天然药物化学 主讲 张辰露 生物工程教研室.

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1 天然药物化学 主讲 张辰露 生物工程教研室

2 第一章 总 论 第一节 绪 论 一、天然药物化学的定义、研究对象及内容 二、天然药物化学的发展史 三、天然药物化学在中药现代化中的作用

3 一、天然药物化学的定义、研究对象及内容 1.天然药物的定义： 天然来源 是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
2.天然药物的来源： 植物 动物 矿物 微生物 海洋天然药物 3.研究内容： 包括各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点，物理化学性质，提取分离方法

4 以及主要类型的结构鉴定等。其次是生物合成途径和必要的化学结构的修饰或改造，以及构效关系等。
4.天然药物化学成分的复杂性：某一种天然药物可能含有几种类型的成分，而每一个类型又可能含有少则几种、多则十几种、几十种化学成分。一种中药如此，复方中药就更复杂了。 由于生源途径的关系，一种中药中往往存在母核相同、取代基不同的同一类型成分，也有不同类型的成分，例如人参、麻黄、甘草。

5 中药人参中就含有20余种三萜皂苷类成分，其都有相同或类似的母体，同时人参中又有黄酮类、多糖及挥发油等类成分。中药中成分的复杂性及多种中药的配伍应用，即构成了中药功效的多样性,是中药常具有多方面功效或多种药理作用的物质基础。 举例：大黄中的5种蒽醌苷元成分： 苷元名称 R R2 大黄酸 COOH H 大黄素 CH OH 芦荟大黄素 -CH2OH H 大黄素甲醚 -CH OCH3 大黄酚 CH H

6 5.相关概念 ⑴单体：即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质 。 ⑵有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。 ⑶无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。 ⑷有效部位：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。 ⑸有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。 ⑹一次代谢产物：也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。 ⑺二次代谢产物：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谢方式，次生成分是植物来源天然药物的主要有效成分。

7 在中草药及其天然药物中，真正搞清楚有效成分的品种是不多的，更多的是一些有生理活性的成分。有效与无效不能机械地理解。
生理活性成分并不一定真正代表有效成分。 有效成分与无效成分的划分是相对的、发展的。 A. 不同类型成分，在不同天然药物中作用不同。 B. 原来视为无效成分，可能成为有效成分（天花粉等）。 C. 过去视为有效成分，被修正、完善。 麝香 抗炎成分 麝香酮 ——多肽 丹参 扩冠 丹参醌 ——丹参酚酸 D. 加工、代谢等过程，可转化非活性成分为活性成分。

8 二、天然药物化学的发展史 1.原始和萌芽阶段（-18世纪末） 天然药物识别、使用经验——巫术、迷信色彩
文明的进步——对疾病、天然药物的认识趋于客观 231—341，晋，葛洪，《抱卜子》 1575， 明，李， 《医学入门》，没食子酸 1711, 清，洪遵，《集验方》，樟脑（除湿杀虫） ，舍勒，酒石酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、没食子酸

9 2.学科真正形成阶段（19世纪） 特点一：以化学成分的发现和分离为主 1806， 阿片——————吗啡（morphine） 1820， 金鸡纳树皮———奎宁 (quinine) 1828, 烟草——————烟碱（nicotine） 1885， 麻黄——————麻黄碱（ephedrine） 吐根碱、士的宁、小檗碱，阿托品、可卡因等

10 2.学科真正形成阶段（19世纪） 特点二：结构鉴定以化学方法为主 氧化、还原等降解反应——推导结构 碎片合成、全合成————证明结构 特点三：生源合成途径、本质的揭示 生源前体的识别：萜类———MVA 生物碱——α-Aa 生源合成本质的揭示：生物细胞内多步酶促反应 有机反应理论来解释机制 生物合成物质用于结构确定 立体选择合成

11 天然化合物的分离向高效、快速、微量发展 3．学科迅速发展时期（20世纪—） 特点一：色谱技术用于天然化合物的分离和纯化
1906，俄，Tsweet，碳酸钙为吸附剂，石油醚为洗脱剂 1931，德，Kuhn and Lederer，氧化铝、碳酸钙为吸附剂 1940，提出了液液色谱法，如逆流分配 1952，James and Martin，提出气液色谱理论 20世纪60年代，高效液相色谱出现 天然化合物的分离向高效、快速、微量发展

12 3．学科迅速发展时期（20世纪—） 特点二:波谱技术用于天然化合物的结构鉴定 IR： 1944，Pekin-Elmer公司，第一台红外光谱仪 MS： 20世纪，质谱仪 EI、CI，FD，FAB，ESI，MALDI ESI-TOF，MALDI-TOF NMR：1953，30MHZ的连续波核磁共振仪 70年代，脉冲傅立叶变换核磁共振仪 1D NMR——2D NMR 30—60—100—300MHz 400—500—600—800—900MHz UV，X-ray，ORD，CD等

13 3．学科迅速发展时期（20世纪—） 特点三：研究深度、广度、速度发生了革命性的变化 深度、广度：机体内源活性物质 微量、水溶性、不稳定、大分子 速度：吗啡———— 利血平——— 生物碱：1952前100年，95个 ，1107个 ，3443个

14 3．学科迅速发展时期（20世纪—） 特点四：生物活性测试普遍开展 单纯的化合物分离————活性跟踪分离 小规模测试——高通量筛选 HTS high throungput screening

15 三、天然药物化学在中药现代化中的作用 中药发展的机遇： 天然药物在健康保障体系中的作用 中药确切的疗效 相对丰富的资源 传统中药的诸多弊端：
药效物质基础不明 质量难于控制——药效难于保证 剂型落后

16 意义作用 1. 阐明中药的药效物质基础 ——中药现代化系统工程的前提 2. 建立和完善中药的质量评价标准——二次开发
3. 改进中药制剂剂型——二次开发 4. 创新药物研发——原创性研发 5. 扩大药源

17 1.阐明中药的药效物质基础 ①探索中药防治疾病机理 麻黄 功效：发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿 物质基础：麻黄碱—肾上腺素样作用 α-松油醇 收缩血管、兴奋中枢—发汗 去甲麻黄碱 松弛支气管平滑肌—平喘 伪麻黄碱 升压、利尿—消肿

18 1.阐明中药的药效物质基础 ②促进中药药性理论研究的深入 性：热性、温热药——去甲乌药碱 肾上腺素 儿茶酚胺类 味：辛味药（解表、理气）——挥发油 归经： 同一归经药的相同、相似化学成分 有效成分的作用靶点：麻黄碱—解痉——肺经 伪麻黄碱—利水— 膀胱经 有效成分体内代谢动力学： 川芎——川芎嗪在肝脏、胆囊分布多——归肝、胆经

19 1.阐明中药的药效物质基础 ③阐明中药复方配伍的科学内涵 单味药的有效成分研究 复方有效成分 ≠ 各单味药有效成分的简单加和 “协同、拮抗作用 物理、化学作用” 改变溶出度 柴胡-人参 人参皂苷增加柴胡皂苷的溶出 甘草-甘遂 甘草皂苷增加甘遂甾萜类的溶出 发生化学反应 四逆汤：附子、干姜、甘草等 乌头碱与甘草皂苷形成不溶性沉淀——减毒 黄连-吴茱萸 小檗碱与大分子酸性成分形成沉淀

20 1.阐明中药的药效物质基础 ④阐明中药炮制原理 炮制前后有效成分、有毒成分的变化——阐明炮制原理；改进炮制工艺；制定炮制规范或标准。 如：延胡索 ——醋炒—— 增加生物碱溶出——增效 乌头类——蒸煮——水解双酯型生物碱——减毒 黄芩——冷浸——淡黄芩（绿） 黄芩苷醌 变色 黄芩——热煮——煮黄芩（黄）

21 2. 建立和完善中药的质量评价标准 ①中药材、制剂中有效成分的质量——临床疗效 建立科学、灵敏的质控标准 科学——质控标准和药效的相关性 有效成分——科学的质控指标 以有效成分、有效部位、大类成分、有毒成分为指标，多种分析手段 中药指纹图谱技术

22 3. 改进中药制剂剂型——二次开发 改革的目标：三效、三小、三便 剂型选择：效成分的溶解性、酸碱性、挥发性、稳定性等 水溶性好——注射液 双黄连/参脉 口服液 生脉 颗粒剂 板蓝根 难溶于水——片、胶囊、滴丸等 制剂工艺优化——有效成分的理化性质 制剂稳定性——有效成分的理化性质—合适PH、适当包装

23 4．创新药物研发——原创性研发 创新药物研发的必要性： 入世后化学药品受到专利保护，仿制须向创新转轨 新的药品注册法，单纯改变剂型已不能按新药申报 创新药物研究的关键切入点： 先导化合物的发现从天然药物中发现先导物、创制新药——世界公认的有效途径 从中药中发现先导物的优势： 数千年临床实践——疗效确切 丰富的资源——结构、活性的多样性

24 5. 扩大药源 资源可持续可用：甘草、肉苁蓉 植物化学分类学原理： 亲缘关系近的植物含有相同或相似的化学成分 黄连素：黄连——小檗科、防己科、芸香科植物，如三颗针、黄柏、古山龙等植物均含有黄连素。

25 6. 结构改造和修饰 有些有效成分的生物活性不太强，或毒副作用较大，或结构过于复杂，或药物资源太少，或溶解度不符合制剂要求，或化学性质不够稳定等，不能直接开发成新药，可以用其为先导化合物，通过结构修饰或改造，克服缺点。 例如：青蒿素 抗疟疾作用，具有过氧化结构的倍半萜类化合物。 在水和由衷溶解度都不好，将青蒿素结构中的羰基还原成羟基，在制备成水溶性的青蒿琥珀单酯钠和油溶性的蒿甲醚，就解决了问题。

26 第二节 生物合成 一、一次代谢和二次代谢 二、生物合成假说的提出 三、主要的生物合成途径

27 一、一次代谢和二次代谢 一次代谢： 对维持植物生命活动不可缺少的过程。几乎所有绿色植物中都存在糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、核酸代谢。
一次代谢产物 Primary metabolits 对机体生命活动不可缺少的物质。糖、脂肪、蛋白质、核酸、乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸、氨基酸等。

28 二次代谢：对维持植物生命活动来说不起重要作用
并非所有植物中都存在。 二次代谢产物 Secondary metabolits 对机体生命活动并非不可缺少的物质 。 如生物碱、黄酮、萜类、蒽醌、香豆素等。

29 光合作用 糖 糖代谢 丙酮酸 磷酸烯醇丙酮酸 赤藓糖-4-磷酸 核糖 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A MVA 小分子有机酸 核酸 三羧酸循环
ATP NADPH 丙酮酸 磷酸烯醇丙酮酸 赤藓糖-4-磷酸 核糖 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A MVA 小分子有机酸 核酸 三羧酸循环 脂族氨基酸 萜类 甾体类 脂质 莽草酸 芳族氨基酸 肽类 蛋白质 脂肪酸 酚类 蒽醌 生物碱 桂皮酸 苯丙素类 木脂素 木质素 黄酮类 CO2 H2O

30 二、生物合成假说的提出 天然化合物之间的结构联系 天然化合物与一次代谢产物间的联系

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32 三、主要的生物合成途径 1. 醋酸-丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类 2. 甲戊二羟酸途径：萜、甾体类
3. 桂皮酸途径： 苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类 4. 氨基酸途径： 生物碱 5. 复合途径： 醋酸-丙二酸—莽草酸径 醋酸-丙二酸—甲戊二羟酸途径 氨基酸—甲戊二羟酸途径 氨基酸-醋酸-丙二酸途径 氨基酸—莽草酸径

33 醋酸丙二酸途径

34 丙二酸单酰辅酶A 乙酰辅酶A 醋酸丙二酸途径 ——酚类生物合成 聚酮类

35 醋酸丙二酸途径 ——蒽酮类生物合成

36 甲戊二羟酸途径

37 桂皮酸途径

38 氨 基 酸 途 径

39 第三节 提取分离方法 提取前的准备 系统的文献调研 原材料的处理 保留凭证标本 提取分离一般原则 已知物或已知结构类型——文献方法，工业方法
第三节 提取分离方法 提取前的准备 系统的文献调研 原材料的处理 保留凭证标本 提取分离一般原则 已知物或已知结构类型——文献方法，工业方法 未知物——活性跟踪（定向分离）

40 一、中草药有效成分的提取 二、中药有效成分的分离与精制

41 一、中草药有效成分的提取 水蒸汽蒸馏法：挥发性 升华法 ：升华性 溶剂提取法：最常用

42 溶剂提取法 1.选择溶剂考虑因素 2.常见溶剂的种类及其特点 3.常用溶剂提取方法 4.影响溶剂提取效率的因素

43 溶剂提取法 1.选择溶剂考虑因素： 溶剂应尽可能多地溶出有效成分，杂质少溶或不溶有效成分、杂质、溶剂的极性：相似相溶原理溶剂的安全性、价廉易得、回收方便等。

44 2.常见溶剂的种类及其特点 环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水 极性：递增 亲脂性：递减 亲水性：递增
比水重的有机溶剂：氯仿 与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮，乙醇，甲醇 与水分层的有机溶剂： 环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇 能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇 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 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇

45 3.常用溶剂提取方法 浸渍法： 水/稀醇，冷提 渗漉法： 乙醇，冷提 提取效率高，但溶剂用量大 超声提取：各种溶剂，可加热，但所需温度低
浸渍法： 水/稀醇，冷提 渗漉法： 乙醇，冷提 提取效率高，但溶剂用量大 超声提取：各种溶剂，可加热，但所需温度低 煎煮法： 水 回流提取：有机溶剂 溶剂用量大 连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器 溶剂反复利用

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47 4.影响溶剂提取效率的因素 溶剂 方法 粉碎度 温度 时间

48 二、中药有效成分的分离与精制 分离依据：共存成分的性质差异。 1. 溶解度差异 2. 分配比不同 3. 吸附性差异 4．分子大小差异
5．离解程度不同

49 1.根据物质的溶解度差异进行分离 调节温度 改变混合溶剂的极性 调节pH 加入某种沉淀试剂

50 1.根据物质的溶解度差异进行分离 (1)调节温度
温度不同—溶解度改变 结晶、重结晶 待纯化物A+杂质B、C 加MeOH热溶热滤 残渣（C） 滤液（A+B） 冷置析晶 母液（B） 结晶（A）

51 1.根据物质的溶解度差异进行分离 （2）改变混合溶剂极性
加另一种极性相差较大的溶剂——混合溶剂极性改变——部分物质沉淀析出 A． 水/醇法：除去水提液中的水溶性杂质 B． 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性杂质 C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：纯化皂苷

52 A． 水/醇法——除去水提液中的水溶性杂质
中药 水提取液 加数倍量浓醇静置过夜 母液 （目标成分） 沉淀 （水溶性杂质） （如蛋白质、多糖、果胶、粘液质） A． 水/醇法——除去水提液中的水溶性杂质

53 中药醇提取液 加数倍水静置过夜 母液 （目标成分） 沉淀 （脂溶性杂质） （如油脂、叶绿素等） B． 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性杂质

54 皂苷的醇溶液 加数倍量乙醚，静置 母液 （脂溶液杂质） 沉淀 （皂苷） C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：纯化皂苷

55 1.根据物质的溶解度差异进行分离 ⑶调节PH 酸、碱、两性成分 调节PH——改变的分子存在状态——改变溶解度 游离型/分子态 解离型/离子态
B BH+ OH- OH- HA A- H+ 脂溶性 水溶性

56 1.根据物质的溶解度差异进行分离 ⑶调节PH 酸、碱两性成分 调节PH——改变分子存在状态——改变溶解度 A．酸/碱法（酸提取碱沉淀法）： 生物碱的提取、纯化 B．碱/酸法（碱提取酸沉淀法）： 黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化 C. 调节PH至等电点，沉淀蛋白

57 醇提物浸膏（B） 药渣 酸水提取液 （ BH+ ） 沉淀 （B） 碱水液 （水溶性杂质） （脂溶性杂质） A．酸/碱法（酸提取碱沉淀法）
稀酸水提取 （ BH+ ） 碱化 沉淀 （B） 碱水液 （水溶性杂质） （脂溶性杂质） H+ BH+ B OH- A．酸/碱法（酸提取碱沉淀法） ——生物碱的提取、纯化

58 药材（HA） 药渣 碱水提取液 （ A- ） 沉淀 （HA） 酸水液 （水溶性杂质） （脂溶性杂质） B．碱/酸法（碱提取酸沉淀法）
酸化 沉淀 （HA） 酸水液 （水溶性杂质） （脂溶性杂质） H+ A- HA OH- B．碱/酸法（碱提取酸沉淀法） ——黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化

59 1.根据物质的溶解度差异进行分离 （4）加沉淀剂
酸、碱成分——加入某种沉淀试剂——水不溶性盐 A．酸性成分 Pb2+、Ba2+ 、Ca2+   水悬浮，通H2S 母液（） B. 碱性化合物 苦味酸/苦酮酸，磷钼酸/磷钨酸/镭氏盐   强H+ ，Et2O萃取 H2O层（）

60 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
上层 下层 分配比K K=CU / CL 分离因子β β=KA / KB （KA  KB） β100 1次萃取，基本分离 10β 12次 β 次以上 β1 无法分离

61 2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
（1）简单液液萃取法 （2）逆流分溶法（ CCD， countercurrent distribution） （3）纸色谱（PC，paper chromatography） （4）液液分配柱色谱 （5）液滴逆流色谱 (DCCC，droplet countercurrent chromarography） （6)高速逆流色谱(HSCCC，high speed countercurrent chromarography）

62 2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离（1）简单液液萃取法
上层 下层 分离因子β50 A．有机溶剂/水 B．有机溶剂/酸、碱水 PH—— 物质存在状态——溶解性——K C．PH梯度萃取 梯度调节PH，每次改变一种成分的存在状态，依次分离 缺点：手工操作繁琐、溶剂用量大、易乳化。

63 例：HA1、HA2、B，且HA1 HA2，如何分离?
pH ≥12 B A- ≤3 BH+ HA

64 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （2）逆流分溶法
分离因子β＜50 工作原理：多次、连续的液液萃取 craig逆流分溶仪萃取单元及工作过程 优点：避免手工操作 缺点：溶剂用量大 机械操作导致破损、漏液 易乳化

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67 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （3）纸色谱（paper chromatography, PC）
β= Rfa (1-Rfb) / Rfb (1-Rfa)

68 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （4）液液分配柱色谱
固定相涂覆于硅胶等多孔载体上，装柱 流动相通过色谱柱进行洗脱 物质在两相溶剂中作逆流分布 —— 分配比不同，被洗脱速度不同

69 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （4）液-液分配柱色谱
正相色谱与反相色谱

70 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （4）液液分配柱色谱
加压液相色谱 特点 加压流动相，流速快 载体颗粒小，机械强度大，比表面极大 耐压柱材 自动检测、收集、分部

71 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （4）液液分配柱色谱
加压液相色谱 种类： 快速色谱 Flash chromatography 2.02×105Pa 低压液相色谱 LPLC, ＜5.05×105Pa 中压液相色谱 MPLC, ～20.2×105Pa 高压液相色谱 HPLC, ＞20.2×105Pa high performance liquid chromatography

72 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （4）液液分配柱色谱
优点：克服了简单萃取及CCD溶剂容量大、易乳化的缺点 缺点：载体可能造成化学吸附，如硅胶

73 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （5）液滴逆流色谱 DCCC droplet countercurrent chromarography
流动相液滴垂直上下，经过固定相液

74 2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 （6）高速逆流色谱 HSCCC（high speed countercurrent Chromarography）
行星式旋转产生的离心力场 固定性保留在蛇形管内 流动相单向、低速经过固定相

75 3. 根据物质吸附性差异进行分离 （1）吸附的类型 （2）物理吸附的基本规律 （3）极性及强弱判断 （4）简单吸附法用于物质的浓缩与精制
（5）吸附柱色谱法用于物质的分离 （6）聚酰胺柱色谱 （7）大孔吸附柱色谱

76 3. 根据物质吸附性差异进行分离 （1）吸附的类型
物理吸附： 分子间力，无选择性，可逆。 硅胶、氧化铝、活性炭 化学吸附：化学键，选择性较强，常不可逆。 硅胶——生物碱 碱性氧化铝——黄酮、蒽醌等 半化学吸附：氢键，选择性较弱，多可逆 聚酰胺

77 3. 根据物质吸附性差异进行分离 ⑵物理吸附的基本规律
“极性相似者易于吸附” 非极性吸附剂：活性炭 对非极性成分吸附强 溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力 溶质可被极性弱的溶剂洗脱 极性吸附剂：硅胶、氧化铝 对极性物质亲和力强 吸附剂对溶质的吸附力 溶质可被极性强的溶剂洗脱

78 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑶极性及强弱判断
一般物质：官能团的种类、数目、位置、碳链长短 R-COOH﹥Ar-OH﹥R-OH﹥R-NH-﹥R-CO-NH-﹥ R-CHO﹥R-CO-R﹥R-COO-R﹥R-O-R﹥R-X﹥R-H 溶剂：介电常数ε，极性 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）

79 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑷简单吸附法用于物质的浓缩与精制
活性炭吸附法 结晶、重结晶中脱色、脱臭 从大量稀水液中浓缩微量物质——一叶秋碱的浓缩、精制

80 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑸吸附柱色谱法用于物质的分离
硅胶吸附柱色谱 氧化铝吸附柱色谱 A．吸附剂：30～60倍，有时100～200倍 B．装柱： 径高比（d/h）1:15～1:20 干法装柱/湿法装柱 C．上样： 干法上样/湿法上样 D．洗脱： 等度/梯度（洗脱剂极性递增） E．托尾： 化学吸附：硅胶—碱性成分 洗脱剂中加入碱 氧化铝—酸性成分 洗脱剂中加入酸 F．洗脱系统的选择： TLC Rf=0.2～0.3

81 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑹聚酰胺柱色谱
高分子聚合物 不溶于常见有机溶剂 对碱稳定 对酸特别是无机酸稳定性差 可溶于浓盐酸、冰乙酸、甲酸 性 质

82 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑹聚酰胺柱色谱
分子间氢键——半化学吸附

83 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑹聚酰胺柱色谱
化合物在含水溶剂中大致有以下规律： 形成氢键的基团数目：越多，越强。 形成氢键的基团所处的位置： 处于易形成分子内氢键者，减弱。 分子中芳香化程度：高，增强。 影响吸附力的因素

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85 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑹聚酰胺柱色谱
影响吸附力强弱的因素 化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强 水中最强———常以水装柱、样品以水溶解上样 含水醇中次之 醇中最弱———常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱 EtOH-H2O最常用 各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力 水 甲醇 乙醇 氢氧化钠水溶液 甲酰胺 二甲基甲酰胺 尿素水溶液 弱 强

86 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑹聚酰胺柱色谱
醌类、黄酮类等酚性的制备和分离。 脱鞣处理 生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等极性与非极性化合物的分离也有用途 应 用

87 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑺大孔吸附树脂
性质 原理 高分子聚合物 白色球形颗粒 多孔网状结构 不溶于酸、碱、有机溶剂 吸附原理：分子间力 氢键 分子筛

88 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑺大孔吸附树脂
影响吸附力强弱的因素 树脂的性质：非极性树脂 易吸附非极性化合物 极性树脂 易吸附极性化合物 溶剂的性质： 物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小

89 3.根据物质吸附性差异进行分离 ⑺大孔吸附树脂
水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。 最常用：乙醇—水 洗脱剂 广泛应用于化合物的分离与富集工作中 如：苷类、糖类的分离 生物碱的精制 多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。 应 用

90 4．根据物质分子大小差异进行分离 透析法 超滤法 超速离心 凝胶滤过法 gel filtration 凝胶渗透色谱 gel permeation chromtography 分子筛滤过 molecular sieve filtration

91 4．根据物质分子大小差异进行分离 凝胶滤过法 gel filtration
凝胶三维网状结构的分子筛作用 按分子量由大到小的顺序分离 原 理

92 4.根据物质分子大小差异进行分离 凝胶滤过法 gel filtration
葡聚糖凝胶Sephadex G： 葡聚糖+交联剂（环氧氯丙烷） 分子筛 水中应用 分离水溶性成份 商品型号按交联度分类，以10倍吸水量（ml/g）表示 羟丙基葡聚糖凝胶Sephadex LH-20: Sephadex G-25羟丙基化所得 分子筛和反相色谱相结合 水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿中使用 水溶性、脂溶性成分都可分 凝胶的种类、性质及应用

93 5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法
5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换原理 离子交换树脂为固定相，水，含水溶剂装柱 含水流动相通过树脂 可交换离子与树脂上的交换基团交换，吸附到树脂上 中性及无交换离子的成分流出 将吸附到柱上的成分洗脱下来

94 5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法
5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂的性质 球形颗粒，不溶于水，可在水中溶胀 离子交换树脂的结构 母核 离子交换基团

95 5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法
5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂的种类 阳离子交换树脂：强酸性（-SO3-H+） 弱酸性（-COO-H+） 阴离子交换树脂：强碱性（-N+（CH3）3Cl-） 弱碱性（-NH2，-NH-，-N=）

96 5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法
5.根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂的应用 不同电荷离子的分离 如水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离 相同电荷但解离程度不同离子的分离 如碱性不同的生物碱的分离 P35

97 水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离

98 碱性 Ⅰ＜Ⅱ ＜ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 碱性不同的生物碱的分离 Ⅲ

99 第四节 结构研究法 结构研究的特点：难于合成品 结构研究的总原则: 尽可能不消耗或少消耗试样 波谱综合分析 与文献数据比较
必要时辅以化学手段

100 一、纯度的测定 纯度检查法： 均一的晶形 敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度 TLC、PC、GC、HPLC

101 二、结构研究的主要程序

102 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 2. 质谱 （MS，mass spectrum）
3. 红外光谱（IR，infrared spectra） 4. 紫外-可见吸收光谱（UV-vis) (ultraviolet-visible spectra） 5. 核磁共振（NMR，nuclear magnetic resonance） 6. 其他： x-单晶衍射法 旋光光谱（ORD） 园二色谱（CD）

103 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
分子式的确定 元素定量分析结合分子量测定 同位素丰度比法 高分辨质谱（HR-MS，high resolution mass spectrum ） 不饱和度的计算 u=Ⅳ－Ⅰ/2＋Ⅲ/2＋1 Ⅰ：一价原子数 如H、X Ⅲ：三价原子数，如N、P Ⅳ：四价原子数，如C

104 三、结构研究中采用的主要方法 2.质谱（MS，mass spectrum）
作用： 确定分子量、分子式 提供部分结构信息 ——丢失碎片的大小 如15、17 ——碎片的m/z及裂解方式

105 三、结构研究中采用的主要方法 2.质谱（MS，mass spectrum）
常用质谱技术及特点 电子轰击质谱（EI-MS，electron impact ionization） 场解析质谱（FD-MS，field desorption ionization） 快速原子轰击质谱（FAB-MS，fast atom bombardment） 电喷雾质谱（ESI-MS，electrospray ionization） 基质辅助激光解析质谱（MALDI-MS） matrix-assisted laser desorption ionization

106 三、结构研究中采用的主要方法 3.红外光谱（IR，infrared spectra）
原理： 化学键的振动在红外光区（4000～625cm-1）引起的吸收谱图 作用： 特征频率区（functional group region） 4000～1500 cm-1————确定官能团类型 指纹区（fingerprint region） 1500～600 cm-1————构象、构型、取代模式等

107 三、结构研究中采用的主要方法 4.紫外-可见吸收光谱(UV-vis)(ultraviolet-visible spectra）
原理 电子由基态跃迁至激发态（、n） 在紫外可见光区（200～700nm）引起的吸收谱图 作用 对含有共轭双键、α,β-不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定有重要价值。 特定的吸收谱特征——骨架类型的判断 如：黄酮、香豆素、蒽醌 加诊断试剂前后谱图的规律性变化——取代图式的推断 如：黄酮、香豆素

108 三、结构研究中采用的主要方法 5.核磁共振（NMR）nuclear magnetic resonance
原理： 1H、13C等具有磁矩的原子在外加磁场中受电磁波照射，吸收一定能量电磁波，产生能级变化，引起核磁共振 氢核磁共振（1H-NMR） 碳核磁共振谱（13C-NMR） 二维核磁共振谱 （2D-NMR）