2017年执业药师考试中药化学讲义

1、18 / 73溶剂法 水蒸气蒸ts法握取方法T升华法前煮法 浸湧法 港漉法 回流法 连续回流法溶剂提取法超声法超临界流体萃取法注意：一般如无特殊规定，药材须经干燥并 适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触表面，提高 提取效率。补充：溶剂提取法的原理：“极性相似相溶”原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。作用原理：溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，形成细胞内外的浓度差，将其渗出细 胞膜，达到提取目的。一般提取规律： 萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂； 糖

2、苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中； 酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度将随pH而改变，可用不同pH的碱或酸提取。补充：溶剂的选择。（溶剂分类：水、亲水性溶剂、亲水性溶剂）1）常见溶剂类型石油醚v四氯化碳v苯v二氯甲烷v氯仿v乙醚v乙酸乙酯v正丁醇v丙酮v甲醇（乙醇）v水。（正丁醇是分水岭，左边极性小，右边极性大）2）溶剂选择的原则（1）相似相溶，能最大限度地提取所需要的化学成分（2）不与有效成分反应（3）不溶共存杂质（4）节约成本：价廉、安全、易得、浓缩方便。常用亲水性提取溶剂溶剂水乙醇甲醇优点对细胞穿透力强，提取效率高安全、价廉、易得对

3、药材组织穿透力强，效率高有选择性，不同浓度极性不同可防腐、沸点低，易除去、较便宜可抑制酶活性、大部分可回收利用效率高于乙醇缺点水杂质多、易变对含淀粉、粘液质多的药材不易过滤脂溶性杂质较多有挥发性、易燃烧毒性大、较贵 提取方法表定义：中药材加水浸泡后加热煮沸 优点：简便煎煮法 缺点：需加热，含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用 多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药 液黏度较大，过滤困难，不宜 使用。对亲脂性成分提取不完全定义：在常温或温热（6080C ）条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中的有 效成分的方法。优点：简便，适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中 药。渗漉

4、法回流法 与连续 回流法水蒸气蒸馏法升华法超声提取法超临界流体萃取法缺点：出膏率低；以水为溶剂时，提取液易发霉变质定义：不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂 ，使其渗过药材，从渗漉筒下端出 口流出渗漉液的方法。基本过程： 药材浸润一装筒一浸渍一渗漉。优点：适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。（似浸渍法，但提取效率高于浸渍法）缺点：溶剂消耗量大；耗时长，操作麻烦定义：使用易挥发的溶剂加热回流或连续回流 提取中药成分的方法优点：效率较高。缺点：对热不稳定成分不宜使用； 溶剂消耗量大、操作麻烦； 耗时长定义：提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成

5、分 适用成分：挥发性（100C有一定蒸汽压）；对水稳定；不溶于水；耐热。如：中药中挥发油的提取常采用此法。定义：固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的 现象叫做升华。适用成分：游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。如：樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因定义：采用超声波辅助溶剂提取的方法。超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。提取原理：超声波可产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用，能破坏药材的细胞， 使提取溶剂渗透到药材的细胞中，从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有 效成分的提取率。特点：不会改变有效成

6、分的化学结构； 可缩短提取时间，提高提取效率。定义：采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。超临界流体（SF）:指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液 体之间的、以流动形式存在的单一相态物质。密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。萃取选择性的决定因素：温度、压力、夹带剂的种类及含量。常用的提取物质：c（2、Nh3、C2H6、C7H16、CCI2F2、N2O SFd 等，实际最常用的为 C02。（1）CC2超临界流体萃取的特点： 简便、高效、无有机溶剂残留； 安全，无污染； 因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取； 萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改

7、变其压力； 还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质； 适于极性较大和分子量较大物质的萃取； 萃取介质可循环利用，成本低； 可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中 的有效成分。（2）局限性 对脂溶性成分溶解力强，对水溶性成分溶解能弱。适用于脂溶性成分的提取 设备造价高，成本高； 更换产品时设备清洗困难。（3）夹带剂的作用：夹带剂（entrainer ）作为亚临界组分,挥发度介于超临 界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量加入超临界流体中。作用：改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度。常用夹带剂：甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等（对溶质具有很好溶解性的溶剂

8、也往往是很好的挟带）中药有效成分的分离与精制原理方法特点及应用根据物质溶解度差别进行分离利用温度不同引起溶解度的 改变进行分离禾用两种以上不同溶剂的极 性和溶解性差异进行分离 利用酸碱性（不同）进行分 离利用沉淀试剂进行分离结晶 重结晶 水提醇沉法 醇提水沉法 酸提碱沉 碱提酸沉 沉淀法根据物质分配比不同进行分离萃取法液-液萃取法（LC）液-液分配色谱（LLC）物理吸附硅胶、氧化铝：极性吸附剂V活性炭非极性吸附剂根据物质吸附性差别进行分离化学吸附半化学吸附活1 土炭. 非极1 土吸附剂 聚酰胺色谱：氢键吸附 大孔吸附树脂：选择性吸 附、分子筛原理根据物质分子大小差别进行分离凝胶过滤法 膜分离法

9、根据物质解离程度不同进行分离离子交换树脂根据物质沸点差别进行分离分馏法（一）根据物质溶解度差别进行分离1. 利用温度不同引起溶解度的改变进行分离：结晶与重结晶：。结晶：将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作。重结晶：从不纯的结晶经过进一步精制处理得到较纯结晶的过程。原理：要分离物质在热的溶剂中溶解达到饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液因过饱和而析出晶 体。结晶与重结晶操作：提取或分离物I 溶于选择的溶剂，加热成4 饱和溶液，过滤溶液j 放置（冷藏）析晶，过滤 粗结晶J 重复上述操作（重结晶）纟吉晶结晶用溶剂的选择： 不与被结晶物质发生化学反应； 对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；

10、对杂质或冷热时都溶解（留在母液中），或冷热时都不溶解（过滤除去）； 溶剂沸点较低，易挥发除去； 无毒或毒性较小，便于操作。常用的重结晶溶剂：水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和 二硫化碳等。（单用或混用） 注意：用于重结晶溶剂用量需适当，用量太大会增加溶解，析出晶体量少；用量太 小在热过滤时会提早析出结晶 造成损失。一般可比需要量多加 20%左右。结晶纯度的判定方法：（1）结晶形态和色泽：一个纯的化合物一般都有 一定的晶形和均匀的色泽。（2） 熔点和熔距：单一化合物一般都有 一定的熔点和较小的熔距（12C）。（3） 色谱法：单一化合物用两种以上溶剂系统或色谱条件

11、进行检测，均显示单一的斑点。常用的 有纸色谱、纸 上电泳和薄层色谱。（4）高效液相色谱法（HPLC :纯的化合物显示单一的谱峰。（5） 其他方法：质谱、核磁共振等。单峰表示纯化合物，双峰表示不纯的化合物 。2. 利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离在溶液中加入另一种溶剂以改变混合物的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。水提醇沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂 质。醇提水沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。）另：醇/醚法、醇/丙酮法。（可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等杂质留在母液中3

12、. 利用酸碱性（不同）进行分离pH,改变分子的存在状态，从而改对酸性、碱性或两性有机化合物来说，加入酸、碱以调节溶液的变溶解度实现分离酸提碱沉：生物碱等碱性成分。碱提酸沉：黄酮、蒽醌类等酸性成分。内酯或内酰胺也可以用碱提酸沉法提取：因为可被皂化溶于水，与其他难溶于水的成分分离4. 利用沉淀试剂进行分离酸性或碱性化合物可通过加入某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类 等沉淀析出。酸性化合物+钙盐、钡盐、铅盐沉淀 H2S气体纯品碱性化合物+苦味酸盐、苦酮酸盐等（有机酸盐）先加入无机酸，再碱化纯品磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等（无机酸盐）（二）根据物质在两相溶剂中的分配比（分配系数）不同进行分离 常见

13、的方法有简单的液-液萃取法和液-液分配色谱（LC或LLC）等。 液一液萃取法的原理：1. 分配系数K值溶质在任意不相混溶的两溶剂中的分配系数K: K=CU/CLK：分配系数；CU：溶质在上相溶剂中的浓度；CL：溶质在下相溶剂中的浓度（K在一定的温度及压力下为一常数K值：（表示分离的倾向）K1:更倾向于溶解于上层溶液；K KB） 分离难易判定：3100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离（如上例）；100P 10,通常需萃取1012次；BW 2,需萃取100次以上；1, 即KA/KB1，则无法分离3. 分配比与pH以酸性物质(HA为例，其在水中的解离平衡及解离常数 K可用下式表示： 酸性越强，Ka

14、越大，pKa值越小。碱性越强，Ka越小，pKa值越大。通常酚类化合物的pKa值一般为9.210.8，羧酸类化合物的pKa值约为5OH R-C00H(苯酚)(拔酸类化合物)若使该酸性物质完全解离，则溶剂的pH也pKa+2若使该酸性物质完全游离，则溶剂的pH也pKa-2(游离型极性小，易溶于小极性的有机溶剂；解离型极性大，易溶于水或亲水性有机溶剂) 若pH 12 (碱性条件) 酸性物质解离形式，极性大 碱性物质游离状态，极性小4. 液-液萃取与纸色谱5. 液-液分配柱色谱：将两相中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相，填充在色谱管中，然后 加入与固定相不相混溶的另一相溶剂作为流动相来冲洗色谱柱。

15、常用载体：硅胶、硅藻土及纤维素粉等。常用反相硅胶填料有：RP-2 (-C2H5)、RP-8 (-C8H17)、RP-18 (-C18H37)(1) 正相色谱：固定性极性 流动相极性 被分离物质极性越大(亲水性越强)，越不易洗脱。 固定相：强极性溶剂，如水、缓冲溶液等。流动相：弱极性有机溶剂，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等。适用物质：水溶性或极性较大的成分,如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。(2) 反相色谱：固定性极性 脂肪胺芳香胺N- 芳杂环酰胺吡咯。（二）碱性强弱与分子结构的关系碱性强弱影响因素：氮原子的杂化方式、电子云密度（电性效应）、 空间效应、分子内氢键。1. 氮原子的杂化方式碱性随杂

16、化程度的升高而增强，即sp3 sp2 sp。如四氢异喹啉（pKa9.5）为sp3杂化；吡啶（pKa5.17）和异喹啉（pKa5.4）均为sp2杂化；氰基 呈中性，因其为sp杂化。季铵碱的碱性强（pKa11.5以上）则是因羟基以负离子形式存在，类似无机碱。罂粟碱(pKQ 13)2. 电性效应电性效应（包括诱导效应和共轭效应），能影响N原子上电子云排布，从而影响碱性的大小。（1） 诱导效应：生物碱分子中的氮原子上的电子云密度可受氮原子附近供电基（如烷基）或/和吸 电基（如各类含氧基团、芳环、双键）诱导效应的影响。供电诱导使氮原子上电子云密度增加，碱性增强； 吸电诱导使氮原子上电子云密度减小，碱性降

17、低。（2） 共轭效应： 当生物碱分子中氮原子的孤电子对与n电子基团共轭时，一般使生物碱的碱性 减弱。常见的有苯胺和酰胺两种类 型。并非所有的p- n共轭效应都能使生物碱的碱性减弱。如含胍基的生物碱，胍基接受质子形成季铵离 子，呈更强的p- n共轭，且具有高度共轭稳定性，而显强碱性。3. 空间效应：氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，而使质子难于接近氮原子， 碱性减弱。如麻黄碱碱性小 于去甲麻黄碱，山莨菪碱碱性介于东莨菪碱与莨菪碱之间，以及利血平碱性 较弱等。4. 氢键效应：当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基，并处于有利于形成稳定分子内氢键时， 氮上的质子不易离去，其共轭酸稳

18、定，则碱性强。居王导地位。影响因素杂化效应电性效应空间效应氢键效应一般来说，空间效应与诱导效应共存，空间 效应居主导地位；共轭效应与诱导效应共存，共轭效应典型化合物 四氢异喹啉 异喹啉苯异丙胺麻黄碱去甲麻黄碱（诱导效应） 胡椒碱、秋水仙碱、咖啡碱碱性弱（共轭效应） 莨菪碱 山莨菪碱 东莨菪碱钩藤碱 异钩藤碱1、其共轭酸因分子内氢键而稳定的是（）A. 小檗碱B.麻黄碱C.钩藤碱D.东莨菪碱E.山莨菪碱 答案C2、麻黄碱的碱性（pKa9.58）强于去甲麻黄碱（pKa9.O0）的原因是由于A.空间效应B.诱导效应C.共轭效应D.氢键作用E.氮原子杂化方式不同答案B 五、沉淀反应生物碱在酸性水或稀醇中

19、（苦味酸试剂可在中性条件下进行），与某些试剂生成难溶于水的复盐或 络合物的反应称为生物碱沉淀反应。（一）常用的生物碱沉淀试剂试剂名称组成反应特征碘化铋钾试剂KBiI 4黄色至橘红色无定性沉淀碘化汞钾试剂K?Hgi4类白色沉淀碘-碘化钾试剂KI-I 2红棕色无定性产点硅钨酸试剂SiO2-12WQ nH2O浅黄色或灰白色饱和苦味酸试剂2,4,6-三硝基苯酚黄色沉淀或结晶雷氏铵盐试剂NF4Cr（ NH3） 2（ SCN 4红色沉淀或结晶（二）沉淀反应的条件及阳性结果的判定1. 反应条件：除苦味酸试剂外，其他生物碱沉淀反应一般都在酸性水溶液中进行。原因：生物碱在酸性条件下成盐，易溶于水与沉淀试剂反应，

20、所生成沉淀易于观察。2. 阳性结果的判断：利用沉淀反应鉴别生物碱时，应注意假阴性和假阳性反应。判定注意事项： 对生物碱定性鉴别时，应用三种以上试剂分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性。 仲胺一般不易与生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱、吗啡、咖啡碱等。 水溶液中如有蛋白质、多肽、氨基酸、鞣质等亦可与此类试剂产生阳性反应，故应在被检液中除 掉这些成分。（具体方法：利用酸提碱沉得方法使生物碱游离，萃取使其与杂质分离）3. 沉淀反应的应用 用于检查生物碱的有无。 可用于试管定性反应和色谱的显色剂。 在生物碱的提取分离中可指示提取、分离终点。 个别沉淀试剂可用于分离纯化生物碱，如雷氏铵盐可用于沉淀分离季铵碱

21、。 某些生物碱沉淀反应可用于生物碱的定量，如硅钨酸试剂反应。某些生物碱能与 常用的生物碱显色剂Mandelin 试剂1%钒酸铵的浓硫酸溶液Macquis 试剂含少量甲醛的浓硫酸Frohde溶剂1%钼酸纳或钼酸铵的浓硫酸溶液六、显色反应些试剂反应生成不同颜色的产物，这些试剂成为生物碱显色剂莨菪碱及阿托晶显红色土的宁显蓝紫色，奎宁显浅橙色吗啡显紫红色可待因显蓝色吗啡显蓝色渐转棕色，小糪碱显棕绿色利血平显黄色渐转蓝色，乌头碱显黄棕色一些显色剂，如溴麝香草酚蓝、溴麝香草酚绿等，在一定pH条件下能与一些生物碱生成有色复合物，这种复合物能被三氯甲烷定量提取出来，可用于生物碱的含量测定。生物碱的提取与分离一

22、、总生物碱的提取挥发性生物碱如麻黄碱可用水蒸气蒸馏法提取。可升华的生物碱如咖啡碱可用升华法提取。提取方法溶剂方法纯化0.1%1%勺硫酸、盐酸（1）阳离子树脂交换法水或酸水提取法或醋酸、酒石酸溶液浸渍（2）萃取法渗漉酸水-碱化-萃取法处理醇类溶剂提取法甲醇、乙醇回流去除脂溶性杂质三氯甲烷、苯、乙醚连续回流亲脂性有机溶剂提取法同上以及二氯甲烷等附：阳离子交换树脂法将总碱的酸水提取液通过强酸型阳离子交换树脂柱，使酸水中生物碱阳离子交换在树脂上，而非生 物碱化合物则 流出柱外，用中性水或乙醇进一步洗除柱中的杂质。将交换后的树脂晾干，用氨水碱化至 pH值为10左右，使生物碱从树脂中游离出来，再用三氯甲烷

23、 或乙醚等有机溶剂回流提取，回收溶剂即可得到总生物碱。也可用含氨水的乙醇洗脱液直接洗脱，中和洗脱液， 回收乙醇即得总生物碱。二、生物碱的分离（一）生物碱的初步分离将总生物碱按碱性强弱、酚性有无及是否水溶性初步分成5个部分，一般分离流程如下：生物碱 的初步分离流程图总生物碱I以酸水溶解、滤过酸水諳液| 叫（或H捋（弱碱性生物碱）t申、劳臧性生物威） 1$幸取CHCLS（弱喊性生翔蔽）I12%NaQH 萃取CHCI ：|层CHClJs（非酚性翳械性生物械;诫水层 叫JI处理CHCI：翠眠CHCI：屈（曲性另碱性生物喊）取（水溥ft生巒臧It水屛NH.CI处理CHtJq萃取 chci,s（赠性为册性

24、生物噪36 / 73（二）生物碱单体的分离1. 利用生物碱的碱性差异进行分离 方法：酸水-碱化-萃取法 强碱在弱酸性条件下能形成生物碱盐，易溶于水；弱碱则需在较强酸性条件下形成生物碱盐而溶 于水。 成盐后，弱碱盐在弱碱条件下即可转变成游离生物碱，易溶于亲脂性有机溶剂；强碱盐则需在较 强碱性条件下 转变成游离生物碱，溶于亲脂性有机溶剂。总碱中各生物碱的碱性不同，可用总生物碱溶于亲脂性有机溶剂，pH梯度萃取法进行分离。具体方法有两种：pH由高至低依次萃取，生物碱可按碱性由强至弱先后成盐依次被萃取出而分离总生物碱溶于酸水，逐步加碱使pH值由低至高分离。对于碱性有差别的两种生物碱，可采用调pH后简单萃

25、取法分离。如从洋金花的乙醇浸出液中分离莨菪碱和东萇菪碱，利用二者碱性差别进行分离。2. 利用溶解度差异进行分离游离生物碱：如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离。（氧化苦参碱的极性大于苦参碱，难溶于乙醚）汉防己中汉防己甲素和汉防己乙素的分离。（汉防己甲素的极性小于汉防己乙素，可溶于冷苯）生物碱盐：如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱。（在草酸中溶解度不同，麻黄碱溶解度小于伪麻黄碱）3. 利用特殊官能团进行分离（两性）：含羧基的生物碱能与碳酸氢钠生成羧酸盐而溶于水，可与其他碱分离；酚性生物碱的酚羟基具有弱酸性，可与氢氧化钠溶液生成盐溶于水，而与其他非酚性生物碱分离。如在阿片生物碱中，吗啡具酚羟基而可待因无酚羟

26、基，可用 5%氢氧化钠分离。 内酯或内酰胺结构的生物碱可在 碱性水液中加热开环生成溶于水的羧酸盐而与其他生物碱分离，在酸性下又环合成原生物碱而沉淀，如喜树碱。4. 利用色谱法进行分离（1）吸附柱色谱 常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，有时也用纤维素、聚酰胺等。以苯、氯仿、乙醚 等亲脂性有机溶剂或以其为主的混合溶剂系统作洗脱剂。（2）分配柱色谱 对某些结构特别相近的生物碱，可采用分配色谱法。如三尖杉中的抗癌生物碱三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱的分离，两者结构仅差一个亚甲基。具体方法 是以硅胶为支 持剂，以pH5.0缓冲液为固定相，pH5.0缓冲液饱和的三氯甲烷溶液洗脱，首先洗脱的是 高三尖杉酯碱，中间部分是 二者的混合物，最后部分是三尖杉酯碱。5. 高效液相色谱法（HPLC优点：分离效能好、灵敏度高、分析速度快