天然药化课件

天然药化课件第1页，共40页，2023年，2月20日，星期六

1、Outline3、Extractandisolationmethods4、Structuralelucidationmethods2、BiosynthesisChapter1Introduction第2页，共40页，2023年，2月20日，星期六ExtractpartDifferentpolarpartObjectivecompoundStructuralmodificationorSynthesisExtractPreliminaryisolationPurification3、ExtractandisolationmethodsRawmaterialPurecompoundBioactivityscreening第3页，共40页，2023年，2月20日，星期六3、ExtractandisolationmethodsReadingthereferencesandidentificating

drug

material.2)Extractmethods

(提取方法)①Solventmethod(溶剂法)②Steamdistillation(水蒸气蒸馏法)③Sublimation(升华法)第4页，共40页，2023年，2月20日，星期六petroleumether(PE,石油醚)<hexane(正己烷)

carbondisulfide(CS2,二硫化碳)<

carbontetrachloride(CCl4,四氯化碳)<

trichloroethylene(三氯乙烯)<benzene(苯)<dichloromethane(二氯甲烷)<chloroform(氯仿)<ether(乙醚)<ethylacetate(EtOAc,乙酸乙酯)<acetone(丙酮)<ethanol(EtOH)乙醇<methanol(MeOH,甲醇)<acetonitrile(乙腈)<H2O(水)<pyridine(吡啶)<aceticacid(乙酸)PolarComparisonofNormalOrganicSolvent第5页，共40页，2023年，2月20日，星期六3、ExtractandisolationmethodsSolventmethod1.Maceration(浸渍法)：常温浸泡药材溶出其中成分的方法。2.Percolation(渗漉法)：不断向粉碎的药材中添加新鲜溶剂，不断接收浸出液的一种提取方法。3.Boiling(煎煮法)：药材中加水后加热煮沸，提取有效成分的方法。4.Reflux(回流提取法)5.Continuereflux(连续回流提取法)6.Supercriticalfluidextraction(SFE,超临界液体萃取技术)7.Ultrasonicassistedextraction(UAE)(超声协助溶剂提取法)第6页，共40页，2023年，2月20日，星期六●是一种提取天然物质成分的新技术；●改变气体（常用CO2）的温度、压力，使其处于超临界状态，形成一种介于液体和气体之间的流体。它不仅有较高的溶解能力和选择性，而且通过调节温度、压力即可从萃取物中将CO2分离出去。●CO2无毒、无臭、不燃、廉价易得，无论从成本和提取的产品质量都比其它方法有利。第7页，共40页，2023年，2月20日，星期六超临界CO2萃取天然药物的萃取装置

Ａ.CO2钢瓶Ｂ.液化器Ｃ.高压计量泵Ｄ.加热釜Ｅ.萃取釜Ｆ.分离ⅠＧ.分离Ⅱ

1.2.3.4阀门第8页，共40页，2023年，2月20日，星期六Solventmethod3、ExtractandisolationmethodsCrudeextractExtractwithpetroleumPEextractaqsolutionExtractwithEtOAcEtOAcextractaqsolutionExtractwithn-BuOHn-BuOHextractaqsolution第9页，共40页，2023年，2月20日，星期六2)Isolationandpurificationmethods①Thedifferenceofsolubility②Thedifferenceofdistributionratiointwo-

phasesolvent③Thedifferenceofabsorption④Thedifferenceofmolecularsize⑤Thedifferenceofdissociation3、Extractandisolationmethods第10页，共40页，2023年，2月20日，星期六Thedifferenceofsolubilitya.Thetemperaturecontrolledthesolubility(crystalandrecrystallization)b.Changethesolventpolartoprecipitatesomeimpurityc.Acidandbasicmethodsd.

Addingprecipitatortotheextractsolvent第11页，共40页，2023年，2月20日，星期六a.Liquid-liquidextract(LLE)b.Countercurrentdistribution(CCD)c.Paperchromatography(PC)d.

Liquidliquidpartitioncolumnchromatography(LLC)e.Dropletcountercurrentchromatography

(DCCC)f.Highspeedcountercurrentchromatography

(HSCCC)g.Gasliquidchromatography(GLC)Thedifferenceofdistributionratiointwo-phasesolvent第12页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquid-liquidextract原理：利用混合物中各组分在两相溶剂中的分配系数差而达到分离的方法；两相互不相溶要分离的两种物质在两相中的分配系数K差别要大第13页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquid-liquidextractDistributioncoefficient(分配系数)CU:表示溶质在上相溶液中的浓度CL:表示溶质在下相溶液中的浓度第14页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquid-liquidextract

KA=1092/8KB=0.19/91Two-phasesolvent:H2OandCHCl3CHCl3H2OSeparationfactor(分离因子)：b=KA/KB(KA>KB)b=KA/KB=10/0.1=100b100,基本完全分离100>b10,萃取10~12次第15页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquid-liquidextract分配比与pH值的关系对酸性、碱性及两性有机化合物来说，分配比还受溶剂系统pH影响。因为pH的变化可以改变它们的存在状态:游离型或离解型,从而影响在溶剂系统中的分配比。以酸HA为例：HA+H2O=A-+H3O+HAA-pHpKa+2A-HApHpKa-2第16页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquid-liquidextract酚类化合物的pKa值一般为9.2~10.8，羧酸类化合物的pKa值约为5，因此，pH3以下大部分酚酸性物质将以非离解形式（HA）存在，易分配于有机溶剂中；而pH12以上时，则将以离解形式（A-）存在，易分配于水中；同理可得：pH3以下碱性物质呈离解状态（BH+）存在，易分配于水中；而pH12以上时，则碱性物质呈非离解状态（B）存在，易分配于有机溶剂中。据此可以用来对植物中酸性、碱性和中性成分加以分离。第17页，共40页，2023年，2月20日，星期六pH13Liquid-liquidextract试样水溶液pH3,有机溶剂提取水相有机相pH12,有机溶剂提取pH9,缓冲水溶液NaHCO3水相有机相糖类等强极性中性物质两性物质碱性物质水相有机相pH3水相有机相酸性物质水相有机相中性物质水相pH6有机相酸性物质第18页，共40页，2023年，2月20日，星期六（相对密度大）流动相溶剂Countercurrentdistributionextract固定相溶剂（相对密度小）0123n第19页，共40页，2023年，2月20日，星期六色谱法（Chromatography）

色谱法：又称层析法，是一种物理化学分离分析方法，它是利用混合物中各组分物理化学性质的差异，使各组分不同程度地分布在两相中，其中一相是固定相(stationaryphase)，另一相是流动相(mobilephase)，由于各个组分受固定相所产生的阻力和受流动相作用所产生的推动力不同，从而产生差速迁移而达到分离的目的。第20页，共40页，2023年，2月20日，星期六hahbThedifferenceofdistributionratiointwo-phasesolvent利用有机相和水相溶剂展开ABhRfa=ha/hRfb=hb/hPaperChromatography第21页，共40页，2023年，2月20日，星期六Liquidliquidpartitioncolumnchromatography将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶、硅藻土及纤维素粉等多孔载体上，作为固定相，填充在色谱管中，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。正相色谱：固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯等弱极性有机溶剂，称之为正相色谱(normal-phasechromatography)用于分离极性较大的成分：生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。第22页，共40页，2023年，2月20日，星期六(2)反相色谱：相对于正相色谱而言两相可以颠倒，固定相常用液状石蜡，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相色谱(reverse-phasechromatography)。用于分离脂溶性化合物：高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。第23页，共40页，2023年，2月20日，星期六（X=卤原子，烷氧基）硅胶亲水性表面化学修饰亲油性表面RP-2RP-8RP-18(ODS)RP-ReversePhase第24页，共40页，2023年，2月20日，星期六(3)加压液相柱色谱(HPLC,highperformanceliquidchromotography)：载体为颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶微粒。第25页，共40页，2023年，2月20日，星期六Highperformanceliquidchromatography

(HPLC)ABCFDEGH试样流动相A.溶液贮罐B.高压输送泵C.防止脉冲装置D.进样阀E.色谱柱F.检出装置G.记录装置H.计算机第26页，共40页，2023年，2月20日，星期六Thedifferenceofabsorption

Physical,chemical,andsemi-chemicaladsorption1.Physicaladsorption(物理吸附)a.Polaradsorbent:SiO2,Al2O3

(1)对极性物质有较强的亲合能力，极性强的溶质优先被吸附。

(2)溶剂极性吸附剂对溶质的吸附能力。

(3)极性较强的溶剂可以置换洗脱硅胶、氧化铝吸附的溶质。

b.

Nonpolaradsorbent:Activecarbon2.Polarity(极性)：assymmetry(电荷不对称),dipolemoment(偶极矩),polarizability(极化度),dielectricconstant(介电常数)第27页，共40页，2023年，2月20日，星期六Polarityoffunctionalgroups第28页，共40页，2023年，2月20日，星期六(1)化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素决定。(2)Polarofsolventdependsondielectricconstant()

Hexane

benzene

dryether

CHCl3

EtOAc

EtOHMeOH

H2O

1.88

2.29

4.47

5.20

6.11

26.031.2

81.0第29页，共40页，2023年，2月20日，星期六Normalphaseandreversephasecolumnchromatography硅胶用量：约为试样量的60倍，若小量试样可为100-200倍。比移值：Rf=h1/h2

0.3h1h2Thedifferenceofabsorption第30页，共40页，2023年，2月20日，星期六吸附柱色谱常用混合洗脱溶剂极性递增Hexane-benzene(正己烷-苯)Hexane-EtOAc(正己烷-乙酸乙酯)Benzene-ether(苯-乙醚)Benzene-EtOAc(苯-乙酸乙酯)CHCl3-ether(氯仿-乙醚)CHCl3-EtOAc(氯仿-乙酸乙酯)CHCl3-MeOH(氯仿-甲醇)Acetone-H2O(丙酮-水)MeOH-H2O(甲醇-水)第31页，共40页，2023年，2月20日，星期六ThedifferenceofadsorptionH2CNHO=CH2CCH2H2CCH2NCH2H2CC=OHCH2NHO=CH2CH2CH2CCH2NCH2C=OHCH2StationeryphaseMobilephasePolyamideabsorptionchromatography第32页，共40页，2023年，2月20日，星期六ThedifferenceofmolecularsizeDialysis(透析法)：Gelfiltration(凝胶滤过法)：Ultrafiltration(超滤法)：Ultracentrifugation(超速离心法)：第33页，共40页，2023年，2月20日，星期六...ThedifferenceofmolecularsizeGelpermeationchromatography(凝胶渗透色谱)Molecularsievefiltration(分子筛滤过)Exclusionchromatography(排阻色谱)...................Gelcategory:SephadexG(葡聚糖凝胶)SephadexLH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)...................................GelLargermolecular..Smallermolecular第34页，共40页，2023年，2月20日，星期六ThedifferenceofdissociationIsolationaccordingtothedifferenceofdissociationIonexchangedmethod:IonexchangedresinPositiveionexchangedresinNegativeionexchangedresinStrongacidity:-SO3HWeakacidity:-CO2H

Strongbasicity:-N+(CH3)3Cl-Weakbasicity:-NH2,NH,N第35页，共40页，2023年，2月20日，星期六Thedifferenceofdissociation有两个化合物，碱性A>B，当通过强酸性离子树脂柱时，哪个先洗脱？B？第36页，共40页，2023年，2月20日，星期六S