中药化学执业中药师考试知识点考点辅导.pdf

1执业药师考试辅导执业药师考试辅导-中药化学中药化学中药有效成分的提取方法有哪些（一）中药有效成分的提取方法有哪些（一）（一）溶剂法（一）溶剂法针对中药所含有效成分及共存杂质的性质，选择适当的溶剂，采用适宜的方法将有效成分从药材中提取出来。需要掌握 4 个方面的问题：1.常用溶剂及性质常用溶剂包括石油醚、苯、乙醚（Et2O）、氯仿（CHCl3）、乙酸乙酯（EtOAc）、正丁醇（n-BuOH）、丙酮（Me2O）、乙醇（EtOH 或 Alc）、甲醇（MeOH）、水等，极性依次由小渐大。其中排在正丁醇以前的溶剂与水混合后能够分层，可用于从水溶液中萃取化学成分，而丙酮、乙醇、甲醇与水混合后不分层。另外象氯仿比水重、乙醚沸点低等一些基本知识，需要知道。2中药化学成分的极性中药化学成分因分子结构的不同会表现不同的极性。化合物极性的大小由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。一般而言，中药成分的分子越小，取代基的极性越强，极性基团的数目越多，则该成分极性越大，亲水性越强。如何判断某混合物中各成分的极性相对大小，是一个非常重要的问题。3溶剂提取法的基本原理相似相溶原理“相似相溶原理”的“相似”指的是极性相似，即所用溶剂的极性要与所提取成分的极性相似。一般，亲脂性强的溶剂，如石油醚，可提取亲脂性强的中药成分，如油脂、挥发油、游离甾体和三萜类化合物；氯仿或乙酸乙酯可提取游离生物碱、有机酸及黄酮苷元、香豆素苷元等中等极性化合物；丙酮或乙醇、甲醇可提取苷类、生物碱盐、鞣质等极性化合物；水可提取氨基酸、糖等水溶性成分。4提取方法溶剂法提取中药成分的常用方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法和连续回流提取法 5 种。其中浸渍法和渗漉法属于冷提法，适用于对热不稳定的成分的提取，但提取效率低于热提法，因此提取时间长、消耗溶剂多。含淀粉、果胶、粘液质等杂质较多的中药提取可选择浸渍法。煎煮法、回流提取法和连续回流提取法属于热提法，提取效率高于浸渍法、渗漉法，但只适用于对热稳定的成分的提取。三法比较，煎煮法只能用水作提取溶剂，回流提取法溶剂消耗量较大，连续回流提取法节省溶剂，但提取液受热时间长。（二）水蒸气蒸馏法（二）水蒸气蒸馏法能够用水蒸气蒸馏法提取的中药成分必须满足 3个条件，即挥发性、热稳定性和水不溶性（或虽可溶于水，但经盐析后可被与水不相混溶的有机溶剂提出，如麻黄碱）。凡能满足上述 3 个条件的中药化学成分均可采用此法提取。如挥发油、挥发性生物碱（如麻黄碱等）、小分子的苯醌和萘醌、小分子的游离香豆素等。（三）升华法（三）升华法适用于具有升华性的成分的提取，如游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）、小分子的游离香豆素等，以及属于生物碱的咖啡因，属于有机酸的水杨酸、苯甲酸，属于单萜的樟脑等。如何对中药有效成分进行分离与精制（二）如何对中药有效成分进行分离与精制（二）根据物质溶解度的差别，如何对中药有效成分进根据物质溶解度的差别，如何对中药有效成分进行分离与精制？行分离与精制？1结晶法需要掌握结晶溶剂选择的一般原则及判定结晶纯度的方法。结晶溶剂选择的一般原则：对欲分离的成分热时溶解度大，冷时溶解度小；对杂质冷热都不溶或冷热都易溶。沸点要适当，不宜过高或过低，如乙醚就不宜用。判定结晶纯度的方法：理化性质均一；固体化合物熔距 2；TLC 或 PC 展开呈单一斑点；HPLC 或GC 分析呈单峰。2沉淀法可通过 4 条途径实现：1）通过改变溶剂极性改变成分的溶解度。常见的有水提醇沉法（沉淀多糖、蛋白质）、醇提水沉法（沉淀树脂、叶绿素）、醇提乙醚或丙酮沉淀法（沉淀皂苷）等。2）通过改变溶剂强度改变成分的溶解度。使用较多的是盐析法，即在中药水提液中加入一定量的无机盐，使某些水溶性成分溶解度降低而沉淀出来。3）通过改变溶剂 pH 值改变成分的存在状态。适用于酸性、碱性或两性亲脂性成分的分离。如分离碱性成分的酸提碱沉法和分离酸性成分的碱提酸沉法。4）通过加入某种试剂与欲分离成分生成难溶性的复合物或化合物。如铅盐沉淀法（包括中性醋酸铅或碱式醋酸铅）、雷氏盐沉淀法（分离水溶性生物碱）、胆甾醇沉淀法（分离甾体皂苷）等。根据物质在两相溶剂中分配比的差异，如何对中根据物质在两相溶剂中分配比的差异，如何对中药有效成分进行分离与精制？药有效成分进行分离与精制？1液-液萃取选择两种相互不能任意混溶的溶剂，通常一种为水，另一种为石油醚、乙醚、氯仿、乙酸乙酯或正丁醇等。将待分离混合物混悬于水中，置分液漏斗中，加适当极性的有机溶剂，振摇后放置，分取有机相或水相，即可将极性不同的成分分离。分离的难易取决2于两种物质在同一溶剂系统中分配系数的比值，即分离因子。分离因子愈大，愈好分离。2纸色谱（PC）属于分配色谱。可用于糖的检识、鉴定，亦可用于生物碱的色谱鉴别等。3分配柱色谱可分为正相色谱与反相色谱。正相色谱固定相极性大，流动相极性小，可用于分离水溶性或极性较大的成分。反相色谱与此相反，适宜分离脂溶性化合物。如何根据物质分子大小对中药有效成分进行分离如何根据物质分子大小对中药有效成分进行分离与精制？与精制？1.透析法适用于水溶性的大分子成分（如蛋白质、多肽、多糖）与小分子成分（如氨基酸、单糖、无机盐）的分离。2.凝胶过滤法又称凝胶渗透色谱、分子筛过滤、排阻色谱。分离混合物时，各组分按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。常用凝胶有葡聚糖凝胶（Sephadex G）和羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20）。前者只适于在水中应用。后者既可在水中应用，又可在有机溶剂中应用，分离混合物时，既有分子筛作用，又有吸附作用。如分离游离黄酮时，主要靠吸附作用；分离黄酮苷时，则分子筛的性质起主导作用。3.超滤法4.超速离心法根据物质吸附性的差别根据物质吸附性的差别,如何对中药有效成分进如何对中药有效成分进行分离？行分离？在中药化学成分分离及精制工作中，应用较多的是固液吸附，其中涉及吸附剂、被分离物质和洗脱剂3 个要素。按常用吸附剂的不同，大致可分为以下几种。1）硅胶吸附色谱硅胶为极性吸附剂，吸附力的大小取决于被分离物质的极性（极性越大，吸附力越强）和洗脱溶剂的极性（溶剂极性越弱，硅胶对被分离物质的吸附能力越强）。因此，用硅胶吸附色谱分离一组极性不同的混合物时，极性大的物质因吸附力大而洗脱慢；洗脱溶剂的极性增大，洗脱能力增强，洗脱速度加快。另外硅胶有一定的酸性，在用其分离碱性成分时，需注意。2）氧化铝吸附色谱氧化铝亦为极性吸附剂，其吸附规律与硅胶相似。不同的是，氧化铝有一定的碱性，且具有铝离子，在用其分离一些酸性或酚性成分时，易产生不可逆吸附而不能被溶剂洗脱。如蒽醌类、黄酮类（葛根异黄酮除外）成分分离时一般不选择氧化铝。3）活性炭吸附色谱活性炭为非极性吸附剂，其吸附规律与硅胶、氧化铝恰好相反。对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对物质表现出强的吸附能力。常用于水溶液的脱色素，也可用于糖、环烯醚萜苷的分离纯化等。4）聚酰胺吸附色谱聚酰胺吸附属于氢键吸附，系通过其分子中众多的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此，聚酰胺吸附色谱特别适合分离酚类、醌类和黄酮类化合物。聚酰胺对被分离物质吸附力的大小取决于被分离物质分子结构中可与聚酰胺形成氢键缔合的基团数目及氢键作用强度。同时，溶剂也会影响聚酰胺对被分离物质的吸附，表现出各种溶剂在聚酰胺吸附色谱中洗脱能力有大有小，其由弱到强的大致顺序为水、甲醇、丙酮、氢氧化钠水溶液等。5）大孔吸附树脂吸附色谱大孔吸附树脂同时具有吸附性和分子筛性。一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性物质在水中易被极性树脂吸附。物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。对非极性大孔吸附树脂来说，洗脱溶剂极性越小，洗脱能力越强。该法可用于皂苷类成分的纯化分离。选择离子交换法分离中药有效成分，需注意什么选择离子交换法分离中药有效成分，需注意什么问题？问题？1）离子交换法适用于酸性、碱性或两性成分的分离，即要求被分离物质在水（或酸水，或碱水）溶液中呈解离状态。2）根据被分离物质呈解离状态时所带电荷的性质，可选择阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。鉴于中药所含大多数酸性、碱性或两性成分的酸碱性均较弱，一般在分离碱性成分时选择强酸性的阳离子交换树脂，在分离酸性成分时选择强碱性的阴离子交换树脂。3）通过选择阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，可将中药水提物中酸性、碱性、两性和中性成分进行分离。4）离子交换法亦可用于相同电荷离子的分离，其分离的依据是解离程度的不同（酸性或碱性不同的化合物，在相同条件下，其解离程度会有差异）。解离程度越大，被洗脱下来的速度越慢。生物碱（三）生物碱（三）1什么是生物碱？其在植物界的分布规律及在植物体内的存在形式有哪些？生物碱是指一类来源于生物界（以植物为主）的3含氮有机化合物。多数生物碱分子具有较复杂的环状结构，且氮原子在环状结构内，大多呈碱性，一般具有生物活性。但有些生物碱并不完全符合上述生物碱的含义，如麻黄碱的氮原子不在环内，咖啡不显碱性等。分布规律：（1）绝大多数生物碱分布在高等植物，尤其是双子叶植物中，如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。（2）极少数生物碱分布在低等植物中。（3）同科同属植物可能含相同结构类型的生物碱。（4）一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存，且它们的化学结构有相似之处。存在形式：有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷等。2生物碱的常见结构类型有哪些？这一部分内容需要结合后面的重点中药（如麻黄、黄连、洋金花、苦参、汉防己、马钱子、乌头等）中所含的生物碱的结构类型去掌握。重要类型包括：吡啶类：主要是喹喏里西啶类（苦参所含生物碱，如苦参碱）。莨菪烷类：洋金花所含生物碱，如莨菪碱。异喹啉类：主要有苄基异喹啉类（如罂粟碱）、双苄基异喹啉类（汉防己所含生物碱，如汉防己甲素）、原小檗碱类（黄连所含生物碱，如小檗碱）和吗啡类（如吗啡、可待因）。吲哚类：主要有色胺吲哚类（如吴茱萸碱）、单萜吲哚类（马钱子所含生物碱，如士的宁）、二聚吲哚类（如长春碱、长春新碱）。萜类：乌头所含生物碱（如乌头碱）、紫杉醇。甾体：贝母碱有机胺类：麻黄所含生物碱，如麻黄碱、伪麻黄碱。3生物碱的物理性质有哪些？这一部分内容需要重点掌握某些生物碱特殊的物理性质，主要包括：液体生物碱：烟碱、槟榔碱、毒藜碱。具挥发性的生物碱：麻黄碱、伪麻黄碱。具升华性的生物碱：咖啡因具甜味的生物碱：甜菜碱有颜色的生物碱：小檗碱、蛇根碱、小檗红碱。另外需注意生物碱的旋光性受多种因素的影响，如溶剂、pH 值、生物碱存在状态等。同时生物碱的旋光性影响其生理活性，通常左旋体的生理活性强于右旋体。生物碱生物碱-中药化学（四）中药化学（四）4生物碱的溶解性有何规律？1）亲脂性生物碱易溶于亲脂性有机溶剂（如氯仿、乙醚），可溶于醇类溶剂，难溶于水；生物碱盐难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水。2）季铵型生物碱难溶于亲脂性有机溶剂，可溶于醇类溶剂，易溶于水、酸水、碱水。3）一些小分子生物碱既可溶于水，也可溶于氯仿，如麻黄碱、苦参碱、秋水仙碱等。4）具有羧基的生物碱，可溶于碱水，如碳酸氢钠水溶液；具有酚羟基的生物碱，可溶于苛性碱溶液，如吗啡、青藤碱。5）具有内酯（或内酰胺）结构的生物碱可溶于热苛性碱溶液，如喜树碱。5生物碱的碱性大小如何表示？影响生物碱碱性大小的因素有哪些？生物碱的碱性大小用 pKa（生物碱的共轭酸的解离常数的负对数）表示，pKa 大，生物碱的碱性强。此处需要注意 pKa、pKb、Ka、Kb 四者之间的相互关系，它们与生物碱碱性大小的关系为：pKa 大、pKb小、Ka 小、Kb 大，生物碱的碱性强，反之则弱。影响生物碱碱性大小的因素包括：1）N 原子的杂化方式：SP3 氮大于 SP2 氮大于 SP氮2）电效应：诱导效应：烷基的供电子诱导效应使碱性增强；苯基、羰基、酯基、醚基、羟基、双键（含双键或氧原子的基团）的吸电子诱导效应使碱性降低。共轭效应：大部分共轭效应使碱性降低，其中苯胺型、酰胺型生物碱碱性降低明显，如胡椒碱、秋水仙碱、咖啡碱；烯胺型生物碱大部分碱性降低，个别碱性增强，如蛇根碱。3）空间效应：碱性降低，如叔胺碱的碱性一般弱于仲胺碱。东莨菪碱碱性小于莨菪碱，甲基麻黄碱的碱性小于麻黄碱即是因为这个缘故。4）氢键效应：碱性增强，如麻黄碱的碱性小于伪麻黄碱。6进行生物碱沉淀反应时需注意什么问题？1）常用沉淀试剂：碘化物复盐、重金属盐、大分子酸，其中碘化铋钾试剂（Dragendorff 试剂）最为常用。雷氏铵盐试剂可用于水溶性生物碱的分离。2）反应条件：稀酸水溶液。3）假阳性：蛋白质、多肽、鞣质等可引起假阳性，需净化。净化方法为酸水提取液碱化后氯仿萃取，氯仿萃取液再用酸水萃取，取酸水萃取液进行沉淀反应。4）假阴性：麻黄碱、咖啡碱与多数生物碱沉淀4试剂不能发生沉淀反应。5）应用：生物碱预识；生物碱提取、分离、纯化；生物碱检识（薄层或纸层色谱显色剂）。B17生物碱生物碱-中药化学（六）中药化学（六）刘 斌（北京中医药大学中药学院）10苦参生物碱的结构类型是什么？其理化性质和提取分离方法有哪些？（1）结构类型苦参所含生物碱主要是苦参碱和氧化苦参碱。此外还含有羟基苦参碱、N-甲基金雀花碱、安那吉碱、巴普叶碱和去氢苦参碱（苦参烯碱）等。这些生物碱都属于喹喏里西啶类衍生物。分子中均有 2 个氮原子，一个是叔胺氮，一个是酰胺氮。（2）理化性质碱性：苦参中所含生物碱均有两个氮原子。一个为叔胺氮（N-1），呈碱性；另一个为酰胺氮（N-16），几乎不显碱性，所以它们只相当于一元碱。苦参碱和氧化苦参碱的碱性比较强。溶解性：苦参碱的溶解性比较特殊，不同于一般的叔胺碱，它既可溶于水，又能溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂。氧化苦参碱是苦参碱的氮氧化物，具半极性配位键，其亲水性比苦参碱更强，易溶于水，难溶于乙醚，但可溶于氯仿。极性：苦参生物碱的极性大小顺序是：氧化苦参碱羟基苦参碱苦参碱。（3）提取分离苦参以稀酸水渗漉，酸水提取液通过强酸性阳离子交换树脂提取总生物碱。苦参碱和氧化苦参碱的分离，利用二者在乙醚中的溶解度不同进行。11麻黄生物碱的结构类型是什么？其理化性质、鉴别反应和提取分离方法有哪些？（1）结构类型麻黄中含有多种生物碱，以麻黄碱和伪麻黄碱为主，其次是甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱。麻黄生物碱分子中的氮原于均在侧链上，属于有机胺类生物碱。麻黄碱和伪麻黄碱属仲胺衍生物，且互为立体异构体，它们的结构区别在于 Cl 的构型不同。（2）理化性质挥发性：麻黄碱和伪麻黄碱的分子量较小，具有挥发性。碱性：麻黄碱和伪麻黄碱为仲胺生物碱，碱性较强。由于伪麻黄碱的共轭酸与 C2-OH 形成分子内氢键稳定性大于麻黄碱，所以伪麻黄碱的碱性强于麻黄碱。溶解性：由于麻黄碱和伪麻黄碱的分子较小，其溶解性与一般生物碱不完全相同，既可溶于水，又可溶于氯仿，但伪麻黄碱在水中的溶解度较麻黄碱小。麻黄碱和伪麻黄碱形成盐以后的溶解性能也不完全相同，如草酸麻黄碱难溶于水，而草酸伪麻黄碱易溶于水；盐酸麻黄碱不溶于氯仿，而盐酸伪麻黄碱可溶于氯仿。（3）鉴别反应麻黄碱和伪麻黄碱不能与大数生物碱沉淀试剂发生反应，但可用下述反应鉴别：二硫化碳-硫酸铜反应 属于仲胺的麻黄碱和伪麻黄碱产生棕色沉淀。属于叔胺的甲基麻黄碱、甲基伪麻黄碱和属于伯胺的去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱不反应。铜络盐反应 麻黄碱和伪麻黄碱的水溶液加硫酸铜、氢氧化钠，溶液呈蓝紫色。（4）提取分离溶剂法：利用麻黄碱和伪麻黄碱既能溶于水，又能溶于亲脂性有机溶剂的性质，以及麻黄碱草酸盐比伪麻黄碱草酸盐在水中溶解度小的差异，使两者得以分离。方法为麻黄用水提取，水提取液碱化后用甲苯萃取，甲苯萃取液流经草酸溶液，由于麻黄碱草酸盐在水中溶解度较小而结晶析出，而伪麻黄碱草酸盐留在母液中。水蒸汽蒸馏法：麻黄碱和伪麻黄碱在游离状态时具有挥发性，可用水蒸汽蒸馏法从麻黄中提取。离子交换树脂法：利用生物碱盐能够交换到强酸型阳离子交换树脂柱上，而麻黄碱的碱性较伪麻黄碱弱，先从树脂柱上洗脱下来，从而使两者达到分离。执业药师考试辅导：生物碱执业药师考试辅导：生物碱-中药化学（七）中药化学（七）北京中医药大学中药学院刘 斌12黄连生物碱的结构类型是什么？小檗碱有何主要理化性质和鉴别反应？（1）结构类型黄连生物碱主要包括小檗碱、巴马丁、黄连碱、甲基黄连碱、药根碱、木兰碱等，均属于苄基异喹啉衍生物，除木兰碱为阿朴菲型外都属于原小檗碱型，且都是季铵型生物碱。其中以小檗碱含量最高（可达10%），有抗菌、抗病毒作用。（2）小檗碱的理化性质1）性状 小檗碱为黄色针状结晶，加热至 110变为黄棕色，于 160分解。盐酸小檗碱加热至220分解，生成红棕色的小檗红碱。2）碱性 小檗碱属季铵型生物碱，可离子化而呈强碱性，其 pKa 值为 11.50。3）溶解性 游离小檗碱能缓缓溶解于水中，易溶于热水或热乙醇，在冷乙醇中溶解度不大。小檗碱的盐酸盐在水中的溶解度较小，较易溶于沸水，难溶5于乙醇。小檗碱与大分子有机酸，如甘草酸、黄芩苷、大黄鞣质等结合，形成的盐在水中的溶解度都很小。4）互变异构 小檗碱一般以季铵型生物碱的状态存在，可以离子化呈强碱性，能溶于水，溶液为红棕色。但在其水溶液中加入过量强碱，季铵型小檗碱则部分转变为醛式或醇式，其溶液也转变成棕色或黄色。醇式或醛式小檗碱为亲脂性成分，可溶于乙醚等亲脂性有机溶剂。（3）小檗碱的鉴别反应小檗碱除了能与一般生物碱沉淀试剂产生沉淀反应外，还具有两个特征性检识反应。1）丙酮加成反应 在强碱性下，盐酸小檗碱可与丙酮反应生成黄色结晶性小檗碱丙酮加成物。2）漂白粉显色的反应 在小檗碱的酸性水溶液中加入适量的漂白粉（或通入氯气），小檗碱水溶液即由黄色转变为樱红色。13汉防己生物碱的结构类型是什么？有何主要理化性质？如何提取分离？（1）结构类型汉防己甲素和汉防己乙素均为双苄基异喹啉衍生物，氮原子呈叔胺状态；轮环藤酚碱为季铵型生物碱。（2）理化性质1）碱性 汉防己甲素和汉防己乙素分子结构中均有两个处于叔胺状态的氮原子，碱性较强。轮环藤酚碱属于原小檗型季铵碱，具强碱性。2）溶解性 汉防己甲素和汉防己乙素亲脂性较强，具有脂溶性生物碱的一般溶解性。但由于两者分子结构中取代基的差异，前者为甲氧基，后者为酚羟基，故汉防己甲素的极性较小，能溶于冷苯；汉防己乙素极性较大，难溶于冷苯。轮环藤酚碱为水溶性生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。（3）提取分离汉防己用乙醇提取得总生物碱，然后根据各成分溶解性和极性的差异进行分离。将总生物碱溶于稀酸水，利用汉防己甲素和汉防己乙素在苯中溶解度的差异，碱化后用苯萃取出汉防己甲素，再用氯仿萃取出汉防己乙素；轮环藤酚碱为水溶性生物碱，仍留在碱水层。汉防己甲素和汉防己乙素的分离也可采用氧化铝柱色谱，利用其极性的差异进行分离，汉防己甲素极性小，先被洗脱，而汉防己乙素极性大，后被洗脱。苷类苷类-中药化学（十）中药化学（十）倪 健3.苷类化合物的一般性状、溶解性、旋光性、显色反应如何？（1)一般性状：苷类多是固体，其中糖基少的可结晶，糖基多的如皂苷，则多呈具有吸湿性的无定形粉末。苷类一般是无味的，但也有很苦的和有甜味的。（2）溶解性：苷类的亲水性与糖基的数目有密切的关系，其亲水性往往随糖基的增多而增大，大分子苷元如甾醇等的单糖苷常可溶于低极性有机溶剂，如果糖基增多，则苷元所占比例相应变小，亲水性增加，在水中的溶解度也就增加。因此用不同极性的溶剂顺次提取时，在各提取部位都有发现苷的可能。C-苷与 O-苷不同，无论在水或其他溶剂中的溶解度一般都较小。（3）旋光性：多数苷类呈左旋光性，但水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋光性，比较水解前后旋光性的变化，可用以检识苷类的存在。（4）显色反应：Molish 反应。Molish 试剂由浓硫酸和-萘酚组成。可检识糖和苷的存在。4.苷类化合物苷键裂解方法有哪些？通过苷键的裂解反应可使苷类化合物苷键切断，其目的在于了解组成苷类的苷元结构及所连接的糖的种类和组成，决定苷元与糖的连接方式及糖与糖的连接方式。苷类化合物苷键裂解方法主要包括以下几种。（1）酸催化水解 苷键具有缩醛结构，易为稀酸催化水解。反应一般在水或稀醇溶液中进行。常用的酸有盐酸、硫酸、乙酸、甲酸等。水解反应是苷原子先质子化。然后断键生成阳碳离子或半椅型中间体，在水中溶剂化而成糖。酸催化水解的难易与苷键原子的电子云密度及其空间环境有密切的关系，只要有利于苷键原子的质子化就有利于水解，其水解难易的规律可概括为：按苷键原子不同，酸水解的易难顺序为：N-苷O-苷S-苷C-苷。呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。酮糖较醛糖易水解。吡喃糖苷中吡喃环的 C-5 上取代基越大越难水解，因此五碳糖最易水解，其顺序为五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖。如果接有-COOH，则最难水解。氨基糖较羟基糖难水解，羟基糖又较去氧糖难水解。芳香属苷，如酚苷因苷元部分有供电子结构，水解比脂肪属苷如萜苷、甾苷容易得多。苷元为小基团者，苷键横键的比苷健竖键的易水解，因为横键上原子易于质子化。苷元为大基团者，6苷键竖键的比横键的易水解，因为苷的不稳定性促使水解。N-苷易接受质子，但当 N 原子处于嘧啶或酰胺位置时，N-苷也难于用矿酸水解。（2）碱催化水解 仅酯苷、酚苷、烯醇苷和-吸电子基取代的苷等才易为碱所水解。（3）酶催化水解 酶催化反应具有专属性高，条件温和的特点。常用的酶有转化糖酶，水解-果糖苷健。麦芽糖酶专使-葡萄糖苷键水解。杏仁苷酶是一种-葡萄糖苷水解酸，专属性较低，水解一般-葡萄糖苷和有关六碳醛糖苷。纤维素酶也是-葡萄糖苷水解酶。pH 条件对酶水解反应是十分重要的，芥子苷酶水解芥子苷，在 pH7 时酶解生成异硫氰酸酯类，在pH34 时酶解生成腈和硫黄。（4）氧化开裂法 Smith 裂解是常用的氧化开裂法。特别适用于一般酸水解时苷元结构容易改变的苷以及难水解的 C-苷。但不适用于苷元上有 1，2-二醇结构的苷类水解。Smith 裂解反应分 3 步：过碘酸钠氧化、四氢硼钠还原、稀酸水解。从 Smith 裂解得到的多元醇，可确定苷中糖的类型。如六碳糖苷（如葡萄糖、甘露糖、半乳糖）Smith 裂解得到的多元醇为丙三醇；五碳糖苷（如阿拉伯糖、木糖）Smith 裂解得到的多元醇为乙二醇；甲基五碳糖苷（如鼠李糖）Smith 裂解得到的多元醇为 1，2-丙二醇。B17苷苷 类类-中药化学（十一）中药化学（十一）北京中医药大学中药学院刘 斌 5.提取苷类化合物时，应注意什么问题？提取原生苷时，必须设法抑制或破坏酶的活性。一般常用方法是在中药中加入碳酸钙，或采用甲醇、乙醇或沸水提取。同时尽量避免与酸、碱接触。提取次生苷时要利用酶的活性。采用溶剂萃取法分离时，一般可用乙醚或氯仿萃取得到苷元，用醋酸乙酯萃取得到单糖苷，用正丁醇萃取得到多糖苷。6.研究苷类化合物结构时，糖的鉴定方法有哪些？（1）纸色谱糖类的纸色谱常用水饱和的有机溶剂展开，其中以正丁醇-乙醇-水和水饱和的苯酚两种溶剂系统应用最为普遍。糖类的纸色谱常用显色剂有：硝酸银试剂；三苯四氮唑盐试剂；苯胺-邻苯二甲酸盐试剂；3，5-二羟基甲苯盐酸试剂；过碘酸加联苯胺试剂等。（2）薄层色谱糖的极性大，在硅胶薄层上进行层析时，点样不宜过多（一般少于 5g）。若点样太多，斑点就会明显拖尾，Rf 值也下降，使一些 Rf 值相近的糖难以获得满意的分离。若硅胶用 0.03mol/L 硼酸溶液或一些无机盐（主要是强碱与弱或中等强度的酸所成的盐）的水溶液代替水调制吸附剂涂铺薄层，则样品承载量可明显增加，分离效果也有改善。（3）气相色谱 （4）离子交换色谱 （5）液相色谱7.研究苷类化合物结构时，糖链的结构研究内容及相应的研究方法有哪些？研究苷类化合物结构时，糖链的结构研究主要解决三个问题：单糖的组成；糖与糖的连接位置和顺序；苷键的构型。（1）单糖的组成鉴定一般是将苷键全部酸水解，然后用纸色谱检出单糖的种类。采用薄层扫描法或气相色谱法测定各单糖的分子比。（2）单糖之间连接位置的确定将苷全甲基化，然后水解苷键，鉴定所有获得的甲基化单糖，其中游离的羟基所在位置就是连接位置。注意水解条件应尽可能温和，否则会发生去甲基化反应和降解反应。目前单糖之间的连接位置多用 13CNMR 中的苷化位移来确定。（3）糖链连接顺序的确定早期决定糖连接顺序的方法主要是缓和酸水解，酶水解，乙酰解，碱水解等方法，将苷的糖链水解成较小的片段（各种低聚糖），然后分析这些低聚糖的连接顺序。质谱分析也可用于糖链连接顺序的研究。如在快原子轰击质谱（FABMS）中有时会出现苷分子中依次脱去末端糖的碎片离子峰。此外，目前 NOE 差谱技术、HMBC 谱也可用于糖链连接顺序的确定。（4）苷健构型的确定利用酶水解进行测定如麦芽糖酶能水解的为-苷键，而杏仁苷酶能水解的为-苷键。但必须注意并非所有的-苷键都能为杏仁苷酶所水解。利用 Klyne 经验公式进行计算MD=MD 苷 MD 苷元利用 NMR 进行测定1HNMR：葡萄糖-苷键 JH1-H2=68Hz，-苷键 JH1-H2=34Hz。鼠李糖、甘露糖不能用上法鉴别。713CNMR：1JC1-H1=170Hz（-苷键），1JC1-H1=160Hz（-苷键）。8.苦杏仁苷有何主要理化性质？如何鉴别？苦杏仁苷是一种氰苷，易被酸和酶所催化水解。水解得到的苷元-羟基苯乙腈很不稳定，易分解生成苯甲醛和氢氰酸。因此小剂量口服苦杏仁苷，由于生成-羟基苯乙腈，并进而释放出少量氢氰酸，对呼吸中枢呈镇静作用，而具有镇咳作用。但大剂量口服，则可产生中毒症状。鉴别苦杏仁苷时，可利用其水解产生的苯甲醛。苯甲醛不仅具有特殊的香味，而且可使三硝基苯酚试纸显砖红色。以此鉴定苦杏仁苷的存在。B17醌类化合物醌类化合物中药化学（十二）中药化学（十二）北京中医药大学中药学院刘 斌中药中含有的醌类化合物的主要结构类型有哪些？中药中含有的醌类化合物的主要结构类型有哪些？代表性的化合物是什么？代表性的化合物是什么？中药中含有的醌类化合物从结构上分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等四类。一、苯醌类。可分为邻苯醌和对苯醌两大类，前者不稳定，天然存在者以后者为多见。软紫草中含有的 arnebinol、arnebinone 属于此类，具有抑制前列腺素 PGE2 生物合成的作用。二、萘醌类。紫草及软紫草中的紫草素、异紫草素属于萘醌化合物，为紫草的有效成分，具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。三、菲醌类。丹参含有多种菲醌衍生物，其中丹参醌A、丹参B、隐丹参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌A 等为邻醌类衍生物，丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙为对醌类化合物。丹参醌类结构上具有菲醌母核，但生源属于二萜类。丹参菲醌类成分的鉴别可用浓硫酸试剂。四、蒽醌类。蒽醌类成分包括蒽酮及其不同还原程度的产物。按母核可分为单蒽核类及双蒽核类，按氧化程度又可分为氧化蒽酚、蒽酮、蒽酚及蒽酮的二聚物。（一）单蒽核类1、蒽醌及其苷类。天然蒽醌以 9，10-蒽醌最为常见，其 C-9、C-10 为最高氧化状态，较为稳定。大黄素型。羟基分布于两侧的苯环上。多数化合物呈黄色。大黄中的大黄酸、大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和芦荟大黄素属于此类。虎杖也含有此类成分。茜草素型。羟基分布在一侧苯环上，颜色为橙黄至橙红色，种类较少，如茜草中的茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素等。2、氧化蒽酚类。蒽醌在碱性溶液中可被锌粉还原生成氧化蒽酚及其互变异构体蒽二酚，氧化蒽酚及蒽二酚均不稳定，氧化蒽酚易氧化成蒽酮或蒽酚，蒽二酚易氧化成蒽醌。3、蒽酚或蒽酮类。蒽醌在酸性溶液中被还原，则生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。4、C-糖基蒽类。（二）双蒽核类l、二蒽酮类衍生物。二蒽酮以苷的形式存在。若催化加氢还原则生成二分子蒽酮，用 FeCl3 氧化则生成二分子蒽醌。大黄、番泻叶中致泻的主要成分番泻苷 A、B、C、D 等皆为二蒽酮类衍生物。二蒽酮类化合物 C10-C10键易于断裂，生成蒽酮类化合物。大黄中致泻的主要成分番泻苷 A，就是因其在肠内转变为大黄酸蒽酮而发挥作用。2、二蒽醌类。3、去氢二蒽酮类。醌类化合物有哪些主要物理性质？醌类化合物有哪些主要物理性质？1、性状。醌类化合物如无酚羟基，则近乎无色。随着助色团酚羟基的引入而表现出一定的颜色。引入的助色团越多，颜色越深。天然醌类多为有色晶体。苯醌及萘醌多以游离状态存在，蒽醌往往结合成苷。2、升华性。游离的醌类多具升华性，小分子的苯醌类及萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏。3、溶解性。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂，微溶或不溶于水。而醌类成苷后，极性增大，易溶于甲醇、乙醇、热水，几乎不溶于苯、乙醚等非极性溶剂。醌类化合物的酸性大小与结构有何关系？醌类化合物的酸性大小与结构有何关系？醌类化合物多具有酚羟基，呈酸性，易溶于碱性溶剂。分子中酚羟基的数目及位置不同，酸性强弱也不一样。一般规律如下：（1）带有羧基的蒽醌类衍生物酸性强于不带羧基者，一般蒽核上羧基的酸性与芳香酸相同，能溶于NaHCO3 水溶液。（2）如羟基位于苯醌或萘醌的醌核上，属插烯酸结构，酸性与羧基类似。（3）由于-羟基蒽醌中的 OH 与 CO 形成分子内氢键，-羟基蒽醌的酸性强于-羟基蒽醌衍生物。-羟基蒽醌的酸性较弱，不溶于碳酸氢钠及碳酸钠溶液。（4）羟基数目越多，酸性越强。随着羟基数目的增加，无论 位或 位，其酸性都有一定程度的增强。蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含 COOH含二个以上-OH含一个-OH含二个以上-OH含一个-OH。据此可采用 pH 梯度萃取法分离蒽醌类化合物：用碱性不同的水溶液（5%碳酸氢钠溶液、5%碳酸钠溶液、1%氢氧化钠溶液、5%氢氧化钠溶液）依次提取，其结果为酸性较强的化合物（带 COOH 或8二个-OH）被碳酸氢钠提出；酸性较弱的化合物（带一个-OH）被碳酸钠提出；酸性更弱的化合物（带二个或多个-OH）只能被 1%氢氧化钠提出；酸性最弱的化合物（带一个-OH）则只能溶于 5%氢氧化钠。醌类化合物有哪些重要显色反应？醌类化合物有哪些重要显色反应？（1）Feigl 的反应 醌类衍生物在碱性条件下加热与醛类、邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。（2）无色亚甲蓝显色试验 无色亚甲蓝乙醇溶液专用于鉴别苯醌及萘醌。样品在白色背景下呈现出蓝色斑点，可与蒽醌类区别。（3）Borntrager 反应 在碱性溶液中，羟基蒽醌类化合物显红色至紫红色。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需氧化形成蒽醌后才能呈色。（4）Kesting-Craven 反应 当苯醌及萘醌类化合物的醌环上有末被取代的位置时，在碱性条件下与含活性次甲基试剂，呈蓝绿色或蓝紫色，可用以与苯醌及萘醌类化合物区别。（5）与金属离子的反应 蒽醌类化合物如具有-酚羟基或邻二酚羟基，则可与 Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。其中与 Mg2+形成的络合物具有一定的颜色，可用于鉴别。如果核上只有一个-OH 或一个-OH 或二个 OH 不在同环上，显橙黄色至橙色；如已有一个-OH，并另有一个 OH 在邻位显蓝色至蓝紫色，若在间位则显橙红色至红色，在对位则显紫红色至紫色。如何从中药中提取分离蒽醌类化合物？如何从中药中提取分离蒽醌类化合物？1、提取。一般选用甲醇、乙醇作为提取溶剂。2、分离。蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物的分离：蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的溶解性不一样，后者易溶于有机溶剂如氯仿，前者易溶于水。游离蒽醌衍生物的分离：一般采用溶剂分步结晶法、梯度 pH 萃取法和色谱法。梯度 pH 萃取法是最常用的手段。另外柱色谱也是常用手段，常用的吸附剂有硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺，一般不用氧化铝，以免发生不可逆的化学吸附。从中药大黄中提取分离游离蒽醌衍生物时，可采用以下方法：大黄用乙醇回流提取乙醇提取物用乙醚溶解乙醚溶液依次用 5%碳酸氢钠、5%碳酸钠和 5%氢氧化钠萃取碱水液分别酸化，过滤，依次得到大黄酸、大黄素以及大黄素甲醚、大黄酚、芦荟大黄素三者的混合物后三者混合物用热异戊二醇溶解分离出芦荟大黄素大黄素甲醚、大黄酚的分离采用聚酰胺柱色谱，先洗脱得到大黄酚，后洗脱得到大黄素甲醚。蒽醌苷类的分离：常用载体有聚酰胺、硅胶及葡聚糖凝胶。蒽醌类化合物的紫外光谱、红外光谱和质谱有何蒽醌类化合物的紫外光谱、红外光谱和质谱有何特征？特征？1、紫外光谱。蒽醌母核可划分成具有苯甲酰基结构的部分和具有醌样结构的部分。苯甲酰基结构部分给出第 II 和 IV 峰，醌样结构部分给出第 III 和 V峰。5 个吸收谱带范围大致如下：230nm 左右（第峰）、240260nm（第峰）、262295nm（第峰）、305389nm（第峰）、400nm 以上（第峰）。第峰：羟基蒽醌母核上羟基数目越多，吸收峰波长越长。第峰的波长与羟基所在的位置是、无关，吸收强度主要取决于 羟基的数目。第峰：为醌样结构所引起，-酚羟基取代，吸收峰红移，吸收强度增加。若吸收强度 lg 值大于 4.l，提示蒽醌母核上具有-酚羟基，否则-酚羟基不存在。第峰：如蒽醌母核 位有供电子基，峰位红移，强度降低；如取代基处于 位，则吸收峰强度增大。第 V 峰：主要受-酚羟基数目的影响，数目越多，红移越多。2、红外光谱。1，8-二羟基蒽醌和 1-羟基蒽醌具有 2 个羰基峰，其中 1，8-二羟基蒽醌的 2 个羰基峰相差大于 40cm-1，1-羟基蒽醌的 2 个羰基峰相差小于40cm-1。其他类型的羟基蒽醌均为 1 个羰基峰。3、质谱。蒽醌类衍生物的质谱特征是分子离子峰为基峰，游离醌依次脱去两分子 CO，得到 MCO及 M2CO 的强峰以及它们的双电荷峰。B17香豆素与木脂素香豆素与木脂素-中药化学（十三）中药化学（十三）北京中医药大学中药学院刘 斌1、常见香豆素的结构类型有哪些？香豆素属于天然苯丙素类成分。苯丙素类成分在植物体内由醋酸或苯丙氨酸和酪氨酸衍生而成，后两种物质脱氨生成桂皮酸的衍生物。香豆素是邻羟基桂皮酸的内酯。香豆素的母核为苯骈-吡喃酮。根据其结构特征可分为五大类，即简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素、异香豆素类和其他香豆素。（1）简单香豆素：代表化合物是伞形花内酯。（2）呋喃香豆素：分为 6，7-呋喃香豆素（线型）和 7，8-呋喃香豆素（角型）。前者以补骨脂内酯为代表，又称补骨脂内酯型；后者以白芷内酯为代表，又称异补骨脂内酯型。（3）吡喃香豆素：分为 6，7-吡喃香豆素（线型）和 7，8-吡喃香豆素（角型）。前者以花椒内酯为代表，后者以邪蒿内酯为代表。9（4）异香豆素：香豆素的异构体，代表化合物有茵陈炔内酯、仙鹤草内酯等。（5）其他香豆素2.香豆素类化合物有哪些重要理化性质？（1）性状：游离香豆素多数有较好的结晶，且大多有香味。香豆素中分子量小的有挥发性，能随水蒸气蒸馏，并能升华。香豆素苷多数无香味和挥发性，也不能升华。（2）荧光：香豆素母体本身无荧光，而羟基香豆素在紫外光下多显现蓝色荧光，在碱溶液中荧光更为显著。香豆素类成分荧光强弱与分子结构中取代基的种类和位置有一定关系：一般在 C-7 位引入羟基即有强烈的蓝色荧光，加碱可变为绿色荧光；但在 C-8位再引入一羟基，则荧光减至极弱，甚至不显荧光。呋喃香豆素多显蓝色荧光，但较弱。（3）溶解性：游离香豆素能溶于沸水，难溶于冷水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿和乙醚；香豆素苷能溶于水、甲醇和乙醇，而难溶于乙醚等极性小的有机溶剂。（4）与碱的作用：香豆素及其苷因分子中具有内酯环，在强碱溶液中内酯环可以开环生成顺邻羟基桂皮酸盐，加酸又可重新闭环成为原来的内酯。但如与碱长时间加热，则可转变为稳定的反邻羟基桂皮酸盐。因此用碱提取香豆素时，必须注意碱液的浓度，并应避免长时间加热，以防破坏内酯环。3.香豆素类化合物有哪些重要检识反应？（1）异羟肟酸铁反应由于香豆素类具有内酯环，在碱性条件下可开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，然后再于酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。（2）三氯化铁反应具有酚羟基的香豆素可与三氯化铁试剂产生颜色反应。（3）Gibbs 反应Gibbs 试剂是 2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，它在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。（4）Emnerson 反应Emerson