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文档简介

1、第一章 绪论中药化学是一门结合中医药理论和临床用药经验,运用现代科学理论与方法研究中药化学成分的学科。中药化学的主要研究内容: 对象:中药中的生理活性成分或药效成分 内容:结构特点:母核特征、分类 理化性质:物理性质( 性状、溶解性、旋光性) 化学性质(酸碱性、颜色反应等等) 提取分离方法:水提、醇提、有机溶剂提取等 检识方法:化学检识、薄层检识等 结构鉴定方法:化学方法、波谱方法。单体:具有一定的分子量、分子式、理化常数和确定的结构的化合物。有效成分:有治疗和预防疾病作用的化学成分。(具有一定生物活性,能起防治疾病作用的单体化合物)有效部位: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

2、分离部位。有效部位群:含有两类或两类以上有效部位的中药提取分离部位。无效成分:不具有治疗和预防疾病作用的化学成分。(不具有一定生物活性,不能起防治疾病作用的单体化合物)有效成分与无效成分的关系:不是绝对的,在一定条件下是可以转化的。次生成分:也叫二次代谢产物,营养成分代谢后产生的成分。营养成分:也叫一次代谢产物,只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。GAP中药材生产质量管理规范GMP药品生产质量管理规范第二章 中药化学成分的一般研究方法第一节 各类成分简介及生合成一、各类成分简介1、糖类 单糖 结构特点:单分子、无色结晶; 溶解性:易溶于水,难溶于无水醇,不溶于有

3、机溶剂。 低聚糖 结构特点: 29个单糖脱水缩合而成; 溶解性:易溶于水,难溶或几乎不溶于乙醇等有机溶剂。 故含有低聚糖的水提液中加入乙醇会析出沉淀。 多糖 结构特点: 10个以上单糖脱水缩合而成高聚物。 (已失去一般糖的性质)没有甜味 溶解性:大都不溶于水,即使溶了也只生成胶体溶液。 (一般来说难溶于60%以上的乙醇及其他有机溶剂)2、醌类化合物主要性质:分子中具有醌式结构的化合物; 分子中多具酚羟基,有一定的酸性。溶解性:游离:多溶于乙醇、氯仿等有机溶剂,微溶或难溶于水。 成苷:极性增大,易溶于甲醇、乙醇中,可溶于热水。3、苯丙素类化合物阿魏酸 伞形花内酯 结构特征:苯丙基为基本骨架单位(

4、C6-C3)构成的化合物。其中香豆素和木脂素为其典型化合物。(1)香豆素 结构特征:由顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯; 在稀碱溶液中可水解开环,生成顺邻羟桂皮酸的盐,加酸后可环合成为原来的内酯。 溶解性: 游离溶于沸水,甲醇、乙醇和乙醚;苷类溶于水、甲醇、乙醇。(2)木脂素 结构特征:两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物; 溶解性:游离亲脂性,难溶于水,能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。木脂素苷类水溶性增大。4、黄酮类化合物 芹菜素泛指有两个苯环通过中间三碳链相互连结而成的一类化学成分。母核结构:C6C3C6主要性质:多具酚羟基,显酸性。溶解性:游离易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀

5、碱溶液中。 黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇、吡啶等极性溶剂。5、萜类和挥发油(1)萜类 结构特征:基本母核-(C5H8)n。 主要性质:单萜和倍半萜具挥发性;二萜和二倍半萜一般结晶。 溶解性: a、游离萜类 亲脂性,难溶于水。 薄荷醇 b、单萜和倍半萜-水蒸气蒸馏。 c、内酯结构的萜类-溶于碱水,酸化后,又从水中析出。 d、苷化后具有一定的亲水性。(2)挥发油又称精油主要性质:A、可随水蒸气蒸馏; B、与水不相混溶; C、油状液体物质。组成:复杂 萜类和芳香族化合物以及它们的含氧衍生物。溶解性:脂溶性,易溶于大多数有机溶剂中,如乙醚、苯、石油醚、乙醇等。6、生物碱结构特征:含氮有机化合物。主要性质

6、:碱的性质与酸结合成盐。溶解性: A、游离不溶或难溶于水,能溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醚和苯等有机溶剂。 B、盐易溶于水及乙醇,不溶或难溶于常见的有机溶剂。7、甾体类化合物薯蓣皂苷结构特征: 母核:环戊烷骈多氢菲甾核。主要性质: 水溶液多具有发泡性、溶血性及鱼毒性。溶解性: A、苷元亲脂性溶剂中如石油醚、氯仿等,而不溶于水。 B、甾体皂苷一般可溶于水,易溶于热水、稀醇。 不溶或难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。8、三萜类化合物 人参皂苷Ro R=glc A(21)glc 结构特征 母核:30个碳原子组成萜类化合物主要性质 水溶液亦多具发泡性、溶血性及鱼毒性。溶解性 A、苷元能溶于亲脂性溶剂,不

7、溶于水。 B、三萜皂苷难溶于乙醚、石油醚等溶剂,可溶于水,易溶于热水、稀醇、热甲醇和热乙醇中。 C、含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较大,常作为提取皂苷的溶剂。9、苷类 天麻苷结构特征:是糖或糖的衍生物与非糖物质(称为苷元或配基)通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。溶解性:能溶于水,可溶于乙醇、甲醇,难溶于乙醚或苯中,有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而苷元则大多难溶于水,易溶于有机溶剂。二、生物合成一次代谢 : 维持植物生命活动不可缺少的过程,存在于绿色植物中。一次代谢产物 :这些物质对维持植物生命活动来说是必不可少的。 例如,糖、蛋白质、脂质、核酸。二次代谢 :并非在所有植物中均能发生,对维持植物

8、生命活动不起重要作用。二次代谢产物:这些物质对维持植物生命活动来说并不是必不可少的。 例如:生物碱、黄酮、萜类。第二节 中药有效成分提取分离方法一、常用提取方法(一)溶剂提取法利用某种溶剂把所需的化学成分从药材组织中溶解出来,而不需要的成分少溶出或不溶出的方法,是最常用的方法。1、原理: A、成分与溶剂之间极性相似相溶原理。 B、依据各类成分溶解性差异选择对所需成分溶解度大的溶剂将所需成分从天然药材组织中溶出(浓度差扩散)。相似相溶原理:化学成分在某种溶剂中的溶解度大小遵循“极性相似相溶原理”的规律。2、被提取化学成分的极性问题被提取成分的极性是选择提取溶剂的最重要依据。 影响和判断化合物极性

9、的有关问题。(1)化合物分子母核的大小(碳数的多少): 分子大,碳数多,极性小; 分子小、碳数少,极性大(2)取代基极性大小:(化合物母核相同或相近的情况下) 极性大小主要取决于取代基极性的大小。 含极性大基团含有小极性基团; 基团类型相同,则比较数目。常见基团极性大小顺序如下: 酸>酚>醇>胺>醛>酮>酯>醚>烯>烷。3、提取溶剂(1)提取的溶剂按极性由弱到强的顺序: 石油醚<四氯化碳<苯<二氯甲烷<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮 <乙醇<甲醇<水。 水包含普通水、酸水

10、和碱水; 甲醇、乙醇与水任意比互溶; 乙醇、丙酮与亲脂性有机溶剂任意比互溶; 甲醇与除石油醚外的其他亲脂性有机溶剂任意比互溶。 正丁醇萃取水溶性成分。(2)提取溶剂的选择原则:A:对所提取成分的溶解度要大,对杂质溶解度小; B:溶剂与所提取成分不发生意外反应;(有时有目的的化学反应:酸水提取生物碱); C:溶剂廉价、易得、安全(如不易燃、易爆,无毒)。常见的提取溶剂可分为三类: A:水 (酸水或碱水) 用途:水是强极性溶剂,可提取亲水性强的天然药物化学成分; 优点:廉价易得、使用安全,在工业中广泛应用。 缺点:其水提液易霉变,不易保存,粘度大,过滤困难,浓缩时间长。B:亲水性有机溶剂甲醇、乙醇

11、、丙酮等。以乙醇最为常用。优点:溶解范围广,浓缩回收方便、毒性小、价格便宜、提取液不易发霉变质、提取苷类成分不易产生水解的等优点。甲醇毒性较大,使用受到限制。C:亲脂性有机溶剂苯、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等溶剂。用途:提取亲脂性成分。 优点:提取亲脂性成分,减少水溶性杂质的提出。 缺点:易燃、有毒、价格昂贵、不易透入植物组织,提取时间长,用量大。4、常见的提取方法A、冷提(1)浸渍法 特点:不加热冷浸(溶剂为水或稀醇) 适用于:不能加热的药材(加热成分被破坏);如:多糖(不溶于冷水而溶于热水)其天然药材中含有多糖且为无效成分。如用煎煮的方法进行提取则滤液较粘稠不易过滤。 缺点:时间长,溶剂用量大

12、(多次提取)(2)渗漉法特点:溶剂是在动态中进行; 原理:溶剂从上至下流动;造成良好的浓度差,使扩散较好的进行。 优点:提取效率高,不加热。 缺点:溶剂体积大,费时,操作较麻烦。B、热提(3)煎煮法: 一般先浸泡1小时;花类则煎煮时间要短些,根类、果类时间长些。 特点:直火加热(现在多用夹层锅:温度较好控制,受热均匀); 一定要用水作为煮溶剂; 时间主要通过实验来确定,一般0.51或2小时,23次。 优点:效率高; 缺点:A、含挥发性成分及有效成分遇热易破坏不易用此法。 B、含多糖类成分的药材煎煮后药液较粘稠不易过滤。 C、苷类:易水解。(4)回流法: 以有机溶剂为溶媒(醇类,亲脂类)不允许用

13、直火进行加热,可用水浴或蒸气进行加热。 优点:效率比较高;大都用60%以上乙醇提取时杂质多糖和蛋白质均可沉淀除去。溶剂回收(蒸馏装置)非挥发性成分可浓缩。 缺点:成分易破坏,溶剂用量大。(5)连续回流法: 以索氏提取器(亦称脂肪抽出器)回流提取。克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。 缺点:提取时间长,受热破坏成分不能用此法。5、影响提取效率的因素: (1)药材粉碎度:提取包括渗透、溶解、扩散等过程,药粉越细、表面积越大,提取效率越高。但太细,药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉;用有机溶剂可细些。 (2)提取温度:一般热提效率高,但要考虑有些成分温度高易破坏,应选择适宜温度。 (

14、3)提取时间:一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞内外一旦平衡,时间长即无意义一般热水提以0.5l小时为宜,乙醇提1hr为宜。(二)水蒸气蒸馏法适用于:(1)能随水蒸气蒸馏 (2)加热成分不破坏 (3)与水不相混溶(三)升华法(四)超临界流体萃取法(SFE)1 .本法的特点与优点:(1)特点:与经典溶剂提取法比较,不用有机溶剂,而是选用一种称为超临界流体(SF)的物质替代有机溶剂提取。(2)优点:可在低温下提取,“热敏性”成分尤其适用。 无溶剂残留,对作为制剂的天然提取物的提取是一大优势。 提取与蒸馏合为一体,无需回收溶剂。 具选择性分离。2.超临界流体(SF):(1)什么是SF: 指处于

15、临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。既非液体又非气体的单一状态,称为“SF”。Tc:指某气体蒸汽与液体密度相等时的温度。如CO2为31.3Pc:指在临界温度时液化所需要的最小压力。(1mmHg133.3Pa;1atm760mmHg; latm101325Pa。 Atm标准大气压)。(2)SF的性质 具有液体和气体的双重特性,其密度与液体相近,其黏度与气体相似。 扩散系数较大,比液体大100多倍,故溶解能力很强(溶解过程即包含分子间的相互作用和扩散作用)。(3)常见SF: 二氧化碳、一氧化碳、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的为

16、二氧化碳。二氧化碳的特点:临界温度接近室温(Tc31.3),临界压力也较低(Pc7.37Mpa),无色、无毒、无味,不易燃,化学惰性,廉价,易制成高纯度气体。故在SFE中最常用。3、二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律:(1)选择性溶解:在超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力差别很大。其取决于溶质的极性、沸点、分子量,具体如下。 亲脂性、低沸点成分可在低压(104kpa)下提取,如挥发油、烃类、醚类、酯类等。 成分极性基团(如OH、COOH)越多,越难提取。如糖类、氨基酸的萃取压力要4×104Pa以上。 成分分子量越大,越难提取。(2)提取压力、温度与溶解度的关系 分子量越大、沸点

17、越高、极性越大,提取压力就应越高。用温度一般应在40。二、常用的分离方法分离:指将总提取物中的单体A与单体B或单体与杂质之间分离,后者也称纯化或精制。分离的目的和标志:是得到单体化合物。下面介绍常用分离方法。一般分离方法有萃取、沉淀、结晶、盐析、分馏、透析等方法。重点掌握前三种方法。(一) 两相溶剂萃取法:1、原理 利用混合物中各单体组分在两相溶剂中的分配系数(K)不同而达到分离的方法。当成分A溶于两种共存的互不相溶的溶剂时,A按一定比例分配在这两种溶剂中。 分配系数:设一种溶剂为水,另一种溶剂有机溶剂,某成分A在两相溶剂中溶解分配达到平衡以后,在这两种溶剂中浓度的比值,在一定温度下为一常数,

18、称为分配系数(KD)。(CA)有:为A成分在有机溶剂相中的平衡浓度; (CA)水:为A成分在水相中的平衡浓度。可见,混合物中各成分K值相差越大(即K越大于l、或越小于l)分离效果越好。 2、方法(1)简单萃取法仪器:实验室用分液漏斗或下口瓶。操作:一般在水和亲脂性有机溶剂中进行,根据情况,也可用酸水或碱水。天然药物中成分比较复杂,一般一次萃取分离不出来纯品,需要再配合其他方法。破坏乳化的方法(由于成分的复杂性及相互作用,萃取中易发生乳化。) A、加热敷; B、将乳化层抽滤; C、长时间放置(24小时以上)。(2)pH梯度萃取法是分离酸性或碱性成分的常用方法A、以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以亲

19、脂性有机溶剂溶解的碱性成梯度的混合生物碱;B、以pH成梯度的碱水溶液依次萃取以亲脂性有机溶剂溶解的酸性成梯度的混合酚、酸类成分。(3)连续萃取法 逆流分溶法(CCD)和液滴逆流色谱法(DCCC)采用连续萃取器萃取。利用两溶液比重不同自然分层和分散相液滴穿过连续相溶剂时发生传质。此法可克服用分液漏斗多次萃取操作的麻烦。(二)沉淀法指于天然药物提取液中加入某些试剂或溶剂,使某些成分沉淀而使所要成分与杂质分离的方法。依据加入试剂或溶剂不同,分为下述两个方法。1、水醇沉淀法 水提取醇沉淀法:于水提浓缩液中加入乙醇使含醇量达60以上,可使多糖、蛋白质沉淀。 醇提取水沉淀法:于醇提取浓缩液中加入10倍量以

20、上水,可沉淀亲脂性成分。2、酸碱沉淀法 酸提取碱沉淀:用于生物碱的提取分离。 碱提取酸沉淀:用于酚、酸类成分和内酯类成分的提取、分离。(三)结晶法是分离和精制单体化合物最常用的方法。是利用混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同而分离的方法。1、关于结晶和重结晶 结晶:非结晶结晶。 重结晶:不纯结晶较纯结晶。 二者从操作角度差别是起始物不同。2、溶剂影响一般应符合下列条件: 要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小;对杂质或冷热时都溶解,或冷热时都不溶解。 与被结晶成分不发生化学反应。 沸点不宜太高。除用单一溶剂外,天然药物成分的结晶常用一定比例的混合溶剂,至于何种成分用何类混合溶剂,可查阅文献,但

21、科研中主要凭经验。(四)盐析法于天然药物水提取液中加入某些无机盐至一定浓度或达到饱和状态,可使某些成分由于溶解度降低而沉淀析出。常用的无机盐有NaCl、Na2SO4等。生物碱一章中从三棵针中提取小檗碱即用此法。(五)分馏法对液体混合物可采用分馏法分离。如挥发油及某些生物碱。分馏法依据各成分沸点的差别,低沸点的先溜出,高沸点的后溜出。(六)透析法利用小分子或小离子化合物可通过半透膜、大分子或大离子化合物不能通过半透膜的性质,将提取液放于半透膜内,振摇后膜内为大分子,膜外为小分子化合物。一般多糖、蛋白质、某些皂苷为大分子,其余为小分子。(七)色谱(层析)法为天然药物成分分离和鉴定、尤其是分离效果最

22、好、也是最常用的方法。三、色谱法在分离和鉴定中的应用柱色谱的一般原理、常用吸附剂、操作方法及在天然药物化学成分分离中的应用;同时介绍薄层色谱及纸色谱的原理、操作方法及在天然药物化学成分鉴定中的应用。重点掌握吸附、分配柱色谱和薄层色谱的原理及操作。色谱法也叫层析法,是目前分离天然药物成分的最理想手段,也是鉴定天然药物经分离后单体的主要手段之一。(一)柱色谱概念:为色谱分离在色谱柱中进行的一类色谱。 用途:分离化合物,分离单体的主要有效手段。1、吸附柱色谱(1)原理 A、由于不同极性成分对吸附剂吸附力不同,吸附力强的移动慢,吸附力弱的移动快; B、由于洗脱剂对对不同极性成分溶解能力不同,溶解度小的

23、移动慢、溶解度大的移动快。(2)操作过程色谱柱的选择:一般用下端带活塞的玻璃柱。装柱:分干法和湿法两种。 加样:分湿法上样和干法上样。洗脱:选择洗脱剂,加于样品上,打开下端活塞,调整所需流速,按份收集即可。洗脱液处理:不同份的洗脱液一般用薄层或纸层析检查,相同斑点组分合并,回收溶剂,用结晶法 结晶出单体即可。(3)色谱结果:极性小先于极性大流出色谱柱。特殊吸附剂如聚酰胺例外。(4)色谱条件的选择吸附剂:常用的有硅胶、氧化铝、聚酰胺。 A、硅胶(Silica)为最常用的吸附剂 特点:a、为中等极性吸附剂。 b、其结构中有硅醇基,具弱酸性,分离酸性和中性成分。 B、氧化铝即Al2O3。 特点:a、

24、为极性吸附剂,吸附力较硅胶强。 b、其具弱碱性,适于碱性和中性成分的分离。 c、常用于生物碱及亲脂性成分的分离。 d、不适于具邻二酚羟基结构的成分分离。 C、聚酰胺洗脱剂:用于冲洗加有样品柱子的溶剂。A、硅胶、氧化铝大多数以亲脂性有机溶剂为主。 洗脱能力:与溶剂的极性成正比; 经常用混合溶剂做洗脱剂,如氯仿:甲醇(5:1)。 不能用水做洗脱剂,此时无吸附力。B、洗脱方式:常用“极性梯度洗脱”方式。即先用极性小的溶剂洗脱,此时极性小的成分流出; 然后依次增大洗脱剂极性,其它成分依极性由小至大依次流出。聚酰胺吸附柱色谱 吸附原理:氢键吸附;性质:高分子聚合物,不溶于水、甲醇、乙醇; 主要用于酚类、

25、醌类如黄酮类、蒽醌类及鞣质类等成分的分离; 聚酰胺对一般化合物的吸附规律: 化合物中能形成氢键的基团(酚羟基、羧基、羰基)多,吸附强; 能形成氢键的基团数目相同,处于对位和间位的吸附力强于邻位的。 易形成分子内氢键者,吸附减弱。 芳香环和双键多,吸附力强。 2、分配柱色谱(1)原理同萃取。混合物中各成分在固定相和流动相之间连续不断地分配,由于各成分在两相间的分配系数不同,在流动相中分配系数大的成分随着流动相向下移动的快,反之,移动的慢,各成分即可被分离开。(2)色谱条件的选择支持剂:也叫载体,为没有吸附力的、能吸收大量固定相液体的惰性固体。 常用的有: a、含水硅胶:含17以上水无吸附能力,可

26、做支持剂; b、硅藻土:可吸收本身重量100的水而仍呈粉末状,无吸附作用; c、纤维素:一般无吸附作用。固定相 固定在支持剂中的液体。 正相:多用水(包括酸、碱、盐、缓冲液)、甲酰胺等。 反相:用液体石蜡、硅油、石油醚,新型的C18、C8、ODS等最常用。流动相 正相:用亲脂性有机溶剂,可“极性梯度洗脱”; 反相:用水、缓冲液、甲醇、乙醇,适当配合乙腈等。 需要注意的是,所有分配色谱的流动相都要用固定相饱和。(3)操作装柱:先将固定相和支持剂混合搅拌均匀,加入流动相,搅拌均匀,装入柱中。其它操作基本同吸附柱色谱。(4)分配柱色谱结果正相同吸附柱色谱(固定相极性大于流动相)反相的正好相反(固定相

27、极性小于流动相)。3、离子交换色谱离子交换树脂为一种具有特殊网状结构骨架、骨架上带有被交换离子的、不溶性的高分子化合物。(1)原理离子交换反应是树脂与被交换成分间同种电荷离子的等当量替代作用。以离子交换树脂为固定相,水或酸水、碱水为流动相,在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而被吸附,再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。(2)离子交换基团阳离子交换树脂 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, , )4、凝胶过滤色谱凝胶为一种多孔隙的立体网状结构的多聚体,目前常用的为葡聚糖凝胶是由葡萄糖和甘油通过醚桥相交联而成的。(

28、1)分离原理反筛子 葡聚糖凝胶的骨架上有许多一定大小的网孔,网孔大,大分子化合物可进入,网孔小,只有小分子化合物可进入,这样不同大小分子的化合物向下流动的时间就不同,彼此分开。(2)色谱结果 一般分子量大的先流出层析柱,分子量小的后流出层析柱。特殊规律另外再讲。5、大孔树脂色谱大孔吸附树脂(1) 结构与组成: 白色或淡黄色球形颗粒,粒度多为2060目。 组成:苯乙烯,二乙烯苯或-甲基丙烯酸酯型 其中苯乙烯,二乙烯苯型为非极性树脂,-甲基丙烯酸酯型为中极性树脂。 大孔吸附树脂的结构中包含了许多微观小球组成的网状孔穴结构。 (2) 特性: 理化性质稳定,不溶于酸、碱及有机溶剂。 对有机物选择性较好

29、。 吸附速度快。 再生处理方便。(3)吸附原理: 吸附性:本身具有吸附性,是由范德华力和氢键吸附的结果。 筛性原理:由本身的多孔性所决定(4)影响大孔吸附树脂分离效果的因素: 化合物分子极性大小: 色谱行为具有反相的性质。 被分离物质的极性大先流出色谱柱非极性树脂 分子体积大小:在一定条件下,化合物体积越大,吸附力越强。(5)洗脱剂: 对非极性大孔树脂,洗脱剂极性越小,洗脱能力越强, 对中极性大孔树脂及极性较大化合物,则极性较大溶剂洗脱力强。 一般上样后先用水(或酸、碱水)洗去杂质,然后用不同浓度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脱。(二)薄层色谱吸附剂(或支持剂)均匀的铺在片基上进行的一种色

30、谱。与柱色谱的差别为色谱在薄板上进行。用途:主要用途是鉴定和检识分离后的成分为何类化合物及何化合物,如常用的标准品对照法。一般经分离后的欲鉴定斑点如与标准品Rf值一致,且显色颜色相同,可初步确定为相同成分。 指导设计同类型柱层析的条件,如吸附剂、洗脱剂,可大体利用薄层色谱的最佳条件。 特殊薄层色谱可用于制备性分离,此时的用途同柱色谱。1、吸附薄层色(l)原理同吸附柱色谱。 成分于薄板上被分成一个个斑点而分离开。(2)操作制板: A:湿法制板:将吸附剂加入少量粘合剂再加水或其它溶剂调成稀糊状,均匀地铺在选好大小的玻璃板上,先自然干燥,再于105左右烘干半小时,备用。 B:干法制板:将吸附剂干粉均

31、匀地铺在玻璃板上即可,随制随用。 粘合剂:常用羧甲基纤维素钠(CMC),用前先用水调成0.5%左右的溶液。点样: 将混合物样品溶于有机溶剂中,用毛细管点子薄层板一端距底边l.5cm位置上,挥去溶剂。展开: 将选定的展开剂放于层析缸内,薄层板下端放入,注意斑点不能进入展开剂,展开距离一般10cm以上。展开前一般要饱和20分钟,克服边缘效应。 (边缘效应:展层时因未饱和而出现的两边斑点Rf值大、中间斑点Rf值小的现象) 显色: 展完后将薄层极挥去溶剂,用选择的显色剂喷雾显色。也可在荧光灯下观察斑点荧光。有颜色的物质可直接观察。结果处理: 对所要的成分斑点要计算Rf值(比移值),(3)色谱行为(结果

32、) 一般吸附色谱极性大的化合物Rf值小,极性小的化合物Rf值大。 特殊吸附剂例外,如聚酰胺。(4)色谱条件的选择吸附剂 不同类成分吸附剂的选择不同吸附剂。展开剂 与柱色谱相同,均为有机溶剂。多数为混合溶剂。 对于一个化合物来说,展开剂的极性越大,展开能力越强,展开的距离越长,Rf值越大。被分离成分极性大成分吸附力小些的吸附剂极性小成分吸附力大些的吸附剂极性大成分吸附力大的展开剂极性小成分吸附力小的展开剂2、分配薄层色谱(1)原理:同分配柱层析。(2)操作 在正相色谱中,在铺板中自然干燥后不要烘烤,保留一定水分,同时展开剂中要有一定比例的水,造成固定相。其它操作同吸附薄层色谱。(3)色谱行为(结

33、果):同分配柱色谱。(三)纸色谱(PC)也称纸层析色谱是在特殊的滤纸上进行,相当于薄层色谱。 1、原理 可以看作为以滤纸为支持物、滤纸上吸附的水为固定相、亲脂性有机溶剂为流动相的分配色谱。混合物中各组分在两相溶剂中的分配系数不同,展层后Rf值不同,各成分即可经分离后被鉴定。 滤纸可吸附本身重量22的水分,可成为固定相;有时还可在滤纸上涂水或水类溶剂,以充分造成固定相。2、操作 基本同薄层色谱。3、色谱条件的选择滤纸的选择用层析滤纸。固定相 通常滤纸吸附的水即可满足。如不行,则可将选择的固定液涂在滤纸上。如一定pH的缓冲液、甲酰胺、二甲基甲酰胺等。展开剂 一般为亲脂性有机溶剂或有机溶剂,前者要用

34、固定相饱和。通常用一定比例的混合溶剂。4、色谱(行为)结果同正相吸附薄层色谱。即极性小的化合物Rf值大,极性大的化合物Rf值小。5、用途用于混合物中化合物分离后的鉴定及指导分配柱色谱的条件的选择(称为“纸层先导”)。 以上为常用的柱色谱及薄层色谱。其它特殊的色谱在以后有关应用章节介绍。如聚酰胺色谱、硝酸银色谱、双向纸色谱等。第三节 结构研究的一般方法研究意义: 为深入探讨有效成分的生物活性、构效关系、体内代谢以及进行结构改造、人工合成等研究提供必要的依据。 一、理化鉴定1、物理常数的测定(1)熔点:熔距0.5 1.0 ;(2)沸点:除高沸点物质外,沸程小于5;(3)比旋度:多为光学活性物质,一

35、般皆要测其比旋度;(4)折光率:液体纯物质具有恒定的折光率;(5)比重:液体纯物质具有恒定的比重。(6)旋光谱:(7)圆二色谱:2、分子式的确定(1)质谱法(MS):最常用方法。 高分辨质谱(HR-MS):直接得到精确的分子量和分子式。 举例: 青蒿素 (HR-MS)分子离子峰m/z282.1472C25H22O5(计算值,282.1467 )(2)元素分析法自动元素分析仪:快速、简便 A:检查含有哪几种元素,并测定其百分含量,得出实验式; B:利用质谱得出化合物的分子量,最后求得分子式。 3、结构骨架及官能团的确定(1)不饱和度的计算A:意义:得出可能含有的双键数或环数。B:计算方法:一价原

36、子数目(H、X):三价原子数目(N、P):四价原子数目(C、S)C、举例:C30H48O3化合物(2)化学方法: 碱液反应:羟基蒽醌类化合物 盐酸镁粉反应:黄酮类化合物 L-B反应:甾体母核 Molish反应:糖及苷类化合物(3)色谱方法:标准品对照法二、波谱测定1IR光谱 (红外光谱) (1)用途:功能基的确认、芳环取代类型判断。 (2)化合物用量:一般只需510g 测定范围:4000500cm-1,1600cm-1以上为特征区,1000500为指纹区。 (3)方法:标准品对照法,完全一致,可推测为同一物质;也可检索IR数据图谱文献,进行对照。 2UV光谱 (紫外光谱) (1)用途:可提供分

37、子中共轭体系的结构信息;标准品对照法可初步鉴定化合物;还可进行含量测定。 (2)化合物用量:更少(3)方法:标准品对照法,完全一致,可推测为同一物质;也可检索IR数据图谱文献,进行对照。 3. NMR光谱 (1)用途:可提供分子中氢及碳原子的类型、数目、连接方式、周围化学环境及构型、构象信息; (2)化合物用量:几个毫克,单用NMR即可确定分子结构。(3)方法 1H-NMR谱 A:提供信息 a、化学位移 () :1H核周围化学环境不同,值不同,一般在020范围内。常见基团的化学位移 脂肪烃 -CH30.81.2 -CH21.01.5 -CH1.21.8 炔烃 CH32.03.0 烯烃 CH5.

38、08.0 芳环(苯环)及芳杂环6.09.0 醛 -CHO9.010.0 醇 -OH0.55.5 烯醇 CH-OH15.019.0 酚4.88.0 酸10.013.0 脂肪胺 -NH0.32.2 酰胺5.08.5 芳香胺2.65.0b、偶合常数(J) :裂分间的距离;磁不等同的两个或两组氢核,近距离相互干扰产生信号 的裂分;符合n+1规律。偶合常数J:磁不等同的两个或两组氢核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生裂分,裂分间的距离为偶合常数J。J大小取决于间隔键的距离。 碳谱化学位移数据:-CH38-30-CH215-55-CH25-60炔烃6290烯烃80135芳氢90150醇-OH4580醚5585酮羰基180220c、质子数 :信号峰的积分值。 B:辅助技术双照射技术(NOE) a、选择性的照射一种质子使其饱和,则空间接近 的质子信号强度增强的现象。 NOE效应:一对相关峰(A、B) 照射A,则A消失, B峰增强,照射B,则B消失, A峰增强。13C-NMR谱 A:提供信息 a、化学位移C:13C核周围化学环境不同,值不同,一般在0250范围内。 b、异核偶合常数(JCH) c、驰豫时间(T1) B:测定技术 a、质子宽带去偶:H的偶合影响全部被消除,

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