第3章中药化学绪论1.ppt

010-6567 4515,010-6568 0013,4515,010-6568 0013,中药化学的学科性质：,中药化学是一门结合中医药的基本理论，运用现代化学及其它科学的理论和方法，来研究,中药化学成分,的学科。,【,中药,中的成分】+【,化学,方法和溶剂】-【,中药化学】,2 中药化学学习和研究内容：,中药化学主要研究中药中的化学成分和有效成分的,化学结构、理化性质、提取、分离、检识和结构鉴定方法,。,3,关于中药化学成分的复杂性：,中药中的化学成分是十分复杂的。某一种中药可能含有几种类型的成分，而每一个类型又可能含有少则几种、多则十几种、几十种化学成分。一种中药如此，复方中药就更复杂了。,有效成分：,具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。,无效成分：,没有生物活性和防病治病作用的化学成分。,有效部位：,在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。,有效部位群：,含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。,有效成分和无效成分的界定不是非常明确。,第一节 绪论,一、中药化学成分的结构类型,二、中药化学成分的理化性质,三、中药化学成分的提取分离方法,四、中药化学成分的结构鉴定方法,五、研究的作用和意义,2.一般情况下，被认为是无效成分或杂质的是,A.生物碱,B,.叶绿素,C.鞣质,D.黄酮,E.皂苷,3.麻黄中的主要有效成分是,A,.生物碱,B.叶绿素,C.树脂,D.草酸钙,E.淀粉,第61题 不属于亲水性成分的是,A、蛋白质 B、粘液质,C,、树脂 D、淀粉 E、菊淀粉,第62题 可溶于水的成分是,A、树脂 B、挥发油 C、油脂,D,、鞣质 E、蜡,亲水性成分：,可溶于水，难溶于有机溶剂,生物碱盐、苷、鞣质、糖类、水溶性色素,蛋白质、氨基酸,亲脂性成分：,难溶于水，易溶于有机溶剂,游离的生物碱、苷元、挥发油、脂溶性色素,树脂,、,油脂、蜡、叶绿素（一般作为无效成分）,三、中药化学成分的提取分离方法,提取：,适当的溶剂,有效成分,分离：把提取物中所含的各种成分一一分开，最后把得到的单体加以精制的过程。,适当的方法,经典的提取方法有：,溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法,。新的提取方法，如：微波提取法，超声提取法，仿生和半仿生提取法,、,超临界流体萃取法,。,（一）溶剂提取法,原理：,根据天然产物中各种成分的溶解性能，选用对所需成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需成分从药材组织中溶解出来的一种方法。,选择溶剂依据：,相似相溶,。,溶剂的分类,水,亲水性有机溶剂：,甲醇 乙醇 丙酮,亲脂性有机溶剂：,正丁醇 乙醚 乙酸乙酯 苯,四氯化碳 石油醚,水：,强极性溶剂,价廉、易得、使用安全。,适于提取无机盐、糖、氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐、糖苷类等。亲水性有机溶剂：,与水任意混溶,，与水混溶,，不分层,（,甲醇,、乙醇，丙酮,）,。,以乙醇最好,。高浓度提取亲脂性成分，低浓度提取亲水性成分。,甲醇容易损害视神经，失明，重者死亡。,亲脂性有机溶剂,：,不与水任意混溶，,与水,分层,。,（乙醚、氯仿、苯、石油醚,，,正丁醇与水部分互溶,）具有较强的选择性，对天然产物中的挥发油、萜类、甾体、油脂、叶绿素、树脂、内酯、某些生物碱及一些甙元均可提出。,优缺点：沸点低，浓缩回收方便，但易燃、有毒、价贵，穿透力差。,正丁醇：部分与水互溶，,比如100ml正丁醇中，有10ml与水互溶，剩余90ml与水分层。,常用溶剂的极性：,（极性最小，亲水性最弱，亲脂性最强）,石油醚四氯化碳苯氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水,（,极性最大，亲水性最强，亲脂性最弱）,。,甲醇：无色有酒精气味易挥发的液体。有毒，误饮510毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡,其中。,氯仿、四氯化碳,的比重（密度）比水大。,正丁醇的,沸点比水高,。,3、下列溶剂极性最弱的,乙酸乙酯 乙醇 水 甲醇 丙酮,5、亲脂性最强,石油醚 正丁醇 甲醇 乙醇 水,6、和水混溶，误事会伤害眼睛,石油醚 正丁醇,甲醇 乙醇 水,8.能与水分层的溶剂是,A.,乙醚,B.丙酮,C.甲醇,D.乙醇,E.丙酮一甲醇(1：1),16 下列溶剂中极性最大的是,A、乙醚,B、丙酮,C,、甲醇,D、氯仿,E、乙酸乙酯,（极性最小，亲水性最弱，亲脂性最强）,石油醚,四氯化碳苯氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇,水,常用溶剂的极性：,（,极性最大，亲水性最强，亲脂性最弱）,溶剂提取的方法,20.从中药中提取对热不稳定的成分宜选用,A.回流提取法,B.煎煮法,C,.渗漉法,D.连续回流法,E.蒸馏法,15.以乙醇作提取溶剂时，不能用,A.回流法,B.渗漉法,C.浸渍法,D,.煎煮法,E.连续回流法,水蒸气蒸馏法,适于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏的不能溶于水的有效成分的提取。,挥发油,、小分子生物碱、酚类、游离醌类等。,升华法,樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因等,超声提取法,超声波是一种弹性机械振动波，它产生强烈振动，高速度，强烈的,空化效应,，搅拌作用，因此能破坏植物药材的细胞，使溶媒渗透到药材细胞中，从而加速药材中的有效成分溶解，以提高有效成分的提出率。超声提取不会改变有效成分的结构，并且缩短了提取时间，提高了提取效率。,第66题 提取挥发油时宜用,A、煎煮法B、分馏法,C,、水蒸汽蒸馏法D、盐析法E、冷冻法,超临界流体萃取法,原理,常用的气体流动相有,CO,2,特点：超临界流体提取，不仅效率高，且可以在较低的温度下操作，,适,用对热不稳定物质的提取,，同时溶剂除去简便，无有机溶剂残留，产品纯度高，操作简单。,夹带剂作用：改善或维持选择性，提高难挥发性溶质的溶解度。,SCFE技术对于,提取挥发性成分、脂溶性物质、高热敏性物质以及贵重药材的有效成分显示出独特,的优点，但设备属高压设备，投资大，成本高，难以普及。,（二),分离与精制,1.,根据溶解度的差异,2.,根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,3.,根据物质的吸附性差别进行分离,4.根据物质分子大小差别进行分离,5.根据物质解离度不同进行分离,6.根据物质的沸点进行分离,1、,根据溶解度的差异,(1)利用温度不同引起溶解度的改变进行分离,结晶的条件,结晶溶剂的选择,常用溶剂,水、冰醋酸、,甲,醇,、乙醇,等,结晶纯度的判断,形态色泽,熔点熔距：一般单一化合物的,熔距在1-2范围，汉防己乙素具有双熔点。,色谱法,12.单一化合物的熔距一般为,A,.12,B.23,C.小于1,D.大于3,E.无熔距,13.具有双熔点的化合物是,A.汉防己甲素,B,.汉防己乙素,C.汉防己丙素,D.延胡索乙素,E.五味子乙素,(2)利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性进行分离,主要操作：水提醇沉法和醇提水沉法,水,/,醇,法,除去多糖、蛋白质等水溶性杂质,醇,/,水,法,除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质,醇/丙酮法，醇/醚法,在含皂苷的乙醇液中分次加入丙酮或乙醚(醇-醚法)沉淀皂苷。,14.从药材水提液中沉淀除去多糖、蛋白质，可以采用,A,.水一醇法,B.醇一水法,C.醇一醚法,D.醇一丙酮法,E.酸一碱法,(3)利用酸碱性进行分离,酸,/,碱,法,生物碱等碱性成分,碱,/,酸,法,黄酮、蒽醌类酸性成分,（4)利用,沉淀,试剂进行分离,酸性化合物可作成钙盐、钡盐、铅盐等;碱性化合物如生物碱等，则可作成苦味酸盐、苦酮酸盐等有机酸盐或磷钥酸盐、磷钨酸盐、雷氏盐等无机酸盐。得到的有机酸金属盐类(如铅盐)沉淀悬浮于水或含水乙醇中，通入硫化氢气体进行复分解反应，使金属硫化物沉淀后，即可回收得到纯化的游离的有机酸类化合物。至于生物碱等碱性有机化合物的有机酸盐类则可悬浮于水中，加人无机酸，使有机酸游离后先用乙醚萃取除去，然后再进行碱化、有机溶剂萃取，回收有机溶剂即可得到纯化了的碱性中药化学成分。,2、,根据分配比不同进行分离,（1,）,液液萃取,与分配系数K值,（2）,分离的难易,（3）,分配比与PH,（4）,液液萃取与纸色谱（PC）,（5）液液分配柱色谱,（,1,）,液液萃取,与分配系数K值,利用混合物中各成分在,互不相溶的溶剂,（溶剂要分层）,中,因,分配系数K,（俗称溶解度）,不同而达到分离的方法。各个成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。,（2）,分离的难易 用分离因子=K,A,/K,B,表示,100，一次分离即可,；,10，需萃取1012次；,2，需做100次以上的分离。,（3）,分配比与PH 对酸碱两性化合物，分配比受PH影响。,一般PH3时,，酸性物质以分子状态存在，易分配于有机溶剂中，碱性物质以离子状态存在，易分配于水中；PH12，则酸性物质以离子状态存在，碱性物质以分子状态存在。,（4）,液液萃取与纸色谱（PC）,PC的原理与萃取相似，可用于萃取条件的摸索。,一般50时，简单萃取即可解决问题，但50时，则宜采用逆流分溶法。,（5）液液分配柱色谱,正相色谱：固定相的极性大于流动相；,分离,水溶性和极性较大的化合物,（如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂）,反相色谱：固定相的极性小于流动相；,分离,脂溶性化合物,，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体，固定相可用石蜡油，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂,除色谱柱外，液,-,液分配色谱也可在色谱用硅胶薄层色谱上进行。因此液,-,液分配柱色谱的最佳分离条件可以根据相应的薄层色谱结果(正相柱用正相板，反相柱用反相板)进行选定。,常用反相硅胶薄层及柱色谱的填料系将普通硅胶经下列方式进行化学修饰，键合上长度不同的烃基(R)、形成亲油表面而成。,根据烃基(-R)长度为乙基，还是辛基或十八烷基,。,按加压强弱可以分为快速色谱、低压液相色谱、中压液相色谱及高压液相色谱等。,第67题 从中药水煎液中萃取有效成分不能使用的溶剂是,A,、丙酮,B、乙醚,C、氯仿,D、正丁醇,E、醋酸乙酯,第68题 从中药的水提取液中萃取强亲脂性成分，宜选用,A、乙醇,B、甲醇,C、正丁醇,D、醋酸乙酯,E,、苯,29适用于采用反相分配色谱分离的成分有,A.生物碱,B.苷,C.糖,D.有机酸,E,.游离甾体,22.可将中药水提液中的亲水性成分萃取出来的溶剂是,A.乙醚,B.乙酸乙酯,C.丙酮,D,.正丁醇,E.乙醇,23.从中草药水煎液中萃取有效成分不能使用的溶剂是,A,.丙酮,B.乙醚,C.氯仿,D.正丁醇,E.乙酸乙酯,25.两相溶剂萃取法的分离原理是利用混合物中各组分在两相互不相溶的溶剂中,A.结构类型的差异,B,.分配系数的差异,C.化学性质的差异,D.酸碱性的差异,E.存在状态的差异,3、,根据物质的吸附性差别进行分离,物理吸附硅胶、氧化铝、活性炭吸附化学吸附碱性氧化铝对于黄酮等酚酸性物质的吸附,半化学吸附,聚酰胺对黄酮、醌类等的氢键吸附,*10.属于半化学吸附的是,A.硅胶吸附色谱,B.氧化铝吸附色谱,C.活性炭吸附色谱,D.碱性氧化铝对酚酸的吸附,E,.聚酰胺对黄酮的氢键吸附,（,1,）,物理吸附,相似者易于吸附,原理：,脂溶性中等分子量成分的分离,常用吸附剂,硅胶,：,不宜分离碱性化合物,一般做,薄层色谱（TLC）,氧化铝,：,适于分离碱性成分，不宜分离醛、酮、酯和内酯,活性碳,：,水溶液的脱色素，糖、黄酮苷以及环烯醚萜苷的分离纯化,（,2,）,化合物极性强弱的判断：,官能团极性强弱,常用官能团的极性由强到弱：,R-COOH,Ar-OH,H-OH,R-NH2,R-HO,R-CO-R,R-H,分子结构中官能团的种类、数目及排列方式,溶剂的极性可以大体根据介电常数判断：,（,3,）,简单吸附进行物质的浓缩与精制,活性炭脱色、脱臭；大孔树脂,（,4,）,吸附柱色谱法用于物质的分离,吸附剂及用量:样品量与吸附剂：,1:3060(可提高到100200倍),；粒度：100目左右，加压柱，可用大于100目。,拌样及装样:选极性小的溶剂。上样可用干法或湿法。,洗脱:洗脱用溶剂极性宜逐步增加，但跳跃不能太大。一般用混合溶剂。,添加溶剂的选择:,酸性物质用硅胶，碱性物质用氧化铝。为防拖尾，用硅胶分离碱性物质时，加入二乙胺或氨。,洗脱剂的优化与选择:薄层选择条件时,：,f,值一般在,0.,0.3,即可。,（,5,）,聚酰胺,吸附色谱法,特别,适于分离酚、醌、,黄酮,、,有机酸以及植物粗提物中的鞣质除杂。,原理：聚酰胺中的酰胺基可与酚羟基、羧基、羰基、硝基等形成,氢键吸附,。聚酰胺的吸附容量大。,形成,氢键基团数目越多,，则吸附能力越强，越难洗脱,形成,分子内氢键,，吸附能力减,弱,分子中,芳香化程度越高,，吸附能力越强。,对聚酰胺柱的洗脱能力，与,溶剂的种类,有关。,由弱到强,水,甲醇丙酮氢氧化钠水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液,（,6,）,大孔吸附树脂法,高聚物吸附剂，一般为白色球形颗粒状，通常分,为非极性和极性,两类,。中药化学成分的提取分离、复方中药制剂的纯化和制备等方面均作用独特。,优势,操作简便，,树脂再生容易,;,可重复操作，产品质量稳定，收率稳定；,既能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，且不受无机盐干扰;,一般不用有机溶媒，既保持传统的中医理论用药特色，又最大限度的保留了其有效成分。,原理,具有,选择性,吸附,和分子筛,的,功能,。吸附性是由于,范德华引力或氢键吸附,的结果；筛选性则由,多孔性网状,结构引起的。,影响,吸附,的因素,大孔树脂本身的性质是重要的影响因素之一。如：比表面积、表面电性、能否与化合物形成氢键等。,分子极性的大小,极性较小的化合物则适于非极性树脂上分离,。糖是极性水溶性化合物，与D型极性树脂吸附很弱，不被树脂吸附而被除去。,洗脱剂,洗脱剂,极性越小，洗脱能力越强,。一般,先用水，再用浓度逐渐升高的甲、乙醇,。多糖、蛋白质、鞣质等水溶性杂质会随水流出，极性小的物质后被洗出。,化合物的性质,极性小的化合物易被,非极性大孔树脂吸附,，能与大孔树脂形成氢键的化合物易被吸附。,大孔吸附树脂的应用,洗脱液的选择,常用,水，,甲醇，乙醇，丙酮，,不同浓度的酸碱,等。,1、,水洗,：,蛋白质、鞣质、低聚糖、多糖等极性物质。,2、,乙醇,：,洗脱主要为皂苷，少量酚、糖及黄酮；,3、,碱液,：,洗下黄酮、有机酸、酚类和氨基酸。,4、,酸,：,洗下生物碱、氨基酸。,5、,丙酮,：,洗下中性亲脂性成分。,大孔树脂应用的安全性问题,4、,根据,物质分子大小,差别进行分离,（,1,）,凝胶过滤法,凝胶过滤法分离物质的原理:凝胶过滤法也叫分子筛过滤、凝胶渗透色谱,或排阻色谱，系利用,分子筛,分离物质的一种方法。样品混合物中各个成分因分子大小各异，渗,入,至凝胶颗粒内部的程度也不尽相同，故在经历一段时间流动并达到动态平衡后，,即按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离,。,常用的有,葡聚糖凝胶,聚丙烯酰胺凝胶，及羟丙基葡聚糖凝胶（Sepharese LH-20）,等。,葡聚糖凝胶只适于在水中应用。羟丙基葡聚糖凝胶适于不同类型的有机物的分离,。,（,2,）,膜,分离,法,主要技术,：,渗透、反渗透、超滤、电渗析、液膜技术。,数量级为微米（m）,分类：孔径(微滤膜，超滤膜，反渗透膜，纳米膜,应用：,常用透析法除无机盐。,5、,根据物质的解离度不同进行分离,原理：,离子交换法系以,离子交换树脂作为固定相,，以,水或含水溶剂作为流动相,。当流动相流过交换柱时，溶液中的中性分子及具有与离子交换树脂交换基团不能发生交换的离子将通过柱子从柱底流出，而具有可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上，随后改变条件，并用适当溶剂从柱上洗脱下来，即可实现物质分离。,分类：,阳离子（强酸型和弱酸型）交换树脂和阴离子（强碱型和弱碱型）交换树脂。,离子交换法应用：,（1）用于不同电荷离子的分离，如中药水提物中酸性、碱性及两性化合物的分离。,（2）用于相同电荷离子的分离。,6、,分馏法,原理：,是利用,中药中各成分沸点,的差别进行提取分离的方法。一般来说，液体混合物沸点相差在100度以上时，可用反复蒸馏法达到分离的目的；如沸点相差在25以下，则需要采用分馏柱，沸点相差越小，则需要的分馏装置越精细。,应用：,挥发油和一些液体生物碱的提取分离。,四、,中药化学成分的结构,鉴定,方法,（,一,）,纯度测定,均一晶型，敏锐的熔点，PC，TLC，GC，HPLC,（,二,）结构研究,的,主要,程序,（,三,）,结构研究的主要方法,（,三,）,结构研究的主要方法,测定分子式及计算不饱和度,质谱（MS）确定分子量及计算分子式,红外（IR）,40001500特征频率区，1500600指纹区,紫外-可见吸收光谱（UV,-Vis,）,对分子中含有共轭双键、-不饱和羰基的结构以及芳香族化合物有意义。,核磁共振谱(NMR),A.IR,B.UV,C.MS,D.NMR,E.VIS,24.红外光谱的缩写符号是,25.紫外光谱的缩写符号是,26.质谱的缩写符号是,27.核磁共振谱的缩写符号是,五、研究的作用和意义,（一）研究的意义,阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理,中药化学成份是遣药组方的物质基础,改进中药制剂剂型，提高临床疗效,控制中药及其制剂的质量,提供中药炮制的现代科学依据,开发新药，扩大药源,结构修饰，合成新药,（二）中药化学成份在中药质量控制中的作用,中药化学在中药质量控制中的作用主要体现在，中药指纹图谱中各种,色谱法,、,光谱法、,核磁共振波谱、质谱及其联用技术、DNA分子诊断技术、X射线衍射法等现代分析技术,。,中药指纹图谱作为整体评价中药质量的有效控制方法,，是目前在国内外广泛被接受的全面评价中药质量模式。,