中药化学Word文档格式.docx

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└中药化学成分的鉴定

基本定义

生物界除生物体必须的含氮化合物，以及低分子胺、胺基糖、核苷酸、核酸等外，其他所有的含氮有机化合物均可视为生物碱。

历史发展

国外，最早于1803年由Derosne从鸦片中得到第一个生物碱那可汀（Narcotine）至今已从生物界分离得到一万多种生物碱。

我国对生物碱的记载见于1765年《本草纲目拾遗》中。

17世纪初在《白猿经》一书中有从乌头中提炼出砂糖样毒物作箭毒用，该物质应是乌头碱（aconitine），这比欧洲科学家早二百年左右。

虽然19世纪初提出不少生物碱，但当时并未确定结构式，直到19世纪后期，才首次搞清毒芹碱（coniine）的结构，对于复杂结构生物碱结构式的确定多在20世纪中期。

现在由于分离及测定技术发展较快，一个化合物的结构已用不了多久便可确定。

当前，生物碱的全合成和半合成工作、构效关系的研究和结构改造工作也发展迅速，如自美登木中提取的具有抗癌活性的极微量生物碱美登木碱（maytansine）是结构复杂的含氮大环化合物，目前已有全合成的报道，等等。

分布

生物碱主要分布在高等植物中，低等植物只在蕨类、菌类的个别植物中存在生物碱，如麦角菌含有的麦角生物碱。

生物碱在植物体的各个器官均有存在，但对某一种植物来说，往往是集中在某一器官，如麻黄生物碱——髓部；

防己生物碱——根部；

黄柏生物碱——树皮部等等。

生物碱在植物中的含量差异很大，如金鸡纳树皮中生物碱的含量在1.5%以上。

长春花中长春新碱的含量仅为百万分之一，美登木中美登木碱的含量仅为千万分之二。

因此，生物碱含量达到千分之一以上就算比较高。

生物碱含量的高低、有无还受生长环境、季节等因素的影响，如在欧洲生长的麻黄，麻黄碱的含量很低，而在我国生长的含量较高，尤其山西大同的麻黄含麻黄碱可高达1.6%，并且以秋末冬初采收的含量最高。

含生物碱的植物大多是数种或数十种共存，如长春花已知含70多种生物碱。

由于同一种植物中的生物碱往往来源同一个前体，因此化学结构往往类似，同科同属植物中的生物碱也往往属于同一结构类型。

生理活性

生物碱大多都有生理活性，是许多中药的有效成分。

如：

吗啡　——镇痛　麻黄碱——平喘作用

可待因——止咳　小檗碱——抗菌、消炎作用

罂粟碱——松弛平滑肌作用　莨菪碱——解痉和解有机磷中毒

目前临床应用的生物碱有80多种。

存在形式

┌游离状态（少数碱性极弱的）

生物碱在植物体内存在形式┤盐的形式（多数）

└其他形式（如苷、酯、N－氧化物）

┌无机酸（盐酸、硫酸等）

与生物碱成盐的酸┤

│　┌常见的（柠檬酸、酒石酸、草酸、琥珀酸等）

└有机酸┤

└特殊的（乌头酸、奎宁酸、罂粟酸、藜芦酸等）

生物碱苷其非糖母核常见的是甾类、吲哚类、异喹啉类及吡咯里西啶类生物碱。

酯碱主要是生物碱母核上的羟基与有机酸缩合而成，如萜类、莨菪烷类、吲哚类及吡咯里西啶类生物碱常以酯的形式存在。

近年不断发现植物中的生物碱常和它的N-氧化物共存，如苦参碱和氧化苦参碱等。

生物碱的分类

分类方法

┌植物来源——共存同种植物中的生物碱为一类。

│生源途径——同一个生源途径的为一类。

│氮原子存在杂环母核类型——同一种母核类型为一类。

└生源途径结合母核类型

生物碱各类型骨架结构

1.吡咯烷类生物碱　2.莨菪烷类生物碱　3.哌啶类生物碱

4.喹啉类生物碱　5.啶酮类生物碱　6.喹唑啉类生物碱

7.咪唑类生物碱　8.异喹啉类生物碱　9.吲哚类生物碱

10.嘌呤及黄嘌呤类生物碱　11.大环类生物碱　12.萜类生物碱

13.甾体类生物碱　14.有机胺类生物碱

中药实例

麻　黄　·

黄　连　·

洋金花

乌　头

苷的含义

苷类又称配糖体，生物化学中多称苷，是由糖与非糖物质结合而成的一类化学成分。

在植物体内，各种类型的天然成分都有可能与糖结合成苷，因此苷类在植物界的分布非常广泛，尤以高等植物更为普遍。

苷类化合物的生理活性多种多样，如在心血管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消炎、增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都有不同的活性，是当今研究中药中不可忽视的一类成分。

理化性质

苷的理化性质由于苷的结构是由糖、苷元及苷键（包括苷原子）三部分组成，因此苷类的理化性质也是由这三部分引起。

其中苷元部分有不同的结构类型，从而使不同类型的苷表现其特有的性质；

而糖部分和苷键部分则使苷类具有某些相似的性质，也就是说，苷的性质有共性的一方面，也有个性的一方面。

本节主要介绍苷的共性，不同类型苷的特性将在有关的章节介绍。

提取分离

苷的提取

苷的分离纯化

1.溶剂处理法2．铅盐处理法　3．大孔树脂纯化法　4．柱色谱分离法

品种分类

醌类是指分子中具有不饱和环二酮结构的一类化合物，在许多中药中都含有醌类。

中药中所含的醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌4种类型。

苯醌

苯醌主要包括对苯醌和邻苯醌两类。

其中邻苯醌不稳定，故存在于中药中的苯醌多数为对苯醌的衍生物，天然存在的对苯醌的生物多为黄色结晶，如黄精中的黄精醌。

[黄精醌结构]。

萘醌

天然存在的萘醌化合物多数是1.4－二萘醌的衍生物，为橙色或橙红色结晶，少数呈紫色。

如胡桃叶中的胡桃醌[胡桃醌结构]，又如紫草中的紫草素[紫草素结构]。

菲醌

天然的菲醌衍生物包括邻菲醌及对菲醌两种。

如中药丹参中所含有的丹参醌类成分，具有增加冠脉流量的作用。

结构类型

单蒽核类

1.蒽醌及其苷类　2.氧化蒽酚衍生物

3.蒽酚或蒽酮衍生物　4.C－糖基蒽衍生物

双蒽核类

1.二蒽酮类　2.二蒽醌类

3.去氢二蒽酮类　4.日照蒽酮类

5.中位萘骈二蒽酮类蒽醌类化合物的结构测定

结构测定

蒽醌衍生物的结构测定，一般是在进行Borntr&

auml;

ger反应、乙酸镁反应初步确定为蒽醌化合物之后，再进行必要的化学试验，常用的化学试验方法有：

1.锌粉干馏　2.氧化反应　3.甲基化反应　4.乙酰化反应

波谱分析

1.紫外光谱　2.红外光谱　3.1H-NMR　4.13C-NMR5.质谱

大黄

大黄为重要中药之一，具通里攻下、清热解毒、活血通瘀等各种功能。

其化学成分较复杂，有游离羟基蒽醌、蒽苷、苷及鞣苷等，其中以蒽苷含量为最高，还有少量土大黄苷。

通常认为含有土大黄苷的大黄质次。

此外，还含树脂类物质、碳水化合物及有机酸等多类成分。

大黄中游离羟基蒽醌类成分的分离过程如下：

香豆素类

香豆素是具有苯骈α-吡喃酮母核的一类天然化合物的总称，在结构上可以看成是顺邻羟基桂皮酸失水而成的内酯。

香豆素、木脂素和木质素在植物体内都是由酪氨酸衍生而来的具有C6-C3基本骨架的化学成分。

香豆素类广泛存在于植物界，只有少数来自动物和微生物，是许多中药的有效成分，具有各方面的生理活性

结构分类

香豆素类按结构可分为以下几类：

简单香豆素类

仅在苯核上具有取代基的香豆素，一般称为简单香豆素类。

这一类香豆素多数在C7位上有含氧基团的存在，7-羟基香豆素（伞形花内酯）可以认为是香豆素类成分的母体，其他如在C5、C6、C8位上也会有含氧基团取代。

异戊烯基除接在氧上，还可直接接在C6和C8位的苯环碳上。

[简单香豆素类简表]

呋喃香豆素类

呋喃香豆素结构中的呋喃环往往是由香豆素苯核上所存在的异戊烯基与其邻位的酚羟基环合而成，成环后有时可因降解而失去3个C原子，呋喃香豆素又分为线型和角型两种类型，线型分子是由C6-异戊烯基与C7-羟基环合而成即6，7-呋喃香豆素），3个环是处于一直线上的；

角形分子是由C8-异戊烯基与C7-羟基成环（即7，8-呋喃香豆素），三个环处在一折线上。

[6，7-呋喃香豆素类简表][7，8-呋喃香豆素类简表]

吡喃香豆素类

同呋喃香豆素类似，也分成直型（6，7-吡喃香豆素）和角型（7，8-吡喃香豆素）两种类型，此外也发现有5，6-吡喃香豆素和双吡喃香豆素的存在。

[6，7-吡喃香豆素类简表（线型）][7，8-吡喃香豆素类简表（角型）]

异香豆素类

异香豆素是香豆素的异物体，在植物体中存在的多数是二氢香豆素的衍生物。

双香豆素类

双香豆素类是香豆素的二聚体，如双七叶内酯。

还有的是香豆素的三聚体。

其他香豆素类

指在香豆素的α-吡喃酮环上具有取代基的一类香豆素，取代基接在C3或C4位置上，常见有苯基、羟基、异戊烯基等基因。

性状

游离香豆素：

为固体，有晶形，有一定熔点，多具有芳香气味。

分子量小的香豆素：

有挥发性，能随水蒸气蒸出，并能升华。

香豆素苷：

多数无香味和挥发性，也不能升华。

溶解度

能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚等溶剂，可溶于石油醚。

香豆素苷类：

能溶于水、甲醇、乙醇，而难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。

内酯的性质

香豆素分子中具有α、β-不饱和内酯的结构，具有内酯化合物的通性，故在稀碱液的作用下，香豆素内酯环可被水解开环，生成顺邻羟基桂皮酸盐，该盐不稳定，一经酸化即闭环成为原来的内酯结构，该性质可用于提取分离。

但如果与碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则转变为反邻羟基桂皮酸的衍生物，再经酸化也不再发生内酯化闭环反应。

故提取时要注意碱的浓度与作用时间。

[反应式]

环合反应

香豆素分子中若酚羟基的邻位有不饱和侧链（如异戊烯基）时，常能相互作用环合成含氧的杂环结构，生成呋喃或吡喃香豆素类。

加成反应

香豆素分子中的双键可分为C3-C4间双键、呋喃或吡喃环中双键及侧链双键等不同情况。

在控制条件下，一般以侧链上的双键先行氢化，然后是呋喃或吡喃环上的双键，最后才是C3-C4双键加氢。

氧化反应

用于香豆素的氧化剂常见的有高锰酸钾、铬酸、臭氧、过氧化氢、硝酸、过碘酸等，由于氧化能力不同，香豆素被不同氧化剂所氧化的产物也不同。

1.高锰酸钾　苯环上无羟基取代的香豆素比较稳定，不易氧化。

如用高锰酸钾进行氧化，可使C3-C4双键断裂生成水杨酸的衍生物；

若高锰酸钾作用于被饱和的二氢香豆素，则因C3-C4间无双键而不易氧化断裂，结果氧化反应发生在香豆素的苯环上，生成丁二酸。

具有烃基侧链的香豆素，可以先行氢化再用高锰酸钾氧化，产物除丁二酸外，还可获得具有侧链结构的羧酸。

2.铬酸　铬酸作为氧化剂较为温和，一般只氧化侧链或氧化苯环转变为醌的衍生物，它并不影响α-吡喃酮环。

如上例蛇床子素用铬酸氧化时，只作用于侧链双键而氧化成羧酸。

3.臭氧　臭氧先作用于香豆素的侧链双键，然后是呋喃或吡喃环上的双键，最后在剧烈条件下才能作用在α-吡喃酮环上的双键。

呋喃或吡喃香豆素在控制条件下被臭氧氧化的产物都是甲酰香豆素，其中线型结构的甲酰基在C6位上，角型结构的甲酰基在C8位上。

若进一步氧化时，α-吡喃酮环也破裂而生成二元醛衍生物。

4.过氧化氢　呋喃香豆素类呋喃环上C2'

和C3'

未被取代时，用碱性过氧化氢氧化，可生成2，3-呋喃二羧

游离香豆素多具有亲脂性，而香豆素苷类因极性增大而具亲水性，由此可选择合适的溶剂进行提取。

常用的提取分离方法有：

系统溶剂法

香豆素类成分的极性不同，各种溶剂都有提出该成分的可能，当利用极性由小到大的溶剂顺次萃取时，各萃取液浓缩后都有可能获得结晶，再结合其他分离方法进行分离。

[未知结构的香豆素类化合物提取流程]

碱溶酸沉法

香豆素类多呈中性或弱酸性，在提取时常有杂质伴随，分离这些杂质可以利用香豆素内酯的性质，即香豆素可被热的稀碱液所皂化溶解，加酸酸化后可降低在水中的溶解度，可析出沉淀或被乙醚溶解而与杂质分离。

[流程]

利用此法时要注意某些对酸碱敏感以及在碱液中分解、在酸液中难于环合的香豆素类成分均不可用本法。

水蒸汽蒸馏法

小分子的香豆素因具有挥发性，可用水蒸汽蒸馏法进行提取，提取液经适当浓缩后可析出香豆素结晶。

本法提取方法简便，纯度也较高。

色谱分离法

结构相近的香豆素化合物，常借助色谱法进行分离。

柱色谱分离中多采用硅胶、中性或酸性氧化铝等吸附剂，但慎用碱性氧化铝，否则会使香豆素结构发生变化。

香豆素苷分离还可用活性炭硅藻土混合物进行分离，此外还可选用纤维素、葡聚糖凝胶及制备液相进行分离。

检识方法

荧光

香豆素母体本身无荧光，而羟基香豆素在紫外灯下大多能显出蓝色荧光，在碱溶液中荧光大都增强，可以辨认。

香豆素类荧光的有无或强弱与分子中取代基的种类和位置有一定的关系，但荧光与结构之间的关系尚不太清楚

显色反应

香豆素分子中某些基团所给出的颜色反应可为鉴别香豆素类提供一定的参考。

1.异羟肟酸铁反应

这是由香豆素的内酯结构所发生的显色反应，在碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下再与三价铁盐络合而显红色。

2.酚羟基反应

具有酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色，可以判断羟基的有无。

重氮化试剂也可用于酚羟基的检查，若酚羟基的邻对位无取代时，可与重氮化试剂生成红色至紫红色的偶氮染料。

3.Gibb'

s反应

Gibb'

s试剂为2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，它在弱碱性（pH9.4）条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合，生成蓝色的化合物。

该反应可判断香豆素分子中C6位是否有取代基存在。

由于香豆素分子在碱性条件下内酯环被水解后所生成的酚羟基，如果其对位（即C6位）无取代基存在，可与Gibb'

s试剂反应产生蓝色。

若C6位有取代，则Gibb'

s反应为负反应。

4.Emerson反应

与Gibb'

s反应一样，Emerson反应也是用以判断酚羟基对位有无取代的，在香豆素中用以判断C6位有无取代基存在。

Emerson试剂由4-氨基安替比林和铁氰化钾所组成，与酚羟基对位的活泼氢反应生成红色。

色谱检识

1.纸色谱

由于香豆素分子中多含有酚羟基显弱酸性，故其在进行纸色谱时，在碱性溶剂系统中的Rf值相对较大，在中性溶剂系统中则易产生拖尾现象。

常用的溶剂系统为含水有机溶剂系统，色谱后的滤纸可先在紫外灯下观察香豆素特有的荧光，再喷以10%氢氧化钾醇溶液或20%SbCl3氯仿溶液显色。

2.薄层色谱

香豆素化合物多具有酚羟基结构，在薄层色谱中多选硅胶作吸附剂，并用一定pH的缓冲溶液处理，可以得到较好的分离效果。

酸性氧化铝也可选作吸附剂用。

展开后的斑点除在紫外灯下观察荧光外，还可喷三氯化锑等显色剂

紫外光谱（UV）

未取代的香豆素可在λmax274nm（logε4.03）和311nm（logε3.72）有两个吸收峰，分别为苯环和α-吡喃酮结构所引起。

取代基的导入常引起吸收峰位置的变化。

一般烷基取代影响很小，而羟基导入常使吸收峰红移。

其峰位常随测试溶液的酸碱性而变化。

红外光谱（IR）

香豆素类成分属于苯骈α-吡喃酮，因此在红外光谱中应有α-吡喃酮的吸收峰1745～1715cm-1及芳环共轭双键的吸收峰1645～1625cm-1特征，如果有羟基取代，还可有3600～3200cm-1的羟基特征吸收峰，另外还可见到C=C的骨架振动。

核磁共振谱

1.氢谱（1H-NMR）

香豆素的环上质子由于受内酯环中羰基的吸电子共轭效应影响，可使H3、H6、H8的信号出现在较高磁场，而H4、H5、H7等质子信号出现在较低磁场。

C3、C4未取代的香豆素，其H3和H4信号分别以双重峰出现在δ6.1～6.3ppm和δ7.6～8.1ppm处（J=7～9Hz）。

　[香豆素类化合物的NMR信号]

2.碳谱（C13-NMR）

香豆素母核9个碳原子的化学位移如下：

碳原子C2C3C4C5C6C7C8C9C10

δ（×

10-6）160.4116.4143.6128.1124.4131.8116.4153.9118.8

由表所见，C2属羰基碳，处于最低场，一般在159～162ppm；

C9由于受吡喃环中氧原子的影响，化学位移也处于较低的磁场范围，一般在149～155ppm，取代基的存在对香豆素母核C原子的化学位移产生较大影响。

当成苷时，香豆素的α-碳原子向高场位移，而β-碳向低场位移。

质谱（MS）

香豆素类化合物的基本质谱特征是连续失去CO，而形成[M-CO]+及[M-2CO]+的碎片峰，其基本碎片受取代基影响，与取代基种类与数目有关。

1.简单香豆素　香豆素母核有强的分子离子峰，基峰是[M-CO]+的苯骈呋喃离子。

由于环中还含有氧，它还可失去1分子CO，形成[M-2CO]+峰，并再进一步失去氢而形成m/z89峰。

2.呋喃香豆素　与简单香豆素的质谱特征相类似，呋喃香豆素也先失去CO，形成苯骈呋喃离子，再继续失去CO。

3.吡喃香豆素　这类香豆素由于分子中具有偕二甲基结构，可先失去甲基，再失去CO

秦皮　秦皮为常用中药，具有清热燥湿、清肝明目、止痢等功效，用于痢疾、泄泻、赤白带下、目赤肿痛等症。

其有效成分为香豆素类，其中七叶内酯和七叶苷是抗痢疾杆菌的有效成分。

由于主含香豆素，对药用秦皮的鉴别，除形态鉴别外，其水浸出液在紫外灯下特有的蓝色荧光也是重要的鉴别依据。

[七叶内酯和七叶苷的提取分离方法]

白芷　白芷具有散风除湿、通窍止痛、消肿排脓之功效，用于感冒头痛、鼻塞、疮疡肿痛等症。

主要含有香豆素和挥发油，多为呋喃香豆素，能代表疗效的主要有氧化前胡内酯、川白芷内酯、当归白芷内酯等。

前胡前胡具有散风、清热、降气化痰功效，用于风热咳嗽痰多等症，主要含有香豆素类成分，还含有少量皂苷、四环三萜及挥发油等。

已从白花前胡中分离的香豆素有20多种，大多为7，8-二氢吡喃香豆素，少数为呋喃香豆素及简单香豆素。

从紫花前胡中已分离到10多种香豆素，多为直型二氢吡喃或呋喃香豆素，还有其葡萄糖双糖苷类。

独活　独活具有祛风除湿、通痹止痛之功效，用于风寒湿痹、腰膝疼痛等症。

其主要成分为香豆素类，其中蛇床子内酯为主要成分，此外还有多种呋喃香豆素化合物。

黄芩

黄芩中含多种黄酮类成分，含量最高的为黄芩苷，苷元为黄芩素（5，6，7-三OH黄酮），黄芩苷是5，6二OH，7-O-葡萄糖醛酸黄酮苷，除有遇FeCl3显色等反应外，较特殊的有几乎不溶水、酸水，难溶于MeOH等，因为是葡萄糖醛酸的苷，所以很难被酸水解。

可被黄芩酶催化水解，生成的苷元黄芩素分子中具有邻三酚羟基，易被氧化转为醌类衍生物而显绿色，这是保存或炮制不当的黄芩能够变绿色的原因，黄芩变绿后，有效成分受到破坏，质量随之降低。

黄芩苷的钠盐、钾盐易溶水。

[黄芩中的某些黄酮类化合物][黄芩苷的提取流程]

黄芩苷虽然几乎不溶水，但在植物体内是以盐的形式存在，可溶水，所以黄芩药材粗粉加水煮可把黄芩苷（以黄芩苷盐的形式）提取出来，当向溶液中加HCL调pH1～2时，黄芩苷盐解离，生成的黄芩苷几乎不溶于酸水，而析出沉淀。

再将此沉淀悬浮于水中，滴加40%NaOH，黄芩苷又成钠盐，而溶解。

此时应注意NaOH不可过量，否则，再加入等量乙醇时会呈现胶冻状，不易过滤。

继续往稀醇溶液中加HCl调pH1-2，黄芩苷纳盐又被解离，难溶于稀醇而析出沉淀，此沉淀经水、50%乙醇、95%乙醇洗涤可得较纯的黄芩苷，再经甲醇多次结晶，可得纯度更高的黄芩苷。

黄酮含义及存在形式

经典的含义：

基本母核为2－苯基色原酮的一类化合物，称为黄酮类化合物。

当时，由于此类化合物为黄色，4位具有酮式羰基，故称黄酮类化合物。

现代的含义：

凡两个苯环（A环、B环）通过三碳链相互联结而成的一类成分称为黄酮类化合物。

此含义中包含的化合物有黄色的，也有淡黄色的、白色的。

化学结构中有酮式羰基，也有无羰基的，苯环在2位的及苯环在3位的等等。

从下面的分类中可看出。

当然黄色的黄酮类化合物占绝大多数。

黄酮类化合物广泛存在于植物中，不少的常用中药中主要含有此类成分。

大多与糖结合成苷（称为黄酮苷类），有的与葡萄糖醛酸结合成苷，如中药黄芩中的黄芩苷；

有的以游离形式存在，即未与糖结合，称为游离黄酮或黄酮苷元，同一中药中可能同时存在游离黄酮及其苷，如中药黄芩中含有黄芩苷元（黄芩黄素5、6、7－三OH黄酮）也含有黄芩苷（5、6－二OH，7－O葡萄糖醛酸黄酮苷）。

黄酮类化合物的取代基有羟基、甲氧基、甲基、亚甲二氧基（－O－CH2－O－）异戊烯基等。

黄酮苷类可有单糖苷、双糖苷和叁糖苷。

有的结构更为复杂，也有以碳苷形式存在，如中药葛根中的葛根素、从银杏叶中得到的桂皮酰衍生物，如山柰素－3－鼠李糖－2－（6－对羟基－反式－桂皮酰）－葡萄糖苷。

（山柰素为3、5、7、4’－四OH黄酮）等。