中药化学:第一章 总论4

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1、二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制利用物质的利用物质的吸附性吸附性差异差异进行分离纯化的方法进行分离纯化的方法吸附色吸附色谱谱凝胶过凝胶过滤色谱滤色谱离子交离子交换色谱换色谱大孔树大孔树脂色谱脂色谱分配色分配色谱谱色谱分离法色谱分离法色谱法色谱法(chromatography):又称层析法,:又称层析法,是用于分离多组分有机混合物的一种高效是用于分离多组分有机混合物的一种高效分离技术。分离技术。一、色谱过程及其分类一、色谱过程及其分类色谱法原理:是基于混合物组分在两相色谱法原理:是基于混合物组分在两相(固定相和流动相固定相和流动相)之间的)之间的不均匀分配不均匀分

2、配进进行分离的一种方法。行分离的一种方法。不均匀分配的先决条件:是各个组分对两不均匀分配的先决条件:是各个组分对两相亲和力不同和两相不均匀分配的可能性。相亲和力不同和两相不均匀分配的可能性。色谱法分类色谱法分类按分离原理分:按分离原理分:吸附色谱吸附色谱 吸附吸附 吸附剂吸附剂分配色谱分配色谱 萃取萃取 液体液体 离子交换色谱离子交换色谱 静电作用和扩散静电作用和扩散静电作用和扩散静电作用和扩散 离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂凝胶色谱凝胶色谱 扩散扩散 凝胶凝胶按相系统形式和特性分:按相系统形式和特性分:柱色谱:柱色谱:分配柱色谱分配柱色谱吸附柱色谱吸附柱色谱薄层色谱薄层色谱

3、纸色谱纸色谱二、常用色谱的分离机制二、常用色谱的分离机制(一)分配柱色谱法(一)分配柱色谱法1、基本原理、基本原理分配柱色谱是利用混合物分配柱色谱是利用混合物 在在互不相溶的两相互不相溶的两相中中 分配系数分配系数不同而将混合物分离开。不同而将混合物分离开。2、支持剂(、支持剂(or载体)载体)硅胶(含水硅胶(含水17%17%以上)以上)硅藻土硅藻土纤维素纤维素操作步骤:操作步骤:装柱装柱上样上样洗脱洗脱洗脱剂洗脱剂(流动相)(流动相)载体与载体与固定相固定相样品样品3、分配色谱种类、分配色谱种类正相正相色谱色谱反相反相色谱色谱按按相极性相极性分分 正相分配色谱正相分配色谱正相分配色谱正相分配

4、色谱:固定相固定相固定相固定相流动相流动相流动相流动相(极性极性极性极性) 固定相:水、缓冲溶液固定相:水、缓冲溶液固定相:水、缓冲溶液固定相:水、缓冲溶液 流动相:氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂流动相:氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂流动相:氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂流动相:氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂 洗脱顺序:洗脱顺序:洗脱顺序:洗脱顺序:极性小极性小极性小极性小的化合物,的化合物,的化合物,的化合物,先先先先出柱,出柱,出柱,出柱, 极性大极性大极性大极性大的化合物,的化合物,的化合物,的化合物,后后后后出柱。出柱。出柱。出柱。 应应应应用用用用:适适适适用

5、用用用于于于于水水水水溶溶溶溶性性性性或或或或极极极极性性性性较较较较大大大大的的的的化化化化合合合合物物物物,如如如如生生生生物物物物碱碱碱碱、苷、糖类、有机酸等。苷、糖类、有机酸等。苷、糖类、有机酸等。苷、糖类、有机酸等。反相分配色谱反相分配色谱反相分配色谱反相分配色谱:固定相固定相固定相固定相流动相流动相流动相流动相(极性极性极性极性)固定相:石蜡油,化学键合相固定相:石蜡油,化学键合相固定相:石蜡油,化学键合相固定相:石蜡油,化学键合相(如十八烷基硅胶键合相)(如十八烷基硅胶键合相)(如十八烷基硅胶键合相)(如十八烷基硅胶键合相)流动相:水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂流动相:水、甲醇、

6、乙腈等强极性有机溶剂流动相:水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂流动相:水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂洗脱顺序:洗脱顺序:洗脱顺序:洗脱顺序:极性大极性大极性大极性大化合物,化合物,化合物,化合物,先先先先出柱;出柱;出柱;出柱; 极性小极性小极性小极性小化合物,化合物,化合物,化合物,后后后后出柱。出柱。出柱。出柱。应用:适合于脂溶性成分,如高级脂肪酸、油脂、应用:适合于脂溶性成分,如高级脂肪酸、油脂、应用:适合于脂溶性成分,如高级脂肪酸、油脂、应用:适合于脂溶性成分,如高级脂肪酸、油脂、 游离甾体等。游离甾体等。游离甾体等。游离甾体等。A+b+c+d活性碳脱色活性碳脱色(二)(二) 吸附色谱吸附

7、色谱分离:分离:可可吸附吸附不不吸附吸附吸附法吸附法种类很多种类很多 按吸附原理分按吸附原理分 物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附 半化学吸半化学吸附附1 1、常用、常用吸附法吸附法的分类的分类 物理吸附物理吸附物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附化学吸附化学吸附 半化学吸附半化学吸附半化学吸附半化学吸附 吸附剂与吸附剂与吸附剂与吸附剂与成分成分成分成分 分子间力分子间力分子间力分子间力 酸碱基团酸碱基团酸碱基团酸碱基团间间间间 形成形成形成形成氢键氢键氢键氢键等等等等 间的间的间的间的作用方式作用方式作用方式作用方式 的相互作用的相互作用的相互作用的相互作用 的化学反应的化学反应的化学反应的化

8、学反应 吸附吸附可逆性可逆性 能能能能解吸解吸解吸解吸 难难难难解吸解吸解吸解吸 介于介于介于介于 可逆可逆可逆可逆 甚至甚至甚至甚至不不不不可逆可逆可逆可逆 二者之间二者之间二者之间二者之间 应应应应 用用用用 广广广广 少(多少(多少(多少(多回避回避回避回避) 较多较多较多较多 举举举举 例例例例氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶活性炭活性炭活性炭活性炭等吸附等吸附等吸附等吸附做笔记做笔记?氧化铝与氧化铝与氧化铝与氧化铝与酸性酸性酸性酸性成分成分成分成分 聚酰胺聚酰胺聚酰胺聚酰胺硅硅硅硅 胶与胶与胶与胶与碱性碱性碱性碱性成分成分成分成分 吸吸吸吸 附附附附 2常用的吸附剂常

9、用的吸附剂硅胶(硅胶(Silica gel)多孔性无定形或球形颗粒多孔性无定形或球形颗粒 极性吸附剂极性吸附剂硅胶硅胶的表面存在着的表面存在着的表面存在着的表面存在着硅醇基团硅醇基团(Si-OH)和和 硅氧烷键硅氧烷键(Si-O-Si)。硅醇基团是强吸附的硅醇基团是强吸附的极性基团极性基团,而硅氧烷键是而硅氧烷键是疏水基团疏水基团。吸附色谱:吸附色谱:含含水水量为量为 的硅胶,含水量小于的硅胶,含水量小于的活性最高,而的活性最高,而大于大于时,吸附力极弱,时,吸附力极弱,不能用作吸附色谱,只能用于不能用作吸附色谱,只能用于分配色谱的载体。分配色谱的载体。 将含水量高的硅胶加热到将含水量高的硅胶

10、加热到使其失去吸使其失去吸附水后可重新获得活性,此过程称为附水后可重新获得活性,此过程称为活化活化。常规柱色谱:常规柱色谱:硅胶硅胶 使用前放入使用前放入110烘箱烘箱中加温约中加温约1h进行活进行活化,这样活化的硅胶相当于化,这样活化的硅胶相当于级活性,含水级活性,含水量约为量约为10左右。左右。常用柱色谱硅胶有常用柱色谱硅胶有100 200 目目,200 300 目目和和300 400 目等规格可供选择。目等规格可供选择。硅胶适用于分离硅胶适用于分离酸性和中性物质酸性和中性物质,碱性物质能与,碱性物质能与硅胶作用,易产生拖尾而不能很好地分离硅胶作用,易产生拖尾而不能很好地分离氧化铝氧化铝按

11、制备方法不同分为按制备方法不同分为碱性、中性和酸性碱性、中性和酸性三种。三种。吸附剂吸附剂装入层析柱中装入层析柱中,洗脱剂洗脱剂加至略高于加至略高于 吸附剂,吸附剂,被分离样品被分离样品加于柱顶,加于柱顶,洗脱剂洗脱剂由上方不断滴加由上方不断滴加 从下方不断流出从下方不断流出 (见图)(见图)2、吸附柱色谱、吸附柱色谱分离的原理分离的原理在在洗脱剂洗脱剂的作用下,的作用下,被被吸附成分吸附成分不断离开不断离开 上方上方吸附剂,吸附剂, 又又被被下方下方吸附剂吸附剂 重新吸附重新吸附,按其吸附性强弱按其吸附性强弱不同不同被被分离成不同分离成不同的的层析层析谱带谱带 (见图)(见图)洗脱剂洗脱剂洗

12、脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂简单吸附法简单吸附法简单吸附法简单吸附法: : : :(一)(一)(一)(一)吸附强弱吸附强弱吸附强弱吸附强弱基本规律基本规律基本规律基本规律(二)吸附效果(二)吸附效果(二)吸附效果(二)吸附效果影响因素(影响因素(影响因素(影响因素(吸附三要素吸附三要素吸附三要素吸附三要素) ( ( ( (三三三三) ) ) ) 吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂和洗脱剂的和洗脱剂的和洗脱剂的和洗脱剂的 分类分类分类分类(四)吸附剂和洗脱剂的(四)吸附剂和洗脱剂的(四)吸附剂和洗脱剂的(四)吸附剂和洗脱剂的 选择原则选择原则选择原则选择原则(五)(五)(五)

13、(五)简单吸附法简单吸附法简单吸附法简单吸附法 的的的的 应用应用应用应用简简 单单 吸吸 附附 法法 (一)(一)吸附强弱的吸附强弱的基本规律基本规律极性相似者易于相互吸附极性相似者易于相互吸附:极极 性性 吸附剂吸附剂 易吸附易吸附 非极性非极性 吸附剂吸附剂 易吸附易吸附 “相相 似似 相相 吸吸”(与(与极性极性有关,类似于有关,类似于“相似相相似相溶溶”)极极 性性 物质物质非极性非极性 物质物质物理吸附法物理吸附法物理吸附法物理吸附法虽无虽无选择性选择性,但有,但有规律性规律性:其吸附其吸附其吸附其吸附强弱强弱及吸附及吸附及吸附及吸附先后先后顺序顺序, 遵循上述遵循上述遵循上述遵循

14、上述规律规律。(二)(二)影响因素(影响因素(吸附三要素吸附三要素)吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂 溶溶溶溶 剂剂剂剂 * * ( ( 洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂) ) 溶剂与溶质溶剂与溶质溶剂与溶质溶剂与溶质 ( (解吸解吸解吸解吸) ) 溶溶溶溶 质质质质 * * ( ( 被吸附被吸附被吸附被吸附成分成分成分成分 ) ) 溶质与溶质溶质与溶质溶质与溶质溶质与溶质 ( (争吸争吸争吸争吸) ) 竞竞竞竞争吸争吸争吸争吸附附附附 ( (争夺吸附剂表面争夺吸附剂表面争夺吸附剂表面争夺吸附剂表面) )吸附吸附吸附吸附效果效果效果效果与上述三者的与上述三者的与上述三者的与上述三者的结构结构结构结构特点及特点

15、及特点及特点及极性强弱极性强弱极性强弱极性强弱有关有关有关有关 1. 吸附剂分类吸附剂分类 别别 名名 亲水亲水性吸附剂性吸附剂 亲脂亲脂性吸附剂性吸附剂易吸附易吸附实实 例例 氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶氧化铝、硅胶 活性碳活性碳活性碳活性碳 活活 化化 需需去水去水 需需去气去气按极性不同可分为:按极性不同可分为:极性吸附剂极性吸附剂 非极性吸附剂非极性吸附剂 亲水亲水性性成成 分分 亲脂亲脂性性成成 分分 (三三)吸附剂和洗脱剂的分类吸附剂和洗脱剂的分类 2. 洗脱剂分类洗脱剂分类 易洗脱易洗脱按极性不同可分为:按极性不同可分为:亲水亲水性性成成 分分 亲脂亲脂性性成成 分分实实

16、 例例亲水亲水性洗脱剂性洗脱剂亲脂亲脂性洗脱剂性洗脱剂水、醇水、醇. 乙醚、氯仿乙醚、氯仿关键:关键: 从从三者三者之间的之间的 极极 性性 来判断来判断(四)吸附剂和洗脱剂(四)吸附剂和洗脱剂 的的选择原则选择原则(五)简单吸附法的(五)简单吸附法的应用应用1精制精制 ( (吸附吸附吸附吸附杂质杂质杂质杂质) ) 活性碳活性碳脱色脱色 提取液精制提取液精制提取液精制提取液精制; (; (重重重重) )结晶结晶结晶结晶; ; 糖糖糖糖厂厂厂厂2浓缩浓缩(也称富集也称富集也称富集也称富集) (吸附(吸附(吸附(吸附有效成分有效成分有效成分有效成分) 从从从从大量稀水大量稀水大量稀水大量稀水溶液中

17、溶液中溶液中溶液中 浓缩浓缩浓缩浓缩微量物质微量物质微量物质微量物质。 例子例子例子例子 从从从从一叶一叶一叶一叶萩萩萩萩水浸液水浸液水浸液水浸液中浓缩分离中浓缩分离中浓缩分离中浓缩分离一叶一叶一叶一叶萩萩萩萩碱碱碱碱。实例:实例:一叶一叶萩萩碱碱的的浓缩分离浓缩分离 一叶一叶一叶一叶萩碱萩碱萩碱萩碱酸水浸液酸水浸液酸水浸液酸水浸液 ( (稀、大量稀、大量稀、大量稀、大量) ) 分次分次分次分次加入加入加入加入活性碳活性碳活性碳活性碳吸附,搅拌,静置吸附,搅拌,静置吸附,搅拌,静置吸附,搅拌,静置 ( (直到直到直到直到上清液检查上清液检查上清液检查上清液检查无生物碱反应无生物碱反应无生物碱反

18、应无生物碱反应时为止时为止时为止时为止) ) 过滤过滤过滤过滤 吸附一叶吸附一叶吸附一叶吸附一叶萩萩萩萩碱的碱的碱的碱的碳碳碳碳末末末末, , 一叶一叶一叶一叶萩萩萩萩碱碱碱碱 盐型盐型盐型盐型 一叶一叶一叶一叶萩萩萩萩碱碱碱碱 碱型碱型碱型碱型 干燥后干燥后干燥后干燥后苯回流苯回流苯回流苯回流 回收苯液回收苯液回收苯液回收苯液一叶一叶萩萩碱碱调调调调pHpH至至至至碱性碱性碱性碱性(pH 8.5pH 8.5)? ??举例举例采用硅胶柱色谱分离下面采用硅胶柱色谱分离下面3个化合物个化合物A AB BC CC B A聚酰胺性质:聚酰胺性质:高分子聚合物,高分子聚合物,不容于水、甲醇、乙醇、乙醚、

19、氯仿及丙不容于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等有机溶剂,酮等有机溶剂,对对碱碱稳定,稳定,对对酸酸稳定性较差。稳定性较差。 3、聚酰胺吸附色谱法:属于、聚酰胺吸附色谱法:属于氢键氢键吸附吸附(1)聚酰胺的吸附原理:)聚酰胺的吸附原理: 通过分子中的酰胺通过分子中的酰胺羰基羰基与酚类、黄酮与酚类、黄酮类化合物的类化合物的酚羟基酚羟基,或酰胺键上的游离或酰胺键上的游离胺基胺基与醌类、脂肪与醌类、脂肪酸上的酸上的羰基羰基形成形成氢键氢键缔合而产生吸附。缔合而产生吸附。 3、聚酰胺吸附色谱法:属于、聚酰胺吸附色谱法:属于氢键氢键吸附吸附形形形形成成成成氢氢氢氢键键键键的的的的能能能能力力力力与与与与

20、溶溶溶溶剂剂剂剂有有有有关关关关,一一一一般般般般在在在在水水水水中中中中形形形形成成成成氢氢氢氢键键键键的的的的能能能能力力力力最最最最强强强强,在在在在有有有有机机机机溶溶溶溶剂剂剂剂中中中中较较较较弱弱弱弱,在在在在碱碱碱碱性性性性溶液中溶液中溶液中溶液中最弱最弱最弱最弱。(2)吸附吸附强弱规律(含强弱规律(含水水溶剂中)溶剂中)形成形成氢键氢键的基团的基团数目越多数目越多,则吸附能力越,则吸附能力越强强。b.b.b.b.易形成分子内氢键的化合物,其吸附性能减弱。易形成分子内氢键的化合物,其吸附性能减弱。易形成分子内氢键的化合物,其吸附性能减弱。易形成分子内氢键的化合物,其吸附性能减弱。

21、(1)(2)c.分子中芳香化程度越高,则吸附性能越强。分子中芳香化程度越高,则吸附性能越强。(3)操作)操作操作步骤:操作步骤:装柱装柱上样上样洗脱洗脱洗脱剂洗脱剂洗脱剂洗脱剂B BA A吸附剂吸附剂吸附剂吸附剂ABB用用水水装柱,装柱,样品也尽可能作成样品也尽可能作成水溶液水溶液上柱上柱,目的目的以利聚酰胺对溶质的充分吸附,以利聚酰胺对溶质的充分吸附,形成形成较窄较窄的原始谱带。的原始谱带。装柱装柱上样上样洗脱洗脱随后用不同浓度的含水醇洗脱,随后用不同浓度的含水醇洗脱,并不断提高醇的浓度,逐步增强并不断提高醇的浓度,逐步增强从柱上洗脱物质的能力。从柱上洗脱物质的能力。应用应用特别适合于特别适

22、合于酚类、醌类、黄酮类酚类、醌类、黄酮类化合物的化合物的制备和分离。制备和分离。大孔吸附树脂大孔吸附树脂原理:吸附性和分子筛性原理相结合原理:吸附性和分子筛性原理相结合吸附性:吸附性:范德华引力或氢键的范德华引力或氢键的分子筛:分子筛:多孔性多孔性应用:糖与苷的分离、生物碱的精制应用:糖与苷的分离、生物碱的精制大孔吸附树脂的应用大孔吸附树脂的应用 大孔吸附树脂具有吸附容量大,选择性好,收率高,预处大孔吸附树脂具有吸附容量大,选择性好,收率高,预处大孔吸附树脂具有吸附容量大,选择性好,收率高,预处大孔吸附树脂具有吸附容量大,选择性好,收率高,预处理和再生方便等优点,所以在医药工业及工业废水、理和

23、再生方便等优点,所以在医药工业及工业废水、理和再生方便等优点,所以在医药工业及工业废水、理和再生方便等优点,所以在医药工业及工业废水、废液的净化处理等方面都得到广泛应用。废液的净化处理等方面都得到广泛应用。废液的净化处理等方面都得到广泛应用。废液的净化处理等方面都得到广泛应用。在中药化学成分研究方面,主要用于在中药化学成分研究方面,主要用于在中药化学成分研究方面,主要用于在中药化学成分研究方面,主要用于水溶性成分水溶性成分水溶性成分水溶性成分的分的分的分的分离纯化,尤其是大分子的亲水性成分(如皂苷)。离纯化,尤其是大分子的亲水性成分(如皂苷)。离纯化,尤其是大分子的亲水性成分(如皂苷)。离纯化

24、,尤其是大分子的亲水性成分(如皂苷)。大孔吸附树脂的应用大孔吸附树脂的应用 在实际应用中,在实际应用中,在实际应用中,在实际应用中,若能根据被分离成分的特性和树脂的结构及性能,选择到合适若能根据被分离成分的特性和树脂的结构及性能,选择到合适若能根据被分离成分的特性和树脂的结构及性能,选择到合适若能根据被分离成分的特性和树脂的结构及性能,选择到合适的树脂与恰当的分离条件,其适用将会更加广泛。的树脂与恰当的分离条件,其适用将会更加广泛。的树脂与恰当的分离条件,其适用将会更加广泛。的树脂与恰当的分离条件,其适用将会更加广泛。 目前,大孔吸目前,大孔吸目前,大孔吸目前,大孔吸附树脂在多糖、皂苷、黄酮、

25、生物碱、附树脂在多糖、皂苷、黄酮、生物碱、附树脂在多糖、皂苷、黄酮、生物碱、附树脂在多糖、皂苷、黄酮、生物碱、 三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。 大孔吸附树脂大孔吸附树脂影响吸附因素影响吸附因素大孔吸附树脂大孔吸附树脂大孔吸附树脂大孔吸附树脂吸附性能吸附性能吸附性能吸附性能被吸附化合物结构被吸附化合物结构洗脱剂洗脱剂PHPH值值大孔吸附树脂大孔吸附树脂洗脱剂选择洗脱剂选择非极性洗脱剂非极性洗脱剂-非极性树脂非极性树脂非极性树脂非极性树脂极性洗脱剂极性洗脱剂-

26、-极性树脂极性树脂极性树脂极性树脂大孔吸附树脂大孔吸附树脂预处理及再生预处理及再生新购树脂可能含有分散剂、致新购树脂可能含有分散剂、致新购树脂可能含有分散剂、致新购树脂可能含有分散剂、致孔剂、惰性溶剂等化学残留,孔剂、惰性溶剂等化学残留,孔剂、惰性溶剂等化学残留,孔剂、惰性溶剂等化学残留,所以使用前应进行预处理所以使用前应进行预处理所以使用前应进行预处理所以使用前应进行预处理 乙醇乙醇/丙酮丙酮水水再生再生再生再生80%乙醇乙醇利用物质的利用物质的分子大小分子大小差异差异进行分离纯化的方法进行分离纯化的方法凝胶滤过法凝胶滤过法原理原理分子量差异分子量差异方法方法凝胶滤过法凝胶滤过法膜分离法膜分

27、离法超滤法超滤法超速离心法超速离心法主要用于主要用于水溶性水溶性大分子化合物的分离和精制,大分子化合物的分离和精制, 如如多糖多糖、蛋白质蛋白质、多肽多肽类化合物分离类化合物分离(一一) 将将含含有有大大小小不不同同分分子子的的混混合合物物样样品品液液,通通过过多多孔孔性性凝凝胶胶(固固定定相相),用用洗洗脱脱剂剂将将分分子子量量由由大大到到小小的的化化合合物物先先后后洗洗脱脱的的一种分离方法。一种分离方法。凝胶滤过法凝胶滤过法凝胶色谱相当于凝胶色谱相当于分子筛分子筛的作用。的作用。 凝凝凝凝胶胶胶胶颗颗颗颗粒粒粒粒中中中中有有有有许许许许多多多多网网眼眼,小小分分子子化化合合物物可可进进入入

28、网网眼眼;大分子大分子化合物化合物化合物化合物不能进入网孔,所受不能进入网孔,所受阻力小阻力小,移移动动速速度度快快,随随洗洗脱脱液液先先流流出出柱柱外外;小小分分子子进进入入凝凝胶胶颗颗粒粒内内部部,受受阻阻力力大大,移移动动速速度度慢慢 ,后后流出。流出。分离原理:分离原理:(2 2 2 2)凝胶种类:常用凝胶主要有两种)凝胶种类:常用凝胶主要有两种)凝胶种类:常用凝胶主要有两种)凝胶种类:常用凝胶主要有两种a.a.a.a.葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(sephadexsephadexsephadexsephadex G-25G-25G-25G-25):只适用于水中应用,):只

29、适用于水中应用,):只适用于水中应用,):只适用于水中应用,不同规格分离不同分子量范围的化合物。(不同规格分离不同分子量范围的化合物。(不同规格分离不同分子量范围的化合物。(不同规格分离不同分子量范围的化合物。(p36 p36 p36 p36 表表表表1-81-81-81-8) b.b.羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶(sephadexsephadex LH-20 LH-20) 该该类类凝凝胶胶不不但但可可在在水水中中用用,也也可可在在有有机机溶溶剂剂中中或或在在水水与与有有机机溶溶剂剂的的混混合合溶溶剂剂中中使使用用,应用范围更广泛。应用范围更广泛。 -OHOCH2CH2CH2OH膜定义:具

30、有选择性分离的功能薄膜材料。膜定义:具有选择性分离的功能薄膜材料。膜膜料液料液料液料液水水水水 小分子小分子小分子小分子大分子大分子大分子大分子渗透液渗透液渗透液渗透液膜分离技术膜分离技术原理原理膜分离技术膜分离技术类型类型微滤微滤微滤微滤 0.10.1超滤超滤超滤超滤 10-100nm10-100nm纳滤纳滤纳滤纳滤 1-10nm1-10nm反渗透反渗透反渗透反渗透 1nm1nm 截留颗粒物截留颗粒物截留颗粒物截留颗粒物 大部分细菌大部分细菌大部分细菌大部分细菌 筛分筛分大分子溶质大分子溶质大分子溶质大分子溶质或细微粒子或细微粒子或细微粒子或细微粒子除去分子量除去分子量除去分子量除去分子量为

31、为为为30030010001000的的的的小分子物质小分子物质小分子物质小分子物质溶质的截留溶质的截留溶质的截留溶质的截留膜分离技术应用膜分离技术应用提取中药有效成分提取中药有效成分制备中药注射液和大输液制备中药注射液和大输液制备中药口服液制备中药口服液制备药酒和其他中药制剂制备药酒和其他中药制剂利用物质的利用物质的离解程度离解程度差异差异进行分离纯化的方法进行分离纯化的方法离子交换色谱离子交换色谱 天天然然有有机机化化合合物物中中,具具有有酸酸性性、碱碱性性及及两两性性基基团团的的分分子子,在在水水中中多多呈呈离离解解状状态态,据据此此可可用用离离子子交交换换法法或或电电泳泳技技术术进进行行

32、分分离。以下仅简单介绍离子交换法。离。以下仅简单介绍离子交换法。 1.1.原原理理:是是以以离离子子交交换换树树脂脂作作为为固固定定相相,用用水水或或含含水水溶溶剂剂为为流流动动相相。当当流流动动相相流流过过交交换换柱柱时时,溶溶液液中中的的中中性性分分子子及及不不与与离离子子交交换换树树脂脂交交换换基基团团发发生生交交换换的的化化合合物物将将通通过过柱柱子子从从柱柱底底流流出出,而而具具有有可可交交换换的的离离子子则则与与树树脂脂上上的的交交换换基基团团进进行行离离子子交交换换并并被被吸吸附附到到柱柱上上,随随后后改改变变条条件件,并并用用适适当当溶溶剂从柱上洗脱下来,即可实现物质分离。剂从

33、柱上洗脱下来,即可实现物质分离。 图图图图 强酸性阳离子交换树脂的结构强酸性阳离子交换树脂的结构强酸性阳离子交换树脂的结构强酸性阳离子交换树脂的结构2.结构及性质结构及性质离子交换树脂离子交换树脂外观外观均为球形颗粒,均为球形颗粒,不不溶于水溶于水,但可在水,但可在水中中膨胀膨胀。苯乙烯通过二乙烯苯交联而成的大分子苯乙烯通过二乙烯苯交联而成的大分子网状结构。网状结构。网孔大小用交联度表示网孔大小用交联度表示离子交换树脂的网状结构离子交换树脂的网状结构 3.3.分类:分类:a.a.阳离子交换树脂阳离子交换树脂 强酸性(强酸性(SOSO3 3- -H H+ +) 弱酸性(弱酸性(COOCOO- -

34、H H+ +);阳离子交换树脂酸性基团上可交换的离子为阳离子交换树脂酸性基团上可交换的离子为H+(故又称为(故又称为H-型阳离子型阳离子交换树脂),可被交换树脂),可被溶液中的溶液中的阳离子阳离子所交换。所交换。 b.阴离子阴离子交换树脂交换树脂 强碱性强碱性N+(CH3)3Cl- 弱碱性(弱碱性(NH2、NH、 N)其其OH-能被能被阴离子阴离子所交换,故此类树脂又所交换,故此类树脂又称为称为OH-型型阴离子交换树脂。阴离子交换树脂。 4.4.吸附规律吸附规律 阳离子阳离子交换树脂交换树脂分离分离碱性碱性成分成分 阴离子阴离子交换树脂交换树脂分离分离酸性酸性成分成分选择洗脱液原则是洗脱液离子

35、的亲和力选择洗脱液原则是洗脱液离子的亲和力大于已交换离子的亲和力。大于已交换离子的亲和力。对于对于阳离子交换树脂阳离子交换树脂常采用常采用3-4mol/L HCl溶液作为洗脱液,溶液作为洗脱液,对于对于阴离子交换树脂阴离子交换树脂,常用,常用HCl、NaCl或或NaOH溶液作洗脱液。溶液作洗脱液。5、洗脱液选择、洗脱液选择6 . 应用应用主要用于能产生主要用于能产生离子型离子型的成分如的成分如氨基酸氨基酸、肽类肽类、生物碱生物碱、有机酸有机酸、酚类酚类等。等。三、薄层色谱三、薄层色谱薄层色谱(薄层色谱(TLC)是指将作为)是指将作为固定相固定相的分的分离材料平铺在玻璃、铝箔等载体上形成薄离材料

36、平铺在玻璃、铝箔等载体上形成薄层,混合物样品在此薄层上进行色谱分离层,混合物样品在此薄层上进行色谱分离的过程。的过程。硅胶硅胶H 不含煅石膏粘合剂不含煅石膏粘合剂硅胶硅胶G 含煅石膏粘合剂含煅石膏粘合剂硅胶硅胶GF254 含含荧光荧光物质物质斑点拖尾:斑点拖尾:分离分离酸性酸性成分:成分: 加加酸(乙酸酸(乙酸等)等)分离分离碱性碱性成分:成分: 加加碱(二乙胺、三乙胺碱(二乙胺、三乙胺等)等)二维薄层色谱二维薄层色谱纸色谱法纸色谱法 PC PC (paper chromatographypaper chromatography)含义含义: :以以滤纸纤维滤纸纤维为惰性载体的为惰性载体的平面色

37、谱。平面色谱。支持剂:支持剂:纤维素纤维素(滤纸)(滤纸)固定相:纤维素上吸附的固定相:纤维素上吸附的水水(20-25%)(20-25%)展开剂:与水不相混溶的展开剂:与水不相混溶的有机溶剂有机溶剂 正丁醇:乙酸:水(正丁醇:乙酸:水(4 4:1 1:5 5上层)上层)RfRf值:物质值:物质极性大极性大, R Rf f值值小小; 物质物质极性小极性小, R Rf f值值大大。应用:适合于分离亲水性较强的物质。应用:适合于分离亲水性较强的物质。b ba a前沿前沿前沿前沿被测被测被测被测物质物质物质物质原点原点原点原点展开室展开室展开室展开室Rf=ba悬钩悬钩悬钩悬钩滤纸滤纸滤纸滤纸展开剂展开

38、剂展开剂展开剂极性极性极性极性第四节第四节 结构研究法结构研究法一、化合物的纯度测定一、化合物的纯度测定二、二、中药有效成分的理化鉴定中药有效成分的理化鉴定三、结构研究的主要程序三、结构研究的主要程序四、结构测定常用的波谱分析四、结构测定常用的波谱分析一、化合物的纯度测定一、化合物的纯度测定 鉴定结晶纯度的方法:鉴定结晶纯度的方法:1.1.结结晶晶形形态态和和色色泽泽:即即一一个个纯纯的的化化合合物物一般都有一定晶形和色泽。一般都有一定晶形和色泽。2.2.熔熔点点和和熔熔距距:一一个个单单体体化化合合物物一一般般都都有一定的熔点和较小的熔距。有一定的熔点和较小的熔距。3.3.色谱法:色谱法:薄

39、层色谱(薄层色谱(TLCTLC)在在3 3种展开剂中检定只有一个斑点。种展开剂中检定只有一个斑点。纸色谱(纸色谱(PCPC)气相色谱(气相色谱(GCGC)液相色谱(液相色谱(HPLCHPLC)二、中药有效成分的理化鉴定二、中药有效成分的理化鉴定1.物理常数的测定物理常数的测定熔点、沸点、比旋度、折光率和比重熔点、沸点、比旋度、折光率和比重2.分子式确定分子式确定(1)高分辨质谱法()高分辨质谱法(HR-MS):精确):精确分分子量和化合物的分子式子量和化合物的分子式(2)元素定性分析和分子量测定)元素定性分析和分子量测定(3)化合物的结构骨架与官能团的确定)化合物的结构骨架与官能团的确定 (一

40、)已知化合物鉴定程序(一)已知化合物鉴定程序1.1.测测定定样样品品的的熔熔点点,与与已已知知样样品品文文献献对对照照,比较是否一致。比较是否一致。2.2.测测定定样样品品和和标标准准品品的的混混熔熔点点,所所测测熔熔点点值值不下降。不下降。3.3.将将样样品品与与标标准准品品共共TLCTLC或或PCPC,比比较较RfRf值值是是否一致。否一致。4.4.测测样样品品的的IRIR光光谱谱图图,与与标标准准品品IRIR光光谱谱比比较较,是否完全一样。是否完全一样。三、结构研究的主要程序(二)未知化合物鉴定程序(二)未知化合物鉴定程序1.物理常数的测定物理常数的测定熔点、沸点、比旋度、折光率和比重熔

41、点、沸点、比旋度、折光率和比重2.分子式确定分子式确定(1)高分辨质谱法(高分辨质谱法(HR-MS):精确分子):精确分子量和化合物的分子式量和化合物的分子式(2)化合物的结构骨架与官能团的确定)化合物的结构骨架与官能团的确定 3.3.波谱分析波谱分析: :UV IR NMRUV IR NMR 4. 4.结构验证结构验证 紫外吸收光谱(紫外吸收光谱(UV) 红外吸收光谱(红外吸收光谱(IR) 质谱(质谱(MS) 核磁共振谱(核磁共振谱(NMR)四、结构测定常用的波谱分析凡凡具具有有不不饱饱和和键键的的化化合合物物,特特别别是是存存在在共共扼扼不不饱饱和和键键的的化化合合物物,在在紫紫外外-可可

42、见见光光谱谱(200700 nm)中中有有特特征征吸吸收收峰峰,所所以以紫紫外外光光谱谱适适用用于于鉴鉴定定不不饱饱和和键键的的有有无无,或或用用以以推测这些不饱和键是否共扼。推测这些不饱和键是否共扼。 1、紫外、紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱 UV-visUltraviolet-visible spectra图图1-29 藏茴香酮的藏茴香酮的UV光谱光谱 紫外紫外紫外紫外- - - -可见分光光度仪可见分光光度仪可见分光光度仪可见分光光度仪利利用用分分子子中中价价键键的的伸伸缩缩及及弯弯曲曲振振动动在在波波数数40004000500cm500cm-1-1红红外外区区域域引引起起的的吸吸收,而

43、测得的吸收图谱叫红外光谱。收,而测得的吸收图谱叫红外光谱。2、 红外光谱红外光谱 IRInfrared spectra红外光谱区可分红外光谱区可分特征频率区特征频率区特征频率区特征频率区40004000400040001600 cm1600 cm1600 cm1600 cm-1-1-1-1指纹区指纹区指纹区指纹区1500150015001500600 cm600 cm600 cm600 cm-1-1-1-1常见常见官能团伸缩振动区官能团伸缩振动区:O-H、N-H (37503000 cm-1)C-H (33002700 cm-1 )CC(24002100 cm-1 )C=O (19001650

44、 cm-1 )C=C (16901600 cm-1 )采用红外光谱法测定结构时,化合物用量采用红外光谱法测定结构时,化合物用量只需只需 。 已知物的鉴定,一般通过光谱图中吸收峰已知物的鉴定,一般通过光谱图中吸收峰的的位置、强度和峰形位置、强度和峰形与已知化合物的与已知化合物的标准标准红外光谱图红外光谱图相比较,可以判断被测定的化相比较,可以判断被测定的化合物是否与已知化合物的结构相同。合物是否与已知化合物的结构相同。 如果被测物结构基本已知,可能某一局部如果被测物结构基本已知,可能某一局部构型不同,在指纹区就会有差别。构型不同,在指纹区就会有差别。 红外光谱对未知结构化合物的鉴定,主要红外光谱

45、对未知结构化合物的鉴定,主要用于用于官能团的确认、芳环取代类型的判断。官能团的确认、芳环取代类型的判断。羟基羰基特征区指纹区百百分分透透光光率率波数波数红外光谱红外光谱-红外显微镜联用系统红外显微镜联用系统 3、质谱、质谱 MS 质质谱谱(mass spectrometry),就就是是化化合合物物分分子子经经电电子子流流冲冲击击或或用用其其他他手手段段打打掉掉一一个个电电子子后后,形形成成正正电电离离子子,在在电电场场和和磁磁场场的的作作用用下下,按按质量大小排列而成的图谱。质量大小排列而成的图谱。用用质质谱谱测测定定有有机机分分子子的的分分子子量量,是是目目前前最最快快最最准准的的方方法法。

46、正正确确的的判判断断分分子子离离子子峰峰,根根据据图图谱谱求求出出分分子子的的分分子子量量,是是结结构构测测定定和和解解析析质质谱谱图图的的第第一一个个重重要要步步骤骤。再再结结合合元元素素分分析析进进一一步步的的确确定定分分子子式式。当当然然,先先进进的的高高分分辨辨质质谱谱可可以以直直接接给给出出分分子子式式。质质谱另外一个主要用途就谱另外一个主要用途就是解析结构是解析结构。 核核磁磁共共振振波波谱谱是是化化合合物物分分子子在在磁磁场场中中受受到到另另一一射射频频磁磁场场的的照照射射,当当照照射射场场的的频频率率等等于于原原子子核核在在外外磁磁场场的的回回旋旋频频率率时时,有有磁磁距距的的

47、原原子子核核就就会会吸吸收收一一定定的的能能量量产产生生能能级级的的跃跃迁迁,即即发发生生核核磁磁共共振振,以以吸吸收收峰峰的的频频率率对吸收强度作图所得到的图谱。对吸收强度作图所得到的图谱。 4、核磁共振谱(、核磁共振谱(NMR)Nuclear magnetic resonance spectroscopyNuclear magnetic resonance spectroscopy1 1H HNMRNMR和和1313C-NMRC-NMR能能提提供供分分子子中中有有关关氢氢及及碳碳原原子子的的类类型型、数数目目、互互相相连连接接方方式式、周周围围化化学学环环境境以以及及构构型型、构构象象等等

48、结结构构信信息息。在在进进行行中中药药有有效效成成分分的的结结构构测测定定时时,NMRNMR谱与其它光谱相比其作用更为重要。谱与其它光谱相比其作用更为重要。 (1)氢谱(H-NMR) 1HNMR通过测定化学位移()、 质子数以及裂分情况(重峰数及偶合常数J)可以得出分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。 化化学学位位移移 :在在有有机机化化合合物物中中虽虽同同为为氢氢核核,如如果果它它们们所所处处的的化化学学环环境境不不同同,其其外外围围电电子子云云密密度度以以及及绕绕核核旋旋转转时时产产生生的的磁磁的的屏屏蔽蔽效效应应也也不不同同。在在波波谱谱上上就就显显示示出出共共振振峰峰位位

49、置置的的不不同同。这这种种因因化化学学环环境境变变化化引引起起的的共共振振谱谱线线的的位位移移称称为为化化学学位位移移,用用符符号号表示。表示。质质子子的的化化学学位位移移是是由由于于受受到到诱诱导导效效应应、共共扼扼效效应应、各各向向异异性性效效应应、氢氢键键以以及及质质子子的的快快速速交交换换诸诸因因素素综综合合影影响响的的结结果果,而而这这些些影影响响因因素素又又和和与与质质子子相相连连的的基基团团有有关关,因因此此可可以以利利用用质质子子的的化化学学位位移移值值来来推推断断分分子子结结构构。下下表表列列出出了了一一些些质质子子化学位移的大致范围。化学位移的大致范围。质子数:质子数: 现

50、现在在1HNMR可可以以直直接接给给出出每每个个信信号号代代表表的的质质子子的的个个数数,并并可可以以直直接接获获得得分分子子中中总的质子数总的质子数。信号的裂分及偶合常数(信号的裂分及偶合常数(J,HzJ,Hz):): 磁磁不不等等同同的的两两个个或或两两组组1 1H H核核在在一一定定距距离离内内会会因因相相互互自自旋旋偶偶合合干干扰扰而而使使信信号号发发生生裂裂 分分 , 而而 出出 现现 s s( singlet,singlet,单单 峰峰 ) 、d d(doublet,doublet,双双峰峰)、t t(triplet,triplet,三三重重峰峰 ) 、 q q( quartetq

51、uartet, 四四 重重 峰峰 ) 、m m(multipletmultiplet,多重峰多重峰)等。)等。峰裂分数n+1规律化学位移化学位移化学位移化学位移场强场强场强场强频率频率频率频率屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应屏蔽效应小小小小高高高高低低低低屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽大大大大低低低低高高高高去屏蔽去屏蔽去屏蔽去屏蔽裂裂分分间间的的距距离离称称为为偶偶合合常常数数(J),单单位位Hz。其其大大小小取取决决于于间间隔隔键键的的距距离离。间间隔隔的的键键数数越越少少,则则J的的绝绝对对值值越越大大;反反之之,越越小小。按按间间隔隔键键的的多多少少可可分分为为偕偕偶偶(J2) 、邻邻偶偶(J3)及远程偶合

52、()及远程偶合(J远远远远) 。 一一般般相相互互偶偶合合的的两两个个或或两两组组1 1H H核核信信号号其其偶偶合常数相等合常数相等(J Jabab= =J Jbaba)。)。610Hz13Hz同核去偶技术同核去偶技术(homodecouplinghomodecoupling):): 消除或部分消除相邻消除或部分消除相邻H H核的偶合,核的偶合,简化图谱简化图谱 CHCH3 3CHCH2 2OCOCHOCOCH3 3CHCH3 3 t t 照射照射H-2 sH-2 sCHCH2 2 q q 照射照射H-1 sH-1 sCHCH3 3 s s在有机物中,有些官能团不含氢在有机物中,有些官能团不

53、含氢在有机物中,有些官能团不含氢在有机物中,有些官能团不含氢 例如:例如:例如:例如:-C=O-C=O,-C=C=C-C=C=C-,-N=C=O-N=C=O等等等等官能团的信息官能团的信息官能团的信息官能团的信息: :不能从不能从不能从不能从 1 1H H 谱中得到,只能从谱中得到,只能从谱中得到,只能从谱中得到,只能从 1313C C 谱中得到有关谱中得到有关谱中得到有关谱中得到有关的结构信息。的结构信息。的结构信息。的结构信息。2 、 13C-核磁共振(核磁共振(13C-NMR) 脉脉冲冲傅傅立立叶叶变变换换核核磁磁共共振振技技术术及及计计算算机机的的引入,才使引入,才使13C-NMR得以

54、投入实际应用。得以投入实际应用。 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。(1 1) 1313C-NMRC-NMR的参数的参数碳核的化学位移碳核的化学位移 1 1200ppm200ppm -C -C的类型的类型 异核偶合常数(异核偶合常数(J JCHCH)弛豫时间(弛豫时间(T T1 1)1313C NMRC NMR化学位移化学位移化学位移:化学位移: TMS为参考标准,为参考标准, c=0 ppm碳的类型碳的类型 化学位移化学位移 (ppm) C-I 040 C-Br 2565 C-Cl 3580 CH3 830 CH2 155

55、5 CH 2060碳的类型碳的类型 化学位移化学位移 (ppm) C(炔)(炔) 6585 =C(烯)(烯) 100150 C=O 170210 C-O 4080 C6H6(苯)(苯) 110160 C-N 3065影响碳化学位的因素(1.)碳的杂化方式:碳的杂化方式:sp3 sp sp2(2.)碳核的电子云密度:碳周围的电子云碳核的电子云密度:碳周围的电子云密度密度越高,所受屏蔽作用越大,化学位移移向高越高,所受屏蔽作用越大,化学位移移向高场,场,越小。越小。 (CH3)3C+ (CH3)3CH (CH3)3C-Lippm 330 24 10.7(3)诱导效应诱导效应 碳碳p轨道上电子云向电

56、负性基团方向移动,轨道上电子云向电负性基团方向移动,产产 生去屏蔽作用。生去屏蔽作用。向低场移动向低场移动 CH4 CH3CL CH2CL2 CHCL3 CCL4ppm -2.6 24.9 52 77 96 CH3I CH3Br CH3CL CH3 F -20.7 20.7 24.9 80(4)共轭效应共轭效应共轭作用引起电子云分布不均匀共轭作用引起电子云分布不均匀5 5)-旁位效应旁位效应旁位效应旁位效应 :较大基团对:较大基团对:较大基团对:较大基团对-位碳上氢通过位碳上氢通过位碳上氢通过位碳上氢通过空间有一种挤压作用,使电子云偏向碳原子,空间有一种挤压作用,使电子云偏向碳原子,空间有一种

57、挤压作用,使电子云偏向碳原子,空间有一种挤压作用,使电子云偏向碳原子,使碳的化学位移向高场移动使碳的化学位移向高场移动使碳的化学位移向高场移动使碳的化学位移向高场移动6)氢键氢键 :分子内氢键使羰基碳:分子内氢键使羰基碳增加增加信号的裂分及偶合常数信号的裂分及偶合常数信号的裂分及偶合常数信号的裂分及偶合常数 13131313C-NMRC-NMRC-NMRC-NMR谱中谱中谱中谱中13131313C-C-C-C-13131313C C C C之间的偶合很弱,一般不予考虑,之间的偶合很弱,一般不予考虑,之间的偶合很弱,一般不予考虑,之间的偶合很弱,一般不予考虑,而而而而1 1 1 1H-H-H-H

58、-13131313C C C C之间的偶合作用却很强。之间的偶合作用却很强。之间的偶合作用却很强。之间的偶合作用却很强。信号裂分遵守信号裂分遵守信号裂分遵守信号裂分遵守n+1n+1n+1n+1规律。规律。规律。规律。由由由由峰峰峰峰分分分分裂裂裂裂数数数数,可可可可以以以以确确确确定定定定是是是是甲甲甲甲基基基基、 亚亚亚亚甲甲甲甲基基基基、次次次次甲甲甲甲基基基基或或或或季季季季碳。碳。碳。碳。例例例例如如如如在在在在偏偏偏偏共共共共振振振振碳碳碳碳谱谱谱谱中中中中CHCHCHCH3 3 3 3、CHCHCHCH2 2 2 2、CHCHCHCH与与与与季季季季碳碳碳碳分分分分别别别别为为为为

59、四四四四重重重重峰峰峰峰(q)(q)(q)(q)、三重峰、三重峰、三重峰、三重峰(t)(t)(t)(t)、二重峰、二重峰、二重峰、二重峰(d)(d)(d)(d)及单峰及单峰及单峰及单峰(s)(s)(s)(s)。(2 2)常见的)常见的1313C-NMRC-NMR谱类型及其特征谱类型及其特征 噪音去偶谱(全氢去偶)噪音去偶谱(全氢去偶)噪音去偶谱(全氢去偶)噪音去偶谱(全氢去偶) -识别不等性碳核。识别不等性碳核。识别不等性碳核。识别不等性碳核。采采采采用用用用宽宽宽宽频频频频电电电电磁磁磁磁辐辐辐辐射射射射照照照照射射射射1 1 1 1H H H H,使使使使其其其其对对对对13131313C

60、 C C C偶偶偶偶合合合合全全全全部部部部消消消消除除除除,13131313C C C C信信信信号号号号以以以以单单单单峰峰峰峰形形形形式式式式出出出出现现现现,对对对对于于于于判判判判断断断断其其其其化化化化学学学学位位位位移移移移十十十十分分分分方便。方便。方便。方便。峰高不能定量反应碳原子的数量峰高不能定量反应碳原子的数量峰高不能定量反应碳原子的数量峰高不能定量反应碳原子的数量只能反映碳原子种类的个数只能反映碳原子种类的个数只能反映碳原子种类的个数只能反映碳原子种类的个数(即有几种不同种类的碳原子)(即有几种不同种类的碳原子)(即有几种不同种类的碳原子)(即有几种不同种类的碳原子)不

61、完全去偶谱(偏共振去偶)不完全去偶谱(偏共振去偶)选选择择合合适适的的频频率率照照射射,使使1313C C与与分分子子中中不不直直接接的的质质子子之之间间偶偶合合作作用用消消除除, 1313C C与与直直接接的的质质子子之之间间的的自自旋旋偶偶合合裂裂分分保保留留。看看到到CHCH3 3四四重重峰峰,CHCH2 2三三重重峰峰和和CHCH二二重重峰峰,不不与与1 1H H直直接接键合的季碳等单峰。键合的季碳等单峰。通通过过比比较较宽宽带带去去耦耦和和不不完完全全去去耦耦的的碳碳谱谱可可以以得得出出各各组组峰峰的的峰峰形形,从从而而可可以以判判断断分分辨辨出出各各种种CHCH基基团团。峰峰的的分

62、分裂裂数数与与直直接接相相连连的的氢有关,一般也遵氢有关,一般也遵守守n+1n+1规律规律。 2-2-丁酮丁酮13C NMR图谱图谱质质子子去去耦耦 2-2-丁酮丁酮13C NMR图谱图谱偏偏共共振振去去耦耦选选择择某某特特定定的的质质子子作作为为去去耦耦对对象象,用用去去耦耦频频率率照照射射该该特特定定的的质质子子,使使被被照照射射的的质质子子对对1313C C的的耦耦合合去去掉掉,1313C C成成为为单单峰峰,以以确确定定信信号号归归属。属。根根据据峰峰的的裂裂分分情情况况变变化化,结结合合化化学学位位移移,可以推断分子中存在片断结构。可以推断分子中存在片断结构。选择性去耦选择性去耦质子

63、非去偶谱质子非去偶谱质子非去偶谱质子非去偶谱照射照射照射照射7-H7-H,8-H8-H 照射照射照射照射7-H7-H,10-H10-H以以以以9-C9-C为例为例为例为例质子噪声去偶谱质子噪声去偶谱质子噪声去偶谱质子噪声去偶谱照射照射照射照射10-H10-H 照射照射8-H8-H,10-H10-HP52 DEPT谱(无畸变极化转移技术谱(无畸变极化转移技术) 通通过过改改变变照照射射1H核核的的脉脉冲冲宽宽度度()或或设设定定不不同同的的弛弛豫豫时时间间,使使不不同同类类型型的的13C在在图图谱谱上上呈呈现现单单峰峰并并分分别呈现别呈现正向峰或倒置峰。正向峰或倒置峰。= 45 时时 季季C信号

64、消失信号消失,其它都向上,其它都向上 = 90 时时 季季季季C C信号消失信号消失信号消失信号消失,CH3 , CH2信号消失信号消失, CH= 135 时时 季季季季C C信号消失信号消失信号消失信号消失,CH3 , CH,CH2 A(A(=45=45) )B(B(=90=90) )C(C(=135=135) ) 200 150 100 50 0ppm 200 150 100 50 0ppm 二维核磁共振(二维核磁共振(2D-NMR)1H-1H1H-1H相关谱(相关谱(相关谱(相关谱( 1H-1H COSY1H-1H COSY)横轴及纵轴均为该化合物的横轴及纵轴均为该化合物的横轴及纵轴均为

65、该化合物的横轴及纵轴均为该化合物的H-NMRH-NMR同一同一同一同一1H1H核信号将在对角线上相交,交点称对角蜂核信号将在对角线上相交,交点称对角蜂核信号将在对角线上相交,交点称对角蜂核信号将在对角线上相交,交点称对角蜂对角线两侧呈对称分布的两个点叫相关峰对角线两侧呈对称分布的两个点叫相关峰相互偶合的两个或两组相互偶合的两个或两组“1H1H核信号将在相关峰上核信号将在相关峰上相交相交同一同一同一同一1H1H核信号将在对角线上相交,核信号将在对角线上相交,核信号将在对角线上相交,核信号将在对角线上相交,交点称交点称交点称交点称对角蜂对角蜂对角蜂对角蜂对角线两侧呈对称分布对角线两侧呈对称分布对角线两侧呈对称分布对角线两侧呈对称分布的两个点叫的两个点叫的两个点叫的两个点叫相关峰相关峰相关峰相关峰相互偶合的相互偶合的相互偶合的相互偶合的两个或两组两个或两组两个或两组两个或两组1H1H核信号将在核信号将在核信号将在核信号将在相关峰相关峰相关峰相关峰上相交上相交上相交上相交核磁共振仪核磁共振仪核磁共振仪核磁共振仪

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