天然药化-绪论15章.pptx

天然药物化学Medicinal Chemistry of Natural Products第第一部分总总 论论备注：该部分包含了教材的五章内备注：该部分包含了教材的五章内容：容：第一章天然药物活性成分的研究第一章天然药物活性成分的研究 第二章天然药物化学成分的提取方法第二章天然药物化学成分的提取方法 第三章天然药物化学成分的分离方法第三章天然药物化学成分的分离方法 第四章色谱分离法第四章色谱分离法 第五章第五章天然产物的结构鉴定程序天然产物的结构鉴定程序Question:内在本质？内在本质？第一节第一节 绪绪 论论(一一)概念概念1.天然药物的定义：指动物、植物和矿物等自然界中天然药物的定义：指动物、植物和矿物等自然界中存在的，有药理活性的天然产物。存在的，有药理活性的天然产物。2.天然药物的来源：植物、动物、矿物、微生物、海天然药物的来源：植物、动物、矿物、微生物、海洋天然产物洋天然产物3.中药：中药：中医药理论指导中医药理论指导(性味、归经、配伍等性味、归经、配伍等)4.民族药、民间药民族药、民间药5.天然药物研究现状：天然药物研究现状：国际市场对天然药物的需求日益增大 2000年全球植物药销售额，300亿美元，世界各地加强天然药物研发的投入 1983-1994年，上市522种新药，44%天然来源 1984-1995，FDA，31种抗癌新药，61%天然来源 93种抗感染新药，63%天然来源（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容1.定义定义天然药物化学：是运用现代科学理论与方法研究天然药物中天然药物化学：是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。化学成分的一门学科。研究内容：研究内容：各类天然药物化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点结构特点、物理化学性质、提取分离方法物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定化学成分的结构鉴定知识。此外，也涉及主要类型化学成分的生物合成途径生物合成途径等内容。例：例：紫杉醇紫杉醇（taxol）：今日抗癌之星：今日抗癌之星（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容红豆杉红豆杉 Taxus mairei 1963年美国化学家M.C.Wani和Monre E.Wall首次从太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。1971年，他们才通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。它能使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。通过-临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。07年，国内首次利用手性催化技术成功合成出抗癌药物紫杉醇。研究对象：化学成分研究对象：化学成分特别是生理活性成分或有效成分特别是生理活性成分或有效成分化学成分：化学成分：天然药物中含有的各种化学物质，如生物碱、黄生物碱、黄酮化合物酮化合物、皂苷、蒽醌、香豆素、挥发油皂苷、蒽醌、香豆素、挥发油等。如中药麻黄（Ephedra spp.）中含有左旋麻黄素等多种生物碱以及挥发油、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素、草酸钙等化学成分；中药甘草（Glycyrrhiza uralensis）中则含有甘草酸等多种皂苷以及黄酮、淀粉、纤维素、草酸钙等成分。生理活性成分：生理活性成分：即经过不同程度药效试验或生物活性试验，包括体外（in vitro）及体内（in vivo）试验，证明对机体具有一定生理活性的成分。（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容成分的复杂性：成分的复杂性：不同药物所含成分类型不同；每种类型成分的数目多。有效成分：有效成分：即药材中代表其功效代表其功效的化学成分。如左旋麻黄素(l-ephedrine)具有平喘、解痉作用；甘草酸(glycyrrhizin)具有抗炎、抗过敏、治疗胃溃疡的作用，分别被认为是麻黄及甘草中的代表性有效成分。（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容l无效成分无效成分(相对性)蛋白、多糖等（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容有效部位有效部位 active fraction 一种主要有效成分/一组结构相近的有效成分如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等。Question:何谓有效成分？举例说明。何谓有效成分？举例说明。（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容（二）天然药物化学的定义、研究对象、研究内容天然药物化学的研究内容：天然药物化学的研究内容：结构特点结构特点理化性质理化性质提取分离方法提取分离方法结构鉴定方法结构鉴定方法生物合成生物合成结构修饰结构修饰构效关系构效关系生物转化生物转化体内代谢过程等体内代谢过程等(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位1.寻找新药或活性先导化合物寻找新药或活性先导化合物*据1981年统计，建国以来研制新药104种，其中来自植物、动物有效成分及改构共61种，占58.6%。2.2.阐明中药的药效物质基础阐明中药的药效物质基础2.1 探索中药防治疾病机理探索中药防治疾病机理麻黄功效：发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿物质基础：麻黄碱肾上腺素样作用收缩血管、兴奋中枢发汗去甲麻黄碱松弛支气管平滑肌平喘伪麻黄碱升压、利尿消肿(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位2.2 促进中药药性理论研究的深入促进中药药性理论研究的深入性：性：热性、温热药去甲乌药碱肾上腺素味：味：辛味药（解表、理气）挥发油归经：归经：同一归经药的相同、相似化学成分有效成分的作用靶点：麻黄碱解痉肺经伪麻黄碱利水膀胱经有效成分体内代谢动力学：川芎川芎嗪在肝脏、胆囊分布多归肝、胆经(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位2.3 阐明中药复方配伍的科学内涵阐明中药复方配伍的科学内涵单味药的有效成分研究复方有效成分各单味药有效成分的简单加和协同、拮抗作用物理、化学作用改变溶出度柴胡人参人参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类的溶出发生化学反应四逆汤：附子、干姜、甘草等乌头碱与甘草皂苷形成不溶性沉淀减毒(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位 2.4 阐明中药炮制原理阐明中药炮制原理炮制前后有效成分、有毒成分的变化改进炮制工艺制定炮制规范或标准如：延胡索醋炒 增加生物碱溶出增效乌头类蒸煮水解双酯型生物碱减毒(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位2.5 剂型选择剂型选择有效成分的溶解性、酸碱性、挥发性、稳定性等水溶性好注射液双黄连/参脉口服液生脉颗粒剂板蓝根难溶于水片、胶囊、滴丸等2.6 制剂工艺优化制剂工艺优化有效成分的理化性质2.7 制剂稳定性制剂稳定性有效成分的理化性质合适pH、适当包装(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位2.8 先导化合物的发现先导化合物的发现入世后化学药品受到专利保护，仿制须向创新转轨，新的药品注册法，单纯改变剂型已不能按新药申报创新药物研究的关键切入点：先导化合物的先导化合物的发现。发现。从天然药物中发现先导物、创制新药世界公认的有效途径从中药中发现先导物的优势：数千年临床实践疗效确切；丰富的资源结构、活性的多样性(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位3.3.植物化学分类学的研究植物化学分类学的研究(Chemotaxonomy)利用植物的亲缘相关性利用植物的亲缘相关性 改变传统的形态分类方改变传统的形态分类方法。法。植物化学分类学：植物化学分类学：是利用化学特征来研究植物各类群间的亲缘关系，探讨植物界的演化规律，也可说是从分子水平上来研究植物分类和系统演化的一门学科。植物化学分类学的主要研究任务：植物化学分类学的主要研究任务：是探索各分类等级(如门、纲、目、科、属和种等)所含化学成分的特征和合成途径；探索和研究各化学成分在植物系统中的分布规律以及在经典分类学的基础上，从植物化学组成所表现出来的特征，并结合其他有关学科，来进一步研究植物的系统发育。(三三)天然药物化学在药学专业中的作用与地位天然药物化学在药学专业中的作用与地位4.功能性食品用及相关产品功能性食品用及相关产品功能食品银耳、苦荞等天然色素辣椒红色素-辣椒叶黄素-万寿菊紫草红-紫草根姜黄素-姜黄香料美容化妆品natural perfume 人参、珍珠、黄芪、当归、何首乌、白芷(四四)天然药物化学发展历史沿革和现状天然药物化学发展历史沿革和现状特点一：以化学成分的发现和分离为主特点一：以化学成分的发现和分离为主1806，阿片吗啡（morphine）1820，金鸡纳树皮奎宁(quinine)1828,烟草烟碱（nicotine）1885，麻黄麻黄碱（ephedrine）吐根碱、士的宁、小檗碱，阿托品、可卡因等特点二：结构鉴定以化学方法为主特点二：结构鉴定以化学方法为主氧化、还原等降解反应推导结构碎片合成、全合成证明结构特点三：生源合成途径、本质的揭示特点三：生源合成途径、本质的揭示生源前体的识别：萜类MVA 生物碱-Aa 生源合成本质的揭示：生物细胞内多步酶促反应有机反应理论来解释机制生物合成物质用于结构确定(四四)天然药物化学发展历史沿革和现状天然药物化学发展历史沿革和现状学科迅速发展时期学科迅速发展时期20世纪以来世纪以来特点一：色谱技术用于天然化合物的分离和纯化特点一：色谱技术用于天然化合物的分离和纯化1906，俄，Tsweet，碳酸钙为吸附剂，石油醚为洗脱剂，1931，德，Kuhn and Lederer，氧化铝、碳酸钙为吸附剂，1940，提出了液液色谱法，如逆流分配1952，James and Martin，提出气液色谱理论20世纪60年代，高效液相色谱出现(四四)天然药物化学发展历史沿革和现状天然药物化学发展历史沿革和现状特点二特点二:波谱技术用于天然化合物的结构鉴定波谱技术用于天然化合物的结构鉴定 IR：1944，Pekin-Elmer公司，第一台红外光谱仪MS：20世纪，质谱仪EI、CI，FD，FAB，ESI，MALDI ESI-TOF，MALDI-TOF NMR：1953，30MHZ的连续波核磁共振仪70年代，脉冲傅立叶变换核磁共振仪1D NMR2D NMR 3060100300MHz 400500600800900MHz UV，X-ray，ORD(旋光)，CD(圆二色光谱)等(四四)天然药物化学发展历史沿革和现状天然药物化学发展历史沿革和现状特点三：研究深度、广度、速度发生了革命性的变化特点三：研究深度、广度、速度发生了革命性的变化深度、广度：机体内源活性物质微量、水溶性、不稳定、大分子速度：吗啡1804-1925 利血平1952-1956 生物碱：1952前100年，95个1952-1962，1107个1962-1972，3443个(五五)天然药化研究发展趋势天然药化研究发展趋势研究内容的重大转变研究内容的重大转变1.活性成分研究转向微量、水溶性、大分子成分2.由单味中药转向复方中药3.生物活性检测转向分子水平（动物器官组织细胞分子水平）血清药理学血清化学组织培养组织培养1)解决植物活性成分含量偏少2)合理保护药用资源注重结构改造和仿生合成注重结构改造和仿生合成(六六)学习学习天然药物化学天然药物化学方法方法（一）基本骨架类型及其结构特征（一）基本骨架类型及其结构特征1.基本骨架2.主要活性化合物（二）各类成分的理化性质（二）各类成分的理化性质1.共性1)鉴别反应：(1)沉淀反应(2)显色反应2)溶解性3)酸碱性2.特性（三）各类成分的提取分离方法（三）各类成分的提取分离方法1.利用不同溶解度2.利用不同酸碱性3.利用层析分离法（四）各类成分的结构测定方法（四）各类成分的结构测定方法1.各类成分的主要化学反应2.主要成分的波谱特征特别注意：理论和实践并重特别注意：理论和实践并重第二节第二节 生物合成生物合成一次代谢：一次代谢：对维持植物生命活动不可缺少的过程几乎所有绿色植物中都存在糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、核酸代谢一次代谢产物一次代谢产物 Primary metabolits 对机体生命活动不可缺少的物质糖、脂肪、蛋白质、核酸、氨基酸二次代谢：二次代谢：对维持植物生命活动来说不起重要作用并非所有植物中都存在二次代谢产物二次代谢产物 Secondary metabolits 对机体生命活动并非不可缺少的物质生物碱、黄酮、萜类、蒽醌、香豆素等 第二节第二节 生物合成生物合成1.醋酸-丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类2.甲戊二羟酸途径：萜、甾体类3.桂皮酸途径：苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类4.氨基酸途径：生物碱5.复合途径：醋酸-丙二酸莽草酸径 醋酸-丙二酸甲戊二羟酸途径 氨基酸甲戊二羟酸途径 氨基酸-醋酸-丙二酸途径 氨基酸莽草酸径第三节第三节提取分离方法提取分离方法(一一)中药有效成分的提取中药有效成分的提取水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 适合具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分提取。提取中药的挥发油、某些小分子生物碱如：麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚类如：牡丹酚等。第三节第三节提取分离方法提取分离方法What is?Supercritical Fluid Extraction(SFE)超临界流体萃取超临界流体萃取(supercritical fluid SFE)第三节第三节提取分离方法提取分离方法SolidLiquidGasTemperature/CSupercriticalFluid31 TcPressure/AtmPc 73Supercritical PointPhase DiagramCO2第三节第三节提取分离方法提取分离方法第三节第三节提取分离方法提取分离方法升华法升华法 ：升华性 固体物质在受热时，不经过熔融直接转化为气态，遇冷后又凝结为固体的现象。樟木-樟脑 本草纲目世界最早 茶叶-咖啡因但一般使用很少第三节第三节提取分离方法提取分离方法溶剂提取法：最常用溶剂提取法：最常用1.1.选择溶剂考虑因素选择溶剂考虑因素2.2.常见溶剂的种类及其特点常见溶剂的种类及其特点3.3.常用溶剂提取方法常用溶剂提取方法4.4.影响溶剂提取效率的因素影响溶剂提取效率的因素溶剂提取法：溶剂提取法：1.1.选择溶剂考虑因素：选择溶剂考虑因素：溶剂尽可能多地溶出有效成分溶剂尽可能多地溶出有效成分,杂质少溶或不溶杂质少溶或不溶有效成分、杂质、溶剂的极性：相似相溶原理有效成分、杂质、溶剂的极性：相似相溶原理溶剂的安全性、价廉易得、回收方便等溶剂的安全性、价廉易得、回收方便等2.2.常见溶剂的种类及其特点常见溶剂的种类及其特点 溶溶溶溶 剂剂剂剂沸点沸点介电常数介电常数溶解度溶解度 水中水中石石石石 油油油油 醚醚醚醚环环环环 己己己己 烷烷烷烷30-12080.71.892.02苯苯苯苯乙乙乙乙 醚醚醚醚氯氯氯氯 仿仿仿仿醋酸乙酯醋酸乙酯醋酸乙酯醋酸乙酯正正正正 丁丁丁丁 醇醇醇醇 80 35 61 77 1182.294.344.816.02 17.8 丙丙丙丙 酮酮酮酮乙乙乙乙 醇醇醇醇甲甲甲甲 醇醇醇醇水水水水 56 78 65 100 20.7 24.3 32.6 80.4任意混合任意混合任意混合任意混合9g8.6g1g7.5g0.08g石油醚石油醚石油醚石油醚 环己烷环己烷环己烷环己烷 苯苯苯苯 氯仿氯仿氯仿氯仿 乙醚乙醚乙醚乙醚 乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯 丙酮丙酮丙酮丙酮 乙醇乙醇乙醇乙醇 甲醇甲醇甲醇甲醇 水水水水2.2.常见溶剂的种类及其特点常见溶剂的种类及其特点环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水乙醇，甲醇，水极性：极性：亲脂性：亲脂性：亲水性：亲水性：比水重的有机溶剂比水重的有机溶剂与水可以以任意比例混溶的有机溶剂与水可以以任意比例混溶的有机溶剂与水分层的有机溶剂与水分层的有机溶剂能与水分层的极性最大的有机溶剂能与水分层的极性最大的有机溶剂常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂剂溶解范围最广的有机溶剂溶解范围最广的有机溶剂 3.天然药物各类成分的极性与提取溶剂的关系天然药物各类成分的极性与提取溶剂的关系植物成分极性强弱植物成分结构类型适于提取溶剂亲脂性强叶绿素、脂肪油、挥发油石油醚亲脂性较强游离生物碱、苷元、甾类、萜类、某些有机酸乙醚、氯仿中等极性中偏小某些苷类(如强心苷等)氯仿-乙醚(2:1)中 等某些苷类(如黄酮苷类)乙酸乙酯中偏大某些苷类(如蒽醌苷、皂苷等)正丁醇亲水性较强极性大的苷、糖类、氨基酸等丙酮、乙醇、甲醇亲水性强蛋白质、粘液汁、糖类、氨基酸、无机盐、苷类水4.4.常用溶剂提取方法常用溶剂提取方法浸渍法：浸渍法：水水/稀醇，冷提稀醇，冷提渗漉法：渗漉法：乙醇，冷提乙醇，冷提 提取效率高，但溶剂用量大提取效率高，但溶剂用量大超声提取：超声提取：各种溶剂，可加热各种溶剂，可加热煎煮法：煎煮法：水水回流提取回流提取：有机溶剂有机溶剂,溶剂用量大溶剂用量大连续回流提取：连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器有机溶剂，索氏提取器 溶剂反复利用溶剂反复利用(二二)中药有效成分的分离与精制中药有效成分的分离与精制1.1.根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离（1 1）调节温度）调节温度温度不同温度不同溶解度改变，结晶、重结晶溶解度改变，结晶、重结晶待纯化物待纯化物A+A+杂质杂质B B、C C加加MeOHMeOH热溶热溶热滤热滤残渣残渣（C C）滤液滤液（A+BA+B）冷置析晶冷置析晶母液母液（B B）结晶结晶（A A）(二二)中药有效成分的分离与精制中药有效成分的分离与精制2.2.根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离（2 2）改变混合溶剂极性）改变混合溶剂极性加另一种极性相差较大的溶剂加另一种极性相差较大的溶剂混合溶剂极性改变混合溶剂极性改变部分物质沉淀析出部分物质沉淀析出 A 水水/醇法：除去水提液中的水溶性杂质醇法：除去水提液中的水溶性杂质 B 醇醇/水法：除去醇提液中的脂溶性杂质水法：除去醇提液中的脂溶性杂质 C 醇醇/醚法（醇醚法（醇/丙酮法）：纯化皂苷丙酮法）：纯化皂苷中药中药水提取液水提取液加数倍量加数倍量浓醇浓醇静置过夜静置过夜母液母液（目标成分）（目标成分）沉淀沉淀（水溶性杂质水溶性杂质）（如蛋白质、多糖、果胶、粘液质）（如蛋白质、多糖、果胶、粘液质）A A 水水/醇法醇法除去水提液中的水溶性杂质除去水提液中的水溶性杂质中药中药醇提取液醇提取液加数倍加数倍水水静置过夜静置过夜母液母液（目标成分）（目标成分）沉淀沉淀（脂溶性杂质脂溶性杂质）（如油脂、叶绿素等）（如油脂、叶绿素等）B B 醇醇/水法：除去醇提液中的脂溶性杂质水法：除去醇提液中的脂溶性杂质皂苷的皂苷的醇溶液醇溶液加数倍量加数倍量乙醚，乙醚，静置静置母液母液（脂溶液杂质）（脂溶液杂质）沉淀沉淀（皂苷皂苷）C C 醇醇/醚法（醇醚法（醇/丙酮法）：纯化皂苷丙酮法）：纯化皂苷酸、碱、两性成分调节pH改变分子存在状态改变溶解度A酸/碱法（酸提取碱沉淀法）：生物碱的提取、纯化B碱/酸法（碱提取酸沉淀法）：黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化C.调节pH至等电点，沉淀蛋白1 1 1 1 根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离根据物质的溶解度差异进行分离 (3)(3)(3)(3)调节调节调节调节pHpHpHpH醇提物浸膏（醇提物浸膏（B）药渣药渣酸水提取液酸水提取液稀酸水提取稀酸水提取（BH+）碱化碱化沉淀沉淀（B）碱水液碱水液（水溶性杂质）（水溶性杂质）（脂溶性杂质）（脂溶性杂质）A A酸酸/碱法（酸提取碱沉淀法）碱法（酸提取碱沉淀法）生物碱的提取、纯化生物碱的提取、纯化H H+BHBH+B BOHOH-药材（药材（HA）药渣药渣碱水提取液碱水提取液碱水提取碱水提取（A-）酸化酸化沉淀沉淀（HA）酸水液酸水液（水溶性杂质）（水溶性杂质）（脂溶性杂质）（脂溶性杂质）B B碱碱/酸法（碱提取酸沉淀法）酸法（碱提取酸沉淀法）黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化H H+A A-HAHAOHOH-1.根据物质的溶解度差异进行分离（4 4）加沉淀剂）加沉淀剂酸、碱成分加入某种沉淀试剂水不溶性盐A酸性成分 Pb2+、Ba2+、Ca2+水悬浮，通H2S 母液（）B.碱性化合物 苦味酸/苦酮酸，磷钼酸/磷钨酸/镭氏盐 强H+，Et2O萃取 H2O层（）2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离分配比分配比K K=CU/CL 分离因子分离因子 =KA/KB （KA KB）100 1次萃取，基本分离次萃取，基本分离10 100 10 12次次 2 100次以上次以上 1 无法分离无法分离上层上层下层下层2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离（1）简单液液萃取法）简单液液萃取法（2）逆流分溶法（）逆流分溶法（CCD，countercurrent distribution）（3）纸色谱（）纸色谱（PC，paper chromatography）（4）液液分配柱色谱）液液分配柱色谱（5）液滴逆流色谱）液滴逆流色谱 （DCCC，droplet countercurrent chromarography）（6）高速逆流色谱）高速逆流色谱(HSCCC，high speed countercurrent chromarography）2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离逆流分溶法逆流分溶法(CCD)：一种多次连续的液：一种多次连续的液-液萃取分离液萃取分离过程。过程。2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离液液分配柱色谱液液分配柱色谱固定相涂覆于硅胶等多孔载体上，装柱固定相涂覆于硅胶等多孔载体上，装柱流动相通过色谱柱进行洗脱流动相通过色谱柱进行洗脱物质在两相溶剂中分布物质在两相溶剂中分布 分配比不同，被洗脱速度不同分配比不同，被洗脱速度不同2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离液液分配柱色谱液液分配柱色谱 正相色谱与反相色谱的定义正相色谱与反相色谱的定义2.2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离液滴逆流色谱液滴逆流色谱 DCCC droplet countercurrent chromarography高速逆流色谱法高速逆流色谱法高速逆流色谱法高速逆流色谱法HSCCCHSCCC :是在逆流分溶法基础上创建是在逆流分溶法基础上创建的色谱装置，可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，的色谱装置，可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（1）吸附的类型）吸附的类型 物理吸附：物理吸附：分子间力，无选择性，可逆。分子间力，无选择性，可逆。硅胶、氧化铝、活性炭硅胶、氧化铝、活性炭 化学吸附：化学键，选择性较强，常不可逆。化学吸附：化学键，选择性较强，常不可逆。硅胶硅胶生物碱生物碱 碱性氧化铝碱性氧化铝黄酮、蒽醌等黄酮、蒽醌等 半化学吸附：氢键，选择性较弱，多可逆半化学吸附：氢键，选择性较弱，多可逆 聚酰胺聚酰胺3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离(2)物理吸附的基本规律物理吸附的基本规律极性相似者易于吸附 非极性吸附剂：活性炭对非极性成分吸附强溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力溶质可被极性弱的溶剂洗脱极性吸附剂：硅胶、氧化铝 对极性物质亲和力强 溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力 溶质可被极性强的溶剂洗脱 3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（3）极性及强弱判断）极性及强弱判断 一般物质：官能团的种类、数目、位置、碳链长短一般物质：官能团的种类、数目、位置、碳链长短 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 溶剂：介电常数溶剂：介电常数，极性，极性 环己烷（环己烷（1.88）苯（苯（2.29）无水乙醚（无水乙醚（4.47）氯仿氯仿（5.20）乙酸乙酯（乙酸乙酯（6.11）乙醇（乙醇（26.0）甲醇（甲醇（31.2）水（水（81.0）Question:高级脂肪酸含有羧基，为何极性很弱？高级脂肪酸含有羧基，为何极性很弱？3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（4）吸附柱色谱法用于物质的分离）吸附柱色谱法用于物质的分离n硅胶吸附柱色谱硅胶吸附柱色谱n 氧化铝吸附柱色谱氧化铝吸附柱色谱A吸附剂：吸附剂：3060倍，有时倍，有时100200倍倍B装柱：装柱：径高比（径高比（d/h）1:151:20 干法装柱干法装柱/湿法装柱湿法装柱C上样：上样：干法上样干法上样/湿法上样湿法上样D洗脱：洗脱：等度等度/梯度（洗脱剂极性递增）梯度（洗脱剂极性递增）E托尾：托尾：化学吸附：硅胶化学吸附：硅胶碱性成分碱性成分 洗脱剂中加入碱洗脱剂中加入碱 氧化铝氧化铝酸性成分酸性成分 洗脱剂中加入酸洗脱剂中加入酸F洗脱系统的选择：洗脱系统的选择：TLC Rf=0.20.33.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱性性 质质 高分子聚合物高分子聚合物 不溶于常见有机溶剂不溶于常见有机溶剂 对碱稳定对碱稳定 对酸特别是无机酸稳定性差对酸特别是无机酸稳定性差 可溶于浓盐酸、冰乙酸、甲酸中可溶于浓盐酸、冰乙酸、甲酸中3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱吸附原理吸附原理分子间氢键分子间氢键半化学吸附半化学吸附3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离影响吸附力的因素：影响吸附力的因素：（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱化合物在含水溶剂中大致有以下规律：化合物在含水溶剂中大致有以下规律：形成氢键的基团数目：越多，越强。形成氢键的基团数目：越多，越强。形成氢键的基团所处的位置：形成氢键的基团所处的位置：处于易形成分子内氢键者，减弱。处于易形成分子内氢键者，减弱。分子中芳香化程度：高，增强。分子中芳香化程度：高，增强。3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱影响吸附力的因素：影响吸附力的因素：化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强水中最强常以水装柱、样品以水溶解上样，含水醇中次之醇中最弱常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱 EtOH-H2O最常用各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力水水 甲醇甲醇 乙醇乙醇 氢氧化钠水溶液氢氧化钠水溶液 甲酰胺甲酰胺 二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 尿素水溶液尿素水溶液 弱弱强强3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（5）聚酰胺柱色谱）聚酰胺柱色谱应用：应用：醌类、黄酮类等酚性的制备和分离。醌类、黄酮类等酚性的制备和分离。脱鞣处理脱鞣处理 生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等极性生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等极性 与非极性化合物的分离也有用途与非极性化合物的分离也有用途3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（6）大孔吸附树脂）大孔吸附树脂高分子聚合物白色球形颗粒多孔网状结构不溶于酸、碱、有机溶剂吸附原理：分子间力吸附原理：分子间力 氢键氢键分子筛分子筛 性质性质原理原理3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（6）大孔吸附树脂）大孔吸附树脂影响吸附力强弱的因素影响吸附力强弱的因素 树脂的性质：非极性树脂树脂的性质：非极性树脂 易吸附非极性化合物易吸附非极性化合物 极性树脂极性树脂 易吸附极性化合物易吸附极性化合物 溶剂的性质：溶剂的性质：物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的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力就小3.3.根据物质吸附性差异进行分离根据物质吸附性差异进行分离（6）大孔吸附树脂）大孔吸附树脂洗脱剂洗脱剂应应 用用水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。最常用：乙醇最常用：乙醇水水 广泛应用于化合物的分离与富集工作中广泛应用于化合物的分离与富集工作中 如：如：苷类、糖类的分离苷类、糖类的分离 生物碱的精制生物碱的精制 多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。4 4根据物质分子大小差异进行分离根据物质分子大小差异进行分离凝胶滤过法凝胶滤过法 gel filtration：原原 理理凝胶三维网状结构的分子筛作用凝胶三维网状结构的分子筛作用按分子量由大到小的顺序分离按分子量由大到小的顺序分离5 5根据物质离解程度不同分离进行分离根据物质离解程度不同分离进行分离离子交换法离子交换法离子交换法离子交换法离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用 不同电荷离子的分离不同电荷离子的分离 如水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离如水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离 相同电荷但解离程度不同离子的分离相同电荷但解离程度不同离子的分离 如碱性不同的生物碱的分离如碱性不同的生物碱的分离 水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离 碱性碱性 碱性不同的生物碱的分离碱性不同的生物碱的分离层析方法小结层析方法小结分配层析分配层析吸附层析吸附层析排阻层析排阻层析离子交换层析离子交换层析 原原 理理分配系数差异分配系数差异极性差异极性差异分子大小差异分子大小差异解离度差异解离度差异要要素素溶溶 质质溶解度溶解度极性极性分子量分子量酸碱性酸碱性溶溶 剂剂固定相固定相/流动相流动相(互不相溶的液互不相溶的液体体;恒定不变恒定不变)依溶质和吸附剂依溶质和吸附剂极性而变极性而变;可变可变,由小到大由小到大恒定恒定(洗脱剂洗脱剂)恒定恒定(氨基酸氨基酸pH可变可变)(流动流动/交换交换)载载 体体相关因素相关因素K值、值、b b因子因子pH值值极性（活性）极性（活性）氢键（聚酰胺）氢键（聚酰胺）交联度交联度（分子大小）（分子大小）交联度交联度（交换当量）（交换当量）应应 用用CC、TLC、PC、HPLCCC、TLCHPLCCCCC第四节第四节 结构研究法结构研究法结构研究的特点：难于合成品 结构研究的总原则:尽可能不消耗或少消耗试样 波谱综合分析 与文献数据比较 必要时辅以化学手段第四节第四节 结构研究法结构研究法一、纯度的测定二、结构研究的主要程序三、结构研究中采用的主要方法一、纯度的测定一、纯度的测定纯度检查法：均一的晶形敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度TLC、PC、GC、HPLC二、结构研究的主要程序二、结构研究的主要程序三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法1.确定分子式，计算不饱和度2.质谱（MS，mass spectrum）3.红外光谱（IR，infrared spectra）4.紫外-可见吸收光谱（UV-vis)(ultraviolet-visible spectra）5.核磁共振（NMR，nuclear magnetic resonance）6.其他：x-单晶衍射法 旋光光谱（ORD）园二色谱（CD）三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 1.1.确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度分子式的确定分子式的确定元素定量分析结合分子量测定元素定量分析结合分子量测定同位素丰度比法同位素丰度比法高分辨质谱（高分辨质谱（HR-MSHR-MS，high resolution mass spectrum high resolution mass spectrum）不饱和度的计算不饱和度的计算u=/2/21 ：一价原子数：一价原子数 如如H、X ：三价原子数，如：三价原子数，如N、P ：四价原子数，如：四价原子数，如C三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 2.2.质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）作用：作用：确定分子量、分子式确定分子量、分子式提供部分结构信息提供部分结构信息 丢失碎片的大小丢失碎片的大小 碎片的碎片的m/zm/z及裂解方式及裂解方式三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 2.2.质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）常用质谱技术常用质谱技术电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MS，electron impact ionization）场解析质谱（场解析质谱（FD-MS，field desorption ionization）快速原子轰击质谱（快速原子轰击质谱（FAB-MS，fast atom bombardment）电喷雾质谱（电喷雾质谱（ESI-MS，electrospray ionization）基质辅助激光解析质谱（基质辅助激光解析质谱（MALDI-MS）matrix-assisted laser desorption ionization 三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 3.3.红外光谱（红外光谱（IRIR，infrared infrared spectraspectra）原理：原理：化学键的振动在红外光区（化学键的振动在红外光区（4000625cm-1）引起的吸收谱图）引起的吸收谱图作用：作用：特征频率区（特征频率区（functional group region）40001500 cm-1确定官能团类型确定官能团类型 指纹区（指纹区（fingerprint region）1500600 cm-1构象、构型、取代模式等构象、构型、取代模式等三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 4.4.紫外紫外-可见吸收光谱（可见吸收光谱（UV-vis)UV-vis)原理原理 电子由基态跃迁至激发态（电子由基态跃迁至激发态（、n）在紫外可见光区（在紫外可见光区（200700nm）引起的吸收谱图）引起的吸收谱图作用作用对含有共轭双键、对含有共轭双键、,-不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定有重要价值不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定有重要价值特定的吸收谱特征特定的吸收谱特征骨架类型的判断骨架类型的判断 如：黄酮、香豆素、蒽醌如：黄酮、香豆素、蒽醌加诊断试剂前后谱图的规律性变化加诊断试剂前后谱图的规律性变化取代图式的推断取代图式的推断 如：黄酮、香豆素如：黄酮、香豆素三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法5.5.核磁共振（核磁共振（NMRNMR）（nuclear magnetic resonancenuclear magnetic resonance）原理：原理：1H、13C等具有磁矩的原子在外加磁场中受电磁波照射，吸收一定等具有磁矩的原子在外加磁场中受电磁波照射，吸收一定能量电磁波，产生能级变化，引起核磁共振能量电磁波，产生能级变化，引起核磁共振氢核磁共振（氢核磁共振（1H-NMR）碳核磁共振谱（碳核磁共振谱（13C-NMR）二维核磁共振谱二维核磁共振谱（2D-NMR）