《天然藥物化學(xué)全部》PPT課件

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1、天然藥物化學(xué),衛(wèi)生部規(guī)劃教材（第四版）,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： 天然來源 2.天然藥物的來源： 植物 動(dòng)物 礦物 微生物 海洋天然藥物,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，

2、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 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 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年全球植物藥銷售額，30

3、0億美元 天然藥物銷售額年增長(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%天然來源 1984-1995，F(xiàn)DA，31種抗癌新藥，61%天然來源 93種抗感染新藥，63%天然來源 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)語(yǔ)：,天然藥物化學(xué) Chemistry of natural

4、 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,,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型不同 每種類型成分的數(shù)目相當(dāng)多 同種

5、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 active compound / constituent 非生理活性成分 inactive compounds,有效成分 無效成分 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 有效成分與無效成分的劃分是相對(duì)的、發(fā)展的 A. 不同類型成分，在不同天然藥物中作用不同 B. 原來視為無效成分，可能成為有效成分 C. 過去視為有效成分，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.

6、 加工、代謝等過程，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（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 231341，晉，葛洪，抱卜子 1575， 明，李， 醫(yī)學(xué)入門，沒食子酸 1711, 清，洪遵，集驗(yàn)方，樟腦

7、1769-1786，舍勒，酒石酸、 苯甲酸、乳酸、蘋果酸、沒食子酸,,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MVA

8、生物堿-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)理論來解釋機(jī)制 生物合成物質(zhì)用于結(jié)構(gòu)確定,,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:波譜技術(shù)用于天然化合物的結(jié)構(gòu)鑒定 IR： 1944，Pekin-Elmer公

9、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 NMR2D NMR 3060100300MHz 400500600800900MHz 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?804-1925 利血平1952-1956 生物堿：1952前100年，95個(gè)

10、 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

11、提 2. 建立和完善中藥的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)二次開發(fā) 3. 改進(jìn)中藥制劑劑型二次開發(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)崴幦ゼ诪跛帀A 腎上腺素 兒茶酚胺類 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

12、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、膽囊分布多歸肝、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

13、 改進(jìn)炮制工藝 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

14、 水溶性好注射液 雙黃連/參脈 口服液 生脈 顆粒劑 板藍(lán)根 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)分類學(xué)原理： 親緣關(guān)系近

15、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)不可缺少的過程 幾乎所有綠色植物中都存在 糖代謝、脂肪代謝、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)來說不起重要作用 并非所有植物中都存在 二次代謝產(chǎn)物 Seconda

16、ry metabolits 對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)并非不可缺少的物質(zhì) 生物堿、黃酮、萜類、蒽醌、香豆素等,,二、生物合成假說的提出,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、生物合成假說的提出,二、生物合成假說的提出,,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 2. 甲戊二羥酸途徑：萜、甾體類 3. 桂皮酸途徑： 苯丙素、香豆素、木質(zhì)素、木脂素、黃酮類 4. 氨基酸途徑： 生物堿 5. 復(fù)合途徑： 醋酸-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

17、,,,醋酸丙二酸途徑 脂肪酸生物合成,,,醋酸丙二酸途徑 酚類生物合成,,,,醋酸丙二酸途徑 蒽醌類生物合成,,,,甲戊二羥酸途徑,,桂皮酸途徑,,氨 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.常見溶劑的種類及其特點(diǎn) 3.常用溶劑提取方法 4.影響溶劑提取效率的

18、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. 常見溶劑的種類及其特點(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大的有機(jī)溶劑： 常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機(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

19、率高，但溶劑用量大 超聲提取：各種溶劑，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?。河袡C(jī)溶劑，索氏提取器 溶劑反復(fù)利用,溶劑提取法 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溶劑混合

20、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?A酸/堿法（酸提取堿沉淀法）： 生物堿

21、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 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)

22、行分離,分配比K K=CU / CL 分離因子 =KA / KB （KA KB） 100 1次萃取，基本分離 10100 1012次 2 100次以上 1 無法分離,（1）簡(jiǎn)單液液萃取法 （2）逆流分溶法（ CCD， 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）

23、,2. 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離,,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K CPH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+ 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,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程 優(yōu)點(diǎn)：避免手工操作 缺點(diǎn)：溶劑用量大 機(jī)械

24、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) = Rfa (1-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)相，流速

25、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： 快速色譜 Flash chromatography 2.02105Pa 低壓液相色譜 LPLC, 5.05105Pa 中壓液相色譜 MPLC, 5.0520.2105Pa 高壓液相色譜 HPLC, 20.2105Pa 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

26、，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 countercurrent chromarography,流動(dòng)相液滴垂直上下，經(jīng)過固定相液,,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）吸附的類型 （2）物理吸附的基本規(guī)律 （3）極性及強(qiáng)弱判斷 （4）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

27、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）吸附的類型,物理吸附： 分子間力，無選擇性，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、數(shù)目、位置、碳鏈長(zhǎng)短 R-COOHAr-OHR-OHR-NH-R-CO-NH- R-CHOR-CO-RR-COO-R

28、R-O-RR-XR-H 溶劑：介電常數(shù)，極性 環(huán)己烷（1.88） 苯（2.29） 無水乙醚（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,硅膠吸附柱色譜,氧化鋁吸附柱色譜,A吸附劑：3060倍，有時(shí)100200倍 B裝柱： 徑高比（d/h）1:151:20 干法裝柱/濕法裝柱 C上樣： 干法上樣/濕法上樣

29、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=0.20.3,,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 不溶于常見有機(jī)溶劑 對(duì)堿穩(wěn)定 對(duì)酸特別是無機(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： 處于易形成分子內(nèi)氫鍵者，減弱。 分

30、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 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、黃酮類等酚性的制備和分離。 脫鞣處理 生物堿、萜類、甾類、糖類、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

31、吸附樹脂,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）大孔吸附樹脂,樹脂的性質(zhì)：非極性樹脂 易吸附非極性化合物 極性樹脂 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、糖類的分離 生物堿的精制 多糖、黃酮、三萜類化合物的分離。,,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 凝膠濾過法 ge

32、l filtration： 凝膠滲透色譜 gel permeation chromtography 分子篩濾過 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)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離凝膠濾過法 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，以10倍吸水量（ml/g）表示 羥丙基葡聚糖凝膠Sephadex LH-20: Sepha

33、dex 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、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、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,離子交換樹脂為固定相，水，含水溶劑裝柱 含水流動(dòng)相通過樹脂 可交換離子與樹脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹脂上 中性及無交換離子的成分流出 將吸附到柱上的成分洗脫下來,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,離子交換樹脂為固定相，水，含水溶劑裝柱 含水流動(dòng)相通過樹脂 可交換離子與樹脂上的交換基團(tuán)交換，吸附到樹脂上 中性及無交換離子的成分流出 將吸附到柱上的成分洗脫下來,5根據(jù)物質(zhì)離解程度

34、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,,離子交換樹脂的種類,陽(yáng)離子交換樹脂：強(qiáng)酸性（-SO3-H+） 弱酸性（-COO-H+） 陰離子交換樹脂：強(qiáng)堿性（-N+（CH3）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,,,, ,堿性 ,,,,堿性不同的生物堿的分離,

35、,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-可見吸收光譜（UV-vis)

36、 (ultraviolet-visible spectra） 5. 核磁共振（NMR，nuclear magnetic resonance） 6. 其他： 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=/2/21 ：一價(jià)原子數(shù) 如H、X ：三價(jià)原子數(shù)，如N、P ：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)

37、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-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

38、-MS） matrix-assisted laser desorption ionization,,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 難氣化、易熱解的成份，可得到 分子離子相關(guān)峰：MH+、MNa+、MK+ 逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：MH-162+、MH-1

39、62-146+ 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，使其電離 難氣化、易熱解的成份，可得到 分子離子相關(guān)峰：MH+、MNa+、MK+ 逐個(gè)脫去糖基的碎片峰：MH-162+、MH-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 分子離子相關(guān)峰：MH+、MNa+、MK+,

40、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)（4000625cm-1）引起的吸收譜圖 作用： 特征頻率區(qū)（functional group region） 40001500 cm-1確定官能團(tuán)類型 指紋區(qū)（fingerprint region） 1500600 cm-1構(gòu)象、構(gòu)型、取代模式等,,

41、三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法 4. 紫外-可見吸收光譜（UV-vis) (ultraviolet-visible spectra）,原理 電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)（、n） 在紫外可見光區(qū)（200700nm）引起的吸收譜圖 作用 對(duì)含有共軛雙鍵、,-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） （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

42、，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的類型、數(shù)目、相鄰原子團(tuán)的信息 四個(gè)參數(shù)： 化學(xué)位移（）：11020ppm H的類型 屏蔽效應(yīng) 積分值/積分面積 同一環(huán)境下H的個(gè)數(shù) 自旋偶合裂分的峰數(shù) 鄰位與其不等同的H的個(gè)數(shù) 符合 n+1律 s, d, t, q 偶合常數(shù)（J） H核間的距離 相隔鍵數(shù)： 越少，J大，通常為3JH-H 二面角： 越接近90，J越小 越接近0、180，J越大,氫核磁共振（1H-NMR）,,,遠(yuǎn)程偶合(

43、4JH-H)：,,Jac=1.62.0Hz Jbc=01.5Hz,烯丙偶合,芳環(huán)上的偶合,Jab=610 Hz Jac=13Hz Jad=01 Hz,氫核磁共振（1H-NMR）,同核去偶技術(shù)（homodecoupling）： 消除或部分消除相鄰H核的偶合，簡(jiǎn)化圖譜,CH3CH2OCOCH3,CH3 t 照射H-2 s CH2 q 照射H-1 s CH3 s,,碳核磁共振譜（13C-NMR）,最重要的參數(shù)： 化學(xué)位移：1200ppm C的類型 13C的信號(hào)裂分 13C-NMR：異核偶合1H-NMR：同核偶合 偶合裂分峰數(shù)：C的級(jí)別 符合n+1律，s, d, t, q， 有1JC-H 2

44、JC-H 3JC-H,碳核磁共振譜（13C-NMR）,常見碳譜類型及特征： 噪音去偶譜（proton noise decoupling spectrum） 全氫去偶（COM，proton complete decoupling） 寬帶去偶（BBD，broad band decoupling） 選擇氫核去偶譜（SPD） selective proton decoupling spectrum 遠(yuǎn)程選擇氫核去偶譜（LSPD） long range selective proton decoupling spectrum 無畸變極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng)法(DEPT） distortionless enh

45、ancement by polarization transfer,,,常見碳譜類型及特征噪音去偶譜,噪音去偶譜（proton noise decoupling spectrum） 全氫去偶（COM，proton complete decoupling） 寬帶去偶（BBD，broad band decoupling） 寬頻照射，消除所有H對(duì)C的偶合 譜中所有C均為s 無對(duì)稱因素強(qiáng)況下，譜中信號(hào)數(shù)即C數(shù),常見碳譜類型及特征選擇氫核去偶譜 遠(yuǎn)程選擇氫核去偶譜,選擇氫核去偶譜（SPD） selective proton decoupling spectrum 遠(yuǎn)程選擇氫核去偶譜（LSPD）

46、 long range selective proton decoupling spectrum 照射某個(gè)或某幾個(gè)H，消除部分H對(duì)C的偶合 譜中，與被照射H偶合的C信號(hào)不同程度簡(jiǎn)化,以9-C為例,常見碳譜類型及特征無畸變極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng)法,無畸變極化轉(zhuǎn)移增強(qiáng)法(DEPT） distortionless enhancement by polarization transfer 改變照射1H的脈沖寬度（） 所有13C信號(hào)均為單峰 不同類型13C分別呈正峰、倒峰 如 =45，CH，CH2，CH3 正峰 =90，CH 正峰 =135，CH，CH3，正峰，CH2 倒峰,,,二維核磁共振（2D-NMR）

47、,1H-1H相關(guān)譜 （1H-1H COSY） 1H-1H correlation spectroscopy 13C-1H相關(guān)譜 （13C-1H COSY） 異核多量子相關(guān)譜（HMQC） (1H-detected heteronuclear multiple quantum coherence) 13C-1H遠(yuǎn)程相關(guān)譜（ Lr. 13C-1H COSY） 異核多鍵相關(guān)譜（HMBC） （1H-detected heteronuclear multiple bond corerelation）,二維核磁共振（2D-NMR）1H-1H相關(guān)譜 （1H-1H COSY）,對(duì)角峰：同一個(gè)1H出現(xiàn)對(duì)角峰 相關(guān)峰：相互偶合的1H出現(xiàn)相關(guān)峰 用來歸屬相互偶合的1H信號(hào)，推斷官能團(tuán)的連接方式,,,,,,,,,,對(duì)角峰,,相關(guān)峰,二維核磁共振（2D-NMR）13C-1H相關(guān)譜 （13C-1H COSY）,異核多量子相關(guān)譜（HMQC） 1JC-H ，1H和與其直接相連的13C出現(xiàn)相關(guān)峰 用來進(jìn)行信號(hào)歸屬，判斷碳的級(jí)別,,,二維核磁共振（2D-NMR）13C-1H遠(yuǎn)程相關(guān)譜 （Lr. 13C-1H COSY）,異核多鍵相關(guān)譜（HMBC） 3JC-H ，1H和與其相隔3個(gè)化學(xué)鍵的13C出現(xiàn)相關(guān)峰 用來進(jìn)行信號(hào)歸屬，判斷碳的級(jí)別,,,,,,,,,,,,