中药化学试验技术Word文件下载.docx
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展开剂——C6H6:
EtOH
显色剂——0.1%溴酚兰试液→黄色
4、酚类和鞣质
(1)FeCl3试剂:
+1%FeCl3试液→蓝、暗绿或蓝紫色
(2)三氯化铁-铁氰化钾试剂:
喷洒→蓝色斑点
(3)香草醛-盐酸试剂:
喷洒→红色(间苯二酚、间苯三酚)
(4)重氮盐试剂:
+对硝基苯胺、亚硝酸钠→红色
(5)薄层层析检查:
吸附剂——硅胶G或纤维素
展开剂——n-BuOH:
H2O;
15%HAc
显色剂——1%FeCl3试液
1%三氯化铁-1%铁氰化钾试液→蓝、绿或黑色
鞣质与酚类的区别:
+明胶——沉淀
上清液+1%FeCl3试液→蓝、暗绿或蓝紫色
5、糖和苷
(1)斐林试剂:
+硫酸铜、酒石酸钾钠——砖红色沉淀(还原糖)
(—)+1%HCl+NaOH沉淀(苷元)
△30min上清液(+)(多糖、苷)
(2)Molish反应:
+α-萘酚-浓硫酸→紫红色环
(3)银镜反应:
+0.1N硝酸银、5N氨水→银褐色(还原糖)
(4)薄层层析检查:
:
Pd:
显色剂——苯胺-邻苯二甲酸
6、皂苷
(1)泡末试验:
振摇→大量持续性泡末
+0.1MHCl二管泡末高度相同(三萜皂苷)
+0.1MNaOH碱管高于酸管(甾体皂苷)
(2)溶血试验:
+2%红血球悬浮液→溶血
(3)Lieberman—Burchard反应:
+醋酐-浓硫酸——紫红色(三萜皂苷)
黄-红-紫-污绿(甾体皂苷)
7、甾体
(1)Lieberman—Burchard反应:
+醋酐-浓硫酸→黄-红-紫-污绿
(2)氯仿-浓硫酸反应:
+氯仿-浓硫酸氯仿层→红或青色
硫酸层→绿色荧光
(3)五氯化锑或三氯化锑反应:
+SbCl3或SbCl5→红色
吸附剂——中性氧化铝或硅胶G
展开剂——C6H6-MeOH;
CHCl3-MeOH
显色剂——10%磷钼酸→蓝-蓝紫色
5%三氯化锑试液→红、棕红或绿色
8、黄酮
(1)盐酸-镁粉反应:
+HCl-Mg→红色
(2)三氯化铝反应:
+AlCl3→黄色
(3)浓氨水反应:
+NH3→亮黄或橙色
吸附剂——聚酰胺或硅胶G
展开剂——MeOH-H2O;
EtOH-H2O
显色剂——UV→亮黄或黄绿色荧光
1%三氯化铝试液→亮黄色
9、香豆素、内酯
(1)开闭环反应:
+1%NaOH→澄清+2%HCl→混浊
(2)异羟污酸铁反应:
+7%盐酸羟胺、10%KOH△+稀HCl、1%FeCl3→红色
(3)重氮盐试剂:
吸附剂——酸性硅胶G或硅胶G或酸性氧化铝
展开剂——甲苯-乙酸乙酯-甲酸(5:
4:
1)
显色剂——UV→蓝色荧光
异羟污酸铁试液→红色
10、强心苷
(1)Kedde试剂:
+3,5-二硝基苯甲酸试液→紫红色
(2)Baljet试剂:
+碱性苦味酸试液→橙或橙红色
(3)Legal试剂:
+亚硝酰铁氰化钠试液→紫红色
(4)K-K反应:
+FeCl3/冰HAc、浓H2SO4→上层绿~蓝色(2-去氧糖)
界面红棕色
吸附剂——硅胶G或中性氧化铝
H2O(4:
1:
5)
显色剂——碱性3,5-二硝基苯甲酸试液→紫红色
碱性苦味酸试液→橙红色
11、蒽醌
(1)碱液反应:
+10%NaOH→红色+H2O2→红色不褪+H+→红色褪去
(2)醋酸镁反应:
+1%MgAc2→红色
展开剂——Pet:
EtOAc
显色剂——UV→黄色荧光
5%NaOH→红色
12、挥发油、油脂
(1)油斑检查:
油斑挥发→挥发油;
油斑不消失→油脂或类脂
(2)磷钼酸反应:
喷洒5%磷钼酸试液→蓝色(油脂、三萜、甾醇)
第二章化合物结构与溶解性
中药中的化学成分十分复杂,一味中药中有少则几十种,多则几百种成分。
要对这些成分进行结构及活性等方面的研究,就必须首先进行提取及分离。
提取——就是用适当的溶剂将中药中的化学成分从组织细胞中溶解出来。
提取是分离的前提,正确的提取方法及正确的提取溶剂,对分得单体化合物非常关键。
尤其在近代,随着中药研究的增多,中药中含量较多成分的越来越少,越来越多的是含量越来越微成分的中药。
如若提取方法不当,则根本提不出中药中的微量成分。
需提取化合物的结构特性,是选择提取方法及提取溶剂的依据。
一般需通过预试验或查阅有关资料来了解,而化合物的极性大小与溶解性密切相关。
注意:
a、原植物品种鉴定
b、热不稳定化合物,避免高温下操作。
如蛋白质、环烯醚萜类……
酸、碱不稳定化合物,避免强酸、强碱下操作。
如香豆素……
易氧化化合物,避免提取时间过长,避光。
如Vc、延胡索乙素……
c、对未知成分,应综合考虑以上因素。
一、化合物结构与极性
化合物极性大小分类是相对概念,没有固定的概念。
极性大小在提取分离工作中常成为向导。
判断依据:
a、极性基团与非极性基团的性质与数量,多则大。
b、分子体积大小。
基团一样,分子大,极性小。
极性基团:
-COOH、
、—OH、—NH2……
中等极性基团:
—O—R、—COOR……
非极性基团:
烷基
eg:
glc>环己烷
苯甲酸>苯酚
环黄芪皂醇
4个-OH,分子大,为非极性物质黄芪皂苷甲
中等极性物质:
难溶于H20
可溶于EtOH、MeOH、BuOH…
酸性基团(-COOH、ph-OH)+OH-极性物质(成盐)
碱性基团(>N-)+H+极性物质(成盐)
极性大小还与氢键极性变小
立体效应……有关
二、各种溶剂的性质
化学成分在各种溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。
极性溶剂——H2O
溶剂中等极性溶剂(亲水性有机溶剂)——EtOH、MeOH、甲~丁醇、Me2CO…
非极性溶剂(亲脂性有机溶剂)——Et2O、CHCl3、C6H6、Pet、己烷
1、水优点:
价廉,易得,极性大(分子小、含O),无毒,易进植物细胞
缺点:
专属性差,特别是复方
蒸馏水或重蒸水——中性
自来水——pH5~6
2、亲水性有机溶剂:
甲、乙、丙、异丙、丁醇,丙酮
极性基团:
—OH、C=0(偶极矩大),分子小
甲~丙醇与水互溶
丁、戊醇与水混溶互饱和后分层,有—OH,但分子大(非极性部分增大)
丙酮即亲水,又亲脂
优点:
较价廉,毒性较小,易进入植物细胞
专属性差
3、亲脂性有机溶剂
只含C、H:
Pet、C6H6、正己烷、环己烷极性小
氯代烃:
CCl4、CHCl3、CH2Cl2
含C、H、O:
EtOAc(酯基)、Et2O(醚基)大
不溶于水或难溶于水
专属性强,挥发性大,易挥收
易燃(除CHCl3外),毒性较大,价贵,设备要求高,较难进入细胞
多用于分离纯化。
极性排列:
Pet〈C6H6〈CHCl3〈Et2O〈EtOAc〈n-BuOH〈Me2CO〈EtOH〈MeOH〈H2O
4、各种溶剂性能(P56)
三、化合物极性与溶解性
如何了解极性预试验
层析正相:
Rf大,极性小;
Rf小,极性大
葡萄糖、蔗糖…——水、醇
淀粉、多糖(OH多,但分子大)——热水
蛋白质酸碱二性——溶于水难溶于亲脂性溶剂
氨基酸——溶于水、醇
苷类——水(含糖)
苷元——非水、亲脂
游离生物碱——非水(大多)、亲脂+H+
季铵、N→O物——水极性分子,溶于水
大多遵循“相似相溶”的原则,但也是相对而言。
四、提取原理及影响因素
1、原理
过程:
溶剂→组织细胞→溶解可溶物→溶液(提取液)
原理:
浸湿→溶解→扩散
(1)浸湿:
溶剂附于中药粉末表面使之湿润,再通过毛细管和细胞间隙渗入细胞内。
能否附着于粉末,取决于溶剂和植物二方面性质
非极性溶剂难进入含水植物粉末
水难进入油脂性植物粉末,需先脱脂,如种子。
(2)溶解:
不同溶剂,溶解对象不一。
(3)扩散:
溶液渗透压增高,高浓度溶液向四周扩散,至细胞内外达平衡,
达饱和。
∴保持良好的浓度差是提高提取浸出效果关键
用渗透、连续回流,或定时换溶剂
2、影响因素
(1)粉碎度细——接触面大,效果好,
但过细药粉吸附力增强
同时大量细胞破坏,溶出成分↑
(2)温度高——溶剂分子运动加快,增加溶解扩散过程,效果好
但防止受热易破坏成分被破坏。
(3)时间长——提出多,过长无必要,搅拌可缩短时间
(4)提取溶剂(关键)选择不当,可一无所获。
如若对所替成分不了解,首选乙醇或水。
(5)pH值水pH小——提碱性成分
pH大——提酸性成分
非极性溶剂pH小——提酸性成分:
酚、酸
pH大——提碱性成分:
生物碱
五、常用提取溶剂
1、水——优点:
价廉、易得,无药理作用,渗透性强
鞣质、多糖、蛋白质大量溶出,后处理过滤、浓缩困难,易发霉
有热水、冷水、酸水、碱水
2、乙醇——优点:
可溶出大多数成分,不发霉(>20%),易回收
mp78.8缺点:
易燃,禁直火
95%EtOH——生物碱、挥发油…
60~70%EtOH——皂苷、黄酮苷、蒽醌苷…
40~50%EtOH——强心苷、鞣质…
<
50%EtOH——生物碱盐…
3、丙酮——优点:
即亲水,又亲脂∴对极性小的成分也可溶解
mp56.2分子小,易进入植物细胞∴对含水或含油中药均可
易回收
易燃、价贵
4、酸、碱性有机溶剂
碱性成分——NH4OH、Na2CO3…湿润或直接H+/EtOH提取
酸性成分——HCl、H2SO4…湿润有机溶剂提取OH-/EtOH提取
六、各种提取方法及选择
(一)溶剂法
1、浸渍法:
水或有机溶剂用于受热易破坏成分
2、渗漉法:
3、煎煮法:
一般以水为溶剂,酸水、碱水则需考虑煎煮时浓度的改变
适于受热不易分解破坏的极性化合物,不太用
4、回流提取法:
有机溶剂提取,不适于受热易破坏成分
5、连续回流提取法:
低沸点有机溶剂提取,不适于受热易破坏成分
提取效率高,溶剂用量少
难于用于大量药材的提取
(二)蒸馏法用于挥发性成分,且与水不相混溶或难溶
共水蒸馏法需防药粉烧焦
水蒸气蒸馏法可避免药粉烧焦
收集馏出液,盐析或有机溶剂萃取
少量可以用挥发油测定器提取。
注意d<
1或d>
1
(三)升华法固体Δ气体冷固体
如樟木中樟脑、茶叶中咖啡因的提取
(四)超临界提取法(SFE)
优点:
a、提取效率高b、成分不被破坏(不需加热)
c、无残留溶剂d、可选择性分离
1、超临界流体(SF):
处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上
介于气体和液体之间的流体
SF密度与液体相近,粘度与气体相近,扩散系数比液体大100倍,
∴对许多物质有很强的溶解能力。
SF:
CO2、SF6、C2H6、NH3、CCl2F2…
2、CO2(SF)
常用CO2,Tc=31.3。
C、无色、无毒、无味,不易燃,化学惰性,价廉。
a、选择性溶解:
超临界状态下,CO2对不同的物质溶解能力差别很大。
亲脂性低沸点成分(挥发油、烃、酯、醚…)——低压提取(<
104KPa)
强极性成分(糖、氨基酸…)——高压提取(>
4×
104KPa)
分子量越高,越难提,分子量200~400较易提。
b、提取压力、温度与溶解度:
在临界点附近,温度、压力的微小变化,都会使SF的性质产生明显改变。
CO2一般在35~40。
C左右。
c、夹带剂:
加入少量夹带剂,可改善溶解度。
良好的夹带剂:
提高溶解度,改善选择性,增加得率。
eg:
MeOH、EtOH、Me2CO…
3、提取过程
4、应用
发现SFE近百年,上世纪50年代初进入试验阶段,如从石油中脱沥青;
70年代,国外已有从植物中提取化学成分得应用,如从咖啡豆中提取咖啡因,烟草中提取尼古丁…
70年代末,SFE在食品中的应用增多,如从啤酒花中提取酒精已形成生产规模;
80年代,SFE越来越多的用于香料的提取,如从菊花、米兰、栀子花、玫瑰中提取香料;
肉桂、胡椒、薄荷中提取香辛成分…
90年代,开始从植物药中提取成分,如蛇床子、茵陈蒿、桑白皮、紫草、月见草…中提取成分。
第三章各种分离材料的性能
中药化学研究的诸多成果,与分离材料的不断创新发展,关系十分密切。
分离材料选择的正确与否,直接影响分离效果。
尤其是近年来,随着科学技术的飞速发展,新型分离材料不断出现,使以前一直认为不易分离的化合物(eg.鞣质、多糖、蛋白质…)可以得到分离。
如大孔吸附树脂的应用,使得水溶性化合物的去杂大大简化;
反相硅胶及其它键合硅胶的出现,使得在分离异构体及水溶性化合物方面有独到之处。
这一章主要讲各种分离材料的性能、特点及适用范围。
一、层析纸
1、组成:
纤维素(β14苷键吡喃葡萄糖)
2、性质:
干燥纸——6~7%的水,氢键与纤维素上-OH结合
水饱和的纸——20~35%的水
3、规格性能
国产层析纸的性能与规格
型号标重厚度吸水性灰分展速备注
(g/m2)(mm)(30min水上升mm)(%)
1900.17150~1200.08快速
2900.16120~910.08中速相当于Whaldmann1号
3900.1590~600.08慢速
41800.34151~1210.08快速
51800.32120~910.08中速相当于Whaldmann3号
61800.3090~600.08慢速
4、适用范围a、分离亲水性化合物:
糖类、苷类、氨基酸、有机酸…
b、常用于亲水性成分的定性(因载量小),与标准物对照
c、摸索萃取条件
d、判断化合物极性大小
二、氧化铝
1、组成碱性氧化铝(pH9)
中性氧化铝(pH7.5)
酸性氧化铝(pH2~3)
100~160目——柱层>
200目柱层需加压
160~200目——软板TLC
>
200目——硬板TLC
2、活度:
含水量越少,吸附力越强,活度越小
含水量(%)0361015
活度(级)IIIIIIIVV
3、应用
碱性氧化铝——分离生物碱和甾族化合物,不适于醛、酮、酯、有机酸
中性氧化铝——分离中性、碱性亲脂性化合物,不适于酸性成分
酸性氧化铝——分离有机酸类,不适于碱性成分
缺点:
吸附力强,成分损失大
常与成分发生反应,如络合、氧化、消除及异构化…
三、活性炭
属非极性吸附剂(与Al203、SiO2相反),来源充足、价格便宜
1、
类型粉状活性炭:
比表面积大,吸附力强,流速慢,层析需加压
颗粒状活性炭:
比表面积小,吸附力弱,流速快,易于控制。
∴常用
锦纶活性炭:
以锦纶为粘合剂,将粉状活性炭制成颗粒状
比表面积介于前二者之间,但吸附力最弱(∵加入锦纶,一方面减少比表面积,一方面锦纶与活性炭之间吸附)
2、分离范围
粉状活性炭——对活性炭吸附较弱物质(极性较大成分),
常拌入30~40%硅藻土,增加流速。
颗粒状活性炭——中等极性成分
锦纶活性炭——极性较小成分
主要用于柱层分离及色素和非极性杂质的吸附。
四、大孔吸附树脂
应用时间较短,其性能及分离条件还在不断摸索之中。
1、特性
白色球形颗粒,粒度20~60目,不溶于酸、碱、有机溶剂
非极性——苯乙烯型
中极性——2-甲基丙烯酸酯型
孔径——小球间平均距离(A。
)
比表面积——小球表面积总和(m2/g)
2、分类
根据孔径、比表面积分类
部分大孔吸附树脂性能
型号厂名极性树脂结构比表面积(m2/g)孔径(A。
D2南开大学非极性乙基苯乙烯382133
D6………46673
D8………71266
DS2……苯乙烯64259
DM2……2-甲基苯乙烯26624
D101天津制胶厂……400100
AmbertitXAD-1Rohmbaa(美)…苯乙烯100200
XAD-2………33090
XAD-3………52644
XAD-4………75050
XAD-5………41568
XAD-7…中极性2-甲基丙烯酸酯45080
XAD-8………140250
DiaionHP-10Organos(日)非极性苯乙烯400小
HP-20………600大
HP-30………500~600大
HP-40………600~700小
3、原理
吸附——范德华力或氢键
筛选——本身多孔性结构决定,即分子量大小
水溶性化合物分离纯化
近年:
皂苷、生物碱…
五、聚酰胺
1、种类:
锦纶6—聚己内酰胺
锦纶66—己二酸和己二胺聚合而成
2、适用范围:
黄酮、酚类、醌类、有机酸等
不可用于鞣质,吸附力特强,成为不可逆物质,但可吸附除去
六、
层析硅胶O
——Si——O——Si——
1、普通硅胶:
骨架表面存在Si—OH。
多,则吸附力强,
Si—OH吸水,则吸附力下降。
105-120。
C可除水,重现活性。
>
200。
C,Si-OH
硅氧烷基(去OH作用)
柱层:
100~160目,200~300目
薄层:
10~40μ,加压可用于柱层
2、闪式硅胶
八十年代初兴起。
粒度:
40~60μ,微球形,粒度均匀,展开速度快,效果理想。
3、键合硅胶
不同的有机基团通过化学反应键合到硅胶表面。
非极性键合硅胶
极性键合硅胶
离子型键合硅胶
a.非极性键合硅胶(反相硅胶):
硅胶表面键合极性很小的烷基。
e.f十八烷基、辛烷基、苯基烷等
极性大的成分:
吸附能力弱,先下
极性小的成分:
吸附能力强,后下
b.极性键合硅胶:
键合CN、NH3、双OH等
一般作正相层析
c、离子型键合硅胶:
键合各种离子交换基团
酸性基团:
-SO3H、-COOH、-CH2COOH…
碱性基团:
-CH2NH2、-CH2N(CH3)3Cl…
二性基团:
—CH(COOH)-CH2-CH2-NH2…
—(CH2)3O-CH2-CH(OH)-CH2-NH2…
七、离子交换树脂
阳离子交换树脂强酸型(—SO3H)
弱酸型(—COOH)
阴离子交换树脂强碱型—N(CH3)3·
X
—N(CH3)2(C2H4OH)·
弱碱型—NR2
—NHR
—NH2
1、性能
a、交换容量:
取决于可交换基团的多少
毫克当量/g——每g树脂所能交换的离子的毫克当量数
b、交联度:
交联剂在总重量中所占重量百分数
交联度越大,网孔越小
c、溶胀性:
在水中体积增大
在有机溶剂中收缩。
e.gEtOH、Et2O……
d、型变膨胀性:
e.gN+变成H+,树脂体积也变化
2、类型及性质P94
3、离子交换纤维素
阳离子交换纤维素:
酸性基团接在纤维素或葡聚糖凝胶上。
阴离子交换纤维素:
碱性基团接在纤维素或葡聚糖凝胶上。
适用:
提纯蛋白质、核酸、酸性或碱性多糖
类型:
P96
八、凝胶分子筛
葡聚糖凝胶分子筛
琼脂糖凝胶分子筛
聚丙烯酰胺凝胶分子筛
各种离子交换凝胶
葡聚糖和甘油通过醚键相交链的多孔网状结构。
不溶于水、有机溶剂、盐
在碱或弱酸液中稳定,强酸水解
交链度大、网孔小,吸水时膨胀越大
商品G后面数字—吸水量×
10
用于——多糖、肽、蛋白质分离
商品LH-20、LH-60(羟丙基化)——可用于小分子(M〈500)的分离,如黄酮、皂苷等。
2、分类及性能
葡聚糖凝胶的性质
型号吸水量床体积分离范围(分子量)最少溶胀时间(h)
(ml/g)(ml/g)肽、蛋白质多糖室温沸水浴
G-101.0±
0.12~3<700<70031
G-151.5±
0.22.5~3.5<1500<150031
G-252.5±
0.24~61000~5000100~500062
G-505.0±
0.39~111500~30000500~1000062
G-757.5±
0.512~153000~700001000~50000243
G-10010.0±
1.015~204000~1500001000~100000485
G-15015.0±