天然藥物化學628

1、緒論1. 什么是天然藥物：天然藥物是指來源于植物、動物、礦物和微生物的藥物粗品：如中藥飲片、動物器官、微生物發(fā)酵物提取物：如中藥浸膏一定純度的化合物：嗎啡、青霉素、紫杉醇等2.提取分離的一般原則常見溶劑的極性強弱順序：石油醚 溶劑汽油 四氯化碳 三氯乙烷 苯 二氯甲烷 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲醇 乙腈 水 吡啶 伯醇基(C6-OH) C2-OH其它仲醇基；e -OH a-OH（四）苷鏈的裂解（糖鏈的降解）酸催化水解反應(醇解)、乙酰解反應、堿催化水解和-消除反應、酶催化水解、過碘酸裂解反應酸催化水解反應(醇解)：縮醛結構,易為稀酸催化水解、常用的有:硫酸,鹽酸,甲酸,乙酸等水解難易

2、規(guī)律:苷原子的電子云密度和空間環(huán)境1苷原子不同:N-苷 O-苷 S-苷 C-苷 2呋喃糖 吡喃糖 (50-100倍) 3酮糖醛糖4吡喃糖苷中C5位的取代基越大越難水解,即：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖-COOH取代5去氧糖羥基糖氨基八、糖和苷的提取分離單糖、低聚糖易溶于水，難溶于低極性有機溶劑；多糖難溶于冷水；苷類極性隨著糖基的增多而增多。1糖和苷的提?。阂话憷盟虼歼M行抽提，為防止苷在提取中發(fā)生水解，可用乙醇或沸水作為溶劑進行提取。 糖類提取以后需要進一步除去大量的非糖雜質，再進行混合糖的分離。2多糖的分離：離子交換樹脂法：根據(jù)紙層析分離糖類極為方便有效的事實，將纖維素層析和離子交換結合起

3、來制成一系列離子交換纖維素，用于分離糖類。3纖維素柱色譜：吸附色譜、分配色譜；以不同濃度 的乙醇作為洗脫劑4凝膠濾過法：凝膠濾過可分離大小和形狀不同的分子5季銨氫氧化物沉淀法：季銨氫氧化物是一類乳化劑，可與酸性糖形成不溶性沉淀。6分級沉淀或分級溶解法：常用的分級沉淀法是在混合多糖的濃水溶液中，逐步加入乙醇，收集不同醇濃度下析出的沉淀7制備性區(qū)域電泳：分子大小、形狀及所負電荷不同的多糖在電場的作用下遷移速率是不同的黃酮類化合物一、定義：黃酮類化合物是泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物。1黃酮類：以2-苯基色原酮為基本母核，C3無含氧取代基2黃酮醇類

4、：以2-苯基色原酮為基本母核，C3有含氧取代基3二氫黃酮類4二氫黃酮醇類5異黃酮類：其B環(huán)連接在C3位上（大豆素 R=H；大豆苷R=glc）6查耳酮類：兩苯環(huán)之間的三碳鏈為開鏈結構二、黃酮類的理化性質及顯色反應（一）性狀形 態(tài)：黃酮類化合物多為晶性固體，少數(shù)為無定形粉末。顏 色：黃酮（醇）及其苷：顯灰黃-黃色。若7-及4-位引入-OH 和OCH3等，顏色加深。查爾酮：顯黃-橙黃色。 二氫黃酮（醇）及異黃酮：不顯色或顯微黃色。 花色苷及苷元：顏色隨pH不同而變化：pH8.5 顯蘭色。旋光性：游離苷元：二氫黃酮（醇）、黃烷（醇）有旋光性，其余黃酮類化合物無旋光性。苷類：因為糖分子的引入，具有旋光性

5、，且多為左旋。（二）溶 解 性1苷與苷元黃酮類化合物的溶解行為與其結構及存在狀態(tài)有很大的關系苷元：難溶或不溶于水，可溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有機溶劑苷：可溶于水、乙醇、甲醇中，難溶于苯和氯仿水溶度：苷元苷，連糖越多，水溶度越大取代基對溶解度的影響：羥基數(shù)目越多，水中溶解度增加，羥基甲基化后，在有機溶劑中溶解度增加2苷元黃酮、黃酮醇、查耳酮等：難溶于水平面性強的分子，因分子與分子間排列緊密，分子間引力較大 二氫黃酮及二氫黃酮醇等：溶解度稍大因系非平面性分子，故分子與分子間排列不緊密，分子間引力降低，有利于水分子進入，溶解度稍大。 花色苷元（花青素）類：水溶度較大雖也為平面性結構，但因以離

6、子形式存在，具有鹽的通性，故親水性較強。3苷類：苷元相同時，羥基糖越多，糖分子越多，水溶度越大。同一苷元，3-O-葡萄糖苷的水溶度7-O-葡萄糖苷三、呈色反應：還原反應、與金屬鹽類試劑的絡合反應、硼酸顯色反應、堿性試劑顯色反應（一）還原試驗鑒別1鹽酸-鎂粉（或鋅粉）反應操作：樣品/乙醇中加入少許鎂粉振搖，滴加 幾滴濃HCl，即可顯色。黃酮（醇）、二氫黃酮（醇）橙紅紫紅色查耳酮、橙酮、兒茶素（）異黃酮類除少數(shù)例外，也不顯色花色素及部分橙酮、查耳酮在濃鹽酸中會變色，為排除干擾，故需做空白對照實驗2硼氫化鈉反應區(qū)別二氫黃酮類（二）金屬鹽類試劑的絡合反應 C3-OH，C5-OH，鄰二OH（+）結果：顏

7、色，沉淀用途：鑒定，結構測定，提取1. 鋁鹽1AlCl3溶液，絡合物多為黃色，為顯色劑和比色測定 2. 鉛鹽常用1醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液，可生成黃紅色沉淀應用：鑒定、提取及分離工作3ZrOCl2（鋯鹽）原因：3-OH，4-酮基絡合物穩(wěn)定性5OH，4-酮基絡合物穩(wěn)定性4鎂鹽鑒別兩類二氫黃酮5. 氯化鍶（SrCl2）鑒別鄰二OH具鄰二酚OH黃酮類/氨性甲醇 綠色棕色乃至黑色（三）硼酸顯色反應（四）堿性試劑顯色反應堿：氨蒸汽 可逆； 碳酸鈉水溶液 不可逆；二氫黃酮類 開環(huán) 橙色黃色黃酮醇類 黃色棕色（通入空氣）其他黃酮無此反應含有鄰二羥基或3,4-二羥基取代的黃酮類 不穩(wěn)定 易氧化 黃色深紅色綠棕

8、色四、黃酮類化合物的提取與分離存在形式：花、葉、果等組織中苷；木部堅硬組織中游離苷元原理：黃酮類化合物的溶解性 和酸性，相似相溶與酸堿理論（一）選擇溶劑苷元：極性小的溶劑，如氯仿、乙醚、乙酸 乙酯等回流提取苷及極性大的苷元：用丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、醇-水加熱提取 極性稍大的甙元一般指：羥基黃酮、雙黃酮、 橙酮、查爾酮多糖苷類：一般用沸水提取花青素類：可加少量酸（如 0.l鹽酸）（二）粗分劑萃取法（系統(tǒng)分離法）、堿提酸沉法、堿提酸沉法、炭粉吸附法、樹脂吸附提取法 1溶劑萃取法原理：利用黃酮類與其它雜質極性不同，選不同溶劑進行萃取2堿提酸沉法原理：酚羥基與堿成鹽，溶于水；加酸后析出堿： 常用

9、Ca(OH)2，即石灰乳(石灰水)優(yōu)點： A：使含酚羥基化合物成鹽溶解；B：使含羧基雜質（果膠、粘液質、蛋白質等）形成沉淀注意：A ：提取時，堿液濃度不宜過高；B：加酸酸化時，酸性也不宜過強應用：蘆丁和槲皮素的提取、分離和鑒3活性炭吸附法適于苷類的精制 4活性炭吸附法適于苷類的精制（三）分離方法極性 硅膠 柱色譜法氫鍵 聚酰胺 柱色譜法分子大?。浚?凝膠 柱色譜法酸性 梯度pH萃取法特殊結構 金屬鹽絡合法常用的分離方法有柱層析法、萃取法、鉛鹽法、HPLC法、薄層層析法等五.黃酮類化合物的檢識與結構測定1色譜法的應用：硅膠TLC、聚酰胺TLC、紙色譜（PC） 2紫外光譜 31H-NMR413C

10、-NMR5 質譜黃酮類化合物在甲醇溶液中的UV光譜特征：兩個譜帶、與結構的關系苯甲?；鍘В?20280nm）；桂皮?；?峰帶（300400nm）萜類和揮發(fā)油一、萜類化學結構：異戊二烯的聚合體及其衍生物；生源途徑：甲戊二羥酸（MVA） 是最關鍵的前體物。定義：凡由甲戊二羥酸衍生，分子式符合(C5H8)n通式的衍生物。萜類化合物常常根據(jù)分子結構中異戊二烯單位的數(shù)目進行分類。二、萜類的生源學說1經(jīng)驗的異戊二烯法則（1）將橡膠進行焦化反應，或將松節(jié)油的蒸汽經(jīng)氮氣稀釋后，在低熱下通過紅熱的鉑絲網(wǎng)時，均能獲得產(chǎn)率很高的異戊二烯；（2）1875年Boochardat曾將異戊二烯加熱到280，發(fā)現(xiàn)每兩分子異

11、戊二烯由Diels-Alder 反應聚合成二戊烯。l 基于以上事實，Wallach于1887年提出“異戊二烯法則”，認為自然界存在的萜類化合物都是由異戊二烯演變而來，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷是否為萜類的一個重要原則。l 但是，有許多天然萜類化合物的碳架結構無法用異戊二烯的基本單元劃分，而且當時在植物的代謝過程中也很難找到異戊二烯的存在。經(jīng)驗的異戊二烯法則：自然界存在的萜類化合物均是由異戊二烯衍變而來，是異戊二烯的聚合體或衍生物，并以是否符合異戊二烯法則作為判斷是否為萜類化合物的一個重要原則稱為“經(jīng)驗的異戊二烯法則”。2生源的異戊二烯法則l Ruzicka首先提出萜類化合物的前體物是“活

12、性的異戊二烯”的假設l Lynen首先證明了焦磷酸異戊烯酯(IPP)的存在；l Fokler于1956年證明3（R）-甲戊二羥酸(MVA)是IPP的關鍵性前體物質萜類化合物是經(jīng)由MVA途徑衍生的一類化合物，這就是“生源的異戊二烯法則” IPP（焦磷酸異戊烯酯）和DMAPP(焦磷酸，-二甲基烯丙酯)目前被認為是萜類成分在生物體形成的真正前體，是生物體內(nèi)的真正的“活性的異戊二烯”，在生物合成中起著烷基化和延長碳鏈的作用。三、單萜類l 定義：是指骨架由2個異戊二烯單位構成、含10個碳原子化合物類群l 通式：C10H16，由兩個異戊二烯單位組成。l 分布：高等植物、昆蟲和海洋生物。l 存在形式：單獨、

13、糖配體、混雜萜類的萜源功能基。l 具有揮發(fā)性，是植物揮發(fā)油中的主要成分。l 含氧衍生物多具有較強香氣和生理活性，是醫(yī)藥、化工的重要原料。四、卓酚酮類 具有芳香化化合物的性質，有酚的通性，酸性介于酚類和羧酸之間，即：酚 卓酚酮類 羧酸。 酚性羥基易于甲基化，不易?；?羰基類似于羧酸中羰基，但不和一般羰基試劑反應。 可形成多種金屬配合物，顯示不同的顏色，用以鑒別。如：與銅絡合綠色結晶，與鐵絡合赤紅色結晶。 多具有抗菌活性，但同時多具有毒性。五、環(huán)烯醚萜類化合物理化性質：1多數(shù)為白色結晶或無定型粉末，味苦，因分子中C1，C5，C9多為C*，多具有旋光性。2多以苷的形式存在，與其成苷的糖幾乎全是葡萄

14、糖。苷類易溶于甲醇、水等，可溶于乙醇，丙酮，正丁醇等，難溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑。3苷元具有半縮醛結構，性質活潑，遇酸、堿、羰基化合物和氨基酸等易發(fā)生氧化或聚合，從而產(chǎn)生顏色變化。 鑒別如： 應用鑒別：利用其與酚類、胺類呈各種顏色來識別。六、倍半萜類概述 1定義：C15H24，由三個異戊二烯單位組成，符合通式（C5H8）3。2分布：多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在，廣泛分布于植物、海洋動植物中。3揮發(fā)油中高沸點部分的主要組成成分，沸點：250-280，具有揮發(fā)性，分子中氧的含量增加，沸點增高，揮發(fā)性下降。4含氧衍生物多有較強香氣和生物活性（醫(yī)藥、食品、化妝品的重要原料）。5結構環(huán)數(shù)：無環(huán)、單環(huán)

15、、雙環(huán)、三環(huán)等。6構成環(huán)的碳原子數(shù)：五元環(huán)-十二元環(huán)。7含氧官能團：倍半萜醇、醛、酮、內(nèi)酯等。8代表化合物：青蒿素、雙氫青蒿素、蒿甲醚七、愈創(chuàng)木內(nèi)酯類及薁類n 非苯環(huán)芳烴化合物，高度共軛體系。 360-700nm有強吸收，藍綠色。n 揮發(fā)油高沸點部分的組成成分，bp 250-300，揮發(fā)油因含有薁類可見蘭色、紫色或綠色。n 易溶于乙醚、甲醇等有機溶劑，不溶于水，可溶于強酸。分離：用60-65%硫酸/磷酸進行提取，將提取液加水稀釋，薁類析出，過濾即得。預試揮發(fā)油中的薁類成分：Sabety反應:取揮發(fā)油一滴溶于1ml氯仿中，加入5溴的氯仿溶液，若產(chǎn)生藍紫色或綠色時，表明有薁類化合物的存在。Ehrl

16、ich試劑（對二甲胺基苯甲醛濃硫酸）反應產(chǎn)生紫色或紅色。八、二萜1概述：n 二萜類（diterpenoids）是由四個異戊二烯單位構成、含二十個碳原子的化合物類群。n 結構顯示多樣性，但都是由焦磷酸香葉基香葉酯衍生而成，幾乎都呈環(huán)狀結構。n 廣泛分布于植物界。許多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、丹參醌、銀杏內(nèi)酯等。2化學結構分類：鏈狀二萜較為少見，常見的只有廣泛存在于葉綠素的植物醇。環(huán)狀二萜維生素A是一種重要的脂溶性維生素。九、二倍半萜：是由5個異戊二烯單位構成、含25個碳原子的化合物類群。多為結構復雜的多環(huán)性化合物。迄今來自天然的二倍半萜有六種類型約30余種化合物

17、。十、萜類化合物的理化性質1性狀1）形態(tài)2）味3）旋光和折光性2溶解性：萜類化合物親脂性強，易溶于醇及脂溶性有機溶劑，難溶于水。萜類的苷化物含糖的數(shù)量均不多，但具有一定的親水性，能溶于熱水，易溶于甲醇、乙醇溶液，不溶于親脂性有機溶劑。十一、萜類化合物的提取和分離1萜類的提?。?）溶劑提取法 2）堿提取酸沉淀法 3）吸附法2萜類的分離：1）結晶法分離 2）柱色譜法 3）利用結構中特殊官能團進行分離十二、揮發(fā)油又稱精油，是植物或中草藥中具有芳香氣味，在常溫下能揮發(fā)的油狀液體的總稱。含氧萜中，沸點隨著官能團的極性增加而增高。醚酮醛醇酸1性狀：顏色：大多為無色或淡黃色的透明液體，若含有薁類則具有其他顏

18、色。如：洋甘菊油顯蘭色，苦艾油顯藍綠色，麝香油顯紅色。氣味：大多具有特殊香氣或特殊氣味，有辛辣灼燒感，少數(shù)具有臭味，如：敗醬，或腥氣味，如：魚腥草。通常揮發(fā)油的氣味是其品質優(yōu)劣的重要標志。狀態(tài)：常溫下為透明液體，有的冷卻主要成分會析出，習稱腦，如：樟腦。揮發(fā)性：揮發(fā)油在常溫下自行揮發(fā)而不留任何痕跡。溶解性：不溶于水，易溶于有機溶劑，如：石油醚，高濃度的乙醇溶液中。2物理常數(shù)：沸點：一般在70300oC之間，可隨水蒸氣蒸餾。比重：多數(shù)比水輕，少數(shù)比水重，相對密度在0.851.065之間。幾乎都具有光學活性，比旋光度+97177o范圍內(nèi)。具有較強的折光率，折光率在1.431.61。3穩(wěn)定性：對光線

19、，空氣，溫度等敏感，易氧化變質，因此對儲備方法要求高。4提取1水蒸氣蒸餾法 2.浸提法（油脂吸收法、溶劑萃取法、超臨界萃取法）3.冷壓法5分離（1）冷凍處理 （2）分餾法：根據(jù)各成分沸點的不同進行精餾。含氧萜中，沸點隨著官能團的極性增加而增高。醚酮醛醇季胺堿 脂肪胺脂氮雜環(huán) 芳胺芳氮雜環(huán) 酰胺基4影響生物堿堿度的因素1）氮原子的雜化度 2）電子效應 a誘導效應b誘導場效應c共軛效應3)立體效應(空間效應) 4)分子內(nèi)氫鍵締合效應5氮原子的雜化度：生物堿的堿性隨原子雜化度的增加而增大，即sp3sp2sp。脂肪胺類的pKa 芳氮雜環(huán)pKa電子效應：無論是誘導效應還是共軛效應，究其實質是各因素最終影

20、響了氮原子的電子云密度，從而影響了其接受質子并與之結合的能力，影響了其堿性。誘導效應： 誘導效應是影響生物堿堿性強度的重要因素。供電子取代基，如：烷基等，使氮原子上的電荷密度增大，從而使堿性增強；吸電子基，如：芳基、?；?、醚氧鍵、雙鍵、羥基等，使氮原子上的電荷密度減少，使堿性減弱。誘導場效應共軛效應：生物堿分子中氮原子上的孤對電子與雙鍵形成p-p共軛時，使氮原子電子云密度降低，分子的堿性減弱。酰胺立體效應立體共軛效應：氮孤對電子和共軛體系中p電子產(chǎn)生共軛的立體條件是二者的P電子軸共平面。分子內(nèi)氫鍵締合效應生物堿的檢識：生物堿的檢識通常用沉淀反應和顯色反應來進行。六、生物堿的提取分離除揮發(fā)性生物

21、堿用生藥粉末堿化，水蒸氣蒸餾外，一般都可借助于酸、堿和有機溶劑來提取。一、總生物堿的提取方法主要有：溶劑法、離子交換樹脂法和沉淀法等方法。水或酸水溶劑提取法（一） 溶劑法 高極性有機溶劑提取法 低極性有機溶劑提取法1.用酸水提取-以生物堿鹽的形成提出1）H2SO4、HCl 、 醋酸、酒石酸、檸檬酸(1-5%) 2）滲漉法 3）酸水用堿(Na2CO3，氨水，石灰水)堿化游離出生物堿，離心過濾 轉移至低極性有機溶劑中，蒸去溶劑，親水性生物堿可用離子交換樹脂進行分離。優(yōu)點：安全，經(jīng)濟，適合于工業(yè)生產(chǎn)缺點：水溶性雜質較多(糖，蛋白，皂苷，鞣質，無機鹽，水溶性色素)2.用高極性有機溶劑提取-以生物堿和生物堿鹽的形式提出。無論游離，成鹽，均易溶于甲醇，乙醇，丙酮；可不加酸或少量酸。優(yōu)點：可避免親水性的多糖、蛋白質、無機鹽溶入 缺點：使樹脂、葉綠素等脂溶性