中药有效成分化学结构的研究方法中药有效成分化学结构的研究方法化合物纯度的判定方法•1．结晶均匀、一致•2．固态：熔点明确、敏锐（0.5~1.0℃）• 液态：沸程在5℃以内•3．TLC (PC):两种以上不同展开剂展开，均呈现单一斑点•4．HPLC、GC也可以用于化合物纯度的判断中药化学成分的结构研究 一、中药有效成分的理化鉴定1.1.物理常数的测定 物理常数的测定包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重等的测定固体纯物质的熔点，其熔距应在0.5～1.0℃的范围内，如熔距过大，则可能存在杂质，应进一步精制或另用不同的溶剂进行重结晶，直至熔点恒定为止液体物质可测定其沸点液体纯物质应有恒定的沸点，除高沸点物质外，其沸程不应超过5℃的范围此外，液体纯物质还应有恒定的折光率及比重比旋度也是物质的一种物理常数中药的有效成分多为光学活性物质，故无论是已知还是未知物，在鉴定化学结构时皆应测其比旋度2.2.分子式的确定 常用质谱法，高分辨质谱（HR-MS）3.3.化合物的结构骨架与官能团的确定 一般首先决定化合物的不饱和度，准确计算出结构中可能含有的双键数或环数 用化学法推定分子结构骨架中药化学成分的结构研究 二、四大光谱在结构测定中的应用二、四大光谱在结构测定中的应用中药化学成分的结构研究 紫外 — 可见光谱（UV -VIS）•紫外 — 可见光谱（UV -VIS）—— 共轭体系特征•分子中电子跃迁（从基态至激发态）。
其中，n-π*、π-π* 跃迁可因吸收紫外光及可见光所引起，吸收光谱将出现在光的紫外区和可见区（200~700nm）200nm400700nm紫外区（UV） 可见区（VIS） 中药化学成分的结构研究 应用：•推断化合物的骨架类型——共轭系统•取代基团的推断如：加入诊断试剂推断黄酮的取代模式（类型、数目、排列方式）•用于含量测定（以最大吸收波长作为检测波长进行含量测定）中药化学成分的结构研究 红外光谱红外光谱（（IR））分子中价键的伸缩及弯曲振动所引起的吸收而测得的吸收图谱，称为红外光谱4000 3600 3000 1600 1000 625cm-1特征频率区 指纹区 特征官能团的鉴别 化合物真伪的鉴别 中药化学成分的结构研究 羟基（酚羟基、醇羟基） 3600~3200cm-1游离羟基 ~3600cm-1氢键缔合羟基 3400~3200cm-1羰基 1600~1800cm-1酮 ~1710cm-1酯 1710~1735cm-1芳环 1600、1580、1500cm-1有2~3个峰 双键 1620~1680cm-1两个化合物完全相同的条件 1、 特征区完全吻合 2、 指纹区也需完全一致 红外光谱红外光谱（（IR））红外光谱对结构的鉴定，主红外光谱对结构的鉴定，主要用于功能团的确认和芳环要用于功能团的确认和芳环取代类型的判断。
取代类型的判断中药化学成分的结构研究 1 1H-NMRH-NMR（核磁共振氢谱）（核磁共振氢谱）•信息参数：•化学位移（δ）、峰面积、峰裂分•（s 、d、t、q、m）及偶合常数（Ј）中药化学成分的结构研究 （1）化学位移（δC）0~20ppm•与1H核所处的化学环境（1H核周围的电子云密度）有关•电子云密度大，处于高场，δ值小•电子云密度小，处于低场，δ值大中药化学成分的结构研究 ~0.9-C-CH3~1.8-C=C-CH3~2.1-COCH3~3.0-NCH3~3.7-OCH311109876543210-COOH-CHOAr-H-C=C-H常见结构的化学位移大致范围常见结构的化学位移大致范围(δppm)推断化合物的结构（含1H核基团的结构） 中药化学成分的结构研究 （二）峰面积（二）峰面积: :磁等同质子的数目磁等同质子的数目 – –用积分曲线面积（高度）表示用积分曲线面积（高度）表示磁不等同两个或两组1H核在一定距离内相互自旋偶合干扰，发生的分裂所表现出的不同裂分 符合 n+1规律 (n=干扰核数目 )用偶合常数（J）表示 峰裂分的数目 峰裂分的距离 不同系统偶合常数 (JHz)大小s单峰 d双峰 t三重峰 q四重峰 m多重峰 中药化学成分的结构研究 1H-NMR核磁核磁共振辅助技术共振辅助技术•（1）重氢 (D2O) 交换 —— 推断活泼质子（羟基）的存在与否。
•（2）核增益效应（NOE）：指在核磁共振中选择性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或数个质子信号强度增高的现象范例见P31）中药化学成分的结构研究 13C-NMR（（ 核磁共振碳谱核磁共振碳谱 ））•信息参数：•化学位移（δC）•碳谱的化学位移的定义及表达方式与氢谱一致，所用内标也一样，但是化学位移的幅度较宽，约200个化学位移单位，故信号之间很少重叠，识别起来比较容易中药化学成分的结构研究 不同不同 1313CC核核δCδC大小与大小与1313CC核所处的化学环境（周围电子核所处的化学环境（周围电子云密度）有关云密度）有关 用于13C核类型的推断(δCppm)150~220(c=o)200150100500c=cAr50~80(c-o)饱和碳原子（0~60） 主要结构主要结构1313CC核核δCδC的大致范围的大致范围化学位移：大致范围（化学位移：大致范围（δ δC C））0 0~200ppm~200ppm中药化学成分的结构研究 质谱（MS）:•1．确定分子量（高分辨质谱可将分子量精确到小数点后三位）,计算分子式。
•2．与标准图谱比较用于化合物的鉴别（相同条件下，其裂解是符合一定规律的）•3．依据裂解特征及碎片离子，推定或复核未知化合物分子的部分结构中药化学成分的结构研究 电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MS））但对于热敏成分及难于气化的成分但对于热敏成分及难于气化的成分（醇、糖苷、部分羧酸等）（醇、糖苷、部分羧酸等）大分子物质（多糖、肽类）难以气化大分子物质（多糖、肽类）难以气化 测不到分子离子峰测不到分子离子峰亦无法测得分子量亦无法测得分子量 中药化学成分的结构研究 对热不稳定性的化合物对热不稳定性的化合物乙酰化乙酰化或或三甲三甲基硅烷化基硅烷化（（TMSTMS化）制成化）制成热稳定性好热稳定性好的的挥发性衍生物挥发性衍生物进行测定进行测定 中药化学成分的结构研究 –(2)化学电离质谱 CI-MS–(3)场致电离 FI-MS–(3)场解析质谱 FD-MS–(4)快原子轰击质谱 FAB-MS–(5)电喷雾电离质谱 ESI-MS电离新方法（样品不必加热电离新方法（样品不必加热气化而直接电离）气化而直接电离） 中药化学成分的结构研究 第第1 1节节 苷类的结构研究苷类的结构研究苷类结构研究的一般程序：1.物理常数的测定。
Mp.[ａ]等2.分子式的测定——质谱分析法（广泛采用）•电子轰击质谱（EI-MS）：不易获得分子离子峰（极性大）•化学电离质谱（CI-MS）•场解吸质谱（FD-MS）：常用•快原子轰击质谱（FAB-MS）：常用•高分辨快原子轰击质谱（HR-FAB-MS）：能直接测出分子式中药化学成分的结构研究 3. 3.组成苷的苷元、糖的鉴定组成苷的苷元、糖的鉴定（1）苷元的结构鉴定（见各章节）（2）糖的种类鉴定•纸色谱（PC）：分配原理，BAW系统，与对照品共色谱鉴定•薄层色谱（TLC）：硅胶（硼酸溶液或无机盐溶液制 - 增加上样量）•气相色谱（GLC）：水解、制备TMS衍生物（具挥发性），用对照品tR鉴定•NMR光谱： 苷中各糖的不同质子的δ、J 与标准糖数据进行比较鉴定 苷中各糖的不同碳原子的δ 与标准糖数据进行比较鉴定中药化学成分的结构研究 （（3 3）糖的数目的测定）糖的数目的测定 光密度扫描法光密度扫描法测定各糖斑点含量，计算各糖分子比，推算组成苷的糖的数目质谱法质谱法测定苷及苷元的分子离子峰（分子量），计算其差值，求出糖的数目 1H-NMR1H-NMR谱谱: :端基质子的信号（δ大 -处于低场）数目或者 全乙酰化或全甲基化物乙酰氧基、甲氧基信号（δ、J） 的数目 1313C-NMRC-NMR谱谱:端基碳原子信号（δ90～112ppm）的数 目或者苷分子总碳信号数目减去苷元的碳信号数目,推算糖的数目 中药化学成分的结构研究 4. 4.苷元与糖、糖与糖之间连接位置的测定苷元与糖、糖与糖之间连接位置的测定（1）苷元与糖之间连接位置的测定 13C-NMR谱法：利用苷化位移规律，将苷与苷元的碳谱相比较即可鉴别•醇羟基苷化，苷元α-碳向低场位移（δ+4～10ppm），β-碳向高场位移（-0.9～-4.6ppm）•酚羟基苷化，苷元α -碳向高场位移 ，β-碳向低场位移中药化学成分的结构研究 化学方法:将苷的全甲基化物进行甲醇解，鉴定（与对照品共色谱）未全甲醚化的单糖，游离羟基所在位置即糖与糖之间的连接位置。
2）糖与糖之间连接位置的测定）糖与糖之间连接位置的测定中药化学成分的结构研究 13C-NMR谱法：利用苷化位移规律，将苷与相应单糖的碳谱数据相比较即可鉴别 糖与糖相连，内端糖连接糖的碳原子移向低场（δ4～7 ppm）相邻碳原子移向高场（δ -1～-4 ppm）中药化学成分的结构研究 5. 5.苷中糖与糖之间连接苷中糖与糖之间连接顺序顺序的确定的确定 苷 缓和酸水解缓和酸水解酶解酶解 乙酰解乙酰解 全甲基化甲醇解全甲基化甲醇解 部分苷键断裂的裂解产物 分 析推 断 中药化学成分的结构研究 波谱分析法波谱分析法 质谱（MS）法：主要利用质谱中归属于有关糖基的碎片离子峰或各种分子离子脱糖基的碎片离子峰，可对糖的连接顺序作出判断EI-MS ： (需作成全甲基化、乙酰化或三甲基硅醚化物) 常见各单糖及双糖的全乙酰化物、TMS衍生物 碎片离子峰见书FD-MS 或FAB-MS：常出现各种脱去不同程度糖基的 碎片离子峰 中药化学成分的结构研究 6. 6.苷键构型的确定苷键构型的确定（1）利用酶水解法——(酶的专属性)（2）利用开勒（Klyne）经验公式进行计算Δ[M]D = [M] D苷-[M] D苷元与各糖的一对甲苷（ α -、β-）的分子比旋度相比较， 与α -甲苷接近，则该苷键构型为α -构型 与β-甲苷接近，则该苷键构型为β-构型中药化学成分的结构研究 1 1H-NMRH-NMR利用端基质子偶合常数的大小判断苷键构型利用端基质子偶合常数的大小判断苷键构型依据依据相邻碳原子上质子偶合常数的大小与二者之间的立体夹角有关 H-2ˊ为ａ键的糖（葡萄糖、木糖、半乳糖） H-2ˊ为e键的糖 （鼠李糖、甘露糖） ａ-苷键 β-苷键 ａ-苷键 β-苷键J1ˊ2 = 2～3.5Hz J1ˊ2ˊ= 6～9Hz J1ˊ2ˊ= 2 Hz J1ˊ2ˊ2 Hz(Jae、Ф60O) （Jaa、180） （Jee、60） （Jae、60O） J1ˊ2ˊ不相等 J1ˊ2ˊ相等 意义 可以用于构型的判断 不能用于构型的判断 （（3））利用核磁共振（利用核磁共振（NMRNMR）确定苷键构型）确定苷键构型中药化学成分的结构研究 ａ-D-葡萄糖苷 ａ-L-鼠李糖苷 J1ˊ2 = Jae = 2～3 Hz J1ˊ2 = Jae = 2 Hz β-D-葡萄糖苷 β-L-鼠李糖苷 J1ˊ2 = Jaa = 6～9 Hz J1ˊ2 = Jae = 2 Hz 中药化学成分的结构研究 如表3-4，利用端基碳原子的化学位移判断苷键构型，，除D-甘露糖、L-鼠李糖外，绝大多数单糖甲苷，其α -型与β-型的化学位移相差4ppm。
如表3-5 利用端基碳原子与端基质子的偶合常数判断苷键构型 α -甲苷 JC1-H1≈170Hz β -甲苷 JC1-H1≈160Hz Δδ10ppm13C-NMR谱：谱：中药化学成分的结构研究 •例题：确定苷键构型的方法为（）•A．利用Klyne经验公式计算 •B．1H-NMR中，端基氢偶合常数J=6～8Hz为β-构型，J=3～4Hz为α-构型•C．1H-NMR中，端基氢偶合常数J=6～8Hz为α-构型，J=3～4Hz为β-构型•D．13C-NMR中，端基碳与氢偶合常数J=160Hz为β-构型，J=170Hz为α-构型•E．13C-NMR中，端基碳与氢偶合常数J=160Hz为α-构型，J=170Hz为β-构型中药化学成分的结构研究 一、化学方法（辅助手段）二、波谱技术：包括UV、IR、NMR、MS等四大光谱技术目前已成为醌类化合物结构研究主要技术手段 尤其在样品量比较少的情况下，波谱技术为首选方法特别是核磁共振技术、质谱技术 第第2 2节节 醌类化合物的结构研究醌类化合物的结构研究中药化学成分的结构研究 一．化学方法一．化学方法1．锌粉干馏：母核推断2．氧化反应：取代基推断3．衍生物制备：甲基化物、乙酰化物中药化学成分的结构研究 羟基蒽醌（ａ-OH、β-OH、醇OH、羧基）羟基数目、位置*甲基化试剂的选择性反应**（乙酰化试剂）推断元素分析或波谱分析（NMR）甲基化产物确定甲氧基数目（乙酰化产物）（确定乙酰基数目）中药化学成分的结构研究 1、紫外可见（UV）光谱：共轭特征2、红外光谱（IR）:官能团特征3、核磁共振（13C谱）:分子骨架（1H谱）:基团特征4、质谱（MS）：分子量（M+.）二．二． 波谱分析波谱分析中药化学成分的结构研究 苯苯 醌醌～240nm强峰 ～285nm中强峰～400nm弱峰（苯甲酰基） 245nm251nm335nm萘醌萘醌(醌样结构)257nm（（1 1）醌类化合物的）醌类化合物的紫外光谱紫外光谱特征特征中药化学成分的结构研究 苯甲酰基： 252nm325nm醌式结构： 272nm405nm蒽醌母核的紫外光谱：蒽醌母核的紫外光谱：中药化学成分的结构研究 羟基蒽醌：羟基蒽醌： 峰 位 与结构的关系 ⅠⅠ 230nm左右 与总-OHOH数目有关 ⅡⅡ 240～260nm（苯） ⅢⅢ 262～295nm（醌） 与β-OH有关，lgε> > 4.1 示有β-OH，伴随峰红移 ⅣⅣ 305～389nm（苯） ⅤⅤ 400nm以上 （醌） 与α-OH数目有关，数目 越多，红移越大 中药化学成分的结构研究 第一峰与羟基数目的关系：第一峰与羟基数目的关系：中药化学成分的结构研究 第五峰与结构的关系：第五峰与结构的关系：中药化学成分的结构研究 羰基基 苯苯环 羟基基（（16751675～～1653 cm-1 1653 cm-1 ）） (1600(1600～～1480 cm-1) (36001480 cm-1) (3600～～3130 cm-1)3130 cm-1)羟基蒽醌羟基蒽醌 羰基与羟基羰基与羟基( (α-OH)-OH)缔缔合的影响合的影响 羟基蒽醌红外光谱（羟基蒽醌红外光谱（IR IR）特征：）特征：（（ 2 2）红外光谱（）红外光谱（IR IR））中药化学成分的结构研究 缔和羟基缔和羟基 缔和羰基缔和羰基 游离羟基游离羟基 游离羰基游离羰基 中药化学成分的结构研究 吸收峰向低波数位移游离羰基（高波数） 游离羟基（β-OH） （3600～3150cm-1） 缔合羰基（低波数） 缔合羟基（α-OH） （ 3150cm-1以下） 羰基峰的数目、位置与α-羟基的数目及位置有关 中药化学成分的结构研究 α- -羟基数目及位置对羰基频率的影响：羟基数目及位置对羰基频率的影响：中药化学成分的结构研究 3. 3.核磁共振氢谱核磁共振氢谱( (1 1H-NMRH-NMR谱谱) )(1)(1)醌环上质子醌环上质子 醌环质子（2、3、5、6）δ6．72（ｓ） 芳环质子芳环质子 δ8.06(ａ-H,5、8)δ7.73(β-H,6、7)醌环质子醌环质子δ6.95(ｓ)(2)(2)芳环上质子芳环上质子萘萘醌醌苯苯醌醌中药化学成分的结构研究 蒽醌芳环上质子：蒽醌芳环上质子：ａ-H（1、4、5、8） δ8.07β-H（2、3、6、7） δ7.67蒽醌蒽醌中药化学成分的结构研究 (3)(3)取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响 甲基质子甲基质子 δ2.1δ2.1～～2.92.9（ｓ或宽ｓ）（ｓ或宽ｓ） （（ 供电基，供电基，δ δ邻芳氢邻芳氢-0.15-0.15）） （（ 大黄素大黄素 ）） α-OH质子δ11δ11～～1212δ δ邻、对芳氢邻、对芳氢-0.45-0.45β-β-酚羟基质子（ｓ）酚羟基质子（ｓ）δ<11δ<11δ δ邻、对芳氢邻、对芳氢-0.45-0.45中药化学成分的结构研究 取代基质子取代基质子δ δ及对芳环质子的影响及对芳环质子的影响:羟甲基：羟甲基： -CH-CH2 2- -质子质子 δ4.6(s\d)δ4.6(s\d)-OH-OH质子质子δ4.0δ4.0～～6.06.0（供电基，（供电基，δ δ邻芳氢邻芳氢-0.45-0.45）） （（ 芦荟大黄素芦荟大黄素 ）） 中药化学成分的结构研究 甲氧基质子甲氧基质子甲氧基质子甲氧基质子δ4.0δ4.0δ4.0δ4.0～～～～4.54.54.54.5（ｓ）（ｓ）（ｓ）（ｓ） （供电基，（供电基，（供电基，（供电基，δ δ δ δ邻、对芳氢邻、对芳氢邻、对芳氢邻、对芳氢-0.45-0.45-0.45-0.45））））取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响:（（（（ 大黄素甲醚大黄素甲醚大黄素甲醚大黄素甲醚 ））））中药化学成分的结构研究 取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响:羧基羧基羧基羧基-COOH-COOH-COOH-COOH质子质子质子质子δ11δ11δ11δ11以下以下以下以下( ( ( (吸电基，吸电基，吸电基，吸电基，δ δ δ δ邻芳氢邻芳氢邻芳氢邻芳氢+0.8+0.8+0.8+0.8））））（（（（ 大黄酸大黄酸大黄酸大黄酸 ））））中药化学成分的结构研究 取代基取代基类型型质子子类型型化学位移化学位移取代基取代基性性质对芳芳环质子的影响子的影响酚-OHａ-OH质子β-OH质子δ11～12 δ < 11 供电基 δ邻、对芳氢 -0.45 -CH2OH-CH2- 质子 -OH 质子δ4.6(s或d)δ4.0～6.0供电基 δ邻芳氢 -0.45-OCH3甲氧基质子δ4.0～4.5（ｓ）供电基 δ邻、对芳氢 -0.45-CH3甲基质子δ2.1～2.9（ｓ或宽ｓ-烯丙偶合） 供电基δ邻芳氢 -0.15δ对芳氢 -0.1-COOH羧基质子δ11以下 吸电基 δ邻芳氢 + 0.8取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响取代基质子的化学位移及对芳环质子的影响中药化学成分的结构研究 醌环引入羟基烷基萘醌萘醌（上下对称）苯环引入羟基 4.核磁共振碳谱（ 13C-NMR谱） （（1 1）母核碳谱特征）母核碳谱特征 （（2 2）取代位移规律）取代位移规律中药化学成分的结构研究 引入引入羟基基 邻、对位电子云密度邻、对位电子云密度↑，，δ↓δ↓间位电子云密度减少，间位电子云密度减少，δ↑δ↑蒽蒽 醌（上下、左右对称）醌（上下、左右对称） 中药化学成分的结构研究 1、游离蒽醌分子离子峰（M+）为基峰。
2、碎片离子为相继失去两分子的CO及相应的双电荷离子峰3、蒽醌苷得不到分子离子峰，基峰为苷元离子峰蒽醌类化合物的质谱特征蒽醌类化合物的质谱特征5 5．质谱（．质谱（MSMS））中药化学成分的结构研究 m\z208m\z180m\z152游离蒽醌裂解规律游离蒽醌裂解规律中药化学成分的结构研究 •天然药物黄花中得到一蒽醌化合物：为黄色结晶，天然药物黄花中得到一蒽醌化合物：为黄色结晶，mp.23mp.23～～244℃244℃，分子式为，分子式为C16H12O6C16H12O6（（M+300M+300）溶于5%5%氢氧化钠水溶液呈深红色，不溶于水，可溶于氢氧化钠水溶液呈深红色，不溶于水，可溶于5%5%碳酸钠水溶液与碳酸钠水溶液与α-α-萘酚萘酚- -浓硫酸不发生反浓硫酸不发生反4 4应主要光谱峰特征为：应主要光谱峰特征为： IR IR：：3320cm-11655cm-11634cm-13320cm-11655cm-11634cm-11HNMR1HNMR：：δppmδppm：：3.763.76（（3H3H，单峰）、，单峰）、4.554.55（（2H2H，单峰）、，单峰）、7.227.22（（1H1H，双峰，，双峰，J=8HzJ=8Hz）、）、7.757.75（（1H1H，双峰，，双峰，J=8HzJ=8Hz）、）、7.617.61（（1H1H，多重峰）、，多重峰）、7.87.8（（1H1H，单峰），单峰）•试写出化学反应或光谱数据的归属，并确定结构。
试写出化学反应或光谱数据的归属，并确定结构•1 1．．5%5%氢氧化钠水溶液呈深红色：示有（氢氧化钠水溶液呈深红色：示有（ ）） •2 2．．α-α-萘酚萘酚- -浓硫酸阴性：示有（浓硫酸阴性：示有（ ）） •3 3．可溶于．可溶于5%5%碳酸钠水溶液：示有（碳酸钠水溶液：示有（ ）） •4 4．醋酸镁反应呈橙黄色：示有．醋酸镁反应呈橙黄色：示有 （（ ）） •5 5．．IR IR：：1655cm-11634cm-11655cm-11634cm-1：示有：示有 （（ ）） •6 6．．1HNMR1HNMR，，3.763.76（（3H3H，单峰）：示有，单峰）：示有 （（ ）） •7 7．在．在4.554.55（（2H2H，单峰）示有，单峰）示有 （（ ）） •8 8．．1HNMR7.221HNMR7.22（（1H1H，双峰，，双峰，J=8HzJ=8Hz）、）、7.757.75（（1H1H，，•双峰，双峰，J=8HzJ=8Hz）、）、7.617.61（（1H1H，多重峰），另一个，多重峰），另一个7.87.8（（1H1H，单峰）：示有，单峰）：示有 个个 芳氢。
芳氢•9 9．该化合物结构式是：．该化合物结构式是： 中药化学成分的结构研究 ABC中药化学成分的结构研究 1．紫外（．紫外（UV）光谱）光谱 苯环 苯环 274nm (lg274nm (lgεε 4.03) 4.03) 引入羟基（共轭 引入羟基（共轭↑↑） 碱液中（羟基解离）） 碱液中（羟基解离）ａａ- -吡喃酮环吡喃酮环311nm (lg311nm (lgεε 3.72) 3.72) 325nm (lg325nm (lgεε 4.15) 4.15) 372nm (lg372nm (lgεε 4.23) 4.23)第第3 3节节 香豆素的结构研究的结构研究中药化学成分的结构研究 2．红外（．红外（IR）光谱）光谱 呋喃环（C-H）3175～3025cm-1（弱小、尖锐的双峰）芳环芳环16601660～～1600cm1600cm-1-1之间有三之间有三个较强吸收 个较强吸收 内酯环 1750～1700cm-1(最强) 1270～1220cm-1 (强)1100～1000cm-1 (强)中药化学成分的结构研究 ３．核磁共振谱３．核磁共振谱（（NMRNMR））（1） 1H-NMR谱特征: ａ－吡喃酮环质子ａ－吡喃酮环质子３３- H (1H, d. J=9.5) δ6.10～～6.50 （高场）（高场）4 – H (1H, d. J=9.5) δ7.50～～8.20 (低场低场) 芳环质子芳环质子H-8 (1H,d.J=2.0) δ （高场、羟基邻位）（高场、羟基邻位）H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) δ（高场、羟基邻位）（高场、羟基邻位） H-5 (1H,d.J=8.0) δ（低场）（低场） 受羰基吸电影响电子云密度下降（↓） 中药化学成分的结构研究 呋喃喃环质子子δδ6.70～～7.20 (1H,d.J=2.0～～2.5)δδ7.50～～7.70 (1H,d.J=2.0～～2.5)芳环质子芳环质子 H-5 (1H, s.)H-5 (1H, s.) H-8 (1H, s.) H-8 (1H, s.)呋喃香豆素：喃香豆素：中药化学成分的结构研究 （1）3，4-位无取代香豆素类成分：H-3、H-4构成AB系统，以一组dd峰，偶合常数较大(J≈9.5Hz)，由于受羰基吸电共轭效应的影响，H-4位于较低场，δ7.50～8.20。
香豆素类香豆素类1 1H-NMRH-NMR谱鉴别特征：谱鉴别特征：中药化学成分的结构研究 7-OH香豆素 H-5 (1H,d.J=8.0) δ（低场） H-6 (1H,dd.J=8.0;2.0) δ（高场 ） H-8 (1H,d.J=2.0) δ（高场 ） 5、7-二取代香豆素 H-6、H-8分别呈现 d 峰, J=2.0～2.5 (小、间偶) 6、7-二取代（线型呋喃和线型吡喃） H-5、H-8 分别呈现 s 峰 7、8-二取代（角型呋喃和角型吡喃） H-5、H-6 分别呈现d峰,J=8.0(大、邻偶)（（2）取代对芳环质子的影响）取代对芳环质子的影响中药化学成分的结构研究 H-8、H-4在高分辨谱上远程偶合远程偶合 4J = 0.60 ~ 1.0 Hz （（3 3）远程偶合）远程偶合中药化学成分的结构研究 呋喃香豆素呋喃环上二个质子构成AB系 统，以一组dd峰出现，偶合常数较小 (J≈2.0～2.5Hz)。
（（4 4）呋喃环上质子：）呋喃环上质子：中药化学成分的结构研究 （5）芳环上甲氧基质子呈现三个质子的单峰(3H,s)δ3.8～4.0ppm中药化学成分的结构研究 C-2 (C=O, s. δ> 160ppm) C-7 (C-OH, s. δ> 160ppm)，受羰基吸电共轭的影响C-9 (季碳，C-O-, s. δ149.0～154.0ppm) C-10 (季碳，s. δ110.0～113.0ppm)C-4 (C=C, d. δ143.0～145.0ppm)，受羰基吸电共轭的影响 C-3 (C=C, d. δ110.0～113.0ppm)δ C-2 > C-7 > C-9 > C-4 > C-5 > C-6 ≈ C-3 ≈ C-10 >C-8 160以上 110.0 ～ 113.0 110以下 13C-NMR谱特征：谱特征：中药化学成分的结构研究 （2）出现一系列失去CO的碎片离子峰，最主 要碎片离子峰是[M-CO]+ 峰3））具有甲氧基取代的香豆素经常出现失去 甲基（-CH3）的碎片离子峰。
4．质谱（MS）特征（1）大多具有很强的分子离子峰[M]+，简单 香豆素和呋喃香豆素的分子离子峰经常 是基峰 中药化学成分的结构研究 花椒毒内酯质谱裂解途径中药化学成分的结构研究 一.紫外可见光谱在黄酮类化合物结构测定中的应用一般鉴定程序：1、先测定在甲醇中的光谱2、再测定在加入各种诊断试剂后的紫外光谱3、如为苷类，则可水解或甲基化后再水解，并测定苷元或其衍生物的紫外光谱4、将以上各种光谱数据（或光谱图）进行对比分析，即可获得有关结构信息第第4 4节节 黄酮类化合物的结构研究黄酮类化合物的结构研究中药化学成分的结构研究 黄酮（醇）： 带 II、带I均强母核光谱特征 二氢黄酮类、异黄酮类：带 II强、 带I弱 母核的推断母核的推断 （甲醇） 查耳酮、橙酮：带 II弱、带I强 取代基：OH等，为助色团 依依红移移规律推断取代基律推断取代基团 甲醇钠：强碱，所有酚羟基解离 醋酸钠：碱性弱，酸性强的酚羟基解离 加入诊断试剂 醋酸钠/硼酸：邻二酚羟基络和 相应吸收峰红移 三氯化铝：3-OH，4-羰基 5-OH，4-羰基 络和 邻二酚羟基中药化学成分的结构研究 1.黄黄酮类化合物在甲醇中紫外光化合物在甲醇中紫外光谱特征特征 苯甲苯甲酰系系统 桂皮桂皮酰系系统（（带II 220~280nm）） （（带I 300~400nm）） 黄黄酮类化合物化合物结构中的交叉共构中的交叉共轭体系体系中药化学成分的结构研究 二氢黄酮（醇） 异黄酮（二氢） （由（由B环产生的桂皮生的桂皮酰系系统不存在，不存在，带I弱，弱，带II强强）） 黄黄酮类化合物在甲醇中紫外光化合物在甲醇中紫外光谱特征特征中药化学成分的结构研究 黄黄酮类化合物母核化合物母核UV吸收特征吸收特征母核类型母核类型 带带II II（（nmnm）） 带带I I（（nmnm）） 备注备注黄黄酮 250~280（（强强）） 304~350（（强强）） 典型的交叉共典型的交叉共轭系系统黄黄酮醇（醇（3-OH游离）游离） 250~280（（强强）） 358~385（（强强）） 3-OH供供电共共轭↑↑，，带1红移移黄黄酮醇（醇（3-OH取代）取代） 250~280（（强强）） 328~357（（强强）） 3-OH供供电减弱，使黄减弱，使黄酮 异黄酮异黄酮 245~278245~278（强）（强） (sh)(sh)桂皮酰系统破坏桂皮酰系统破坏 二氢黄酮（醇）二氢黄酮（醇） 270~295270~295（强）（强） (sh)(sh)查耳酮查耳酮 220~270220~270（弱）（弱） 340~390340~390（强）（强）橙酮橙酮 230~270230~270（弱）（弱） 370~430370~430（强）（强） 花青素（苷）花青素（苷） 270~280465~560270~280465~560（可见区）（可见区）中药化学成分的结构研究 （（2 2）取代基团对共轭吸收的影响）取代基团对共轭吸收的影响•黄酮类核中引入-OH（酚羟基）等供电基团，使共轭程度增强，相应的吸收峰红移。
一般，A环引入–OH，带II红移，B环引入–OH带I红移•羟基甲基化或苷化后，原酚羟基的供电能力下降，引起相应的吸收峰紫移3-OH甲基化或苷化，带I紫移，5-OH（与羰基形成分子内氢键）甲基化，带I、带II均紫移5~15nm，4′-OH甲基化，带I紫移3~10nm•羟基乙酰化后，乙酰基的吸电作用，使原来酚羟基对共轭系统的供电能力消失，对光谱的影响亦将完全消失中药化学成分的结构研究 黄黄酮 、黄、黄酮醇加入醇加入诊断断试剂后吸收峰（后吸收峰（带I、、带II）的位移）的位移规律律诊断断试剂 位移位移规律律 归 属属 NaOMe 带I红移40~60nm，强度不降 示有4′-OH 带I红移50~60 nm，强度下降 示有3-OH、但无4′-OHNaOAc 带II红移5~20nm 示有7-OH2. 2.加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义加入诊断试剂后引起的位移及其在结构测定中的意义 NaOAc / H3BO3 带I红移12~30nm 示B环有邻二酚羟基 带II红移5~10nm 示A环有邻二酚羟基 （不包括5，6-邻二酚羟基）中药化学成分的结构研究 诊断试剂 位移规律 归 属AlClAlCl3 3 及及AlClAlCl3 3/HClAlCl/HClAlCl3 3/HCl/HCl谱图谱图 =AlCl=AlCl3 3谱图谱图 示无邻二酚羟基示无邻二酚羟基 AlClAlCl3 3/HCl/HCl谱图谱图 ≠ AlClAlCl3 3谱图谱图 示可能有邻二酚羟基示可能有邻二酚羟基 AlCl3/HClAlCl3/HCl谱较谱较AlClAlCl3 3谱谱 带带I I紫移紫移30~40nm30~40nm示示B B环有邻二酚羟基环有邻二酚羟基 若紫移若紫移20nm20nm示示B B环有邻三酚羟基环有邻三酚羟基 带带I I紫移紫移50~65nm50~65nm示示A A、、B B环均可能有邻二酚羟环均可能有邻二酚羟基基 AlCl3/HClAlCl3/HCl谱图谱图 =MeOH=MeOH谱图谱图 示无示无3-3-及及5-OH5-OH AlCl3/HClAlCl3/HCl谱图谱图 ≠ MeOHMeOH谱图谱图 示可能有示可能有3-3-及及/ /或或5-OH5-OH带带I I红移红移35~55nm35~55nm示只有示只有5-OH5-OH无无3-OH3-OH仅红移仅红移17~20nm17~20nm示除示除5-OH5-OH外，尚有外，尚有6-6-含氧取代含氧取代 红移红移50~60nm50~60nm示可能同时有示可能同时有3-OH3-OH及及5-OH5-OH中药化学成分的结构研究 异黄异黄酮、二、二氢黄黄酮（醇）的吸收峰（（醇）的吸收峰（带II）位移）位移规律律NaOAc 异黄酮 带II红移6~20nm 示有7-OH 二氢黄酮（醇） 带II红移34~37nm 示有5，7-二OH 带II红移51~58nm 示有7-二OHAlCl3/HCl AlCl3/HCl谱图与甲醇中的与甲醇中的谱图比比较 异黄异黄酮 带II红移移10~14nm 示有示有5-OH 二二氢黄黄酮（醇）（醇） 带II红移移20~26nm 示有示有5-OH 诊断试剂 位移规律 归 属中药化学成分的结构研究 查耳耳酮、橙、橙酮的吸收峰（的吸收峰（ 带I ）位移）位移规律律 NaOMe 查耳酮 带I红移60~100nm，强度增加 示有4-OH 带I红移60~100nm，强度不增加 示有2-或4′-OH 橙酮 带I红移70~95nm， 示有或6-OH AlCl3 及AlCl3/HCl 查耳酮、橙酮 （ AlCl3较 AlCl3/HCl谱图） 带I 红移40~70nm 示有B-环邻二酚羟基 查耳酮（ AlCl3/HCl谱图较MeOH谱图） 带I 红移40~60nm 示有2′- OH诊断试剂 位移规律 归 属中药化学成分的结构研究 二．二．1 1H-NMRH-NMR谱在黄酮结构研究中的应用谱在黄酮结构研究中的应用•测定溶剂：CCl4-样品需制备成三甲基硅醚化衍生物，不能显示羟基质子特征，目前已基本不被采用。
DMSO-d6-样品（苷、苷元）不需制备成衍生物，可以显示各酚羟基质子特征中药化学成分的结构研究 A 环质子子 B环质子子 C环质子子 糖上糖上质子子 取代基取代基团质子子 芳芳环质子子 芳芳环质子子 与与类型有关型有关 端基端基质子子 -OH、、-CH3、、 其它其它质子子 -OCH3、、-OCOCH3黄酮类化合物各质子的信号特征（黄酮类化合物各质子的信号特征（δ δ、峰形状、、峰形状、J J、峰面积）、峰面积）δ6δ6~ 8ppm 8ppm，，B-HB-H位于位于较低低场δ5-Hδ5-H最大最大8.0 ppm8.0 ppm（（羰基去屏蔽）基去屏蔽）δδA-HA-H 5.7 5.7~7.9 7.9 5-OHδ12.405-OHδ12.40δδB-HB-H6.56.5~7.9 7.9 7-OHδ10.937-OHδ10.93 1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用谱在黄酮结构研究中的应用中药化学成分的结构研究 J邻 6 ~ 9Hz 3-OH δ9.70δ9.70J间 2 ~ 3 Hz 4’-OH δ(10.01)δ(10.01)J对 0 ~ 1 Hz（不（不计）） 3’-OH δ(9.42)δ(9.42)峰形状及峰形状及J与取代有关与取代有关 -OCH3δ3.5 δ3.5 ~ 4.10(3H s)4.10(3H s) 6-CH3δ2.04δ2.04~2.27(3H s)2.27(3H s) 8-CH3δ2.14δ2.14~2.45(3H s)2.45(3H s)A-环 B-环 -OCOCH3 (羟基乙基乙酰化化)5，，7-二二OH 4′′- 氧取代氧取代 糖上糖上δ1.65δ1.65~2.10(3H s)2.10(3H s)7-OH取代取代 3′′，，4′′- 氧取代氧取代 苷元苷元δ2.30δ2.30~2.50(3H s)2.50(3H s) 3′′，，4′′，，5′5′- 氧取代氧取代 gluglu H-1 ″″ 位于低位于低场 δδ较大大4.84.8~5.70ppm 5.70ppm 依依δδ、峰形（、峰形（d、、dd）、）、J 苷元苷元-3-O-glu δ5.80δ5.80左右（左右（1H.d.1H.d.）） J J与构型有关与构型有关Jaa=6Jaa=6~9Hz9Hz，， Jae=2Jae=2~3 3A、、B-环取代方式推断取代方式推断 苷元苷元-5、、7、、4′′-O-glu δδ5.0左右左右 rha C-CH3 δ0.8 δ0.8 ~ 1.20 ( d/m ) 1.20 ( d/m )中药化学成分的结构研究 黄酮黄酮 H-3 δ6.30δ6.30（（1H，，s））黄酮醇黄酮醇 C-环无质子环无质子异异黄黄酮酮 H-2 7.6 7.6 ~ 7.807.80（（1H，，s））受受1-氧氧原原子子和和4-羰羰基吸电影基吸电影 响响,δδ较大较大二二氢氢黄黄酮酮 H-2 δδ中中心心5.2(1H,dd.Jaa 5.2(1H,dd.Jaa =11.0Hz, =11.0Hz, Jae Jae = = 5.0Hz)5.0Hz) 两个两个H-3 δH-3 δ中心中心2.8 (1H,dd.J2.8 (1H,dd.J偕偕 = =17.0Hz,17.0Hz, Jaa =11.0Hz) Jaa =11.0Hz) (1H,dd.J (1H,dd.J偕偕 = = 17.0Hz, Jae = 5.0Hz) 17.0Hz, Jae = 5.0Hz) 二氢黄酮醇二氢黄酮醇 H-2 δ4.8δ4.8~5.0.0（（1H，，d. Jaa= 11.0Hz）） H-3 δ4.1δ4.1~ 4.3.3（（1H，，d. Jaa=11.0Hz）） 查耳酮查耳酮 H-a δ6.7 a δ6.7 ~ 7.40 (1H,d.J 7.40 (1H,d.J反反=17.0Hz)=17.0Hz) H-β δ7.0 β δ7.0 ~ 7.70 (1H,d.J 7.70 (1H,d.J反反=17.0Hz)=17.0Hz) 橙酮橙酮 =CH δ6.5 δ6.5 ~ 6.70.70（（1H，，s））中药化学成分的结构研究 取代基取代基团1H-NMR1H-NMR谱在黄酮结构研究中的应用谱在黄酮结构研究中的应用中药化学成分的结构研究 三．三．1313C-NMRC-NMR谱在黄酮类化合物结构研究中的应用谱在黄酮类化合物结构研究中的应用 推断黄推断黄酮类化合物的骨架化合物的骨架类型型 （一）黄酮类化合物骨架类型的判断（一）黄酮类化合物骨架类型的判断 利用13C-NMR谱中黄酮类化合物的中央三个碳核信号的位置以及它们在偏共振去偶谱中的裂分情况 中药化学成分的结构研究 13C-NMR谱中黄中黄酮类化合物化合物结构中的中央三碳核的信号特征构中的中央三碳核的信号特征 C=O C-2（或（或C-ββ）） C-3（或（或C-a a）） 归属属 174.5~184.0 (s) 160.5~163.2 (s) 104.7~111.8 (d) 黄黄酮类 147.9 (s) 136.0 (s ) 黄黄酮醇醇类 149.8~155.4 (d) 122.3~125.9 (s) 异黄异黄酮类 182.5~182.7(s) 146.1~147.7(s) 111.6~111.9 (d) 橙橙酮类 ( =CH- )188.0~197.0 (s) 136.9~145.4 (d) 116.6~128.1(d) 查耳耳酮类 75.0~80.3 (d) 42.8~44.6 (t) 二二氢黄黄酮类 82.7(d) 71.2 (d) 二二氢黄黄酮醇醇类中药化学成分的结构研究 （二）黄（二）黄酮类化合物取代化合物取代图式的确定式的确定 利用黄酮类化合物中芳香碳原子 （A-环碳原子、B-环碳原子）的信号特征 确定取代基的取代图式黄黄酮母核母核13C-NMR信号信号归属属中药化学成分的结构研究 推断取代基（推断取代基（X）的）的连接位置接位置 依取代基的位移效依取代基的位移效应规律律 ( B-环) X Zi Zo Zm Zp -OH +26.0 -12.8 +1.6 -7.1 -OCH3 +31.4 -14.4 +1.0 -7.8确定确定5，，7-二二OH取代黄取代黄酮图式式 依依5，，7-二二OH黄黄酮中的中的C6和和C8信号特征信号特征 δδ90~100ppm范范围内内 δδC6 > > δδC8 确定糖与苷元的确定糖与苷元的连接位置接位置 依苷化位移依苷化位移规律律苷元（酚苷元（酚羟基）：基）： a a-C移向高移向高场，，δδ降低降低 邻、、对位位-C-C移向低移向低场，，δδ增大增大 糖（酚苷）：糖（酚苷）： δδ端基碳原子端基碳原子+4.0 ~ 6.0ppm中药化学成分的结构研究 四．四．MSMS在黄酮类化合物结构研究中的应用在黄酮类化合物结构研究中的应用黄黄酮类化合物化合物MS特征特征 —— 测定分子量（定分子量（M+）） 取代基取代基团推断（碎片离子峰）推断（碎片离子峰）苷元（极性小）苷元（极性小） 苷（极性大、苷（极性大、难气化、与气化、与热不不稳定）定） EI-MS（以前）：苷看不到，（以前）：苷看不到，须制制备成衍生物成衍生物 方能方能测得很弱的分子离子峰得很弱的分子离子峰 FD-MS、、FAB-MS、、ESI-MS（目前）：（目前）： 可可测得分子离子峰或准分子离子峰得分子离子峰或准分子离子峰 [M+1]、、[M+23]等。
等可以测的分子离子可以测的分子离子峰，且常为基峰峰，且常为基峰中药化学成分的结构研究 EI-MS裂解裂解规律律1．分子离子峰．分子离子峰为基峰基峰 —用于用于测定分子量定分子量2 2．主要碎片离子峰为裂解途径．主要碎片离子峰为裂解途径I I和裂解途径和裂解途径II II 中药化学成分的结构研究 黄酮类化合物结构黄酮类化合物结构MSMS裂解途径裂解途径I I（（RDARDA裂解）：裂解）：中药化学成分的结构研究 裂解途径裂解途径II： 通常，上述两种基本裂解途径是相互通常，上述两种基本裂解途径是相互竞争、相互争、相互制制约的并且，途径的并且，途径I裂解裂解产生的碎片离子丰度大致生的碎片离子丰度大致与途径与途径II裂解裂解产生的碎片离子的丰度互成反比生的碎片离子的丰度互成反比 黄酮类化合物结构黄酮类化合物结构MS中药化学成分的结构研究 . 两种途径裂解得到的碎片离子两种途径裂解得到的碎片离子A1、、B1、、B2等，保留等，保留着着A-环、、B-环的基本骨架，且碎片的基本骨架，且碎片A1与相与相应的的B1碎片的碎片的质荷比之和等于分子离子的荷比之和等于分子离子的质荷比。
荷比 母核推断母核推断A、、B-环取代情况确定取代情况确定 3.其他碎片离子峰其他碎片离子峰还有有[M-H]+、、[M-CO]+、、[M-CH3]+（（含甲氧基）、含甲氧基）、[A[A1 1+H]+H]、、[A[A1 1-CO]-CO]、、[B[B2 2-CO]-CO]等碎片离子等碎片离子中药化学成分的结构研究 +黄酮类基本裂解途径黄酮类基本裂解途径 ( (以途径以途径-I -I为主）为主） 途径途径I+HI+H转移转移途径途径II II途径途径I I中药化学成分的结构研究 黄酮醇类基本裂解途径（以途径黄酮醇类基本裂解途径（以途径-II-II为主为主）途径途径I I＋＋H H转移转移途径途径-II-II中药化学成分的结构研究 中药化学成分的结构研究 中药化学成分的结构研究 。