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文档简介

天然藥物化學

NatureMedicinalchemistry

第一章總論第一節緒論

1、天然藥物化學的學科性質:天然藥物化學是一門運用現代化學及其它科學的理論和方法,來研究天然藥物化學成分和有效成分的學科。

2、天然藥物化學學習和研究內容:天然藥物化學主要研究天然藥物中的化學成分和有效成分的化學結構、物理化學性質、提取、分離、檢識和結構鑒定方法。其次是生物合成途徑和必要的化學結構的修飾或改造,以及構效關係等。3、研究對象:本學科主要學習和研究天然藥物、特別是植物來源天然藥物的化學成分。

4、關於天然藥物化學成分的複雜性:天然藥物中的化學成分是十分複雜的。某一種天然藥物可能含有幾種類型的成分,而每一個類型又可能含有少則幾種、多則十幾種、幾十種化學成分。一種天然藥物如此,複方天然藥物就更複雜了。由於生源途徑的關係,一種天然藥物中往往存在母核相同、取代基不同的同一類型成分,也有不同類型的成分,例如,天然藥物人參中就含有20餘種三萜皂苷類成分,其都有相同或類似的母體,同時人參中又有黃酮類、多糖及揮發油等類成分。天然藥物中成分的複雜性及多種天然藥物的配伍應用,即構成了天然藥物功效的多樣性,是天然藥物常具有多方面功效或多種藥理作用的物質基礎。

舉例:大黃中的5種蒽醌苷元成分:

苷元名稱

R1R2

大黃酸

-COOHH

大黃素

-CH3-OH

蘆薈大黃素

-CH2OHH

大黃素甲醚

-CH3-OCH3

大黃酚

-CH3H5、相關概念(1)單體:即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常數和確定的化學結構式的化學物質。(2)有效成分:具有生物活性、能起防病治病作用的化學成分。(3)無效成分:沒有生物活性和防病治病作用的化學成分。

(4)有效部位:在天然藥物化學中,常將含有一種主要有效成分或一組結構相近的有效成分的提取分離部分,稱為有效部位。如人參總皂苷、苦參總生物鹼、銀杏葉總黃酮等。

(5)有效部位群:含有兩類或兩類以上有效部位的天然藥物提取或分離部分。(6)一次代謝產物:也叫營養成分。指存在於生物體中的主要起營養作用的成分類型;如糖類、蛋白質、脂肪等。(7)二次代謝產物:也叫次生成分。指由一次代謝產物代謝所生成的物質,次生代謝是植物特有的代謝方式,次生成分是植物來源天然藥物的主要有效成分。有效成分和無效成分的關係:

二者的劃分也是相對的。一方面,隨著科學的發展和人們對客觀世界認識的提高,一些過去被認為是無效成分的化合物,如某些多糖、多肽、蛋白質和油脂類成分等,現已發現它們具有新的生物活性或藥效。

另外,一些天然藥物中的化學成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用,但是,它們受採收、加工、炮製或製劑過程中一些條件的影響而產生的次生產物,或它們口服後經人體胃腸道內的消化液或細菌等的作用後產生的代謝產物,以及它們以原型的形式被吸收進入血液或被直接注射進入血液後在血液中產生的代謝產物卻具有防病治病的作用,這些化學成分無疑也應被視為有效成分。另一方面,某些過去被認為是有效成分的化合物,經研究證明是無效的。如麝香的抗炎有效成分,近年來的實驗證實是其所含的多肽而不是過去認為的麝香酮等。

第二節天然藥物化學在中醫藥現代化和天然藥物產業化中的意義和作用

1闡明天然藥物的藥效物質基礎,探索天然藥物防治疾病的原理通過對天然藥物進行有效成分的研究,不僅可以闡明天然藥物產生功效的究竟為何物物質,也為探索天然藥物防治疾病的原理提供了前提和物質基礎。如,現代研究證明,麻黃中的揮發油成分α-松油醇是其發汗散寒的有效成分;其平喘的有效成分是麻黃堿和去甲麻黃堿;而利水的有效成分則是偽麻黃堿。

2促進天然藥物藥效理論研究的深入

如對於天然藥物的化學成分與天然藥物藥性之間的關係的探討。研究發現,溫熱藥附子、吳茱萸、細辛、丁香等都含有消旋去甲烏藥堿,此成分為β-受體激動劑,具有加強心肌收縮力,加快心率,促進脂肪、糖代謝等一系列作用,這些作用與熱性藥的藥性基本一致,故推測去甲烏藥堿可能是“熱性”天然藥物的物質基礎。

3闡明天然藥物複方配伍的原理

天然藥物配伍中可能存在著一種天然藥物有效成分與它種天然藥物有效成分在藥理作用方面的相互作用,也可能存在著一種天然藥物有效成分與它種天然藥物有效成分之間產生物理的或化學的相互作用。一般來說,後者常發生在天然藥物方劑的煎煮或其他劑型製備過程中,從而使方劑中的有效成分無論在質的方面,還是在量的方面都與單味藥有所改變。

生脈散為中醫古典精方,古代醫家用於搶救熱傷元氣,脈微欲絕等危重病人。經研究,其三味藥單用均不如複方。以紅參-麥冬-五味子(1:3:1.5)水煎,發現生成一種新物質,經結構測定為5-羥甲基糠醛(5-HMF),該物質三味藥中只有五味子少量含有,藥效試驗表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生脈散的療效。

4闡明天然藥物炮製的原理

研究重要天然藥物炮製前後化學成分或有效成分的變化,將有助於闡明天然藥物炮製的原理、改進傳統的炮製方法、制定控制炮製品的品質標準、豐富天然藥物炮製的內容。如對於黃芩炮製的研究。黃芩有浸、燙、煮、蒸等炮製方法。過去南方認為“黃芩有小毒,必須用冷水浸泡至色變綠去毒後,再切成飲片,叫淡黃芩”。而北方則認為“黃芩遇冷水變綠影響品質,必須用熱水煮後切成飲片,以色黃為佳”。經天然藥物化學的研究表明,黃芩在冷水浸泡過程中,其有效成分黃芩苷可被藥材中的酶水解成黃芩素,後者不穩定易氧化成醌類化合物而顯綠色。

黃芩苷黃芩素(黃色)醌類(綠色)

可見用冷水浸泡的方法炮製,使有效成分損失導致抑菌活性降低,而用燙、煮、蒸等方法炮製時,由於高溫破壞了酶的活性,使黃芩苷免遭水解,故抑菌活性較強,且藥材軟化易切片。因此,認為黃芩應以北方的蒸或用沸水略煮的方法進行炮製。

5改進藥物製劑劑型,提高藥物品質和臨床療效

為了研製開發出高效、優質、安全、穩定的“三效”(高效、速效、長效)、“三小”(劑量小、毒性小、副作用小)、“三便”(貯存、攜帶、服用方便)的新型天然藥物,天然藥物化學在天然藥物製劑的研製中,起著十分重要的作用。

6建立和完善中藥材和中成藥的品質標準

為了更好地控制天然藥物的品質,在嚴格按照天然藥物材栽培品質管理規範(GAP)的要求進行天然藥物材栽培、生產,以及嚴格按照藥品生產品質管理規範(GMP)的要求進行天然藥物製劑生產的同時,現在越來越多地應用天然藥物化學的檢識反應、鑒別方法、各種色譜法以及各種波譜法對天然藥物材及其製劑進行定性鑒別和含量測定,並盡可能對其生產的全過程進行監控。在天然藥物材和中成藥的品質控制中,如果能確定其有效成分,則應以其有效成分為指標,建立定性鑒別和含量測定的方法,以此來控制品質。如果其有效成分還不清楚時,可以採用該主要化學成分或標誌性化學成分為指標進行。

7研製開發新藥、擴大藥源

1)天然藥物化學在天然藥物新藥研製中的作用

2)天然藥物化學在擴大藥源、尋找天然藥物代用品中的作用

第三節中藥化學成分及生物合成簡介及天然藥物有效成分的提取方法一、天然藥物化學成分及生物合成簡介(一)

天然藥物化學成分類型簡介

本小節主要介紹各類成分的基本概念,瞭解天然藥物中一般都有那些類型的化學成分。重點掌握各類成分的一般溶解性,為理解提取、分離一般方法打基礎。各類成分的詳細內容在各論中具體學習。

各類成分的性質在概念中只介紹極性,溶解性在後面以列表形式介紹。

1

生物鹼:為一類存在於生物體內分子中含有氮原子的有機化合物的總稱;一般具有鹼性,可與酸成鹽。游離生物鹼具親脂性;生物鹼鹽具親水性。

2

苷類:為一類經水解後可產生糖和非糖兩部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具親水性,苷元具親脂性。

3

揮發油:為一類可隨水蒸氣蒸餾出來的與水不相混溶的油狀液體的總稱。具有香味或特殊氣味的天然藥物往往都含有揮發油。揮發油具親脂性。

以上三類為主要的有效成分類型。

4糖類:為天然藥物中普遍存在的成分類型,包括單糖、低聚糖、多糖。單糖是糖的基本單位;低聚糖是由2~9個單糖脫水縮合而成的化合物。多糖是由10個以上至上千個單糖脫水縮合而成的高聚物。

5有機酸:廣義的有機酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金屬離子或生物鹼鹽的形式存在。按分子大小又分為小分子有機酸和大分子有機酸。前者極性大,具親水性;後者極性小,具親脂性。

6樹脂:為植物組織中樹脂道的分泌物。性脆,受熱時先軟化而後變為液體,燃燒時發生濃煙並有明火。樹脂具親脂性。按結構又分為樹脂酸(主要為二萜酸、三萜酸及其衍生物)、樹脂醇(分子中具羥基)、樹脂烴(為一類結構複雜的含氧中性化合物)類。

7氨基酸、蛋白質和酶:(1)氨基酸:分子中含有氨基的羧酸。構成蛋白質的多為α-氨基酸。為親水性。在等電點時,溶解度最小。

(2)蛋白質、多肽:蛋白質為二十多種α-氨基酸通過肽鍵首尾相連而成的高分子化合物,多肽亦為。但二者分子量不同,一般將分子量在5×103以下稱為多肽,而介於5×103~1×107之間稱為蛋白質。蛋白質在冷水中溶解且成膠體,在熱水、60%以上乙醇及其它有機溶劑中變性沉澱。(3)酶:是有機體內具有催化作用的蛋白質,其催化作用具有專屬性,如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性質和蛋白質相同。

8鞣質:又稱單寧或鞣酸,為一類分子較大、結構複雜的多元酚類化合物的總稱。可與蛋白質結合成難溶於水的鞣酸蛋白。為親水性物質。

9植物色素:為植物中具有顏色的成分的總稱。依溶解性又分為水溶性和脂溶性色素;前者主要指一些有顏色的苷、花青素,後者主要包括葉綠素、胡羅蔔素等

10油脂和蠟:油脂為一分子甘油和三分子脂肪酸脫水結合形成的酯。主要在種子中。常溫下為液體。蠟為高級不飽和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物莖、葉的表面。常溫下為固體。均為親脂性成分成分類型

醇類

親脂性有機溶劑

游離生物鹼

++

生物鹼鹽

++-苷類

++-苷元

++

揮發油

++

糖類(單糖低聚糖)

(多糖)

±

-有機酸(大分子)

++

(小分子)

++-

樹脂

++

氨基酸

++-

蛋白質、酶

±

±

鞣質

++-

色素(親水性)

++-

(親脂性)

++

油脂、蠟

++

±:單糖:無水醇難溶;多糖;對醇60%以上難溶。蛋白質、酶;對水熱水沉澱;對醇60%以上沉澱。

(二)天然藥物化學成分的主要生物合成途徑

1乙酸-丙二酸(AA-MA)途徑以乙醯輔酶A為起始物質,丙二酸單醯輔酶A起延伸碳鏈的作用。通過這一途徑能生成脂肪酸類、酚類、醌類等化合物。

1)酚和醌類這類物質的生物合成過程中只發生縮合反應。乙醯輔酶A直線聚合後再進行環合生成各種酚類化合物。

CH3-CO-S-CoA+3

乙醯輔酶A

丙二酸單醯輔酶A

CH3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-------Enz

上述多酮環合則生成各種醌類化合物或聚酮類化合物。

2甲戊二羥酸(MVA)途徑起始物質為MVA,在ATP作用下,按如下路線合成:甲戊二羥酸(MVA)焦磷酸二甲烯丙酯焦磷酸異戊烯酯甲戊二羥酸5-焦磷酸

萜類、甾類化合物均由這一途徑生成。

3莽草酸途徑具有C6-C3及C6-C1基本結構的化合物由這一途徑衍化生成。如由此途徑生成的苯丙氨酸,經脫氨及氧化反應等分別生成桂皮酸,再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各種含C6-C3及C6-C1結構的天然化合物如苯丙素類、木脂素類、香豆素類等。此途徑由莽草酸通過苯丙氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各種苯丙素類化合物。現也被稱為桂皮酸途徑。以香豆素生合成簡圖示意本途徑如下:

莽草酸苯丙氨酸桂皮酸香豆素4氨基酸途徑大多數生物鹼類成分由此途徑生成。有些氨基酸,如鳥氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等,經脫羧成為胺類,再經過一系列化學反應(甲基化、氧化、還原、重排等)生成各種生物鹼。

5複合途徑許多二級代謝產物由上述生物合成的複合途徑生成。即分子中各個部分由不同的生物合成途徑產生。如查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環和B環分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成,再在各種酶作用下生成黃酮。一些萜類生物鹼分別來自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。

二、天然藥物有效成分的提取方法

介紹天然藥物化學成分的提取方法,主要介紹溶劑提取法。

重點:溶劑提取法的原理,化學成分的極性、常用溶劑、極性大小順序及提取溶劑的選擇;常見的提取方法及應用範圍。

常用三種方法:溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、昇華法。另外新方法還有超臨界提取法。

提取的概念:指用選擇的溶劑或適當的方法,將所要的成分溶解出來並同天然藥物組織脫離的過程。(一)溶劑提取法

1提取原理:根據天然藥物化學成分與溶劑間“極性相似相溶”的原理,依據各類成分溶解度的差異,選擇對所提成分溶解度大、對雜質溶解度小的溶劑,依據“濃度差”原理,將所提成分從藥材中溶解出來的方法。

2化學成分的極性:被提取成分的極性是選擇提取溶劑最重要的依據。

1)影響化合物極性的因素:

(1)化合物分子母核大小(碳數多少):分子大、碳數多,極性小;分子小、碳數少,極性大。

(2)取代基極性大小:在化合物母核相同或相近情況下,化合物極性大小主要取決於取代基極性大小。

常見基團極性大小順序如下:酸>酚>醇>胺>醛>酮>酯>醚>烯>烷。舉例:判斷下列各組化合物極性大小。

ABC

麻黃堿蝙蝠葛堿天然藥物化學成分不但數量繁多,而且結構千差萬別。所以極性問題很複雜。但依據以上兩點,一般可以判定。需要大家判斷的大多數是母核相同或相近的化合物,此時主要依據取代基極性大小。

2)常見天然藥物化學成分類型的極性:

極性較大的:苷類、生物鹼鹽、糖類、蛋白質、氨基酸、鞣質、小分子有機酸、親水性色素。

極性小的:游離生物鹼、苷元、揮發油、樹脂、脂肪、大分子有機酸、親脂性色素。以上不是絕對的,具體成分要具體分析。比如,有的苷類化合物極性很小,有的苷元極性很大。

3提取溶劑及溶劑的選擇:

1)常用提取溶劑的分類與極性:(1)分類:通常分三類:水類;親水性有機溶劑;親脂性有機溶劑。(2)極性大小:水(H2O)>甲醇(MeOH)>乙醇(EtOH)>丙酮(Me2CO)>正丁醇(n-BuOH)>乙酸乙酯(EtOAc)>乙醚(Et2O)>氯仿(CHCl3)>苯(C6H6)>四氯化碳(CCl4)>正己烷≈石油醚(Pet.et)。水類還包括酸水、堿水;親水性有機溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮;親脂性有機溶劑為正丁醇後所有的。這三類溶劑間互溶情況:水和親水性有機溶劑可互溶,水和親脂性有機溶劑間不互溶,有機溶劑間除甲醇和石油醚不互溶外,其他均互溶。(3)溶劑極性大小的實質:介電常數不同,介電常數大的溶劑極性大,介電常數小的溶劑極性小。如,己烷為1.9,氯仿為5.2,水為80。

2)提取溶劑的選擇:(1)提取溶劑的選擇原則:a要對所提取成分溶解度大;對雜質溶解度小。b要與所提取成分不起意外的化學變化。c要廉價、易得、安全。其中a是最主要的。(2)提取溶劑的選擇:

a

水:為極性最大的溶劑,也最常用。可溶解苷類、生物鹼鹽、糖類、蛋白質、氨基酸、鞣質、小分子有機酸、有機酸鹽、親水性色素、無機鹽。其中蛋白質不溶於熱水。

缺點:用水提取易酶解苷類成分,且易黴壞變質。某些含果膠、粘液質類成分的中草藥,其水提取液常常很難過濾。沸水提取時,中草藥中的澱粉可被糊化,而增加過濾的困難。故含澱粉量多的中草藥,不宜磨成細粉後加水煎煮。

b

親水性的有機溶劑:以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好。親水性的成分除蛋白質、粘液質、果膠、澱粉和部分多糖等外,大多能在乙醇中溶解。

優點:應用範圍廣,易過濾,不黴變,易濃縮回收。

缺點:價高、不安全,需回流設備。

c親脂性的有機溶劑:這些溶劑的選擇性能強,用於親脂性成分的提取,如游離生物鹼、苷元、揮發油等。優點:提取專屬性強,易回收濃縮。缺點:價高、易燃、有毒,穿透性差;對設備要求高。

4提取方法:提取工藝流程圖:提取和分離工藝多用此圖表示。

1)浸漬法:也叫冷浸法。將藥材粗粉以適當溶劑在常溫下浸泡。多以水類或稀醇為溶劑。適於成分遇熱易破壞或含多糖較多的天然藥物的提取。缺點為浸出效果較差,水提取液易發黴,提取液體積大,浸出時間長。

2)滲濾法:將天然藥物粗粉裝於滲瀘筒中,不斷添加溶劑滲過藥粉,從滲瀘筒下端不斷流出滲瀘液。各類溶劑均可。此法由於溶液濃度差大,浸出效果好,且不破壞成分。但缺點為溶液體積大,時間長。

3)煎煮法:為天然藥物水提取最常用的方法。將天然藥物粗粉用水加熱煮沸,保持一定時間,成分即可浸出。煎煮法必須以水為溶劑。此法提取效率高,但遇熱破壞成分要注意。且含多糖多的成分過濾困難。

4)回流法:用於以有機溶劑加熱提取成分。優點為提取效率高,但受熱易破壞成分不宜用此法。缺點為溶劑消耗量大,需回流設備,需幾次提取方可提取完全。

5)連續回流法:以索氏提取器(亦稱脂肪抽出器)回流提取。克服了回流法溶劑需要量大、需幾次提取的缺點。缺點為提取時間長,受熱破壞成分不能用此法。

5影響提取效率的因素:

1)藥材粉碎度:藥粉越細、表面積越大,提取效率越高。但太細,藥粉對成分的吸附也越強。因此水提取宜用粗粉;用有機溶劑可細些,以20目為好。

2)提取溫度:一般熱提效率高,但要考慮有些成分溫度高易破壞,應選擇適宜溫度。

3)提取時間:一般提取時間長提出量大。但被提成分在細胞內外溶解一旦平衡,時間長即無意義。一般熱水提以1/2~1h為宜,乙醇提1h為宜。

(二)水蒸氣蒸餾法:適於具有揮發性、可隨水蒸氣蒸餾不被破壞,與水不反應、且與水分層的成分的提取。天然藥物中主要用於揮發油、某些揮發性生物鹼、少數揮發性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。水蒸氣蒸餾提取的裝置有兩種,一是水蒸氣蒸餾裝置,二是共水蒸餾裝置。(三)昇華法:天然藥物中的某些固體成分在受熱低於其熔點的溫度下,不經液態直接成為氣態,經冷卻後又成為固態,從而與天然藥物組織分離這種性質稱為昇華,這種提取方法稱為昇華法。天然藥物成分有少量具有昇華性,如游離羥基蒽醌類成分,一些小分子香豆素類,有機酸類成分等。

(四)超臨界提取法。(SFE)

1特點:與經典溶劑提取法比較,不用有機溶劑,而是選用一種稱為超臨界流體(SF)的物質替代有機溶劑提取。

2優點:1)可在低溫下提取,“熱敏性”成分尤其適用。2)無溶劑殘留,對作為製劑的天然藥物提取物的提取是一大優勢。3)提取與蒸餾合為一體,無需回收溶劑。4)具選擇性分離。

3超臨界流體(SF):指處於臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上,介於氣體和液體之間的、以流動形式存在的物質。超臨界狀態是指當一種物質處於臨界溫度和臨界壓力以上的狀態下,形成既非液體又非氣體的單一狀態,稱為“SF”。此時其流體密度近似液體、黏度近似氣體,其擴散力比液體大增,介電常數也隨壓力增加而增加。其浸透性優於液體,因而比液體有更佳的溶解力,有利於溶質的萃取,特別是性質不穩定、易熱分解的物質的提取。

4常見的SF:有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的為二氧化碳。二氧化碳的特點:臨界溫度接近室溫(Tc=31.3℃),臨界壓力也較低(Pc=7.37Mpa),無色、無毒、無味,不易燃,化學惰性,廉價,易製成高純度氣體。故在SFE中最常用。

5二氧化碳-超臨界流體的溶解能力規律:在超臨界狀態下,CO2對不同溶質的溶解能力差別很大。其取決於溶質的極性、沸點、分子量。

(1)對親脂性、低沸點成分溶解能力強,如揮發油、烴類、醚類、酯類等。

(2)成分極性基團(如OH、COOH)越多,越難提取。如糖類、氨基酸的萃取壓力要4×104Pa以上。

(3)成分分子量越大,越難提取。

第三節天然藥物化學成分的分離方法

本節介紹天然藥物化學成分的一般分離方法,有萃取、沉澱、結晶、鹽析、膜分離、柱色譜等方法。重點掌握前三種和柱色譜法。一兩相溶劑萃取法

1原理:利用混合物中各單體組分在兩相溶劑中的分配係數(K)不同而達到分離的方法。溶劑分配法的兩相往往是互相飽和的水相與有機相。混合物中各成分在兩相中分配係數相差越大,則分離效果越高。

2方法:

1)簡單萃取法:儀器,實驗室用分液漏斗或下口瓶。一般在水和親脂性有機溶劑中進行,根據情況,也可用酸水或堿水。天然藥物中成分比較複雜,一般一次萃取分離不出來純品,需要再配合其他方法。由於成分的複雜性及相互作用,萃取中易發生乳化。破壞乳化的方法有:(1)加熱敷;(2)將乳化層抽濾;(3)長時間放置(24小時以上)。

2)pH度萃取法:是分離酸性或鹼性成分的常用方法。以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的鹼性成梯度的混合生物鹼,或者以pH成梯度的堿水溶液依次萃取以親脂性有機溶劑溶解的酸性成梯度的混合酚、酸類成分,使後者分離的方法。

3)連續萃取法:採用連續萃取器萃取。利用兩溶液比重不同自然分層和分散相液滴穿過連續相溶劑時發生傳質。此法可克服用分液漏斗多次萃取操作的麻煩。

4)液滴逆流分配法(DCCC法):是利用流動相形成液滴,通過作為固定相的液柱而達到分離純化的目的。二沉澱法指於天然藥物提取液中加入某些試劑或溶劑,使某些成分沉澱而使所要成分與雜質分離的方法。依據加入試劑或溶劑不同,分為下述四個方法。

1水醇沉澱法:1)水提取醇沉澱法,於水提濃縮液中加入乙醇使含醇量達60%以上,可使多糖、蛋白質沉澱。2)醇提取水沉澱法,於醇提取濃縮液中加入10倍量以上水,可沉澱親脂性成分。

2鉛鹽沉澱法:利用中性醋酸鉛或堿式醋酸鉛在水或稀醇溶液中能與許多物質生成難溶的鉛鹽或絡鹽沉澱而分離的方法。中性醋酸鉛可沉澱具有鄰二酚羥基和羧基的成分;堿式醋酸鉛的沉澱範圍較廣,可沉澱含酚羥基和羧基及中性皂苷等。如沉澱為雜質,則可棄去;如沉澱為所要成分,則可將沉澱懸浮於水或稀醇中,通H2S氣體或加入稀H2SO4、Na2SO4等脫鉛,成分即可分離。

3酸堿沉澱法:

1)酸提取堿沉澱:用於生物鹼的提取分離。2)堿提取酸沉澱:用於酚、酸類成分和內酯類成分的提取、分離。

4專屬試劑沉澱法某些試劑能選擇性地沉澱某類成分,稱為專屬試劑沉澱法。如雷氏銨鹽能與水溶性生物鹼類生成沉澱,可用於分離水溶性生物鹼與其它生物鹼;膽甾醇能和甾體皂苷沉澱,可使其與三萜皂苷分離;明膠能沉澱鞣質,可用於分離或除去鞣質等。

三鹽析法於天然藥物水提取液中加入某些無機鹽至一定濃度或達到飽和狀態,可使某些成分由於溶解度降低而沉澱析出。常用的無機鹽有HCl、Na2SO4等。四結晶法

1關於結晶和重結晶概念:結晶是指由非結晶狀態到形成結晶的操作過程。重結晶指由純度低結晶處理成純度高結晶的操作過程。二者從操作角度差別是起始物不同。

2結晶和重結晶操作:提取或分離物

↓溶於選擇的溶劑,加熱成飽和溶液,過濾溶液

↓放置(冷藏)析晶,過濾粗結晶

↓重複上述操作(重結晶)結晶

3影響結晶的因素:

1)結晶用溶劑的選擇是最重要因素之一。一般應符合下列條件:(1)要對被結晶成分熱時溶解度大、冷時溶解度小;對雜質或冷熱時都溶解,或冷熱時都不溶解。(2)與被結晶成分不發生化學反應。(3)沸點不宜太高。除用單一溶劑外,天然藥物成分的結晶常用一定比例的混合溶劑,。

2)純度:

3)被結晶成分的類型:分子小易結晶;分子大、含糖多,不易結晶。

4)溶液濃度:溶液濃結晶快,但結晶細碎,雜質多;反之結晶慢,但晶形大、純度高。

5)結晶溫度和時間:溫度低、時間長,結晶好。

五膜分離法利用天然或人工合成的高分子膜,以外加壓力或化學位差為推動力,對混合物溶液中的化學成分進行分離、分級、提純和富集。反滲透、超濾、微濾、電滲析為四大已開發應用的膜分離技術。其中反滲透、超濾、微濾相當於過濾技術。溶劑、小分子能透過膜,而大分子被膜截留。不同膜過濾被截留的分子大小有區別。如運用超濾,選用適當規格的膜可實現對天然藥物提取液中多糖類、多肽類、蛋白質類的截留分離。透析法也屬於膜分離法。

六柱色譜法

1吸附柱色譜是利用吸附劑對被分離化合物分子的吸附能力的差異,而實現分離的一類色譜。

1)矽膠、氧化鋁柱色譜:二者均為最常用的吸附劑。矽膠是一種中等極性的酸性吸附劑,適用於中性或酸性成分的層析。氧化鋁有弱鹼性,主要用於鹼性或中性親脂性成分的分離,如生物鹼、甾、萜類等成分;對於生物鹼類的分離頗為理想。但是鹼性氧化鋁不宜用於醛、酮、酸、內酯等類型的化合物分離。吸附柱色譜行為與化合物的極性有關:

2)聚醯胺柱色譜:其與化合物間主要為氫鍵吸附。主要用於酚類、醌類如黃酮類、蒽醌類及鞣質類等成分的分離。聚醯胺對一般化合物的吸附的規律:

①化合物中能形成氫鍵的基團(酚羥基、羧基、羰基)多,吸附強。

②能形成氫鍵的基團數目相同,處於對位和間位的吸附力強於鄰位的。

③芳香環和雙鍵多,吸附力強。

3)大孔吸附樹脂(1)結構與組成:大孔吸附樹脂為白色或淡黃色球形顆粒狀,粒度多為20~60目。組成為苯乙烯,二乙烯苯,或а-甲基丙烯酸酯型。其中苯乙烯,二乙烯苯型為非極性樹脂,2-甲基丙烯酸酯型為中極性樹脂。大孔吸附樹脂的結構中包含了許多微觀小球組成的網狀孔穴結構。(2)特性:

①理化性質穩定,不容於酸、堿及有機溶劑。

②對有機物選擇性較好。

③吸附速度快。④再生處理方便。(3)吸附原理:

①吸附性:大孔吸附樹脂本身具有吸附性,是由範德華力或氫鍵吸附的結果。

②篩性原理:是由大孔吸附樹脂本身的多孔性所決定的。

(4)影響大孔吸附樹脂分離效果的因素:

①化合物分子極性大小:一般來說,大孔樹脂的色譜行為具有反相的性質。被分離物質的極性大先流出色譜柱。

②分子體積大小:在一定條件下,化合物體積越大,吸附力越強。(5)洗脫劑:對非極性大孔樹脂,洗脫劑極性越小,洗脫能力越強,對中極性大孔樹脂及極性較大化合物,則極性較大溶劑洗脫力強。一般上樣後先用水(或酸、堿水)洗去雜質,然後用不同濃度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脫。

4)活性炭:是一種非極性吸附劑,對非極性物質吸附強。活性炭主要用於分離水溶性成分,如氨基酸、糖類及某些甙。活性炭的吸附作用,在水中最強,在有機溶劑中則較低弱。故水的洗脫能力最弱,而有機溶劑則較強。

2分配柱色譜:利用被分離成分在固定相和流動相之間的分配係數的不同而達到分離的方法。按照固定相與流動相的極性差別,分配色譜法有正相與反相色譜法之分。在正相分配色譜法中,流動相的極性小於固定相極性。常用的固定相有氰基與氨基鍵合相,主要用於分離極性及中等極性的分子型物質。在反相分配色譜法中,流動相的極性大於固定相極性。常用的固定相有十八烷基矽烷(ODS)或C8鍵合相。流動相常用甲醇-水或乙腈-水。主要用於分離非極性及中等極性的各類分子型化合物。天然藥物中的各種苷類特別適合用反相色譜法分離。反相色譜是應用最廣的色譜法,因為鍵合相表面的官能團不會流失,流動相的極性可以在很大的範圍調整,再加之由它派生的反相離子對色譜法和離子抑制色譜法,可以分離有機酸、堿、鹽等離子型化合物。高效液相色譜(HPLC)最常用的即是反相填料。

3凝膠過濾色譜凝膠過濾色譜原理主要是分子篩(或反篩子)作用、根據凝膠的孔徑和被分離化合物分子的大小而達到分離目的。凝膠是具有多孔隙網狀結構的固體物質,被分離物質的分子大小不同,它們能夠進入到凝膠內部的能力不同,當混合物溶液通過凝膠柱時,比凝膠孔隙小的分子可以自由進入凝膠內部,而比凝膠孔隙大的分子不能進入凝膠內部,只能通過凝膠顆粒間隙。因此移動速率有差異,分子大的物質不被遲滯(排阻),保留時間則較短,分子小的物質由於向孔隙溝擴散,移動被滯留,保留時間則較長,而達到分離。天然藥物中多糖類、蛋白質、苷和苷元的分離可用凝膠色譜。商品凝膠的種類很多,常用的是樣品葡聚糖凝膠(SephadexG)和凝膠羥丙基葡聚糖凝膠(SephadexLH-20)

4離子交換色譜

離子交換反應的原理是樹脂與被交換成分間同種電荷離子的等當量替代作用。以離子交換樹脂為固定相,水或酸水、堿水為流動相,在流動相中的離子性物質與樹脂進行交換而被吸附,再用適合溶劑將被交換成分從樹脂上洗脫下來即可。

天然藥物中的鹼性成分可用陽離子交換樹脂交換,酚\酸性成分可用陰離子交換樹脂交換,然後將交換後的樹脂通過調整酸堿環境使吸附物游離,選擇適當溶劑將吸附物溶解出即可。

由於被交換的混合物成分的酸性或鹼性不同而解離度不同,與同一離子交換樹脂的交換能力不同而被分離。

色譜法分離定義色譜法是從混合物中分離組分的方法。色譜技術甚至能夠分離物化性能差別很小的化合物,色譜法或稱色譜法(chromatography),是一種物理或物理化學的分離分析方法。特別是近幾十年來,由於氣相色譜法、高效液相色譜法及薄層掃描法的飛速發展,而形成了一門專門的科學,稱為色譜學。它已廣泛應用於多個組分的分離分析。分類色譜法,從不同的角度,有不同的分類方法,通常可按分子聚集狀態、操作方法及分離原理等進行分類。

1按流動相與固定相的分子聚集狀態分類(1)按流動相的分子聚集狀態分類氣相色譜法(gaschromatography;GC

液相色譜法(liquidchromatography;LC)超臨界流體色譜法(supercriticalfluidchromatographySFC)(2)按固定相的聚集狀態分類氣相色譜法可分為氣—固色譜法(GSC)氣—液色譜法(GLC)液相色譜法可分為液—固色譜法(LSC)液—液色譜法(LLC)2按操作形式(固定相的形態)分類可分為柱色譜法,平面色譜法及逆流分配等類別。3按色譜過程的分離機制分類可將色譜法分為:吸附色譜法、分配色譜法;空間排阻色譜法、離子交換色譜法;親合色譜法;化學鍵合相色譜法(chemicalbondedphasechromatography;BPC);毛細管電色譜法(capillaryelectrochromatography;CEC);

常用的色譜方法1矽膠色譜1.1性質色譜矽膠為一多孔性物質,可用通式SiO2·χH2O表示。它具有多孔性的矽氧環(siloxane),SiOSi的交鍵結構,由於其骨架表面具有很多游離(I)、健合(II)和鍵合-活性狀態的矽醇基(silanol)基(III)。它能夠通過氫鍵與極性或不飽和分子相互作用,同時能吸附多量的水分。1.2色譜柱的製備與加樣1.3色譜溶劑的選擇1.4矽膠的再生

矽膠含水量與活性的比較活性加入水量(%)

I0II5III15IV25V38

常用溶劑的介電常數(ε)己烷1.88苯2.29乙醚(無水)4.47氯仿5.20乙酸乙酯6.11丙酮21.5乙醇26.0甲醇31.2水

81.02氧化鋁色譜2.1氧化鋁的活性及活性測定氧化鋁含水量與活性的比較活性加入水量(%)

Ⅰ0Ⅱ3Ⅲ6Ⅳ10Ⅴ15

板層法示意圖氧化鋁活性與各種顏料薄層色譜Rf

氧化鋁活性的測定活性(級)對氨基偶氮苯的比移值

Ⅰ0Ⅱ0.12Ⅲ0.24Ⅳ0.46Ⅴ0.54

矽膠活性的測定活性(級)對二甲氨基偶氮苯的比稱值Ⅰ0.15Ⅱ0.55Ⅲ0.652.2色譜洗脫用的溶劑2.3氧化鋁的再生3活性炭色譜4離子交換色譜

樣品稀NH4OH洗脫強酸性(H型)通過液鹽基性兩性化合物酸性、中性化合物稀NaOH強鹼性(OH型)強鹼性(OH型)洗脫通過液稀HCl洗脫通過液鹽基性物質中性化合物兩性化合物酸性化合物4.1影響離子交換的有關因素(1)溶液的酸鹼度(2)對交換離子的選擇性(3)被交換物質在溶液中的濃度(4)溫度的影響(5)溶劑的影響5大孔吸附樹脂色譜5.1性質5.2吸附和分離原理5.3基本操作(1)大孔吸附樹脂的預處理(2)上樣(3)洗脫①洗脫劑的選擇②洗脫(4)樹脂柱的再生。5.4用於新藥研究應考察的內容樹脂用於新藥研究應考察一定內容:如樹脂型號的選擇、吸附容量的考察、藥材—樹脂比例的考察、色譜柱的徑高比考察、洗脫溶劑的考察、吸附流速和洗脫流速考察、收集洗脫液量考察、樹脂的使用壽命考察以及工藝放大試驗等。5.5影響大孔吸附樹脂吸附分離中藥化學成分的因素

(1)被分離成分性質

①極性

②分子大小

(2)上樣溶劑性質

①溶劑對成分的溶解性②溶劑pH值

(3)上樣溶液濃度

(4)吸附流速

(5)洗脫劑性質

①洗脫劑種類②洗脫劑的pH值

(6)洗脫流速6凝膠色譜6.1原理凝膠色譜分離機理可用下式表示:

Vk=VO+Vi

Vk:保留體積。

VO:柱床記憶體在於凝膠外面的水相體積稱為外水體積。

Vi

:凝膠顆粒內部所含的水相體積稱為內水體積。

k:分配係數。凝膠色譜示意圖

設k=1,則VR=V0+Vi,這說明溶質分子相當小,能自由進入凝膠顆粒內部,而且對凝膠的“內水”和“外水”親和力相等,此時洗脫體積VR就等於“空隙體積”與“內水體積”之和。若k=0,則VR=V0,說明溶質分子很大,以致完全排阻於凝膠顆粒之外,此時洗脫體積就等於“空隙體積”。在通常情況下,為一個常數(0<k<1),洗脫體積VR大於V0,小於(V0+Vi),大分子首先被洗脫。如果僅按照物質分子的大小進行分離,那麼值應小於1。但實際情況是值往往大於1,則洗脫體積就大於V0+Vi,這表明凝膠不完全是惰性的,而溶質與凝膠之間具有特殊的吸附力,這種吸附力來自分子間的氫鍵或離子交換作用。6.2種類(1)親水性凝膠(2)疏水性凝膠7聚醯胺色譜4.3.8高效薄層色譜4.3.9快速色譜10幹柱色譜11液相色譜預製

液相色譜預製柱示意圖分離園盤示意圖離心液相色譜分離程式螺旋型逆流色譜

4.3.13.1液滴逆流色譜液滴逆流色譜13.2旋轉多段式逆流色譜RLCC上行法RLCC下行法14真空液相色譜(vacuumliquidchromatography,VLC)

真空液相色譜實驗裝置圖15製備型全程加壓板色譜16高效液相色譜高效液相色譜示意圖

生物合成BiosynthesisAcetylCoAAcetylCoA2NADPH2NADP2ATP2ADPATPADPDMPIPPMVA焦磷酸香葉酯(GPP)單萜DPPIPP倍半萜焦磷酸金合歡酯(FPP)NADPH三萜類焦磷酸香葉基香葉酯(GGPP)二萜聚合NADPH聚合四萜類第四節結構研究法化合物的純度測定結構研究的主要程式結構研究中採用的主要方法一、化和物的純度測定方法:檢查有無均勻一致的晶形,有無明確、敏銳的熔點(熔距一般為1~2℃)及色譜法。其中色譜法包括:TLC、PC、GC、HPLC。二、結構研究的主要程式1.初步推斷化合物類型2.測定分子式,計算不飽和度。3.確定分子式中含有的官能團,或結構片段,或基本骨架。4.推斷並確定分子的平面結構5.推斷並確定分子的主體結構(構型、構象)

文獻檢索、調研工作貫穿結構研究工作的整個過程。利用中、外文主題索引按中藥拉丁文學名進行檢索,來獲得已分出化合物的種類、個數、性質、用到的提取方法、提取溶劑、色譜的溶劑系統、生物活性等資訊。

獲得文獻後,最好整理成一覽表以方便檢索比較。已知化合物,還需做混合熔點測定和混合的IR光譜;未知化合物,需按測定程式進行,如有不對稱中心,還需測定絕對構型。三、結構研究中採用的主要方法1.確定分子式,計算不飽和度

a.元素定量分析配合分子量測定

元素定性分析,如鈉融法,分析化合物中含有幾種元素。

元素定量分析—確定各元素百分含量,根據倍比定律確定分子中的原子比

分子量測定:冰點下降法、沸點上升法、粘度法、凝膠濾過法及質譜法。刺果甘草中分離的一白色結晶元素定性分析:含有C,H,O元素定量分析:C79.35%,H10.21%,O10.44%原子比為10.16:15.58:1,約化為10:16:1質譜得到其分子量為456所以最後確定其分子式為C30H48O3b.同位素豐度比法c.高分辨質譜(HR-MS)法

HR-MS還可以給出化合物的精確分子量。從氫核磁共振波譜和碳核磁共振波譜中可直接獲得碳氫的個數,再結合質譜給出的分子量的資訊,就可以得到氧的個數,用這種方法也能確定化合物的分子式。

d.不飽和度

u=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分別代表一、三、四價原子的數目。2.質譜法常用的質譜有:電子轟擊質譜(EI-MS)、場解析電離質譜(FD-MS)、快原子轟擊質譜(FAB-MS)、電噴霧電離質譜(ESI-MS)等。質譜常用於確定分子量,並可求算分子式和提供其他結構資訊。3.紅外光譜利用分子中價鍵的伸縮及彎曲振動在4000~625cm-1紅外區域引起的吸收,而測得的吸收圖譜。包括特徵頻率區和指紋區可用於鑒別羥基、氨基、雙鍵、芳環等特徵官能團以及芳環取代類型。羥基羰基特徵區指紋區4.紫外-可見吸收光譜由電子能級躍遷產生的吸收圖譜,在200~700nm範圍內含有共軛雙鍵、發色團及具有共軛體系的助色團分子的化合物具有紫外-可見吸收。主要用來推斷化合物的骨架類型。5.核磁共振波譜(NMR)核磁共振波譜是化合物分子在磁場中受到另一射頻磁場的照射,當照射場的頻率等於原子核在外磁場的迴旋頻率時,有磁距的原子核就會吸收一定的能量產生能級的躍遷,即發生核磁共振,以吸收峰的頻率對吸收強度作圖所得到的圖譜。1H–NMR和13C-NMR,能提供分子中有關氫及碳原子的類型、數目、互相連接方式、周圍化學環境以及構型、構象等結構資訊。在進行中藥有效成分的結構測定時,NMR譜與其它光譜相比其作用更為重要。

(1)

1H-核磁共振(1H–NMR)

1H–NMR通過測定化學位移(δ)、質子數以及裂分情況(重峰數及偶合常數J)可以得出分子中1H的類型、數目及相鄰原子或原子團的資訊。

化學位移(δ):是指1H核因為周圍化學環境的不同,其週邊電子雲密度,以及繞核旋轉時產生的磁的遮罩效應也就不同。在一定的外磁場作用下其迴旋頻率也不同,因而需要相應頻率的射頻磁場才能發生共振而得到吸收信號。這些信號將會出現在不同的區域,我們在實際應用當中以四甲基矽烷TMS為內標物,將其化學位移定為0,測定各質子共振頻率與它的相對距離,這個相對值就是質子的化學位移值。質子數:過去是根據氫譜的上峰的積分面積並結合已知的分子式求得每個信號所相當的氫的個數,現在1H–NMR可以直接給出每個信號代表的質子的個數,並可以直接獲得分子中總的質子數。信號的裂分及偶合常數:磁不等同的兩個或兩組1H核在一定距離內會因相互自旋偶合干擾而使信號發生裂分,而出現單峰,雙峰,多重峰等。裂分間的距離稱為偶合常數。其大小取決於間隔鍵的距離。按間隔鍵的多少可分為偕偶、鄰偶及遠程偶合。

此外還有同核去偶、重氫交換,加入反應試劑、及各種雙照射技術等許多幫助結構分析的輔助技術。

(2)

13C-核磁共振(13C-NMR)脈衝傅立葉變換核磁共振技術及電腦的引入,才使13C-NMR得以投入實際應用。

13C-NMR在確定化合物結構時比1H–NMR起著更為重要的作用。

13C-NMR中常應用的參數是碳核的化學位移,異核偶合常數(JCH)及弛豫時間(T1),其中我們常應用的是化學位移。13C-NMR譜中13C-13C之間的偶合很弱,一般不予考慮,而1H-13C之間的偶合作用卻很強。

常見的13C-NMR譜類型及其特徵a.噪音去偶譜(全氫去偶或寬頻去偶)採用寬頻電磁輻射照射1H,使其對13C偶合全部消除,13C信號以單峰形式出現,對於判斷其化學位移十分方便。b.選擇氫核去偶及遠程選擇氫核去偶:對某個氫核進行選擇性照射,以消除其偶合影響,與之相關聯的13C信號發生改變,根據峰的裂分變化情況,結合化學位移,可以推斷分子中存在的片段結構。c.DEPT譜:通過改變照射1H核的脈衝寬度(θ)或設定不同的弛豫時間,使不同類型的13C在圖譜上呈現單峰並分別呈現正向峰或倒置峰。

θ=45˚

時季C信號消失,其他都向上

θ=90˚

時季C信號消失

CH3,CH2信號消失

CH↑θ=135˚

時季C信號消失

CH3,CH↑CH2↓

(3)二維核磁共振波譜(2D-NMR)

2D-NMR技術使一維核磁共振譜中複雜和堆積難於分辨的信號得以識別。包括:同核的1H-1H化學位移相關(1H-1HCOSY)譜,異核的13C-1HCOSY譜、以及NOESY(示氫核之間的NOE關係)譜等。

同核的1H-1H化學位移相關譜(1H-1HCOSY),是同一個偶合體系中質子之間的偶合相關譜。可以用來確定質子的化學位移以及質子之間的偶合關係和連接順序。1H檢測的異核化學位移相關譜特別是13C-1H化學位移相關譜,對於鑒定化合物的結構是十分重要的方法。它包括HMQC譜和HMBC譜。

HMQC譜是通過1H檢測的異核多量子相關譜,此譜反映1H核和與其直接相連的13C的關聯關係。

HMBC譜是通過1H檢測的異核多鍵相關譜,反映1H核和與其遠程偶合的13C的關聯關係。

4.NOESY譜(1H核之間NOE相關)

NOE效應:選擇照射一種質子使其飽和,則與該質子在立體空間位置上接近的另一個或數個質子信號強度增高的效應稱為核的Overhauser效應,簡稱NOE。

NOE主要用來確定兩種質子在分子立體空間結構中是否距離相近,若存在NOE,則表示相近;NOE越大,則兩者在空間的距離就越近。NOE是確定分子中某些基團的位置,立體構型和優勢構象的重要手段之一。

NOESY譜是為了在二維圖譜上觀察NOE效應而開發出來的新技術。在其譜中,空間相近的質子間NOE效應可以觀測到,並能作為相關峰出現在圖譜上。6.旋光光譜(ORD)用不同波長的偏振光照射光學活性化合物,並用波長對比旋[α]×10-2

或分子比旋[φ]×10-2作圖,得到的曲線即為旋光光譜。

主要有三種譜線類型:(1)平坦譜線(2)單純Cotton效應譜線(3)複合Cotton效應譜線

旋光光譜及其Cotton效應譜線特徵與分子的立體化學結構密切相關,對於推斷非對稱分子的構型與構象有著重要的意義。一、概述糖類又稱碳水化合物(carbohydrates),是植物光合作用的初生產物,是一類豐富的天然產物,如:蔗糖、糧食(澱粉)、棉布的棉纖維等。糖類、核酸、蛋白質、脂質——生命活動所必需的四大類化合物。化學結構:多羥基內半縮醛(酮)及其縮聚物。根據其分子水解反應的情況,可以分為單糖、低聚糖和多糖。

一、概述單糖:不能水解的最簡單的多羥基內半縮醛(酮)。如葡萄糖等。低聚糖:水解後生成2~9個單糖分子的糖。如:蔗糖(D-葡萄糖-D果糖)麥芽糖(葡萄糖1→4葡萄糖)多糖:水解後能生成多個單分子的,稱為多糖。如:澱粉、纖維素等二、結構類型㈠糖的表示式單糖是多羥基醛或酮。從三碳糖至八碳糖天然界都有存在。以Fischer式表示如下:

二、結構類型

單糖在水溶液中形成半縮醛環狀結構,即成呋喃糖和吡喃糖。具有六元環結構的糖——吡喃糖(pyranose)具有五元環結構的糖——呋喃糖(furanose)糖處游離狀態時用Fischer式表示苷化後成環用Haworth式表示

二、結構類型㈡Fischer與Haworth的轉換及其相對構型二、結構類型Fischer式:(C1與C5的相對構型)C1-OH與原C5(六碳糖)或C4(五碳糖)-OH,順式為α,反式為β。Haworth式:C1-OH與C5(或C4)上取代基之間的關係:同側為β,異側為α。二、結構類型㈢糖的絕對構型(D、L)以α-OH甘油醛為標準,將單糖分子的編號最大的不對稱碳原子的構型與甘油醛作比較而命名分子構型的方法。

二、結構類型

Fischer式中最後第二個碳原子上-OH向右的為D型,向左的為L型。Haworth式中C5向上為D型,向下為L型。

二、結構類型戊醛糖和已酮糖的絕對構型判斷:吡喃型Haworth式,由於原構型標準(C4-OH和C5-OH)不參與成環,故可直接根據它們的位置判斷構型。二、結構類型即:戊醛糖的C4或已酮糖的C5-OH處於環上者為L構型;環下者為D構型。

習慣上將D型糖中C1-OH處環上者為

體,環下者為

體。在L型糖中相反。D-木糖(D-xylose)D-果糖(D-fructose)45二、結構類型已醛糖由Fischer轉成呋喃型的Haworth,由於C5-C6部分成為環外側鏈,判斷構型時仍以C5為標準,C5-R者為D型糖;C5-S者為L型糖。

同樣,將D型糖中C1-OH處環上者為

體,環下者為

體。在L型糖中相反。RD-呋喃半乳糖二、結構類型㈣環的構象

二、結構類型Angyal用總自由能來分析構象式的穩定性,比較二種構象式的總自由能差值,能量低的是優勢構象。如:葡萄糖的二種構象式的比較:

三、糖苷分類

㈠糖勻體均由糖組成的物質。如單糖、低聚糖、多糖等。1.常見單糖三、糖苷分類三、糖苷分類2.氨基糖是指單糖的伯或仲醇基置換成氨基的糖類。

三、糖苷分類3.糖醇

單糖的醛或酮基還原成羥基後所得的多元醇。4.去氧糖

單糖分子的一個或二個羥基為氫原子代替的糖

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