天然药物化学 课件 项目7-9 皂苷类化学成分的提取分离技术、萜类和挥发油的提取分离技术、生物碱的提取分离技术

天然药物化学绪论项目一天然药物中化学成分的常规提取分离技术项目二天然药物中化学成分的色谱分离技术项目三天然药物中糖与苷类化学成分的提取分离技术项目四天然药物中黄酮类化学成分的提取分离技术项目五天然药物中醌类化学成分的提取分离技术项目六天然药物中生物碱类化学成分的提取分离技术项目七天然药物中皂苷类化学成分的提取分离技术项目八天然药物中苯丙素类化学成分的提取分离技术项目九天然药物中萜与挥发油类化学成分的提取分离技术项目十天然药物中强心苷类化学成分的提取分离技术项目十一天然药物中其他类化学成分的提取分离技术

项目七天然药物中皂苷类化学成分的提取分离技术知识目标掌握皂苷类化合物的结构与分类、理化性质、提取方法及沉淀分离法。熟悉皂苷类化合物的色谱分离法及检识方法；皂苷类化合物的实例分析。了解皂苷的分布及生物活性。技能目标熟练掌握皂苷类化学成分的提取分离操作。素质目标培养学生严谨认真的工作态度。培养学生自主学习的能力、分析问题、解决问题的能力。学习目标导学情景

情景描述：在没有化学洗涤剂的古代，我国劳动人民在长期实践过程中发现了许多天然物质可以作为洗涤用品，皂荚就是其中之一。剥开皂荚，取出里面的种子揉碎后放入水中，或直接将皂荚捣烂，用其浸出的汁液洗衣服，衣服就可以洗干净了。皂荚作为清洁剂应用的历史悠久，直到现代，一些偏远地区的农村中还有人用皂荚来洗涤衣物。

情景分析：皂荚又名皂角，是常用的中药之一，它之所以能够作为清洁剂，是因为其含有丰富的皂苷类化学成分，皂苷类化学成分具有表面活性，能在水中形成持久的泡沫，从而发挥了去污作用，皂荚中的皂苷类成分还具有祛痰、抗菌等多种功效。

讨论：含皂苷类化学成分的天然药物，能否利用其表面活性进行鉴定？如何鉴定？

本项目重点学习皂苷类成分的结构、理化性质和提取分离方法，只有充分掌握皂苷类化学成分的性质，才能合理的开发、利用含皂苷类成分的天然药物。

一类结构比较复杂的苷类化合物，其水溶液经振摇后可产生大量持久的、似肥皂样的泡沫。

广泛存在于高等植物中，如薯蓣科、百合科、五加科、豆科、葫芦科、玄参科、远志科和桔梗科等植物中。在海洋生物如海参、海星和动物中亦有发现。

抗菌消炎、抗病毒、抗肿瘤、降血糖、降血脂及增强免疫功能等多种生物活性。一些甾体皂苷元可作为合成激素类药物及甾体避孕药的原料。皂苷概述分布生物活性一、皂苷类化学成分的结构类型皂苷的组成+=皂苷皂苷元糖皂苷的分类按皂苷元结构分：三萜皂苷甾体皂苷按存在状态分：原皂苷次皂苷按连糖链数目分：

单糖链皂苷

双糖链皂苷

三糖链皂苷按皂苷元是否含羧基分：酸性皂苷中性皂苷（一）甾体皂苷1.结构特点

（1）由27个碳原子组成六个环，其中A、B、C、D环为环戊烷骈多氢菲的甾体母核，E、F环以螺缩酮的形式相连接，C22为螺原子。

（2）甾体母核四个环的稠合方式分别为：A/B环既有顺式稠合，也有反式稠合，B/C和C/D均为反式稠合。一、皂苷类化学成分的结构类型（一）甾体皂苷1.结构特点

（3）E、F环含有3个手性碳原子，其中C25有两种构型，当C25位的甲基为直立键时，其绝对构型为S构型，称螺旋甾烷；C25位甲基为平伏键时，其绝对构型为R构型，称异螺旋甾烷。

（4）多数在C3位上连有β构型的羟基，并与糖结合成苷。

（5）分子中大多不含羧基，呈中性，故又称中性皂苷。螺旋甾烷异螺旋甾烷一、皂苷类化学成分的结构类型2.结构类型

C25构型的不同，可分为两种类型：菝契皂苷元

剑麻皂苷元（一）甾体皂苷（1）螺甾烷醇类C27甲基位于直立键，C25为S构型。一、皂苷类化学成分的结构类型（一）甾体皂苷2.结构类型薯蓣皂苷元

海柯皂苷元（2）异螺甾烷醇类

C27甲基位于平伏键，C25为R构型。一、皂苷类化学成分的结构类型（二）三萜皂苷三萜类衍生物与糖结合而成的苷，皂苷元由30个碳原子组成。分子中常含有羧基，故又称酸性皂苷。分为四环三萜和五环三萜两大类。四环三萜皂苷五环三萜皂苷羊毛脂烷型达玛烷型β-香树脂烷型（齐墩果烷型）α-香树脂烷型（乌苏烷型）羽扇豆烷三萜皂苷一、皂苷类化学成分的结构类型（二）三萜皂苷1.四环三萜皂苷——羊毛脂烷型结构特点：基本骨架为环戊烷骈多氢菲。A/B、B/C、C/D环均为反式稠合。D环连有β取代的8碳原子侧链。母核上的5个甲基，C4位连偕二甲基，C10位、C14位、C13位各连一个甲基，C20为R构型。羊毛脂烷型一、皂苷类化学成分的结构类型猪苓酸A

羊毛脂烷型（二）三萜皂苷1.四环三萜皂苷——羊毛脂烷型一、皂苷类化学成分的结构类型1.四环三萜皂苷——达玛烷型与羊毛脂烷型不同的是C18甲基连在C8位上，C20构型有R和S两种可能。达玛烷型

20（S）—原人参二醇（二）三萜皂苷一、皂苷类化学成分的结构类型2.五环三萜皂苷——β-香树脂烷（齐墩果烷型）结构特点：基本骨架为多氢蒎的五环母核；A/B、B/C、C/D环为反式稠合，D/E环多顺式稠合；母核上共有8个甲基，其中C4和C20位为偕二甲基取代，C10、C8、C17

、C14位各有一个甲基取代；C3位大多有β-羟基取代，并与糖缩合成苷。羧基常在C28、C30或C24位。（二）三萜皂苷一、皂苷类化学成分的结构类型2.五环三萜皂苷——β-香树脂烷型（齐墩果烷型）β—香树脂烷型β—香树脂烷型β—香树脂烷型齐墩果酸（二）三萜皂苷一、皂苷类化学成分的结构类型2.五环三萜皂苷——α-香树脂烷型（乌苏烷型）

与β-香树脂烷型的不同点：E环上甲基取代发生了变化，即C29甲基转移到了C19位上，构型为α型，C30甲基连在C20位上，构型为β型。α—香树脂烷型乌苏酸（二）三萜皂苷一、皂苷类化学成分的结构类型（二）三萜皂苷2.五环三萜皂苷——羽扇豆烷型

与β-香树脂烷型的不同点：E环为五元环，C19位连一个α构型的异丙基，A/B、B/C、C/D及D/E环均为反式稠合。羽扇豆烷型白桦脂酸一、皂苷类化学成分的结构类型（一）性状

形态：皂苷不宜结晶，多为无定形粉末，仅有少数为结晶；而皂苷元大多有较好的结晶。

颜色：多为白色。

味：多味苦而辛辣，对黏膜有强烈的刺激性。

吸湿性：具强吸湿性，需干燥保存。二、皂苷类化学成分的理化性质（二）溶解性

皂苷：极性较大，易溶于水、热甲醇、热乙醇，难溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性有机溶剂。皂苷在含水正丁醇和戊醇中溶解度较大。

次皂苷：皂苷部分水解成次皂苷后，水溶性降低，易溶于醇、丙酮和乙酸乙酯。

皂苷元：亲脂性强，易溶于乙醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂，而不溶于水。皂苷具有助溶性，可促进其他成分在水中的溶解。二、皂苷类化学成分的理化性质（三）表面活性多数皂苷具有表面活性，能够降低水溶液的表面张力。因此含皂苷的水溶液经强烈振摇后，能产生大量持久性、肥皂样泡沫，不因加热而消失。可初步判断皂苷的有无：泡沫不消失中药水提液强烈振摇大量、持久泡沫加热泡沫消失或不持久含皂苷类成分含蛋白质等二、皂苷类化学成分的理化性质（三）表面活性利用发泡试验可以区别甾体皂苷与三萜皂苷：碱管：0.1M/L氢氧化钠5ml+含皂苷水提液3滴两管同时振摇1分钟两管泡沫高度相同碱管泡沫高于酸管含甾体皂苷含三萜皂苷酸管：0.1M/L盐酸5ml+含皂苷水提液3滴二、皂苷类化学成分的理化性质（四）溶血性大多数皂苷的水溶液能破坏血液中的红细胞而产生溶血作用。含皂苷类成分不宜制成注射剂。

溶血机理：皂苷能与血红细胞壁上的胆甾醇结合，生成不溶于水的分子复合物，破坏了红细胞的正常渗透，细胞内渗透压增高而使细胞破裂导致溶血。

溶血指数——表示溶血作用的强弱。指皂苷对同一动物来源的红细胞稀悬浮液，在同一等渗、缓冲条件及恒温下造成完全溶解的最低浓度。溶血指数越小，溶血作用越强。二、皂苷类化学成分的理化性质（五）水解性

酸水解：条件剧烈，可使生成的皂苷元发生脱水、环合、双键转位等改变，很难得到真正的皂苷元。

酶水解：条件温和、专属性高，水解产物可以是次生苷、苷元和糖。

碱水解：水解酯皂苷，条件温和，苷元不易被破坏。

Smith裂解法：条件温和，易得到真正的皂苷元。二、皂苷类化学成分的理化性质（一）提取1.皂苷的提取回收溶剂，蒸干正丁醇层药材粗粉甲醇或乙醇提取醇提取液减压回收溶剂浓缩物加水稀释，石油醚萃取石油醚层（含脂溶性杂质）水层正丁醇萃取水层（含水溶性杂质）粗总皂苷溶剂提取法三、皂苷类化学成分的提取分离（一）提取2.皂苷元的提取方法一方法二药材粗粉加酸水解药渣三氯甲烷提取提取液回收溶剂皂苷元皂苷元药材粗粉皂苷提取通法皂苷加酸水解三、皂苷类化学成分的提取分离（二）分离与精制

1.溶剂沉淀法（分段沉淀法）原理：利用皂苷可溶于醇，难溶于丙酮、乙醚等溶剂的性质，将不同极性的皂苷初步分离。滤液沉淀（极性较大皂苷）粗总皂苷少量乙醇溶解乙醇液逐滴加入丙酮、乙醚或丙酮－乙醚（1:1）混合溶液至混浊，静置，过滤滤液滤液沉淀（极性较小皂苷）继续滴加入丙酮、乙醚溶液至混浊，静置，过滤沉淀（中等极性皂苷）重复滴加入丙酮、乙醚溶液至混浊，静置，过滤三、皂苷类化学成分的提取分离（二）分离与精制

2.胆甾醇沉淀法原理：甾体皂苷可与胆甾醇结合形成难溶性的分子复合物。滤液滤液粗总皂苷少量乙醇溶解乙醇液加入胆甾醇饱和乙醇液至沉淀不再析出，静置，过滤沉淀沉淀沉淀（甾体皂苷）依次用水、乙醇、乙醚洗涤乙醚回流提取，过滤三、皂苷类化学成分的提取分离（二）分离与精制

3.铅盐沉淀法原理：酸性皂苷能与中性醋酸铅形成沉淀，中性皂苷能与碱式醋酸铅形成沉淀，从而使中性皂苷和酸性皂苷分离。沉淀滤液粗总皂苷少量乙醇溶解乙醇液加过量的饱和中性醋酸铅溶液，静置沉淀，过滤滤液沉淀加过量的饱和碱式醋酸铅溶液，静置沉淀，过滤悬浮于水或稀醇，通入硫化氢脱铅，过滤减压浓缩浓缩物溶于乙醇，滴加乙醚至产生沉淀，过滤沉淀（酸性皂苷）脱铅沉淀（中性皂苷）三、皂苷类化学成分的提取分离（二）分离与精制

4.色谱法适用于极性较大皂苷的分离。吸附剂常用硅胶，适用于亲脂性皂苷元和极性较弱皂苷的分离。分配色谱法高效液相色谱法大孔吸附树脂法吸附色谱法多采用反相色谱柱，对皂苷的分离和纯化效果较好。适用于皂苷的初步分离。三、皂苷类化学成分的提取分离（一）化学检识反应

皂苷在无水条件下，能与强酸、中强酸或某些Lewis酸作用，出现颜色变化或呈现荧光。

1.醋酐－浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）

样品溶于醋酐中，加入醋酐－浓硫酸（20:1）试液数滴。三萜皂苷：黄→红→紫→褪色。甾体皂苷：黄→红→紫→蓝→绿色→褪色。此方法可用于区别三萜皂苷和甾体皂苷。四、皂苷类化学成分的检识（一）化学检识反应

2.三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）样品三氯甲烷溶液滴于滤纸上，喷25％三氯醋酸乙醇溶液并加热。三萜皂苷：加热至100℃，才显红色渐变为紫色。甾体皂苷：加热至60℃，显红色渐变为紫色。此方法可用于区别三萜皂苷和甾体皂苷。

3.三氯甲烷－浓硫酸反应（Salkowski反应）将样品溶于三氯甲烷中，加入浓硫酸后形成分层。三氯甲烷层呈现红或蓝色，浓硫酸层呈现绿色荧光。四、皂苷类化学成分的检识（一）化学检识反应4.五氯化锑反应（Kahlenberg）反应

5.冰醋酸－乙酰氯反应（Tschugaeff反应）将样品溶于冰醋酸中，加乙酰氯数滴及氯化锌结晶数粒，稍加热，即呈现淡红色或紫红色。样品的三氯甲烷溶液滴于滤纸上，喷以20%五氯化锑的三氯甲烷溶液，挥干溶剂后，60~70℃加热，显蓝色、灰蓝色、灰紫色等颜色斑点。四、皂苷类化学成分的检识（二）色谱检识

1.薄层色谱

亲水性强的皂苷：选分配薄层色谱，展开剂的极性要求大一些。

亲脂性强皂苷和皂苷元：选吸附薄层色谱，采用硅胶为吸附剂，展开剂的亲脂性要相对强一些。

注：在分离酸性皂苷时，可在展开剂中加入少量加酸，防止产生拖尾现象。四、皂苷类化学成分的检识（二）色谱检识

2.纸色谱

亲水性皂苷：通常以水为固定相，展开剂的极性也应较大。

亲脂性皂苷和皂苷元：选用甲酰胺为固定相，展开剂常采用甲酰胺饱和的三氯甲烷、苯或三氯甲烷和苯的混合溶液。四、皂苷类化学成分的检识实例一人参中皂苷类化学成分的提取分离人参是五加科植物人参(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根和根茎。具有大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津养血，安神益智的功效。研究表明人参中含人参皂苷、人参多糖、挥发油和氨基酸等多种化学成分，其中人参皂苷为人参的主要有效成分。

一、人参中皂苷类化学成分的提取分离

一、人参中皂苷类化学成分的提取分离

人参总皂苷的提取：以甲醇为提取溶剂，分别用亲脂性有机溶剂、正丁醇萃取除去杂质，得人参总皂苷粗品，采用溶剂沉淀法对其进行精制即得人参总皂苷。实例一人参中皂苷类化学成分的提取分离

人参皂苷的分离：利用各单体皂苷极性不同，采用硅胶柱色谱进行分离，以三氯甲烷-甲醇-水、正丁醇-醋酸乙酯-水等溶剂系统为洗脱剂，先后得到各人参皂苷的单体。

一、人参中皂苷类化学成分的提取分离实例一人参中皂苷类化学成分的提取分离二、必备知识（一）人参中皂苷类成分的结构类型

人参皂苷根据其皂苷元的结构不同，将人参皂苷分为A、B和C三种类型。其中A型、B型属达玛烷型衍生物，C型为齐墩果烷型衍生物。A型——20（S）原人参二醇类B型——20（S）原人参三醇类C型——齐墩果酸类实例一人参中皂苷类化学成分的提取分离（二）人参中皂苷类成分的理化性质

性状：白色无定形粉末，味微甘、苦，具有吸湿性。

溶解性：易溶于水、热甲醇和乙醇，可溶于正丁醇、醋酸乙酯，不溶或难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。

表面活性：具有表面活性。

溶血性：人参总皂苷无溶血作用，但B型和C型人参皂苷具有显著的溶血作用，A型人参皂苷具有抗溶血作用。

水解性：A型和B型人参皂苷弱酸下即可水解。若采用强酸水解，易发生异构化。二、必备知识实例一人参中皂苷类化学成分的提取分离一、甘草中皂苷类化学成分的提取分离

甘草为豆科植物甘草（GlycyrrhizauralensisFisch.）、胀果甘草（GlycyrrhizainflateBat.）或光果甘草（GlycyrrhizaglabraL.）的干燥根及根茎。具有补脾益气、清热解毒、去痰止咳、缓急止痛、调和诸药的功效。甘草中含有多种化学成分，如皂苷类、黄酮类、香豆素类、氨基酸、生物碱和有机酸等，其中甘草皂苷是甘草的有效成分。实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离一、甘草中皂苷类化学成分的提取分离

甘草皂苷的提取：甘草酸多以盐形式存在于甘草中，易溶于水。水提取液酸化后，甘草酸被游离，难溶于冷水而沉淀析出，滤取沉淀即得甘草酸粗品。实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离

甘草皂苷的精制：甘草酸需制成钾盐才能得到精制品。甘草酸与氢氧化钾生成甘草酸的三钾盐，此盐与热冰醋酸反应生成甘草酸单钾盐。一、甘草中皂苷类化学成分的提取分离实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离一、甘草中皂苷类化学成分的提取分离

甘草次酸制备：采用5%的硫酸溶液，加热回流10h进行水解。甘草次酸易溶于三氯甲烷等亲脂性有机溶剂。利用甘草次酸在乙醇中的溶解度不同，进一步精制得甘草次酸。实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离C型——齐墩果酸类（一）甘草中主要有效成分的结构类型甘草皂苷，属β-香树脂烷型三萜皂苷，结构中含有3个羧基，故又称甘草酸。甘草皂苷水解生成2分子葡萄糖醛酸及1分子甘草皂苷元即甘草次酸。甘草次酸甘草皂苷（甘草酸）二、必备知识实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离二、必备知识（二）甘草中主要有效成分的理化性质

甘草皂苷：为无色柱状结晶，具强甜味，分子式C42H62O16，相对分子质量822.92。熔点220℃（分解）。易溶于热水、热乙醇，在冷水中溶解度较小，几乎不溶于无水乙醇或乙醚。

甘草次酸：白色片状或针状结晶，分子式C30H46O4，相对分子质量470.642。甘草次酸有两种构型，一种为18α-H型；另一种为18β-H型。两种结晶均易溶于三氯甲烷。实例二甘草中皂苷类化学成分的提取分离谢谢THANKYOU.天然药物化学项目一

绪论项目二

天然药物中化学成分的提取、分离技术项目三糖与苷类化学成分的提取分离技术项目四

蒽醌类化学成分的提取分离技术项目五黄酮类化学成分的提取分离技术项目六苯丙素类化学成分的提取分离技术项目七皂苷类化学成分的提取分离技术项目八萜与挥发油类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术项目八

萜与挥发油类化学成分的提取分离技术

学习目标：知识目标：掌握挥发油的组成、理化性质、提取分离及检识。熟悉萜类化合物的结构类型及重点天然药物中的活性成分。了解萜类和挥发油的生物活性及分布。技能目标：能熟练进行挥发油的提取分离操作。能用不同方法检识萜和挥发油成分。素质目标：培养学生的批判性思维；培养学生中医药文化的认同感和自信心。导学情景

情景描述：20世纪60年代初，全球疟疾疫情难以控制。此时，正值美越交战，两军也深受其害。当时疗效最好的药物氯喹已经无效，寻找更好的治疗药物成为当务之急。越南求助于中国，国家启动了"523"疟疾防治药物研究项目。屠呦呦团队与其他机构合作，从中医药古典文献中获取灵感，先驱性地发现了青蒿素，开创了疟疾治疗新方法。

情景分析：《肘后备急方》中记载了"青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之"，屠呦呦因此受到启发，认为高温有可能对青蒿有效成分造成破坏，从而影响疗效。于是，她降低提取温度，选用乙醚提取。青蒿乙醚中性提取物在鼠疟药效及猴疟实验评价均显示抑制率达到100%。青蒿乙醚中性提取物抗疟药效的突破，是发现青蒿素的关键。

讨论：青蒿素属于何种类型化合物？

本项目我们重点学习萜类化合物和挥发油，只有充分掌握它们的结构及性质，才能从药材中提取分离并科学合理地应用于临床。

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离四、挥发油类化学成分的检识目录

Contents

萜类化合物含义萜类化合物是一类由甲戊二羟酸衍生的，具有(C5H8)n通式的碳氢化合物及其含氧的饱和程度不等的衍生物，它们的分子碳骨架可以看作异戊二烯的聚合体。

萜类化学成分的结构类型

按照分子中含有的异戊二烯单元的数目，将萜类进行如下分类:类别碳原子数异戊二烯单位数分布半萜51挥发油单萜102挥发油倍半萜153挥发油、苦味素、树脂二萜204树脂、苦味素、植物醇二倍半萜255海绵、植物病菌、昆虫代谢物三萜306皂苷、树脂、植物汁等四萜407植物胡萝卜素类多聚萜7.5×103~3×105>8橡胶

（一）单萜（monoterpenoids）单萜类是由2个异戊二烯单位组成，含有10个碳原子的化合物及其衍生物，可分为1.链状单萜2.环状单萜（1）单环单萜（2）双环单萜（3）环烯醚萜

1.链状单萜月桂烷型艾高烷型薰衣草烷型

2.环状单萜———单环单萜对-薄荷烷型环香叶烷型卓酚酮型碳架不符合异戊二烯定则

2.环状单萜———双环单萜蒎烷型莰烷型

2.环状单萜———环烯醚萜从化学结构上看，环烯醚萜类化合物为臭蚁二醛的缩醛衍生物，属于单萜类化合物，包括取代环戊烷环烯醚萜和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜两种基本碳架。多具有半缩醛结构，由于半缩醛C1-OH性质活泼，易与糖结合成苷，故环烯醚萜类化合物主要以苷的形式存在。

环烯醚萜苷裂环环烯醚萜苷

多为白色结晶或粉末（极少为液态），多具有旋光性，味苦。多以苷类形式存在，因此偏亲水性，易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等，难溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性有机溶剂。苷对酸敏感，易被水解，生成的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，易进一步氧化聚合，故水解后不但难以得到原苷的苷元，而且还随水解条件不同而产生不同颜色的沉淀。环烯醚萜苷苷元遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸等都能变色可以利用此检查植物中环烯醚萜苷的存在。

（二）倍半萜类（sesquiterpenoids）

倍半萜类（sesquiterpenoids）是由3个异戊二烯单位组成的含有15个碳原子的一类化合物及其衍生物。可分为1.链状倍半萜金合欢烷型α-金合欢烯β-金合欢烯

2.环状倍半萜（1）单环倍半萜α-姜黄烯吉马酮α-蛇麻烯

2.环状倍半萜（2）双环倍半萜①萘型

棉酚苍术酮

2.环状倍半萜（2）双环倍半萜②薁型薁愈创木烷型愈创木薁愈创木醇

2.环状倍半萜（2）双环倍半萜

薁类衍生物不溶于水，可溶于有机溶剂；溶于强酸，加水稀释油又可析出，故可用60%~65%硫酸或磷酸从挥发油中提取薁类成分。也能与苦味酸或三硝基苯试剂产生π络合物结晶，此结晶具有敏锐的熔点可借以鉴定。沸点一般在250~300℃。在挥发油分级蒸馏时，高沸点馏分中可见蓝色或绿色馏分，表示可能有薁类成分存在。天然药物中存在的薁类衍生物多半是其氢化衍生物，多数已失去芳香性，结构类型以愈创木烷骨架居多。

（三）二萜（ditepenoids）二萜（ditepenoids）是由4个异戊二烯单位组成，含有20个碳原子的天然化合物。可分为1.链状二萜2.环状二萜（1）单环二萜（2）双环二萜（3）三环二萜（4）四环二萜

（四）二倍半萜（sesterterpenoids）二倍半萜（sesterterpenoids）是指分子骨架由5个异戊二烯单位构成，含有25个碳原子的一类化合物。可分为呋喃海绵素-3网肺衣酸

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离四、挥发油类化学成分的检识目录

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（一）性状1．形态小分子量的萜类化合物如单萜、倍半萜在常温下多为具有特殊香气的油状液体，少数为低熔点固体，具有挥发性，是挥发油的组成成分。分子量较大的萜类化合物，如二萜、二倍半萜等多为固体结晶，多数可形成结晶，不具有挥发性。2．味萜类化合物多有苦味，有的味极苦，因此萜类化合物又称苦味素。也有少数萜类化合物具有较强的甜味，如甜菊苷。3．旋光性大多数萜类化合物因含有手性碳原子而具有光学活性，多有异构体存在。

（二）溶解性萜类化合物多具亲脂性，难溶或不溶于水，易溶于有机溶剂，如乙醚、三氯甲烷、丙酮、甲醇、乙醇等。分子中官能团极性增大、数量增多，在水中的溶解度增大。若与糖成苷，随分子中糖数目的增加，水溶性增强，脂溶性降低，能溶于热水，易溶于甲醇、乙醇溶液，难溶或不溶于亲脂性有机溶剂。分子中具有羧基、酚羟基及内酯基团可溶于碳酸氢钠或氢氧化钠水溶液

（三）化学反应1．加成反应含有双键和醛、酮等羰基的萜类化合物，可与卤素、卤化氢、亚硫酸氢钠和吉拉德试剂等发生加成反应。2．氧化反应氧化剂在不同的条件下将萜类化合物中的不同基团氧化，生成各种氧化产物。3．脱氢反应通常是在惰性气体的保护下进行，用铂黑或钯做催化剂，将萜类成分与硫或硒共热（200~300℃）而实现萜类成分的环状结构脱氢，转变为芳香烃类衍生物，此反应在早期鉴定萜类化合物母核骨架时具有重要意义。

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离四、挥发油类化学成分的检识目录

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（一）萜类化学成分的提取技术1．溶剂提取法游离萜的提取：——亲脂性溶剂萜苷的提取：——亲水性溶剂2．碱溶酸沉法原理：萜内酯在热碱液中开环成盐溶于水，酸化后环合重新析出原内酯步骤：（1）先用醇提取得到粗总萜（2）用碱溶酸沉法处理

1．结晶法原理：利用在不同溶剂中样品的溶解度不同进行分离。案例：薄荷醇、樟脑、野菊花内酯2．柱色谱法吸附剂：硅胶、中性氧化铝。洗脱剂：石油醚、环已烷、乙醚、苯、三氯甲烷石油醚-乙酸乙酯、苯-三氯甲烷（二）萜类化学成分的分离技术

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离四、挥发油类化学成分的检识目录

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1．官能团显色反应酚羟基——三氯化铁乙醇溶液产生蓝色、蓝紫色或绿色；醛基或酮基——2，4-二硝基苯肼或氨基脲试剂，产生结晶性沉淀；内酯结构——发生异羟肟酸铁反应2．环烯醚萜类显色反应原理：具有半缩醛羟基，能与酸、碱、羰基化合物和氨基酸产生颜色反应。3．薁类化合物的显色反应（1）Sabety试剂——5%溴的三氯甲烷溶液，显蓝色、绿色或紫色（2）加Ehrlich试剂——对二甲氨基苯甲醛-浓硫酸试剂，显红色~紫色（3）三硝基苯试剂或苦味酸试剂——形成π配合物结晶

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挥发油（volatileoils）又称精油（essentialoil），是一类广泛存在于植物中的具有挥发性、能随水蒸气蒸馏，且与水不相混溶的油状液体的总称。

挥发油类成分广泛分布在植物界，我国野生与栽培的含挥发油的芳香药用植物大约56科136属约300种。

常见含有挥发油的中药有：木香、苍术、当归、柠檬、厚朴、藿香、丁香、薄荷、柴胡、川芎、细辛、姜橙皮等。一、挥发油类化学成分的化学组成

挥发油是混合物，一种挥发油常常由数十种乃至数百种化合物组成。按化学结构分类，可将挥发油中的化学成分分为萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、含硫和含氮化合物，以及它们的含氧衍生物，其中含氧衍生物是挥发油具有生物活性和芳香气味的代表成分。（一）萜类化合物

单萜、倍半萜及其含氧衍生物是组成挥发油的最主要成分，含氧衍生物有醇、醛、酮、醚、酸、酚、酯等，含量虽然较少，但是挥发油中具有生物活性和芳香气味的主要成分。例如：薄荷油中的薄荷醇

山苍子油中柠檬醛

桉叶油中桉油精

樟脑油中樟脑。（二）芳香族化合物

在挥发油组成比例中，仅次于萜类化合物，存在也很广泛，多为一些小分子的芳香族成分。C6-C3骨架C6-C2骨架C6-C1骨架桂皮油中的桂皮醛丁香油中的丁香酚茴香油中的茴香醚玫瑰油中的苯乙醇苏合香油中的苯乙烯安息香中的香荚兰醛花椒油中的花椒油素（三）脂肪族化合物

一些小分子脂肪族化合物，有烃、醇、醛、酮、酯等，广泛存在于植物特别是水果中，但含量和作用一般不如萜类和芳香族化合物。橙皮油中的正壬醇松节油中的正庚烷薄荷中的辛醇-3鱼腥草中的甲基正壬酮癸酰乙醛人参中的人参炔醇（四）其他化合物有些天然药物经过水蒸气蒸馏能分解出挥发油成分，如芥子油、大蒜油等，这些成分在植物体内多是以苷的形式存在，但经酶水解后的苷元，能随水蒸气蒸馏，并呈现油状。异硫氰酸烯丙酯芥子中硫苷酶水解而产生 苯甲醛杏仁油是苦杏仁苷酶解产生

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Contents（一）性状1．形态：挥发油在常温下为透明液体，低温放置时某些挥发油中含量高的成分可析出结晶。2．颜色：常温下挥发油大多为无色或淡黄色油状液体，如薄荷挥发油为无色或淡黄色液体，莪术油为淡棕色，有些挥发油含有薁类成分或色素，而显特殊颜色。如苦艾油显蓝绿色。3．气味：大多数挥发油具有特殊而浓烈的香气或其他气味。挥发油的气味常常可以作为判断其品质优劣的重要标志。4．挥发性：挥发油在常温下可自行挥发而不留痕迹，如将挥发油涂在纸片上，较长时间放置后，挥发油因挥发而不留油迹，脂肪油则留下永久性油斑，据此可以区别二者。（二）溶解性

易溶于石油醚、乙醚、二硫化碳等有机溶剂可溶于高浓度乙醇在低浓度乙醇中只能溶解一定数量难溶于水挥发油的饱和水溶液为芳香水剂（三）物理常数相对密度折光率比旋度（四）化学常数酸值——挥发油中游离羧酸和酚类成分含量的指标。以中和1g挥发油中游离酸性成分所消耗氢氧化钾的毫克数表示。酯值——挥发油中酯类成分含量的指标。以水解1g挥发油中所含酯所需要氢氧化钾的毫克数表示。皂化值——挥发油中游离羧酸、酚类和结合态酯总量的指标。以中和并皂化1g挥发油中含有的游离酸性成分与酯类所需氢氧化钾的毫克数表示。（五）稳定性

挥发油长时间与空气、光线接触，会逐渐氧化变质，导致密度增大，黏

度变大，颜色加深，失去原有香气，甚至形成树脂样物质，失去挥发性，不能再随水蒸气蒸馏，故制备挥发油方法的选择要合适，含有挥发油的产品应贮存于棕色瓶内密塞并在阴凉低温处保存。

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离

四、挥发油类化学成分的检识目录

Contents（一）提取技术0504020306微波萃取法水蒸气蒸馏法01溶剂提取法压榨法油脂吸收法超临界流体萃取法（二）分离技术01040203冷冻结晶法分馏法化学法色谱分离法

一、萜类化学成分的结构类型二、萜类化学成分的理化性质三、萜类化学成分的提取分离四、萜类化学成分的检识基础知识（一）基础知识（二）一、挥发油类化学成分的化学组成二、挥发油类化学成分的理化性质三、挥发油类化学成分的提取分离四、挥发油类化学成分的检识目录

Contents（一）理化检识1．一般检识——油斑实验2．理化常数测定（1）物理常数——相对密度、比旋度、折光率（2）化学常数——酸值、酯值、皂化值3．官能团的鉴定官能团化学试剂现象酚基FeCl3呈现绿色、紫色或蓝色醛基氨性硝酸银溶液银镜反应羰基2,4-二硝基苯肼、氨基脲、羟胺结晶性沉淀不饱和键5%溴的三氯甲烷溶液红色褪去内酯亚硝酰铁氰化钠及氢氧化钠出现红色并逐渐消失（二）色谱检识

1．薄层色谱吸附剂：硅胶G或2~3级中性氧化铝展开剂：石油醚或正己烷通用型显色剂：香草醛-浓硫酸专属型显色剂：三氯化铁反应——酚性硝酸铈铵试剂——醛类对-二甲氨基苯甲醛试剂——薁类2%高锰酸钾水溶液——不饱和化合物2,4-二硝基苯肼试剂——醛酮异羟肟酸铁反应——酯或内酯

（二）色谱检识2．气相色谱气相色谱法具有分离效果好、灵敏度高、样品用量少、分析速度快等优点，是研究挥发油组成成分的重要方法，特别是与质谱联用，已广泛用于挥发油的定性定量分析。项目二色谱分离技术THANKYOU.谢谢

天然药物化学第九章生物碱类化学成分的提取分离技术项目一

绪论项目二

天然药物中化学成分的提取、分离技术项目三糖与苷类化学成分的提取分离技术项目四

蒽醌类化学成分的提取分离技术项目五黄酮类化学成分的提取分离技术项目六苯丙素类化学成分的提取分离技术项目七皂苷类化学成分的提取分离技术项目八萜与挥发油类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术知识目标：

掌握生物碱类化合物的结构分类、特点、理化性质、提取分离及检识。

熟悉生物碱类化合物各结构类型的代表性天然药物的质量控制成分。熟悉生物碱类化合物的结构分类、理化性质、提取分离及应用。

了解生物碱类化合物的生物活性及在天然药物中的分布。技能目标：

熟练掌握生物碱类化学成分的提取分离操作。素质目标：

具有敬业、诚信的职业操守与精益求精的工匠精神，严格要求规范操作，培养学生的责任担当与职业道德。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术第一节结构与分类第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

案例描述：几千年前人类就发现罂粟果有镇痛和迷幻作用。苏美尔人早在公元前4000年就把罂粟果的汁烘干制成一种黑色或褐色(因产地不同)的固体物质。到公元七世纪的时候，罂粟作为药材从印度等地传入中国，并把这种黑色或褐色的固体物质称作“鸦片”。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

鸦片又名阿片，俗称大烟，是一种麻醉性镇痛药，长期使用会导致高度心理及生理依赖性，过量使用会造成包括昏迷、呼吸抑制、低血压、瞳孔变小等急性中毒症状，严重的引起呼吸抑止而致人死亡，鸦片具有的这些生理活性与其含有的化学成分密切相关。那么鸦片主要含有哪些化学成分呢?第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

案情分析：阿片中的吗啡具有镇痛作用，可待因具有止咳作用，罂粟碱具有解痉作用。它们都属于生物碱类药物。

导语：生物碱类药物的临床上作用很多，要利用这类药物治病和防病，只有充分掌握其结构、本章我们将和同学们一起学习生物碱的结构类型、理化性质、提取分离以及鉴定方法。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

生物碱是一类含氮的有机化合物；多数具有较复杂的环状结构且氮原子在杂环内；具有碱性，能和酸结合生成盐；有较强的生物活性。生物碱常与有机酸（如酒石酸和草酸等）结合成生物碱盐、与无机酸（硫酸和盐酸等）成盐、呈游离状态、以酯、苷、氮氧化物的形式存在。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术生物碱主要分布于高等植物中，特别是双子叶植物，例如毛茛冬、防己科、罂粟科茄科等100多科的植物中；单子叶植物中分布较少，如百合科等；裸子植物中分布更少，如麻黄科等；低等植物中只有极个别植物存在，如麦角。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术含有生物碱的常见药材有麻黄、防己、颠茄、黄连、益母草、槟榔、乌头等。生物碱在植物体内一般集中分布于某一部位或器官中。生物碱在植物体内的含量还受到生长环境和采收季节的影响。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

生物碱有多方面的生物活性，如镇痛、镇静、抗菌、抗病毒、抗癌、抗心律失常、抗肝损伤、抗心肌缺血、防治老年痴呆等作用。麻黄中的麻黄碱具有平喘解痉作用，伪麻黄碱具有升压利尿作用；黄连中的小檗碱具有抗菌消炎作用；长春花中的长春新碱具有抗癌作用；苦参中的苦参碱、氧化苦参碱具有抗心律失常作用；萝芙木中的利血平具有降血压作用。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术生物碱种类繁多，化学结构比较复杂，按照其基本母核类型和结构特征，将生物碱分为以下几种主要类型：1.有机胺类生物碱第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术看一看9-1对接医药企业的中药炮制岗位。通过合理的炮制，可改变中药化学成分的某些结构以降低其毒性、提高疗效，是中药炮制的目的之一，如通过炮制可大大降低乌头碱的毒性。乌头碱毒性极大，产生毒性的根源是其结构中的两个酯键。若将乌头碱与稀碱水溶液加然，或将乌头碱在中性水溶液中加热，两个酯键可被水解，生成乌头原碱，其毒性极小。这就是中医用乌头、附子必经炮制的原因。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第二节理化性质第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术一、性状多数生物碱为结晶形固体，少数生物碱为无定形粉末，个别生物碱在常温下为液体。如烟碱（尼古丁）、槟榔碱。液体生物碱多具有挥发性，个别固体生物碱也具有挥发性，如麻黄碱。个别生物碱还具有升华性，如咖啡因。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术多数生物碱为无色或白色，少数含有较长共轭体系的生物碱在可见光下呈现各种不同的颜色，如小檗碱显黄色。多数生物碱具有苦味，如小檗碱，少数生物碱不具有苦味，个别生物碱具有甜味，如甜菜碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术二、旋光性多数生物碱分子结构中具有手性碳原子或缺少对称中心，因此具有旋光性，且多呈左旋性。生物碱的生理活性和其旋光性有关，一般情况下，左旋体的生物活性比右旋体的生物活性要强。生物碱的旋光性容易受到溶剂、浓度、温度、溶液的pH等因素影响。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术三、碱性（一）碱性的产生及强度表示1.碱性的产生及强度表示绝大多数生物碱都具有碱性，其分子上的氮原子具有一对未共用的电子对（孤电子对），能够接受质子或给出电子而显示碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.碱性的产生及强度表示生物碱的碱性强度一般用酸式解离常数pKa表示。pKa值越大，则碱性越强。碱性强度与pKa值大小的关系为：极弱碱性生物碱（pKa<2），弱碱性生物碱（pKa2～7），中强碱性生物碱（pKa7～11），强碱性生物碱（pKa>11）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术碱性基团与pKa值大小的关系为：胍基[-NH(C=NH)NH2]>季铵碱>N-烷杂环>脂肪胺（仲>伯>叔）>芳胺≈N-芳杂环>酰胺基≈吡咯。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）碱性与分子结构的关系

生物碱的碱性强弱由其分子结构决定，与氮原子的杂化方式、诱导效应、共轭效应、空间效应和及分子内氢键等因素有关。一般情况下，氮原子的电子云密度越大，氮原子就越容易接受质子或给出电子，碱性就越强；反之，碱性就越弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.氮原子的杂化方式p电子成分所占比例越大，接受质子的能力就越强，碱性就越强，其碱性强弱顺序为：sp3>sp2>sp。一般情况下，当生物碱分子中氮原子与相邻的碳原子形成单键（N-C）时，为sp3杂化；形成双键（-N=C＜或＞N-C=C＜）时，为sp2杂化；形成三键（N≡C-）时，为sp杂化。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术季铵碱中的氮原子可以提供四个电子与其他原子形成四个共价键，因此其最外层有九个电子（包括一个未成键电子），与钠原子的最外层电子结构类似，容易给出电子与氢氧根以离子键结合，在水中羟基以负离子形式存在而显强碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.共轭效应若氮原子处于苯胺或酰胺结构（吸电子基）中，则形成吸电子轭效应，氮原子上孤电子对与苯环或羰基π-电子形成p-π共轭体系，电子云密度降低，碱性减弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术若氮原子上孤电子对与供电子基发生共轭时，则形成供电子共轭效应，碱性增强。如含胍基（pKa=13.6）的生物碱多数呈强碱性，这是由于胍基接受质子后能形成稳定的季铵离子，具有高度共轭稳定性，不易给出质子，而呈强碱性。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.诱导效应供电子基团使氮原子上的电子云密度升高，碱性增强。吸电子基团使氮原子上的电子云密度降低，碱性降低。常见的供电子基团有甲基、乙基等烷基，吸电子基团有羟基、醚基、羰基、酯基、苯基及双键等。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.空间效应

在生物碱分子中氮原子的附近引入较大的取代基，其分子的立体结构对氮原子产生较大的空间屏蔽，阻碍质子靠近氮原子，而使碱性减弱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术5.氢键效应生物碱分子结构中氮原子上的孤电子对接受质子形成生物碱共轭酸，如在其附近有羟基、羰基等取代基团并且有利于同生物碱共轭酸分子的质子形成分子内氢键缔合，则可增加共轭酸的稳定性，使碱性增强。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术想一想9-11.以结构分类中生物碱为例，分析它们的碱性哪些属于强碱、中强碱、弱碱。2.简述生物碱的碱性与分子结构的关系。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术四、溶解性（一）游离生物碱的溶解性1.脂溶性生物碱

大多数游离生物碱（如伯胺、仲胺、叔胺等）属于脂溶性生物碱，易溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂，尤其易溶于氯仿，可溶于甲醇、乙醇、丙酮等亲水性有机溶剂和酸水，难溶于水和碱水。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.水溶性生物碱

少数游离生物碱如季铵型生物碱和某些含有氮氧化物结构的生物碱（如氧化苦参碱）属于水溶性生物碱，易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇类溶剂，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.含有特殊官能团的生物碱

两性生物碱具有酚羟基或羧基等酸性基团，此类生物碱既可溶于酸水，也可溶于碱水，如吗啡。具有内酯或内酰胺结构的生物碱，在碱性条件下加热水解开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后又重新环合而溶于有机溶剂，如喜树碱、毛果芸香碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.生物碱盐的溶解性

生物碱盐一般易溶于水，可溶于甲醇、乙醇等醇类溶剂，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。但也有个别例外，如盐酸小檗碱难溶于水，却能溶于氯仿。一般来说其溶解度有如下规律：无机酸盐水溶性大于有机酸盐；含氧无机酸盐（如硫酸盐、磷酸盐）水溶性大于卤代酸盐（如盐酸盐，卤代酸分子量越大则水溶性越小）；小分子有机酸盐（如醋酸盐）水溶性大于大分子有机酸盐。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术五、生物碱的检识（一）沉淀反应

大多数生物碱在酸性水溶液或稀醇溶液中，能和某些试剂生成难溶于水的复盐或分子络合物的反应，称为生物碱沉淀反应，这些试剂被称为生物碱沉淀试剂。通过沉淀反应可以检测判断中药材或中药制剂中是否含有生物碱，检查生物碱是否提取分离完全，也可用于生物碱的分离纯化（如雷氏铵盐）与色谱检识（如改良碘化铋钾）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术在检测生物碱时要排除蛋白质、鞣质等杂质干扰，防止出现假阳性反应，采用多种沉淀试剂进行沉淀反应，才能得到较可靠的结果。此外，有少数生物碱与某些生物碱沉淀试剂不产生沉淀，如麻黄碱，因此下结论时需慎重。生物碱的沉淀试剂的种类很多，常用的见表9-1。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）显色反应

某些生物碱能和一些试剂发生反应生成具有不同颜色的产物，这种反应称为生物碱显色反应，这些试剂称为生物碱显色试剂。常用的生物碱显色试剂见表9-2。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术〔学以致用〕1.生物碱的沉淀试剂有哪些？2.生物碱沉淀反应应该在什么条件下进行？第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第三节生物碱的提取与分离第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术在植物体内，多数生物碱的碱性较强，以盐的形式存在；少数生物碱的碱性较弱，以游离形式存在，极少数生物碱以酯、苷、氮氧化物的形式存在。因此，生物提取应当考虑生物碱存在形式，选择合适的提取方法。

（一）脂溶性生物碱的提取1.酸水提取法第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（1）离子交换树脂法此法利用生物碱盐在水溶液中可解离出生物碱阳离子，能与阳离子交换树脂发生离子交换的性质。先将生物碱的酸水提取液通过阳离子交换树脂（如磺酸型阳离子交换树脂），生物碱盐阳离子被交换到树脂上，杂质随溶液流出；再用碱液（如氨水等）碱化树脂，使生物碱从树脂柱上游离出来；最后用氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂洗脱，浓缩后即可得到游离的总生物碱。第九章

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第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（2）有机溶剂萃取法此法利用游离生物碱易溶于亲脂性有机溶剂的性质。将生物碱的酸水提取液用碱液（如氨水、石灰乳或石灰水等）碱化，使生物碱盐转变为游离生物碱，再用亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚等）溶剂萃取，合并萃取液，回收溶剂即可得到总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（3）碱沉淀法此法利用游离生物碱难溶于水而沉淀析出的性质。将生物碱的酸水提取液用碱液（如氨水、石灰乳或石灰水等）碱化，使生物碱盐转变为游离生物碱而沉淀析出。过滤后即可得到游离的总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.醇类溶剂提取法此法利用生物碱及生物碱盐可溶于甲醇或乙醇的性质进行提取。甲醇对生物碱及生物碱盐的溶解性能比乙醇好，实验室多采用甲醇提取。但甲醇毒性较大，生产中多采用乙醇提取。一般采用回流、浸渍、渗漉等方法。优点是水溶性杂质较少，提取液易浓缩。缺点是脂溶性杂质较多，因此提取液浓缩后，需采用酸水溶解，有机溶剂萃取做进一步纯化得总生物碱。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.亲脂性有机溶剂提取法

利用生物碱易溶于亲脂性有机溶剂的性质进行提取，可采用浸渍、回流或连续回流等方法。由于生物碱多以盐的形式存在于生物组织中，在用亲脂性溶剂提取时,先用碱水(氨水、石灰乳等)将药材粗粉润湿，既可使药材吸水膨胀、又能使生物碱游离，再用亲脂性有机溶剂(三氯甲烷等)提取。如果提取液中杂质多，也可采用酸水溶解有机溶剂萃取法做纯化处理。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）水溶性生物碱的提取将药材提取物中的脂溶性生物碱提出后，若碱水层仍可以检识出生物碱，说明药材中含有水溶性生物碱，可用雷氏铵盐沉淀法和溶剂法进行提取。1.雷氏铵盐沉淀法第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

此法利用季铵型生物碱与雷氏铵盐沉淀试剂反应生成难溶于水的雷氏盐而沉淀析出的性质。将季铵型生物碱的水溶液酸化(常用盐酸)至呈弱酸性，加入新制的雷氏铵盐饱和水溶液至不再生成沉淀(雷氏盐)。滤取沉淀，用少量水洗涤，将沉淀溶于丙酮中，过滤，向滤液中加人硫酸银饱和水溶液，使生物碱的雷氏盐转化成生物的硫酸盐和雷氏银盐沉淀，过滤后，向滤液中加入计算量的氯化钡溶液，滤除沉淀，滤液浓缩后即得季铵型生物碱的盐酸盐。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术其反应过程如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.溶剂法此法利用水溶性生物碱能溶于极性较大、且与水不混溶的有机溶剂（如正丁醇、异戊醇等）的性质，采用两相溶剂萃取法提取。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱的离方法一般先进行总生物碱的初步分离，再进行单体生物碱的分离。（一）总生物碱的分离

根据总生物碱中各成分理化性质的差异，按照生物碱的碱性强弱、有无酚羟基和极性大小进行分类，初步分离出弱碱性生物碱、中强碱性生物碱和强碱性生物碱、水溶性生物碱和酚性生物碱、非酚性生物碱等不同的部分。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱的分离流程见图：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）单体生物碱的分离1.利用生物碱的碱性差异进行分离总生物碱中各单体生物碱的碱性之间存在一定的差异，可在不同的pH条件下分离，称为pH梯度萃取法。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术总生物碱中的强碱可以在弱酸性条件下形成生物碱盐（强碱弱酸盐）溶于水，而弱碱则必须在强酸性条件下才能形成生物碱盐（强酸弱碱盐）溶于水；总生物碱盐的水溶液在碱化时，弱碱盐可以在弱碱性条件下形成游离生物碱而溶于亲脂性有机溶剂，而强碱盐则必须在强碱性条件下才能形成游离生物碱而溶于亲脂性有机溶剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离如氧化苦参碱和苦参碱的分离。氧化苦参碱的极性大于苦参碱，在乙醚溶剂中，氧化苦参碱难溶，而苦参碱可溶。因此向苦参总碱的氯仿溶液中加入10倍量的乙醚，可使氧化苦参碱沉淀析出。如麻黄碱和伪麻黄碱的分离。麻黄碱的草酸盐比伪麻黄碱的草酸盐在水中的溶解度小，因此向麻黄总碱的水溶液中加入适量草酸，可使麻黄碱的草酸盐沉淀析出。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术3.利用生物碱中的特殊官能团进行分离具有酚羟基、羧基等酸性基团的生物碱，除具有碱性可与酸成盐外，还有弱酸性，可分别与碳酸氢钠、氢氧化钠生成可溶于水的钠盐，利用此性质可与其他普通生物碱分离。如阿片生物碱中可待因与吗啡的分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术具有内酯或内酰胺结构的生物碱，在碱性条件下加热水解开环形成羧酸盐而溶于水，酸化后又重新环合而从水溶液中沉淀析出，利用此性质可与不具有此结构的其他生物碱分离。如喜树碱和苦参碱的分离。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术4.利用色谱法进行分离生物碱的色谱分离方法主要有吸附柱色谱、分配柱色谱和高效液相色谱。对于极性较小的脂溶性生物碱，一般采用吸附柱色谱进行分离，以氧化铝、硅胶为吸附剂，以氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或混合溶剂系统为洗脱剂。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术对于极性较大的生物碱，一般采用分配柱色谱进行分离，以硅胶为支持剂，以氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂或混合溶剂系统为洗脱剂。需要注意的是，硅胶具有弱酸性，可与生物碱发生化学吸附而难以洗脱，因此需在洗脱剂中加入二乙胺等碱性溶液，以保持生物碱的游离状态。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术项目九生物碱类化学成分的提取分离技术第四节鉴定第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术一、理化鉴定从天然药物中提取分离得到的生物碱单体，需要进行物理鉴别和化学鉴别。物理鉴别法主要是通过观察生物碱的形态、颜色和测定生物碱的熔点等物理常数来进行。化学鉴别主要是通过生物碱的沉淀反应和显色反应进行，有试管法和色谱法两种操作。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术试管法是将样品溶液加入试管中，滴人生物碱沉淀试剂或生物碱显色试剂，通过观察试管内的沉淀有无和颜色变化来判断样品中的生物碱情况。色谱法是将样品点在薄层板上，展开显色，通过观察色斑的有无、颜色或与对照品同薄层板对比来判断样品中的生物碱情况。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术二、色谱鉴定（一）吸附薄层色谱生物碱的薄层色谱检识首选吸附薄层色谱。吸附剂通常选用氧化铝、硅胶，两者均为极性吸附剂。氧化铝显弱碱性，吸附性能比硅胶强，可以直接应用于生物碱的色谱鉴别。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术硅胶本身显弱酸性，可与生物碱反应生成盐而使生物碱斑点的Rf值小，或造成生物碱部分成盐、部分游离而出现拖尾、复斑现象，影响分离效果，因此需使色谱过程在碱性条件下进行以获得集中的斑点。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

加碱的方法有三种：第一种方法是使展开剂显碱性，在展开剂中加入少量的碱性溶剂（如二乙胺、氨水）；第二种方法是在色谱缸中放入一个盛有氨水的小杯。第三种方法是使硅胶薄层显碱性，在湿法制板时用氢氧化钠水溶液（0.1mol/L～0.5mol/L）代替水进行铺板；第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术

展开剂通常以氯仿为基本溶剂，根据生物碱的极性强弱、色谱结果加入其它溶剂（以亲脂性溶剂为主）调整展开剂的极性，以使展开剂和生物碱的极性相适应。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术如果生物碱的极性小，Rf值太大，则在氯仿中加入适量极性大的溶剂（如甲醇、丙酮）；如果生物碱的极性大，Rf值太小，则在氯仿中加入适量极性小的溶剂（如环己烷等）。一般情况下，在展开剂中加入少量的碱性溶剂（如二乙胺、氨水），可以获得较好的分离效果。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（二）分配薄层色谱支持剂通常选用硅胶或纤维素。固定相根据生物碱的极性进行选择。分离弱极性或中等极性的脂溶性生物碱时，固定相通常选用甲酰胺，展开剂通常选用甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂，如氯仿。分离大极性的水溶性生物碱或生物碱盐时，固定相通常选用水，展开剂通常选用亲水性有机溶剂，如BAW溶剂系统（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上层）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术当生物碱成分被薄层展开后，有颜色的生物碱可以在可见光下直接观察斑点；没颜色的生物碱可以在紫外光下观察荧光斑点；不显色也无荧光的生物碱，则用改良碘化铋钾试剂显色，大多数生物碱显橘红色。在喷洒显色剂前，如果展开剂或固定相中含有难挥发的碱或甲酰胺，必须先加热将碱除尽（60～120℃加热）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术（三）纸色谱生物碱的纸色谱是以水、甲酰胺为固定相的分配色谱。当检识离子状态生物碱时，以水为固定相，以亲水性溶剂系统为展开剂，如BAW溶剂系统（正丁醇-醋酸-水4︰1︰5，上层），溶剂系统偏酸性；当检识分子状态生物碱时，以甲酰胺为固定相，以甲酰胺饱和的亲脂性有机溶剂（如氯仿）为展开剂，溶剂系统偏碱性。纸色谱的显色方法和薄层色谱相同，但含硫酸显色剂不能使用。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术(四）高效液相色谱一些结构复杂、性质相似的生物碱，可以借助高效液相色谱进行检识，可取得较好的效果。在相同的实验条件下，各种生物碱均有一定的保留时间，可作定性参数，即被测试样与已知对照品保留时间相同，则两者为同一化合物。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术分离生物碱时主要采用反相分配色谱法，固定相主要以C18（C8）烷基硅烷键合硅胶（ODS）最为常用；极性流动相多以甲醇（乙腈）-水为基本组成，并含有约0.01～0.1mol/L磷酸缓冲液、醋酸钠溶液或碳酸铵等（pH4～7）。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术案例一麻黄中生物碱的提取分离鉴定技术麻黄是麻黄科植物草麻黄（EphedrasinicaStapf）、木贼麻黄（E.equisetinaBuuge）、中麻黄（E.intermediaSchrenketC.A.Mey）的干燥草质茎。麻黄味辛、苦，性温，主要功效为发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿。主治风寒感冒、发热无汗、支气管哮喘、水肿等症。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术1.化学成分麻黄中含有多种生物碱，主要成分为麻黄碱，占总生物碱的80%～85%，具有收缩血管、兴奋中枢的作用；其次是伪麻黄碱，具有升压、利尿的作用。其结构如下：第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术麻黄碱和伪麻黄碱均为仲胺生物碱，碱性较强，伪麻黄碱的共轭酸与C1-OH形成的分子内氢键稳定性大于麻黄碱，因此伪麻黄碱的碱性(pKa=9.74)略强于麻黄碱(pKa=9.58)。麻黄碱和伪麻黄碱易溶于三氯甲烷、苯等亲脂性有机溶剂，麻黄碱可溶于水，而伪麻黄碱因形成较稳定的分子内氢键难溶于水。盐酸麻黄碱和盐酸伪麻黄碱均易溶于水，草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术2.提取分离溶剂法溶剂法是目前工业生产麻黄碱的主要方法。麻黄生物碱在植物体内以盐酸盐的形式存在，其盐酸盐易溶于水，而游离麻黄生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、甲苯等），可利用此性质进行麻黄生物碱的提取。即将麻黄用水提取，提取液碱化后用甲苯萃取。第九章

生物碱类化学成分的提取分离技术草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水，可利用此性质进行麻黄生物碱的分离。即甲苯萃取液流经草酸溶液，使麻黄生物碱都转变为草酸盐，草酸麻黄碱在水中的溶解度较小而析出，草酸伪麻黄碱仍留在水中。