天然藥化剖析

1、天然藥物化學(xué),第一章 總論,第一節(jié) 緒論第二節(jié) 生物合成第三節(jié) 提取分離方法第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究法,,第一章 總 論,第一節(jié) 緒 論,一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語(yǔ)二、天然藥物化學(xué)的定義、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容 三、天然藥物化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)狀 四、天然藥物化學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的作用,,一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語(yǔ),1.天然藥物的定義： 天然來(lái)源2.天然藥物的來(lái)源： 植物 動(dòng)物 礦物 微生物 海洋天然藥

2、物,3.天然藥物相關(guān)術(shù)語(yǔ),天然藥物 natural medicine中草藥 chinese herbal medicine 《本草綱目》，1892種 / 《本草綱目拾遺》，1021種 目前我國(guó)藥用植物總數(shù)，15000余種中藥 Traditional Chinese Medicine草藥 herbal drug民族藥 Ethnic Medicine 蒙藥

3、 Mongolia Medicine 藏藥 Tibetan Medicine 苗藥 Miao drug 生藥 Crude drug,4. 天然藥物研究現(xiàn)狀,疾病譜、醫(yī)療模式、藥物結(jié)構(gòu)的改變

4、 傳染、感染性疾病 —— 身心疾病、現(xiàn)代病 治療 —— 預(yù)防、保健、治療、康復(fù) 化藥 —— 化藥 天然藥國(guó)際市場(chǎng)對(duì)天然藥物的需求日益增大 2000年全球植物藥銷(xiāo)售額，300億美元 天然藥物銷(xiāo)售額年增長(zhǎng)幅度，歐共體，30% 美國(guó)， 20% 日本， 15%,4. 天然藥物研究現(xiàn)狀,世

5、界各地加強(qiáng)天然藥物研發(fā)的投入 1983-1994年，上市522種新藥，44%天然來(lái)源 1984-1995，F(xiàn)DA，31種抗癌新藥，61%天然來(lái)源 93種抗感染新藥，63%天然來(lái)源關(guān)于天然產(chǎn)物的學(xué)術(shù)交流日漸活躍,獨(dú)特的、不可替代的作用,,內(nèi)在本質(zhì)、物質(zhì)基礎(chǔ)？,,二、天然藥物化學(xué)的定義、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容,1.定義及相關(guān)術(shù)語(yǔ)2.研究對(duì)象3.研究?jī)?nèi)容,1. 天然藥物化學(xué)定義及相關(guān)術(shù)

6、語(yǔ)：,天然藥物化學(xué) Chemistry of natural medicine Medicinal chemistry of natural products 運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分（以生理活性成分或有效成分為主）中藥化學(xué) Chemistry of TCM植物化學(xué) Phytochemistry天然產(chǎn)物化學(xué) Chemistry of natural products,,

7、2．天然藥物化學(xué)的研究對(duì)象,研究對(duì)象：化學(xué)成分 chemical constituents 特別是生理活性成分或有效成分 active compound成分的復(fù)雜性： 不同藥物所含成分類(lèi)型不同 每種類(lèi)型成分的數(shù)目相當(dāng)多 同種藥物所含成分結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各異,2．天然藥物化學(xué)的研究對(duì)象,生理活性成分 activ

8、e compound / constituent 非生理活性成分 inactive compounds,有效成分無(wú)效成分有效部位 active fraction 一種主要有效成分/一組結(jié)構(gòu)相近的有效成分有毒成分 toxic compound,生理活性成分并不一定真正代表有效成分有效成分與無(wú)效成分的劃分是相對(duì)的、發(fā)展的A. 不同類(lèi)型成分，在不同天然藥物中作用不同B. 原來(lái)視為無(wú)效成分，可能成為有效成分C. 過(guò)去視

9、為有效成分，被修正、完善 麝香 抗炎成分 麝香酮————多肽 丹參 擴(kuò)冠 丹參醌————丹參酚酸D. 加工、代謝等過(guò)程，可轉(zhuǎn)化非活性成分為活性成分,正確理解成分的劃分,,3. 天然藥物化學(xué)的研究?jī)?nèi)容,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理化性質(zhì)提取分離方法結(jié)構(gòu)鑒定方法生物合成,結(jié)構(gòu)修飾構(gòu)效關(guān)系生物轉(zhuǎn)化體內(nèi)代謝過(guò)程等,,三、天然藥物化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)狀,大體分為以下3個(gè)階段：1. 原始和萌芽階段（——

10、18世紀(jì)末） 2. 學(xué)科真正形成階段（19世紀(jì)） 3. 學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)——）,1.原始和萌芽階段（——18世紀(jì)末）,天然藥物識(shí)別、使用經(jīng)驗(yàn)——巫術(shù)、迷信色彩文明的進(jìn)步——對(duì)疾病、天然藥物的認(rèn)識(shí)趨于客觀 231—341，晉，葛洪，《抱卜子》 1575， 明，李， 《醫(yī)學(xué)入門(mén)》，沒(méi)食子酸 1711, 清，洪遵，《集驗(yàn)方》，樟腦 1769-1786，舍勒，酒石酸、

11、 苯甲酸、乳酸、蘋(píng)果酸、沒(méi)食子酸,,2.學(xué)科真正形成階段（19世紀(jì)）,特點(diǎn)一：以化學(xué)成分的發(fā)現(xiàn)和分離為主 1806， 阿片——————嗎啡（morphine） 1820， 金雞納樹(shù)皮———奎寧 (quinine) 1828, 煙草——————煙堿（nicotine） 1885， 麻黃——————麻黃堿（ephedrine） 吐根堿、士的寧、小檗堿，阿托品、可卡因等,2.學(xué)科真正形成階段（19世紀(jì)）,特

12、點(diǎn)二：結(jié)構(gòu)鑒定以化學(xué)方法為主 氧化、還原等降解反應(yīng)——推導(dǎo)結(jié)構(gòu) 碎片合成、全合成————證明結(jié)構(gòu),2.學(xué)科真正形成階段（19世紀(jì)）,特點(diǎn)三：生源合成途徑、本質(zhì)的揭示 生源前體的識(shí)別：萜類(lèi)———MVA 生物堿——α-Aa 生源合成本質(zhì)的揭示：生物細(xì)胞內(nèi)多步酶促反應(yīng) 有機(jī)反應(yīng)理論來(lái)解釋機(jī)制 生物合成物質(zhì)用于結(jié)構(gòu)確定,

13、,3．學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)——）,特點(diǎn)一：色譜技術(shù)用于天然化合物的分離和純化 1906，俄，Tsweet，碳酸鈣為吸附劑，石油醚為洗脫劑， 1931，德，Kuhn and Lederer，氧化鋁、碳酸鈣為吸附劑， 1940，提出了液液色譜法，如逆流分配 1952，James and Martin，提出氣液色譜理論 20世紀(jì)60年代，高效液相色譜出現(xiàn),天然化合物的分離向高效、快速、微量發(fā)展,,特點(diǎn)二:波譜

14、技術(shù)用于天然化合物的結(jié)構(gòu)鑒定 IR： 1944，Pekin-Elmer公司，第一臺(tái)紅外光譜儀 MS： 20世紀(jì)，質(zhì)譜儀 EI、CI，F(xiàn)D，F(xiàn)AB，ESI，MALDI ESI-TOF，MALDI-TOF NMR：1953，30MHZ的連續(xù)波核磁共振儀 70年代，脈沖傅立葉變換核磁共振儀 1D NMR——2D NMR 30—60—100—300MHz 400—

15、500—600—800—900MHz UV，X-ray，ORD，CD等,3．學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)——）,特點(diǎn)三：研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性的變化 深度、廣度：機(jī)體內(nèi)源活性物質(zhì) 微量、水溶性、不穩(wěn)定、大分子 速度：?jiǎn)岱取?804-1925 利血平———1952-1956 生物堿：1952前100年，95個(gè)

16、 1952-1962，1107個(gè) 1962-1972，3443個(gè),3．學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)——）,特點(diǎn)四:生物活性測(cè)試普遍開(kāi)展 單純的化合物分離————活性跟蹤分離 小規(guī)模測(cè)試——高通量篩選 HTS high throungput screening,3．學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期（20世紀(jì)——）,,四、天然藥物化學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的作用,中藥發(fā)展的機(jī)遇天然藥

17、物在健康保障體系中的作用中藥確切的療效相對(duì)豐富的資源傳統(tǒng)中藥的諸多弊端藥效物質(zhì)基礎(chǔ)不明質(zhì)量難于控制——藥效難于保證劑型落后,必須走中藥國(guó)際化之路,四、天然藥物化學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的作用,1. 闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ) ——中藥現(xiàn)代化系統(tǒng)工程的前提2. 建立和完善中藥的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)——二次開(kāi)發(fā)3. 改進(jìn)中藥制劑劑型——二次開(kāi)發(fā)4. 創(chuàng)新藥物研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)5. 擴(kuò)大藥源,1.闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),探索中藥防治

18、疾病機(jī)理 麻黃 功效：發(fā)汗散寒、宣肺平喘、利水消腫 物質(zhì)基礎(chǔ)：麻黃堿—腎上腺素樣作用 收縮血管、興奮中樞—發(fā)汗 去甲麻黃堿—松弛支氣管平滑肌————平喘 偽麻黃堿——升壓、利尿———————消腫,1.闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),促進(jìn)中藥藥性理論研究的深入性：熱性、溫?zé)崴帯ゼ诪跛帀A 腎上腺素

19、 兒茶酚胺類(lèi)味：辛味藥（解表、理氣）————揮發(fā)油歸經(jīng)： 同一歸經(jīng)藥的相同、相似化學(xué)成分 有效成分的作用靶點(diǎn)：麻黃堿————解痙——肺經(jīng) 偽麻黃堿———利水——膀胱經(jīng) 有效成分體內(nèi)代謝動(dòng)力學(xué)： 川芎——川芎嗪在肝臟、膽囊分布多——?dú)w肝、膽經(jīng),1.闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),闡明中藥復(fù)方配伍的科學(xué)內(nèi)涵單味

20、藥的有效成分研究復(fù)方有效成分 ≠ 各單味藥有效成分的簡(jiǎn)單加和協(xié)同、拮抗作用物理、化學(xué)作用改變?nèi)艹龆?柴胡——人參 人參皂苷增加柴胡皂苷的溶出 甘草 甘遂 甘草皂苷增加甘遂甾萜類(lèi)的溶出發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 四逆湯：附子、干姜、甘草等 烏頭堿與甘草皂苷形成不溶性沉淀——減毒 黃連 吳茱萸 小檗堿與大分子酸性成

21、分形成沉淀,,,1.闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),闡明中藥炮制原理炮制前后有效成分、有毒成分的變化——闡明炮制原理 改進(jìn)炮制工藝

22、 制定炮制規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)如：延胡索 ——醋炒—— 增加生物堿溶出——增效 烏頭類(lèi)——蒸煮——水解雙酯型生物堿——減毒 黃芩——冷浸——淡黃芩（綠） 黃芩苷醌 變色 ——熱煮——煮黃芩（黃）,,,2. 建立和完善中藥的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),中藥材、制劑中有效成分的質(zhì)量——臨床療效建立科學(xué)、靈敏的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn) 科學(xué)——質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)和藥效的

23、相關(guān)性有效成分——科學(xué)的質(zhì)控指標(biāo)以有效成分、有效部位、大類(lèi)成分、有毒成分為指標(biāo)，多種分析手段 中藥指紋圖譜技術(shù),,3. 改進(jìn)中藥制劑劑型——二次開(kāi)發(fā),改革的目標(biāo)：三效、三小、三便劑型選擇 ——有效成分的溶解性、酸堿性、揮發(fā)性、穩(wěn)定性等 水溶性好——注射液 雙黃連/參脈 口服液 生脈 顆粒劑 板藍(lán)根

24、 難溶于水——片、膠囊、滴丸等制劑工藝優(yōu)化——有效成分的理化性質(zhì)制劑穩(wěn)定性——有效成分的理化性質(zhì)——合適PH、適當(dāng)包裝,,4．創(chuàng)新藥物研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā),創(chuàng)新藥物研發(fā)的必要性入世后化學(xué)藥品受到專(zhuān)利保護(hù)，仿制須向創(chuàng)新轉(zhuǎn)軌新的藥品注冊(cè)法，單純改變劑型已不能按新藥申報(bào)創(chuàng)新藥物研究的關(guān)鍵切入點(diǎn)：先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)從天然藥物中發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物、創(chuàng)制新藥——世界公認(rèn)的有效途徑從中藥中發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物的優(yōu)勢(shì)數(shù)千年臨床實(shí)踐——療效確切豐富

25、的資源——結(jié)構(gòu)、活性的多樣性,,5. 擴(kuò)大藥源,資源可持續(xù)可用：甘草、肉蓯蓉植物化學(xué)分類(lèi)學(xué)原理： 親緣關(guān)系近的植物含有相同或相似的化學(xué)成分 黃連素：黃連——小檗科、防己科、蕓香科植物,,第二節(jié) 生物合成,一、一次代謝和二次代謝二、生物合成假說(shuō)的提出三、主要的生物合成途徑,一、一次代謝和二次代謝,一次代謝： 對(duì)維持植物生命活動(dòng)不可缺少的過(guò)程 幾乎所有綠色植物中都存在 糖代謝、脂肪代謝、

26、蛋白質(zhì)代謝、核酸代謝一次代謝產(chǎn)物 Primary metabolits 對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì) 糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸 乙酰輔酶A、丙二酸單酰輔酶A、莽草酸、氨基酸,一、一次代謝和二次代謝,二次代謝：對(duì)維持植物生命活動(dòng)來(lái)說(shuō)不起重要作用 并非所有植物中都存在二次代謝產(chǎn)物 Secondary metabolits 對(duì)機(jī)體生命活

27、動(dòng)并非不可缺少的物質(zhì) 生物堿、黃酮、萜類(lèi)、蒽醌、香豆素等,,二、生物合成假說(shuō)的提出,天然化合物之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系天然化合物與一次代謝產(chǎn)物間的聯(lián)系,二、生物合成假說(shuō)的提出,二、生物合成假說(shuō)的提出,,三、主要的生物合成途徑,1. 醋酸-丙二酸途徑：脂肪酸、酚、蒽酮類(lèi)2. 甲戊二羥酸途徑：萜、甾體類(lèi)3. 桂皮酸途徑： 苯丙素、香豆素、木質(zhì)素、木脂素、黃酮類(lèi)4. 氨基酸途徑： 生物堿5. 復(fù)合途徑： 醋

28、酸-丙二酸—莽草酸徑 醋酸-丙二酸—甲戊二羥酸途徑 氨基酸—甲戊二羥酸途徑 氨基酸-醋酸-丙二酸途徑 氨基酸—莽草酸徑,,,醋酸丙二酸途徑 ——脂肪酸生物合成,,,醋酸丙二酸途徑 ——酚類(lèi)生物合成,,,,醋酸丙二酸途徑 ——蒽醌類(lèi)生物合成,,,,甲戊二羥酸途徑,,桂皮酸途徑,,氨

29、 基 酸 途 徑,,第三節(jié) 提取分離方法,提取前的準(zhǔn)備系統(tǒng)的文獻(xiàn)調(diào)研原材料的處理保留憑證標(biāo)本提取分離一般原則已知物或已知結(jié)構(gòu)類(lèi)型——文獻(xiàn)方法，工業(yè)方法未知物——活性跟蹤（定向分離）,第三節(jié) 提取分離方法,一、中草藥有效成分的提取二、中藥有效成分的分離與精制,一、中草藥有效成分的提取,水蒸汽蒸餾法：揮發(fā)性升華法 ：升華性 溶劑提取法：最常用,1.選擇溶劑考慮因素2.常見(jiàn)溶劑的種類(lèi)及其特點(diǎn)3.常用溶劑提取方法4.

30、影響溶劑提取效率的因素,溶劑提取法,溶劑提取法——1.選擇溶劑考慮因素：,溶劑盡可能多地溶出有效成分,雜質(zhì)少溶或不溶有效成分、雜質(zhì)、溶劑的極性：相似相溶原理溶劑的安全性、價(jià)廉易得、回收方便等,溶劑提取法——2. 常見(jiàn)溶劑的種類(lèi)及其特點(diǎn),環(huán)己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水極性：親脂性：親水性：比水重的有機(jī)溶劑：與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑：與水分層的有機(jī)溶劑：能與水分層的極性最

31、大的有機(jī)溶劑：常用來(lái)從水中萃取苷類(lèi)、水溶性生物堿類(lèi)成分的有機(jī)溶劑：溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑：,溶劑提取法—— 3.常用溶劑提取方法,浸漬法： 水/稀醇，冷提滲漉法： 乙醇，冷提 提取效率高，但溶劑用量大超聲提?。焊鞣N溶劑，可加熱，但所需溫度低煎煮法： 水回流提?。河袡C(jī)溶劑 溶劑用量大連續(xù)回流提取：有機(jī)溶劑，索氏提取器 溶劑反復(fù)利用,溶劑提

32、取法—— 4.影響溶劑提取效率的因素,溶劑方法粉碎度溫度時(shí)間,,二、中藥有效成分的分離與精制,分離依據(jù)：共存成分的性質(zhì)差異1. 溶解度差異2. 分配比不同3. 吸附性差異4．分子大小差異5．離解程度不同,,1. 根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離,調(diào)節(jié)溫度改變混合溶劑的極性調(diào)節(jié)PH加入某種沉淀試劑,根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離——（1）調(diào)節(jié)溫度,溫度不同——溶解度改變 結(jié)晶、重結(jié)晶,,加另一種極性相差較大的

33、溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質(zhì)沉淀析出 A． 水/醇法：除去水提液中的水溶性雜質(zhì) B． 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì) C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷,根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離——（2）改變混合溶劑極性,A． 水/醇法——除去水提液中的水溶性雜質(zhì),,B． 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì),,C． 醇/醚法（醇/丙酮法）：純化皂苷,,酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)PH——改變的分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛?根據(jù)物質(zhì)的

34、溶解度差異進(jìn)行分離—— 3.調(diào)節(jié)PH,解離型/離子態(tài),H+,BH+,B,OH-,H+,A-,HA,OH-,脂溶性,水溶性,酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)PH——改變分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛華．酸/堿法（酸提取堿沉淀法）： 生物堿的提取、純化B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法）： 黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化C. 調(diào)節(jié)PH至等電點(diǎn)，沉淀蛋白,根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離—— 3.調(diào)節(jié)PH,A．酸/堿法（酸提取堿沉

35、淀法） ——生物堿的提取、純化,,B．堿/酸法（堿提取酸沉淀法） ——黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化,,酸、堿成分——加入某種沉淀試劑——水不溶性鹽A．酸性成分 Pb2+、Ba2+ 、Ca2+ ? ? 水懸浮，通H2S 母液（?）B. 堿性化合物 苦味酸/苦酮酸，磷鉬酸/磷鎢酸/鐳氏鹽 ? ? 強(qiáng)H+ ，Et2O萃取

36、H2O層（?）,1.根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離——（4）加沉淀劑,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離,分配比K K=CU / CL 分離因子β β=KA / KB （KA ? KB） β?100 1次萃取，基本分離10?β?100 10?12次 β?2 100次以上 β?1 無(wú)法分離,（1）簡(jiǎn)單液液萃取法（2）逆流分溶法（ C

37、CD， countercurrent distribution）（3）紙色譜（PC，paper chromatography）（4）液液分配柱色譜（5）液滴逆流色譜 （DCCC，droplet countercurrent chromarography） （6)高速逆流色譜 (HSCCC，high speed countercurrent chromarography）,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離,

38、,β?50 A．有機(jī)溶劑/水B．有機(jī)溶劑/酸、堿水 PH—— 物質(zhì)存在狀態(tài)——溶解性——KC．PH梯度萃取 梯度調(diào)節(jié)PH，每次改變一種成分的存在狀態(tài)，依次分離缺點(diǎn)：手工操作繁瑣、溶劑用量大、易乳化,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（1）簡(jiǎn)單液液萃取法,,例：HA1、HA2、B，且HA1 ?HA2，如何分離?,PH ≥12 B A- ≤3 BH+

39、 HA,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（2）逆流分溶法,β＜50工作原理：多次、連續(xù)的液液萃取craig逆流分溶儀萃取單元及工作過(guò)程優(yōu)點(diǎn)：避免手工操作缺點(diǎn)：溶劑用量大 機(jī)械操作導(dǎo)致破損、漏液 乳化,,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（3）紙色譜（paper chromatography, PC）,濾紙濕重/干重=2時(shí)β= Rfa (1

40、-Rf b) / Rfb (1-Rf a),,固定相涂覆于硅膠等多孔載體上，裝柱流動(dòng)相通過(guò)色譜柱進(jìn)行洗脫物質(zhì)在兩相溶劑中作逆流分布 —— 分配比不同，被洗脫速度不同,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（4）液液分配柱色譜,正相色譜與反相色譜,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（4）液液分配柱色譜,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（4）液液分配柱色譜,特點(diǎn)加壓流動(dòng)

41、相，流速快載體顆粒小，機(jī)械強(qiáng)度大，比表面極大耐壓柱材自動(dòng)檢測(cè)、收集、分部,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（4）液液分配柱色譜,種類(lèi)：快速色譜 Flash chromatography 2.02×105Pa 低壓液相色譜 LPLC, ＜5.05×105Pa中壓液相色譜 MPLC, 5.05～20.2×10

42、5Pa高壓液相色譜 HPLC, ＞20.2×105Pa high performance liquid chromatography,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（4）液液分配柱色譜,克服了簡(jiǎn)單萃取及CCD溶劑容量大、易乳化的缺點(diǎn),載體可能造成化學(xué)吸附，如硅膠,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（5）液滴逆流色譜 DCCC droplet countercu

43、rrent chromarography,流動(dòng)相液滴垂直上下，經(jīng)過(guò)固定相液,,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離——（6）高速逆流色譜 HSCCC high speed countercurrent chromarography,行星式旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場(chǎng)固定性保留在蛇形管內(nèi)流動(dòng)相單向、低速經(jīng)過(guò)固定相,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離,（1）吸附的類(lèi)型 （2）物理吸附的基本規(guī)律（3）極性及強(qiáng)弱判斷（4）

44、簡(jiǎn)單吸附法用于物質(zhì)的濃縮與精制 （5）吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離 （6）聚酰胺柱色譜 （7）大孔吸附柱色譜,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（1）吸附的類(lèi)型,物理吸附： 分子間力，無(wú)選擇性，可逆。 硅膠、氧化鋁、活性炭化學(xué)吸附：化學(xué)鍵，選擇性較強(qiáng)，常不可逆。 硅膠——生物堿 堿性氧化鋁——黃酮、蒽醌等半化學(xué)吸附：氫鍵，選擇性

45、較弱，多可逆 聚酰胺,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（2）物理吸附的基本規(guī)律,極性相似者易于吸附,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（3）極性及強(qiáng)弱判斷,一般物質(zhì)：官能團(tuán)的種類(lèi)、數(shù)目、位置、碳鏈長(zhǎng)短 R-COOH﹥Ar-OH﹥R-OH﹥R-NH-﹥R-CO-NH-﹥ R-CHO﹥R-CO-R?﹥R-COO-R?﹥R-O-R?﹥R-X?﹥R-H溶劑：介電常數(shù)ε?，

46、極性? 環(huán)己烷（1.88） 苯（2.29） 無(wú)水乙醚（4.47） 氯仿（5.20） 乙酸乙酯（6.11） 乙醇（26.0） 甲醇（31.2） 水（81.0）,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（4）簡(jiǎn)單吸附法用于物質(zhì)的濃縮與精制,活性炭吸附法結(jié)晶、重結(jié)晶中脫色、脫臭從大量稀水液中濃縮微量物質(zhì)——一葉秋堿的濃縮、精制,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（5）吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離,硅

47、膠吸附柱色譜,氧化鋁吸附柱色譜,A．吸附劑：30～60倍，有時(shí)100～200倍 B．裝柱： 徑高比（d/h）1:15～1:20 干法裝柱/濕法裝柱 C．上樣： 干法上樣/濕法上樣 D．洗脫： 等度/梯度（洗脫劑極性遞增） E．托尾： 化學(xué)吸附：硅膠—堿性成分 洗脫劑中加入堿 氧化鋁—酸性成分 洗脫劑中加入酸 F．洗脫系統(tǒng)的選擇： TLC Rf=0

48、.2～0.3,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（6）聚酰胺柱色譜,高分子聚合物不溶于常見(jiàn)有機(jī)溶劑對(duì)堿穩(wěn)定對(duì)酸特別是無(wú)機(jī)酸穩(wěn)定性差 可溶于濃鹽酸、冰乙酸、甲酸中,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（6）聚酰胺柱色譜,分子間氫鍵——半化學(xué)吸附,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（6）聚酰胺柱色譜,化合物在含水溶劑中大致有以下規(guī)律：形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目：越多，越強(qiáng)。形成氫鍵的基團(tuán)所處的位置：

49、 處于易形成分子內(nèi)氫鍵者，減弱。分子中芳香化程度：高，增強(qiáng)。,,影響吸附力的因素,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（6）聚酰胺柱色譜,各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力水 甲醇 乙醇 氫氧化鈉水溶液 甲酰胺 二甲基甲酰胺 尿素水溶液,化合物在不同溶劑中的吸附力，隨溶劑極性增強(qiáng)而增強(qiáng)水中最強(qiáng)———常以水裝柱、樣品以水溶解上樣含水醇中次之醇中最弱———常以濃度漸高的含水醇梯度洗脫

50、 EtOH-H2O最常用,,弱,強(qiáng),,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（6）聚酰胺柱色譜,醌類(lèi)、黃酮類(lèi)等酚性的制備和分離。脫鞣處理生物堿、萜類(lèi)、甾類(lèi)、糖類(lèi)、氨基酸等極性與非極性化合物的分離也有用途,,,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（7）大孔吸附樹(shù)脂,高分子聚合物白色球形顆粒多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不溶于酸、堿、有機(jī)溶劑,吸附原理：分子間力 氫鍵分子篩,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（7

51、）大孔吸附樹(shù)脂,樹(shù)脂的性質(zhì)：非極性樹(shù)脂 易吸附非極性化合物 極性樹(shù)脂 易吸附極性化合物溶劑的性質(zhì)：物質(zhì)在溶劑中的溶解度大，樹(shù)脂對(duì)此物質(zhì)的吸附力就小,3. 根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離——（7）大孔吸附樹(shù)脂,水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。最常用：乙醇—水,廣泛應(yīng)用于化合物的分離與富集工作中 如：苷類(lèi)、糖類(lèi)的分離 生物堿的精制 多糖、黃酮、三萜類(lèi)化合物的分離。

52、,,4．根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離,透析法超濾法超速離心凝膠濾過(guò)法 gel filtration： 凝膠滲透色譜 gel permeation chromtography 分子篩濾過(guò) molecular sieve filtration,4．根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離——凝膠濾過(guò)法 gel filtration：,凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩作用按分子量由大到小的順序分離,4．根據(jù)物

53、質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離——凝膠濾過(guò)法 gel filtration：,葡聚糖凝膠Sephadex G： 葡聚糖+交聯(lián)劑（環(huán)氧氯丙烷） 分子篩 水中應(yīng)用 分離水溶性成份 商品型號(hào)按交聯(lián)度分類(lèi)，以10倍吸水量（ml/g）表示羥丙基葡聚糖凝膠Sephadex LH-20: Sephadex G-25羥丙基化所得 分子篩和反相色譜相結(jié)合 水、甲醇、乙醇、丙酮

54、、乙酸乙酯、氯仿中使用 水溶性、脂溶性成分都可分,,凝膠的種類(lèi)、性質(zhì)及應(yīng)用,,5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,離子交換樹(shù)脂為固定相，水，含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相通過(guò)樹(shù)脂可交換離子與樹(shù)脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹(shù)脂上 中性及無(wú)交換離子的成分流出將吸附到柱上的成分洗脫下來(lái),5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,離子交換樹(shù)脂為固定相，水，含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相通過(guò)樹(shù)脂可交換

55、離子與樹(shù)脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹(shù)脂上 中性及無(wú)交換離子的成分流出將吸附到柱上的成分洗脫下來(lái),5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,球形顆粒，不溶于水，可在水中溶脹,母核離子交換基團(tuán),5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,,離子交換樹(shù)脂的種類(lèi),陽(yáng)離子交換樹(shù)脂：強(qiáng)酸性（-SO3-H+） 弱酸性（-COO-H+） 陰離子交換樹(shù)脂：強(qiáng)堿性（-N+（CH3

56、）3Cl-） 弱堿性（-NH2，-NH-，-N=）,5．根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離 ——離子交換法,不同電荷離子的分離 如水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離相同電荷但解離程度不同離子的分離 如堿性不同的生物堿的分離,水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離,,,,Ⅰ Ⅱ,堿性 Ⅰ＜Ⅱ ＜ Ⅲ,Ⅲ,Ⅱ,Ⅰ,堿性不同的生物

57、堿的分離,,第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究法,結(jié)構(gòu)研究的特點(diǎn)：難于合成品 結(jié)構(gòu)研究的總原則: 盡可能不消耗或少消耗試樣 波譜綜合分析 與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比較 必要時(shí)輔以化學(xué)手段,第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究法,一、純度的測(cè)定二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法,一、純度的測(cè)定,純度檢查法：均一的晶形敏銳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、比旋度TLC、PC、GC、HPLC,,二、結(jié)構(gòu)研

58、究的主要程序,,,,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法,1. 確定分子式，計(jì)算不飽和度2. 質(zhì)譜 （MS，mass spectrum）3. 紅外光譜（IR，infrared spectra）4. 紫外-可見(jiàn)吸收光譜（UV-vis) (ultraviolet-visible spectra）5. 核磁共振（NMR，nuclear magnetic resonance）6. 其他：

59、x-單晶衍射法 旋光光譜（ORD） 園二色譜（CD）,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法—— 1. 確定分子式，計(jì)算不飽和度,分子式的確定元素定量分析結(jié)合分子量測(cè)定同位素豐度比法高分辨質(zhì)譜（HR-MS，high resolution mass spectrum ） 不飽和度的計(jì)算u=Ⅳ－Ⅰ/2＋Ⅲ/2＋1 Ⅰ：一價(jià)原子數(shù) 如H、X Ⅲ：三價(jià)原

60、子數(shù)，如N、P Ⅳ：四價(jià)原子數(shù)，如C,,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法—— 2. 質(zhì)譜 （MS，mass spectrum）,作用：確定分子量、分子式提供部分結(jié)構(gòu)信息 ——丟失碎片的大小 如15、17 ——碎片的m/z及裂解方式,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法—— 2. 質(zhì)譜 （MS，mass spectrum）,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)電子轟擊質(zhì)譜（EI

61、-MS，electron impact ionization）場(chǎng)解析質(zhì)譜（FD-MS，field desorption ionization） 快速原子轟擊質(zhì)譜（FAB-MS，fast atom bombardment）電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS，electrospray ionization） 基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜（MALDI-MS） matrix-assisted laser desorption ionization

62、,,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電子轟擊質(zhì)譜（EI-MS） （electron impact ionization）,樣品需加熱氣化，離化，得到M+難氣化、易熱解的成份測(cè)不到M+ 如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——場(chǎng)解析質(zhì)譜（FD-MS） field desorption ionization,試樣稀液涂于鎢絲上作陽(yáng)極，對(duì)面加陰極，通高壓，使電離

63、難氣化、易熱解的成份，可得到 分子離子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+ 逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：[M＋H-162]+、[M＋H-162-146]+苷元的碎片離子相對(duì)少,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——快速原子轟擊質(zhì)譜（FAB-MS） fast atom bombardment,離子槍發(fā)射高能離子與另一中性粒子碰撞，交換電荷， 形成高速中性粒子，與樣品碰撞

64、，使其電離難氣化、易熱解的成份，可得到 分子離子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+ 逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：[M＋H-162]+、[M＋H-162-146]+ 可得到苷元的碎片,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電噴霧質(zhì)譜（ESI-MS） electrospray ionization,強(qiáng)靜電場(chǎng)使試樣電離，難氣化、易熱解、大分子、小分子，均可得到 分子離

65、子相關(guān)峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+,常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——基質(zhì)輔助激光解析質(zhì)譜（MALDI-MS） matrix-assisted laser desorption ionization,用于研究結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易氣化的大分子物質(zhì)的分子量 如多糖、蛋白、核酸等,,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法—— 3. 紅外光譜（IR，infrared spectra）,原理： 化學(xué)鍵的振動(dòng)在紅外光區(qū)（4

66、000～625cm-1）引起的吸收譜圖作用： 特征頻率區(qū)（functional group region） 4000～1500 cm-1————確定官能團(tuán)類(lèi)型指紋區(qū)（fingerprint region） 1500～600 cm-1————構(gòu)象、構(gòu)型、取代模式等,,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法—— 4. 紫外-可見(jiàn)吸收光譜（UV-vis) (ultraviolet-visible spe

67、ctra）,原理 電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)（????、n???） 在紫外可見(jiàn)光區(qū)（200～700nm）引起的吸收譜圖作用對(duì)含有共軛雙鍵、α,β-不飽和羰基、芳香化合物的結(jié)構(gòu)鑒定有重要價(jià)值特定的吸收譜特征——骨架類(lèi)型的判斷 如：黃酮、香豆素、蒽醌加診斷試劑前后譜圖的規(guī)律性變化——取代圖式的推斷 如：黃酮、香豆素,,三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法——5. 核磁共振（NMR）

68、（nuclear magnetic resonance）,原理： 1H、13C等具有磁矩的原子在外加磁場(chǎng)中受電磁波照射，吸收一定能量電磁波，產(chǎn)生能級(jí)變化，引起核磁共振氫核磁共振（1H-NMR）碳核磁共振譜（13C-NMR）二維核磁共振譜 （2D-NMR）,氫核磁共振（1H-NMR）,,,應(yīng)用： 提供H的類(lèi)型、數(shù)目、相鄰原子團(tuán)的信息 四個(gè)參數(shù)：化學(xué)位移（?）：1～10～20ppm ——H的類(lèi)型