绪论及第二章.ppt

1、中药化学,大成若缺 上善如水,中药化学教研室 卢汝梅主讲,中药化学教学安排,总学时126学时，7学分，由药学院中药化学教研室开设。 理论58学时，卢汝梅副教授讲师主讲 实验68学时，由卢汝梅 韦建华老师负责。地点是药学院中化实验室。,同学们让我们一起努力！,第一章 绪论,第一节中药化学的研究对象和任务 一、关于中药化学 二、课程性质与要求 三、参考书,第二节 中药化学研究的在中医药现代化和中药产业化中的作用,1、揭示中药药效物质基础，探索防病治病的原理 2、促进中医药学理论的现代化。 a、促进中药药效、药性理论研究的深入 b、阐明中药复方配伍的原理 c、阐明中药炮制的现代科学依据 3、建立和完

2、善中药的质量评价标准 4、改进药物剂型，提高药物质量和临床疗效 5、扩大药用资源，开发新药 6、合理利用资源，保护生态环境 a、人工合成、结构改造、人工代用品 b、人工栽培、GAP,第三节 有效成分的研究概况与发展趋势,1、国外有效成分研究的发展 2、我国中药化学研究的概况 3、中药化学研究的新进展和展望,第二章中药化学成分的研究方法,第一节 中药化学成分及生物合成 一、中药化学成分类型简介 二、主要生物合成途径 1、一次代谢及二次代谢 2、主要的生物合成途径 3、研究生物合成的意义,第二节 有效成分提取分离方法（重点）,一、中药有效成分的提取方法 二、中药有效成分分离精制方法,第四节结构研究

3、方法,一、化合物的纯度测定 二、结构研究的主要程序 三、结构研究的主要方法,思考题,1、什么是有效成分和无效成分，如何辩证地认识二者的关系？ 2、溶剂提取法有几种操作方式？各有何特点？ 3、如何选择合适的重结晶溶剂？ 4、吸附色谱法和分配色谱法的洗脱规律有何区别？ 5、如何判断一个结晶化合物的纯度？,The end,提取方法,（一）溶剂提取法 （二）水蒸气蒸馏法 （三）超临界流体萃取法 （四）其他方法：吸收法、升华法、压榨法,分离精制方法,（一）根据物质溶解度差异分离的方法 （二）根据物质中两相溶剂中的分配比 不同分离的方法 （三）其他方法 （四）根据物质对固定相和流动相亲和能力的差异分离的方

4、法-色谱法,关于中药化学,定义：中药化学是在中医药理论指导下，运用现代科学理论与方法（特别是化学的理论和方法）研究中药化学成分的一门学科。 对象：中药（植物、动物、矿物、微生物等）化学成分 内容：中药化学成分（有效成分）的化学结构、理化性质、提取、分离、检识、结构鉴定、结构修饰或改造、生物合成途径及构效关系等。,几个基本概念,1、中药化学: Chem. Of Chinese Traditional Drugs 天然药物化学： Natural pharmaceutical Chemistry ; Chem. of Natural Medicinal Products 植物化学: Phytoche

5、mistry 天然产物化学: Chem. Of Natural Products 天然有机化学:Organic Chem. Of NaturalProducts 2、有效成分:中药中有生物活性、能起防病治病作用的单体成分。 无效成分 活性成分：经过药效试验或生理活性试验，证明对机体具有一定生理活性的成分 有效部位：含有主要效成分的中药提取分离部位。,基本要求,1、掌握中药有效成分的主要结构类型及其特点、理化性质、提取分离、检识、波谱特征； 2、掌握成分研究的一般方法和基本实验技能； 3、熟悉常见中草药主要有效成分类型、结构特点及其用途； 4、了解中药化学发展史和研究概况及进展； 5、了解中药化

6、学在中医药理论现代研究与发展、中药现代化和产业化进程中的作用。,性质：专业基础课,参考书,书类： 1、肖崇厚 中药化学 上海科学技术出版社（1997） 2、吴寿金 赵泰 秦永琪 现代中草药成分化学中国医药科技出版社（2002） 3、王宪楷 天然药物化学 人民卫生出版社 （1988） 4、姚新生 天然药物化学（第三版）人民卫生出版社 （2001） 5、杨其蕴 天然药物化学 中国医药科技出版社（1996） 6、徐任生 天然产物化学（第二版）科学出版社（2006）,索引（文摘）和期刊类,索引： 1、中国药学文摘 2、中文科技资料目录（中草药） 3、中药研究文献摘要（1-5卷） 4、Chemical

7、Abstract(CA) (美国化学文摘） 期刊： 药学学报、化学学报、中草药、中国中药杂志、 天然产物研究与开发等 国外:1Phytochemistry 2-The Journal of Natural Products 3-Chem.Pharm.Bull. 4Tetrahedron 5-Tetrahedron Letters 6-Planta Medica,主要生物合成途径,1、乙酸丙二酸途径(AAMA途径) 脂肪酸类、酚类、醌类 2、甲戊二羟酸途径（MVA途径）：萜类、甾体 3、桂皮酸途径及莽草酸途径 苯丙素类、黄酮类 4、氨基酸途径：生物碱类 5、复合途径：查尔酮类、二氢黄酮类 萜类生

8、物碱等化合物,研究生物合成途径的意义,对天然化合物的结构分类和结构测定有帮助 对植物化学分类学和仿生合成有理论指导意义 指导药材生产和组织培养，提高药材质量。,一、定义：就是利用溶剂把所需的化学成分从药材组织中溶解出来，而不需要的成分不溶出或少溶出的提取方法。 二、原理 ：相似相溶原理。 亲脂性的成分易溶于亲脂性的溶剂中，亲水性的成分易溶于亲水性的溶剂中。,溶剂提取法,三、溶剂的性质及选用 1、溶剂选择的原则（1）相似相溶原理。 （2）对目标组分不起化学反应，经济易得， 低毒安全，使用方便。（3）沸点适中，易回收。 2、常见溶剂的性质： 极性（或亲水性）： 石油醚正已烷(n-C6H14) 环已

9、烷(cyclohexane) 四氯化碳（CCl4） 苯(C6H6) 二氯甲烷(CHCl2) 无水乙醚(Et2O)氯仿(CHCl3)乙酸乙酯(EtOAc)正丁醇（n-BuOH） 丙酮(Me2CO)乙醇(EtOH)甲醇(MeOH)水(H2O),水：强极性溶剂，可提出糖类、苷类、蛋白质、氨基酸、鞣质、生物碱盐、有机酸盐等极性较强的成分。 提出杂质较多，难过滤,易霉变 。 亲水性有机溶剂：与水互溶的丙酮、乙醇、甲醇。乙醇可用以提取苷类、生物碱、黄酮、蒽醌等各类成分。 亲脂性有机溶剂：用以提取挥发油、苷 元、蒽醌类、游离生物碱、黄酮等亲脂性成分。提出物较纯，杂质少。,四、操作方式： 1、浸渍法：将药材用

10、适当的溶剂在常温或温热的情况下浸渍以溶出其中成分。 提取效率差，耗时长，溶剂用量大,提取液易霉变。适用于挥发性和热不稳定性成分的提取,也适用于含淀粉和粘液质多的药材。 2、渗漉法：向药材粗粉中不断加入浸出溶剂使其渗过药粉，从渗漉筒下端出口流出浸出液的方法。 提取效率较高，耗时长，溶剂用量大。可用于挥发性和热不稳定性成分的提取。,3、煎煮法：简便易行，提出杂质多。不能用于挥发性和热不稳定性成分的提取。 4、回流提取法：提取效率较高，快速。不能用于热不稳定性成分的提取。 5、连续回流提取法：提取效率最高，最节省溶剂。不能用于热不稳定性成分的提取。,五、影响因素： 溶剂性质； 操作方式（方法）； 药

11、材粉碎度； 温度； 时间； 其他因素。,水蒸气蒸馏法： 用于提取具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且不溶或难溶于水的成分。 这类成分沸点多在100以上，并在100左右有一定的节气压。 可用水蒸气蒸馏法提取的成分实例： 挥发油、小分子生物碱（如麻黄碱、烟碱、川芎嗪）、小分子酚类（如丹皮酚）、小分子香豆素,超临界流体萃取法（SFE）,SFE是采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。 超临界流体（SCF）：某物质处于其临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。 最常用的超临界流体：CO2 CO2-SFE的特点：临界条件优良，可在低温下提取；安全无溶剂残留，对环境无公害；提取效率高，节

12、约能耗。,适用于对热不稳定性物质的提取；最适宜用于挥发油等低极性成分的提取；加入夹带剂后适用范围广泛，如生物碱、挥发油、苯丙素、黄酮 、有机酸、苷类、萜类、色素等化合物的提取。,超临界流体萃取法（SFE）：,利用超临界流体优良的溶解性能对成分进行提取和分离的新技术。适用于对热不稳定性物质的提取；最适宜用于挥发油等低极性成分的提取；加入夹带剂后适用范围广泛，如生物碱、挥发油、苯丙素、黄酮 、有机酸、苷类、萜类、色素等化合物的提取。,根据物质溶解度差异分离的方法 一、结晶和重结晶法 二、沉淀法,结晶和重结晶法,原理：利用混合物中各成分在某溶剂中的溶解度不同来达到分离的方法。 用于较纯粗品的精制 重

13、结晶溶剂的选择：对结晶物质的溶解度随温度变化有显著差别（冷时溶解度小，热时溶解度大），而对杂质的溶解度则冷、热变化不大（冷热都溶或冷热都不溶）；与结晶成分不发生化学反应；沸点适中；安全价廉易得。 操作步骤：热溶解热过滤析晶滤过,沉淀法,1、分级沉淀法（溶剂沉淀法）：加入一定溶剂改变混合溶剂的极性，使某些成分溶解度降低而沉淀。如水提醇沉法。 2、酸碱沉淀法：碱溶酸沉法；酸溶碱沉法 3、专属试剂沉淀法：如雷氏铵盐沉淀水溶性生物碱；胆甾醇沉淀甾体皂苷。 4、盐析法：在药材水提液中加入一定量的易溶于水的无机盐使某些成分在水中的溶解度降低，从而与水溶性大的成分分离。 常用的无机盐：氯化钠、硫酸钠、硫酸镁

14、、硫酸铵等。,根据物质分配比不同分离的方法,溶剂分配法（两相溶剂萃取法） 逆流分溶法 液液分配色谱法（见色谱法）,两相溶剂萃取法,1、原理：利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中分配系数的差异而达到分离的方法。 分配系数 K=CU/CL CU、CL 分别为溶质在上相、下相的平衡浓度。K相差越大,分离效率越高. 分离因子=KA/KB (注：KAKB ) 100时 一次简单萃取即可将二者分开; 10 100 要萃取10-12次； 2 要萃取100次以上，宜用逆流分溶法; 1不能用本法分离.,2、简单萃取法: 中药水提液中亲脂性成分,可用石油醚、苯、氯仿、乙醚萃取；中等极性成分用乙酸乙酯萃取；亲水

15、性成分可用正丁醇、异戊醇萃取。 系统溶剂分离法 3、PH梯度萃取法： 利用不同成分的酸碱性的差异，在某一定PH下，某些成分可以成盐或游离，改变该成分在溶剂系统中的分配系数而与其它成分分离。,系统溶剂分离法,原理：两相分配的原理 常用于中药提取物的部位分离。 溶剂极性由小到大。常用石油醚（或正已烷）-氯仿（乙醚）-乙酸乙酯-正丁醇依次萃取。,逆流分溶法,原理：是一种多次、连续的液-液萃取分离过程。 操作过程：振摇萃取 静置分层 两相分开 转移 适用于中等极性、不稳定成分的分离。,其他方法,1、分馏法：利用液体混合物中各成分的沸点的不同而分离的方法。 2、膜分离法：利用高分子膜以外加压力或化学位差

16、为推动力，对混合物溶液中的成分进行分离、分级、提纯和富集。 溶剂、小分子、小离子可透过膜而大分子被膜截留从而分开。 3、升华法：用来分离少量有升华性的化合物。如咖啡因的提取,色谱法（Chromatography）是利用混合物中各个组分对固定相和流动相的亲和力的不同而达到分离的方法。,按原理不同可分为： 吸附色谱法 分配色谱法 凝胶渗透色谱法 离子交换色谱法,凝,离,吸,分,吸附色谱法（Adsorption Chromatography,原理：利用吸附剂对混合物中各成分对固定相吸附能力的差异而达到分离的色谱法。 分类：物理吸附：（物理）吸附色谱法 化学吸附 半化学吸附：聚酰胺色谱法 大孔吸附树脂

17、色谱法 过程三要素：吸附剂（固定相） 洗脱剂/展开剂（流动相） 化学成分,分配色谱法（ Distribution Chromatography）,原理：利用混合物中各成分在固定相和流动相中分配系数的差异而达到分离的。 分类： 正相色谱： 固定相：强极性溶剂如水、缓冲溶液（HPLC中常用氰基与氨基键合相）； 流动相：弱极性溶剂。如氯仿、乙酸乙酯、正丁醇等。 适用于分离水溶性或极性较大的成分如生物、苷类、糖类、有机酸等。 洗脱时极性小的成分先下。,反相色谱： 固定相：弱极性溶剂如石蜡油（HPLC中常用ODS与烃基键合相） ； 流动相：强极性溶剂如水、甲醇。 适用于分离脂溶性成分如高级脂肪酸、油脂、

18、游离甾体等。 洗脱时极性大的成分先下。 烃基键合相的亲脂性强弱顺序：RP-18RP-8RP-2操作方式：柱色谱、TLC、纸色谱（PC）,凝胶过滤色谱法（Gel permeation chromatography）,原理：分子筛的原理。 洗脱规律：Ve=K1-K2lgM 按分子由大到小顺序先后出柱。 凝胶的种类： 葡聚糖凝胶（sephadex G）：只适于水中应用，适用于水溶性大分子化合物的分离纯化 羟丙基葡聚糖凝胶（ sephadex LH-20）：可用于有机溶剂中，有分子筛和反相色谱的效果。适于分离中药中的各类成分。,离子交换色谱法（Ion exchange chromatography）,

19、原理：利用混合物中各成分对离子交换树脂的交换能力的差异而达到分离的方法。 适用于酸性、碱性及两性化合物的分离。 操作方式：柱色谱,（物理）吸附色谱法,吸附规律：相似者易于吸附 特点：无选择性、吸附与解吸可逆、快速 吸附剂： 1、极性吸附剂如硅胶、氧化铝、氧化镁、碳酸钙、硅藻土等，成分极性越大，被吸附越强，比移值Rf越小。 2、非极性吸附剂：如活性炭。成分极性越大，比移值Rf越大。,洗脱剂（或展开剂） 对极性吸附剂而言，洗脱剂极性增大，其洗脱能力增强。（比移值增大） 常见溶剂的洗脱能力： 石油醚已烷苯乙醚氯仿乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水 常用混合溶剂洗脱，洗脱时极性要逐步增加，采用梯度洗脱。 对非极性吸附剂而言，则反之。,化合物,极性大小：由分子中所含官能团的种类、数目、排列方式等综合因素决定。 -COOH，-OH，-NH、C=O、糖基等为极性基团，而-OR，-R为非极性基团。 洗脱规律： 对极性吸附剂来说，成分极性越大，越难洗脱（TLC中则Rf值越小）；洗脱剂的极性越大，越易洗脱（TLC中则Rf值越小）。,操作方式和过程 柱色谱（ColumnChromatography）： 装柱-上样-洗脱收集-检识合并-(重结晶) 薄层色谱（Thin Layer Chromatography TLC）：制板-点样-展开-显色,柱色