中药化学香豆素类化学成分的提取分离技术

1、香豆素类化学成分的提取分离,技术,3.4,香豆素类化学成分的提取分离技术,1,基本母核：苯骈,吡喃酮（色原酮的异构体,邻羟桂皮酸内酯,一、结构与分类,3.4.1,必备知识,具有芳香气味，广泛分,布于高等植物中，在生,物体内以邻羟基桂皮酸,苷的形式存在，酶解后,苷元邻羟基桂皮酸内酯,化成香豆素，具有荧光,性及多种生物活性,一、结构与分类,2,分布,香豆素类在动植物及微生物中均有分布，如,致癌成分,黄曲霉素,类及发光真菌中的,亮菌素类,均,属于香豆素类。这类成分分布得最广的还是高等,植物中，其中芸香科和伞形科中分布最多。它们,在植物体内以游离状态或与糖结合成苷的形式存,在，苷酶解可环合成游离的内酯

2、状态,一、结构与分类,3,香豆素的结构类型,香豆素母核的苯环或,吡喃酮环上常有羟基、烷氧,基、苯基、异戊烯基等取代，其中异戊烯基的活泼双,键又可与邻位酚羟基环合成呋喃或吡喃环结构，根据,其,取代基及连接方式不同,把香豆素分成几类,一）简单香豆素类,指只有在苯环上有取代基的香豆素类。如,白蜡树枝皮,苯环上有取代,基,白蜡树的枝皮或干皮的主要,成分：七叶内酯和七叶苷,二）呋喃香豆素类,香豆素核上的,异戊烯基与邻位酚基环合成,呋喃环,成环后常伴随着降解失去三个碳原子,1,直线型,C,6,异戊烯基与,C,7,羟基环合而成,6,7,呋喃骈香豆,素型）如：补骨脂内酯,2,角型,C,8,异戊烯基与,C,7,

3、羟,基环合而成,7,8,呋喃骈香豆素,型）如：异补骨脂内酯,三）吡喃香豆素类,香豆素的,C,6,或,C,8,异戊烯基与邻酚羟基环合,而成,2,2,二甲基,吡喃环结构,1,直线型,C,6,异戊烯基与,C,7,羟,基环合而成,6,7,吡喃骈香豆素,如：美洲花椒根皮,2,角型,C,8,异戊烯基与,C,7,羟,基环合而成,7,8,吡喃骈香豆素,如：印度邪蒿的果实,美洲花椒,四）其它香豆素类,吡喃环上有取代基的香豆素类,C,3,C,4,上常有苯基、羟基、异戊烯基等取代,C3,苯代香豆素生源同黄酮,茵陈蒿,生理活性,1,毒性：肝毒性,必要结构：呋喃环上的双键和不饱和,内酯环,2,抗菌作用,秦皮中的七叶内酯

4、和七叶内酯苷具抑制痢疾,杆菌的作用。补骨脂内酯具抗真菌及抗结核活性,3,平滑肌松弛作用,血管扩张作用,伞形科凯刺：冠状动脉扩张,茵陈蒿滨蒿内酯：解痉利胆,4,抗凝血作用和止血作用,双香豆素：防血栓及消血块,泽兰内酯：止血,5,光敏作用,补骨脂内酯治疗白癜风,呋喃香豆素多有该作用。很多香豆素可以吸收紫外,光，放出在可见区（近,470nm,的荧光，故可用做增,白剂，如,7-OH,香豆素。由于吸光性，七叶内酯和七叶,苷可用于保护皮肤防止辐射的药物,二、理化性质,一）性状,游离苷元,无色至淡黄色结晶，具有,芳香性和挥发性,苷类,粉末状，多数,无,香味和挥发性,二）溶解性,游离苷元,溶于沸水，但不溶于冷

5、水。溶于氯仿、乙醚,醋酸乙酯、丙酮、甲,乙醇等有机溶剂,苷,易溶于甲,乙醇，可溶于水，难溶于乙醚、氯仿、醋,酸乙酯等有机溶剂,三）内酯性质和碱水解反应,1,香豆素的,吡喃酮环具有,不饱和内酯,性质,在,稀碱液,中会逐渐水解生成顺邻羟桂皮酸的盐，而顺,邻羟桂皮酸不易游离存在，其盐的水溶液经酸化即闭,环恢复成内酯。这个闭合过程极易发生，即使在很弱,的酸溶液中，如通入,CO,2,也能促使其内酯化而闭环,2,香豆素如果和,碱液长时间加热,水解产物顺,邻羟桂皮酸衍生物则发生异构化，转变成反,邻羟桂皮酸的盐，再经酸化也不再发生内酯,化闭环反应,香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与,C,7,位取代基的性质有关

6、,四）荧光性,香豆素母体本身即无取代的香豆素并无荧光。羟,基香豆素类化合物在紫外光下大多显,蓝色或蓝绿色,荧,光，在,碱液中更加显著,尤其是,C,7,羟基香豆素,甚至,在日光下也可辨认。若在,C,8,或,C,6,再引入羟基，则荧光,减弱。引入甲氧基后荧光也将减弱，颜色转变为紫色,三、检识方法,香豆素类分子中均具有,内酯结构,通常还具有酚羟基或,内酯水解后产生的酚羟基，通过这些基团的显色反应，能,为检识与鉴别香豆素成分提供参考,1,异羟肟酸铁试验（内酯的颜色反应,具有内酯结构，在碱性条件下内酯开环，与盐,酸羟胺缩合成异羟肟酸，在酸性条件下再与,Fe,3,络,合生成异羟肟酸铁显红色,2,酚羟基反应

7、,1,与,三氯化铁的乙醇液,反应，产生,绿色现象,取,代基越多，颜色越深,2,若酚羟基邻、对产生的酚羟基对位无取代,基，或水解后基，可与一些试剂缩合显色,1,重氮化试剂（如重氮化对硝基苯胺）缩,合显红至紫红色,2,与,Gibbs,试剂,2,6,二氯苯醌氯亚胺,缩合显蓝色,3,与,Emerson,试剂缩合显红色,Emerson,试剂,4,氨基安替比林和铁氰化钾,3,色谱检识,1,TLC,常用的吸附剂是硅胶，其次是纤维素和氧化铝,一般采用中等极性的混合溶剂或偏酸性的混合溶剂,显色方法：首选观察荧光，或用氨熏，喷,10,氢氧化钠,后再观察,2,PC,常用水饱和的正丁醇、异戊醇、氯仿为,展开剂,展开剂

8、的,PH,值可影响弱酸性香豆素的,Rf,值,3.4.2,香豆素的提取与分离,一、提取,1,水蒸气蒸馏法,2,碱溶酸沉法,3,溶剂提取法,二、分离,1,酸碱分离法,2,色谱法,一）香豆素的提取,溶剂提取法,香豆素类,成分的极性不,同，各种溶剂,都有提出该成,分的可能。当,利用极性由小,到大的溶剂顺,次萃取时，各,萃取液浓缩后,都有可能获得,结晶，再结合,其他分离方法,进行分离,碱溶酸沉法,香豆素类,具有内酯结构,能溶于稀碱液,与脂溶性杂质,分离，再经酸,化使内酯环合,香豆素类成分,即可析出，也,可用乙醚等有,机溶剂萃取得,到。但在碱水,中加热的时间,不可过长，以,防香豆素开环,后发生异构化,水蒸

9、气蒸馏,法,小分子,的游离香豆,素因具有挥,发性，可用,水蒸气蒸馏,法进行提取,超临界流体,提取法,超临界,流体提取新,技术已被广,泛应用于香,豆素类成分,的提取中,极性小的游,离香豆素可,直接提取,而苷类则可,通过加入乙,醇等极性溶,剂作夹带剂,来提取,二）香豆素的分离,酸碱分离法,弱酸性和,中性香豆素的,混合物，可利,用碱水酸沉法,分离,色谱法,柱色谱分,离中多采用硅,胶吸附剂，慎,用氧化铝，否,则会使香豆素,结构发生变化,此外还可用葡,聚糖凝胶色谱,进行分离,分步结晶法,该方法适,用于含量较高,的香豆素。可,利用含氧香豆,素在石油醚中,溶解度小的特,点，在含香豆,素的乙醚提取,液中，逐步

10、加,人石油醚，使,香豆素逐步析,出,真空升华法,香豆素类,易升华的性质,使之与不挥发,性成分分开,对于热稳定性,好的香豆素,此法是非常方,便实用的。但,对于热不稳定,的香豆素往往,会因此引起重,排或降解,溶剂提取法,1,定义,按极性由小到大的顺序选用不同极性的溶剂组,成溶剂系统，依次提取分离提取液中各种不同成分,使各溶解度有差异的成分得到分离,2,该法的特点,可分离不同极性,的有效成分（初始研究阶段,3,该法的缺点,繁琐，分离纯化,度不高，灵敏性下降,中药化学成分及其较适用范围的提取溶剂,植物成分结构类型,适于提取溶剂,亲脂性强,叶绿素、脂肪油、挥发油,石油醚,亲脂性较强,游离生物碱、苷元、甾

11、类、萜类,某些有机酸,乙醚、氯仿,中等,极性,中偏,小,某些苷类,如强心苷等,氯仿,乙醚,2:1,中,等,某些苷类,如黄酮苷类,乙酸乙酯,中偏,大,某些苷类,如蒽醌苷、皂苷等,正丁醇,亲水性较强,极性大的苷、糖类、氨基酸等,丙酮、乙醇,甲醇,亲水性强,蛋白质、粘液汁、糖类、氨基酸,无机盐、苷类,水,系统溶剂法,用石油醚、苯、乙醚、乙酸乙,酯、丙酮和甲醇依次提取样品,石油醚回流提取,石油醚液,回收至小体积,浓缩液,放置、析晶,粗晶,冷石油醚洗,结晶（可能时混和物,进一步分离,单体（亲脂性香豆素,残渣,乙醚液,乙醚回流提取,回收分离,单体（亲脂性较弱香豆素,残渣,乙醇提取,香豆素苷类,药材粗粉,回

12、收分离,乙醇液,2,水蒸气蒸馏法,某些小分子的香豆素类具挥发性可用蒸馏法与不,挥发性成分分离，常用于纯化过程,3,碱溶酸沉法,此系经典方法,1,具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出,2,香豆素的内酯环性质，于碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内,酯析出,碱液加热开环时，要,注意,碱液,的浓度和加热时间，否则将引起降,解反应而使香豆素破坏，或者使香,豆素开环而不能合环,对酸碱敏感,的香豆素用此法可能得到次生产物,两相溶剂萃取法,1,原理,利用混合物中各种成分在两相互不相溶的溶,剂中分配系数的差异而达到分离的目的,1,分配系数,K,值）与萃取次数的关系,K=C u/C l K,值与萃取次数成反比,K,

13、值越大,萃取次数越少，反之越多,各种成分在两相当中溶质的浓度相差越大，即分,配系数,K,差异越大，则分离效果就越好,2,分离因子,值）与分离难易的关系,KA / KB,值越大，越易分离,值,1,时，无法分离,分配色谱法,分配色谱法,基本原理,正,相,分,配,色,谱,反,相,分,配,色,谱,正相,色谱,极性物质吸附强,非极性物质吸附弱,后出,先出,反相,色谱,极性物质吸附弱,非极性物质吸附强,先出,后出,一）基本原理,二）支持剂,三）分配色谱种类,正相分配色谱,反相分配色谱,四）操作方式,1,纸色谱,2,分配薄层色谱,3,分配柱色谱,单项选择题,1,下列化合物具有强烈天蓝色荧光的是,A,七叶内酯

14、,B,大黄素,C,大豆皂苷,D,甘草酸,2,异羟肟酸铁反应的现象是,A,绿色,B,蓝色,C,红色,D,黑色,3,FeCl,3,试剂反应的条件是,A,内酯环,B,酚羟基,C,芳环,D,甲氧基,4,异羟肟酸铁反应作用的基团是,A,酚羟基,B,芳环,C,甲氧基,D,内酯环,5,秦皮中的七叶内酯属于下列哪类香豆素成分,A,异香豆素,B,简单香豆素,C,吡喃香豆素,D,呋喃香豆素,6,香豆素的基本母核是,A,苯丙素,B,顺式邻羟基桂皮酸,C,苯并,吡喃酮,D,桂皮酸衍生物,7,下列化合物脱水后能生成香豆素的是,A,桂皮酸衍生物,B,苯并,吡喃酮,C,顺式邻羟基桂皮酸,D,苯丙素,8,游离香豆素可溶于热的

15、氢氧化钠水溶液是由于其结,构中存在,A,酚羟基对位的活泼氢,B,酮基,C,甲氧基,D,内酯环,9,异补骨酯素属于,A,呋喃香豆素,B,简单香豆素,C,吡喃香豆素,D,异香豆素,10,七叶内酯具有,A,升华性,B,香味,C,两者均无,D,两者均有,多项选择题,1,含有香豆素的中药有,A,秦皮,B,厚朴,C,五味子,D,补骨脂,E,大黄,2,游离的小分子香豆素提取可用,A,碱溶酸沉淀法,B,水蒸气蒸馏法,C,色谱法,D,升华法,E,有机溶剂法,3,提取游离香豆素的方法有,A,酸溶碱沉法,B,乙醚提取法,C,碱溶酸沉淀法,D,热水提取法,E,乙醇提取法,3.4.3,应用,一、秦皮,秦皮,为木犀科植物

16、苦枥白蜡树、白蜡树、尖叶白蜡树,宿柱白蜡树的干燥枝皮或干皮,味苦，性寒。归肝、胆、大肠经。有清热解毒、收涩,明目之功效,秦皮中主要含有香豆素类化合物：七叶苷及七叶树内酯,七叶素）、秦皮苷、秦皮素、紫丁香苷等,秦皮中七叶内酯和七叶苷的提取分离工艺流程,秦皮粗粉,95,乙醇回流提取,药渣,提取液,减压回收乙醇,浓缩液,加水温热溶解，用等体积氯仿萃取,氯仿层,水层,树脂、脂溶性色素,挥去氯仿，用乙酸乙脂萃取,水层,乙酸乙脂,浓缩至小体积静置,无水硫酸钠干燥后,减压蒸干残留物,微黄色粗品,残留物,七叶苷,黄色粗品,甲醇水重结晶,七叶内酯,以,95,乙醇为溶剂提取,浓缩液加热后用氯仿洗涤,除去脂溶性杂质

17、,利用七叶苷和七叶内酯在,醋酸乙酯中的溶解度不同,而分离,实训目的,1,能够运用回流和连续回流法、减压浓缩,法对秦皮中七叶苷和七叶内酯进行提取和精制,2,会用显色反应、色谱法进行香豆素类成分的检识,化学成分概述】秦皮为木樨科植物白蜡树、苦枥白蜡树,尖叶白蜡树、宿柱白蜡树的干燥枝皮或干皮。秦皮主要含,七叶内酯、七叶苷、秦皮素、秦皮苷等，结构见前述,实训原理】本实验是根据秦皮中的七叶内酯、七叶苷均,能溶于沸乙醇，可用沸乙醇将两者提取出来，然后利用两,者在醋酸乙酯中的溶解度不同进行分离,设备、仪器及药品】索氏提取器、分液漏斗,50ml,圆底,烧瓶、冷凝管、水浴锅、硅胶,G,薄层板、紫外光灯,254n

18、m,95,乙醇、氯仿、醋酸乙酯、盐酸、盐酸羟胺,甲醇、氢氧化钠、三氯化铁、正丁醇、醋酸、秦皮苷标准,品,实训,秦皮中七叶苷和七叶内酯的提取、分离和鉴定,1,七叶内酯、七叶苷的提取分离,秦皮粗粉,150g,置索氏提取器中，用乙醇回流提取,4,次,减压浓缩，回收乙醇，得浓缩物。浓缩物用水温热溶解加,等体积氯仿萃取,2,次，除去非极性杂质。水液挥取残留的氯,仿，加等体积的醋酸乙酯萃取,2,次合并萃取液。水液浓缩析,晶滤过，甲醇、水反复重结晶得七叶苷。醋酸乙酯液加无,水硫酸钠脱水，减压蒸干，残留物用甲醇溶解，适当浓缩,后放置过夜析晶滤过，水、甲醇反复重结晶的七叶素,2,鉴定,1,荧光：取样品少量，加入

19、乙醇,0.5ml,用毛细管滴,于滤纸上，在紫外灯下观察,2,三氯化铁反应：取样品少量，加入乙醇,0.5ml,加,入,1,三氯化铁试剂,2,3,滴，观察颜色变化,操作步骤,3,内酯的颜色反应：取样品少量，加,0.5ml,乙醇溶解,加,10,盐酸羟胺甲醇溶液数滴,10,氢氧化钠,5,6,滴，水,浴加热,2,分钟放冷后加,5,盐酸数滴,pH 3,4,，加,5,三,氯化铁,2,3,滴，观察颜色变化,4,薄层检识,吸附剂：硅胶,GF254,薄层板,样品：秦皮提取物,1,甲醇溶液,对照品,2,秦皮甲素标准品甲醇液,2,秦皮乙素标准品,甲醇液,展开剂：三氯甲烷,甲醇,甲酸（610.5,显色：三氯化铁,铁氰化

20、钾试液（11,思考题,1,香豆素类化合物具有哪些理化性质,2,中药秦皮中抗菌的有效成分是什么？写出它们的结构,式,3,通过提取分离秦皮中的七叶素和七叶苷，试述两相溶,剂萃取法的原理是什么？操作时要注意哪些问题？萃,取操作中若已发生乳化应如何处理,4,分离七叶内酯和七叶苷利用了什么性质,44,目录,01,单击此处添加标,题,02,单击此处添加标,题,03,单击此处添加标,题,04,单击此处添加标,题,过渡页,01,单击此处添加标,题,内容页,单击添加文字,单击此处添加文字,单击此处添加文字,单击添加文字,单击此处添加文字,单击此处添加文字,单击添加文字,单击此处添加文字,单击此处添加文字,单击添加文字,单击此处添加文字,单击此处添加文字,单击添加文字,单击此处添加文字,单击此处添加文字,单击添加文字,单击此处