沈药科天然药物化学总论专家讲座.pptx

基本内容基本内容天然药品化学概念、研究范围、研究目标与任务。有效成份与无效成份概念。各类天然药品化学成份介绍。一次代谢与二次代谢概念，主要生物合成路径。1H-NMR、13C-NMR基本概念及常见13C-NMR 谱特征及解析方法，质谱类型及应用特点。旋光光谱（ORD）在有机化合物结构测定中应用。沈药科天然药物化学总论专家讲座第1页基本要求基本要求掌握掌握 13C-NMR谱特征及其解析方法，惯用提取、分离方法。熟悉熟悉 天然药品化学研究范围，课程学习重点；各类化合物生物合成路径。了解了解 ORD谱应用范围及八区律使用方法。沈药科天然药物化学总论专家讲座第2页本章内容本章内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 各类成份介绍各类成份介绍第三节第三节 生物合成生物合成第四节第四节 提取分离方法提取分离方法第五节第五节 结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第3页第一节第一节 绪论绪论一天然药品化学概念：一天然药品化学概念：1.天然药品化学天然药品化学：是利用当代科学理论与方法研究：是利用当代科学理论与方法研究天然药品中化学成份及其应用一门学科。天然药品中化学成份及其应用一门学科。2.研究内容研究内容：主要指天然药品化学成份（多为有主要指天然药品化学成份（多为有效成份）结构特点、理化性质、提取分离方法、效成份）结构特点、理化性质、提取分离方法、结构判定及生合成路径。结构判定及生合成路径。沈药科天然药物化学总论专家讲座第4页第一节第一节 绪论绪论二二.相关学科相关学科 1.药品化学（药品化学（Medicinal Chemistry）：合）：合 成药品、构效关系成药品、构效关系 2.植物化学（植物化学（Phytochemistry）3.中药化学（中药化学（Chemistry of TCM）三三.天然药品天然药品 植物、动物、矿物、微生物等起源药品。植物、动物、矿物、微生物等起源药品。沈药科天然药物化学总论专家讲座第5页神农本草经列为上品，主神农本草经列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效。有轻身延年之功效。沈药科天然药物化学总论专家讲座第6页 白果是银杏俗称，被称白果是银杏俗称，被称作为是植物中活化石。白果作为是植物中活化石。白果含白果醇、白果酸，含有杀含白果醇、白果酸，含有杀菌功效，有化痰、止咳、补菌功效，有化痰、止咳、补肺、通经、止浊、利尿等疗肺、通经、止浊、利尿等疗效。效。沈药科天然药物化学总论专家讲座第7页 穿山甲为鲮鲤科穿山甲为鲮鲤科动物鲮鲤鳞片，处方动物鲮鲤鳞片，处方名有炮山甲、醋山甲、名有炮山甲、醋山甲、炮甲珠或炒甲片等。炮甲珠或炒甲片等。其味咸，性微寒，入其味咸，性微寒，入肝、胃二经。本草肝、胃二经。本草纲目中记载穿山甲纲目中记载穿山甲“除痰疟寒热，风痹除痰疟寒热，风痹强直疼痛，通经络，强直疼痛，通经络，下乳汁，消痈肿，排下乳汁，消痈肿，排脓血，通窍杀虫。脓血，通窍杀虫。”沈药科天然药物化学总论专家讲座第8页 雄黄，为硫化物类雄黄，为硫化物类矿物雄黄族雄黄，主含矿物雄黄族雄黄，主含二硫化二砷。归肝，大二硫化二砷。归肝，大肠经。有毒。解毒杀虫，肠经。有毒。解毒杀虫，燥湿祛痰，截疟。用于燥湿祛痰，截疟。用于虫积腹痛，惊痫，疟疾，虫积腹痛，惊痫，疟疾，痈肿，疔疮，疥癣，蛇痈肿，疔疮，疥癣，蛇虫咬伤。惯用量虫咬伤。惯用量0.150.150.30.3克，入丸散用。外克，入丸散用。外用适量，研末撒或调敷用适量，研末撒或调敷患处。患处。沈药科天然药物化学总论专家讲座第9页第一节第一节 绪论绪论四四 基本概念基本概念 1.有效成份有效成份:天然药品中含有一定生物活性、天然药品中含有一定生物活性、能起到防治疾病作用单体化合物。能起到防治疾病作用单体化合物。2.有效部位：为含有一定生物活性各种单体化有效部位：为含有一定生物活性各种单体化合物混合物。如人参总皂苷、银杏总黄酮、灵合物混合物。如人参总皂苷、银杏总黄酮、灵芝多糖等。芝多糖等。沈药科天然药物化学总论专家讲座第10页第一节第一节 绪论绪论五五.学习天然药化目标和意义：学习天然药化目标和意义：1.探索中药防病治病机理；探索中药防病治病机理；2.改进剂型、提升疗效；改进剂型、提升疗效；3.提升中药及制剂质量；提升中药及制剂质量；4.提供中药炮制当代科学依据；提供中药炮制当代科学依据；5.开辟药源、开发新药。开辟药源、开发新药。沈药科天然药物化学总论专家讲座第11页第一节第一节 绪论绪论六六.天然药品化学研究方法天然药品化学研究方法1.文件整理和研究对象调研文件整理和研究对象调研 a原植物：科，属，种，学名，起源，产地原植物：科，属，种，学名，起源，产地 b文件：近源植物含有相同成份。文件：近源植物含有相同成份。2.成份分离成份分离 系统分离法，活性跟踪法，目标化合物分离法系统分离法，活性跟踪法，目标化合物分离法3.成份判定成份判定 理化性质，色谱方法，波谱方法理化性质，色谱方法，波谱方法4.结构改造结构改造发觉和创制新药发觉和创制新药沈药科天然药物化学总论专家讲座第12页本章内容本章内容第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第二节第二节第二节第二节 各类天然药品化学成份介绍各类天然药品化学成份介绍各类天然药品化学成份介绍各类天然药品化学成份介绍第三节第三节第三节第三节 生物合成生物合成生物合成生物合成第四节第四节第四节第四节 提取分离方法提取分离方法提取分离方法提取分离方法第五节第五节第五节第五节 结构研究方法结构研究方法结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第13页第二节第二节 各类成份介绍各类成份介绍一一.化学成份分类化学成份分类 1.生物碱类生物碱类（Alkaloids)：含：含N原子，多呈原子，多呈碱性碱性。2.糖和苷糖和苷(Saccharides and Glycosides):糖糖：单单糖糖，低低聚聚糖糖，多多糖糖（淀淀粉粉、纤纤维维素素、甲甲壳壳素素、果胶、树胶、粘液质）果胶、树胶、粘液质）苷苷：糖：糖+苷元：苷元：酸性酸性黄酮黄酮香豆素香豆素蒽醌蒽醌沈药科天然药物化学总论专家讲座第14页 三萜皂苷三萜皂苷 甾体皂苷甾体皂苷强心苷强心苷 3.3.挥发油挥发油皂苷皂苷沈药科天然药物化学总论专家讲座第15页4.有机酸有机酸：含：含COOH,多以盐形式存在。多以盐形式存在。5.树树脂脂：为为组组成成复复杂杂混混合合物物，多多与与挥挥发发油油、树树胶胶、有机酸共存。如：安息香、乳香等。有机酸共存。如：安息香、乳香等。6.其它成份其它成份：(1)氨基酸、蛋白质。氨基酸、蛋白质。(2)鞣质：多元酚类化合物。鞣质：多元酚类化合物。(3)色素类：叶绿素、胡萝卜素等。色素类：叶绿素、胡萝卜素等。(4)脂类脂类:油脂（甘油与高级脂肪酸脱水形成油脂（甘油与高级脂肪酸脱水形成 酯）、蜡（高级醇与高级脂肪酸脱水酯）、蜡（高级醇与高级脂肪酸脱水 形成酯）。形成酯）。(5)无机成份无机成份沈药科天然药物化学总论专家讲座第16页本章内容本章内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 各类成份介绍各类成份介绍第三节第三节 生物合成生物合成第四节第四节 提取分离方法提取分离方法第五节第五节 结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第17页一一 基本概念基本概念一一次次代代谢谢产产物物：糖糖、蛋蛋白白质质、脂脂质质、核核酸酸等等对对植植物物机体生命活动来说不可缺乏物质。机体生命活动来说不可缺乏物质。二二次次代代谢谢产产物物：生生物物碱碱、萜萜、香香豆豆素素、黄黄酮酮、醌醌类类等对维持植物生命活动不起主要作用，且并非在等对维持植物生命活动不起主要作用，且并非在 全全部部植植物物中中都都能能产产生生。由由一一次次代代谢谢产产物物产产生生，常常为为有效成份。有效成份。沈药科天然药物化学总论专家讲座第18页二二 天然化合物主要生物合成路径天然化合物主要生物合成路径1.醋酸醋酸-丙二酸路径丙二酸路径AAMA路径）路径）合成脂肪酸类、酚类、蒽醌类合成脂肪酸类、酚类、蒽醌类2.甲戊二羟酸路径（路径）甲戊二羟酸路径（路径）主要生成萜类、甾体类化合物主要生成萜类、甾体类化合物3.莽草酸路径和桂皮酸路径莽草酸路径和桂皮酸路径 形成具形成具C6-C3骨架化合物，如香豆素、木脂素、骨架化合物，如香豆素、木脂素、黄酮等。黄酮等。沈药科天然药物化学总论专家讲座第19页4.氨基酸路径（氨基酸路径（Amino Acid Pathway）合成生物碱合成生物碱5.复合路径复合路径(1)醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-莽草酸路径莽草酸路径(2)醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-甲戊二羟酸路径甲戊二羟酸路径 (3)氨基酸氨基酸-甲戊二羟酸路径甲戊二羟酸路径 (4)氨基酸氨基酸-醋酸醋酸-丙二酸路径丙二酸路径 (5)氨基酸氨基酸-莽草酸路径莽草酸路径 三、生物合成意义：三、生物合成意义：对天然化合物结构分类，结构推测；植物化学分类对天然化合物结构分类，结构推测；植物化学分类学；仿生合成及组织培养等有指导意义。学；仿生合成及组织培养等有指导意义。沈药科天然药物化学总论专家讲座第20页本章内容本章内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 各类成份介绍各类成份介绍第三节第三节 生物合成生物合成第四节第四节 提取分离方法提取分离方法第五节第五节 结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第21页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法一、提取法：一、提取法：1.溶剂提取法（溶剂提取法（solvent extraction）原理：相同相溶原理：相同相溶 理想溶剂（理想溶剂（ideal solvents）：）：（1）对有效成份溶解度大；）对有效成份溶解度大；（2）对无效成份溶解度小；）对无效成份溶解度小；（3）与有效成份不起化学反应；）与有效成份不起化学反应；（4）安全，成本低，易得。）安全，成本低，易得。沈药科天然药物化学总论专家讲座第22页惯用提取溶剂惯用提取溶剂乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯、石油醚乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯、石油醚亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂水水大大小小小小极极 性性沈药科天然药物化学总论专家讲座第23页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法渗漉法装置图渗漉法装置图 1)冷提：冷提：适合用于受热不稳定成份。适合用于受热不稳定成份。浸渍浸渍(Maceration)渗漉（渗漉（Percolation）优点：适合用于热敏物优点：适合用于热敏物 质，操作简单质，操作简单缺点：提取效率低，缺点：提取效率低，溶剂用量大溶剂用量大沈药科天然药物化学总论专家讲座第24页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法工业生产用渗漉装置工业生产用渗漉装置沈药科天然药物化学总论专家讲座第25页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2)热提：煎煮法（热提：煎煮法（Decoction）回流（回流（Refluxing）连续回流（连续回流（Continuous Refluxing）回流提取回流提取法装置法装置 索氏提取器索氏提取器样品样品虹吸管虹吸管滤纸套筒滤纸套筒蒸汽上升管蒸汽上升管冷凝冷凝沈药科天然药物化学总论专家讲座第26页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2.水蒸气蒸馏法（水蒸气蒸馏法（water-steam distillation ）提取含有挥发性，能提取含有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏随水蒸气蒸馏而不被破坏成份，如挥发油。成份，如挥发油。药材药材+水水冷凝冷凝挥发油测定挥发油测定沈药科天然药物化学总论专家讲座第27页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法3.升华法（升华法（sublimation）用于含有升华性成份提取，如一些小分子香豆用于含有升华性成份提取，如一些小分子香豆素，蒽醌，樟脑等。素，蒽醌，樟脑等。升华法制备咖啡因装置图升华法制备咖啡因装置图蒸发皿上盖上一张刺有小孔圆蒸发皿上盖上一张刺有小孔圆滤纸，在上面罩上干燥玻璃漏滤纸，在上面罩上干燥玻璃漏斗斗(漏斗颈部塞少许脱脂棉以降漏斗颈部塞少许脱脂棉以降低咖啡因蒸气逸出低咖啡因蒸气逸出)沈药科天然药物化学总论专家讲座第28页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法4.超临界流体提取法（超临界流体提取法（supercritical fluid extraction SFE)利用溶剂在超临界条件下特殊流体性能对样品进行利用溶剂在超临界条件下特殊流体性能对样品进行提取，为提取，为20世纪世纪80年代快速发展起来一个提取方法。年代快速发展起来一个提取方法。20世纪世纪90年代用于天然药化研究。年代用于天然药化研究。l 超临界流体密度与液体很靠近超临界流体密度与液体很靠近，而它又含有气体而它又含有气体 扩散性能扩散性能l 惯用临界流体有惯用临界流体有CO2、N2O、乙烷、丙烷乙烷、丙烷等等。l 如从烟草中提取尼古丁，从咖啡中提取咖啡因。如从烟草中提取尼古丁，从咖啡中提取咖啡因。沈药科天然药物化学总论专家讲座第29页控温面板控温面板高压泵高压泵超临界超临界超临界超临界COCO2 2萃取试验装置示意图萃取试验装置示意图萃取试验装置示意图萃取试验装置示意图原原料料萃取柱萃取柱玻玻璃璃珠珠脱脱脂脂棉棉超临界萃取试验装置与试验方法超临界萃取试验装置与试验方法CO2钢瓶P PCOCO2 2冷温槽恒恒恒恒温温温温箱箱箱箱流量计接接收收瓶瓶小试试验装置图小试试验装置图试验装置小试试验装置试验装置小试试验装置组分减压阀沈药科天然药物化学总论专家讲座第30页2020世纪世纪世纪世纪5050年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青年代初进入试验阶段，如从石油中脱沥青7070、8080年代，年代，年代，年代，SFESFE越来越多用于食品、香料提取越来越多用于食品、香料提取越来越多用于食品、香料提取越来越多用于食品、香料提取9090年年年年代代代代，开开开开始始始始从从从从植植植植物物物物药药药药中中中中提提提提取取取取成成成成份份份份，如如如如蛇蛇蛇蛇床床床床子子子子、茵茵茵茵陈陈陈陈蒿、桑白皮中提取成份。蒿、桑白皮中提取成份。蒿、桑白皮中提取成份。蒿、桑白皮中提取成份。中中小小型型SFE装装置置图图沈药科天然药物化学总论专家讲座第31页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法5.超声提取法（超声提取法（ultrasonic wave extraction)超声波提取技术：是利用超声波产生强烈空超声波提取技术：是利用超声波产生强烈空 化化效应、机械振动、高加速度、乳化、扩散、击碎效应、机械振动、高加速度、乳化、扩散、击碎和搅拌作用，增大物质分子运动频率和速度，增和搅拌作用，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速药品有效成份进入溶剂，加溶剂穿透力，从而加速药品有效成份进入溶剂，促进提取进行。促进提取进行。沈药科天然药物化学总论专家讲座第32页 为物理过程，无为物理过程，无化学反应，生物活性化学反应，生物活性不减。高能量超声波不减。高能量超声波产生强大压力造成植产生强大压力造成植物细胞壁及生物体破物细胞壁及生物体破裂，造成胞内物质释裂，造成胞内物质释放、扩散及溶解。放、扩散及溶解。试验室用小型超声仪试验室用小型超声仪超声提取法特点和装置超声提取法特点和装置沈药科天然药物化学总论专家讲座第33页工工业业生生产产用用超超声声仪仪沈药科天然药物化学总论专家讲座第34页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法6.微波提取法（微波提取法（microwave extraction）微波提取技术原理微波提取技术原理就是利用不一样组分吸收微波能力就是利用不一样组分吸收微波能力差异，使基体物质一些区域或提取体系中一些组分被差异，使基体物质一些区域或提取体系中一些组分被选择性加热，从而使得被提取物质从基体或体系中分选择性加热，从而使得被提取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差提离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差提取剂中，并到达较高产率。取剂中，并到达较高产率。微波微波：指频率在：指频率在300 MHz 和和300 kMHz 之间电磁波。之间电磁波。介质在微波场中分子会发生极化，将其在电磁场中所介质在微波场中分子会发生极化，将其在电磁场中所吸收能量转化为热能。介质中不一样组分介电常数、吸收能量转化为热能。介质中不一样组分介电常数、比热、含水量不一样，吸收微波能程度不一样，由此比热、含水量不一样，吸收微波能程度不一样，由此产生热量和传递给周围环境热量也不相同产生热量和传递给周围环境热量也不相同沈药科天然药物化学总论专家讲座第35页微波提取法特点和装置微波提取法特点和装置 优优点点含含有有穿穿透透力力强强、选选择择性性高高、加加热热效效率率高高、试试剂剂用用量量少少等等显显著著特特点点，而而且且其其操操作作简简便便、快快速、节能、高效。速、节能、高效。缺缺点点：工工业业化化设设备备少少、成成份份改改变变造造成成生生物物活活性性改变。改变。工业生产用微波提取罐工业生产用微波提取罐沈药科天然药物化学总论专家讲座第36页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法二二 分离方法分离方法1.依据依据溶解度溶解度差异进行分离差异进行分离 1.1 结晶法结晶法（纯化时惯用）（纯化时惯用）条件：适当溶剂；浓度；温度条件：适当溶剂；浓度；温度1.2 沉淀法沉淀法：a 溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法b 酸碱沉淀法：改变酸碱沉淀法：改变pH，处理酸、碱、两性成份；，处理酸、碱、两性成份；c 沉淀试剂：如铅盐沉淀法，酸性、酚性成份加中性沉淀试剂：如铅盐沉淀法，酸性、酚性成份加中性PbAc2，形成沉淀。形成沉淀。沈药科天然药物化学总论专家讲座第37页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2 依据物质在两相溶剂中依据物质在两相溶剂中分配比分配比不一样进行分离不一样进行分离2.1 影响分离原因影响分离原因分离因子分离因子，分配系数，分配系数K=KA/KB KAKB,K=CU/CL（CU,CL被分离物质在上相和下相中浓度）被分离物质在上相和下相中浓度）依据依据值大小可决定分离采取方法值大小可决定分离采取方法:100，简单一次萃取，可基本分离，简单一次萃取，可基本分离.10010，10-12次萃取，次萃取，CCD法。法。2，100次以上萃取，次以上萃取，DCCC法。法。沈药科天然药物化学总论专家讲座第38页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法或用或用PC法求法求值，选择理想分离条件。值，选择理想分离条件。纸色谱（纸色谱（PC）也叫纸分配色谱（）也叫纸分配色谱（PPC，Paper Partition Chromatography）。）。（纸色谱定数）纸色谱定数）Rfa，Rfb为为A，B两物质在两物质在PC上上Rf值值=沈药科天然药物化学总论专家讲座第39页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2.1 影响分离原因影响分离原因 pH值值 对于酸性、碱性、两性化合物，对于酸性、碱性、两性化合物，pH值可改值可改变它们存在状态（游离型和解离型），分配比受变它们存在状态（游离型和解离型），分配比受pH值影响，因为值影响，因为HA到达到达99%解离时，解离时，pH=pKa+2HA到达到达99%游离时，游离时，pH=pKa-2沈药科天然药物化学总论专家讲座第40页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2.2 酸碱性成份分离酸碱性成份分离pH-梯度萃取法梯度萃取法 按酸碱性强弱不一样分离酸性、碱性、中性按酸碱性强弱不一样分离酸性、碱性、中性物质，改变物质，改变pH值使酸碱成份呈不一样状态。值使酸碱成份呈不一样状态。2.3 逆流分溶法、液滴逆流色谱、高速逆流色谱逆流分溶法、液滴逆流色谱、高速逆流色谱 逆流分溶法逆流分溶法(CCD)：屡次连续液屡次连续液-液萃取分离过程。液萃取分离过程。特点特点：条件温和，样品易回收，适合用于中等极性、：条件温和，样品易回收，适合用于中等极性、不稳定物质分离。不稳定物质分离。沈药科天然药物化学总论专家讲座第41页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法液滴逆流色谱液滴逆流色谱(DCCC):一个液一个液-液分配色谱，流动相呈液滴形液分配色谱，流动相呈液滴形式垂直上升或下降，经过固定相液柱，实现式垂直上升或下降，经过固定相液柱，实现物质逆流色谱分离。物质逆流色谱分离。特点：不易乳化，样品可定量回收，分离效特点：不易乳化，样品可定量回收，分离效果好，尤其适合于分离皂苷等水溶性成份。果好，尤其适合于分离皂苷等水溶性成份。缺点：样品处理量小。缺点：样品处理量小。沈药科天然药物化学总论专家讲座第42页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法高速逆流色谱（高速逆流色谱（HSCCC）经过特定高速行星式旋转所产生离心力场作经过特定高速行星式旋转所产生离心力场作用，使无载体支持固定相稳定地保留在蛇形管内，用，使无载体支持固定相稳定地保留在蛇形管内，并使流动相单向、低速经过固定相，实现连续逆并使流动相单向、低速经过固定相，实现连续逆流萃取分离物质目标。流萃取分离物质目标。用于各种物质分离，包含蛋白、酶、三萜、用于各种物质分离，包含蛋白、酶、三萜、生物碱、皂苷等。生物碱、皂苷等。沈药科天然药物化学总论专家讲座第43页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2.4 液液-液分配柱色谱液分配柱色谱正相色谱：固定相极性大，如水、缓冲液等；流动相正相色谱：固定相极性大，如水、缓冲液等；流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等。极性小，如氯仿、乙酸乙酯等。载体：硅胶（含水可达载体：硅胶（含水可达17%），硅藻土，纤维素等。），硅藻土，纤维素等。用途：分离极性大或水溶性成份，如苷类、糖、生物用途：分离极性大或水溶性成份，如苷类、糖、生物 碱等。碱等。洗脱次序：极性小物质先被洗脱出来。洗脱次序：极性小物质先被洗脱出来。沈药科天然药物化学总论专家讲座第44页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法2.4 液液-液分配柱色谱液分配柱色谱反相色谱：固定相极性小于流动相。如反相色谱：固定相极性小于流动相。如HPLC反反相柱，反相板。相柱，反相板。固定相：硅胶硅醇基结合烷基，如固定相：硅胶硅醇基结合烷基，如RP-2，RP-8，RP-18。亲脂性：。亲脂性：RP-18 RP-8 RP-2。流动相流动相(洗脱剂洗脱剂)：MeOH-H2O，CH3CN-H2O 洗脱次序：分离极性大成份，极性大者先洗脱洗脱次序：分离极性大成份，极性大者先洗脱 下来。下来。沈药科天然药物化学总论专家讲座第45页试验室用高效液相色谱仪试验室用高效液相色谱仪沈药科天然药物化学总论专家讲座第46页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法3 依据物质依据物质吸附性吸附性差异进行分离差异进行分离吸附色谱法吸附色谱法3.1 吸附分类：吸附分类：物理吸附：无选择性吸附，吸附解析发生快速。物理吸附：无选择性吸附，吸附解析发生快速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成份化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成份 吸附，硅胶对生物碱吸附等。吸附，硅胶对生物碱吸附等。半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类氢键吸附。半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类氢键吸附。沈药科天然药物化学总论专家讲座第47页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法吸附原理：相同相吸吸附原理：相同相吸影响吸附过程三要素：影响吸附过程三要素：吸附剂（固定相），吸附剂（固定相），溶质（被分离物质），溶质（被分离物质），溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）沈药科天然药物化学总论专家讲座第48页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法3.2 硅胶、氧化铝：硅胶、氧化铝：极性吸附剂：载样量大，吸极性吸附剂：载样量大，吸 附力强附力强 硅胶：应用最广，适合用于硅胶：应用最广，适合用于各各 类成份分离类成份分离 氧化铝：有中性、酸性、碱氧化铝：有中性、酸性、碱 性氧化铝。碱性氧性氧化铝。碱性氧 化铝不适合于分离化铝不适合于分离 酸性成份，多用于酸性成份，多用于 分离生物碱。分离生物碱。沈药科天然药物化学总论专家讲座第49页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法3.2 硅胶、氧化铝：硅胶、氧化铝：被分离物质吸附力与结构关系被分离物质吸附力与结构关系 被分离物质极性大，吸附力强，被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难，值小，洗脱难，后被洗脱下来。后被洗脱下来。官能团极性大小排列次序：官能团极性大小排列次序：-COOH Ar-OH R-OH R-NH2,RNHR,RNR R R-CO-NRR RCHO RCOR RCOOR ROR RH沈药科天然药物化学总论专家讲座第50页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法3.2 硅胶、氧化铝：硅胶、氧化铝：溶剂溶剂(洗脱剂洗脱剂)极性与洗脱力关系极性与洗脱力关系 洗脱剂极性越大洗脱剂极性越大,洗脱力越强洗脱力越强.沈药科天然药物化学总论专家讲座第51页 练习练习:从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成份份,比较极性大小和硅胶柱上洗脱次序比较极性大小和硅胶柱上洗脱次序.名称名称RR黄夹苷黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷黄夹次苷ACHOH黄夹次苷黄夹次苷BCH3H黄夹次苷黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹单乙酰黄夹次苷次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B R”=COCH3,其它其它R”=H沈药科天然药物化学总论专家讲座第52页答案答案：1.极性大极性大 小：黄夹苷小：黄夹苷A黄夹苷黄夹苷B 次苷次苷D次苷次苷C次苷次苷A次苷次苷B2.硅胶柱上出柱次序：后硅胶柱上出柱次序：后 先先 小极性化合物小极性化合物大极性化合物大极性化合物沈药科天然药物化学总论专家讲座第53页3.2 活性炭活性炭非极性吸附剂非极性吸附剂吸附力与结构关系吸附力与结构关系 分子量大者分子量大者 分子量小者分子量小者 芳香族芳香族 脂肪族脂肪族 含含OH,COOH,NH2多者多者 少者少者洗脱力与溶剂关系洗脱力与溶剂关系 吡啶吡啶 15%酚酚/醇醇 7%酚酚/H2O 醇醇 含水醇含水醇H2O应用应用:黄酮、生物碱富集，糖分离、脱色等。黄酮、生物碱富集，糖分离、脱色等。第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第54页3.3 聚酰胺聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成一类高分是由己酰胺聚合成一类高分子化合物。子化合物。分离原理分离原理：主要经：主要经过过酰胺键与酚羟基、酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键酸、醌等形成氢键，产生产生吸附吸附作用。吸作用。吸附力取决于附力取决于形成氢形成氢键缔合能力键缔合能力。第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第55页 3.3 聚酰胺聚酰胺 吸附力与结构关系吸附力与结构关系 a.形成氢键基团数目越多形成氢键基团数目越多,吸附力越强吸附力越强;b.形成份子内氢键者形成份子内氢键者,吸附力降低吸附力降低;第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第56页d.d.芳香苷苷元芳香苷苷元 苷苷,单糖苷单糖苷 双糖苷双糖苷 叁糖苷叁糖苷 c.c.芳香化程度越高或共轭键越多芳香化程度越高或共轭键越多,吸附力越强吸附力越强;3.3 聚酰胺聚酰胺 吸附力与结构关系吸附力与结构关系溶剂洗脱能力溶剂洗脱能力 水水 含水醇含水醇醇醇 丙酮丙酮NaOH/H2O甲酰胺甲酰胺二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 B ASiO2-TLC Rf:A B CPolyamide TLC,Rf:C B A答案：答案：沈药科天然药物化学总论专家讲座第60页3.4 大孔吸附树脂大孔吸附树脂(macro-reticular resin)组成组成:苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂分离原理分离原理:吸附吸附(范德华力和氢键范德华力和氢键)和和分子筛分子筛作用作用(多多孔性结构孔性结构)树脂类型树脂类型:非极性、中极性和极性三种。非极性、中极性和极性三种。非极性非极性：由苯乙烯和二乙烯苯缩合而成，故又称：由苯乙烯和二乙烯苯缩合而成，故又称 芳香吸附树脂。芳香吸附树脂。中极性中极性：含脂基吸附树脂：含脂基吸附树脂。极极 性性：含酰氨基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫：含酰氨基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫不一样极性功效吸附树脂。不一样极性功效吸附树脂。第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第61页3.4 大孔吸附树脂大孔吸附树脂 洗脱剂洗脱剂:H2O 及不一样百分比含水醇。及不一样百分比含水醇。洗脱分离洗脱分离:H2O 洗洗:糖糖,水溶性色素水溶性色素 30%EtOH/H2O:极性大成份极性大成份 50-75%EtOH:皂苷类皂苷类 95%EtOH:极性小成份极性小成份 应用应用:除多糖除多糖,水溶性色素水溶性色素,富集苷类成份富集苷类成份第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第62页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法4.依据物质依据物质离解程度不一样离解程度不一样进行分离进行分离离子交换法离子交换法 固定相固定相：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化合物，引：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化合物，引 入交换基团）入交换基团）分类：分类：阳离子交换树脂：强酸型阳离子交换树脂：强酸型 RSO3-H+弱酸型弱酸型 RCOO-H+阴离子交换树脂：强碱型阴离子交换树脂：强碱型 RN+(CH3)3Cl-弱碱型弱碱型 RNH2,RNHR,RNRR”沈药科天然药物化学总论专家讲座第63页 阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：4.2应用：应用：主要用于主要用于生物碱生物碱和和有机酸有机酸分离。分离。4.依据物质依据物质离解程度不一样离解程度不一样进行分离进行分离离子交换法离子交换法4.1交换原理交换原理:阳离子交换树脂：阳离子交换树脂：第四节第四节 提取分离方法提取分离方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第64页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法 透析法透析法:半透膜半透膜,分子筛滤过作用分子筛滤过作用 超滤法超滤法:分子大小不一样分子大小不一样,扩散速度不一样扩散速度不一样 超速离心法超速离心法:溶质在超速离心作用下含有不一样溶质在超速离心作用下含有不一样 沉降性或浮游性沉降性或浮游性 凝胶滤过法凝胶滤过法:分子筛作用分子筛作用(凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱,分子分子 筛滤过筛滤过,排阻色谱排阻色谱),被分离物质按分被分离物质按分子子 由大到小次序流出众谱柱由大到小次序流出众谱柱.5.依据物质依据物质分子大小差异分子大小差异进行分离进行分离凝胶滤过法凝胶滤过法5.1 主要几个方法主要几个方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第65页第四节第四节 提取分离方法提取分离方法5.依据物质依据物质分子大小差异分子大小差异进行分离进行分离凝胶滤过法凝胶滤过法5.2凝胶种类凝胶种类:葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G):只适于在只适于在水水中应用中应用,分离多糖、分离多糖、蛋白质等蛋白质等.羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：适合用于各类化合物分离，除含有分子筛特征外，适合用于各类化合物分离，除含有分子筛特征外，还起到反相分配色谱效果。还起到反相分配色谱效果。惯用溶剂有惯用溶剂有甲醇、氯仿甲醇、氯仿-甲醇甲醇等。等。沈药科天然药物化学总论专家讲座第66页本章内容本章内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 各类成份介绍各类成份介绍第三节第三节 生物合成生物合成第四节第四节 提取分离方法提取分离方法第五节第五节 结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第67页一一 化合物纯度判定化合物纯度判定 1.测熔点测熔点:看熔程看熔程 2.外观结晶色泽与形状外观结晶色泽与形状:均一性均一性 3.色谱法色谱法:TLC 三种组成不一样溶剂系统三种组成不一样溶剂系统,单一斑单一斑点点 HPLC 单一峰单一峰 GC 单一峰单一峰 4.核磁法核磁法第五节第五节 结构研究方法结构研究方法沈药科天然药物化学总论专家讲座第68页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法二、已知化合物判定二、已知化合物判定二、已知化合物判定二、已知化合物判定 1.有标准品有标准品(或对照品或对照品):Co-TLC(共薄层，三种系统共薄层，三种系统)测混合熔点测混合熔点(相同溶剂结晶相同溶剂结晶);测测IR(考查是否重合）考查是否重合）2.无标准品无标准品:与文件值对照与文件值对照(相同溶剂条件下：相同溶剂条件下：mp,IR,UV,1H-NMR,13C-NMR等等)。沈药科天然药物化学总论专家讲座第69页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法三、未知化合物三、未知化合物 各种谱学结合结构解析各种谱学结合结构解析 1.紫外光谱紫外光谱(Ultraviolet spectra UV)为结构解析提供信息为结构解析提供信息 用于判断结构中共轭系统、结构骨架（如香用于判断结构中共轭系统、结构骨架（如香豆素、黄酮）豆素、黄酮）UV谱一致，不一定是一个化合物谱一致，不一定是一个化合物。应用：应用：确定平面确定平面结构骨架结构骨架，立体结构构型、，立体结构构型、构象。构象。沈药科天然药物化学总论专家讲座第70页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法黄黄酮酮类类化化合合物物紫紫外外光光谱谱沈药科天然药物化学总论专家讲座第71页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法2.红外光谱红外光谱(Infrared spectra IR)为结构解析提供信息为结构解析提供信息 提供各种官能团信息提供各种官能团信息 八大区（复习）八大区（复习）如：芳香环如：芳香环:1600-1480cm-1，OH:3000 cm-1,C=O:1700 cm-1.IR相同者为同一化合物相同者为同一化合物.沈药科天然药物化学总论专家讲座第72页茶皂苷茶皂苷IR光谱光谱沈药科天然药物化学总论专家讲座第73页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法3.质谱质谱(Mass spectra MS)为结构解析提供信息为结构解析提供信息 给出分子量给出分子量(M+),给出基团或片段信息给出基团或片段信息,HR-MS可计算分子式可计算分子式;MS图一致图一致(同一型号仪器同一型号仪器,同一条件同一条件)普通为同一化合物普通为同一化合物类型类型 EI-MS:醇、糖苷不能给出分子离子峰醇、糖苷不能给出分子离子峰;FD-MS、FAB-MS、ESI-MS：用于糖苷：用于糖苷,肽肽,核酸类核酸类,可确定分子量。可确定分子量。HR-MS：给处准确分子量和分子式。：给处准确分子量和分子式。沈药科天然药物化学总论专家讲座第74页茶皂苷茶皂苷FABMS茶皂苷茶皂苷HRFABMS沈药科天然药物化学总论专家讲座第75页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法为结构解析提供信息为结构解析提供信息 化学位移化学位移:(用于判断用于判断H化学环境化学环境 chemical shift);偶合常数偶合常数:J(Hz)用于判断用于判断H与与H关系关系 coupling constant)积分强度积分强度(积分面积积分面积):确定确定H数目数目.4.核磁共振谱（核磁共振谱（Nuclear magnetic resonance NMR）4.1 质子谱（质子谱（1H-NMR）沈药科天然药物化学总论专家讲座第76页J8.0Hz 存在偶合存在偶合化学位移数值化学位移数值计算得偶合常数计算得偶合常数积分面积表示氢数积分面积表示氢数沈药科天然药物化学总论专家讲座第77页第五节第五节 结构研究方法结构研究方法常见基团化学位移常见基团化学位移 值值:Ar-H ：6-8,-CHO ：9-10 -CH3 ：1-2,C=C-CH3,COCH3,ArCH3 ：1.9-2.5-OCH3 ：3.5-4.0,-COOCH3与与ArOCH3 ：3.7-4.04.核磁共振谱（核磁共振谱（Nuclear magnetic resonance NMR）4.1 质子谱（质子