中药化学成分的一般研究方法

中药化学成分的一般研究方法第1页/共239页2第一节、中药成分及生物合成简介一、成分类型简介糖类苷类醌类苯丙素类黄酮类萜类和挥发油三萜类生物碱甾体类鞣质类中药化学成分第2页/共239页31.糖类(sugars)中药中普遍存在，为多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物，可分为单糖、低聚糖、多聚糖；第3页/共239页42.苷类(glycosides)糖或糖的衍生物与非糖通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。第4页/共239页5苷类(glycosides)第5页/共239页63.醌类化合物(quinoids）一类分子中具有醌式结构的化合物。分子中多有酚羟基，有一定的酸性。第6页/共239页7醌类化合物第7页/共239页84.苯丙素类（phenylpropanoids）是一类分子中以苯丙基为基本骨架的化合物。其中香豆素和木脂素为典型化合物。第8页/共239页9苯丙素类第9页/共239页105.黄酮类（flavonoids

）泛指两个苯环通过三个C原子互相连接而成的一系列化合物。C6-C3-C6第10页/共239页11黄酮类C6-C3-C6C6-C3-C6第11页/共239页126.萜类和挥发油凡由甲戊二羟酸衍生、具有基本母核的分子式符合(C5H8)n通式的衍生物为萜类化合物(1)萜类（terpenoids）第12页/共239页13萜类第13页/共239页14挥发油又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏而蒸馏、与水不相混溶的油状液体物质。(2)挥发油（essentialoils）第14页/共239页157.三萜类（triterpenoids）是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。第15页/共239页16三萜类第16页/共239页178.甾体类（steroides）是一类具有环戊烷骈多氢菲的甾体母核的化合物。第17页/共239页18甾体类第18页/共239页199.生物碱（alkaloids）是一类存在于生物体类含氮的有机物，具有碱的性质，能与酸成盐。第19页/共239页20生物碱第20页/共239页2110.鞣质（tannins）又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难于透水的化合物。第21页/共239页22鞣质老鹳草素(geraniin)第22页/共239页2311.其它成分有机酸氨基酸和蛋白质有机含硫化合物矿物质第23页/共239页24biosynthesispathway二、主要的生物合成途径中药化学成分属天然有机化合物类型众多、结构复杂、数目庞大结构间存在着一定联系第24页/共239页25有一定的规律可寻许多化合物在分子结构中都含有某些基本组成单位。苯丙素类——具有C6-C3单位萜类——具有重复C5单位生物碱——具有氨基酸单位脂肪酸、酚类、醌及聚酮类——具有C2单位第25页/共239页26代谢产物的分类按生物合成途径可分为一次代谢产物和二次代谢产物一次代谢产物——叶绿素、糖类、蛋白质、脂类和核酸等二次代谢产物——生物碱、黄酮、萜类皂苷等。第26页/共239页27二次代谢产物二次代谢产物往往反应了植物科、属、种的特征，且大多数具有特殊显著的生理活性。生物合成途径是指二次代谢产物的生物合成途径。第27页/共239页28研究生物合成的意义指导中药化学成分结构分类帮助推测中药化学成分结构对仿生合成和植物化学分类学提供理论指导。第28页/共239页29主要生物合成途径（一）乙酸丙二酸途径（二）甲戊二羟酸途径（三）莽草酸途径（四）氨基酸途径（五）复合途径第29页/共239页30（一）乙酸-丙二酸途径

acetate-malonatepathway,(AA-MA)1.

脂肪酸2.

酚类3.

醌类第30页/共239页311.脂肪酸第31页/共239页322.酚类第32页/共239页333.醌类第33页/共239页34（二）甲戊二羟酸途径

mevalonicacidpathway,(MVA)萜类、三萜类、甾体类的生物合成途径第34页/共239页35甲戊二羟酸途径第35页/共239页36甲戊二羟酸途径第36页/共239页37（三）莽草酸途径

skikimicacidpathway具有C6-C3（苯丙素类）及C6-C1基本结构的化合物又叫桂皮酸途径(cinnamicacidpathway)第37页/共239页38莽草酸途径葡萄糖代谢莽草酸桂皮酸途径苯丙氨酸或酪氨酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷第38页/共239页39木脂素香豆素类倍半木脂素木质素烯丙基丙稀基新木脂素邻羟基桂皮酸苷苯丙烯类阿魏酸咖啡酸对羟基桂皮酸对羟基桂皮酸苷松柏醇伞形花内酯第39页/共239页40（四）氨基酸途径

aminoacidpathway鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸都是合成生物碱的重要前体。大多数生物碱由此途径合成。第40页/共239页41氨基酸途径第41页/共239页42氨基酸途径第42页/共239页43（五）复合途径

complexpathway如查耳酮、二氢黄酮类化合物由莽草酸途径和乙酸丙二酸途径合成。分子中各个部位由不同的生物合成途径产生。第43页/共239页44复合途径第44页/共239页45第二节、提取分离方法一、提取方法溶剂提取法水蒸汽蒸馏法超临界流体萃取法其它方法提取方法煎煮法浸渍法渗漉法回流提取法连续回流提取法第45页/共239页46（一）溶剂提取法应用最普遍的提取方法根据被提取成分的溶解性能，选用合适的溶剂和方法来提取。第46页/共239页47提取原理示意图溶剂细胞有效成分第47页/共239页48按极性分类可分为三类1、溶剂分类②亲水性：如甲醇、乙醇、丙酮③亲脂性：石油醚、饱和烷烃①水第48页/共239页49常见溶剂极性顺序石油醚<

四氯化碳<

苯<

氯仿<

乙醚<

乙酸乙酯<

正丁醇<

丙酮<

乙醇<甲醇<

水第49页/共239页502.溶剂的选择有效成分溶解性大，无效成分溶解性小，与植物成分不起化学反应；安全无毒沸点低，易回收，成本低；理想溶剂：第50页/共239页51①能团极性：

RCOOH>

Ar-OH>H2O>R-OH

>

R-NH2

>

RCONH2

>RCHO

>

RCOOR’

>

R-OR’

>R-X>R-H②

官能团相同，极性官能团数目多，极性大。③

ε介电常数越大，极性越强。化合物极性强弱比较第51页/共239页523.提取方法①

浸渍法：药材+溶剂浸泡提取物a.

冷提法：②渗漉法：药材粉碎后，加入渗漉桶中第52页/共239页53渗漉法装置示意图第53页/共239页54提取方法③煎煮法：水加热煮沸提取b.

热提法④

回流提取法：有机溶剂提取⑤连续回流提取法第54页/共239页55连续回流提取法1.冷凝管2.溶剂蒸气上升管3.虹吸管4.装有药粉的滤纸袋5.溶剂6.水浴索氏提取器第55页/共239页56（二）水蒸气蒸馏法用于提取能随水蒸汽蒸馏、对热稳定、难溶于水的成分。挥发油多用此法第56页/共239页57挥发油提取装置图示第57页/共239页58挥发油提取装置图第58页/共239页59（三）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第59页/共239页60PhasediagramofCO2第60页/共239页61超临界流体的性质密度与液体相似、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、扩散系数成正比，与粘度成反比。第61页/共239页62CO2supercriticalfluidextractionprocess第62页/共239页63SFE的优缺点接近室温下提取，防止氧化热解几乎不用到有机溶剂，无有机溶剂残留，对环境无公害效率高，节约能耗工艺技术要求高,投资比较大第63页/共239页64（四）其它方法升华法：气态→固态樟木中樟脑的提取。超声提取法第64页/共239页65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。第65页/共239页66超声提取法的特点具有以下优点适用于各种溶剂提取速度快方法简单产率高无需加热超声提取对一些遇热不稳定成分的提取尤为适宜。第66页/共239页67第一节、中药成分及生物合成简介第二节、提取分离方法第三节、化学结构研究方法中药化学成分的一般研究方法第67页/共239页68第二节、提取分离方法二、分离精制方法溶剂法沉淀法分馏法膜分离法分离方法升华法结晶法色谱法第68页/共239页69（一）溶剂法1、酸碱溶剂法对于难溶于水的有机碱类成分，与酸成盐后，可溶于水。如生物碱。利用混合物中各组分酸碱性的不同进行分离。第69页/共239页70酸碱溶剂法对于具有羧基或酚羟基的酸性成分，难溶于酸水，与碱成盐后，可溶于水。对于具内酯或内酰胺结构的成分，可被皂化而溶于水。第70页/共239页71酸碱溶剂法操作图示生物碱有机层酸水层酸+→生物碱盐第71页/共239页722.溶剂分配法利用各组分在两相中分配系数的不同而达到分离的方法。两相往往是互相饱和的水相与有机相第72页/共239页73溶剂分配法混合物在两相中的分配系数越大，则分离效果越高。分配系数：K=C上/C下分离因子：β=KA/KB（KA>KB），表示分离难易第73页/共239页74溶剂分配法常用的两相有极性大的成分：正丁醇—水极性中等成分：乙酸乙酯—水极性小等成分：氯仿—水第74页/共239页75（二）沉淀法有些化学成分能与某些试剂生成沉淀，或加入某些试剂后可降低某些成分在溶液中的溶解度而自溶液中析出。这种沉淀反应必须是可逆的第75页/共239页761.专属试剂沉淀法雷氏铵盐能与季铵碱生成沉淀某些试剂能选择性地沉淀某类成分，称专属性沉淀法。胆甾醇能与甾体皂苷沉淀明胶能与鞣质生成沉淀，可用于分离和出去鞣质。第76页/共239页772.分级沉淀法在混合组分的溶液中加入与该溶液能互溶的溶剂，改变混合组分溶液中某些成分的溶解度，使其从溶液中析出。改变加入溶剂的极性或数量而使沉淀逐步析出称为分级沉淀。第77页/共239页78分级沉淀法含有糖类或蛋白质的水溶液中，分次加入乙醇，使含醇量逐步增高，可逐级沉淀出分子量段由大到小的蛋白质、多糖、多肽等等。含有皂苷的乙醇溶液中分次加入乙醚或乙醚－丙酮，可使有极性差异的皂苷分级沉淀出来。第78页/共239页793.盐析法在混合物水溶液中加入易溶于水的无机盐至一定浓度或饱和状态，使某些成分在水中的溶解度降低而析出来，或用有机溶剂萃取出来。最常用的是氯化钠第79页/共239页80盐析法例如从黄连中分离小檗碱又如麻黄碱、苦参碱等水溶性较大，分离时也常采用盐析的方法。盐析是分离蛋白质时常采用的方法之一。第80页/共239页81（三）分馏法利用混合物中各成分沸点的不同而进行分离的方法。适用于液体混合物的分离。可分为常压蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏等。第81页/共239页82简单分馏装置1.温度计2.分馏柱3.烧瓶第82页/共239页83（四）膜分离法利用人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，对混合物溶液中各成分进行分离、分级、提纯或富集。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。第83页/共239页84膜分离法反渗透、超滤、微滤相当于过滤技术。溶剂、小分子能透过膜，而大分子被截留。第84页/共239页85（五）升华法固体物质加热直接变成气体，遇冷又凝结为固体的现象为升华。如樟木中的樟脑，是世界上最早应用升华法制取的有效成分。茶叶中的咖啡碱加热到178℃就能升华而不被分解。第85页/共239页86升华法升华法虽简单易行但药材炭化后，往往产生挥发性的焦油状物，粘附在升华物上，不易精制除去并且升华不完全，产率低，有时还伴有分解现象，因此较少采用。第86页/共239页87（六）结晶法化合物由非晶形成有晶形的过程称为结晶。结晶法是纯化物质最后阶段常采用的方法，其目的是进一步分离纯化。第87页/共239页88结晶法结晶法的关键是选择适宜的溶剂。对结晶溶剂的要求:①对待结晶的成分溶解度随温度不同有显著差异。②与被结晶的成分不应产生化学反应。③沸点适中。第88页/共239页89结晶法甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等。常用的结晶溶剂单一溶剂不能达到结晶时，可用两种或两种以上溶剂组成的混合溶剂进行结晶。第89页/共239页90（七）色谱法色谱法是中药化学成分分离中最常用的方法。最大的优点在于，通过选用不同分离原理、不同操作方式、不同色谱材料或将各种色谱组合应用，达到对化学成分的分离和精制。第90页/共239页91色谱Flash动画第91页/共239页92柱色谱视频第92页/共239页93色谱法分类吸附色谱分配色谱凝胶色谱离子交换色谱根据分离原理可分为：第93页/共239页94色谱法分类薄层色谱法(thinlayerchromatography,TLC)柱色谱法(columnchromatography)纸色谱法(paperchromatography，PC)高效液相色谱法(HPLC)气相色谱法(GC)根据分离方法可分为：第94页/共239页951.吸附色谱法吸附色谱是利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异，而实现分离的一类色谱。常用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺等。第95页/共239页96吸附力的分类物理吸附：无选择性，吸附与解吸可逆，如硅胶、氧化铝、活性炭吸附。化学吸附：有选择性，吸附牢固。半化学吸附：介于上述二者之间，如聚酰胺。第96页/共239页97吸附力的特点吸附剂活性吸附力三要素溶质极性溶剂极性物理吸附：相似者易于吸附第97页/共239页98吸附剂的特点硅胶、氧化铝为极性吸附剂溶质极性大，吸附力强溶剂极性大，洗脱力强活性炭为非极性吸附剂，与此相反第98页/共239页99硅胶吸附色谱应用最为广泛的吸附色谱，大多数成分都可用它来分离。硅胶是极性吸附剂，适合分离极性相对较小的成分，用有机溶剂系统洗脱。第99页/共239页100硅胶的结构第100页/共239页101硅胶的结构第101页/共239页102硅胶吸附色谱实际应用中有柱色谱和薄层色谱两种。第102页/共239页103TLC第103页/共239页104氧化铝吸附色谱应用范围有一定的限制，主要用于碱性或中性亲脂性成分的分离。如可用于生物碱、甾体、萜类成分的分离。尤其不适合含有酚羟基化合物的分离。第104页/共239页105聚酰胺吸附色谱利用氢键缔合分离，属于半化学吸附。固定相流动相第105页/共239页1062.凝胶过滤色谱原理主要是分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分离化合物的分子大小而达到分离目的。凝胶是具有多孔隙网状结构的固体物质，当混合物溶液通过凝胶柱时，比凝胶孔隙小的分子可以自由进入凝胶内部。第106页/共239页107凝胶过滤色谱第107页/共239页108凝胶过滤色谱商品凝胶的种类很多，常用的是葡聚糖凝胶，羟丙基葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(sephadexG)是由葡聚糖（右旋糖酐）和甘油基通过醚桥相交联而成的多孔网状结构，亲水性，只适合在水中使用。第108页/共239页109SephadexG凝胶颗粒网孔的大小取决于所用交联剂的数量和反应条件。加入的交联剂越多，网孔越紧密，孔径越小，吸水膨胀也越小。SephadexG-75，含义此干凝胶吸水量为7.5mL/g。第109页/共239页110SephadexLH-20既有亲水性又有亲脂性既可在水性溶剂系统中使用，又可在亲脂有机溶剂系统中使用。羟丙基葡聚糖凝胶，是在sephadexG-25的羟基上引入羟丙基而成醚状结合态。第110页/共239页111PartialstructureofSephadexLH-20Thegelisbasedonhydroxypropylateddextranwhichhasbeencrosslinkedtoyieldapolysaccharidenetwork.第111页/共239页112SephadexLH-20与sephadexG相比引入羟丙基后分子中羟基的总数不变，但碳原子所占的比例相对增加，因此使用范围扩大。含水系统：甲醇－水有机系统：氯仿－甲醇第112页/共239页113SephadexLH-20使用小结使用含水溶剂系统时主要为分子筛作用。具有双重色谱性能，主要原理为分子筛作用。使用有机溶剂系统洗时，还有吸附作用，极性相对较小的化合物先被洗脱下来。第113页/共239页1143.离子交换色谱(ionexchangechromatography)离子交换色谱主要是基于混合物中各成分解离度差异进行分离。有离子交换树脂、离子交换纤维素和离子交换凝胶三种。第114页/共239页115离子交换树脂结构第115页/共239页116离子交换树脂离子交换树脂对交换化合物的能力强弱，主要取决于化合物解离度大小，带电荷多少等因素。化合物解离度大易交换在树脂上，相对难洗脱，因此解离度小的化合物先被洗脱下来。第116页/共239页117离子交换色谱flash动画第117页/共239页118离子交换纤维素和凝胶是在纤维素或葡聚糖等大分子的羟基上，通过化学反应引入能释放离子的基团所形成。二乙氨基纤维素(DEAE-cellulose)羧甲基纤维素(CM-cellulose)二乙氨基葡聚糖凝胶(DEAE-sephadex)羧甲基纤维素(CM-sephadex)第118页/共239页119离子交换纤维素和凝胶它们既有离子交换性质，又有分子筛作用，对水溶性成分的分离十分有效，主要用于分离纯化如蛋白质、多糖、生物碱和其它水溶性成分。第119页/共239页1204.大孔树脂色谱大孔树脂是一类没有可解离基团，具有多孔结构，不溶于水的固体高分子物质。通过吸附（范德华力及氢键）与分子筛（多孔结构）作用macro-reticularresine第120页/共239页121大孔树脂色谱大孔树脂的色谱行为具有反相的性质。被分离物质的极性越大，其Rf值越大，反之Rf值越小。对洗脱剂而言，极性大的溶剂洗脱能力弱，而极性小的溶剂洗脱能力强。第121页/共239页122大孔树脂色谱根据骨架材料是否带功能基团，大孔吸附树脂可分为非极性、中等极性与极性三类。第122页/共239页123大孔树脂色谱大孔树脂常应用于中药有效成分富集，具有选择性好、机械强度高、再生处理方便、吸附速度快。一般水煎法收率30%，水醇法15%，大孔树脂法收率5%。第123页/共239页124常用的大孔树脂Amberlite系列（美国）；Diaion系列（日本）；GDX系列（天津试剂二厂）；AB-8、X-5（南开大学化工厂）；第124页/共239页125大孔树脂分离操作过程人参提取液通过树脂柱水洗树脂70%乙醇洗脱乙醇洗脱液人参总皂苷粗品第125页/共239页1265.分配色谱利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数的不同而达到分离。按照固定相与流动相的极性差别，分配色谱有正相与反相分配色谱法之分。第126页/共239页127正相分配色谱固定相>流动相极性常用的固定相有氰基与氨基键合相洗脱剂用亲脂性有机溶剂系统。第127页/共239页128反相分配色谱固定相<流动相极性常用的固定相有：C8键合相十八烷基硅胶(ODS,octadecanesilica)流动相常用甲醇-水，乙腈-水。反相色谱是应用最广的色谱法。第128页/共239页129反相硅胶化学结构第129页/共239页130反相分配色谱的特点反相色谱是应用最广的色谱法键合相表面官能团不会流失流动相的极性可在很大范围内调整可重复使用多次，重现性好第130页/共239页131分配色谱的分类（1）纸色谱法（2）分配薄层色谱法（3）分配柱色谱法按操作方法可分为：第131页/共239页132纸色谱法纸色谱法属分配色谱，具有双重色谱性能使用亲脂性有机溶剂洗脱时为正相分配色谱使用含水溶剂系统洗脱时为反相分配色谱第132页/共239页133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，填充于色谱柱中，用流动相洗柱。液-液分配柱色谱：第133页/共239页1346.其它色谱分离方法DCCC(液滴逆流色谱)和HSCCC(高速逆流色谱法)可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。第134页/共239页135DCCC装置图示DropletCounterCurrentChromatography第135页/共239页1367.色谱技术进展（1）制备薄层技术（2）加压液相柱色谱技术第136页/共239页137（2）加压液相柱色谱技术多用反相色谱柱所用载体是颗粒直径小、机械强度高、比表面积大的球形硅胶，其上键有不同极性的有机化合物以适应不同类型的分离工作。第137页/共239页138加压液相柱色谱技术根据液相色谱所用压力大小的不同，可分为:①高效液相色谱(HPLC,>20个大气压)②中压液相色谱(MPLC,5~20个大气压)③低压液相色谱(LPLC,<5个大气压)第138页/共239页139①高效液相色谱（HPLC）highperformanceliquidchromatography是在经典的液相色谱基础上发展起来的一种快速分离分析新技术。采用了高效填充剂，利用加压手段加快流动相流速的一种高效能液相色谱法。第139页/共239页140高效液相色谱（HPLC）按分离原理可分为：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱凝胶色谱等其中液－液分配色谱应用最广泛。根据固定相与流动相极性的差别，亦分为:正相分配色谱反相分配色谱第140页/共239页141HPLCSystemforAnalysis第141页/共239页142HPLCSystemforPurification第142页/共239页1431.7µmBEHUPLC®顆粒1.8µmHSSUPLC顆粒

与传统的HPLC相比，UPLC的速度、灵敏度及分离度分别是HPLC的9倍、3倍及1.7倍。

1mL/min流速时的耐压可达15000psi

超高效液相色谱（UltraPerformanceLiquidChromatography，UPLC）

第143页/共239页144第144页/共239页145BEH颗粒

1.7µm乙烯架桥杂化颗粒(EthyleneBridgedHybrid，简称BEH)HSS颗粒1.8µm高强度二氧化硅(HSS)颗粒。WatersUPLC颗粒第145页/共239页146HPLCWatersAgilentDIONEXShimadzu第146页/共239页147HPLCColumn第147页/共239页148HPLCColumn-两大类第148页/共239页149HPLC的优点高效液相色谱法分离速度快、效率高、试样分析重现性好，而且试样不需气化，只需制成溶液，即可在室温下进样分析。此法应用范围极广，对挥发性差或遇热不稳定的成分及某些高分子化合物的分离极为有利。第149页/共239页150第一节、中药成分及生物合成简介第二节、提取分离方法第三节、化学结构研究方法中药化学成分的一般研究方法第150页/共239页151第三节、化学结构研究方法阐明机理第151页/共239页152化学结构研究程序化合物纯度化合物类别化合物结构第152页/共239页1531.物理常数：mp，[α]D2.TLC（PC）：三种展开系统均为单一斑点。3.HPLC，GC一、纯度鉴定第153页/共239页1541.物理常数测定化合物物理常数的测定包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重测定等。熔点：单一纯化合物结晶的溶距常小于2ºC。第154页/共239页155物理常数测定沸点：液体纯物质应有恒定的沸点，沸程不超过5ºC。折光滤＆比重：液体纯物质应有恒定的折光滤＆比重。比旋度：比旋度反应化合物结构有无手性结构，与立体结构有关。第155页/共239页1562.TLC（PC）仅采用一种溶剂系统或色谱条件，得到的结论常会出现偏差。通常三种溶剂系统或色谱条件下，均得到单一斑点可初步说明为单一化合物。第156页/共239页1573.HPLC，GC判断纯度时，灵敏度、准确度高于TLC(PC)，但也应采用多种色谱条件进行测试。第157页/共239页1581、文献调研：同种、同属及相近属植物的成分2、鉴别反应：确定官能团、骨架3、色谱行为：酸碱性、溶解性等二、化合物类型的确定第158页/共239页1591、文献调研同科同属的植物常含有相同或相似的化合物。通过对文献中同科同属植物化学成分进行调研，就可以推测研究对象中含有成分的可能类别。第159页/共239页160鉴别反应主要是利用的化合物的理化性质。一些类型的中药化学成分具有特征性的鉴别反应。2、鉴别反应对化合物进行鉴别反应，就能够推测化合物的骨架类型。第160页/共239页161蒽醌类成分：碱液显色反应检识骨架类型黄酮类成分：盐酸镁粉反应、四氢硼钠反应生物碱类成分：碘化铋钾反应、碘化汞钾反应第161页/共239页162某些基团也具有一些特征性的鉴别反应。鉴别反应对化合物进行鉴别反应，还能够推测化合物结构中可能含有的基团。第162页/共239页163酚羟基：三氯化铁反应检识官能团亚甲二氧基：Labat反应不饱和内酯环：异羟肟酸铁反应苯环酚羟基对位有无取代基：Gibb’s反应第163页/共239页164试验时平行对照未知样品、空白、典型样品三者平行对照注意综合多种试验作出判断一种检识反应易误判，最好两种以上试验第164页/共239页165化合物提取、分离、精制过程中获得的化合物的色谱行为也有助于判断化合物的类别。3、色谱行为通过色谱行为的观察可获知化合物的溶解性、酸碱性、极性、显色反应方面的信息。第165页/共239页166例如有个化合物进行硅胶TLC分析时发现它易溶于乙醚，用氯仿－丙酮（8:1）展开时Rf=0.6，UV365nm下，检识显蓝色斑点。该化合物属于哪一类天然产物？第166页/共239页167(一)

波谱方法

UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS(二)

化学沟通化学降解、衍生物制备、人工合成(三)

立体结构

CD、ORD、2D-NMR、X-射线衍射三、化合物结构的确定第167页/共239页168（一）波谱方法目前，波谱分析已成为确定中药有效成分化学结构的主要手段具有灵敏度高、选择性强、试样用量少以及快速、简便的优点，同时准确性也大大提高波谱的应用已成为广大药学工作者必须掌握的一门技术第168页/共239页169波谱方法的内在联系△E

＝hvv

＝c/λ电磁波区域分子变化能量(千焦/摩)频率(Hz)波长(cm)紫外电子跃迁42010152×10-5－4×10-5可见电子跃迁2105×10144×10-5－8×10-5红外分子振动211013－1014104－10-2微波分子转动12×10-33×10101无线电波在外磁场中核自旋取向4.7×10-71065×105光谱中所用的电磁波区域第169页/共239页1701、UVspectrumultravoiletspectroscopy第170页/共239页171UVspectrum各种电子跃迁所需能量示意图第171页/共239页172UVspectrum一般来说，UV光谱主要用于判断结构中的共轭体系和估计共轭系统中取代基的位置、种类和数目等。UV是测定含有共轭双键、α，β-不饱和羰基（醛、酮、酸、酯）结构的化合物及芳香化合物结构的一种重要手段。第172页/共239页173UVspectrum在某些场合下，还对测定化合物的精细结构具有一定意义。如黄酮类化合物，测定其UV光谱时，加入某种诊断试剂后，可因分子中取代基的类型、数目及排列方式不同而发生光谱形状的改变。第173页/共239页174UVspecturmofrutin第174页/共239页175UV-visiblespectrometer第175页/共239页1762、IRspectruminfraredabsorptionspectrum,IR有机化合物用不同波长的红外线照射，分子吸收红外线后引起化学键的振动或转动能级跃迁而形成的光谱，称为红外吸收光谱。第176页/共239页177IRspectrometer第177页/共239页178IRspectrum测定范围在波数4000~500cm-1。特征基团区4000~1600cm-1

。指纹区1000~500cm-1

。第178页/共239页179IRspectrum1）3300~3000弱吸收烯氢、芳氢、C=N

强吸收O-H、N-H2）3000~2700饱和C-H3）2400~2100不饱和三键4）1900~1650C=O及其衍生物5）1680~1500C=C及芳香核骨架振动、C=N等6）1500~1300饱和C-H面内弯曲振动7）1000~650不饱和C-H面外弯曲振动第179页/共239页180羟基羰基苯环IR光谱显示有羟基(3452cm-1)、羰基(1734cm-1)和苯环(1614,1517,1458cm-1)第180页/共239页181IRspectrum未知化合物：主要用于功能基团的确认，芳环取代类型的确认。已知化合物:和已知对照品做一张共红外图谱，如果两者的红外光谱完全一致可推测是同一物质。第181页/共239页1823、MassSpectrometry第182页/共239页183质谱能够提供的信息⑴相对分子质量低分辨质谱就可以确定相对分子质量高分辨质谱可精确到0.0001；⑵分子式(样品的元素组成)用同位素丰度比法（低分辨法）或高分辨质谱仪测得的准确相对分子质量,均可以确定分子式；第183页/共239页184⑸人机问答，给出可能的化合物质谱能够提供的信息⑶鉴定某些官能团如甲基(m/z15)、羰基(m/z28)、甲氧基(m/z31)、乙酰基(m/z43)……⑷分子结构信息由分子结构与裂解方式的经验规律,根据碎片离子的m/z及相对丰度RA提供分子结构信息；第184页/共239页185MassSpectrometryMassSpectrometryisananalyticalspectroscopictoolprimarilyconcernedwiththeseparationofmolecular(andatomic)speciesaccordingtotheirmassMassSpectrometryhasanumberofusesforexamplegeologistsuseittodaterocks,pharmaceuticalcompaniesmakeuseofmassspectrometrytodeterminethestructureofnovelcompounds.Todaytechniquessuchasthefollowingarecommonlyused:GC/MS,GC/MS/MS,LC/MS,FAB,ElectrosprayMS,MALDITOFMS,FTMS,ICPMS第185页/共239页186DevelopmentHistoryofMS第186页/共239页187Ionsources电子轰击源（Electro-Impactsource,EI）化学电离源（ChemicalIonization,CI）场致电离源（FieldIonization,FI）场解吸电离源（FieldDesorption,FD）快原子轰击（Fastatombombardment,FAB）基质辅助激光解析电离（matrix-assistedlaserdesorption-ionization,MALDI）第187页/共239页188Ionsources液相色谱－质谱联机的接口粒子束(ParticleBeam,PB)

热束(ThermoBeam)大气压电离源(AtmosphericPressure)电喷雾电离(ElectroSparyIonization,ESI)大气压化学电离(AtmosphericPressureChemicalIonization,APCI)第188页/共239页189分子离子碎片离子基峰同位素离子亚稳离子重排离子EI质谱中的离子包括第189页/共239页190HREIMSm/z502.1854[M]+(calcdforC26H30O10,502.1839)

第190页/共239页191HRESIMS(positiveionmode)m/z

469.1454[M+Na]+

(calcdforC23H26O9Na,469.1475)

第191页/共239页1924、NMRspectroscopyNMR现象的产生第192页/共239页193NMR现象的产生第193页/共239页194NMR现象的产生第194页/共239页195NMR现象的产生第195页/共239页196从核磁共振的发现到如今，共有13位科学家因对核磁共振做出重要贡献而获得诺贝尔奖：1944年I.Rabi1952年F.Block1952年E.M.Purcell1955年W.E.Lamb1955年P.Kusch1964年C.H.Townes1966年A.Kastler1977年J.H.VanVleck1981年N.Bloembergen1983年H.Taube1989年N.F.Ramsey1991年R.R.Ernst。2002年KurtWuthrich第196页/共239页197核磁波谱仪原理示意图第197页/共239页198核磁波谱仪第198页/共239页199Chemicalshift第199页/共239页200AppliedMagneticFiledHo分子内部：电负性、各向异性效应、H键、范德华力等。做谱溶剂：DMSO-d6;CDCl3;MeOD;pyridine-d5;acetone-d6影响δ的因素第200页/共239页201苯环的电子环流图示第201页/共239页202各向异性效应第202页/共239页203（1）1H-NMR1H-NMR谱化学位移范围

0~20

ppm1H-NMR谱提供的结构信息参数：化学位移（δ）耦合常数（J）质子数第203页/共239页204第204页/共239页2051H-NMRspectrumA2B2系统δ6.96δ3.80δ

2.142.052.01甲氧基甲基端基质子J=7.2Hzδ4.38J=8.8Hzδ7.44第205页/共239页2061H-NMR小结1.

质子的类型：说明化合物具有哪些种类的含氢官能团。2.

氢分布：说明各种类型氢的数目。3.

核间关系：氢核间的偶合关系与氢核所处的化学环境提供化合物结构信息有：核间关系：可提供化合物的连结方式、位置、距离；结构异构与立体异构(几何异构、光学异构、构象)等)。

第206页/共239页207（2）13C-NMR13C-NMR谱化学位移范围：0~250ppm13C-NMR谱提供的结构信息：碳核的化学位移异核耦合常数（JCH）驰豫时间（T1）其中利用最高的是化学位移（δ

C）。第207页/共239页20813C-NMR的特点①灵敏度低，分辨力高②

谱图容易解析③可直接观测不带氢的官能团④常规13C谱不提供积分曲线等定量数据第208页/共239页209常见的13C-NMR的类别全氢去偶谱(COM)DEPT谱第209页/共239页210全氢去偶(Proton

complete

decoupling,COM)

宽带去偶(Broad

band

decoupling,BBD)所有的13C

信号在图谱上均作为单峰出现，故无法确定其上连接的1H数，对判断13C信号的化学位移十分方便。全氢去偶谱(COM)第210页/共239页211DEPT法系通过改变照射1H核的脉冲宽度(θ)或设定不同的弛豫时间(delay

time),使不同类型的13C信号在谱图上呈单峰并分别呈现正向峰或倒置峰特点灵敏度高,信号之间很少重叠,目前已成为13C-NMR谱的一种常规测定方法。Distortionless

enhancement

by

polarization

transferDEPT谱第211页/共239页21213C-NMR第212页/共239页21326个碳原子171.0127.9102.255.2114.2第213页/共239页21413C-NMR小结1.

碳的类型2.

碳分布3.

核间关系主要提供化合物结构信息有：碳谱的各条谱线一般都有它的惟一性，能够迅速、正确地否定所拟定的错误结构式。碳谱对立体异构体比较灵敏，能给出细微结构信息。主要提供化合物的碳“骨架”信息。第214页/共239页2151H-NMR和13C-NMR对比氢谱不能测定不含氢的官能团，如羰基、氰基等；对于含碳较多的有机物，如甾体化合物、萜类化合物等，常因烷氢的化学环境类似，而无法区别，是氢谱的弱点。碳谱弥补了氢谱的不足，碳谱不但可给出各种含碳官能团的信息，且光谱简单易辨认，对于含碳较多的有机物，有很高的分辨率。当有机物的分子量小于500时，几乎可分辨每一个碳核，能给出丰富的碳骨架信息。第215页/共239页2161H-NMR和13C-NMR对比普通碳谱(COM谱)的峰高，常不与碳数成比例是其缺点而氢谱峰面积的积分高度与氢数成比例二者可互为补充。第216页/共239页217（3）2D-NMR二维化学位移相关谱（相关谱，correlationspectroscopy,COSY）是2D-COSY谱中最重要、最常用的测试技术。2D-COSY谱分为同核相关和异核相关谱两种。第217页/共239页218常用的2D-NMRspectroscopy（1）1H-1HCOSYspectrum（2）

NOESY(ROESY)spectrum（3）

HMQC(HSQC)spectrum（4）HMBCspectrum第218页/共239页219（1）1H-1HCOSYspectrum反映同一偶合体系中质子的耦合关系可以确定质子化学位移以及质子之间的耦合关系和连接关系。第219页/共239页2201H-1HCOSYspectrum第220页/共239页221（2）NOESY(ROESY)spectrumNOE是在核磁共振中选择地照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间