天然药化卫生部规划教材第四版PDF课件_图文

1、第一章 总论 第二章 糖和苷 第三章 苯丙素类 第四章 醌类化合物 第五章 黄酮类化合物 第六章 萜类和挥发油 第七章 三萜及其苷类 第八章 甾体及其苷类 第九章 生物碱 卫生部规划教材第四版 第一章 总论 一、概述 第一章 二、生物合成 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 一、概 述 天然药物化学是药物化学的一个分支学科。它主 要用现代科学理论和技术方法研究天然化学物资；具 体内容包括主要类型的天然化学成分的结构类型、提 取分离方法、结构测定等。 天然药物来源: 植物（为主）、动物、矿物天然 药物中的活性成分是其药效的物资基础。 例如： 一、概 述 HO C H C C H3 H NHC

2、H 3 l-ephedrine 左旋麻黄素 （麻黄 Ephedra spp.中 平喘、解痉 1 一、概 述 OH OH HO O r utinos e OH O 一、概 述 由于现代科学技术进步，特别是将波谱解析方法 （NMR、MS、IR、UV）用于推导化合物的结构，甚 至用X晶体衍射来确定化合物结构的发展，以及分离 手段的进步，天然药化的发展速度大为加快，发现的 新化合物数目大为增加，微量成分、水溶性成分的分 离、提纯；稳定性差的活性物资的分离等也不再是难 题了。天然药物化学本身也已不再是原先的分离提 取、结构鉴定，而是逐步发展成生测指导下的分离提 取、结构鉴定，及半合成修饰和全合成紧密结合

3、的一 门学科。 Rutin 芦丁 （槐花米 Sophora japonica 的花蕾中 降低血管脆性、防高血压和 动脉硬化的治疗辅助药 第一章 总论 一、概述 二、生物合成 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 三、提取分离的方法 1提取前文献查阅综述和药材生药鉴定 2提取方法 粉碎成粗粉 有机溶剂法和水提法 水蒸气蒸馏法 升华法 3分离纯化法 根据物质溶解度的不同进行分离 a.温度不同,溶解度不同 b.改变溶液的极性去杂 c.酸碱法 d.沉淀法 三、提取分离的方法 根据物质分配比不同极性分离 a.液-液萃取法 b.反流分布法 c.液滴逆流层析法 d.高速逆流层析法 e.GC法 f.LC法:L

4、C分配层析载体主要有-硅胶,硅藻土,纤 维素等;有正反相之分;压力有低、中、高之分; 载量有分析、制备之分。 三、提取分离的方法 根据物质吸附性不同极性分离 a. 极性吸附剂（如SiO2,Al2O3.极性强，吸附力大 非极性吸附剂 (如活性炭 对非极性化合物的吸附力强 (洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大。 b.化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小 而定; 溶剂的极性大小可按其介电常数(大小排列 （ 极性渐大 > ） : 己烷 苯 2.29 无水乙醚 4.47 CHCl3 5.20 AcOEt 乙醇 6.11 26.0 甲醇 31.2 水 81.0 1.88 2 三、提取分离的方

5、法 c.氢键力吸附 聚酰胺吸附层析-洗脱剂的洗脱力由小到大为: 水 > 甲醇 > 丙酮 > NaOH液 > 甲酰胺 > 尿素水液 根据物质分子的大小进行分离 如葡萄糖凝胶(Sephadex G and LH-20.过泸法等 根据物质解离程度不同的分离法 离子交换法： 强酸： -SO3H 强碱： -N+(CH33Cl弱酸： -CO2H 弱碱： -NH2(NH,N 第一章 总论 一、概述 二、生物合成 三、提取分离的方法 四、结构研究方法 四、结构研究方法 从天然物中分离到化合物单体后,需进行结构 鉴定,方法有波谱法,化学法,文献调研等。 1 纯化和干燥化合物的样品

6、2 通过文献调研，理化常数和化学定性分析等初 步判断结构类型 3 由波谱法等确定分子式，分子量，不饱和度； 进一步推出结构官能团推出结构片断或骨 架推出平面结构确定其构型，构象。 第二章 第二章 糖和苷 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 一、 概述 糖又称作碳水化合物(carbohydrates，是自 然界存在的一类重要的天然产物，是生命活动所 必需的一类物质，和核酸、蛋白质、脂质一起称 为生命活动所必需的四大类化合物。按照其聚合 程度可分为单糖、低聚糖（寡糖）和多糖等。 苷

7、类又称配糖体(glycoside，是由糖或糖 的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子 联接而成的化合物。 3 一、 概述 糖和苷类的生理活性是多种多样的，糖是植物光合 作用的初生产物，通过它进而合成了植物中的绝大部分 成分。所以糖类除了作为植物的贮藏养料和骨架之外， 还是其它有机物质的前体。一些具有营养、强壮作用的 药物，如山药、何首乌、大枣等均含有大量糖类。苷类 种类繁多，结构不一，其生理活性也多种多样，在心血 管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消 炎，增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都具有不同的活 性，苷类已成为当今研究天然药物中不可忽视的一类成 分。许多常见的中药例如人参、甘草

8、、柴胡、黄芪、黄 芩、桔梗、芍药等都含有苷类。 第二章 糖和苷 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离 二、单糖的立体化学 单糖结构的表示方 法： CH OH 2 二、单糖的立体化学 绝 对 构 型： 离端基碳最远的碳原子的构型 O O H H OH OH H O H H OH OH D型 L型 (Haworth式限于羰基碳与该 原子成环的） CHO H OH H OH OH CH2OH D型 H HO H HO CHO OH H OH H CH2OH L型 CH2OH O H O

9、H H OH H OH H D型 H OH O CH2OH OH H OH H OH H L型 OH CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH CH2OH O OH H H OH H OH H H OH O HO O H H Fisher式 Haworth式 成环状结构后，多了一个手性碳-端基碳 二、单糖的立体化学 差向异构体： 端基碳(anomeric carbon的相对构型 型型(Haworth式限于羰基碳与 该原子成环的） CH2OH O OH H H OH H OH H H OH -DH O OH CH2OH OH H OH H H OH H -LCH2OH O H

10、H H OH H OH OH H OH -DH O H CH2OH OH H OH OH H OH -LH 二、单糖的立体化学 单糖的构象： 吡喃糖(pyranose，六员环呋喃糖 (furanose，五员环，吡喃糖的优势构象 椅式。 4 4 O 4C 1 1 O 1,4B 2 O 2C O 1 是C1相对于C5的构型，因此-D-糖和-L-糖的端基碳原子 的构型是一样的。 O 4 1C 4 1 4 O 1 4 5H 4 5 O B1,4 4 第二章 糖和苷 一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 H 三

11、、糖和苷的分类 一、 单糖: 已发现200多种, 3C8C, 多以结合态存在. 可分为以下几类: 1 、五碳醛碳(aldopentoses 有L-阿拉伯糖(L-arabinose，D-木糖(D-xylose，D-来 苏糖(D-lyxose，D-核糖(D-ribose等。 L-阿拉伯糖的结构如下： CHO C C C OH H H OH O OH OH OH H,OH O OH H,OH OH HOH2C O OH OH H,OH 八、糖和苷的提取分离 HO HO CH2OH 三、糖和苷的分类 2 、六碳醛糖(aldohexose 常见的有D-葡萄糖(D-glucose，D-甘露糖(Dmanno

12、se，D-阿洛糖(D-allose，D-半乳糖(Dgalactose等。其中以D-葡萄糖最为常见。 CHO H HO H H C C C C OH H OH OH HOH2C CH2OH OH OH O H,OH HOH2C HO HO O H,OH OH HO C H O OH OH 三、糖和苷的分类 3 、六碳酮糖(ketohexose, hexulose 如D-果糖(D-fructose，L-山梨糖(L-sorbose 等。下图为-D-果糖的结构：返回 CH2OH HC HO H H H,OH OH H OH OH OH O HO CH2OH H C C C CH2OH O HO CH2

13、OH H OH HO CH2OH OH 4 、甲基五碳糖 常见的有L-鼠李糖(L-rhamnose，L-夫糖(L-fucose 和D-鸡纳糖(D-quinovose。如L-鼠李糖的结构。 CH2OH 三、糖和苷的分类 CH 2OH H H HO HO C C C C CH 3 OH OH H H OH CH 3 HO OH O H,OH 三、糖和苷的分类 6、 氨基糖(amino sugar 单糖的一个或几个醇羟基 置换成氨基。如庆大霉素的结构： OH CH2NH2 O O NH2 绛红糖胺 OH O NH2 H2 N 2-脱氧 链酶胺 O NHCH3 OH 5 、支碳链糖 糖链中含有支链，如

14、D-芹糖(D-apiose和D-金 缕梅糖(D-hamamelose, 结构如下 CH2OH H HOH2C H C C C OH OH OH HO HO OH O CH2OH 加 洛 糖胺 H,OH CH2OH 7 、去氧糖(deoxysugars 单糖分子的一个或二个羟 基被氢原子取代的糖，常见的有6-去氧糖、甲基五 碳糖、2,6-二去氧糖及其3-O-甲醚等。该类糖在强心 苷和微生物代谢产物中多见，并有一些特殊的性 质。如L-黄花夹竹桃糖(L-thevetose是2,6-二去氧糖 的3-O-甲醚。 5 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 6、显色反应 1）盐酸-镁粉（或锌粉）反应： 多数黄

15、酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显 橙红紫红色，少数显紫蓝色。查耳酮、橙酮、儿茶素类不 显色。异黄酮类一般不显色。 2） 四氢硼钠（钾）反应： NaBH4 是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原 剂。与二氢黄酮类化合物产生红紫色。其它黄酮类化合物均 不显色。 3）铝盐： 生成的络合物多为黄色（max=415nm），并有荧光， 可用于定性及定量分析。常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶 液。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 4） 铅盐： 常用1%醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液，碱式醋酸铅 反应能力更强，可生成黄红色沉淀。 5） 锆盐： 多用2%二氯氧化锆（ZrOCl2）甲醇溶液。黄酮类 化合

16、物分子中有游离的3-或5-OH存在时，均可反应生 成黄色的锆络合物。 3-OH，4-酮基络合物的稳定性>5-OH，4-酮基 络合物（仅二氢黄酮醇除外）。当反应液中接着加 入枸橼酸后，5-羟基黄酮的黄色溶液显著褪色，而3羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色（锆枸橼酸反应）。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 6）镁盐： 二氢黄 酮、二氢黄酮醇类与醋酸镁的甲醇溶 液，加热可显天蓝色荧光，若具有C5-OH，色泽更为 明显。而黄酮、黄酮醇及异黄酮类等则显黄橙黄 褐色。 7）氯化锶（SrCl2）： 在氨性甲醇溶液中，可与分子中具有邻二酚羟 基结构的黄酮类化合物生成绿色棕色乃至黑色沉 淀。 8）三氯化铁反应：

17、多数黄酮类化合物因分子中含有游离酚羟基， 与三氯化铁水溶液或醇溶液可产生正反应，呈现颜 色；当含有氢键缔合的酚羟基时，颜色更明显。 二、 黄酮类化合物的性质与颜色反应 9）硼酸显色反应 ： 在无机酸或有机酸存在条件下，5-羟基黄酮及 2-羟基查耳酮可与硼酸反应，呈亮黄色。 10）碱性试剂显色反应： 在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用氨 蒸气和其他碱性试剂处理后的色变深的情况。当分子 中有邻二酚羟基取代或3,4-二羟基取代时，在碱液中 很快氧化，最后生成绿棕色沉淀。 第五章 黄酮类化合物 一、黄酮类化合物的概述 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 三、黄酮类化合物的提取与分离 四、黄酮类

18、化合物的波谱 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （一）提取 黄酮甙类以及极性稍大的甙元（如羟基黄 酮 等 ） ， 一 般 可 用 丙酮、 醋 酸 乙酯、 乙 醇 提 取。一些多糖甙类可用沸水提取。在提取花青素类 化合物时，可加入少量酸（0.1%盐酸，应当慎 用，避免发生水解）。 大多数黄酮甙元宜用用氯仿、乙醚、醋酸乙 酯等中极性溶剂提取，而对多甲氧基黄酮类游离甙 元，甚至可用苯等低极性溶剂进行提取。 41 三、 黄酮类化合物的提取与分离 对得到的粗提物可进行下列精制处理，常用方法 有： （一）溶剂萃取法 利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同，选用 不同溶剂进行地萃取可达到精制纯化目的。例如植 物

19、叶子的醇浸液，可用石油醚处理，以便除去叶绿 素、胡萝卜素等脂溶性色素。而某些药料水溶液则 可加入多倍量浓醇，以沉淀除去蛋白质、多糖类等 水溶性杂质。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 有时溶剂萃取过程也可以用逆流分配法连续进行。常 用的溶剂系统有：水-醋酸乙酯，正丁醇-石油醚等。 溶剂萃取过程在除去杂质的同时，往往还可以收到 分离甙和甙元或极性甙元与非极性甙元的效果。 （二）碱提取酸沉淀法 黄酮甙类虽有一定极性，可溶于水，但却难溶于酸 性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取，再于碱水 提取液中加入酸，黄酮甙类即可沉淀析出。此法简便 易行，如芦丁、橙皮甙、黄芩甙的提取都应用了这个 方法。 三、 黄酮

20、类化合物的提取与分离 兹以从槐米中提取芦丁为例说明该法的操 作过程。 槐米（槐树Sophora japonica L. 花蕾）加约6倍 量水，煮沸，在搅拌下缓缓加入石灰乳至pH89，在此 pH条件下微沸2030分钟，趁热油滤，残渣同上再加4 倍水煎1次，乘热抽滤。合并滤液在6070下，用浓 盐酸调至pH为5，搅匀，静置24小时，抽滤。沉淀物水 洗至中性，60干燥得 芦丁粗品， 于水中重结晶， 7080干燥得芦丁纯品。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 在用碱酸法进行提取纯化时，应当注意所用碱液 浓度不宜过高，以免在强碱性下，尤其加热进破坏黄 酮母核。在加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成 （金羊

21、）盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解， 降低产品收率。 当药料中含有大量果胶、粘液等不溶性杂质时，如 花、果类药材，宜用石灰乳或石灰水代替其它碱性 水溶液进行提取，以使上述含羟基的杂质生成钙盐沉 淀，不致溶出。这也有利于黄酮类化合物的纯化处 理。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （三）碳粉吸附法 主要适于甙类的精制工作。 通常，在植物的甲 醇粗提取物中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至 定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤，收集吸甙 炭末，依次用沸甲醇、沸水、7%酚/水、15%酚/醇溶液 进行洗脱，各部分洗脱液进行定性检查（或用PPC鉴 定）。通过对Baptisia lecontei 中黄酮

22、类化合物的 研究证明，大部分黄酮甙类可用7%酚/水洗下。洗脱液 经减压蒸发浓缩至小体积，再用乙醚振摇除去残留的 酚，余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮甙类成分。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 二、分离 现将较常用的方法介绍如下： （一）柱层析法 分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有硅胶、聚 酰胺及纤维素粉等。此外，也有用氧化铝、氧化镁及 硅藻土等。 1. 硅胶柱层析：此法应用范围最广，主要适于分离 异黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇及高度甲基化（或乙 酰化）的黄酮及黄酮醇类。少数情况下，在加水去活 化后也可用于分离极性较大的化合物，如多羟基黄酮 醇及其甙类等。 42 三、 黄酮类化合物的提取与分离 2

23、. 聚酰胺柱层析：对分离黄酮类化合物来说，聚酰胺 是较为理想的吸附剂。其吸附强度主要取决于黄酮类 化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合 物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。 聚 酰胺柱层析可用 于分离各种类型的黄酮类化合 物，包括甙及甙元、查耳酮与二氢黄酮等 黄酮类 化合物从聚酰胺柱上洗脱时大体有下列规律： （1）甙元相同，洗脱先后顺序一般是： 参糖甙>双糖甙>单糖甙>甙元 （2）母核上增加羟基，洗脱速度即相应减缓 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （3）不同类型黄酮化合物，先后流出顺序一般是：异 黄酮>二氢黄酮醇>黄酮>黄酮醇 （4）分子中芳香

24、核、共轭双键多者则吸附力强，故查 耳酮往往比相应的二氢黄酮难于洗脱。上述规律也适 用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。 3. 葡聚糖疑胶(Sephadex gel柱层析： 对于黄酮类化合物的分离，主要用两种型号的凝 胶：Sephadex-G型及Sephadex-LH-20型。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机理是： 分离游离黄酮时，主要靠吸附作用。凝胶对黄酮类 化合物的吸附程度取决于游离酚羟基的数目。但分离 黄酮甙时，则分子筛的属性起主导作用。在洗脱时， 黄酮甙类大体上是按分子量由大到小的顺序流出柱 体， 葡聚糖凝胶柱层析中常用的洗脱剂有： (1 碱性水溶液（如

25、0.1mol/L NH4OH），含盐水溶 液(0.5mol/L NaCl等。 (2 醇及含水醇，如甲醇，甲醇-水（不同比例）、t-丁 醇-甲醇(3:1、乙醇等。 (3 其它溶剂：如含水丙酮、甲醇-氯仿等。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （二）梯度pH萃取法 梯度pH萃取法适合于酸性强弱不同的黄酮甙元的 分离。根据黄酮类甙元酚羟基数目及位置不同其酸性 强弱也不同的性质，可以将混合物溶于有机溶剂（如 乙 醚 ） 后 ， 依 次 用 5%NaHCO3 、 5%Na2CO3 、 0.2%NaOH及4%NaOH水溶液萃取，来达到分离的 目的。 酸性： 7，4-二OH > （溶于）： 5%NaHC

26、O3液 一般OH > 0.2%NaOH液 7-或4-OH > 5%Na2CO3液 5-OH 4%NaOH液） 三、 黄酮类化合物的提取与分离 （三）根据分子中某些特定官能团进行分离 在黄酮类成分的混合物中，具有邻二酚羟基成分与 无此结构的成分，可用铅盐法分离。有邻二酚羟基的 成分可被醋酸铅沉淀，不具有邻二酚羟基的成分可被 碱式醋酸铅沉淀，达到分离的目的。 与黄酮类成分混存的其它杂质，如分子中有羧基 （如树胶、粘液、果胶、有机酸、蛋白质、氨基酸 等）或邻二酚羟基（如鞣质等）时，也可为醋酸铅沉 淀达到去杂目的。 三、 黄酮类化合物的提取与分离 具黄酮类化合物与铅盐生成的沉淀，滤集后按常

27、法悬 在浮在乙醇中，通入H2S进行复分解，滤除硫化铅沉 淀，滤液中可得到黄酮类化合物。但初生态的PbS沉淀 具有较高的吸附性，因此现多不主张用H2S脱铅，而用 硫酸盐或磷酸盐，或用阳离子交换树脂脱铅。有邻二 酚羟基的黄酮可与硼酸络合，生成物易溶于水，借此 也可与不具上述结构的黄酮类化合物相互分离。 在实际工作中，常将上述柱层析法与各种经典方 法相互配合应用，以达到较好的分离效果。 43 第五章 黄酮类化合物 一、黄酮类化合物的概述 四、黄酮类化合物的波谱 1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征 二、黄酮类化合物的性质 与颜色反应 三、黄酮类化合物的提取与分离 溶剂：MeOH + + O O 四、

28、黄酮类化合物的波谱 _ O _ O 带I:300-400nm 带:200-280nm 四、黄酮类化合物的波谱 1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征 四、黄酮类化合物的波谱 1、黄酮类化合物在甲醇中的UV谱特征 4 ' OH 1、MeOH+NaOMe: 带I 红移40-60nm 2、NaOAc（熔融）: HO 7 O O O 带I 红移40-65nm 强度下降 1、NaOAc（未熔融）: 带红移5-20nm O 四、黄酮类化合物的波谱 AlCl3/HCl 谱图AlCl3 ：无邻二酚羟基。 AlCl3/HCl 谱图AlCl3 ： B环有邻二酚羟基：带I 紫移30-40nm O OH OH HO O A l 四、黄酮类化合物的波谱 AlCl3/HCl 谱图AlCl3 ：无邻二酚羟基。 AlCl3/HCl 谱图AlCl3 ： A环和B环有邻二酚羟基：带I 紫移50-65nm