用溶剂的特点：环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇极性：小 大亲脂性：大 小 亲水性：小 大 1 比水重的有机溶剂：氯仿2 与水分层的有机溶剂：环己烷 正丁醇3 能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇4 与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮 甲
3、醇5 极性最大的有机溶剂：甲醇6 极性最小的有机溶剂：环己烷7 介电常数最小的有机溶剂：石油醚8 常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇9 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇（二）各种提取方法：常见的提取方法有：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。其中，溶剂提取法应用最广。1 溶剂提取法（1）溶剂提取法的原理：根据相似者相溶原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来。（2）各种溶剂提取法溶剂提取法一般包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等，其使用范围及特点见下表。
4、提取方法 溶剂 操作 提取效率 使用范围 备注浸渍法 水或有机溶剂 不加热 效率低 各类成分，尤遇热不稳定成分 出膏率低，易发霉，需加防腐剂渗漉法 有机溶剂 不加热 脂溶性成分 消耗溶剂量大，费时长煎煮法 水 直火加热 水溶性成分 易挥发、热不稳定不宜用回流提取法 有机溶剂 水浴加热 脂溶性成分 热不稳定不宜用，溶剂量大连续回流提取法 有机溶剂 水浴加热 节省溶剂、效率最高 亲脂性较强成分 用索氏提取器，时间长（2）水蒸气蒸馏法：适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分的提取，如挥发油、小分子的香豆素类、小分子的醌类成分。 （3）升华法：固体物质受热不经过熔融，直接变成
5、蒸汽，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质，可以利用升华法直接自中草药中提取出来。如樟脑、咖啡因。二、分离与精制：（一）根据物质溶解度差别进行分离1 结晶及重结晶法利用不同温度可引起物质溶解度的改变的性质以分离物质。将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称结晶；将不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称重结晶。（1）溶剂选择的一般原则：不反应；冷时对所需要的成分溶解度较小，而热时溶解度较大；对杂质溶解度很大或很小；沸点低，易挥发；无毒或毒性小。若无理想的单一溶剂时，可以考虑使用混合溶剂。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等。（2）结晶操作：结晶操作实
6、际是进一步分离纯化过程，一般是应用适量的溶剂在加热至沸点的情况下将化合物溶解，制成过饱和溶液，趁热过滤去除不溶性杂质，放置冷处，以析晶。（3）结晶纯度的判定：结晶形态和色泽：单一化合物的结晶具有结晶形状均一和均匀的色泽。熔点和熔距：单一化合物具有一定的熔点和较小的熔距，结晶前后的熔点应一致，熔距很窄，在12的范围内。但要注意双熔点，如汉防己乙素、芫花素及一些与糖结合的苷类化合物。色谱法：单一化合物在薄层色谱或纸色谱层析中经三种不同的溶剂系统展开，均为一个斑点者。2溶剂分离法：（1）在中草药提取液中加入另一种溶剂以改变混合物溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。如：水醇法除多糖、蛋白质
7、等水溶性杂质；醇水法除树脂、叶绿素等水不溶性杂质；醇醚法或醇丙酮法使苷类成分，而脂溶性树脂等杂质则存留在母液中。（2）对酸性、碱性或两性有机化合物来说，通常通过加入酸、碱以调节溶液的pH，以改变分子的存在状态（游离型或解离型），从而改变溶解度而实现分离。如：酸提碱沉法，碱提酸沉法等。（3）沉淀法：酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等析出。如加入铅盐、雷氏铵盐等。（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离。1两相溶剂萃取法（1）原理：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的不同而实现分离。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。
8、分配系数K值（即分配比）：溶质在两相溶剂中的分配比（K）在一定温度及压力下为一常数分离难易与分离因子b：分离因子b可以表示分离的难易。分离因子b可定义为A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。一般情况下，b100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；但100b10时，则需萃取1012次；b2时，要实现基本分离，需作100次以上萃取才能完成。b1时，则KAKB，意味着两者性质及其相似，即使作任意次分配也无法实现分离。实际工作中，尽量选择分离因子b值大的溶剂系统，以求简化分离过程，提高分离效率。分配比与pH：对酸性、碱性及两性化合物来说，分配比还受溶剂系统的影响。因为pH的变化可以改变它们的存
9、在状态（游离型或解离型），从而影响在溶剂系统中的分配比。酚类化合物的pKa值一般为9.210.8，羧酸类化合物的pKa值约为5。一般pH12，则酸性物质多呈解离状态（A）、碱性物质则呈非解离状态（B）存在。据此，可采用在不同pH的缓冲溶液与有机溶剂中进行分配的方法，使酸性、碱性、中性及两性物质的以分离。（2）各种萃取方法： 简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。逆流连续萃取法：是一种连续的两相溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多根的萃取管。逆流分配法（CCD）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好。液滴逆流分配法（
10、DCCC）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较繁琐。一般b50时，简单萃取即可分离，b RP8 RP2。键合固定相的作用并非只是分配，也有一定的吸附作用。5加压相色谱法：加压相色谱法又分为：快速柱色谱（约2.02´105Pa），Lobar低压柱色谱（20.2´105Pa）。固定相：RP2、RP8或RP18流动相：水甲醇或水乙腈洗脱顺序：化合物极性越大，越先出柱；反之，化合物极性越小，越后出柱。应用：通常用于分离水溶性或极性较大的成分，如苷类、酚性化合物等。（三）根据物质的吸附性差别进行分离其中以固液吸
11、附用的最多，并有物理吸附（硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂进行的吸附色谱）、化学吸附（黄酮等酚酸性物质被氧化铝吸附、生物碱被酸性硅胶吸附等）及半化学吸附（聚酰胺与黄酮类、醌类等酚性化合物之间的氢键吸附，吸附力较弱，介于物理吸附与化学吸附之间）之分。1物质的吸附规律：（1）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体遵循“相似者易于吸附” 的经验规律。（2）被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸附层析的三要素，彼此紧密相连。常用的极性吸附剂：硅胶、氧化铝。硅胶显微酸性，适于分离酸性和中性化合物，分离生物碱时需在流动相中加入适量的有机碱；氧化铝呈碱性，适于分离生物碱等碱性成分，不宜用于分离有机酸、酚性等酸
12、性成分。均为极性吸附剂，故有以下特点：被分离物质极性越强，吸附力越强。强极性溶质将优先被吸附。溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质的吸附能力越强。随溶剂极性的增强，则吸附剂对溶质的吸附力将减弱。当加入极性较强的溶剂后，先前被硅胶或氧化铝所吸附的溶质可被置换而洗脱出来。常用的非极性吸附剂：活性炭。对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对溶质表现出强的吸附能力。从活性炭上洗脱被吸附的物质时，溶剂的极性越小，洗脱能力越强。2极性及其强弱判断：（1）一般化合物的极性按下列官能团的顺序增强：CH2CH2，CH2=CH2，OCH3，COOR，C=O，CHO，NH2，OH，COOH（2）溶剂的极性可大体根据介电常数的大小来判断。介电常数越大，则极性越大。一般溶剂的介电常数按下列顺序增大：环己烷（1.88），苯（2.29），无水乙醚（4.47），氯仿（5.20），乙酸乙酯（6.11），乙醇（26.0），甲醇（31.2），水（81.0）3吸附柱色谱法用于物质的分离：以硅胶或氧化铝为吸附剂进行柱色谱分离时：（1）尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，或用极性稍大的溶剂溶解样品后，以少量吸附剂拌匀挥干，上柱。（2）一般以TLC展开时使组分Rf值达到0.20.3的溶剂系统作为最佳溶剂系统进行洗脱。实践中多用混合的有机溶
