第一、二章绪论及提取分离

天然药物化学--林大都1Noexcuse!2第一章绪论3人参45

天然药物化学是应用现代理论、方法与技术研究天然药物中化学成分的一门学科。6Chemistryofnaturaldrugs天然药物化学研究流程图提取总提取物初步分离中药(品种鉴定，查阅资料)结构鉴定层析分离8相关术语有效成分和无效成分的划分有效成分与无效成分的划分是相对的、发展的A.不同类型成分在不同天然药物中作用不同：鞣质。B.原来视为无效成分，可能成为有效成分：猪苓多糖。C.过去视为有效成分，被修正、完善：麝香抗炎成分麝香酮→→多肽D.加工、代谢等过程，可转化非活性成分为活性成分。91阐明中药的药效物质基础。

中药治病的物质基础是化学成分，天然药物化学能够阐明中药产生功效的究竟是什么成分，为探索中药防治疾病的原理提供科学依据。同时能够促进中药药性理论研究的深入和阐明中药炮制的原理。

学习天然药物化学的意义麻黄发汗散寒平喘利水挥发油成分α-松油醇麻黄碱和去甲麻黄碱伪麻黄碱研究发现，辛味药大多数含有挥发性成分，如麻黄、桂枝、细辛等，均有发汗解热作用。11经天化的研究表明，黄芩在冷水浸泡过程中，黄芩苷被酶水解成黄芩素，后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色，导致抑菌活性降低。因此，认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。黄芩炮制南方：冷水泡北方：热水煮酶水解变绿(淡黄芩)仍保持黄色黄芩苷黄芩素（黄色）醌类（绿色）122开发新药。

（1）

直接从天然药物中发现新药

学习天然药物化学的意义13(2)以天然药物中活性成分为先导化合物开发新药141949-1981年我国共研制新药104种。天然药物中活性成分和结构修饰物61种占58.6％；创制新药64种天然药物中活性成分18种另外还有一些结构修饰物如蒿甲醚，β-甲基地高辛，溴化异丙东莨菪碱等。(3)从有效部位中开发二类中药新药天然药物化学在新药研发中的地位有效部位或有效成分天然药物化学药理作用有效部位或有效成分药理学天然药物化学在新药研发中的地位天然药物化学药理作用一定的剂型有效部位或有效成分药理学药剂学天然药物化学在新药研发中的地位天然药物化学药理作用一定的剂型质量标准有效部位或有效成分药理学药物分析学天然药物化学在新药研发中的地位天然药物化学药剂学药理作用一定的剂型质量标准有效部位或有效成分药理学药剂学药物分析学临床前新药天然药物化学在新药研发中的地位天然药物化学本学科的发展history：我国是最早进行天然药物化学研究的国家1769年瑞典化学家，药师K.W.Schelle酒石

钙盐酒石酸(苯甲酸,苹果酸,乳酸,没食子酸等)H2SO4(酒石酸氢钾)1575年《医学入门》(李挺著)，《本草纲目》五倍子没食子酸1711年《集验方》（李遵著）樟脑的制备方法，由马可勃罗将这一方法传到西方20Atpresent:现代科学技术的进步促使天然药物化学学科迅速发展

各种波谱技术（UV、IR、NMR、MS）和分离技术（制备液相、HPLC、反相填料、分子筛）的飞速发展，使天然药化的研究速度大大加快。21

时间发现的新生物碱1952年以前950个1952-1962年1107个相当于前100年的总数1962-1972年3443个相当于前10年的3倍1972-1989年6000个蚕蛾醇(bombykol)

10-10ug/ml具有明显的生物活性；从50万只雌蚕蛾中得到12mg。技术的进步使得内源性生物活性成分、微量成分、水溶性及高分子化合物（多糖）的研究得以进行。2223Future:由单纯化学研究向生物活性成分研究转变，更注重以活性为指标追踪有效成分的分离。从单味药研究向中药复方研究转变。更注重多学科的密切配合（如药理学、药代动力学、分子生物学等）。对海洋生物的研究是一新热点。研究热点向微量、水溶性、大分子成分转变活性筛选由整体动物向分子水平、基因水平转变。24实验是天然药物化学课程学习的重要组成部分。水溶性成分水、醇共溶成分醇、脂共溶成分脂溶性成分单糖及低聚糖生物碱盐游离生物碱油脂淀粉苷苷元（黄酮、醌、香豆素……）蜡黏液质水溶性色素脂溶性色素氨基酸鞣质挥发油蛋白质水溶性有机酸非水溶性有机酸无机成分树脂第二章天然药物化学成分一般提取方法提取方法溶剂提取法煎煮法浸渍法渗漉法回流提取法连续回流提取法超声提取法微波提取法超临界流体萃取法水蒸气蒸馏法升华法25细胞有效成分溶剂溶剂提取原理示意图1溶剂提取法（最常用）

261溶剂提取法（1）选择溶剂考虑因素：溶剂尽可能多地溶出有效成分,杂质少溶或不溶；有效成分、杂质、溶剂的极性：相似相溶原理；溶剂的安全性、价廉易得、回收方便等。271溶剂提取法（2）常见溶剂极性与介电常数ε有关，介电常数越大，极性越大常用溶剂的极性大小顺序排列如下：石油醚＜苯＜无水乙醚＜氯仿＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水*蓝色为：亲脂性有机溶剂；红色为：亲水性有机溶剂28291溶剂提取法（3）影响溶剂提取效率的因素溶剂方法粉碎度温度时间浓度差301溶剂提取法（4）提取方法①浸渍法：药材+溶剂→浸泡（冷/温）→提取物适于热不稳定成分或含大量淀粉、胶类等多糖成分的药材。缺点：提取时间长，出膏率低，水浸液易霉变。31②渗漉法：是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自上而下流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。连续渗漉装置缺点：消耗溶剂量大，费时长、操作麻烦32③煎煮法：水加热煮沸提取。不适于挥发性成分或遇热易分解成分的提取。④回流提取法：易挥发有机试剂加热回流提取药材。不适于热不稳定成分提取，溶剂耗量大，操作繁琐。⑤连续回流提取法：较回流提取法溶剂耗量小，操作简单，常用索氏提取器。不适于热不稳定成分提取。3334⑥超声提取法其基本原理是利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的许多次级作用，如机械运动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速细胞内有效成分的扩散、释放和溶解，促进提取的快速进行。⑥超声提取法与常规提取法相比，具有适用于各种溶剂，提取速度快，方法简单，产率高，无需加热等优点，容器壁厚薄要求较高。超声提取对一些遇热不稳定成分的提取尤为适宜。35362水蒸气蒸馏法适用于挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、且难溶或不溶于水的成分。挥发油多用此法。3738加热393超临界流体萃取法Supercriticalfluidextraction-SFE是一种集提取和分离一体，又基本上不用有机溶剂的新技术。超临界流体：是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。如：CO2（最常用）、N2O、乙烷、氨等。4041密度与液体相似，粘度与气体相近，扩散系数比液体大100倍。物质的溶解与溶剂的密度、扩散系数呈正比，与粘度成反比。超临界流体的性质4243在接近室温下提取，防止氧化热解；萃取过程中几乎不用到有机溶剂，萃取物中无有机溶剂残留，对环境无公害；提取效率高，节约能耗；工艺技术要求高，设备费用投资比较大。SFE的优缺点44进水出水常压升华装置4升华法（1）渗漉法:

热敏性成分、多糖丰富的药材（2）浸渍法：热敏性成分、提取效率高（3）煎煮法：不易被水、热破坏的成分（4）回流法：提取脂溶性成分（5）索氏提取法：省溶剂，时间长成分易破坏溶剂提取法提取能随水蒸气蒸馏且不溶于水的成分挥发性、脂溶性、热敏性、易氧化成分适合各种溶剂，提取热敏性成分水蒸气蒸馏法：超临界提取法：超声波提取法：提取方法小结水亲水性有机溶剂亲脂性有机溶剂按极性不同石油醚＜四氯化碳＜苯＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水选择溶剂的原则：相似相溶溶剂小结萃取苷类、大极性有机成分第三章天然药物化学成分

分离方法提取液的浓缩4849旋转蒸发仪真空泵冷却泵50过滤蒸发萃取经典的分离方法51

分离的本质——差异

不论混合物是固体、液体还是气体，其所含的各种成分仍然保持原有的理化特性。分离的本质是利用混合物中不同成分之间的物理性质差异，达到分离目的。溶解度大小分配系数不同吸附性大小分子大小解离程度不同差异分离方法1.根据溶解度差别进行分离1.1结晶法（纯化时常用）结晶和重结晶操作：提取或分离物↓溶于合适的溶剂，加热成饱和溶液，过滤

溶液↓放置（冷藏）析晶，过滤

粗结晶↓重复上述操作（重结晶）

结晶531.2沉淀法：a、溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法b、酸碱沉淀法：改变pH，处理酸、碱、两性成分；c、沉淀试剂：如铅盐沉淀法，酸性、酚性成分加中性PbAc2，形成沉淀。如果在含糖或蛋白质的水提液中分次加入乙醇，使含醇量逐步达到80％以上，则难溶于乙醇的成分如蛋白质、淀粉、树胶、粘液质等被逐级沉淀析出。a．溶剂沉淀法在天然药物化学成分分离中的应用。水提醇沉法难溶于水的游离生物碱遇酸生成生物碱盐而溶于水，再加碱碱化，又能重新游离使水溶性降低而形成沉淀析出；——————————————

酸溶碱沉法一些具有酚羟基而又难溶于水的黄酮类化合物，加碱水液可成盐溶解，经酸化后又可游离析出沉淀，借以提纯，去除杂质。————————碱溶酸沉法b．酸碱沉淀法在天然药物化学成分分离中的应用。中性醋酸铅能与具有羧基、邻二酚羟基的酸性或酚性物质生成不溶性铅盐，常用于沉淀天然药物成分中的有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷、蒽醌苷、香豆素苷和某些色素等等。c．铅盐沉淀法往提取液中加入一种与其互不相溶的溶剂配成两相溶剂系统，利用混合物中各种成分分配系数的差异而将所需成分萃取出来的分离方法。2.根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离2.1影响分离的因素①分离因子β，分配系数KK=CU/CL,（CU,CL为被分离物质在上相和下相中浓度）β=KA/KBKA>KB根据β值的大小可决定分离采用的方法:β≥100，简单的一次萃取，可基本分离.100>β≥10，10-12次萃取，CCD法。β≤2，100次以上萃取，DCCC法。2.根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离②pH值对于酸性、碱性、两性化合物，pH值可改变它们的存在状态（游离型和解离型），分配比受pH值的影响，因为602.2系统溶剂萃取法（粗分）

将总提物分散于水中，依次用石油醚或环己烷、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取，分别得到相应极性的成分。注意：防止乳化。破坏乳化的方法1）加热2）将乳化层抽滤3）长时间放置4）加电解质（NaCl）…………——P26

2.2酸碱性成分的分离——pH-梯度萃取法

按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质，改变pH值使酸碱成分呈不同状态。2.3逆流分溶法、液滴逆流色谱、高速逆流色谱

强酸中强酸弱酸依次萃取NaHCO3Na2CO3NaOH得到强酸中强酸弱酸2.4液-液分配柱色谱①正相色谱：固定相极性大，如水、缓冲液等；流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等。载体：硅胶（含水可达17%），硅藻土，纤维素等。分离极性大或水溶性成分，如苷类、糖、生物碱等。

洗脱顺序：极性小的物质先被洗脱出来。2.4液-液分配柱色谱②反相色谱：固定相极性小于流动相。如：HPLC反相柱，反相板。固定相：硅胶硅醇基结合烷基，如RP-2，RP-8，RP-18。亲脂性：RP-18>RP-8>RP-2。流动相(洗脱剂)：MeOH-H2O，CH3CN-H2O洗脱顺序：分离脂溶性的成分，极性大者先洗脱下来。

3.1吸附分类：物理吸附：无选择性的吸附，吸附－解析发生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。3.

根据物质的吸附性差别进行分离——吸附色谱法重点吸附原理：相似相吸影响吸附过程的三要素：吸附剂（固定相），溶质（被分离物质），溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）3.2硅胶、氧化铝：

极性吸附剂：载样量大，吸附力强

硅胶：应用最广，适用于各类成分分离

氧化铝：有中性、酸性、碱性氧化铝。碱性氧化铝不适合于分离酸性成分，多用于分离生物碱。层析分离3.2硅胶、氧化铝：①被分离物质吸附力与结构的关系被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难，后被洗脱下来。官能团极性大小排列顺序：-COOH>Ar-OH>R-OH>R-NH2,RNHR',RNR'R">R-CO-NR'R">RCHO>RCOR'>RCOOR'>ROR'>RH②溶剂(洗脱剂)的极性与洗脱力的关系洗脱剂极性越大,洗脱力越强.

练习:从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分,比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序.名称RR’黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷ACHOH黄夹次苷BCH3H黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷BR”=COCH3,其它R”=H答案：1.极性大小：黄夹苷A＞黄夹苷B＞次苷D＞次苷C＞次苷A＞次苷B＞单乙酰B2.硅胶柱上的出柱顺序：后先练习:某植物中分得3个黄酮化合物，结构如下,比较它们的极性大小及在硅胶TLC上的Rf值大小顺序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham极性大小:SiO2-TLCRf:极性大小:C>B>ASiO2-TLCRf:A>B>C答案：3.3

聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。分离原理：主要通过酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键，产生吸附作用。吸附力取决于形成氢键缔合的能力。②溶剂的洗脱能力

水<含水醇<醇<丙酮<NaOH/H2O<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素/H2O

3.4大孔吸附树脂(macro-reticularresin)①组成:苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂②分离原理：吸附(范德华力和氢键)和分子筛作用(多孔性结构)

3.4大孔吸附树脂③洗脱剂:H2O及不同比例的含水醇。洗脱分离:H2O洗:糖,水溶性色素30%EtOH/H2O:极性大的成分50-75%EtOH:皂苷类95%EtOH:极性小成分

④应用:除去多糖、水溶性色素；富集苷类成分4根据物质离解程度不同进行分离—离子交换法固定相：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化合物，引