中药化学一般方法2

1、第5节 中药化学成分鉴定和结构研究简介l 化合物的纯度测定l 结构研究的主要程序l 结构研究的主要方法l 结构研究实例1.化合物的纯度测定z 晶形 结晶均匀、一致z 熔点 熔点明确、敏锐，熔距0.5-1.0z 薄层色谱或纸色谱 三种以上不同展开剂展开，均呈现单一斑点z HPLC、GC等色谱方法 呈现单一色谱峰2.结构研究的主要程序初步推断初步推断化合物类型化合物类型测定分子式，测定分子式，计算不饱和度计算不饱和度确定官能团、确定官能团、结构片断、骨架结构片断、骨架推断平面结构推断平面结构确定主体结构确定主体结构1. 观察样品在提取、分离过程中的行为观察样品在提取、分离过程中的行为2.测定理化常

2、数，如溶解度、色谱行为、定性反应等测定理化常数，如溶解度、色谱行为、定性反应等3.结合文献调研结合文献调研1.高分辨质谱（高分辨质谱（HR-MS）2.元素分析（元素分析（EA）3.同位丰度比法同位丰度比法1.测定解析波谱数据测定解析波谱数据2.官能团定性定量分析官能团定性定量分析1.综合分析谱学数据及定性、定量分析结果综合分析谱学数据及定性、定量分析结果2.与已知化合物进行比较与已知化合物进行比较或化学沟通或化学沟通1.测定测定CD或或ORD2.测定测定NOE或或2DNMR3.X射线衍射分析射线衍射分析4.人工合成人工合成3.结构研究的主要方法（1）确定分子式、分子量，计算不饱和度z 分子式的

3、确定 元素分析法 实验式（结合分子量） 分子式 同位素丰度比法（500） HR-MS 分子量、分子式 z 不饱和度的计算 U=1+n4-0.5(n1-n3)MS冰点下降法沸点上升法粘度法凝胶滤过法3.结构研究的主要方法（2）化学法确定化合物结构骨架与官能团z 颜色反应z 化学反应3.结构研究的主要方法（3）波谱法研究化合物结构zUVzIRzNMRzMSzORDzCDzX-射线单晶衍射z 定义 分子中价键的伸缩及弯曲振动在光的红外区域（4000-500cm-1）引起吸收，测得的图谱为红外光谱。反映功能团与波长的关系。只需5-10g。4000-1500cm-1为特征区，1500-500cm-1为指

4、纹区。z 应用 已知化合物：测定红外光谱叠图或检索红外光谱数据。 未知化合物：用于确定官能团以及芳环取代的判断等。红外光谱（IR）s-(-)-藏茴香酮的藏茴香酮的IR光谱光谱z 定义 化合物分子在磁场中受电磁波的辐射，有磁距的1H原子核吸收一定能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率对吸收强度作图所得。氢同位素中，1H丰度最大，信号灵敏，1H-NMR易测，应用广。z 应用 测定化学位移（0-20ppm）、谱线的积分面积及裂分情况（重峰数及偶合常数），提供分子中1H的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。核磁共振氢谱（1H-NMR） 化学位移（Chemical shift, ） 1H核因

5、周围化学环境不同，其外围电子云密度以及绕核旋转时产生的磁的屏蔽效应也不同。不同类型的1H共振信号出现在不同的区域，可识别。 峰面积 由于1H谱上积分面积与分子中的总质子数相当，故如知分子式，可据此算出每个信号所相当的1H数。 信号的裂分及偶合常数 磁不等同的两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生分裂，表现出不同的裂分，如singlet、doublet、triplet、quartet、multiple等。不同类型氢核化学位移的大致范围不同类型氢核化学位移的大致范围NOE效应 当两个质子HA和HB在空间非常接近时，对HA做饱和照射时，HB的信号强度会增加，这种现象称为NOE效

6、应。当照射当照射3.84ppm（OCH3）信号时，）信号时，6.88ppm处处5-H的信号增强，的信号增强，判断判断OCH3应处于应处于6-C上。上。OOOHHOH3COH123456782DNMRz1H-1H COSY：相邻质子间的偶合关系。z13C-1H COSY： HMQC，1H和与其直接相连的13C的偶合关系。 HMBC，1H和与其远程偶合的13C的关系。 乙酸乙酯的乙酸乙酯的1H-1H COSY图谱图谱z 定义 化合物分子在磁场中受电磁波的辐射，有磁距的13C原子核吸收一定能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率对吸收强度作图所得。z 应用 提供的结构信息是分子中各种不同类

7、型及化学环境的碳核化学位移（0-200ppm），异核偶合常数及弛豫时间，其中利用度最高的是化学位移。核磁共振碳谱（ 13C-NMR） 噪音去偶谱（全氢去偶谱COM或宽带去偶谱BBD） 采用宽频的电磁辐射照射所有1H使之饱和后测定13C-NMR谱。1H对13C的偶合全部消除，所有13C信号在图谱上均作为单峰出现，无法确定连接的1H数，但对判断13C信号的化学位移很方便。 选择氢核去偶谱（SPD）或远程选择氢核去偶谱（LSPD） 对某个或某几个氢核进行照射，以消除其偶合影响。此时峰形发生改变的信号只是与之有偶合关连的13C信号。 DEPT 通过改变照射1H核的脉冲宽度（）或设定不同的驰豫时间，使不

8、同类型的1H信号在谱图上呈单峰并分别呈现正向峰或倒置峰，灵敏度高，信号间重叠少，一种常规测定方法。- -紫罗兰酮的质子非去偶谱紫罗兰酮的质子非去偶谱- -紫罗兰酮的噪音去偶谱紫罗兰酮的噪音去偶谱- -紫罗兰酮紫罗兰酮9 9位羰基的位羰基的LSPDLSPD谱谱a.a.质子非去偶谱质子非去偶谱 b.b.照射照射7-H,8-H7-H,8-Hc.c.照射照射7-H,10-H d.7-H,10-H d.质子噪音去偶谱质子噪音去偶谱e.e.照射照射10-H f.10-H f.照射照射8-H,10-H8-H,10-H- -紫罗兰酮的紫罗兰酮的DEPTDEPT谱谱z 定义 MS是记录分析样品在质谱仪中经高温气

9、化（300），在离子源受一定能量冲击产生阳离子，同时发生某些化学键的有规律的断裂，而后在稳定磁场中按质量和电荷之比（m/z）顺序进行分享并通过检测器表达的图谱。z 应用（测定分子式和分子量） 已知化合物：通过比较质谱图进行鉴定。 未知化合物：由碎片峰及裂解特征推定或复核分子的部分结构。质谱（ MS） EI-MS（电子轰击电离, electron impact ionization） 测定时需先加热气化再电离，故易热分解或难气化的化合物，测不到分子离子峰。 FD-MS（场解析电离, field desorption ionization） 将试样稀溶液涂在钨丝发射极上，通过真空密封系统进入离化室

10、作为阳极，再安装阴极，加10kV的高电压使其电离。适用于热不稳定、极性大、难挥发的化合物。高质量区的信息较为详尽。 FAB-MS（快原子轰击电离, fast atom bombardment） 从离子枪射出的一次离子经加速后在碰撞室通过交换电荷，产生高速中性离子，该中性离子撞击试样即可使之电离，得到分子离子及进一步裂解的碎片。碎片类型与FD-MS相同，但低质量区的结构信息也较为详尽。桂皮酸乙酯桂皮酸乙酯EI-MS图图Balanitin-1的的FD-MS图图ORD（旋光谱，Optical Rotatory Dispersion）z 定义 用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长对比旋光度或

11、摩尔旋光度作图所得的曲线。z 应用 推断不对称分子的构型和构象。 CD（圆二色谱，Circular Dichroism）z 定义 记录化合物在紫外光与可见光区所产生的椭圆偏振光的椭圆度与波长的关系。CD谱是透过介质后的光的吸收曲线，而ORD则是它的分散曲线。z 应用 测定手性化合物的构型、构象、确定某些官能团在手性分子中的位置等。X射线单晶衍射z 定义 通过测定化合物晶体对X射线的衍射谱，再通过计算机用数学方法解析衍射谱，再还原为分子中各原子的排列关系，最后获得每个原子在某一坐标系中的分布，给出化合物化学结构，获得分子的全貌，是一种很好的测定化合物分子结构的方法。同时还能测定出化合物结构中的键

12、长、键角、构象、绝对构型等结构细节。z 应用 测定大分子物质结构。 4.结构研究举例今由某药材中分离得到一种成分A，测得下列数据：v 无色针晶，mp 154-156，a 59(EtOH)v 易溶于MeOH, EtOH, H2O，难溶于CHCl3, Et2Ov Molish反应（），FeCl3反应（）v IR(cm-1): 32503500, 1610, 1590, 1575, 1075, 1045, 1020, 1010, 860, 830v MS (m/z): 286 (M+), 163, 145, 127, 124 (100%)；其乙酰物 m/z 496（M+）v 苦杏仁酶水解后得一个溶于

13、乙醚的针晶B及D-葡萄糖 酶水解后所得针晶B，测得下列数据：v mp 112115v 元素分析 C 67.4% H 6.50%v Gibbs 反应（）， FeCl3 反应（+）v MS (m/z): 124 (M+)v 1H-NMR (d): 3.97 (1H, t, D2O交换消失) 4.51 (2H, d) 6.78, 7.18 (4H, AA, BB系统) 8.20 (1H, s, D2O交换消失)OgluCH2OHOHCH2OH第6节 中药药理供试样品的配制l常用制剂l中药制剂浓度表示法 1.常用制剂（1）水溶液 易溶于水的成分用蒸馏水或生理盐水配制,用稀酸或稀碱溶液时pH4-9为宜。

14、可加热或加增溶剂。（2）低浓度有机溶剂 适用于易溶于有机溶剂，而难溶于水的提取物。常用乙醇、丙二醇等，含量10%。可加入增溶剂，有机溶剂:增溶剂:水=1:1:8。 （3）油剂 适用于不溶于水而易溶于油的成分，用精制植物油配制。（4）乳剂 适用于脂溶性物质。用精制植物油配制，常用吐温-80、PEG-400等。油:乳化剂:水=1:1:8。 （5）混悬剂 适用于油、水中均不溶的提取物。常用助悬剂5%淀粉、0.5%CMC-Na、1%西黄芪胶等。（6）冻干剂 适用于对热不稳定的成分如蛋白质、鞣质等。提取物经冷冻干燥，临用前用水配制。（7）固体制剂 难于制成上述剂型的中药提取物，直接粉碎。 2.中药制剂浓

15、度表示法（1）生药量单味中药：如生附子水煎液 0.125g/ml 中药复方：如麻黄汤水煎液 3 g/ml （2）有效部位含量（3）摩尔浓度（mol/L，M）小结：1.植物中存在的各类化学成分。2.各提取方法的原理及操作，重点溶剂法。3.各分离方法的原理及操作，重点萃取法、色谱法。思考题：1.填空题（1）常用有机溶剂中极性最小 石油醚 ，极性最大 水 。（2）铅盐沉淀法一般在 水或稀醇 溶液中，先加 中性醋酸铅或碱式醋酸铅 ，后加 硫化氢气体或硫酸钠等试剂 。2. 选择题（1）中药成分最节省的提取方法是A.回流法B.渗漉法C.连续回流法D.浸渍法 E.煎煮法（2）常用溶剂中不能与水完全混溶的溶剂

16、是 A.乙醇B.丙酮C.乙醚D.正丁醇E.氯仿3. 判断题（1）色谱法是分离中药成分单体最有效的方法。正确（2）铅盐沉淀法常用于中药生产中除去杂质。正确4.问答题（1）常用提取方法有哪些？各有何优、缺点或适用情况？（2）试述各分离方法的原理及操作。自测题：（1）常用提取方法有哪些？各有何优、缺点或适用情况？溶剂提取法溶剂提取法 原理：相似相溶。范围：所有化学成分。水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 原理：与水蒸气产生共沸点。范围：适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。如挥发油、小分子量的生物碱等。超临界流体萃取法超临界流体萃取法原理：用处于超临界条件

17、下的特殊流体（介于气体和液体之间）为溶剂，具有更低的黏度和更高的扩散速度，对许多物质有很强的溶解能力。 如CO2：Tc 31.4，Pc 7.37Mpa 范围：适用于对热及化学不稳定的成分、低极性的成分的提取。 （2）试述各分离方法的原理及操作。溶解度差异溶解度差异原理：相似相溶。方法：重结晶法、沉淀法等。分配系数的差异分配系数的差异原理：被分离组成在两种互不相溶的溶剂中的分配系数（K）的不同达到分离。方法：简单萃取法、连续萃取法、液滴逆流法（DCCC）、高速逆流法（HSCCC）、气相色谱法（GC）、液相色谱法（LC）等。吸附性能差异吸附性能差异物理吸附（表面吸附） 规律：“相似者易于吸附”特点：无选择性、可逆吸附、快速 原理：吸附与解吸附的往复循环 三要素：吸附剂（硅胶、氧化铝、活性炭） 、溶质(被分离物)、溶剂化学吸附： 特点：有选择性、不可逆吸附 原理：产生化学反应 酸性物质与氧化铝发生化学反应 碱性物质与硅胶发生化学反应 氧化铝容易发生结构的异构化半化学吸附： 特点：吸附力介于上述二者之间 原理：氢键吸附，如聚酰胺、大孔树脂等 分子大小差异分