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文档简介
第二节生物合成(Biosynthesis)一、一次代谢及其代谢产物1.一次代谢
维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。2.一次代谢产物(primarymetabolites)
糖类蛋白质脂质核酸3.一次代谢产物的作用
1)植物的营养物质
2)人类赖以生存的物质基础
脂肪族氨基酸植物一次代谢与生物合成过程三羧酸循环(TCA)丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸CO2H2Ohυ
/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类δ-氨基乙酰丙酸1.二次代谢
以一次代谢产生的代谢产物为原料(或前体),经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。2.二次代谢产物(secondarymetabolites)
产生结构千变万化、千奇百怪、绚丽多姿的化学物质。3.二次代谢产物的作用
1)维持植物的特性与特征
2)重要的药物资源二、二次代谢及其代谢产物植物二次代谢与生物合成程三羧酸循环(TCA)丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸鞣酸类CO2H2Ohυ
/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类萜类甾醇胡萝卜素类生物碱类肽类含氮化合物香豆素、木脂(质)素黄酮类δ-氨基乙酰丙酸核苷核苷酸类醌类胆碱卟啉类前列腺素类脂肪族及芳香族聚酮类一次代谢产物与二次代谢产物区别与联系?三、生物合成假说的提出随着许多天然化合物被分离鉴定具有同样结构类型的天然化合物归成一类意味着结构相似的在生物合成可能是同一起源植物化学分类学新的天然药物资源结构比较共性(发现一次代谢产物)生物合成途径及来源寻找寻找推测四、主要的生物合成途径(自学)醋酸-丙二酸途径(形成脂肪酸类、酚类、蒽酮类等)甲戊二羟酸途径(形成萜类、甾体类等)桂皮酸途径及莽草酸途径(形成苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类、黄酮类等)氨基酸途径(形成生物碱类等)复合途径(形成复杂的化合物)对结构分类和推测结构有帮助对植物化学分类学和仿生合成等学科有理论指导作用对采用组织培养方法进行物质生产有实际指导作用(例见P18和下页)五、了解生物合成途径的意义1.植物细胞组织培养生产天然药物
第一个商品化成功的例子:利用紫草细胞生产红色萘醌类的染料shikonin(用于口红原料和治疗痔疮)2.天然药物的基因工程合成底物A中间体B靶分子C酶例:紫杉醇、喜树碱NH2NH2NiHisHisHisHisprotein金属螯合层析技术在现代基因工程中常用于表达蛋白的分离3.微生物发酵和酶法生产天然药物
葡萄糖酵母发酵D(-)麻黄碱4.天然药物的仿生合成
仿生合成就是模拟生物体内的反应来制备人们所需要的药物。Methylhomodaphniphyllate
甲基高虎皮楠碱提取分离前的文献调研
1.立题着眼点
1)为什么要立题
2)怎样做
2.了解前人的研究工作
1)做过研究没有?2)研究的深度和广度
3.原植物的鉴定
1)原植物的拉丁学名
2)采集地点和时间
3)药及部位
4)民间药用情况第三节提取分离方法已知(借鉴前人的经验与方法)未知(比较复杂)预先确定目标提取适当活性试验跟踪分离药材溶剂提取法的原理化学成分的极性常用溶剂、极性大小顺序及提取溶剂的选择常见的提取方法及应用范围重点:溶剂提取法水蒸气蒸馏法升华法
另外新方法还有超临界提取法常用三种提取方法:指用选择的溶剂或适当的方法,将所要的成分溶解出来并同中药组织脱离的过程。提取的概念:一、提取提取方法:水蒸气蒸馏法(挥发油)升华法(咖啡因)
溶剂法
常用溶剂性质石油醚提出(油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜化合物)醋酸乙酯提出(游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的苷元等)乙醇提出(苷类、生物碱盐及鞣质等)水提出(氨基酸、糖类、无机盐等)*药材乙醇浓缩浸膏拌硅藻土用上述不同溶剂分步处理极性递增系统分离二、分离与精制常用方法原理:根据物质的溶解度差异在两相溶剂中的分配比不同吸附性差异分子大小差别离解程度不同分离溶解度差异改变温度(如结晶与重结晶)改变混合溶剂的极性(如水/醇法、醇/水法、醇/醚法等)改变pH值(如酸/碱法、碱/酸法)加入沉淀试剂碱性化合物(生物碱)有机酸苦味酸盐无机酸游离的有机酸乙醚除去水溶液碱化游离的生物碱酸性化合物醋酸铅铅盐H2SPbS游离的有机酸(酸性皂苷、部分黄酮、某些酚性物质
)(2)过滤时:烧杯嘴与玻璃棒接触;玻璃棒与三层滤纸处相接触;漏斗嘴紧靠玻璃烧杯壁。(3)加水/溶剂,水/溶剂面高于沉淀,浸洗三次,达到净化沉淀。沉淀过滤操作要点(1)对折法折叠滤纸后紧贴漏斗壁,用水/溶剂打湿不出气泡为止,滤纸边缘低于漏斗;过滤时加入漏斗的溶液面低于滤纸边缘,即“一贴两低三靠”。在两相溶剂中的分配比不同
常见的方法及基本原理
1(简单的)液-液萃取
[溶质在两相溶剂中的分配比(K)不同,相差越大,效率越高]
水提液中有效成分为亲脂性物质加氯仿、乙醚萃取水提液中有效成分为偏于亲水性物质加醋酸乙酯萃取水提液中有效成分为亲水性物质加正丁醇萃取另外分配比(K)还受溶剂系统pH的影响见P21图1-11
两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点:
1)先用小试管充分振摇约1分钟,观察萃取后二液层分层现象。如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,可延长萃取时间。如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;或较长时间放置并不时旋转,令其自然分层。乳化现象较严重时,可以采用二相溶剂逆流连续萃取装置。2)水提取液的浓度最好在比重1.1~1.2之间,过稀则溶剂用量太大,影响操作。3)溶剂与水溶液应保持一定量的比例,第一次提取时,溶剂要多一些,一般为水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4~1/6。4)一般萃取3~4次即可。但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时,须增加萃取次数,或改变萃取溶剂。
萃取法所用设备,如为小量萃取,可在分液漏斗中进行;如系中量萃取,可在较大的适当的下口瓶中进行。在工业生产中大量萃取,多在密闭萃取罐内进行,用搅拌机搅拌一定时间,使二液充分混合,再放置令其分层;有时将两相溶液喷雾混合,以增大萃取接触,提高萃取效率,也可采用二相溶剂逆流连续萃取装置。
3逆流分配法(CounterCurrentDistribution,CCD)
Craig逆流分溶仪见P23图1-13
适用于分离因子β值小的4液滴逆流色谱法(DropletCounterCurrentChromatography,DCCC)P27图1-172连续萃取(索氏提取器)高速逆流色谱法
(HighSpeedCounterCurrentChromatography,HSCCC)next逆流色谱工作原理其原理是基于组分在旋转螺族管内的相对移动而互不混溶的两相溶剂间分配系数不同而获得分离。从原理上讲与液液分配色谱完全相同,但所用的技术不同.采用一根100多米长的空心柱,实现无载体快速高效分离。
当仪器工作时,互不相溶的两相溶剂在绕成线圈的聚四氟乙烯管内具有单向性流体动力平衡性质,溶剂在聚四氟乙烯管内作高速行星运转时,如用其中一相溶剂作固定相,则恒流泵可以输送另一相溶剂载着样品穿过固定相。两相溶剂在螺旋管中实现高效的接触、混合、分配和传递。由于样品中各组分在两相中的分配能力不同,导致在聚四氟乙烯管中移动的速度也不同,因而能使样品中各组分得到分离。
正相色谱
5液-液分配色谱(LLC)(载体是硅胶,固定相为极性溶剂,如水,缓冲溶液.流动相为弱极性有机溶剂,如氯仿,乙酸乙酯,丁醇等.)(载体是键合硅胶ODS,固定相为弱极性溶剂,如石蜡油等.
流动相为强极性有机溶剂,如水,甲醇等.)(载体颗粒直径小,提高柱效,导致流速慢,因此要加压)
反相色谱加压液相色谱分离对象:水溶性或极性较大的成分,如生物碱,苷
类,糖类,有机酸等.分离对象:脂溶性化合物,如高级脂肪酸,油脂,游离
甾体等.液相色谱(HPLC)(UPLC)吸附性差异分类特点例如物理吸附无选择性、吸附与解吸过程可逆、快速硅胶、氧化铝、活性炭化学吸附有选择性、吸附牢固、不可逆、快速应用很少半化学吸附氢键吸附,力量较弱,介于物理吸附与化学吸附之间聚酰胺
1吸附柱色谱用于分离物质时必须注意几点样品量:吸附剂=1:~100柱高:直径=~15:1装柱应尽量用极性小的溶剂拌吸附剂和溶解样品,易形成狭窄的谱带
对难溶解的样品洗脱采用混合溶剂,梯度洗脱,陡度不能太大
避免化学吸附酸用硅胶,碱用氧化铝如何克服拖尾?分离酸、碱时在洗脱剂中加适量醋酸或氨如何由TLC的展开剂过渡到C.C的洗脱剂?因为TLC的吸附剂的表面积为C.C的2倍左右,故一般TLC展开时使组分Rf值达到0.2~0.3的展开剂可作为C.C分离该相应组分的最佳的洗脱剂2聚酰胺吸附色谱2.1性质:高分子聚合物,不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等,对碱稳定,对酸不稳定,
可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸固定相流动相2.2原理:聚酰胺与被分离的化合物形成氢键能力大小不同2.3规律:形成氢键数目成键位置分子中芳香化程度2.4各种溶剂在聚酰胺柱上洗脱能力水甲醇丙酮氢氧化钠溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液弱强浓度小大破坏氢键缔合都含有酰胺基与待分离的物质竞争与聚酰胺形成氢键缔合2.5应用用于酚类、黄酮类化合物的分离
吸附可逆、吸附容量大、分离效果好用于植物提取物的脱鞣质处理
吸附不可逆(例:我的论文)大孔吸附树脂富集纯化茅莓总皂苷工艺研究.
中成药,2003,25(3):185-188
3大孔吸附树脂柱色谱3.1原理:吸附性+分子筛性范德华力/氢键多孔性结构3.2影响因素:比表面积、表面电性、能否形成氢键等洗脱溶剂的性质被分离物质的性质3.3洗脱液的选择
非极性大孔树脂,选择极性小的洗脱液(乙酸乙酯)
极性大孔树脂,选择极性大的洗脱液(乙醇)3.4应用苷类、多糖、黄酮类、生物碱及三萜类的分离与精制分子大小差别常用的方法:透析法(半透膜的膜孔)凝胶滤过法(凝胶三维网状结构的分子筛)超滤法(分子大小不同引起的扩散速度的差别)超速离心法(溶质不同的沉降性)1原理:分子筛分离按分子由大到小顺序先后流出并得到分离.2种类:葡聚糖凝胶(sephadexG)在水中使用
羟丙基葡聚糖凝胶(sephadexLH-20)
不仅在水中使用,也可在极性有机溶剂或它们与水混合的溶剂中使用3应用:蛋白质、核酸、多糖类等大分子的分离凝胶滤过法离解程度不同离子交换法(和电泳法)1原理:固定相流动相酸性物质和中性物质碱性物质2应用:酸性、碱性及两性化合物3分离模式试样强酸性阳离子交换树脂(H型)流出液(酸性和中性物质)强碱性阴离子交换树脂(OH型)流出液(中性物质)洗脱液(酸性物质)稀NaOH溶液洗脱洗脱液(碱性和两性物质)NH3水溶液洗脱流出液强碱性阴离子交换树脂(OH型)(碱性物质)洗脱液(两性物质)稀HCl溶液洗脱有两个化合物,酸性A>B,当通过弱碱性离子树脂柱时,哪个先洗脱?B小结光照的影响酸碱的影响温度的影响溶剂的影响层析的影响提取与分离中草药有效成分的注意点第四节结构研究方法结构确认(重要)
影响:药效学和毒理学新药开发(人工半合成、结构修饰、改造)
特点:(与合成化合物比较)未知因素多(提取分离技术、得量、波谱技术等)一、化合物的纯度测定结构测定前一定要确定化合物的纯度(最基本的条件)纯度检查方法:
1.外观、颜色、形态是否均一;2.测定各种物理常数,如熔点、沸点、比旋光度、折光率等,这些物理常数都反映了化合物的纯度;3.如果可能是已知物,用已知结构的对照品进行对照测定或测定它们的共熔点等;4.也可对照文献报导值(注意各种测定条件的一致性);5.薄层层析(三种展开系统和三种显色方法);6.高效液相色谱.纯度鉴定推测母体结构类型功能基情况分子量分子式的确定波谱、化学方法推测出结构式人工合成进行确认二、结构研究的主要程序初步推测化合物类型测定分子式、计算不饱和度确定分子中含有的官能团或结构片断或基本骨架推断并确定分子的平面结构推断并确定分子的主体结构(构型、构象等)注意观察样品在提取分离过程中的行为测定其有关理化常数文献调研元素分析同位素丰度比HR-MS不饱和度计算官能团定性、定量分析UV、IR、MS、NMR综合分析以上数据结合已知化合物信息CDorORDNOEor2D-NMRX射线衍射分析化学方法—辅助手段三、结构研究中采用的主要方法需用化合物量大;反应剧烈;主要产物得率少又费时.现在较少应用,仅保留一些比较简单规律性又较强的降解反应衍生物制备---用化学方法研究结构的一种常用手段,对结构推定有一定意义.化学降解法:将复杂分子通过氧化、还原等化学反应,降解为几个结构比较简单又稳定的小分子化合物,通过对降解产物的结构鉴定,再按降解机理合理地推导出原来可能的化学结构式;特点:波谱方法—主要手段UVIRMSNMR四大光谱光谱紫外光谱:用波长在200-400nm之间的连续光扫描记录下来的图谱,吸收带比较宽;红外光谱:用波长在800nm-20μm之间的连续光扫描记录下来的图谱,谱线比较尖锐;紫外光谱(Ultra-Violet,UV)测定范围:波数200~400nm之间,作用:
提供基本骨架信息;
样品中杂质的测定
定量分析特点:
液态样品才能测定;
常规紫外光谱仪价格低廉;
样品用量少(只需5-10μg)紫外光谱(Ultra-Violet,UV)的重要概念生色团:产生紫外吸收的不饱和基团,如C=C,C=O,O=N=O等;助色团:其本身是饱和基团(常含有杂原子),它连到生色团上时,能使后者吸收波长变长或吸收强度增加,如-OH,-NH2,-Cl等;深色位移:由于基团取代或溶剂效应,最大吸收波长变长,也叫红移(redshift);浅色位移:由于基团取代或溶剂效应,最大吸收波长变短,也叫蓝移(blueshift);具有相同基本骨架化合物的UV光谱相同,但并非是同一化合物.红外光谱(Infra-Red,IR)测定范围:波数600~4000cm-1之间,其中1600cm-1以上为化合物的特征基团区,1000-500cm-1为指纹区。作用:主要用于定性分析,功能基的确认,芳环取代类型的判断等。优点:
任何气态、液态、固态样品均可测定;
每种化合物都有红外吸收;
常规红外光谱仪价格低廉;
样品用量少(只需5-10μg)三要素:位置、强度、峰形特征基团区指纹区-OHCH3OHC=O如果被测定物是已知物,只要和已知对照品做一张共红外光谱图,二者红外光谱完全一致则为同一物质;如无对照品也可检索有关红外光谱数据图谱文献。核磁共振谱
(NuclearMagneticResonance,NMR)●
1945年,F.Bloch和E.M.Purcell几乎同时发现了核磁共振现象,获得1952年诺贝尔物理奖●核磁共振仪器的发展:
406090100300500600750900MHz●核磁共振:●天然药物化学成分以有机物为主,分子结构中必然有C、H原子,它们的结合类型、化学环境不同,均可用NMR测定,是天然化合物结构测定的重要手段。氢核磁共振(1H-NMR)谱碳核磁共振(13C-NMR)谱●氢核磁共振(1H-NMR)谱:
化学位移范围:在0~20ppm
三大要素:化学位移(δH)、偶合常数(J)及峰面积。
灵敏度高,样品用量少(1-5mg),测试时间短●碳核磁共振(13C-NMR)谱:
化学位移范围:在0~250ppm
要素:化学位移(δC)
灵敏度较低,样品用量较多(5-20mg),测试时间长C=OC=C-OCH2溶剂C=C二维核磁共振谱适用范围:信号过于复杂、重叠严重时,而对结构推断产生困难时,可以简化谱图,有助判断;特点:
对测试仪器要求比较高(超导核磁共振仪);谱图测试价格比较贵;测试时间长,样品用量比较多(只需5-20mg)HMQC质谱(MS)作用:
用于确定分子量;
求算分子式;
提供其他的结构信息;特点:适宜测定极性偏小和中等极性的化合物;
常规质谱仪价格比较便宜,一些特殊质谱仪很昂贵;
样品用量少(只需5-10μg)ESI-MSMW=1218,C58H94O27MS:试样要加热气化进入电离室后才能电离法
EI-MS(对糖、肽类不适宜)试样不要加热气化直接电离新方法
FD-MS、FAB-MS、ESI-MS等IR(4000~1500cm-1):-OH、C=O、C=C、N=O、-Ar
(3400、1700、1600、1300、900)UV:共轭双键、a、ß不饱和羰基结构、-Ar
注意末端吸收?NMR:1H-NMR化学位移、积分面积及裂分情况(n+1)提供H的类型、数目及相邻原子的信息13C-NMRδ、DEPT2D-NMRH-H-COSY、C-H-COSY、
HMQC、HMBC[α]
作图,得到的曲线ORD:λ平坦谱线:有不对称碳原子,无紫外吸收,曲线无峰谷之分单纯Cotton效应曲线:光学活性分子中有发色团,曲线出现峰和谷复合Cotton效应曲线:曲线出现两个或更多峰与和谷1种类2测定的意义判断非对称分子的构型和构象3八区律及其应用(对含有羰基的化合物)因为羰基具有2个相互垂直的对称平面,故不具光学活性。但它存在于非对称分子中时,其对称的电子分布受到分子内不对称因素的干扰,诱发成为一个新的不对称中心,即显光学活性,导致ORD谱线出现Cotton效应。CD:λ[θ]
作图,得到的曲线左旋圆偏光和右旋圆偏光的吸收系数之差P57怎样学好天然药物化学?
对每一个具体的结构类型:要掌握下面的主线理解的基础上,用自己的语言来消化和记忆,善于归纳和总结,做到触类旁通,举一反三.植物来源结构特点理化性质提取分离结构测定生物活性1.充分重视,认真学习2.重点掌握、熟悉了解的内容3.提高自学能力,重视实验课
综上所述,《天然药物化学》与我们从事的制药使命及人类的生命息息相关。
为了中国药业发展的明天,
为了你的健康,
为了实现你成为药学、制药专家及诸多的梦想,都有必要学习好天然药物化学。
这门知识将让你终生受益。1.《天然药物化学》,王宪楷主编,人民卫生出版社(1991年)2.《天然药物化学》(第三版),姚新生主编,人民卫生出版社(2001年)3.《天然药物化学》(第四版),吴立军主编,人民卫生出版社(2004年)
4.《天然药物化学》,杨其蕴主编,中国医药科技出版社(2000年)
参考书5.《天然产物化学》,徐任生主编,科学出版社(1999年)6.《中草药成分化学》,林启寿编著,科学出版社(1977年)7.《中草药有效成分提取与分离》,上海药物研究所编著,上海科学技术出版社(1983年)
8.《分析化学手册第七分册核磁共振波谱分析》,于德泉主编,化学工业出版社(1999年)9.《有机化合物结构鉴定与有机波谱学》,宁永成编著,科学出版社(1999年)10.《黄酮类化合物鉴定手册》,中国科学院上海药物研究所植化室编译,科学出版社(1981年)11.《中华本草》,中华本草编委会编著,上海科学技术出版社(1999年)
12.《NaturalProductsIsolation》,RichardJ.P.Cannell,Glaxo
WellcomeResearch&Development,Stevenage,Herts,UK(1999)13.《NaturalProductsALaboratoryGuide》(SecondEdition),RaphaelIkan,AcademicPress(1991)14.《AdvancedOrganicChemistry》(ThirdEdition),FrancisACarey,PlenumPress(2002)思考题(本章内容的重点):1.简述天然药物与中药既有联系又有区别?2.生物合成途径的意义有哪些?3.中药为什么要走现代化?或者谈谈你对中药现代化的认识。4.天然药物化学与日常生活有哪些联系?5.试述一下天然药物在日用化工方面的应用前景。6.试举出一些天然药物化学著名专家教授的研究成绩。什么叫化学成分,生理活性成分,有效成分/无效成分,有效部位?7.天然药物化学成分的提取方法有哪些?其各自的使用范围及其优缺点是什么?8.进行水蒸汽蒸馏时,蒸汽导入管的末端为什么要插入到接近于容器的底部?水蒸气蒸馏装置中的T形管有什么作用?在水蒸汽蒸馏过程中,经常要检查什么事项?若安全管中水位上升很高说明什么问题,如何处理才能解决呢?9.分离天然药物化学成分常用的色谱方法有哪些?他们分别适用于哪些类别化合物的分离?各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么?10.结晶及重结晶用溶剂选择的一般原则?影响结晶形成的因素有哪些?如果结晶不易形成,应如何解决?11.化合物的纯度检查有哪些方法?12.化合物在进行结构鉴定前应注意什么问题?进行结构鉴定常用哪些方法?这些方法可以解决结构式中的什么问题?Thankyou!
水蒸气蒸馏法:一个由不混溶液体组成的混合物将在比它的任何单一组分(作为纯化合物时)的沸点都要低的温度下沸腾,用水蒸气(或水)充当这种不混溶相之一所进行的蒸馏操作称为水蒸气蒸馏.
适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被破坏,与水不反应、且与水分层的成分的提取。天然药物中主要用于挥发油、某些挥发性生物碱、少数挥发性蒽醌苷元、香豆素苷元的提取。水蒸气蒸馏提取的装置有两种,一是水蒸气蒸馏装置,二是共水蒸馏装置。next水蒸气发生器安全管T型管;止水夹蒸馏瓶裹以石棉绳保温,以免过多的水蒸汽冷凝至蒸馏瓶中安全管底端始终不能高于液面蒸馏时因故(或因某部位堵塞造成安全管水位上升)停止,首先应松开止水夹通大气3/4为宜,加几粒沸石1/3为宜,无需沸石1.检查连接处是否紧密,通冷凝水,松开T形管的止水夹3.待水沸腾时,夹紧止水夹,开始蒸馏(蒸馏正常时,停止预热热源)4.蒸馏结束判断;蒸馏结束时,先应先松开止水夹,停止加热,拆下仪器2.加热水蒸汽发生器(同时预热蒸馏烧瓶)实验装置图
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升华法:天然药物中的某些固体成分在受热低于其熔点的温度下,不经液态直接成为气态,经冷却后又成为固态,从而与天然药物组织分离这种性质称为升华,这种提取方法称为升华法。天然药物成分有少量具有升华性,如游离羟基蒽醌类成分,一些小分子香豆素类,有机酸类成分等。next饮浓茶三大害:长期饮浓茶易致老年骨质疏松(1991年USA布朗大学和波士顿共同研究发现)
就是茶中的咖啡因可以明显抑制十二指肠对钙质的吸收,还可以增加钙质从尿中的排出量。进而诱发骨质中钙质的丢失,导致骨质疏松。睡前饮浓茶影响睡眠质量酒后饮浓茶如火上浇油
酒精经肝脏转化乙醛后变成乙酸,乙酸又分解成CO2和H2O,经肾脏排出体外。茶中的茶碱可迅速作用于肾脏产生利尿作用,会使乙醛过早地进入肾脏,使肾脏受到刺激,从而造成肾脏损害。back升华法(一)溶剂提取原理根据天然药物化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理,依据各类成分溶解度的差异,选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂,依据“浓度差”原理,将所提成分从药材中溶解出来的方法。(二)提取溶剂的选择原则(1)要对所提取成分溶解度大;对杂质溶解度小。(2)要与所提取成分不起意外的化学变化。(3)要廉价、易得、安全。其中(1)是最主要的。
3煎煮法:为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉用水加热煮沸,保持一定时间,成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高,但遇热破坏成分要注意。且含多糖多的成分过滤困难。(三)提取方法
1浸渍法:也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺点为浸出效果较差,水提取液易发霉,提取液体积大,浸出时间长。
2渗泸法:将中药粗粉装于渗泸筒中,不断添加溶剂渗过药粉,从渗泸筒下端不断流出渗泸液。各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大,浸出效果好,且不破坏成分。但缺点为溶液体积大,时间长。
5连续回流法:以索氏提取器(亦称脂肪抽出器)回流提取。克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。缺点为提取时间长,受热破坏成分不能用此法。
4回流法:用于以有机溶剂加热提取成分。优点为提取效率高,但受热易破坏成分不宜用此法。缺点为溶剂消耗量大,需回流设备,需几次提取方可提取完全。back溶剂溶点介电常数(20oC)溶解度溶剂/水%水/溶剂%石油醚环己烷30-12080.71.892.02苯乙醚氯仿醋酸乙酯正丁醇
803561771182.294.344.816.0217.8
0.1756.040.8156.077.45
0.0631.4650.0722.9820.5丙酮乙醇甲醇水
567865100
20.724.332.680.4任意混合石油醚>环己烷>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>正丁醇>丙酮>乙醇>甲醇>水常用溶剂的性质溶剂的极性大小可按介电常数(ε
)大小排列next1.比水重的有机溶剂:氯仿
2.与水分层的有机溶剂:环己烷~正丁醇
3.能与水分层的极性最大的有机溶剂:正丁醇
4.与水可以以任意比例混溶的有机溶剂:丙酮~甲醇
5.极性最大的有机溶剂:甲醇
6.极性最小的有机溶剂:环己烷
7.介电常数最小的有机溶剂:石油醚
8.常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂:(水饱和)正丁醇
9.溶解范围最广的有机溶剂:乙醇(甲醇)next溶剂蒸馏注意事项:①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。②蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体暴沸。③冷凝管中冷却水从下口进,上口出。④先打开冷凝水,再加热。蒸馏烧瓶冷凝管温度计尾接管冷水热水使用前要检查装置的气密性!backV加速电压试样蒸汽阴极阳极电子束离子xyz
1、EI(电子轰击离子化)next优点:灵敏度高,有丰富的碎片离子信息和成熟的离子开裂理论,是结构分析、鉴定的有力手段;重现性好,有标准图谱,可以通过谱库检索对未知物进行结构鉴定。缺点:样品须汽化后才可离子化适用化合物:易挥发、热稳定化合物。back快原子枪原子束样品靶+++++二次离子束质量分析器快原子轰击质谱示意图nextFAB(快原子轰击离子化)软电离技术优点:样品不须汽化;既给出化合物的分子量信息,又给出结构信息。适用范围广,仪器商品化较早,普及率高。缺点:重现性差,灵敏度较EI低。适用化合物:极性、高分子量、非挥发性及热不稳定化合物。back+++++------+++++------+++----+--+毛细管+4kV随液滴蒸发,电场加强,离子向表面移动含离子的液滴离子从表面蒸发离子蒸发机理nextESI(电喷雾离子化)特点:能够产生多电荷离子。适用化合物:对生物大分子及其他分子量大的化合物的分析较有利。back叶绿素a叶黄素胡萝卜素叶绿素b石油醚back我引用了“移民现象”作一类比
在我们人类社会中,如果两个国家没有各阶层人士的广泛接触,没有外交关系,那么也不会出现“移民现象”,而增加两国间开放和接触,移民数量便会增加。“萃取原理”的实质如同“移民现象”,相应地增加两相溶剂接触面积,溶质从一相溶剂转移到另一相的概率也增加,也意味着提高萃取的效率。back结晶、重结晶和分步结晶
鉴定天然药物化学成分,研究其化学结构,必须首先将中草药成分制备成单体纯品。在常温下,物质本身性质是液体的化台物,可分别用分馏法或层析法进行分离精制。一般来说,天然药物化学成分在常温下多半是固体的物质,可以根据溶解度的不同用结晶法来达到分离精制的目的。研究天然药物化学成分时,一旦获得结晶,就能有效地进一步精制成为单体纯品。纯化合物的结晶有一定的熔点和结晶学的特征,有利于鉴定。
如果鉴定的物质不是单体纯品,不但不能得出正确的结论,还会造成工作上的浪费。因此,求得结晶并制备成单体纯品,就成为鉴定天然药物化学成分、研究其分子结构重要的一步。具体方法和注意事项如下:
天然药物经过提取分离所得到的成分,大多仍然含有杂质,或者是混合成分。有时即使有少量或微量杂质存在,也能阻碍或延缓结晶的形成。所以在制备结晶时,必须注意杂质的干扰,应力求尽可能除去。有时可选用溶剂溶出杂质,或只溶出所需要的成分。有时可用少量活性炭等进行脱色处理,以除去有色杂质。
有时可通过氧化铝,硅胶或硅藻土短柱处理后,再进行制备结晶。但应用吸附剂除去杂质时,要注意所需要的成分也可能被吸附而损失。此外,层析法更是分离制备单体纯品所常用的有效方法。1.杂质的除去如果一再处理仍未能使近于纯品的成分结晶化,则可先制备其晶态的衍生物,再回收原物,可望得到结晶。例如游离生物碱可制备各种生物碱盐类,羟基化合物可转变成乙酸化物,碳基化合物可制备成苯腙衍生物结晶。2.溶剂的选择
制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。
合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。溶剂的沸点亦不宜太高。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、醋酸乙醋等。但有些化合物在一般溶剂中不易形成结晶,而在某些溶剂中则易于形成结晶。例如:葛根素、逆没食子酸(ellagicacid)在冰醋酸中易形成结晶,大黄素(emodin)在吡啶中易于结晶。(1)要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小;对杂质或冷热时都溶解,或冷热时都不溶解;(2)与被结晶成分不发生化学反应;(3)沸点不宜太高。结晶用溶剂的选择原则3.结晶溶液的制备
制备结晶的溶液,需要成为过饱和的溶液。一般是应用适量的溶剂在加温的情况下,将化合物溶解再放置冷处。如果在室温中可以析出结晶,就不一定放置于冰箱中,以免伴随结晶析出更多的杂质。
“新生态”的物质即新游离的物质或无定形的粉未状物质,远较晶体物质的溶解度大,易于形成过饱和溶液。一般经过精制的化合物,在蒸去溶剂抽松为无定形粉未时就是如此,有时只要加入少量溶剂,往往立即可以溶解,稍稍放置即能析出结晶。
制备结晶溶液,除选用单一溶剂外,也常采用混合溶剂。一般是先将化合物溶于易溶的溶剂中,再在室温下滴加适量的难溶的溶剂,直至溶液微呈浑浊,并将此溶液微微加温,使溶液完全澄清后放置。如:自虎杖中提取水溶性的虎杖苷时,在已精制饱和的水溶液上添加一层乙醚放置,既有利于溶出其共存的脂溶性杂质,又可降低水的极性,促使虎杖苷的结晶化。
结晶过程中,一般是溶液浓度高,降温快,析出结晶的速度也快些。但是其结晶的颗粒较小,杂质也可能多些。有时自溶液中析出的速度太快,超过化合物晶核的形成及分子定向排列的速度,往往只能得到无定形粉未。有时溶液太浓,粘度大反而不易结晶化。如果溶液浓度适当,温度慢慢降低,有可能析出结晶较大而纯度较高的结晶。有的化合物其结晶的形成需要较长的时间,例如铃兰毒苷等,有时需放置数天或更长的时间。
4.制备结晶操作制备结晶除应注意以上各点外,在放置过程中,最好先塞紧瓶塞,避免液面先出现结晶,而致结晶纯度较低。如果放置一段时间后没有结晶析出,可以加入极微量的种晶,即同种化合物结晶的微小颗粒。加种晶是诱导晶核形成常用而有效的手段。一般地说,结晶化过程是有高度选择性的,当加入同种分子或离子,结晶多会立即长大。而且溶液中如果是光学异构体的混合物,还可依种晶性质优先析出其同种光学异构体。
没有种晶时,可用玻璃棒蘸过饱和溶液一滴,在空气中任溶剂挥散,再用以磨擦容器内壁溶液边缘处,以诱导结晶的形成。如仍无结晶析出,可打开瓶塞任溶液逐步挥散,慢慢析晶。或另选适当溶剂处理,或再精制一次,尽可能除尽杂质后进行结晶操作。5.重结晶及分步结晶:在制备结晶时,最好在形成一批结晶后,立即倾出上层溶液,然后再放置以得到第二批结晶。晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。这种方法称为重结晶法。结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。晶态物质在一再结晶过程中,结晶的析出总是越来越快,纯度也越来越高。分步结晶法各部分所得结晶,其纯度往往有较大的差异,但常可获得一种以上的结晶成分,在未加检查前不要贸然混在一起。6.结晶纯度的判定back化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,一可以作为鉴定的初步依据。这是非结晶物质所没有的物理性质。化合物结晶的形状和熔点往往因所用溶剂不同而有差异。如N-氧化苦参碱,在无水丙酮中得到的结晶熔点208℃,在稀丙酮(含水)析出的结晶为77~80℃。所以文献中常在化合物的晶形、熔点之后注明所用溶剂。一般单体纯化合物结晶的熔距较窄,有时要求在0.5℃左右,如果熔距较长则表示化合物不纯。Soxtex索氏抽提系统
原产地:瑞典back利用溶剂回流及虹吸原理,使固体物质连续不断地被纯溶剂萃取,既节约溶剂,萃取效率又高索氏(脂肪)提取器直火(或水浴)加热水滤纸最高处应低于虹吸管的最高处。虹吸管回流冷凝管药材(用滤纸裹住)水提取与分离中草药有效成分的注意点(一)光照的影响back(二)酸碱的影响2)2.碱的影响1.酸的影响
back1)(三)
温度的影响
高温、高热会引起化合物的氧化、聚合、树脂化等结构变化,颜色加深。(四)溶剂的影响back
注意在Al2O3
柱层析时可能引起被分离物的结构异构化、分子重排等到变化,得到的是次生产物,而不是原生产物。如:CH3OCH3OCH3ONHCOCH3OHO秋水仙碱水仙碱异秋水仙碱水仙碱CH3OCH3OCH3ONHCOCH3OOHAl2O3柱层析back(五)
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