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1、天然药物化学NatureMedicinalchemistryStillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 第一章第一章 总论总论 第一节第一节 绪论绪论 1、天天然然药药物物化化学学的的学学科科性性质质：天天然然药药物物化化学学是是一一门门运运用用现现代代化化学学及及其其它它科科学学的的理理论论和和方方法法，来来研研究究天天然然药药物物化化学学成成分分和和有效成分的学科。有效成分的学科。 2、天天然然药药物物化化学学学学习习和和研研究究内内容容：天天然然药药物物化化学学主主要要研
2、研究究天天然然药药物物中中的的化化学学成成分分和和有有效效成成分分的的化化学学结结构构、物物理理化化学学性性质质、提提取取、分分离离、检检识识和和结结构构鉴鉴定定方方法法。其其次次是是生生物物合合成成途途径径和和必要的化学结构的修饰或改造，以及构效关系等。必要的化学结构的修饰或改造，以及构效关系等。 3、研研究究对对象象：本本学学科科主主要要学学习习和和研研究究天天然然药药物物、特别是植物来源天然药物的化学成分。特别是植物来源天然药物的化学成分。 4、关关于于天天然然药药物物化化学学成成分分的的复复杂杂性性：天天然然药药物物中中的的化化学学成成分分是是十十分分复复杂杂的的。某某一一种种天天然然
3、药药物物可可能能含含有有几几种种类类型型的的成成分分，而而每每一一个个类类型型又又可可能能含含有有少少则则几几种种、多多则则十十几几种种、几几十十种种化化学学成成分分。一一种种天然药物如此，复方天然药物就更复杂了。天然药物如此，复方天然药物就更复杂了。n由于生源途径的关系，一种天然药物中往往存在母核由于生源途径的关系，一种天然药物中往往存在母核相同、取代基不同的同一类型成分，也有不同类型的相同、取代基不同的同一类型成分，也有不同类型的成分，例如，天然药物人参中就含有成分，例如，天然药物人参中就含有20余种三萜皂苷余种三萜皂苷类成分，其都有相同或类似的母体，同时人参中又有类成分，其都有相同或类似
4、的母体，同时人参中又有黄酮类、多糖及挥发油等类成分。天然药物中成分的黄酮类、多糖及挥发油等类成分。天然药物中成分的复杂性及多种天然药物的配伍应用，即构成了天然药复杂性及多种天然药物的配伍应用，即构成了天然药物功效的多样性物功效的多样性,是天然药物常具有多方面功效或多种是天然药物常具有多方面功效或多种药理作用的物质基础。药理作用的物质基础。 举例：大黄中的举例：大黄中的5种蒽醌苷元成分：种蒽醌苷元成分： 苷元名称苷元名称 R1 R2 大黄酸大黄酸 -COOH H 大黄素大黄素 -CH3 -OH 芦荟大黄素芦荟大黄素 -CH2OH H 大黄素甲醚大黄素甲醚 -CH3 -OCH3 大黄酚大黄酚 -C
5、H3 H 5、相关概念相关概念 （1）单单体体： 即即化化合合物物。指指具具有有一一定定分分子子量量、分分子子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质 。 （2）有有效效成成分分：具具有有生生物物活活性性、能能起起防防病病治治病病作作用的化学成分。用的化学成分。 （3）无无效效成成分分：没没有有生生物物活活性性和和防防病病治治病病作作用用的的化学成分。化学成分。 （4）有效部位：有效部位：在天然药物化学中，常将含有一在天然药物化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。
6、如人参总皂苷、苦参总分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。生物碱、银杏叶总黄酮等。（5）有效部位群：有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的含有两类或两类以上有效部位的天然药物提取或分离部分。天然药物提取或分离部分。 （6）一一次次代代谢谢产产物物：也也叫叫营营养养成成分分。指指存存在在于于生生物物体体中中的的主主要要起起营营养养作作用用的的成成分分类类型型；如如糖糖类类、蛋蛋白白质、脂肪等。质、脂肪等。 （7）二次代谢产物：二次代谢产物：也叫次生成分。指由一次代谢也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的物质，次生代谢是植物特有的代产物代谢所生成的物质，次生代谢
7、是植物特有的代谢方式，次生成分是植物来源天然药物的主要有效谢方式，次生成分是植物来源天然药物的主要有效成分。成分。有效成分和无效成分的关系：有效成分和无效成分的关系： 二二者者的的划划分分也也是是相相对对的的。一一方方面面，随随着着科科学学的的发发展展和和人人们们对对客客观观世世界界认认识识的的提提高高，一一些些过过去去被被认认为为是是无无效效成成分分的的化化合合物物，如如某某些些多多糖糖、多多肽肽、蛋蛋白白质质和和油油脂脂类类成成分分等等，现现已已发发现现它它们们具具有有新新的的生生物活性或药效。物活性或药效。 另外，一些天然药物中的化学成分本身不具有生物活另外，一些天然药物中的化学成分本身
8、不具有生物活性、也不能起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、性、也不能起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物，或炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物，或它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物，以及它们以原型的形式被吸收进入血液或生的代谢产物，以及它们以原型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防病治病的作用，这些化学成分无疑也应被视为有效成分。病治病的作用，这些化学成分无疑也应
9、被视为有效成分。另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物，经研究另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物，经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。 第第二二节节 天天然然药药物物化化学学在在中中医医药药现现代代化化和和天天然然药药物物产产业业化中的意义和作用化中的意义和作用 1 阐阐明明天天然然药药物物的的药药效效物物质质基基础础，探探索索天天然然药药物物防防治治疾疾病病的原理的原理 通过对天然药物进行有效成分的研究，不仅可以阐明通过对天然药
10、物进行有效成分的研究，不仅可以阐明天然药物产生功效的究竟为何物物质，也为探索天然药天然药物产生功效的究竟为何物物质，也为探索天然药物防治疾病的原理提供了前提和物质基础。物防治疾病的原理提供了前提和物质基础。 如如，现现代代研研究究证证明明，麻麻黄黄中中的的挥挥发发油油成成分分-松松油油醇醇是是其其发发汗汗散散寒寒的的有有效效成成分分；其其平平喘喘的的有有效效成成分分是是麻麻黄黄碱碱和和去甲麻黄碱；而利水的有效成分则是伪麻黄碱。去甲麻黄碱；而利水的有效成分则是伪麻黄碱。 2 促进天然药物药效理论研究的深入促进天然药物药效理论研究的深入 如如对对于于天天然然药药物物的的化化学学成成分分与与天天然然
11、药药物物药药性性之之间间的的关关系系的的探探讨讨。研研究究发发现现，温温热热药药附附子子、吴吴茱茱萸萸、细细辛辛、丁丁香香等等都都含含有有消消旋旋去去甲甲乌乌药药碱碱，此此成成分分为为-受受体体激激动动剂剂，具具有有加加强强心心肌肌收收缩缩力力，加加快快心心率率，促促进进脂脂肪肪、糖糖代代谢谢等等一一系系列列作作用用，这这些些作作用用与与热热性性药药的的药药性性基基本本一一致致，故故推推测去甲乌药碱可能是测去甲乌药碱可能是“热性热性”天然药物的物质基础。天然药物的物质基础。 3 阐明天然药物复方配伍的原理阐明天然药物复方配伍的原理 天然药物配伍中可能存在着一种天然药物有效成分与天然药物配伍中可
12、能存在着一种天然药物有效成分与它种天然药物有效成分在药理作用方面的相互作用，也它种天然药物有效成分在药理作用方面的相互作用，也可能存在着一种天然药物有效成分与它种天然药物有效可能存在着一种天然药物有效成分与它种天然药物有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。一般来说，后成分之间产生物理的或化学的相互作用。一般来说，后者常发生在天然药物方剂的煎煮或其它剂型制备过程中，者常发生在天然药物方剂的煎煮或其它剂型制备过程中，从而使方剂中的有效成分无论在质的方面，还是在量的从而使方剂中的有效成分无论在质的方面，还是在量的方面都与单味药有所改变。方面都与单味药有所改变。 生脉散生脉散为为中医古典精方，古代医
13、家用于中医古典精方，古代医家用于抢抢救救热伤热伤元气，元气，脉微欲脉微欲绝绝等危重病人。等危重病人。经经研究，其三味研究，其三味药单药单用均不如复方。用均不如复方。以以红红参参-麦冬麦冬-五味子（五味子（1：3：1.5）水煎，）水煎，发现发现生成一种新物生成一种新物质质，经结经结构构测测定定为为5-羟羟甲基糠甲基糠醛醛（5-HMF），），该该物物质质三味三味药药中只有五味子少量含有，中只有五味子少量含有，药药效效试验试验表明表明5-HMF具有抗心具有抗心肌缺血作用肌缺血作用,可代表生脉散的疗效。可代表生脉散的疗效。 4 阐明天然药物炮制的原理阐明天然药物炮制的原理 研究重要天然药物炮制前后化学
14、成分或有效成分的变化，研究重要天然药物炮制前后化学成分或有效成分的变化，将有助于阐明天然药物炮制的原理、改进传统的炮制方法、将有助于阐明天然药物炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制品的质量标准、丰富天然药物炮制的内容。制定控制炮制品的质量标准、丰富天然药物炮制的内容。 如如对对于于黄黄芩芩炮炮制制的的研研究究。黄黄芩芩有有浸浸、烫烫、煮煮、蒸蒸等等炮炮制制方方法法。过过去去南南方方认认为为“黄黄芩芩有有小小毒毒，必必须须用用冷冷水水浸浸泡泡至至色色变变绿绿去去毒毒后后，再再切切成成饮饮片片，叫叫淡淡黄黄芩芩”。而而北北方方则则认认为为“黄黄芩芩遇遇冷冷水水变变绿绿影影响响质质量量，必必
15、须须用用热热水水煮煮后后切切成成饮饮片片，以以色色黄黄为为佳佳”。经经天天然然药药物物化化学学的的研研究究表表明明，黄黄芩芩在在冷冷水水浸浸泡泡过过程程中中，其其有有效效成成分分黄黄芩芩苷苷可可被被药药材材中中的的酶酶水水解解成成黄黄芩芩素素，后后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。 黄芩苷黄芩苷 黄芩素（黄色）黄芩素（黄色） 醌类（绿色）醌类（绿色） 可可见见用用冷冷水水浸浸泡泡的的方方法法炮炮制制，使使有有效效成成分分损损失失导导致致抑抑菌菌活活性性降降低低，而而用用烫烫、煮煮、蒸蒸等等方方法法炮炮制制时时，由由于于高高温温破破坏坏了了酶酶的的活活性性，
16、使使黄黄芩芩苷苷免免遭遭水水解解，故故抑抑菌菌活活性性较较强强，且且药药材材软软化化易易切切片片。因因此此，认认为为黄黄芩芩应应以以北北方方的的蒸蒸或或用用沸沸水水略略煮的方法进行炮制。煮的方法进行炮制。 5 改进药物制剂剂型，提高药物质量和临床疗效改进药物制剂剂型，提高药物质量和临床疗效 为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效三效”（高效、速效、长效）、（高效、速效、长效）、“三小三小”（剂量（剂量小、毒性小、副作用小）、小、毒性小、副作用小）、“三便三便”（贮存、携（贮存、携带、服用方便）的新型天然药物，天然药物化带、服用方便）的新型天然药物，天
17、然药物化学在天然药物制剂的研制中，起着十分重要的学在天然药物制剂的研制中，起着十分重要的作用。作用。 6 建立和完善中药材和中成药的质量标准建立和完善中药材和中成药的质量标准 为了更好地控制天然药物的质量，在严格按照天然药物材为了更好地控制天然药物的质量，在严格按照天然药物材栽培质量管理规范（栽培质量管理规范（GAP）的要求进行天然药物材栽培、生产，）的要求进行天然药物材栽培、生产，以及严格按照药品生产质量管理规范（以及严格按照药品生产质量管理规范（GMP）的要求进行天）的要求进行天然药物制剂生产的同时，现在越来越多地应用天然药物化学的然药物制剂生产的同时，现在越来越多地应用天然药物化学的检识
18、反应、鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对天然药物检识反应、鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对天然药物材及其制剂进行定性鉴别和含量测定，并尽可能对其生产的全材及其制剂进行定性鉴别和含量测定，并尽可能对其生产的全过程进行监控。过程进行监控。 在天然药物材和中成药的质量控制中，如果能确定其有效在天然药物材和中成药的质量控制中，如果能确定其有效成分，则应以其有效成分为指标，建立定性鉴别和含量测定的成分，则应以其有效成分为指标，建立定性鉴别和含量测定的方法，以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时，可以采方法，以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时，可以采用该主要化学成分或标志性化学成分为指标进行
19、。用该主要化学成分或标志性化学成分为指标进行。 7 研制开发新药、扩大药源研制开发新药、扩大药源 1 1）天然药物化学在天然药物新药研制中的作）天然药物化学在天然药物新药研制中的作用用 2 2）天然药物化学在扩大药源、寻找天然药物）天然药物化学在扩大药源、寻找天然药物代用品中的作用代用品中的作用 第三节第三节 中药化学成分及生物合成简介及天然药物有效成中药化学成分及生物合成简介及天然药物有效成分的提取方法分的提取方法一、一、天然药物化学成分及生物合成简介天然药物化学成分及生物合成简介（一）一） 天然药物化学成分类型简介天然药物化学成分类型简介 本小节主要介绍各类成分的基本概念，了解天本小节主要
20、介绍各类成分的基本概念，了解天然药物中一般都有那些类型的化学成分。重点掌握然药物中一般都有那些类型的化学成分。重点掌握各类成分的一般溶解性，为理解提取、分离一般方各类成分的一般溶解性，为理解提取、分离一般方法打基础。各类成分的详细内容在各论中具体学习。法打基础。各类成分的详细内容在各论中具体学习。 各类成分的性质在概念中只介绍极性，溶解性在后面以各类成分的性质在概念中只介绍极性，溶解性在后面以列表形式介绍。列表形式介绍。 1 生物碱生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。游离生物碱机化合物的总称；一般具
21、有碱性，可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。具亲脂性；生物碱盐具亲水性。 2 苷类苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。 3 挥发油挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特殊气味的天然药物往往都含油状液体的总称。具有香味或特殊气味的天然药物往往都含有挥发油。挥发油具亲脂性。有挥发油。挥发油具亲脂性。 以上三类为主要的有效成分类型。以上三类为主要的有效成分类型。 4
22、 糖类：为天然药物中普遍存在的成分类型，包括单糖、糖类：为天然药物中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由29个单个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。糖脱水缩合而成的高聚物。 5 有有机机酸酸：广广义义的的有有机机酸酸泛泛指指分分子子中中有有羧羧基基的的化化合合物物。在在植植物物中中多多以以金金属属离离子子或或生生物物碱碱盐盐的的形形式式存存在在。按按分分子子大大小小又又分分为为小小分分子子有有机机酸酸和和大大分分子子有有机
23、机酸酸。前前者者极极性性大大，具具亲亲水性；后者极性小，具亲脂性。水性；后者极性小，具亲脂性。 6 树树脂脂：为为植植物物组组织织中中树树脂脂道道的的分分泌泌物物。性性脆脆，受受热热时时先先软软化化而而后后变变为为液液体体，燃燃烧烧时时发发生生浓浓烟烟并并有有明明火火。树树脂脂具具亲亲脂脂性性。按按结结构构又又分分为为树树脂脂酸酸（主主要要为为二二萜萜酸酸、三三萜萜酸酸及及其其衍衍生生物物）、树树脂脂醇醇（分分子子中中具具羟羟基基）、树树脂脂烃烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。 7 氨基酸、蛋白质和酶：氨基酸、蛋白质和酶： （1）氨氨基基酸酸：分分子
24、子中中含含有有氨氨基基的的羧羧酸酸。构构成成蛋蛋白白质质的的多为多为-氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。 （2）蛋蛋白白质质、多多肽肽：蛋蛋白白质质为为二二十十多多种种-氨氨基基酸酸通通过过肽肽键键首首尾尾相相连连而而成成的的高高分分子子化化合合物物，多多肽肽亦亦为为。但但二二者者分分子子量量不不同同，一一般般将将分分子子量量在在5103以以下下称称为为多多肽肽，而而介介于于51031107之之间间称称为为蛋蛋白白质质。蛋蛋白白质质在在冷冷水水中中溶溶解解且且成成胶胶体体，在在热热水水、60%以上乙醇及其它有机溶剂中变性沉淀。以上乙醇及其它有机
25、溶剂中变性沉淀。 （3）酶酶：是是有有机机体体内内具具有有催催化化作作用用的的蛋蛋白白质质，其其催催化化作作用用具具有有专专属属性性，如如特特定定的的酶酶可可催催化化水水解解特特定定的的苷苷。酶酶的的性性质质和和蛋白质相同。蛋白质相同。 8 鞣鞣质质：又又称称单单宁宁或或鞣鞣酸酸，为为一一类类分分子子较较大大、结结构构复复杂杂的的多多元元酚酚类类化化合合物物的的总总称称。可可与与蛋蛋白白质质结结合合成成难难溶溶于于水的鞣酸蛋白。为亲水性物质。水的鞣酸蛋白。为亲水性物质。 9 植植物物色色素素：为为植植物物中中具具有有颜颜色色的的成成分分的的总总称称。依依溶溶解解性性又又分分为为水水溶溶性性和和
26、脂脂溶溶性性色色素素；前前者者主主要要指指一一些些有有颜颜色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等 10 油油脂脂和和蜡蜡：油油脂脂为为一一分分子子甘甘油油和和三三分分子子脂脂肪肪酸酸脱脱水水结结合合形形成成的的酯酯。主主要要在在种种子子中中。常常温温下下为为液液体体。蜡蜡为为高高级级不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸和和一一元元醇醇生生成成的的酯酯。主主要要在在植植物物茎茎、叶叶的表面。常温下为固体。均为亲脂性成分的表面。常温下为固体。均为亲脂性成分成分类型成分类型 水水 醇类醇类 亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂游离生物碱游离生物碱 + +生物碱盐生物
27、碱盐 + + 苷类苷类 + + 苷元苷元 + + 挥发油挥发油 + +糖类（单糖低聚糖）糖类（单糖低聚糖） + （多糖）（多糖） 有机酸（大分子）有机酸（大分子） + + （小分子）（小分子） + + 树脂树脂 + +氨基酸氨基酸 + + 蛋白质、酶蛋白质、酶 鞣质鞣质 + + 色素（亲水性）色素（亲水性） + + （亲脂性）（亲脂性） + + 油脂、蜡油脂、蜡 + + ：单单糖糖：无无水水醇醇难难溶溶；多多糖糖；对对醇醇60%以以上上难难溶溶。蛋蛋白白质质、酶酶；对对水水热热水水沉沉淀；对醇淀；对醇60%以上沉淀。以上沉淀。 （二）（二） 天然药物化学成分的主要生物合成途径天然药物化学成分的
28、主要生物合成途径 1 乙酸乙酸-丙二酸（丙二酸（AA-MA）途径）途径 以以乙乙酰酰辅辅酶酶A为为起起始始物物质质，丙丙二二酸酸单单酰酰辅辅酶酶A起起延延伸伸碳碳链链的的作用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。作用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。 1）酚酚和和醌醌类类这这类类物物质质的的生生物物合合成成过过程程中中只只发发生生缩缩合合反反应应。乙乙酰酰辅辅酶酶A直直线线聚聚合合后后再再进进行行环环合合生生成成各各种种酚酚类类化化合合物。物。 CHCH3 3-CO-S-CoA + 3-CO-S-CoA + 3 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A
29、 A CHCH3 3-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-CH-CO-CH2 2-CO-Enz-CO-Enz 上上述述多多酮酮环环合合则则生生成成各各种种醌醌类类化化合合物物或或聚聚酮酮类类化化合合物。物。 2 甲戊二羟酸（甲戊二羟酸（MVA）途径）途径 起始物质为起始物质为MVA，在，在ATP作用下，按如下路线合成：作用下，按如下路线合成：甲戊二羟酸甲戊二羟酸（ MVA）焦磷酸二甲烯丙酯焦磷酸二甲烯丙酯 焦磷酸异戊烯酯焦磷酸异戊烯酯 甲戊二羟酸甲戊二羟酸5焦磷酸焦磷酸 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。萜类、甾类化合物均由这一途径生成。 3 莽草酸途径莽草酸途径
30、 具有具有C6-C3及及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含甲酸生物合成各种含C6-C3及及C6-C1结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。香豆素类等。 此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各种苯丙此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物。现也被称为桂皮酸途径素类化合物。现也被称为桂皮酸
31、途径 。以香豆素生合成简图示意本途径如下：以香豆素生合成简图示意本途径如下：莽草酸莽草酸苯丙氨酸苯丙氨酸桂皮酸桂皮酸香豆素香豆素 4 氨基酸途径氨基酸途径 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类成为胺类, 再经过一系列化学反应再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、甲基化、氧化、还原、重排等重排等) 生成各种生物碱。生成各种生物碱。 5 复合途径复合途径 许许多多二二级级代代谢谢产产物物由由上上述述生生物物合合成成的的复复合合途途径
32、径生生成成。即即分分子子中中各各个个部部分分由由不不同同的的生生物物合合成成途途径径产产生生。如如查查耳耳酮酮类类、二二氢氢黄黄酮酮类类化化合合物物的的A环环和和B环环分分别别由由乙乙酸酸-丙丙二二酸酸途途径径和和莽莽草草酸酸途途径径生生成成，再再在在各各种种酶酶作作用用下下生生成成黄黄酮酮。一一些些萜萜类类生生物物碱碱分分别别来来自自甲甲戊戊二二羟羟酸酸途途径径及及莽莽草草酸酸途途径径或或乙乙酸酸-丙二酸途径。丙二酸途径。 二、天然药物有效成分的提取方法二、天然药物有效成分的提取方法 介绍天然药物化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。介绍天然药物化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。 重
33、重点点：溶溶剂剂提提取取法法的的原原理理，化化学学成成分分的的极极性性、常常用用溶溶剂剂、极极性性大大小小顺顺序序及及提提取取溶溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。剂的选择；常见的提取方法及应用范围。 常常用用三三种种方方法法：溶溶剂剂提提取取法法、水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏法法、升升华华法法。另另外外新新方方法法还还有有超超临临界界提提取法。取法。 提提取取的的概概念念：指指用用选选择择的的溶溶剂剂或或适适当当的的方方法法，将将所所要要的的成成分分溶溶解解出出来来并并同同天天然然药药物组织脱离的过程。物组织脱离的过程。 （一（一 ） 溶剂提取法溶剂提取法 1 提提取取原原理理：根根据据天天然然药
34、药物物化化学学成成分分与与溶溶剂剂间间“极极性性相相似似相相溶溶”的的原原理理，依依据据各各类类成成分分溶溶解解度度的的差差异异，选选择择对对所所提提成成分分溶溶解解度度大大、对对杂杂质质溶溶解解度度小小的的溶溶剂剂，依依据据“浓浓度度差差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。 2 化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。 1） 影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素： (1) 化化合合物物分分子子母母核核大大小小（碳碳数数多多少少）：分分子子大大、碳碳数数多多，极极
35、性性小小；分分子子小、碳数少，极性大。小、碳数少，极性大。 (2) 取取代代基基极极性性大大小小：在在化化合合物物母母核核相相同同或或相相近近情情况况下下，化化合合物物极极性性大大小小主要取决于取代基极性大小。主要取决于取代基极性大小。 常见基团极性大小顺序如下：酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷常见基团极性大小顺序如下：酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。 举例：判断下列各组化合物极性大小。举例：判断下列各组化合物极性大小。 A B C 麻黄碱麻黄碱 蝙蝠葛碱蝙蝠葛碱 天天然然药药物物化化学学成成分分不不但但数数量量繁繁多多，而而且且结结构构千千差差万万别别。所所以以极极性性问问题题很很复复杂杂。但但依依据据以以上上两
36、两点点，一一般般可可以以判判定定。需需要要大大家家判判断断的的大大多多数数是是母母核核相相同同或或相相近近的的化合物，此时主要依据取代基极性大小。化合物，此时主要依据取代基极性大小。 2) 常见天然药物化学成分类型的极性：常见天然药物化学成分类型的极性： 极极性性较较大大的的：苷苷类类、生生物物碱碱盐盐、糖糖类类、蛋蛋白白质质、氨氨基基酸酸、鞣鞣质质、小小分分子子有有机机酸、亲水性色素。酸、亲水性色素。 极极性性小小的的：游游离离生生物物碱碱、苷苷元元、挥挥发发油油、树树脂脂、脂脂肪肪、大大分分子子有有机机酸酸、亲亲脂脂性色素。性色素。 以以上上不不是是绝绝对对的的，具具体体成成分分要要具具体
37、体分分析析。比比如如，有有的的苷苷类类化化合合物物极极性性很很小小，有的苷元极性很大。有的苷元极性很大。 3 提取溶剂及溶剂的选择：提取溶剂及溶剂的选择： 1）常用提取溶剂的分类与极性：）常用提取溶剂的分类与极性： （1）分类分类：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。 （ 2） 极极 性性 大大 小小 ： 水水 (H2O) 甲甲 醇醇 (MeOH) 乙乙 醇醇 (EtOH) 丙丙 酮酮（Me2CO）正正丁丁醇醇(n-BuOH)乙乙酸酸乙乙酯酯(EtOAc)乙乙醚醚(Et2O)氯氯仿仿(CHCl3 ) 苯（苯（C6H6)四氯化碳四
38、氯化碳(CCl4)正己烷正己烷石油醚石油醚(Pet.et)。 水类还包括酸水、碱水；水类还包括酸水、碱水； 亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮； 亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂为为正正丁丁醇醇后后所所有有的的。这这三三类类溶溶剂剂间间互互溶溶情情况况：水水和和亲亲水水性性有有机机溶溶剂剂可可互互溶溶，水水和和亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂间间不不互互溶溶，有有机机溶溶剂剂间间除除甲甲醇醇和和石油醚不互溶外，其它均互溶。石油醚不互溶外，其它均互溶。 （3）溶溶剂剂极极性性大大小小的的实实质质：介介电电常常数数不不同同，介介电电常常数数大大的的溶溶剂剂极极性性大大，
39、介电常数小的溶剂极性小。如，己烷为介电常数小的溶剂极性小。如，己烷为1.9，氯仿为，氯仿为5.2，水为，水为80。 2）提取溶剂的选择：）提取溶剂的选择： （1）提提取取溶溶剂剂的的选选择择原原则则：a 要要对对所所提提取取成成分分溶溶解解度度大大；对对杂杂质质溶溶解解度度小小。b 要要与与所所提提取取成成分分不不起起意意外外的的化化学学变变化化。c 要要廉廉价价、易易得得、安安全全。其其中中a 是是最最主要的。主要的。 （2）提取溶剂的选择提取溶剂的选择： a 水水：为为极极性性最最大大的的溶溶剂剂，也也最最常常用用。可可溶溶解解苷苷类类、生生物物碱碱盐盐、糖糖类类、蛋蛋白白质质、氨氨基基酸
40、酸、鞣鞣质质、小小分分子子有有机机酸酸、有有机机酸酸盐盐、亲亲水水性性色色素素、无无机机盐盐。其其中中蛋蛋白白质不溶于热水。质不溶于热水。 缺缺点点：用用水水提提取取易易酶酶解解苷苷类类成成分分，且且易易霉霉坏坏变变质质。某某些些含含果果胶胶、粘粘液液质质类类成成分分的的中中草草药药，其其水水提提取取液液常常常常很很难难过过滤滤。沸沸水水提提取取时时，中中草草药药中中的的淀淀粉粉可可被被糊糊化化，而而增增加加过过滤滤的的困困难难。故故含含淀淀粉粉量量多多的的中中草草药药，不不宜宜磨磨成成细细粉粉后后加加水水煎煎煮。煮。 b 亲亲水水性性的的有有机机溶溶剂剂：以以乙乙醇醇最最常常用用。乙乙醇醇的
41、的溶溶解解性性能能比比较较好好。亲亲水水性性的的成成分除蛋白质、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。 优点优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。 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，用于亲脂性成分的提取，如：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。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
42、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 提取方法：提取方法： 提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。 1）浸浸渍渍法法：也也叫叫冷冷浸浸法法。将将药药材材粗粗粉粉以以适适当当溶溶剂剂在在常常温温下下浸浸泡泡。多多以以水水类类或或稀稀醇醇为为溶溶剂剂。适适于于成成分分遇遇热热易易破破坏坏或或含含多多糖糖较较多多的的天天然然药药物物的的提提取取。缺缺点点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。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。 2）渗渗滤滤法法：将将
43、天天然然药药物物粗粗粉粉装装于于渗渗泸泸筒筒中中，不不断断添添加加溶溶剂剂渗渗过过药药粉粉，从从渗渗泸泸筒筒下下端端不不断断流流出出渗渗泸泸液液。各各类类溶溶剂剂均均可可。此此法法由由于于溶溶液液浓浓度度差差大大，浸浸出出效效果好，且不破坏成分。但缺点为溶液体积大，时间长。果好，且不破坏成分。但缺点为溶液体积大，时间长。 3）煎煎煮煮法法：为为天天然然药药物物水水提提取取最最常常用用的的方方法法。将将天天然然药药物物粗粗粉粉用用水水加加热热煮煮沸沸，保保持持一一定定时时间间，成成分分即即可可浸浸出出。煎煎煮煮法法必必须须以以水水为为溶溶剂剂。此此法法提提取取效效率率高，但遇热破坏成分要注意。且
44、含多糖多的成分过滤困难。高，但遇热破坏成分要注意。且含多糖多的成分过滤困难。 4）回回流流法法：用用于于以以有有机机溶溶剂剂加加热热提提取取成成分分。优优点点为为提提取取效效率率高高，但但受受热热易易破破坏坏成成分分不不宜宜用用此此法法。缺缺点点为为溶溶剂剂消消耗耗量量大大，需需回回流流设设备备，需需几几次次提提取取方方可提取完全。可提取完全。 5）连连续续回回流流法法：以以索索氏氏提提取取器器（亦亦称称脂脂肪肪抽抽出出器器）回回流流提提取取。克克服服了了回回流流法法溶溶剂剂需需要要量量大大、需需几几次次提提取取的的缺缺点点。缺缺点点为为提提取取时时间间长长，受受热热破破坏坏成成分分不不能用此
45、法。能用此法。 5 影响提取效率的因素影响提取效率的因素： 1）药药材材粉粉碎碎度度：药药粉粉越越细细、表表面面积积越越大大，提提取取效效率率越越高高。但但太太细细，药药粉粉对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,以以20目为好。目为好。 2）提提取取温温度度：一一般般热热提提效效率率高高，但但要要考考虑虑有有些些成成分分温温度度高高易易破破坏坏，应应选选择择适宜温度。适宜温度。 3） 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，时间长
46、即无意义。一般热水提以平衡，时间长即无意义。一般热水提以1/21h为宜，乙醇提为宜，乙醇提1h为宜。为宜。 （二二） 水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏法法：适适于于具具有有挥挥发发性性、可可随随水水蒸蒸气气蒸蒸馏馏不不被被破破坏坏，与与水水不不反反应应、且且与与水水分分层层的的成成分分的的提提取取。天天然然药药物物中中主主要要用用于于挥挥发发油油、某某些些挥挥发发性性生生物物碱碱、少少数数挥挥发发性性蒽蒽醌醌苷元、香豆素苷元的提取。苷元、香豆素苷元的提取。 水蒸气蒸馏提取的装置有两种，一是水蒸气蒸馏装置，二是水蒸气蒸馏提取的装置有两种，一是水蒸气蒸馏装置，二是共水蒸馏装置。共水蒸馏装置。 （三三） 升升华
47、华法法：天天然然药药物物中中的的某某些些固固体体成成分分在在受受热热低低于于其其熔熔点点的的温温度度下下，不不经经液液态态直直接接成成为为气气态态，经经冷冷却却后后又又成成为为固固态态，从从而而与与天天然然药药物物组组织织分分离离这这种种性性质质称称为为升升华华，这这种种提提取取方方法法称称为为升升华华法法。天天然然药药物物成成分分有有少少量量具具有有升升华华性性，如如游游离离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。 （四）超临界提取法。（四）超临界提取法。（SFE） 1 特特点点：与与经经典典溶溶剂剂提提取取法法比比较较，不不用
48、用有有机机溶溶剂剂，而而是是选选用用一一种种称称为为超超临临界界流体（流体（SF）的物质替代有机溶剂提取。）的物质替代有机溶剂提取。 2 优优点点：1）可可在在低低温温下下提提取取，“热热敏敏性性”成成分分尤尤其其适适用用。2）无无溶溶剂剂残残留留，对对作作为为制制剂剂的的天天然然药药物物提提取取物物的的提提取取是是一一大大优优势势。3） 提提取取与与蒸蒸馏馏合合为为一一体体，无需回收溶剂。无需回收溶剂。4） 具选择性分离。具选择性分离。 3 超超临临界界流流体体（SF）：指指处处于于临临界界温温度度（Tc）和和临临界界压压力力（Pc）以以上上，介介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。于
49、气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。 超超临临界界状状态态是是指指当当一一种种物物质质处处于于临临界界温温度度和和临临界界压压力力以以上上的的状状态态下下，形形成成既既非非液液体体又又非非气气体体的的单单一一状状态态，称称为为“SF”。此此时时其其流流体体密密度度近近似似液液体体、黏黏度度近近似似气气体体，其其扩扩散散力力比比液液体体大大增增，介介电电常常数数也也随随压压力力增增加加而而增增加加。其其浸浸透透性性优优于于液液体体，因因而而比比液液体体有有更更佳佳的的溶溶解解力力，有有利利于于溶溶质质的的萃萃取取，特特别别是性质不稳定、易热分解的物质的提取。是性质不稳定、易热分解的物质的提取
50、。 4 常见的常见的SF：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二：有二氧化碳、一氧化亚氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中氯二氟甲烷等。其中最常用的为二氧化碳最常用的为二氧化碳。 二氧化碳的特点：临界温度接近室温（二氧化碳的特点：临界温度接近室温（Tc=31.3），临界压力也较低），临界压力也较低（Pc=7.37Mpa），无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制），无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成高纯度气体。故在成高纯度气体。故在SFE中最常用。中最常用。 5 二氧化碳二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律：超临界流体的溶解能力规律： 在在超超临临
51、界界状状态态下下，CO2对对不不同同溶溶质质的的溶溶解解能能力力差差别别很很大大。其其取取决决于于溶溶质的极性、沸点、分子量。质的极性、沸点、分子量。 (1)对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油、烃类、醚类、酯类等。对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥发油、烃类、醚类、酯类等。 (2)成成分分极极性性基基团团（如如OH、COOH）越越多多，越越难难提提取取。如如糖糖类类、氨氨基基酸酸的的萃取压力要萃取压力要4104Pa以上。以上。 (3)成分分子量越大，越难提取。成分分子量越大，越难提取。 第三节第三节 天然药物化学成分的分离方法天然药物化学成分的分离方法 本本节节介介绍绍天天然然药药物物
52、化化学学成成分分的的一一般般分分离离方方法法，有有萃萃取取、沉沉淀淀、结结晶晶、盐盐析析、膜膜分离、柱色谱等方法。重点掌握前三种和柱色谱法。分离、柱色谱等方法。重点掌握前三种和柱色谱法。 一一 两相溶剂萃取法两相溶剂萃取法 1 原原理理：利利用用混混合合物物中中各各单单体体组组分分在在两两相相溶溶剂剂中中的的分分配配系系数数（K）不不同同而而达达到到分分离离的的方法。方法。 溶溶剂剂分分配配法法的的两两相相往往往往是是互互相相饱饱和和的的水水相相与与有有机机相相。混混合合物物中中各各成成分分在在两两相相中中分分配配系数相差越大，则分离效果越高。系数相差越大，则分离效果越高。 2 方法：方法：
53、1）简简单单萃萃取取法法：仪仪器器，实实验验室室用用分分液液漏漏斗斗或或下下口口瓶瓶。一一般般在在水水和和亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂中中进进行行，根根据据情情况况，也也可可用用酸酸水水或或碱碱水水。天天然然药药物物中中成成分分比比较较复复杂杂，一一般般一一次次萃萃取取分分离不出来纯品，需要再配合其他方法。离不出来纯品，需要再配合其他方法。 由由于于成成分分的的复复杂杂性性及及相相互互作作用用，萃萃取取中中易易发发生生乳乳化化。破破坏坏乳乳化化的的方方法法有有：（1）加加热热敷；（敷；（2）将乳化层抽滤；（）将乳化层抽滤；（3）长时间放置（）长时间放置（24小时以上）。小时以上）。 2）pH度
54、度萃萃取取法法：是是分分离离酸酸性性或或碱碱性性成成分分的的常常用用方方法法。以以pH成成梯梯度度的的酸酸水水 溶溶液液依依次次萃萃取取以以亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂溶溶解解的的碱碱性性成成梯梯度度的的混混合合生生物物碱碱，或或者者以以 pH成成梯梯度度的的碱碱水水溶溶液液依依次次萃萃取取以以亲亲脂脂性性有有机机溶溶剂剂溶溶解解的的酸酸性性成成梯梯度度的的混混合合 酚、酸类成分，使后者分离的方法。酚、酸类成分，使后者分离的方法。 3） 连连续续萃萃取取法法：采采用用连连续续萃萃取取器器萃萃取取。利利用用两两溶溶液液比比重重不不同同自自然然分分层层和和 分分散散相相液液滴滴穿穿过过连连续续相相
55、溶溶剂剂时时发发生生传传质质。此此法法可可克克服服用用分分液液漏漏斗斗多多次次萃萃取取 操作的麻烦。操作的麻烦。 4）液液滴滴逆逆流流分分配配法法（DCCC法法）：是是利利用用流流动动相相形形成成液液滴滴，通通过过作作为为固固定定 相的液柱而达到分离纯化的目的。相的液柱而达到分离纯化的目的。 二二 沉淀法沉淀法 指指于于天天然然药药物物提提取取液液中中加加入入某某些些试试剂剂或或溶溶剂剂，使使某某些些成成分分沉沉淀淀而而使使所所要要成分与杂质分离的方法。依据加入试剂或溶剂不同，分为下述四个方法。成分与杂质分离的方法。依据加入试剂或溶剂不同，分为下述四个方法。 1 水水醇醇沉沉淀淀法法：1）水水
56、提提取取醇醇沉沉淀淀法法，于于水水提提浓浓缩缩液液中中加加入入乙乙醇醇使使含含醇醇量量达达60%以以上上，可可使使多多糖糖、蛋蛋白白质质沉沉淀淀。2）醇醇提提取取水水沉沉淀淀法法，于于醇醇提提取取浓浓缩缩液液中加入中加入10倍量以上水，可沉淀亲脂性成分。倍量以上水，可沉淀亲脂性成分。 2 铅盐沉淀法：利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物铅盐沉淀法：利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶的铅盐或络盐沉淀而分离的方法。中性醋酸铅可沉淀具有邻二酚质生成难溶的铅盐或络盐沉淀而分离的方法。中性醋酸铅可沉淀具有邻二酚羟基和羧基的成分；碱式醋酸铅的沉淀范围较广，可沉淀
57、含酚羟基和羧基及羟基和羧基的成分；碱式醋酸铅的沉淀范围较广，可沉淀含酚羟基和羧基及中性皂苷等。如沉淀为杂质，则可弃去；如沉淀为所要成分，则可将沉淀悬中性皂苷等。如沉淀为杂质，则可弃去；如沉淀为所要成分，则可将沉淀悬浮于水或稀醇中，通浮于水或稀醇中，通H2S气体或加入稀气体或加入稀H2SO4、Na2SO4等脱铅，成分即可分等脱铅，成分即可分离。离。 3 酸碱沉淀法：酸碱沉淀法： 1）酸酸提提取取碱碱沉沉淀淀：用用于于生生物物碱碱的的提提取取分分离离。2）碱碱提提取取酸酸沉沉淀淀：用用于于酚酚、酸酸类成分和内酯类成分的提取、分离。类成分和内酯类成分的提取、分离。 4 专专属属试试剂剂沉沉淀淀法法
58、某某些些试试剂剂能能选选择择性性地地沉沉淀淀某某类类成成分分，称称为为专专属属试试剂剂沉沉淀淀法法。如如雷雷氏氏铵铵盐盐能能与与水水溶溶性性生生物物碱碱类类生生成成沉沉淀淀，可可用用于于分分离离水水溶溶性性生生物物碱碱与与其其它它生生物物碱碱；胆胆甾甾醇醇能能和和甾甾体体皂皂苷苷沉沉淀淀，可可使使其其与与三三萜萜皂皂苷苷分分离离；明明胶胶能能沉沉淀淀鞣鞣质，可用于分离或除去鞣质等。质，可用于分离或除去鞣质等。 三三 盐析法盐析法 于于天天然然药药物物水水提提取取液液中中加加入入某某些些无无机机盐盐至至一一定定浓浓度度或或达达到到饱饱和和状状态态，可可使使某某些些成成分分由由于于溶溶解解度度降降
59、低低而而沉沉淀淀析析出出。常常用用的的无无机机盐盐有有HCl、Na2SO4等。等。 四四 结晶法结晶法 1 关关于于结结晶晶和和重重结结晶晶概概念念：结结晶晶是是指指由由非非结结晶晶状状态态到到形形成成结结晶晶的的操操作作过过程程。重重结结晶晶指指由由纯纯度度低低结结晶晶处处理理成成纯纯度度高高结结晶晶的的操操作作过过程程。二二者者从从操操作作角度差别是起始物不同。角度差别是起始物不同。 2 结晶和重结晶操作：结晶和重结晶操作： 提取或分离物提取或分离物 溶于选择的溶剂，加热成饱和溶液，过滤溶于选择的溶剂，加热成饱和溶液，过滤 溶液溶液 放置（冷藏）析晶，过滤放置（冷藏）析晶，过滤 粗结晶粗结
60、晶 重复上述操作（重结晶）重复上述操作（重结晶） 结晶结晶 3 影响结晶的因素影响结晶的因素 ： 1）结晶用溶剂的选择是最重要因素之一。一般应符合下列条件：）结晶用溶剂的选择是最重要因素之一。一般应符合下列条件： （1）要要对对被被结结晶晶成成分分热热时时溶溶解解度度大大、冷冷时时溶溶解解度度小小；对对杂杂质质或或冷冷热热时时都都溶溶解解，或或冷冷 热时都不溶解。热时都不溶解。 （2）与被结晶成分不发生化学反应。）与被结晶成分不发生化学反应。 （3）沸点不宜太高。）沸点不宜太高。 除用单一溶剂外，天然药物成分的结晶常用一定比例的混合溶剂，。除用单一溶剂外，天然药物成分的结晶常用一定比例的混合溶
61、剂，。 2）纯度：）纯度： 3）被结晶成分的类型：分子小易结晶；分子大、含糖多，不易结晶。）被结晶成分的类型：分子小易结晶；分子大、含糖多，不易结晶。 4）溶溶液液浓浓度度：溶溶液液浓浓结结晶晶快快，但但结结晶晶细细碎碎，杂杂质质多多；反反之之结结晶晶慢慢，但但晶晶形形大大、纯纯 度高。度高。 5）结晶温度和时间：温度低、时间长，结晶好。）结晶温度和时间：温度低、时间长，结晶好。 五五 膜分离法膜分离法 利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，对混合物溶液中的化学成分进行分离、分级、提为推动力，对混合物溶液中的化学成分进行分
62、离、分级、提纯和富集。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用纯和富集。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。其中反渗透、超滤、微滤相当于过滤技术。的膜分离技术。其中反渗透、超滤、微滤相当于过滤技术。溶剂、小分子能透过膜，而大分子被膜截留。不同膜过滤被溶剂、小分子能透过膜，而大分子被膜截留。不同膜过滤被截留的分子大小有区别。如运用超滤，选用适当规格的膜可截留的分子大小有区别。如运用超滤，选用适当规格的膜可实现对天然药物提取液中多糖类、多肽类、蛋白质类的截留实现对天然药物提取液中多糖类、多肽类、蛋白质类的截留分离。分离。 透析法也属于膜分离法。透析法也属于膜分离法。 六六 柱
63、色谱法柱色谱法 1 吸吸附附柱柱色色谱谱 是是利利用用吸吸附附剂剂对对被被分分离离化化合合物物分分子子的的吸吸附附能能力力的的差差异异，而而实现分离的一类色谱。实现分离的一类色谱。 1）硅硅胶胶、氧氧化化铝铝柱柱色色谱谱：二二者者均均为为最最常常用用的的吸吸附附剂剂。硅硅胶胶是是一一种种中中等等极极性性的的酸酸性性吸吸附附剂剂，适适用用于于中中性性或或酸酸性性成成分分的的层层析析。氧氧化化铝铝有有弱弱碱碱性性，主主要要用用于于碱碱性性或或中中性性亲亲脂脂性性成成分分的的分分离离，如如生生物物碱碱、甾甾、萜萜类类等等成成分分；对对于于生生物物碱碱类类的的分分离离颇颇为为理理想想。但但是是碱碱性性
64、氧氧化化铝铝不不宜宜用用于于醛醛、酮酮、酸酸、内内酯酯等等类型的化合物分离。类型的化合物分离。 吸附柱色谱行为与化合物的极性有关：吸附柱色谱行为与化合物的极性有关： 2）聚聚酰酰胺胺柱柱色色谱谱：其其与与化化合合物物间间主主要要为为氢氢键键吸吸附附。主主要要用用于于酚酚类类、醌醌类类如如黄黄酮酮类类、蒽蒽醌醌类类及及鞣鞣质质类类等等成成分分的的分分离离。聚聚酰酰胺胺对对一一般般化化合合物物的的吸吸附附的的规律：规律： 化合物中能形成氢键的基团（酚羟基、羧基、羰基）多，吸附强。化合物中能形成氢键的基团（酚羟基、羧基、羰基）多，吸附强。 能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的吸附力强于邻位的。
65、能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的吸附力强于邻位的。 芳香环和双键多，吸附力强。芳香环和双键多，吸附力强。 3）大孔吸附树脂）大孔吸附树脂 （1） 结结构构与与组组成成：大大孔孔吸吸附附树树脂脂为为白白色色或或淡淡黄黄色色球球形形颗颗粒粒状状，粒粒度度多多为为2060目目。组组成成为为苯苯乙乙烯烯，二二乙乙烯烯苯苯，或或-甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯型型。其其中中苯苯乙乙烯烯，二二乙乙烯烯苯苯型型为为非非极极性性树树脂脂，2-甲甲基基丙丙烯烯酸酸酯酯型型为为中中极极性性树树脂脂。大大孔孔吸吸附附树树脂的结构中包含了许多微观小球组成的网状孔穴结构。脂的结构中包含了许多微观小球组成的网状孔穴结
66、构。 （2） 特性：特性： 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。 （3）吸附原理：）吸附原理： 吸吸附附性性：大大孔孔吸吸附附树树脂脂本本身身具具有有吸吸附附性性，是是由由范范德德华华力力或或氢氢键键吸吸附附的的结果。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。（4）影响大孔吸附树脂分离效果的因素：）影响大孔吸附树脂分离效果的因素： 化化合合物物分分子子极极性性大大小小：一一般般来来说说，大大孔孔树树
67、脂脂的的色色谱谱行行为为具具有有反反相相的的性性 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。 （5）洗洗脱脱剂剂：对对非非极极性性大大孔孔树树脂脂，洗洗脱脱剂剂极极性性越越小小，洗洗脱脱能能力力越越强强，对对中中 极极性性大大孔孔树树脂脂及及极极性性较较大大化化合合物物，则则极极性性较较大大溶溶剂剂洗洗脱脱力力强强。一一般般上上样样后后先先用用水水（或或酸酸、碱碱水水）洗洗去去杂杂质质，然然后后用用不不同同浓浓度度的的含含水水醇醇、甲甲醇醇、乙乙醇醇、
68、丙酮等依次洗脱。丙酮等依次洗脱。 4）活活性性炭炭：是是一一种种非非极极性性吸吸附附剂剂，对对非非极极性性物物质质吸吸附附强强。活活性性炭炭主主要要用用于于分分离离水水溶溶性性成成分分，如如氨氨基基酸酸、糖糖类类及及某某些些甙甙。活活性性炭炭的的吸吸附附作作用用，在在水水中中最强，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。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。 2 分分配配柱柱色色谱谱： 利利用用被被分分离离成成分分在在固固定定相相和和流流动动相相之之间间的的分分配配系系数数的的不不同同而而达达到到分分离离的的方方法法。按按照照固固定定相相与与流流
69、动动相相的的极极性性差差别别，分分配配色色谱谱法法有有正正相相与反相色谱法之分。与反相色谱法之分。 在在正正相相分分配配色色谱谱法法中中，流流动动相相的的极极性性小小于于固固定定相相极极性性。常常用用的的固固定定相相有有氰基与氨基键合相，主要用于分离极性及中等极性的分子型物质。氰基与氨基键合相，主要用于分离极性及中等极性的分子型物质。 在在反反相相分分配配色色谱谱法法中中，流流动动相相的的极极性性大大于于固固定定相相极极性性。常常用用的的固固定定相相有有十十八八烷烷基基硅硅烷烷（ODS）或或C8键键合合相相。流流动动相相常常用用甲甲醇醇-水水或或乙乙腈腈-水水。主主要要用用于于分分离离非非极极
70、性性及及中中等等极极性性的的各各类类分分子子型型化化合合物物。天天然然药药物物中中的的各各种种苷苷类类特特别适合用反相色谱法分离。别适合用反相色谱法分离。 反反相相色色谱谱是是应应用用最最广广的的色色谱谱法法，因因为为键键合合相相表表面面的的官官能能团团不不会会流流失失，流流动动相相的的极极性性可可以以在在很很大大的的范范围围调调整整，再再加加之之由由它它派派生生的的反反相相离离子子对对色色谱谱法法和和离离子子抑抑制制色色谱谱法法，可可以以分分离离有有机机酸酸、碱碱、盐盐等等离离子子型型化化合合物物。 高高效效液液相相色谱（色谱（HPLC）最常用的即是反相填料。）最常用的即是反相填料。 3 凝
71、胶过滤色谱凝胶过滤色谱 凝胶过滤色谱原理主要是分子筛（或反筛子）作用、根据凝胶的孔凝胶过滤色谱原理主要是分子筛（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。径和被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小不同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，当混合物溶液通过凝胶柱时，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，而比凝胶孔隙大的分子不比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部，而比凝胶孔隙大的分子不能进入凝
72、胶内部，只能通过凝胶颗粒间隙。因此移动速率有差异，分子能进入凝胶内部，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大的物质不被迟滞(排阻排阻)，保留时间则较短，分子小的物质由于向孔隙沟，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，保留时间则较长，而达到分离。扩散，移动被滞留，保留时间则较长，而达到分离。 天然药物中多糖类、蛋白质、苷和苷元天然药物中多糖类、蛋白质、苷和苷元 的分离可用凝胶色谱。的分离可用凝胶色谱。 商品凝胶的种类很多，常用的是商品凝胶的种类很多，常用的是 样品样品 葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G) 和和 凝胶凝胶 羟丙基葡聚糖凝胶羟丙
73、基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20) 4 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当量替代作用。以离子交换树脂为固定相，水或酸水、子的等当量替代作用。以离子交换树脂为固定相，水或酸水、碱水为流动相，在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而碱水为流动相，在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而被吸附，再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。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。 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,酚酚酸性酸性成分可用
74、阴离子交换树脂交换成分可用阴离子交换树脂交换,然后将交换后的树脂通过调整然后将交换后的树脂通过调整酸碱环境使吸附物游离酸碱环境使吸附物游离,选择适当溶剂将吸附物溶解出即可。选择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。同，与同一离子交换树脂的交换能力不同而被分离。 色谱法分离色谱法分离 定义定义 色谱法是从混合物中分离组分的方法。色谱技术甚色谱法是从混合物中分离组分的方法。色谱技术甚至能够分离物化性能差别很小的化合物，色谱法或称色至能够分离物化性能差别很小的化合物，
75、色谱法或称色谱法（谱法（chromatography），是一种物理或物理化学的分），是一种物理或物理化学的分离分析方法。特别是近几十年来，由于气相色谱法、高离分析方法。特别是近几十年来，由于气相色谱法、高效液相色谱法及薄层扫描法的飞速发展，而形成了一门效液相色谱法及薄层扫描法的飞速发展，而形成了一门专门的科学，称为色谱学。它已广泛应用于多个组分的专门的科学，称为色谱学。它已广泛应用于多个组分的分离分析。分离分析。 分类分类 色谱法，从不同的角度，有不同的分类方法，通常可色谱法，从不同的角度，有不同的分类方法，通常可按分子聚集状态、操作方法及分离原理等进行分类。按分子聚集状态、操作方法及分离原理
76、等进行分类。 1 按流动相与固定相的分子聚集状态分类按流动相与固定相的分子聚集状态分类(1) 按流动相的分子聚集状态分类按流动相的分子聚集状态分类 气相色谱法（气相色谱法（gas chromatography；GC 液相色谱法（液相色谱法（liquid chromatography；LC） 超临界流体色谱法（超临界流体色谱法（supercritical fluid chromatography SFC）(2) 按固定相的聚集状态分类按固定相的聚集状态分类 气相色谱法可分为气相色谱法可分为 气气固色谱法（固色谱法（GSC） 气气液色谱法（液色谱法（GLC） 液相色谱法可分为液相色谱法可分为 液液
77、固色谱法（固色谱法（LSC） 液液液色谱法（液色谱法（LLC）2 按操作形式（固定相的形态）分类按操作形式（固定相的形态）分类 可分为柱色谱法，平面色谱法及逆流分配等类别。可分为柱色谱法，平面色谱法及逆流分配等类别。3 按色谱过程的分离机制分类按色谱过程的分离机制分类 可将色谱法分为：可将色谱法分为： 吸附色谱法、分配色谱法；吸附色谱法、分配色谱法； 空间排阻色谱法、离子交换色谱法；空间排阻色谱法、离子交换色谱法； 亲合色谱法；亲合色谱法； 化学键合相色谱法（化学键合相色谱法（chemical bonded phase chromatography；BPC） ； 毛细管电色谱法（毛细管电色谱法
78、（capillary electrochromatography；CEC）；）； 常用的色谱方法常用的色谱方法1 硅胶色谱硅胶色谱1.1 性质性质 色谱硅胶为一多孔性物质，可用通式色谱硅胶为一多孔性物质，可用通式SiO2H2O表表 示。它具有多孔性的示。它具有多孔性的硅氧环（硅氧环（siloxane），）， SiOSi的交键结构，由于其骨架表面具有很多游的交键结构，由于其骨架表面具有很多游离（离（I）、健合（）、健合（II）和键合活性状态的硅醇基（）和键合活性状态的硅醇基（silanol）基（）基（III）。）。它能够通过氢键与极性或不饱和分子相互作用，同时能吸附多量的水它能够通过氢键与极性或
79、不饱和分子相互作用，同时能吸附多量的水分。分。1.2 色谱柱的制备与加样色谱柱的制备与加样1.3 色谱溶剂的选择色谱溶剂的选择1.4 硅胶的再生硅胶的再生 硅胶含水量与活性的比较硅胶含水量与活性的比较活活 性性 加入水量（加入水量（%） I 0 II 5 III 15 IV 25 V 38 常用溶剂的介电常数（常用溶剂的介电常数（）己烷己烷 1.88苯苯 2.29乙醚乙醚(无水无水) 4.47氯仿氯仿 5.20乙酸乙酯乙酸乙酯 6.11丙酮丙酮 21.5乙醇乙醇 26.0甲醇甲醇 31.2水水 81.02 氧化铝色谱氧化铝色谱2.1 氧化铝的活性及活性测定氧化铝的活性及活性测定 氧化铝含水量与
80、活性的比较氧化铝含水量与活性的比较 活活 性性 加入水量（加入水量（%） 0 3 6 10 15 板层法示意图板层法示意图 氧化铝活性与各种颜料薄层色谱氧化铝活性与各种颜料薄层色谱Rf 氧化铝活性的测定氧化铝活性的测定活性（级）活性（级） 对氨基偶氮苯的比移值对氨基偶氮苯的比移值 0 0.12 0.24 0.46 0.54 硅胶活性的测定硅胶活性的测定活性（级）活性（级） 对二甲氨基偶氮苯的比称值对二甲氨基偶氮苯的比称值 0.15 0.55 0.652.2 色谱洗脱用的溶剂色谱洗脱用的溶剂2.3 氧化铝的再生氧化铝的再生3 活性炭色谱活性炭色谱4 离子交换色谱离子交换色谱n 样品n 稀NH4O
81、H洗脱n 强酸性（H型）n 通过液 盐基性两性化合物n 酸性、中性化合物n 稀NaOH 强碱性（OH型）n 强碱性（OH型）n 洗脱 通过液 稀HCl洗脱n 通过液n 盐基性物质 n 中性化合物 两性化合物酸性化合物4.1 影响离子交换的有关因素影响离子交换的有关因素(1) 溶液的酸碱度溶液的酸碱度 (2) 对交换离子的选择性对交换离子的选择性 (3) 被交换物质在溶液中的浓度被交换物质在溶液中的浓度 (4) 温度的影响温度的影响 (5) 溶剂的影响溶剂的影响 5 大孔吸附树脂色谱大孔吸附树脂色谱5.1 性质性质 5.2 吸附和分离原理吸附和分离原理 5.3 基本操作基本操作(1) 大孔吸附树
82、脂的预处理大孔吸附树脂的预处理 (2) 上样上样 (3) 洗脱洗脱 洗脱剂的选择洗脱剂的选择 洗脱洗脱 (4) 树脂柱的再生。树脂柱的再生。 5.4 用于新药研究应考察的内容用于新药研究应考察的内容 树脂用于新药研究应考察一定内容：如树脂型树脂用于新药研究应考察一定内容：如树脂型号的选择、吸附容量的考察、药材号的选择、吸附容量的考察、药材树脂比例的树脂比例的考察、色谱柱的径高比考察、洗脱溶剂的考察、考察、色谱柱的径高比考察、洗脱溶剂的考察、吸附流速和洗脱流速考察、收集洗脱液量考察、吸附流速和洗脱流速考察、收集洗脱液量考察、树脂的使用寿命考察以及工艺放大试验等。树脂的使用寿命考察以及工艺放大试验
83、等。 5.5 影响大孔吸附树脂吸附分离中药化学成分的因素影响大孔吸附树脂吸附分离中药化学成分的因素 (1) 被分离成分性质被分离成分性质 极性极性 分子大小分子大小 (2) 上样溶剂性质上样溶剂性质 溶剂对成分的溶解性溶剂对成分的溶解性 溶剂溶剂pH值值 (3) 上样溶液浓度上样溶液浓度 (4) 吸附流速吸附流速 (5) 洗脱剂性质洗脱剂性质 洗脱剂种类洗脱剂种类 洗脱剂的洗脱剂的pH值值 (6) 洗脱流速洗脱流速6 凝胶色谱凝胶色谱6.1 原理原理凝胶色谱分离机理可用下式表示：凝胶色谱分离机理可用下式表示： Vk=VO+Vi Vk：保留体积。：保留体积。 VO：柱床内存在于凝胶外面的水相体积
84、称为外水体积。：柱床内存在于凝胶外面的水相体积称为外水体积。 Vi ：凝胶颗粒内部所含的水相体积称为内水体积。：凝胶颗粒内部所含的水相体积称为内水体积。 k：分配系数。：分配系数。凝胶色谱示意图凝胶色谱示意图 设设k= 1，则，则VR = V0+Vi，这说明溶质分子相当小，能自由进，这说明溶质分子相当小，能自由进入凝胶颗粒内部，而且对凝胶的入凝胶颗粒内部，而且对凝胶的“内水内水”和和“外水外水”亲和力相等，亲和力相等，此时洗脱体积此时洗脱体积VR就等于就等于“空隙体积空隙体积”与与“内水体积内水体积”之和。之和。 若若k= 0，则，则VR = V0，说明溶质分子很大，以致完全排阻于凝，说明溶质
85、分子很大，以致完全排阻于凝胶颗粒之外，此时洗脱体积就等于胶颗粒之外，此时洗脱体积就等于“空隙体积空隙体积”。 在通常情况下，为一个常数（在通常情况下，为一个常数（0k1），洗脱体积），洗脱体积VR大于大于V0，小于（，小于（V0+Vi），大分子首先被洗脱。如果仅按照物质分子），大分子首先被洗脱。如果仅按照物质分子的大小进行分离，那么值应小于的大小进行分离，那么值应小于1。但实际情况是值往往大于。但实际情况是值往往大于1，则洗脱体积就大于，则洗脱体积就大于V0+Vi，这表明凝胶不完全是惰性的，而溶，这表明凝胶不完全是惰性的，而溶质与凝胶之间具有特殊的吸附力，这种吸附力来自分子间的氢质与凝胶之间具
86、有特殊的吸附力，这种吸附力来自分子间的氢键或离子交换作用。键或离子交换作用。6.2 种类种类(1) 亲水性凝胶亲水性凝胶 (2) 疏水性凝胶疏水性凝胶 7 聚酰胺色谱聚酰胺色谱4.3.8 高效薄层色谱高效薄层色谱4.3.9 快速色谱快速色谱10 干柱色谱干柱色谱11 液相色谱预制液相色谱预制 液相色谱预制柱示意图液相色谱预制柱示意图 分离园盘示意图分离园盘示意图离心液相色谱分离程序离心液相色谱分离程序螺螺旋旋型型逆逆流流色色谱谱 4.3.13.1 液滴逆流色谱液滴逆流色谱液滴逆流色谱液滴逆流色谱13.2 旋转多段式逆流色谱旋转多段式逆流色谱 RLCC上行法上行法 RLCC下行法下行法14 真空
87、液相色谱（真空液相色谱（vacuum liquid chromatography , VLC） 真空液相色谱实验装置图真空液相色谱实验装置图15 制备型全程加压板色谱制备型全程加压板色谱 16 高效液相色谱高效液相色谱高高效效液液相相色色谱谱示示意意图图 生物合成Biosynthesis Acetyl CoAAcetyl CoA2NADPH2NADP2ATP2ADPATPADPDMPIPPMVA焦磷酸香叶酯（GPP）单萜DPPIPP倍半萜焦磷酸金合欢酯(FPP)NADPH三萜类焦磷酸香叶基香叶酯（GGPP）二萜聚合NADPH聚合四萜类第四节第四节 结构研究法结构研究法化合物的纯度测定化合物的纯
88、度测定结构研究的主要程序结构研究的主要程序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、化和物的纯度测定一、化和物的纯度测定 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，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、PC、GC、HPLC。二、结构研究的主要程序二、结构研究的主要程序1.初步推断化合物类型初步推断化合物类型2.测定分子式，计算不饱和度。测定分子式，计算不饱和度。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。4.推断并确
89、定分子的平面结构推断并确定分子的平面结构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、构象）象） 文献检索、调研工作贯穿结构研究工文献检索、调研工作贯穿结构研究工作的整个过程。作的整个过程。 利用中、外文主题索引按中药拉丁文利用中、外文主题索引按中药拉丁文学名进行检索，来获得已分出化合物的种学名进行检索，来获得已分出化合物的种类、个数、性质、用到的提取方法、提取类、个数、性质、用到的提取方法、提取溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等信息。溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等信息。 获得文献后，最好整理成一览表以方获得文献后，最好整理成一览表以方便检索比较。便检索比较。 已知化合
90、物，还需做混合熔点测定和已知化合物，还需做混合熔点测定和混合的混合的IR光谱；未知化合物，需按测定光谱；未知化合物，需按测定程序进行，如有不对称中心，还需测定程序进行，如有不对称中心，还需测定绝对构型。绝对构型。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.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 元素定性分析元素定性分析，如钠融法，分析化合物，如钠融法，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确定各元素百分含量，确定各元素百分含量，根据倍比定律确定分子中的原子比根据倍比定律确定分子中的
91、原子比 分子量测定分子量测定：冰点下降法、沸点上升法、：冰点下降法、沸点上升法、粘度法、凝胶滤过法及粘度法、凝胶滤过法及质谱法质谱法。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
92、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。 d.不饱和度不饱和度 u= /2 /2 1 、分别代表一、三、四价原子的分别代表一、三、四价原子的数目。数目。2.质谱法质谱法 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
93、谱（FAB-MS）、）、电喷电喷雾电离质谱雾电离质谱（ESI-MS）等。）等。 质谱常用于确定分子量，并可求算分质谱常用于确定分子量，并可求算分子式和提供其它结构信息。子式和提供其它结构信息。3.红外光谱红外光谱 利用分子中价键的伸缩及弯曲振动利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在在4000625cm-1红外区域引起的吸收，红外区域引起的吸收，而测得的吸收图谱。而测得的吸收图谱。 包括特征频率区和指纹区包括特征频率区和指纹区 可用于鉴别羟基、氨基、双键、芳可用于鉴别羟基、氨基、双键、芳环等特征官能团以及芳环取代类型。环等特征官能团以及芳环取代类型。羟基羰基特征区特征区指纹区指纹区4.紫外紫外-可见吸
94、收光谱可见吸收光谱 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 含有共轭双键、发色团及具有共轭体系含有共轭双键、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。 主要用来推断化合物的骨架类型。主要用来推断化合物的骨架类型。5.核磁共振波谱（核磁共振波谱（NMR） 核磁共振波谱核磁共振波谱是化合物分子在磁场中受是化合物分子在磁场中受到另一射频磁场的照射，当照射场的频到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，率等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
95、产有磁距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，以吸生能级的跃迁，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收峰的频率对吸收强度作图所得到的图谱。谱。 1HNMR和和13C-NMR，能提供分子中，能提供分子中有关有关氢及碳原子的类型、数目、互相氢及碳原子的类型、数目、互相连接方式、周围化学环境以及构型、连接方式、周围化学环境以及构型、构象构象等结构信息。在进行中药有效成等结构信息。在进行中药有效成分的结构测定时，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
96、定通过测定化学位移（化学位移（）、 质子数以及裂分情况质子数以及裂分情况（重峰数及偶合重峰数及偶合常数常数J）可以得出分子中）可以得出分子中1H 的类型、的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。数目及相邻原子或原子团的信息。 化学位移（化学位移（）：是指：是指1H核因为周围化学环境核因为周围化学环境的不同，其外围电子云密度，以及绕核旋转时的不同，其外围电子云密度，以及绕核旋转时产生的磁的屏蔽效应也就不同。在一定的外磁产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，因而需要相应频场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。率的射频磁场才能发生共
97、振而得到吸收信号。这些信号将会出现在不同的区域，我们在实际这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应用当中以四甲基硅烷TMS为内标物，将其化为内标物，将其化学位移定为学位移定为0，测定各质子共振频率与它的相，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。对距离，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
98、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核在一定核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号距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，多重峰发生裂分，而出现单峰，双峰，多重峰等。裂分间的距离称为等。裂分间的距离称为偶合常数偶合常数。其大。其大小取决于间隔键的距离。按间隔键的多小取决于间隔键的距离。按间隔键的多少可分为少可分为偕偶、邻偶偕偶、邻偶及及远程偶合远程偶合。 此外还有此外还有同核去偶同核去偶、重氢交换重氢交换，加加入反应试剂入反应试剂、及、及各种双照射技
99、术各种双照射技术等许多等许多帮助结构分析的辅助技术。帮助结构分析的辅助技术。 （2） 13C-核磁共振（核磁共振（13C-NMR） 脉冲傅立叶变换核磁共振技术及计脉冲傅立叶变换核磁共振技术及计算机的引入，才使算机的引入，才使13C-NMR得以投入得以投入实际应用。实际应用。 13C-NMR在在确确定定化化合合物物结结构构时时比比1HNMR起着更为重要的作用。起着更为重要的作用。 13C-NMR中常应用的参数是碳核的化中常应用的参数是碳核的化学位移，异核偶合常数（学位移，异核偶合常数（JCH）及弛）及弛豫时间（豫时间（T1），其中我们常应用的是），其中我们常应用的是化学位移。化学位移。 13C-
100、NMR谱中谱中13C- 13C之间的偶合很弱，之间的偶合很弱，一般不予考虑，而一般不予考虑，而1H-13C之间的偶合之间的偶合作用却很强。作用却很强。 常见的常见的13C-NMR谱类型及其特征谱类型及其特征a.噪音去偶谱（全氢去偶或宽带去偶）噪音去偶谱（全氢去偶或宽带去偶） 采用宽频电磁辐射照射采用宽频电磁辐射照射1H，使其对，使其对13C偶合全部消除，偶合全部消除，13C信号以单峰信号以单峰形式出现，对于判断其化学位移十形式出现，对于判断其化学位移十分方便。分方便。b.选择氢核去偶及远程选择氢核去偶：选择氢核去偶及远程选择氢核去偶： 对某个氢核进行选择性照射，以消对某个氢核进行选择性照射，以
101、消除其偶合影响，与之相关联的除其偶合影响，与之相关联的13C信号发生改变，根据峰的裂分变化信号发生改变，根据峰的裂分变化情况，结合化学位移，可以推断分情况，结合化学位移，可以推断分子中存在的片段结构。子中存在的片段结构。c.DEPT谱：谱： 通过改变照射通过改变照射1H核的脉冲宽度（核的脉冲宽度（）或设定不同的弛豫时间，使不同类或设定不同的弛豫时间，使不同类型的型的13C在图谱上呈现单峰并分别呈在图谱上呈现单峰并分别呈现正向峰或倒置峰。现正向峰或倒置峰。 = 45 时时 季季C信号消失，其它都信号消失，其它都向上向上 = 90 时时 季季C信号消失信号消失 CH3 , CH2信号消失信号消失
102、CH = 135 时时 季季C信号消失信号消失 CH3, CH CH2 （3）二维核磁共振波谱（）二维核磁共振波谱（2D-NMR） 2D-NMR技术使一维核磁共振谱中技术使一维核磁共振谱中复杂和堆积难于分辨的信号得以识别。复杂和堆积难于分辨的信号得以识别。 包括：同核的包括：同核的 1H- 1H化学位移相关化学位移相关（ 1H- 1HCOSY）谱，异核的）谱，异核的13C- 1HCOSY谱、以及谱、以及NOESY（示氢核（示氢核之间的之间的NOE关系）谱等。关系）谱等。 同核的同核的1H-1H化学位移相关谱（化学位移相关谱（1H-1HCOSY），是同一个偶合体系中质），是同一个偶合体系中质子之
103、间的偶合相关谱。可以用来确定子之间的偶合相关谱。可以用来确定质子的化学位移以及质子之间的偶合质子的化学位移以及质子之间的偶合关系和连接顺序。关系和连接顺序。 1H检测的异核化学位移相关谱特别检测的异核化学位移相关谱特别是是13C-1H化学位移相关谱，对于鉴定化化学位移相关谱，对于鉴定化合物的结构是十分重要的方法。它包括合物的结构是十分重要的方法。它包括HMQC谱和谱和HMBC谱。谱。 HMQC谱是通过谱是通过1H检测的异核多量检测的异核多量子相关谱，此谱反映子相关谱，此谱反映1H核和与其直接相核和与其直接相连的连的13C的关联关系。的关联关系。 HMBC谱谱是是通通过过1H检检测测的的异异核核
104、多多键键相相关关谱谱，反反映映1H核核和和与与其其远远程程偶偶合合的的13C的的关关联关系。联关系。 4 .NOESY谱（谱（1H 核之间核之间NOE相关）相关） NOE效应：效应：选择照射一种质子使其饱和，选择照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间位置上接近的另一则与该质子在立体空间位置上接近的另一个或数个质子信号强度增高的效应称为核个或数个质子信号强度增高的效应称为核的的Overhauser效应，简称效应，简称NOE。 NOE主要用来确定两种质子在分子立体主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距离相近，若存在空间结构中是否距离相近，若存在NOE，则表示相近；则表示相近； NOE
105、越大，则两者在空间的越大，则两者在空间的距离就越近。距离就越近。NOE是确定分子中某些基团是确定分子中某些基团的位置，立体构型和优势构象的重要手段的位置，立体构型和优势构象的重要手段之一。之一。 NOESY谱谱是为了在二维图谱上观察是为了在二维图谱上观察NOE效应而开发效应而开发 出来的新技术。在其谱出来的新技术。在其谱中，空间相近的质子间中，空间相近的质子间NOE效应可以观效应可以观测到，并能作为相关峰出现在图谱上。测到，并能作为相关峰出现在图谱上。6.旋光光谱（旋光光谱（ORD） 用不同波长的偏振光照射光学活性化用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长对比旋合物，并用波长对比旋 10
106、-2 或或分子比旋分子比旋10-2作图，得到的曲作图，得到的曲线即为旋光光谱。线即为旋光光谱。 主要有三种谱线类型：主要有三种谱线类型：（1）平坦谱线）平坦谱线（2）单纯）单纯Cotton效应谱线效应谱线（3）复合）复合Cotton效应谱线效应谱线 旋光光谱及其Cotton效应谱线特征与分子的立体化学结构密切相关，对于推断非对称分子的构型与构象有着重要的意义。n n第一节第一节 绪论：绪论：要求掌握天然药物化学的要求掌握天然药物化学的概念，天然药物化学的研究内容，概念，天然药物化学的研究内容，n n第二节第二节 生物合成生物合成：要求熟悉天然药物化：要求熟悉天然药物化学成分的主要的生物合成途径学成分的主要的生物合成途径.n n第三节第三节 提取分离方法提取分离方法：重点掌握提取分：重点掌握提取分离的各种方法和原理。离的各种方法和原理。n n第四节第四节 结构研究方法：结构研究方法：重点掌握波谱法重点掌握波谱法测定天然药物化学成分结构的一般原理测定天然药物化学成分结构的一般原理和方法。和方法。 本章小结本章小结theend
