天然藥物化學第一章總論

天然藥物化學第一章總論第一節(jié)緒論第二節(jié)生物合成第三節(jié)提取方法*第四節(jié)分離方法*第五節(jié)結(jié)構研究方法*

第一節(jié)緒論～是運用現(xiàn)代化學及其它科學的理論和方法，來研究天然藥物中化學成分的一門學科。NaturalMedicinalChemistry1575年：明代李梴《醫(yī)學入門》記載了發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程1711年：洪遵《集驗方》記載了升華法制備純化樟腦這些方法都早于國外，故有“醫(yī)藥化學源于中國”的高度評價1、基本含義一、研究內(nèi)容天然藥物中的化學成分結(jié)構特點*理化性質(zhì)*提取分離方法*檢識和結(jié)構鑒定方法*生物合成途徑化學結(jié)構修飾或改造構效關系2、研究內(nèi)容3、來源植物藥（研究重點）動物藥礦物藥87%海洋藥物微生物13000余種1、單體具有一定分子量的、分子式、理化常數(shù)和結(jié)構式確定的單一化合物2、有效成分

具有生物活性、能起防病治病作用的單一化合物

3、無效成分

沒有生物活性和防病治病作用的化學成分

二、基本概念有效成分與無效成分是相對的有效成分與無效成分的關系一些過去被認為是無效成分的化合物，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)它們具有新的生物活性或藥效。如某些多糖、蛋白質(zhì)、氨基酸等。

（抗腫瘤引產(chǎn)殺蟲）某些過去被認為是有效成分的化合物，其結(jié)論隨著中藥化學研究的深入而被修改或進一步完善，如麝香的抗炎有效成分，近年來的實驗證實是其所含的多肽而不是過去認為的麝香酮。4、有效部位在天然藥物化學中，常將含有一類主要有效成分的提取分離部分稱為有效部位。如人參總皂苷、苦參總生物堿、銀杏葉總黃酮等。5、有效部位群含有兩類或兩類以上有效部位的提取或分離部分。二、基本概念國內(nèi)國外日本美國歐洲三、學科沿究發(fā)展1804-1806年發(fā)現(xiàn)，1925年提出正確結(jié)構1952年人工合成，共約150年時間闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎，探索作用機理促進中藥藥性理論研究的深入闡明中藥復方配伍的原理闡明中藥炮制的原理建立和完善藥材和成藥的質(zhì)量標準改進制劑劑型，提高藥物質(zhì)量和臨床療效研制開發(fā)新藥、擴大藥源四、應用意義參考習題1、吳繼洲主編.天然藥物化學習題集人民衛(wèi)生出版社（沈陽藥科大學、華中科技大學）2、匡海學主編.中藥化學習題集中國中醫(yī)藥出版社

1、藥學學報2、中國藥學雜志3、色譜4、中國中藥雜志5、中草藥6、植物研究7、天然產(chǎn)物研究與開發(fā)8、國外醫(yī)藥－－植物藥分冊9、國外醫(yī)學－－中醫(yī)中藥分冊

相關中文期刊BIOSYNTHESIS第二節(jié)生物合成天然藥物中化合物類型眾多，結(jié)構復雜，數(shù)目龐大，然而其結(jié)構間卻存在著一定的聯(lián)系許多化合物在分子結(jié)構中都包含著某些基本結(jié)構單元具有C6-C3單位具有重復的C5單位具有C6-C3-C6單位具有C2單位脂肪酸、酚類、醌及聚酮類具有氨基酸單位生物堿類黃酮類萜類苯丙素類P81、一次代謝（產(chǎn)物）一次代謝：對維持生物生命活動不可或缺的代謝過程。一次代謝產(chǎn)物：也叫營養(yǎng)成分，指存在于生物體中的主要起營養(yǎng)作用的成分類型；如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等。2、二次代謝（產(chǎn)物）二次代謝：也叫次生代謝，是不同植物特有的代謝方式。二次代謝產(chǎn)物：也叫次生成分，指由一次代謝產(chǎn)物代謝所生成的物質(zhì)，次生成分是植物來源中藥的主要有效成分。一、基本概念P8（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑（二）甲戊二羥酸（MVA）途徑及脫氧木酮糖磷酸酯（DXP）途徑（三）莽草酸途徑（四）氨基酸途徑（五）復合途徑二、主要合成途徑（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑以乙酰輔酶A為起始物質(zhì)，丙二酸單酰輔酶A起延伸碳鏈的作用。

通過這一途徑能生成脂肪酸類、聚酮類、酚類(醌類)等化合物。

1、醌類化合物

具有醌式結(jié)構的化合物分子中多具有酚羥基有一定的酸性2、鞣質(zhì)又稱單寧或鞣酸一類復雜的多元酚類化合物的總稱可與蛋白質(zhì)結(jié)合形成致密、柔韌、難透水的化合物

仙鶴草因起始物質(zhì)為MVA

萜類、甾類化合物均由這二種途徑生成。甲戊二羥酸單酰輔酶A是中藥體內(nèi)生物合成各種萜類、甾類的基本單位。（二）甲戊二羥酸（MVA）途徑及脫氧木酮糖磷酸酯（DXP）途徑MVA

1、萜類

凡由甲戊二羥酸衍生、且其基本母核的分子式符合（C5H8）n通式的衍生物為萜類化合物。青蒿素穿心連內(nèi)脂

2、三萜類化合物

基本骨架由30個碳原子組成的萜類化合物甘草皂苷

3、揮發(fā)油又稱精油，是一類可隨水蒸氣蒸餾、與水不相混溶的油狀液體物質(zhì)。無色或淡黃色的透明油狀液體，具香味，常溫下能揮發(fā)，有較強的折光性和旋光性；在水中的溶解度極小，易溶于大多數(shù)有機溶劑中。

4、甾體類化合物結(jié)構中具有環(huán)戊烷駢多氫菲甾核的化合物。此途徑由莽草酸經(jīng)過反應，轉(zhuǎn)化成苯丙氨酸，繼而通過苯丙氨酸脫氫酶的作用脫去氨形成桂皮酸，再由桂皮酸轉(zhuǎn)化各種苯丙素類化合物，也被稱為桂皮酸途徑具有C6-C3及C6-C1基本結(jié)構的化合物由這一途徑衍化生成，如苯丙素類、木脂素類、香豆素類等。（三）莽草酸途徑P16

1、香豆素基本骨架可視為由鄰羥基桂皮酸形成的內(nèi)酯在稀堿溶液中內(nèi)酯環(huán)可水解開環(huán)，生成能溶于水的順鄰羥桂皮酸鹽，加酸后可環(huán)合成為原來的內(nèi)酯。

香豆素傘形花內(nèi)酯瑞香苷2、木脂素

游離木脂素為親脂性，難溶于水，能溶于苯、三氯甲烷、乙醚、乙醇等。木脂素苷類水溶性增大。γ－五味子素3、黃酮類化合物泛指具有兩個苯環(huán)通過中間三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的結(jié)構母核的一類化學成分多具酚羥基，顯酸性大多數(shù)生物堿類成分由此途徑生成

有些氨基酸（如鳥氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等）經(jīng)脫羧成為胺類,再經(jīng)甲基化、氧化、還原、重排等一系列反應生成各種生物堿

（四）氨基酸途徑一類存在于生物體內(nèi)的含氮有機化合物具有堿的性質(zhì)，能與酸結(jié)合成鹽生物堿許多二級代謝產(chǎn)物分子中各個部分由不同的生物合成途徑產(chǎn)生即復合途徑生成

查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成，再在各種酶作用下生成黃酮一些萜類生物堿分別來自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑

（五）復合途徑常見的復合途徑乙酸－丙二酸－莽草酸途徑乙酸－丙二酸－甲戊二羥酸途徑氨基酸－甲戊二羥酸途徑氨基酸－乙酸－丙二酸途徑氨基酸－莽草酸途徑第三節(jié)提取方法一、溶劑提取法

極性相似相溶原理實際工作中應用最普遍的方法（一）原理（二）提取溶劑1.溶劑類別及特點親脂性有機溶劑石油醚<四氯化碳<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯親水性有機溶劑正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇水常水、酸水、堿水類型主要溶劑用途優(yōu)點缺點水常水、酸水或堿水可提取親水性強的中藥成分廉價易得、使用安全，在工業(yè)中廣泛應用其水提液易霉變，不易保存，粘度大，過濾困難，濃縮時間長親水性有機溶劑甲醇、乙醇、丙酮等溶解范圍廣，大部分中藥化學成分均可提出回收方便、毒性小、價格便宜、提取液不易發(fā)霉變質(zhì)、提取苷類成分不易產(chǎn)生水解的等甲醇毒性較大，使用受到限制親脂性有機溶劑苯、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等提取親脂性成分提取親脂性成分時，水溶性雜質(zhì)的很少被提出易燃、有毒、價格昂貴、不易透入植物組織，提取時間長，用量大。對所提取成分的溶解度要大，對雜質(zhì)溶解度小溶劑與所提取成分不發(fā)生意外反應；（有時有目的的化學反應除外：酸水提取生物堿）溶劑廉價、易得、安全（如不易燃、易爆，無毒）相似相溶2.溶劑選擇原則1、煎煮法（三）具體提取方法特點可直火加熱（現(xiàn)在多用夾層鍋：溫度較好控制，受熱均勻）一定要用水作為煮溶劑時間主要通過實驗來確定，一般0.5～1或2小時/每次，2～3次優(yōu)點此法簡便，中藥的大部分成分可被不同程度地提取出來效率高缺點含揮發(fā)性成分及有效成分遇熱易破壞不易用此法含多糖類成分的藥材煎煮后藥液較粘稠不易過濾苷類：易水解2、浸漬法特點不加熱冷浸（溶劑為水或稀醇）優(yōu)點適用于不能加熱的藥材（加熱成分被破壞）適用于淀粉或粘液質(zhì)含量較多的中藥的成分提取缺點提取時間長，效率不高。以水為提取溶劑時，應注意防止提取液發(fā)霉變質(zhì)。3、滲漉法特點動態(tài)提取溶劑從上至下流動，形成良好的濃度差，使擴散較好的進行優(yōu)點適用于不能加熱的藥材（加熱成分被破壞）適用于淀粉或粘液質(zhì)含量較多的中藥提取提取效率高，不加熱缺點溶劑體積大，費時4、回流提取法特點以有機溶劑為溶媒（醇類，親脂類）不允許用直火進行加熱可用水浴或蒸氣進行加熱優(yōu)點此法提取效率高于滲漉法缺點成分易破壞，溶劑用量大5、連續(xù)回流提取法特點以索氏提取器（亦稱脂肪抽出器）回流提取優(yōu)點克服了回流法溶劑需要量大、需幾次提取的缺點缺點提取時間長，受熱破壞成分不能用此法。提取后提取液體積較大，應設法減小體積以進行分離旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀

大型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀用于能隨水蒸汽蒸餾而不被破壞的難溶于水的成分

提取揮發(fā)油常采用此法二、水蒸氣蒸餾法SupercriticalFluidExtraction

（SFE）

三、超臨界流體萃取法20世紀50年代初為試驗階段，如從石油中脫瀝青70-80年代越來越多的用于食品、香料的提取90年代開始從植物藥中提取成分，如蛇床子、茵陳蒿、桑白皮中提取成分1、含義

指處于臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，介于氣體和液體之間的、以流動形式存在的物質(zhì)。

Tc：指某氣體蒸汽與液體密度相等時的溫度。

Pc：指在臨界溫度時液化所需要的最小壓力。（一）超臨界流體（SF）2、性質(zhì)具有液體和氣體的雙重特性，密度與液體相近，黏度與氣體相似。溶解能力很強3、常見的SF

二氧化碳、一氧化化二氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。二氧化碳超臨界流體的特點：臨界溫度低（Tc=31.3℃）臨界壓力低（Pc=7.37Mpa）無色，無毒，無味，不易燃，化學惰性，廉價（二）優(yōu)點在低溫下提取，熱敏性成分尤其適用無溶劑殘留提取與分離合為一體，無需回收溶劑可選擇性提取

SFE一般對親脂性強的成分提取效果較好，也可用于分離

生物堿、苯丙素、揮發(fā)油、木脂素、萜類極性較大成分的提取可加入夾帶劑（三）應用

夾帶劑

是在被萃取溶質(zhì)和超臨界流體組成的二元系統(tǒng)中加入的第三組份，它可以改善原來溶質(zhì)的溶解度。常用甲醇、乙醇、丙酮等，一般不超15％。四、超聲提取法利用超聲波產(chǎn)生的強烈的空化效應、機械振動、高的加速度、乳化、擴散、擊碎和攪拌作用，增大物質(zhì)分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速藥物有效成分進入溶劑，促進提取進行。提取時間短，效率高提取溫度低適應性廣能耗少雜質(zhì)少簡單易行，設備的維護和保養(yǎng)方便五、微波提取法利用不同組分吸收微波能力的差異，使某些組分（大極性）被選擇性加熱，表現(xiàn)出穿透性，從而使得被提取物質(zhì)從基體或體系中分離，進入到提取溶劑中。優(yōu)點：穿透力強、選擇性高、加熱效率高、試劑用量少、操作簡便快速、節(jié)能高效缺點：工業(yè)化設備少、成分可能變化工業(yè)用微波提取罐

升華法：游離蒽醌、小分子香豆素、有機酸類成分。簡單易行，但中藥炭化后經(jīng)常產(chǎn)生揮發(fā)性焦狀物，黏附在升華物上，不易除去，且產(chǎn)率低，并伴有分解現(xiàn)象。

組織破碎提取法：對熱不穩(wěn)定、可溶于水成分

壓榨法：新鮮原料

吸收法：貴重揮發(fā)油

半仿生提取法

六、其他方法蒸發(fā)皿上蓋上一張刺有小孔的圓濾紙，在上面罩上干燥的玻璃漏斗(漏斗頸部塞少許脫脂棉以減少咖啡因蒸氣逸出)本節(jié)重點溶劑法的原理常用溶劑的分類及極性各種提取方法的操作方法、特點及適用成分類型第四節(jié)分離方法利用混合物中各組分酸堿性的不同而進行分離1、酸堿溶劑法一、溶劑法pH梯度萃取法P24

～是分離酸性或堿性成分的常用方法。以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的堿性成梯度的混合生物堿，或者以pH成梯度的堿水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的酸性成梯度的混合酚、酸類成分，從而達到分離。

例題：

某總生物堿中有強、中、弱三種生物堿現(xiàn)以下述工藝分離:總生物堿的氯仿溶液以弱酸水溶液萃取酸水層氯仿層調(diào)堿性，濾過沉淀（強堿性生物堿）以中等酸性水溶液萃取酸水層氯仿層調(diào)堿性，濾過沉淀（中等堿性生物堿）？氯仿層以強酸水溶液萃取氯仿層酸水層調(diào)堿性，濾過沉淀（弱堿性生物堿）

酸堿溶劑法注意：

1、酸性或堿性的強度

2、與被分離成分接觸的時間

3、加熱溫度和時間2．溶劑分配法

是利用混合物中各組成分在兩相溶劑中分配比不同而達到分離的方法。

分配比差異越大分離效果越高。

溶劑分配法的兩相需事先互相飽和

極性較大成分：正丁醇-水

中等極性成分：乙酸乙酯-水

極性小成分：三氯甲烷(或乙醚)-水除脂溶性雜質(zhì)：石油醚-水

逆流分溶法（CCD）：多次的、連續(xù)的逆流萃取方法。P27

液滴逆流分配法（DCCC）：使流動相形成液滴，通過作為固定相的液柱達到分離純化的目的。P28

高速逆流色譜（HSCCC）：依靠蛇形管的方向性及特定的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力場作用，使固定相穩(wěn)定在管內(nèi)，而流動相低速單向通過固定相。尤其適于易產(chǎn)生泡沫的成分。P28

如果將需要分離獲得的成分生成沉淀，這種沉淀反應必須是可逆的。如果是不需要的成分，則將生成的沉淀除去，此時所應用的沉淀反應可以是不可逆的。二、沉淀法某些試劑能選擇性地沉淀某類成分，稱為專屬試劑沉淀法。

1、專屬試劑沉淀法試劑名稱沉淀物質(zhì)用途生物堿沉淀試劑(雷氏銨鹽)生物堿分離生物堿與非生物堿(水溶性生物堿與其他生物)膽甾醇甾體皂苷分離甾體皂苷與三萜皂苷明膠鞣質(zhì)分離或除去鞣質(zhì)2．分級沉淀法P24改變加入溶劑的極性或數(shù)量而使沉淀析出稱為分級沉淀。

物質(zhì)類型方法糖類蛋白質(zhì)多肽水提醇沉（含醇量逐漸升高）皂苷醇提乙醚或丙酮沉淀3．鹽析法在混合物水溶液中加入易溶于水的無機鹽（常用氯化

鈉），至一定濃度或飽和狀態(tài)，使某些成分在水中溶

解度降低而析出沉淀，或可用有機溶劑萃取出來。如從三顆針中分離小檗堿；麻黃堿、苦參堿等水溶性

較大，分離時亦常鹽析再用有機溶劑提取。P24原理適用范圍類型沸點不同液體混合物（揮發(fā)油）常壓分餾減壓分餾三、分餾法以壓力差或濃度差、電位差等為推動力，

利用選擇性透過膜為分離介質(zhì)，對混合物溶液中的大分子成分進行分離和富集。

應用：活性多糖類、多肽類、蛋白質(zhì)四、膜分離法特點：分離時無相變，尤其適用于熱敏性成分不使用有機溶劑，安全可靠膜的類型：微濾、超濾、納濾、反滲透適用缺點

生物堿小分子游離蒽醌香豆素1、伴有熱分解現(xiàn)象2、產(chǎn)率低，不適宜大生產(chǎn)五、升華法原理結(jié)晶重結(jié)晶各成分在溶劑中的溶解度不同由非晶形經(jīng)過結(jié)晶操作形成有晶形的過程再次結(jié)晶的過程六、結(jié)晶法1、溶劑選擇原則

要對被結(jié)晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度小；對雜質(zhì)冷熱都溶解或冷熱都不溶解與被結(jié)晶的成分不應產(chǎn)生化學反應沸點適中甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、吡啶單一溶劑不能達到結(jié)晶時，可用兩種或兩種

以上的混合溶劑進行結(jié)晶2、常用溶劑練習：下述哪組混合溶劑不適合結(jié)晶法A.H2O/EtOHB.H2O/Me2COC.EtOH/Et2OD.Et2O/H2OE.EtOH/CHCl3

提取或分離物

溶于選擇的溶劑，加熱成飽和溶液，濾過溶液

放置（冷藏）析晶，濾過粗結(jié)晶

重復上述操作（重結(jié)晶）結(jié)晶3、具體操作是天然藥物化學成分分離最常應用的方法.分離效能高、快速簡便。通過選用不同分離原理、不同操作方式、不同色譜材料或?qū)⒏鞣N色譜組合應用，可達到對各類型中藥成分的分離和精制，亦可用于化合物的鑒定。Chromatography

七、色譜法色譜法利用混合物中各種成分對固定相和移動相的親和作用的差異而使之相互分離尤其適用于結(jié)構相近的成分的分離分類方法色譜類型按操作方式分類平面色譜柱色譜按工作原理分類吸附色譜分配色譜離子交換色譜凝膠色譜等色譜柱的選擇：一般用下端帶活塞的玻璃柱。裝柱：分干法和濕法兩種。

加樣：分濕法上樣和干法上樣。洗脫：選擇洗脫劑，加于樣品上，打開下端活塞，調(diào)整所需流速，按份收集即可。洗脫液處理：不同份的洗脫液一般用薄層或紙層析檢查，相同斑點組分合并，回收溶劑，用結(jié)晶法結(jié)晶出單體即可。一般操作過程

1、原理利用吸附劑對被分離化合物分子的吸附能力的差異而分離類型特點吸附劑物理吸附無選擇性極性硅膠、氧化鋁非極性活性碳、纖維素大孔吸附樹脂化學吸附有選擇性、吸附牢硝酸銀半化學吸附介于二者之間聚酰胺（一）吸附色譜五版：27六版：332、常用的吸附劑硅膠氧化鋁中等極性、弱酸性主要用于中性或酸性成分的分離中等極性、堿性主要用于堿性或中性成分的分離如生物堿、甾體、萜類等成分活性碳聚酰胺弱極性吸附劑主要用于分離氨基酸、糖類及某些苷以氫鍵作用為主主要用于酚類、醌類如黃酮類、蒽醌類及鞣質(zhì)類等**聚酰胺吸附一般規(guī)律形成氫鍵的基團數(shù)目越多，則吸附能力越強。形成分子內(nèi)氫鍵，吸附力減小。分子內(nèi)芳香化程度越高，共軛雙鍵多，吸附力越強。

五版：31六版：373、色譜行為吸附劑柱色譜平面色譜硅膠氧化鋁極性小的先出柱極性小的Rf值大活性炭纖維素極性大的先出柱極性大的Rf值大聚酰胺與聚酰胺形成氫鍵能力弱的先出柱與聚酰胺形成氫鍵能力弱的Rf值大1、原理：分子篩作用根據(jù)凝膠的孔徑和被分離化合物分子的大小而達到分離（二）凝膠濾過色譜五版：35六版：40凝膠濾過色譜示意圖凝膠是具有三維空間網(wǎng)狀結(jié)構的球狀顆粒2、色譜行為大分子的成分先出柱小分子的成分后出柱3、凝膠主要類型葡聚糖凝膠羥丙基葡聚糖凝膠葡聚糖凝膠SephadexG

由葡聚糖和甘油基通過醚橋相交聯(lián)而成親水性，在水中溶脹，只適于水中應用加入交聯(lián)劑越多(即交鏈度高)，凝膠顆粒網(wǎng)孔越緊密孔徑越小，吸水膨脹也越小。商品型號即按交聯(lián)度大小分類并以吸水量（干凝膠每

1g吸水量×l0）表示，SephadexG-75表示此干凝膠吸水量為7.5ml/g。羥丙基葡聚糖凝膠SephadexLH-20

在SephadexG-25的羥基上引入羥丙基而成醚狀結(jié)合態(tài)既有親水性又有親脂性可在水中應用，也可在極性有機溶劑或它們與水組成的混合溶劑中膨脹使用。

1、原理：基于混合物中各成分離解度差異進行分離（三）離子交換色譜五版：38六版：442、離子交換劑離子交換樹脂離子交換凝膠離子交換纖維素陽離子型陰離子型

對交換化合物的能力強弱，主要取決于化合物解離度的大小、帶電荷的多少等因素。

化合物解離度大（酸性、堿性強）易交換在樹脂上，相對來說難洗脫。離子交換樹脂（四）分配色譜五版P24六版P28利用被分離成分在固定相和流動相之間分配比的不同而達到分離的方法。按照固定相與流動相的極性差別，分配色譜法有正相與反相色譜法之分。1、原理流動相的極性小于固定相極性常用的固定相強極性溶劑（水、緩沖液）

主要用于中等極性物質(zhì)2、正相色譜流動相的極性大于固定相極性常用的固定相有十八烷基硅烷（ODS）或C8鍵合相流動相常用甲醇-水或乙腈-水特別適用于各種苷類分離3、反相色譜4、高效液相色譜

（1）高效液相色譜（HLPC)

Highperformanceliquidchromatography

是在液相柱色譜的基礎上改進而發(fā)展起來的一種新型快速分離技術，配有高靈敏度的檢測器和自動描記及收集裝置，分離速度和分離效能高。

對于難氣化、分子量較大或與熱不穩(wěn)定的成分的分離都可應用，

在化學成分的分離、鑒定和定量分析等方面已越來越重要。泵檢測器基于小顆粒技術，非普通HPLC系統(tǒng)改進而成世界第一個商品化UPLC產(chǎn)品是Waters公司于2004年3月上市（2）與HPLC比較速度：8-10倍靈敏度：3倍分離度：1.7倍UPLC-QTOF-MS三級四極桿飛行時間液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀蛋白質(zhì)組學、代謝組學研究（五）大孔樹脂色譜五版P32六版P381、特性理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機溶劑對有機物選擇性較好，不受無機鹽及強離子低分子化合物存在的影響吸附速度快再生處理方便2、原理比較復雜，大體有兩種：吸附性原理：大孔吸附樹脂本身具有吸附性，是由范德華力或氫鍵吸附的結(jié)果篩性原理：大孔吸附樹脂本身的多孔性決定的依次用水、濃度由低到高的含水醇溶液、醇洗脫可將混合物分離成若干組分3、洗脫方式4、色譜行為一般來說，大孔樹脂的色譜行為具有反相的性質(zhì)。被分離物質(zhì)的極性越大，越先出柱。5、應用廣泛用于有效成分或部位的富集純化如：皂苷、多糖、生物堿、黃酮等END第五節(jié)結(jié)構研究方法

1、形態(tài)觀察

2、參數(shù)測定

物質(zhì)類型測定參數(shù)固體熔點、熔距、比旋度液體沸點、沸程、折光率、比重、比旋度熔點：熔距0.5℃~1.0℃沸點：除高沸點物質(zhì)外，沸程小于3℃一、純度的確定3、平面色譜檢識

必須兩種以上溶劑系統(tǒng)或色譜條件檢測均顯示單一的斑點才能確定是單體

4、HPLC檢測初步推斷化合物類型測分子量、計算不飽和度確定基本骨架、官能團或結(jié)構片斷確定分子的平面結(jié)構確定分子的立體結(jié)構二、研究程序采用2.5μm～15μm（4000～625cm－1）范圍內(nèi)不同波長光波為光源，依次照射試樣，化合物分子中化學鍵中的振動和轉(zhuǎn)動將在此區(qū)域內(nèi)引起吸

收，記錄試樣的吸收曲線即得吸收光譜。(一)紅外光譜三、波譜方法的應用

紅外光譜在中藥成分結(jié)構解析中的應用

1、鑒定是否為某已知成分樣品與對照品在同一條件下測定IR，當譜圖完全相同時可定為同一化合物。無對照品時，可用標準圖譜對照。

2、鑒定未知結(jié)構的官能團主要用于功能基的確認、芳環(huán)取代類型的判斷等

（二）UV光譜

具有不飽和鍵的化合物具有紫外吸收，其吸收波長

λmax和吸收強度ε（㏒ε）與分子中的不飽和鍵狀況有一定關系，利用這種關系可以推測部分結(jié)構

UV光譜的測定僅需要少量的純樣品，如通常在紙色譜上黃酮類化合物的一個斑點的樣品量，就足夠測出幾個UV光譜。表示方法：UVλmax（lgε）nm：主要用于:黃酮類、蒽醌類等成分是化合物分子在磁場中受電磁波的輻射，有磁距的原子核吸收一定的能量產(chǎn)生能級的躍遷，即發(fā)生核磁共振，以吸收峰的頻率對吸收強度作圖所得之圖譜。能提供分子中有關氫及碳原子的類型、數(shù)目、互相連接方式、周圍化學環(huán)境、以及構型、構象的結(jié)構信息。（三）NMR譜

（1）表示方法：1H-NMR（溶劑）δ：δ值（H數(shù)，峰數(shù)，J值，歸屬）1、1H-NMR譜（2）峰數(shù)表示：單峰：s單寬峰：br.s雙峰：d三重峰：t四重峰：dd或q多重峰：m（3）氫的數(shù)目：氫譜上某峰的峰面積與氫數(shù)成正比，由峰面積的積分曲線及數(shù)據(jù)可推知氫數(shù)目。

（4）化學位移不同類型的氫核由于所處的化學環(huán)境不同，共振峰將分別出現(xiàn)在磁場的不同區(qū)域。以待測氫核共振峰位置與與基準物質(zhì)共振峰位置進行比較，其相對距離稱之為化學位移（δ）?；鶞饰锍Ｓ盟募谆瑁═MS），設其δ為0，左為+δ,

右為-δ，一般δ1-10。

SP3δ1~2SP2δ6~8

一般來說δ烯氫>δ炔氫>δ烷氫

與氫核相連的原子或基團的電負性增加，氫核外圍電子密度降低，共振在低場，δ值增大；反之，δ值減小。①電負性***影響化學位移的因素化學鍵尤其是π鍵因電子的流動將產(chǎn)生一個小的誘導磁場并通過空間影響到鄰近氫核氫核處于某化學鍵或基團的負屏蔽區(qū)，使該氫核共振峰向低場方向位移，δ增大；反之氫核處于某化學鍵或基團的正屏蔽區(qū)，使該氫核共振峰向高場方向位移，δ減小。這種效應稱為磁的各向異性效應。②磁的各向異性效應***有關化學鍵及基團的各向異效應如下：

C=X基團：（X=C，N，O，S）雙鍵平面的上下為正屏蔽區(qū)（+）雙鍵平面的周圍為負屏蔽區(qū)（-）芳環(huán)：苯環(huán)平面的上下為正屏蔽區(qū)苯環(huán)平面的周圍為負屏蔽區(qū)

③氫鍵締合氫鍵締合的氫核與未締合的比較，電子屏蔽作用小，δ增大有些酸性氫核如與O、N、S相連的活潑氫（-OH、-COOH、-NH2、-SH等），彼此之間可以發(fā)生氫核交換對δ及峰形均有影響。通常，可以在樣品中加入重水(D2O)使活潑氫被重氫交換信號消失,從而證實此氫為活潑氫。④氫核交換木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷的1H-NMR圖（DMSO-d6）4’-OH5-OH3’-OH木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷的1H-NMR圖(DMSO-d6＋D2O)常用溶劑

CD3OD，CDCl3，（CD3）2CO，C6D6等

不同的溶劑測出的化學位移值不同。由于溶劑氘代的不徹底，一般圖譜中仍可見較低的溶劑峰。⑤溶劑（5）偶合常數(shù)（J）：偶合常數(shù)是磁不等同的兩個或兩組氫核，在

一定距離內(nèi)因相互自旋偶合干擾使信號發(fā)生裂分。其峰形有雙峰、三重峰、四重峰及多重峰等。裂分間的距離為偶合常數(shù)，單位Hz。低級偶合符合n+1規(guī)律。Jo=6-10HzJm=1-3HzJp=0-1HzJ=12-18HzJ=6-12HzJ=0-3Hz請記住常見偶合常數(shù)

A根據(jù)J值

B根據(jù)二維譜的1H-1H-COSYC雙照射技術

***判斷偶合的方法1H-NMR中的特殊技術（雙照射技術）雙照射去偶（NuclearOverhauserEffect，

NOE），也稱核增益效應。選擇的照射一種質(zhì)子使其飽和，則與該質(zhì)子在立體空間位置上接近的另一個或數(shù)個質(zhì)子信號強度增高的效應稱為核

Overhauser效應，簡稱NOE。

NOE主要用來確定兩種質(zhì)子在分子立體空間結(jié)構中是否距離相近，若存在NOE，則表示相近；

NOE越大，則兩者在空間的距離就越近。化學位移范圍為0～250，比1H-NMR譜大得多，是中藥化學有效成分結(jié)構測定中最重要手段之一。

2、13C-NMR譜（1）基本知識常見基團的化學位移值

0~50脂C區(qū)

55~60甲氧基C區(qū)

95~105糖端基碳

100~160芳香碳、烯C區(qū)

165~220羰基區(qū)

200

150

100

90

8040200化學位移：表示方法同1H-NMR，但δ值范圍較寬，為0-250ppm。一般:δsp2>δsp>δsp3

一般認為不存在，因13C自然界豐度比為1.1%，相連機遇極小，偶合小，埋在噪音中，J幾乎觀察不到。碳譜中最重要的是13C-1H之間的偶合。根據(jù)所通過的鍵數(shù)，分成1JCH、2JCH、3JCH等，分別為通過一個鍵、通過兩個鍵、通過三個鍵的偶合。1JCH在120-130Hz，2JCH多小于50Hz，后面的實用價值不大。用偏共振去偶測定法可得到C-H間的偶合；而無偶合用全去偶或質(zhì)子寬帶去偶法測定。偶合常數(shù)（2）常見的測定技術***①噪聲去偶譜

全氫去偶（protoncompletedecoupling,COM）或?qū)拵ヅ迹╞roadbanddecoupling,BBD）給一射頻覆蓋全部氫的共振頻率，氫對碳的偶合全部消失，所有13C信號均作單峰出現(xiàn)，因照射1H后產(chǎn)生的

NOE效應，連有1H的13C信號強度將會增加，但季碳因不連H，將表現(xiàn)為弱吸收峰。②偏共振去偶譜

在測定樣品的同時，用一個偏離所有1H核共振頻率（如比TMS信號高出1ppm）的電磁輻射照射1H

核，此時的碳因與氫核偶合而使峰產(chǎn)生裂分，據(jù)此可判斷碳的類型。

次甲基（-CH）碳核呈雙峰亞甲基（-CH2）呈三重峰甲基（-CH3）呈四重峰季碳為單峰，強度最低③DEPT譜

常規(guī)方法

無畸變極化轉(zhuǎn)移增強法（distortionlessenhancementbypolarizationtransfer）通過改變照射1H的脈沖寬度使碳信號呈現(xiàn)正向或倒置的單峰。3、2D-NMR譜

二維化學位移相關譜（相關譜，即correlationspectroscopy，簡寫為COSY）是2D-COSY譜中最重要、也是最常用的一種測試技術，又分為同核和異核相關譜兩種。（1）同核化學位移相關譜

1H-1HCOSY譜也稱同核化學位移相關譜，是同一個偶合體系中質(zhì)子之間的偶合相關譜。可以確定質(zhì)子化學位移以及質(zhì)子之間的偶合關系和連接順序圖譜多以等高線圖表示。同一氫核信號將在對角線上相交，交點稱對角峰，對角線上的峰為一維譜。圖上對角線兩側(cè)呈對稱分布的兩個點叫相關峰，相互耦合的兩個或兩組氫核信號將在相關峰上相交。乙酸乙酯的1H-1HCOSY圖譜（360MHz，CDCl3）例(2)異核化學位移相關譜

異核化學位移相關譜特別是13C-lHCOSY譜，對于鑒定化合物結(jié)構是十分重要的方法，常用的有HMQC譜和HMBC譜。

①HMQC譜與HSQC譜

HMQC

：～是通過lH核檢測的異核多量子相關譜（lHdetectedheteronuclearmultiplequantumcoherenceHSQC

：～是通過lH核檢測的