第2章天然产物的提取分离和结构鉴定

1、天然产物化学天然产物化学第第2章章天然产物的提取分离和结构鉴定一、天然产物化学成分的预试验与提取（一）天然产物化学成分的预试验（一）天然产物化学成分的预试验基本原理：根据各成分基本原理：根据各成分极性极性的不同，先系统地分的不同，先系统地分成几个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，成几个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱、薄层色谱，定性判断各部分中可或结合纸色谱、薄层色谱，定性判断各部分中可能含有的化合物类型。能含有的化合物类型。常用溶剂极性次序：水常用溶剂极性次序：水 甲醇乙醇丙酮甲醇乙醇丙酮 亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂乙酸乙酯氯仿乙醚苯己烷（石油醚）乙酸乙酯氯仿乙醚苯己

2、烷（石油醚） 亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂 实际工作中：采用石油醚（非极性物质）、水（极性实际工作中：采用石油醚（非极性物质）、水（极性物质）、物质）、95%乙醇（大部分成分）的三段法进行粗分，乙醇（大部分成分）的三段法进行粗分，提高工作效率。提高工作效率。一、天然产物化学成分的预试验与提取一般定性试验初步验证：一般定性试验初步验证：生物碱生物碱 碘化铋钾碘化铋钾 棕黄色或橘红色沉淀棕黄色或橘红色沉淀黄酮黄酮 将乙醇液加将乙醇液加Mg粉，滴入浓盐酸后振荡在泡沫处呈桃粉，滴入浓盐酸后振荡在泡沫处呈桃 红色或与红色或与1% AlCl3乙醇溶液呈有色荧光。乙醇溶液呈有色荧光。氨基酸和肽氨基酸和肽 茚

3、三酮茚三酮 蓝紫色蓝紫色有机酸有机酸 溴酚蓝溴酚蓝 黄色黄色酚类酚类 FeCl3 紫色、蓝色紫色、蓝色蛋白质蛋白质 NaOH+CuSO4 紫红色络合物（以双缩脲反应）紫红色络合物（以双缩脲反应）糖和苷糖和苷 与斐林试剂作用有砖红色与斐林试剂作用有砖红色Cu2O沉淀。沉淀。 预试验方法要求简便、快速，并要有尽可能的正确性。 试管试验及滤纸片法。 层析方法（PC和TLC）：灵敏度高、成分之间互相干扰小。预试验往往只能提供初步的线索 例： 生物碱 碘化铋钾试剂（Dragendorff试剂），对香豆素、萜类内酯也能反应。 另外，植物中的酸性成分往往与植物体内的K、Na、Ca、Mg结合成盐存在，因此不能

4、由于水和酒精提取液不呈酸性而否定酸性成分的存在。 咖啡碱属于生物碱，但对碘化铋钾试剂却呈阴性反应。 有些预试验方法是该类化学成分需要先经过一步反应，生成的产物再与试剂显颜色反应。如：氰苷的预试验方法是利用氰苷遇酸水解生成HCN，再与苦味酸NaCO3溶液反应显红色。 由于植物内各种成分的含量很低，尤其是某些生理活性物质含量更低，运用一般的预试验方法是很难发现的。如：美登素（抗肿瘤药物） 新类型的化学成分靠目前的预试验方法无法检测。系统分离是选择一系列措施，将性质相近系统分离是选择一系列措施，将性质相近的组分集中在一起提取出来，并分别与临的组分集中在一起提取出来，并分别与临床、动物实验相配合，确定

5、该部分是否有床、动物实验相配合，确定该部分是否有效，对有效部分视具体情况再进行分离，效，对有效部分视具体情况再进行分离，找出关键成分，找出关键成分，这是系统分离的目的。这是系统分离的目的。一、天然产物化学成分的预试验与提取（二）天然产物化学成分的系统分离（二）天然产物化学成分的系统分离系统分离包括系统分离包括粗分阶段粗分阶段和和细分阶段细分阶段： 粗分阶段粗分阶段又称作部位分离，又称作部位分离，大类物质的分离大类物质的分离，如皂苷、蛋白质；如皂苷、蛋白质；细分阶段细分阶段称作组分分离。称作组分分离。系统分离亦利用溶剂极性的大小对植物成分进系统分离亦利用溶剂极性的大小对植物成分进行分类提取。行分

6、类提取。一、天然产物化学成分的预试验与提取1. 溶剂法溶剂法 一、天然产物化学成分的预试验与提取（三）提取天然产物的常用方法（三）提取天然产物的常用方法溶剂提取法溶解规律溶剂类型提取方法溶剂提取法溶解规律溶剂提取法溶剂类型溶解规律溶剂提取法提取方法溶剂类型溶解规律溶剂提取法提取方法溶剂选择溶解规律溶剂提取法 选择溶剂的原则：对有效成分溶解度大，选择溶剂的原则：对有效成分溶解度大，而对共存杂质的溶解度最小。而对共存杂质的溶解度最小。化合物的极性与其分子结构有关 亲水性基团（如含羟基、羧基的基团）越多、其极性越大、亲水性就越强，亲脂性就越弱，溶于水而疏于油；反之，亲水性基团越少、其极性越小、亲水性

7、就越弱，亲脂性就越强，溶于油而疏于水。 化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂最重要的依据。的依据。 影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素： (1) 化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。性小；分子小、碳数少，极性大。 (2) 取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。物极性大小主要取决于取代基极性大小。 常见基团极性大小顺序如下；酸酚醇胺醛酮酯

8、常见基团极性大小顺序如下；酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。醚烯烷。 举例：判断下列各组化合物极性大小。举例：判断下列各组化合物极性大小。 A B COHOCOCH3O一、天然产物化学成分的预试验与提取常用溶剂可分为以下三类：常用溶剂可分为以下三类：水：水：强极性溶剂强极性溶剂 中草药中亲水性的成分，如无机盐、糖类、中草药中亲水性的成分，如无机盐、糖类、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、分子不太大的多糖类、鞣质、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐及苷类等都能被水溶出。有机酸盐、生物碱盐及苷类等都能被水溶出。 为了增加某些成分的溶解度，也常采用为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水酸水及及碱水碱水作

9、为提取溶剂。酸水提取，可使生物碱作为提取溶剂。酸水提取，可使生物碱与酸生成盐类而溶出，碱水提取可使有机酸、与酸生成盐类而溶出，碱水提取可使有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分溶出。 优点：取之不尽、用之不竭；价廉易得；使用安全。 缺点：提取液中杂质较多（如无机盐、蛋白质、糖类和淀粉等）；水提液易变质、发霉、不易保存；沸点高，蒸发浓缩时间长；沸水提取时，淀粉被糊化，增加过滤难度；皂苷及粘液质，减压浓缩时，产生大量气泡等。一、天然产物化学成分的预试验与提取亲水性有机溶剂：甲醇、亲水性有机溶剂：甲醇、乙醇乙醇、丙酮（与水任、丙酮（与水任意比例混溶意比

10、例混溶 ）：）：苷类、生物碱盐、鞣质等。苷类、生物碱盐、鞣质等。 特点：对植物细胞特点：对植物细胞穿透能力穿透能力较强较强 对许多成分的对许多成分的溶解性能溶解性能好，提取完全好，提取完全 毒性低，价格便宜，回收方便毒性低，价格便宜，回收方便 比水用量少，提取时间短，水溶性杂质少比水用量少，提取时间短，水溶性杂质少 乙醇乙醇提取天然产物成分是目前提取天然产物成分是目前最常用最常用的方法。的方法。 根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行提取。如：根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行提取。如：95%95%乙醇适于提取生物碱、挥发油、树脂、叶绿素等；乙醇适于提取生物碱、挥发油、树脂、叶

11、绿素等；6070%6070%乙醇适于提取黄酮苷、三萜皂苷、生物碱、蒽醌苷等成分。乙醇适于提取黄酮苷、三萜皂苷、生物碱、蒽醌苷等成分。一、天然产物化学成分的预试验与提取可溶解挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、可溶解挥发油、油脂、叶绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元。某些生物碱及一些苷元。特点：特点：选择性强，沸点低，浓缩回收方便，易燃，选择性强，沸点低，浓缩回收方便，易燃，有毒，价贵，设备要求较高，穿透药材组织的能有毒，价贵，设备要求较高，穿透药材组织的能力较差，提取时间较长，有局限性。力较差，提取时间较长，有局限性。亲脂性有机溶剂：亲脂性有机溶剂：如石油醚、苯、氯仿、乙如石油醚、苯、氯仿、

12、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等（与水不能任意混醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等（与水不能任意混溶）溶）提取的方法：提取的方法：水、亲水性有机溶剂：水、亲水性有机溶剂：浸渍法、渗漉法、回流法；水为溶剂还可浸渍法、渗漉法、回流法；水为溶剂还可以用煎煮法。以用煎煮法。一、天然产物化学成分的预试验与提取 亲脂性有机溶剂：亲脂性有机溶剂： 易挥发，易挥发，多以索氏提取器多以索氏提取器采用连续回流法。采用连续回流法。 提取方法提取方法 1 1 浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏

13、或含多糖较多的中药的提取。缺点分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。大，浸出时间长。 2 2 煎煮法：为中药水提取最常用的方法。将中药煎煮法：为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏成分要注意，且含多糖多的成分过滤但遇热破坏成分要注意，且含多糖多的成分过滤困难。困难。3 3 渗漉法渗漉法 将中药粗粉装于渗漉筒将中药粗粉装于渗

14、漉筒中，不断添加溶剂渗过药中，不断添加溶剂渗过药粉，从渗漉筒下端不断流粉，从渗漉筒下端不断流出渗漉液。各类溶剂均可。出渗漉液。各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大，此法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成浸出效果好，且不破坏成分。但缺点为溶液体积大，分。但缺点为溶液体积大，时间长。时间长。4 4 回流提取法回流提取法 用于以有机溶剂加热提取用于以有机溶剂加热提取成分。成分。 优点：提取效率高，但受优点：提取效率高，但受热易破坏成分不宜用此法；热易破坏成分不宜用此法； 缺点：溶剂消耗量大，需缺点：溶剂消耗量大，需回流设备，需几次提取方可回流设备，需几次提取方可提取完全。提取完全。特点：特点：

15、节省溶剂节省溶剂；新鲜溶剂不断；新鲜溶剂不断加入，保持较高的浓度差，加入，保持较高的浓度差，提取效率高；提取效率高； 提取时间长，不适合受热提取时间长，不适合受热破坏成分。破坏成分。一、天然产物化学成分的预试验与提取索氏（Soxhlet）提取器5 5 连续回流提取法连续回流提取法一、天然产物化学成分的预试验与提取溶剂提取法可分为如下几种情况溶剂提取法可分为如下几种情况: :（1 1）采用几种不同极性的溶剂分步提取）采用几种不同极性的溶剂分步提取一般先采用极性低的、与水不相混溶的有机溶剂，一般先采用极性低的、与水不相混溶的有机溶剂，再用能与水相溶的有机溶剂，最后用水提取。再用能与水相溶的有机溶剂

16、，最后用水提取。目前常用的两种系统目前常用的两种系统： 己烷己烷 乙醚乙醚 甲醇甲醇 水；水； 己烷己烷 二氯甲烷二氯甲烷 甲醇甲醇 水水一、天然产物化学成分的预试验与提取（2）单一溶剂提取）单一溶剂提取l水直接提取水直接提取例：例：小檗碱小檗碱 将三颗针切片或打成粗粉，用水浸泡或将三颗针切片或打成粗粉，用水浸泡或渗漉，渗漉液用盐酸酸化至渗漉，渗漉液用盐酸酸化至pH=3，加食盐饱和，即析出，加食盐饱和，即析出小檗碱盐酸盐结晶。小檗碱盐酸盐结晶。 芸香苷芸香苷 槐花米用水煎煮，水煎液放冷即析出芸香苷槐花米用水煎煮，水煎液放冷即析出芸香苷结晶。结晶。缺点：缺点：提取液中杂质较多；含有黏液，浓缩会产

17、生泡沫，提取液中杂质较多；含有黏液，浓缩会产生泡沫，加入少量加入少量戊醇戊醇或或辛醇辛醇来克服，也可采用薄膜浓缩；如提来克服，也可采用薄膜浓缩；如提取物容易发霉发酵，加少量甲苯、甲醛或氯仿等作防腐取物容易发霉发酵，加少量甲苯、甲醛或氯仿等作防腐剂。剂。一、天然产物化学成分的预试验与提取l有机溶剂直接提取有机溶剂直接提取 当所含成分较为简单或某一成分含量较高时。当所含成分较为简单或某一成分含量较高时。例：例：橙皮苷橙皮苷 橘皮粗粉置于索氏提取器中，用甲橘皮粗粉置于索氏提取器中，用甲醇或乙醇加热回流提取，冷却析出橙皮苷结晶。醇或乙醇加热回流提取，冷却析出橙皮苷结晶。（3 3）两种或两种以上溶剂）两

18、种或两种以上溶剂 利用植物中所含成分在某种溶剂中溶解度的差利用植物中所含成分在某种溶剂中溶解度的差异而达到分离的目的。异而达到分离的目的。一、天然产物化学成分的预试验与提取（4 4）液）液- -液分配萃取液分配萃取 利用混合物中的各成分在利用混合物中的各成分在两种互不相溶两种互不相溶的的溶剂中，由于溶剂中，由于分配系数分配系数不同而达到分离的目的。不同而达到分离的目的。各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。离效率越高。 例如：所需成分是脂溶性，可用有机溶剂如例如：所需成分是脂溶性，可用有机溶剂如苯、氯仿或乙醚与水进行液苯、氯仿或乙醚与水进行

19、液- -液萃取。液萃取。一、天然产物化学成分的预试验与提取（5 5）反应溶剂萃取）反应溶剂萃取通常内酯类化合物不溶于水，其内酯环遇碱通常内酯类化合物不溶于水，其内酯环遇碱水解水解成成为羧酸盐而为羧酸盐而溶于水溶于水，再加酸酸化，可重新形成内酯，再加酸酸化，可重新形成内酯环，回复原物环，回复原物不溶于水不溶于水，从而与其他杂质分开。，从而与其他杂质分开。例例如从蛔蒿中提取山道年如从蛔蒿中提取山道年（驱蛔有效成分）：（驱蛔有效成分）：将蛔蒿粉用石灰乳调匀，加热水提取，山道年成为将蛔蒿粉用石灰乳调匀，加热水提取，山道年成为山道年酸钙被水提出，水提取液过滤浓缩后，加酸山道年酸钙被水提出，水提取液过滤浓

20、缩后，加酸酸化，山道年沉淀析出，滤集，用乙醇重结晶可得酸化，山道年沉淀析出，滤集，用乙醇重结晶可得纯品。纯品。 -山道年OOOCH3CH3CH3一、天然产物化学成分的预试验与提取2. 2. 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法适用范围：适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏适用范围：适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的成分提取，这些化合物与水不相混溶或仅微的成分提取，这些化合物与水不相混溶或仅微溶，且在约溶，且在约100100时有一定的蒸汽压，当水加热时有一定的蒸汽压，当水加热沸腾时，能将该物质一并随水蒸气带出。沸腾时，能将该物质一并随水蒸气带出。例如：挥发油、小分子生物碱，如麻黄碱、烟碱等。例如：挥发油、小分子生物

21、碱，如麻黄碱、烟碱等。 小分子的酸性物质，如丹皮酚小分子的酸性物质，如丹皮酚一、天然产物化学成分的预试验与提取一、天然产物化学成分的预试验与提取3. 3. 分馏法分馏法利用沸点不同进行分馏（分馏柱，利用热交换利用沸点不同进行分馏（分馏柱，利用热交换及柱外空气的冷凝作用），然后精制纯化。及柱外空气的冷凝作用），然后精制纯化。4. 4. 吸附法吸附法吸附的目的：一种是吸附除去杂质，常指鞣质吸附的目的：一种是吸附除去杂质，常指鞣质色素；一种是吸附所需物质。常用的吸附剂有色素；一种是吸附所需物质。常用的吸附剂有氧化铝、氧化镁，酸性白土和活性炭等。例如氧化铝、氧化镁，酸性白土和活性炭等。例如毛莨苷毛莨苷

22、（活性炭吸附，（活性炭吸附，50%乙醇脱吸附）。乙醇脱吸附）。一、天然产物化学成分的预试验与提取5. 5. 沉淀法沉淀法利用某些植物成分与某些试剂产生沉淀的性质利用某些植物成分与某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或除去而得到分离或除去“杂质杂质”的方法即为沉淀法。的方法即为沉淀法。注：注：对于所需成分来讲，这种沉淀反应是对于所需成分来讲，这种沉淀反应是可逆可逆的的；最常用的是；最常用的是铅盐法铅盐法，利用中性乙酸铅或碱，利用中性乙酸铅或碱式乙酸铅；式乙酸铅；脱铅方法脱铅方法通常用硫化氢气体，使分通常用硫化氢气体，使分解并转为不溶性硫化铅沉淀而除去。解并转为不溶性硫化铅沉淀而除去。实验室实验室常常

23、采用硫酸、磷酸、硫酸钠等物质脱铅。采用硫酸、磷酸、硫酸钠等物质脱铅。一、天然产物化学成分的预试验与提取中性乙酸铅：中性乙酸铅：酸性、邻位酚羟基化合物，有机酸性、邻位酚羟基化合物，有机酸、蛋白质、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、酸、蛋白质、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷。部分黄酮苷。碱式乙酸铅：碱式乙酸铅：除上述物质外，还可沉淀某些苷除上述物质外，还可沉淀某些苷类、生物碱等碱性物质。类、生物碱等碱性物质。6. 6. 盐析法盐析法水提液中，加入无机盐至饱和，水提液中，加入无机盐至饱和，可使某些可使某些成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水溶性成分在水中的溶解度降低沉淀析出，而与水溶性大的杂

24、质分离。大的杂质分离。常用无机盐：氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等常用无机盐：氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等 一、天然产物化学成分的预试验与提取7. 7. 透析法透析法利用小分子物质在溶液中可通过利用小分子物质在溶液中可通过半透膜半透膜，而大分子物质不能通过，而大分子物质不能通过半透膜的性质而达到分离的方法。常用于纯化皂苷、蛋白质、多半透膜的性质而达到分离的方法。常用于纯化皂苷、蛋白质、多肽和多糖等化合物（除去无机盐、单糖、二糖等杂质）。反之也肽和多糖等化合物（除去无机盐、单糖、二糖等杂质）。反之也可将大分子杂质留在半透膜内，而将小分子物质通过半透膜进入可将大分子杂质留在半透膜内，而将小分子

25、物质通过半透膜进入膜外溶液中，而加以分离精制膜外溶液中，而加以分离精制. . 如：如：三颗针根粉三颗针根粉用稀硫酸浸泡，稀酸液加氯化用稀硫酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐小檗碱盐酸盐；从从三七三七水提取液水提取液中加中加硫酸镁硫酸镁至饱和，三七皂苷乙即可沉淀析出。至饱和，三七皂苷乙即可沉淀析出。 透析膜有动物性膜透析膜有动物性膜（猪、牛的膀胱）猪、牛的膀胱） 、火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白胶膜、玻璃火棉胶膜、羊皮纸膜、蛋白胶膜、玻璃纸膜等纸膜等 多用市售的玻璃纸或动物性半透膜扎成多用市售的玻璃纸或动物性半透膜扎成袋状，外面用尼龙网袋加以保护，小心袋状，外面用尼龙网袋加以

26、保护，小心加入欲透析的样品溶液，悬挂在清水容加入欲透析的样品溶液，悬挂在清水容器中。经常更换清水使透析膜内外溶液器中。经常更换清水使透析膜内外溶液的的浓度差加大浓度差加大，必要时适当加热，并加，必要时适当加热，并加以搅拌，以利透析速度加快。以搅拌，以利透析速度加快。 一、天然产物化学成分的预试验与提取8. 8. 升华法升华法 适用于有升华性质的成分。适用于有升华性质的成分。升华法提取咖啡碱升华法提取咖啡碱如：樟木中的樟脑（如：樟木中的樟脑（camphorcamphor）、茶）、茶叶中的咖啡碱在叶中的咖啡碱在178178以上就能升华以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分，而不被分解。游离羟基

27、蒽醌类成分，一些香豆素类，有机酸类成分，有些一些香豆素类，有机酸类成分，有些也具有升华的性质。也具有升华的性质。缺点：升华法虽然简单易行，但中缺点：升华法虽然简单易行，但中草药炭化后，往往产生挥发性的焦草药炭化后，往往产生挥发性的焦油状物，粘附在升华物上，不易精油状物，粘附在升华物上，不易精制除去；其次，升华不完全，产率制除去；其次，升华不完全，产率低，有时还伴随有分解现象。低，有时还伴随有分解现象。 一、天然产物化学成分的预试验与提取（四）天然产物的分离与精制（四）天然产物的分离与精制 根据物质根据物质溶解度差别溶解度差别进行分离进行分离 结晶与沉淀法结晶与沉淀法 （1 1）结晶及重结晶）结

28、晶及重结晶结晶法结晶法: : 利用混合物中各成分在溶剂中因利用混合物中各成分在溶剂中因温度不温度不同同引起引起溶解度的改变溶解度的改变，使部分成分析出结晶。，使部分成分析出结晶。重结晶重结晶：选择适当的溶剂让结晶再一次溶解和析：选择适当的溶剂让结晶再一次溶解和析出的过程。出的过程。一、天然产物化学成分的预试验与提取l结晶的条件结晶的条件呈过饱和状态；呈过饱和状态；放置放置；最合适的温度为；最合适的温度为510左右（或室温）。左右（或室温）。l结晶溶剂的选择（结晶溶剂的选择（关键关键）对所需成分热时溶解，冷时析出；对杂质来说，对所需成分热时溶解，冷时析出；对杂质来说，应不溶或难溶。应不溶或难溶。

29、一、天然产物化学成分的预试验与提取常用的结晶溶剂有甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙常用的结晶溶剂有甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等。注：酯等。注：所选溶剂的沸点应低于化合物的熔点；所选溶剂的沸点应低于化合物的熔点；溶剂的沸点应低于结晶时的温度；溶剂的沸点应低于结晶时的温度；可选择混合溶剂，要求低沸点溶剂对物质的可选择混合溶剂，要求低沸点溶剂对物质的溶解度大、高沸点溶剂对物质的溶解度小。溶解度大、高沸点溶剂对物质的溶解度小。溶剂的沸点要适中，约在溶剂的沸点要适中，约在6060左右。左右。重结晶用的溶剂一般可参照结晶的溶剂，但也重结晶用的溶剂一般可参照结晶的溶剂，但也经常改变。经常改变。一、天然产物化学成分的

30、预试验与提取l制备结晶的方法制备结晶的方法溶解、过滤、浓缩、静置；溶解、过滤、浓缩、静置；加入少量晶种；加入少量晶种；如没有晶种，可用玻璃棒摩擦玻璃容器内壁；如没有晶种，可用玻璃棒摩擦玻璃容器内壁；l不易结晶或非晶体化合物的处理不易结晶或非晶体化合物的处理化合物不易结晶，原因之一是本身的性质所决定，二化合物不易结晶，原因之一是本身的性质所决定，二是纯度不够。前者需制备结晶性的衍生物或盐，再用是纯度不够。前者需制备结晶性的衍生物或盐，再用化学方法处理回复到原来的化合物。例如生物碱莲心化学方法处理回复到原来的化合物。例如生物碱莲心碱（成盐）碱（成盐）;美登素（衍生物），见教材美登素（衍生物），见教

31、材P33。结晶纯度的判断 化合物结晶的形状和熔点往往因所用溶剂不同而有差异。 原托品碱在氯仿中形成棱柱状结晶，熔点207；在丙酮中则形成半球状结晶，熔点203；在氯仿和丙酮混合溶剂中则形成以上两种晶形的结晶。 所以文献中常在化合物的晶形、熔点之后注明所用溶剂。 一般单体纯化合物结晶的熔程较窄，在0.51左右，如果熔程较长则表示化合物不纯。 例外：一些立体异构体和结构非常类似的混合物，熔点一致，熔程较窄，但不是单体；双熔点，如防己诺林碱在176时熔化，至200时又固化，再在242时分解。 一、天然产物化学成分的预试验与提取（2 2）沉淀法）沉淀法 在溶液中加入另一种溶剂在溶液中加入另一种溶剂使极

32、性改变使极性改变， 某些成分溶解度改变而析出沉淀。某些成分溶解度改变而析出沉淀。如水提醇沉如水提醇沉 法、醇提水沉法、醇提醚沉法、醇提丙酮沉法。法、醇提水沉法、醇提醚沉法、醇提丙酮沉法。（3 3）酸碱沉淀法）酸碱沉淀法 对酸性、碱性或两性有机化合物来说，常对酸性、碱性或两性有机化合物来说，常 可通过加入酸、碱以调节溶液的可通过加入酸、碱以调节溶液的pHpH值值，改变分，改变分 子的存在状态（游离型或解离型），从而改变溶子的存在状态（游离型或解离型），从而改变溶 解度而实现分离。解度而实现分离。如生物碱：酸提碱沉法；如生物碱：酸提碱沉法； 黄酮、蒽醌类酚酸性成分：碱提酸沉法。黄酮、蒽醌类酚酸性成

33、分：碱提酸沉法。一、天然产物化学成分的预试验与提取（4 4）沉淀试剂沉淀法）沉淀试剂沉淀法 酸性或碱性化合物还可通过加入某种酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉沉 淀淀试剂试剂使之生成不溶于水的盐类沉淀析出。使之生成不溶于水的盐类沉淀析出。如：如： 生物碱：苦味酸盐、磷钼酸盐等生物碱：苦味酸盐、磷钼酸盐等 酸性化合物可生成钙盐，钡盐、酸性化合物可生成钙盐，钡盐、铅盐铅盐等。等。 一、天然产物化学成分的预试验与提取 2. 2. 根据物质在两相溶剂中的根据物质在两相溶剂中的分配比不同分配比不同进进 行分离行分离常见的方法：液常见的方法：液- -液萃取法及液液萃取法及液- -液分配色谱法。液分配色谱法

34、。（1 1）液）液- -液萃取法液萃取法（2 2）液）液- -液分配色谱法液分配色谱法 操作方式：操作方式：纸色谱纸色谱、分配薄层色谱、分配薄层色谱、分配柱色谱分配柱色谱液-液萃取法（两相溶剂）萃取法 原理：是利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离的方法。 萃取时，如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。 如果在水提取液中的有效成分是亲脂性物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取；如果有效成分是偏亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲水性的溶剂，例如乙酸乙酯、正丁醇等。 萃取操作中的注意事项： 1）破坏乳化方法：较长时间放

35、置；加入少量电解质，如氯化钠。2）溶剂与水溶液应保持一定量的比例，第一次萃取时，溶剂要多一些，一般为水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，一般为1/4-1/5。 3）一般萃取34次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时，须增加萃取次数，或改变萃取溶剂。纸色谱纸色谱(PC)1 1、纸色谱：、纸色谱： 以滤纸作为载体，以滤纸纤维上吸附的水份做固定相，用于水互不相溶的溶剂做展开剂的一种分配色谱。2、分离原理： 利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同，从而使得各成分分离。3 3、纸色谱的操作、纸色谱的操作选择合适的滤纸：选择合适的滤纸：选择原则：光滑整齐，无折痕适宜的机械强度，

36、润湿不变形纯度高，杂质含量少滤纸种类：快速滤纸：结构疏松，宜用来分离Rf值相差 较大的成分。慢速滤纸：结构致密，宜用来分离Rf值相差 较小的成分 中速滤纸：比较常用 点样：点样：展开：展开：显色：显色：计算计算R Rf f值值与薄层色谱相似一、天然产物化学成分的预试验与提取基本原理：基本原理：将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上，作为固定相，填充在色谱柱中，然后加入与固体上，作为固定相，填充在色谱柱中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂（流动相）冲洗色谱柱。定相不相混溶的另一相溶剂（流动相）冲洗色谱柱。这样，物质同样可在两相溶剂相对作逆流移动，在移这样

37、，物质同样可在两相溶剂相对作逆流移动，在移动过程中不断进行动态分配而得以分离。动过程中不断进行动态分配而得以分离。方法：方法：将载体和固定液混合，然后分次移入色谱柱中将载体和固定液混合，然后分次移入色谱柱中并压紧；样品可溶于固定液，混以少量载体，加在色并压紧；样品可溶于固定液，混以少量载体，加在色谱柱上端；流动相洗脱。谱柱上端；流动相洗脱。一、天然产物化学成分的预试验与提取n正相分配色谱正相分配色谱：分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物固定相：固定相：强极性溶剂，如水、缓冲液等强极性溶剂，如水、缓冲液等流动

38、相：流动相：氯仿、乙酸乙酯等弱极性有机溶剂氯仿、乙酸乙酯等弱极性有机溶剂洗脱规律：洗脱规律：极性小成分先洗下极性小成分先洗下 极性大成分后洗下极性大成分后洗下一、天然产物化学成分的预试验与提取n反相分配色谱反相分配色谱：分离脂溶性化合物时，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等分离脂溶性化合物时，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂固定相，固定相，水或亲水性溶剂水或亲水性溶剂流动相。流动相。固定相：可用石蜡油固定相：可用石蜡油流动相：则用水或甲醇等强极性溶剂流动相：则用水或甲醇等强极性溶剂洗脱规律：极性大成分先洗下洗脱规律：极性大成分先洗下 极性小成分后洗下极性小成分后洗下一、天

39、然产物化学成分的预试验与提取分配柱色谱法分配柱色谱法基本原理与基本原理与方法方法正正相相分分配配色色谱谱反反相相分分配配色色谱谱正相正相色谱色谱极性物质吸附强极性物质吸附强非极性物质吸附弱非极性物质吸附弱后出后出先出先出反相反相色谱色谱极性物质吸附弱极性物质吸附弱非极性物质吸附强非极性物质吸附强先出先出后出后出一、天然产物化学成分的预试验与提取 3. 3. 根据物质的根据物质的吸附性差别吸附性差别进行分离进行分离吸附色谱法吸附色谱法l吸附的类型（固液吸附）：吸附的类型（固液吸附）：物理吸附物理吸附（physical adsorption）：）：也称表面吸附，常见如采用硅胶、氧化铝、活性炭为吸也

40、称表面吸附，常见如采用硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂的吸附色谱。（无选择性，吸附和解吸可逆）附剂的吸附色谱。（无选择性，吸附和解吸可逆）化学吸附（化学吸附（chemical adsorption）：）：如黄酮等酚酸性物质与碱性氧化铝。如黄酮等酚酸性物质与碱性氧化铝。( (有选择性，吸附牢有选择性，吸附牢固，有时不可逆固，有时不可逆) )半化学吸附（半化学吸附（semi-chemical-adsorption）：）： 聚酰胺对黄酮、醌类的氢键吸附聚酰胺对黄酮、醌类的氢键吸附。（力量较弱）（力量较弱）一、天然产物化学成分的预试验与提取u物理吸附基本规律物理吸附基本规律相似者易于吸附相似者易于吸附吸附

41、三要素：吸附剂、溶质（被分离成吸附三要素：吸附剂、溶质（被分离成分）、溶剂（展开剂或洗脱剂）。分）、溶剂（展开剂或洗脱剂）。 吸附法分离的依据：吸附法分离的依据： 化合物极性差异大，吸附性差异大，化合物极性差异大，吸附性差异大， 分离效果愈好。分离效果愈好。u常用的吸附剂有：常用的吸附剂有： 硅胶、氧化铝、活性炭等。硅胶、氧化铝、活性炭等。 一、天然产物化学成分的预试验与提取 (1) 硅胶、氧化铝：为极性吸附剂。对极性物质具有较强的亲和能力，极性强的溶质对极性物质具有较强的亲和能力，极性强的溶质将被优先吸附。将被优先吸附。溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质表现出较强的吸溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质表

42、现出较强的吸附能力。溶剂极性增强，则吸附剂对溶质的吸附能附能力。溶剂极性增强，则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。力即随之减弱。 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极性溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极性较强的溶剂时，溶质又可被后者置换洗脱下来。较强的溶剂时，溶质又可被后者置换洗脱下来。 其吸附特点是：其吸附特点是：一、天然产物化学成分的预试验与提取 （2）活性炭：是是非极性非极性吸附剂，对非极性吸附剂，对非极性物质具有较强的亲和力。物质具有较强的亲和力。吸附规律：吸附规律： 芳香族化合物吸附力脂肪族化合物芳香族化合物吸附力脂肪族化合物 溶剂极性降低，活性炭对溶质的吸附能力也溶剂极性

43、降低，活性炭对溶质的吸附能力也 随之降低，随之降低，从活性炭上洗脱被吸附物质时，从活性炭上洗脱被吸附物质时， 洗脱剂洗脱能力随溶剂极性的降低而增强。洗脱剂洗脱能力随溶剂极性的降低而增强。 水中对溶质的吸附力有机溶剂中对溶质的水中对溶质的吸附力有机溶剂中对溶质的 吸附力吸附力溶剂（展开剂或洗脱剂） 化合物被吸附剂吸附后，需用合适的溶剂进行展开，这种溶剂称为展开剂，在柱色谱中习惯称为洗脱剂。展开剂在吸附色谱中主要作用是解吸附。 在吸附色谱中，展开剂的展开能力与其极性有关。对于极性吸附剂，展开剂的极性越大，其展开能力越强，化合物移动的速度就越快；而对非极性吸附剂则相反，展开剂的极性越小，其展开能力越

44、强。 溶质（被分离成分） 如果吸附剂和展开剂极性不变，被分离成分极性越大，吸附剂的吸附作用越强，展开距离越短；被分离成分极性越小，吸附剂的吸附作用越弱，展开距离越长。 被分离成分的极性主要取决于母核结构类型及官能团的极性。极性大小顺序：烷烃卤代烷醚酯酮醛酰胺胺 醇水酚将三者混合物的水溶液通过NH4+型弱酸性离子交换树脂，随后先用水洗下，继续用NH4Cl洗下，最后用Na2CO3洗下。二、天然产物化学成分的结构鉴定（一）天然产物天然产物化学成分的一般鉴定方法化学成分的一般鉴定方法 已知化合物鉴定的一般程序已知化合物鉴定的一般程序 （1 1）测定样品的熔点，与已知品的文献值对照。）测定样品的熔点，与

45、已知品的文献值对照。 （2 2）测样品与标准品的混熔点，所测熔点值不）测样品与标准品的混熔点，所测熔点值不下降。下降。 （3 3）将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱，比）将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱，比较其较其R Rf f值是否一致。值是否一致。1. 1. （4 4）测样品的红外光谱图，与标准谱图进行比）测样品的红外光谱图，与标准谱图进行比较。较。二、天然产物化学成分的结构鉴定（1 1）测定样品的物理常数）测定样品的物理常数（查文献手册，初步判断（查文献手册，初步判断样品是已知物还是未知物）样品是已知物还是未知物）（2 2）进行检识反应）进行检识反应（确定样品是哪个类型的化合物）（确定样品是

46、哪个类型的化合物）（3 3）分子式的测定：）分子式的测定：高分辨高分辨MS测定分子式测定分子式（4 4）结构分析：四大光谱）结构分析：四大光谱（5 5）结构验证：用）结构验证：用NMR的数据验证。的数据验证。注：波谱分析的方法难以解决，须借助注：波谱分析的方法难以解决，须借助X X射线的衍射。射线的衍射。2. 2. 未知化合物的结构测定方法未知化合物的结构测定方法二、天然产物化学成分的结构鉴定UVIRMSNMR（二）结构研究的主要手段 波谱方法二、天然产物化学成分的结构鉴定l紫外光谱紫外光谱 用波长在用波长在200200400nm400nm之间的连之间的连续光扫描记录下来的图谱，吸收带比较续光

47、扫描记录下来的图谱，吸收带比较宽；宽；l红外光谱红外光谱 用波长在用波长在800nm800nm2020mm之间的之间的连续光扫描记录下来的图谱，谱线比较连续光扫描记录下来的图谱，谱线比较尖锐；尖锐；二、天然产物化学成分的结构鉴定 生色团：生色团： 产生紫外吸收的不饱和基团，如产生紫外吸收的不饱和基团，如C=C, C=O, O=N=O等；等； 助色团助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原子），其本身是饱和基团（常含有杂原子），它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加，如吸收强度增加，如-OH, -NH2, -Cl等；等； 深色位移深色位移：由于基

48、团取代或溶剂效应，最大吸由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长，也叫红移（收波长变长，也叫红移（red shift）；）； 浅色位移浅色位移：由于基团取代或溶剂效应，最大吸由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短，也叫蓝移（收波长变短，也叫蓝移（blue shift）；）；二、天然产物化学成分的结构鉴定测定范围：波长测定范围：波长200200400nm 400nm 之间之间作用：作用： 提供基本骨架信息提供基本骨架信息; ; 样品中杂质的测定。样品中杂质的测定。特点：特点： 液态样品才能测定；液态样品才能测定； 常规紫外光谱仪价格低廉；常规紫外光谱仪价格低廉； 样品用量少样品用量少 具 有

49、相 同 基具 有 相 同 基本骨架化合物本骨架化合物的的UVUV光谱相光谱相同，但并非是同，但并非是同一化合物同一化合物二、天然产物化学成分的结构鉴定 测定范围测定范围 波数波数6006004000cm 4000cm -1 -1之间，其中之间，其中1500cm1500cm-1 -1以上为化合物的特征基团区，以上为化合物的特征基团区，1500-600cm1500-600cm-1 -1为指纹为指纹区。区。 作用作用 主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取代类型的判断等。代类型的判断等。 优点：优点： uu 液态、固态样品均可测定；液态、固态样品均可测定； uu

50、 常规红外光谱仪价格低廉；常规红外光谱仪价格低廉； uu 样品用量少（只需样品用量少（只需5-10 g5-10 g）二、天然产物化学成分的结构鉴定红外光谱的吸收区域可简单分为如下几部分：红外光谱的吸收区域可简单分为如下几部分：（1 1）3750-2500 cm3750-2500 cm-1 -1：各类各类X-HX-H单键的伸缩振动区，单键的伸缩振动区，如如N-HN-H、O-HO-H、C-HC-H。（2 2）2500-2000 cm2500-2000 cm-1 -1：叁键和积累双键的伸缩振动区。叁键和积累双键的伸缩振动区。（3 3）2000-1300 cm2000-1300 cm-1 -1：双键伸

51、缩振动区。双键伸缩振动区。（4 4）1300-1000 cm1300-1000 cm-1 -1：包括包括C-CC-C、C-OC-O、C-NC-N、C-FC-F等单等单键的伸缩振动和碳硫、氧硫、磷氧等双键的伸缩振动。键的伸缩振动和碳硫、氧硫、磷氧等双键的伸缩振动。（5 5）1000-667 cm1000-667 cm-1 -1：包括包括C-HC-H的弯曲振动。在鉴别链的弯曲振动。在鉴别链的长、短，烯烃双键取代程度、构型及苯环取代基位置的长、短，烯烃双键取代程度、构型及苯环取代基位置等方面，提供有用的信息。等方面，提供有用的信息。-OH-C-O-CH3OH本章思考题：本章思考题： 1中草药有效成分

52、的提取方法有哪些？其各自的使用范围及其优缺点是什么？ 2. 分离中草药成分常用的色谱方法有哪些？他们分别适用于哪些类别化合物的分离？各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么？ 一、天然产物化学成分的预试验与提取u如何判断极性？如何判断极性？（1 1）各官能团的极性顺序（）各官能团的极性顺序（P P2222）（2）化合物的极性由分子中官能团的种类、）化合物的极性由分子中官能团的种类、数目及排列方式等综合因素决定。数目及排列方式等综合因素决定。如硬脂酸，极性很弱。如硬脂酸，极性很弱。（3）溶剂的极性可根据介电常数）溶剂的极性可根据介电常数()()的大小的大小判断判断。一、天然产物化学成分的预试验与提取1

53、. 1. 固定相或载体固定相或载体（1 1）常用的固定相）常用的固定相硅胶、硅藻土、氧化铝、微晶纤维素等硅胶、硅藻土、氧化铝、微晶纤维素等（2 2）粒度）粒度 一般要求直径为一般要求直径为101040m40m。太粗，分离效太粗，分离效果差，太细，难以铺层。果差，太细，难以铺层。2. 2. 展开剂展开剂一、天然产物化学成分的预试验与提取（1 1）R Rf f值值R Rf f= =展开后原点与斑点的距离展开后原点与斑点的距离/ /原点与溶剂前沿间距离原点与溶剂前沿间距离化合物极性小，化合物极性小，R Rf f值大；值大；展开剂极性越大，同一化合展开剂极性越大，同一化合物物R Rf f值越大值越大一

54、、天然产物化学成分的预试验与提取(2)(2)展开剂的选择展开剂的选择 不与样品起化学反应；对显色剂不与样品起化学反应；对显色剂无不良影响；组分恒定无不良影响；组分恒定, ,不因温度不因温度的变化而变化；的变化而变化； 被分离物的被分离物的R Rf f值在值在0.050.05 0.85, 0.85, 二二种成分的种成分的R Rf f值之差大于值之差大于0.050.05，以免，以免斑点重叠。鉴定单一化合物斑点重叠。鉴定单一化合物R Rf f值在值在0.40.4 0.60.6，斑点圆而集中，界线清，斑点圆而集中，界线清晰，分布适中。晰，分布适中。 一、天然产物化学成分的预试验与提取 若大部分斑点近于

55、起始若大部分斑点近于起始线，表明溶剂极性太小，应线，表明溶剂极性太小，应加大极性溶剂的比例。若近加大极性溶剂的比例。若近于溶剂前沿则相反。于溶剂前沿则相反。 某化合物用某化合物用10ml10ml氯仿作展氯仿作展开剂开剂, ,薄层色谱后其薄层色谱后其R Rf f值很小值很小, ,接近于起始线接近于起始线, ,该如何处理该如何处理? ? 加大展开剂的极性加大展开剂的极性: :改变组改变组成成: : 如氯仿如氯仿- -丙酮，氯仿丙酮，氯仿- -甲醇；甲醇；改变配比改变配比: : 如如9:1, 8:2, 5:59:1, 8:2, 5:5一、天然产物化学成分的预试验与提取a a点样点样 样品的溶解：挥发性较高的溶剂，避免用水、甲醇（易使样品的溶解：挥发性较高的溶剂，避免用水、甲醇（易使斑点扩散、影响吸附剂活性）斑点扩散、影响吸附剂活性） 点样位置：基线（距底边点样位置：基线（距底边2.0cm2.0cm） 点样直径：扩散点样直径：扩散 2-3 mm 2-3 mm 可反复点样（等溶剂挥发后）可反复点样（等溶剂挥发后） 点样量：太少，不易检出；太多，斑点大，交叉点样量：太少，不易检出；太多，斑点大，交叉b. b.展开展开: : 浸