中药化学中国中医药出版社文档格式.docx

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①分子中具有醌式结构的化合物；

②分子中多具酚羟基，有一定的酸性。

溶解性：

①游离：

多溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，微溶或难溶于水。

②成苷：

极性增大，易溶于甲醇、乙醇中，可溶于热水。

3、苯丙素类化合物

阿魏酸伞形花内酯

结构特征：

苯丙基为基本骨架单位（C6-C3）构成的化合物。

其中香豆素和木脂素为其典型化合物。

（1）香豆素

结构特征：

由顺式邻羟基桂皮酸脱水形成的内酯；

在稀碱溶液中可水解开环，生成顺邻羟桂皮酸的盐，加酸后可环合成为原来的内酯。

游离溶于沸水，甲醇、乙醇和乙醚；

苷类溶于水、甲醇、乙醇。

（2）木脂素

两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物；

游离亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。

木脂素苷类水溶性增大。

4、黄酮类化合物

芹菜素

泛指有两个苯环通过中间三碳链相互连结而成的一类化学成分。

①母核结构：

C6－C3－C6

②主要性质：

多具酚羟基，显酸性。

③溶解性：

游离易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱溶液中。

黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇、吡啶等极性溶剂。

5、萜类和挥发油

（1）萜类

①结构特征：

基本母核-（C5H8）n。

②主要性质：

单萜和倍半萜具挥发性；

二萜和二倍半萜一般结晶。

③溶解性：

a、游离萜类亲脂性，难溶于水。

薄荷醇

b、单萜和倍半萜-水蒸气蒸馏。

c、内酯结构的萜类-溶于碱水，酸化后，又从水中析出。

d、苷化后具有一定的亲水性。

（2）挥发油又称精油

①主要性质：

A、可随水蒸气蒸馏；

B、与水不相混溶；

C、油状液体物质。

②组成：

复杂——萜类和芳香族化合物以及它们的含氧衍生物。

脂溶性，易溶于大多数有机溶剂中，如乙醚、苯、石油醚、乙醇等。

6、生物碱

①结构特征：

含氮有机化合物。

碱的性质——与酸结合成盐。

A、游离不溶或难溶于水，能溶于乙醇、氯仿、丙酮、乙醚和苯等有机溶剂。

B、盐易溶于水及乙醇，不溶或难溶于常见的有机溶剂。

7、甾体类化合物

薯蓣皂苷

母核：

环戊烷骈多氢菲甾核。

水溶液多具有发泡性、溶血性及鱼毒性。

A、苷元—亲脂性溶剂中如石油醚、氯仿等，而不溶于水。

B、甾体皂苷一般可溶于水，易溶于热水、稀醇。

不溶或难溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。

8、三萜类化合物

人参皂苷RoR=glcA（2→1）glc

①结构特征

30个碳原子组成萜类化合物

②主要性质

水溶液亦多具发泡性、溶血性及鱼毒性。

③溶解性

A、苷元能溶于亲脂性溶剂，不溶于水。

B、三萜皂苷难溶于乙醚、石油醚等溶剂，可溶于水，易溶于热水、稀醇、热甲醇和热乙醇中。

C、含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度较大，常作为提取皂苷的溶剂。

9、苷类

天麻苷

是糖或糖的衍生物与非糖物质（称为苷元或配基）通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。

②溶解性：

能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶于乙醚或苯中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。

而苷元则大多难溶于水，易溶于有机溶剂。

二、生物合成

一次代谢：

维持植物生命活动不可缺少的过程，存在于绿色植物中。

一次代谢产物：

这些物质对维持植物生命活动来说是必不可少的。

例如，糖、蛋白质、脂质、核酸。

二次代谢：

并非在所有植物中均能发生，对维持植物生命活动不起重要作用。

二次代谢产物：

这些物质对维持植物生命活动来说并不是必不可少的。

例如：

生物碱、黄酮、萜类。

第二节中药有效成分提取分离方法

一、常用提取方法

（一）溶剂提取法

利用某种溶剂把所需的化学成分从药材组织中溶解出来，而不需要的成分少溶出或不溶出的方法，是最常用的方法。

1、原理：

A、成分与溶剂之间极性相似相溶原理。

B、依据各类成分溶解性差异选择对所需成分溶解度大的溶剂将所需成分从天然药材组织中溶出（浓度差扩散）。

⊿相似相溶原理：

化学成分在某种溶剂中的溶解度大小遵循“极性相似相溶原理”的规律。

2、被提取化学成分的极性问题

被提取成分的极性是选择提取溶剂的最重要依据。

影响和判断化合物极性的有关问题。

（1）化合物分子母核的大小（碳数的多少）：

①分子大，碳数多，极性小；

②分子小、碳数少，极性大

（2）取代基极性大小：

（化合物母核相同或相近的情况下）

极性大小主要取决于取代基极性的大小。

①含极性大基团﹥含有小极性基团；

②基团类型相同，则比较数目。

⊿常见基团极性大小顺序如下：

酸>

酚>

醇>

胺>

醛>

酮>

酯>

醚>

烯>

烷。

3、提取溶剂

（1）提取的溶剂按极性由弱到强的顺序：

石油醚<

四氯化碳<

苯<

二氯甲烷<

氯仿<

乙醚<

乙酸乙酯<

正丁醇<

丙酮<

乙醇<

甲醇<

水。

①水包含普通水、酸水和碱水；

②甲醇、乙醇与水任意比互溶；

③乙醇、丙酮与亲脂性有机溶剂任意比互溶；

甲醇与除石油醚外的其他亲脂性有机溶剂任意比互溶。

④正丁醇萃取水溶性成分。

（2）提取溶剂的选择

①原则：

A：

对所提取成分的溶解度要大，对杂质溶解度小；

B：

溶剂与所提取成分不发生意外反应；

（有时有目的的化学反应：

酸水提取生物碱）；

C：

溶剂廉价、易得、安全（如不易燃、易爆，无毒）。

②常见的提取溶剂可分为三类：

A：

水（酸水或碱水）

用途：

水是强极性溶剂，可提取亲水性强的天然药物化学成分；

优点：

廉价易得、使用安全，在工业中广泛应用。

缺点：

其水提液易霉变，不易保存，粘度大，过滤困难，浓缩时间长。

B：

亲水性有机溶剂———甲醇、乙醇、丙酮等。

以乙醇最为常用。

优点：

溶解范围广，浓缩回收方便、毒性小、价格便宜、提取液不易发霉变质、提取苷类成分

不易产生水解的等优点。

甲醇毒性较大，使用受到限制。

C：

亲脂性有机溶剂—苯、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等溶剂。

用途：

提取亲脂性成分。

提取亲脂性成分，减少水溶性杂质的提出。

易燃、有毒、价格昂贵、不易透入植物组织，提取时间长，用量大。

4、常见的提取方法

A、冷提

（1）浸渍法

特点：

不加热冷浸（溶剂为水或稀醇）

适用于：

不能加热的药材（加热成分被破坏）；

⊿如：

多糖（不溶于冷水而溶于热水）其天然药材中含有多糖且为无效成分。

如用煎煮的方法进行

提取则滤液较粘稠不易过滤。

时间长，溶剂用量大（多次提取）

（2）渗漉法

特点：

溶剂是在动态中进行；

原理：

溶剂从上至下流动；

造成良好的浓度差，使扩散较好的进行。

优点：

提取效率高，不加热。

缺点：

溶剂体积大，费时，操作较麻烦。

B、热提

（3）煎煮法：

一般先浸泡1小时；

花类则煎煮时间要短些，根类、果类时间长些。

①直火加热（现在多用夹层锅：

温度较好控制，受热均匀）；

②一定要用水作为煮溶剂；

③时间主要通过实验来确定，一般0.5～1或2小时，2～3次。

优点：

效率高；

缺点：

A、含挥发性成分及有效成分遇热易破坏不易用此法。

B、含多糖类成分的药材煎煮后药液较粘稠不易过滤。

C、苷类：

易水解。

（4）回流法：

以有机溶剂为溶媒（醇类，亲脂类）不允许用直火进行加热，可用水浴或蒸气进行加热。

效率比较高；

大都用60%以上乙醇提取时杂质多糖和蛋白质均可沉淀除去。

溶剂回收（蒸

馏装置）非挥发性成分可浓缩。

成分易破坏，溶剂用量大。

（5）连续回流法：

以索氏提取器（亦称脂肪抽出器）回流提取。

克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。

提取时间长，受热破坏成分不能用此法。

5、影响提取效率的因素：

（1）药材粉碎度：

提取包括渗透、溶解、扩散等过程，药粉越细、表面积越大，提取效率越高。

但太细，药粉对成分的吸附也越强。

因此水提取宜用粗粉；

用有机溶剂可细些。

（2）提取温度：

一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易破坏，应选择适宜温度。

（3）提取时间：

一般提取时间长提出量大。

但被提成分在细胞内外一旦平衡，时间长即无意义一般热水提以0.5～l小时为宜，乙醇提1hr为宜。

（二）水蒸气蒸馏法

适用于：

（1）能随水蒸气蒸馏

（2）加热成分不破坏

（3）与水不相混溶

（三）升华法

（四）超临界流体萃取法（SFE）

1.本法的特点与优点：

（1）特点：

与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选用一种称为超临界流体（SF）的

物质替代有机溶剂提取。

（2）优点：

①可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用。

②无溶剂残留，对作为制剂的天然提取物的提取是一大优势。

③提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。

④具选择性分离。

2.超临界流体（SF）：

（1）什么是SF：

指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的物质。

既非液体又非气体的单一状态，称为“SF”。

①Tc：

指某气体蒸汽与液体密度相等时的温度。

如CO2为31.3℃

②Pc：

指在临界温度时液化所需要的最小压力。

（1mmHg＝133.3Pa；

1atm＝760mmHg；

latm＝101325Pa。

Atm标准大气压）。

（2）SF的性质

①具有液体和气体的双重特性，其密度与液体相近，其黏度与气体相似。

②扩散系数较大，比液体大100多倍，故溶解能力很强（溶解过程即包含分子间的相互作用和扩

散作用）。

（3）常见SF：

二氧化碳、一氧化碳、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。

⊿其中最常用的为二氧化碳。

二氧化碳的特点：

临界温度接近室温（Tc＝31.3℃），临界压力也较低（Pc＝7.37Mpa），无色、无毒、无味，不易燃，化学惰性，廉价，易制成高纯度气体。

故在SFE中最常用。

3、二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律：

（1）选择性溶解：

在超临界状态下，CO2对不同溶质的溶解能力差别很大。

其取决于溶质的极性、沸点、分子量，具体如下。

①亲脂性、低沸点成分可在低压（104kpa）下提取，如挥发油、烃类、醚类、酯类等。

②成分极性基团（如OH、COOH）越多，越难提取。

如糖类、氨基酸的萃取压力要4×

104Pa以上。

③成分分子量越大，越难提取。

（2）提取压力、温度与溶解度的关系

分子量越大、沸点越高、极性越大，提取压力就应越高。

用温度一般应在40℃。

二、常用的分离方法

分离：

指将总提取物中的单体A与单体B或单体与杂质之间分离，后者也称纯化或精制。

分离的目的和标志：

是得到单体化合物。

下面介绍常用分离方法。

一般分离方法有萃取、沉淀、结晶、盐析、分馏、透析等方法。

重点掌握前三种方法。

（一）两相溶剂萃取法：

1、原理

利用混合物中各单体组分在两相溶剂中的分配系数（K）不同而达到分离的方法。

当成分A溶于两种共存的互不相溶的溶剂时，A按一定比例分配在这两种溶剂中。

⊿分配系数：

设一种溶剂为水，另一种溶剂有机溶剂，某成分A在两相溶剂中溶解分配达到平衡以后，在这两种溶剂中浓度的比值，在一定温度下为一常数，称为分配系数（KD）。

（CA）有:

为A成分在有机溶剂相中的平衡浓度；

（CA）水:

为A成分在水相中的平衡浓度。

可见，混合物中各成分K值相差越大（即K越大于l、或越小于l）分离效果越好。

2、方法

（1）简单萃取法

①仪器：

实验室用分液漏斗或下口瓶。

②操作：

一般在水和亲脂性有机溶剂中进行，根据情况，也可用酸水或碱水。

天然药物中成分比较复杂，一般一次萃取分离不出来纯品，需要再配合其他方法。

③破坏乳化的方法（由于成分的复杂性及相互作用，萃取中易发生乳化。

）

A、加热敷；

B、将乳化层抽滤；

C、长时间放置（24小时以上）。

（2）pH梯度萃取法—是分离酸性或碱性成分的常用方法

A、以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以亲脂性有机溶剂溶解的碱性成梯度的混合生物碱；

B、以pH成梯度的碱水溶液依次萃取以亲脂性有机溶剂溶解的酸性成梯度的混合酚、酸类成分。

（3）连续萃取法

——逆流分溶法（CCD）和液滴逆流色谱法（DCCC）

采用连续萃取器萃取。

利用两溶液比重不同自然分层和分散相液滴穿过连续相溶剂时发生传质。

此法可克服用分液漏斗多次萃取操作的麻烦。

（二）沉淀法

指于天然药物提取液中加入某些试剂或溶剂，使某些成分沉淀而使所要成分与杂质分离的方法。

依据加入试剂或溶剂不同，分为下述两个方法。

1、水醇沉淀法

①水提取醇沉淀法：

于水提浓缩液中加入乙醇使含醇量达60％以上，可使多糖、蛋白质沉淀。

②醇提取水沉淀法：

于醇提取浓缩液中加入10倍量以上水，可沉淀亲脂性成分。

2、酸碱沉淀法

①酸提取碱沉淀：

用于生物碱的提取分离。

②碱提取酸沉淀：

用于酚、酸类成分和内酯类成分的提取、分离。

（三）结晶法

是分离和精制单体化合物最常用的方法。

是利用混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同而分离的方法。

1、关于结晶和重结晶

结晶：

非结晶——→结晶。

重结晶：

不纯结晶——→较纯结晶。

二者从操作角度差别是起始物不同。

2、溶剂影响

一般应符合下列条件：

①要对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；

对杂质或冷热时都溶解，或冷热时都不溶解。

②与被结晶成分不发生化学反应。

③沸点不宜太高。

⊿除用单一溶剂外，天然药物成分的结晶常用一定比例的混合溶剂，至于何种成分用何类混合溶剂，可查阅文献，但科研中主要凭经验。

（四）盐析法

于天然药物水提取液中加入某些无机盐至一定浓度或达到饱和状态，可使某些成分由于溶解度降低而沉淀析出。

常用的无机盐有NaCl、Na2SO4等。

生物碱一章中从三棵针中提取小檗碱即用此法。

（五）分馏法

对液体混合物可采用分馏法分离。

如挥发油及某些生物碱。

分馏法依据各成分沸点的差别，低沸点的先溜出，高沸点的后溜出。

（六）透析法

利用小分子或小离子化合物可通过半透膜、大分子或大离子化合物不能通过半透膜的性质，将提取液放于半透膜内，振摇后膜内为大分子，膜外为小分子化合物。

一般多糖、蛋白质、某些皂苷为大分子，其余为小分子。

（七）色谱（层析）法

为天然药物成分分离和鉴定、尤其是分离效果最好、也是最常用的方法。

三、色谱法在分离和鉴定中的应用

柱色谱的一般原理、常用吸附剂、操作方法及在天然药物化学成分分离中的应用；

同时介绍薄层色谱及纸色谱的原理、操作方法及在天然药物化学成分鉴定中的应用。

重点掌握吸附、分配柱色谱和薄层色谱的原理及操作。

色谱法也叫层析法，是目前分离天然药物成分的最理想手段，也是鉴定天然药物经分离后单体的主要手段之一。

（一）柱色谱

概念：

为色谱分离在色谱柱中进行的一类色谱。

分离化合物，分离单体的主要有效手段。

1、吸附柱色谱

（1）原理

A、由于不同极性成分对吸附剂吸附力不同，吸附力强的移动慢，吸附力弱的移动快；

B、由于洗脱剂对对不同极性成分溶解能力不同，溶解度小的移动慢、溶解度大的移动快。

（2）操作过程

①色谱柱的选择：

一般用下端带活塞的玻璃柱。

②装柱：

分干法和湿法两种。

③加样：

分湿法上样和干法上样。

④洗脱：

选择洗脱剂，加于样品上，打开下端活塞，调整所需流速，按份收集即可。

⑤洗脱液处理：

不同份的洗脱液一般用薄层或纸层析检查，相同斑点组分合并，回收溶剂，用结晶法

结晶出单体即可。

（3）色谱结果：

极性小先于极性大流出色谱柱。

△特殊吸附剂如聚酰胺例外。

（4）色谱条件的选择

①吸附剂：

常用的有硅胶、氧化铝、聚酰胺。

A、硅胶（Silica）为最常用的吸附剂

a、为中等极性吸附剂。

b、其结构中有硅醇基，具弱酸性，分离酸性和中性成分。

B、氧化铝即Al2O3。

a、为极性吸附剂，吸附力较硅胶强。

b、其具弱碱性，适于碱性和中性成分的分离。

c、常用于生物碱及亲脂性成分的分离。

d、不适于具邻二酚羟基结构的成分分离。

C、聚酰胺

②洗脱剂：

用于冲洗加有样品柱子的溶剂。

A、硅胶、氧化铝大多数以亲脂性有机溶剂为主。

洗脱能力：

与溶剂的极性成正比；

经常用混合溶剂做洗脱剂，如氯仿:

甲醇（5：

1）。

⊿不能用水做洗脱剂，此时无吸附力。

B、洗脱方式：

常用“极性梯度洗脱”方式。

即先用极性小的溶剂洗脱，此时极性小的成分流出；

然后依次增大洗脱剂极性，其它成分依极性由小至大依次流出。

聚酰胺吸附柱色谱

吸附原理：

氢键吸附；

性质：

高分子聚合物，不溶于水、甲醇、乙醇；

主要用于酚类、醌类如黄酮类、蒽醌类及鞣质类等成分的分离；

聚酰胺对一般化合物的吸附规律：

①化合物中能形成氢键的基团（酚羟基、羧基、羰基）多，吸附强；

②能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的吸附力强于邻位的。

③易形成分子内氢键者，吸附减弱。

④芳香环和双键多，吸附力强。

2、分配柱色谱

（1）原理同萃取。

混合物中各成分在固定相和流动相之间连续不断地分配，由于各成分在两相间的分配系数不同，在流动相中分配系数大的成分随着流动相向下移动的快，反之，移动的慢，各成分即可被分离开。

（2）色谱条件的选择

①支持剂：

也叫载体，为没有吸附力的、能吸收大量固定相液体的惰性固体。

常用的有：

a、含水硅胶：

含17％以上水无吸附能力，可做支持剂；

b、硅藻土：

可吸收本身重量100％的水而仍呈粉末状，无吸附作用；

c、纤维素：

一般无吸附作用。

②固定相—固定在支持剂中的液体。

正相：

多用水（包括酸、碱、盐、缓冲液）、甲酰胺等。

反相：

用液体石蜡、硅油、石油醚，新型的C18、C8、ODS等最常用。

③流动相

用亲脂性有机溶剂，可“极性梯度洗脱”；

用水、缓冲液、甲醇、乙醇，适当配合乙腈等。

⊿需要注意的是，所有分配色谱的流动相都要用固定相饱和。

（3）操作

装柱：

先将固定相和支持剂混合搅拌均匀，加入流动相，搅拌均匀，装入柱中。

其它操作基本同吸附柱色谱。

（4）分配柱色谱结果

正相同吸附柱色谱（固定相极性大于流动相）

反相的正好相反（固定相极性小于流动相）。

3、离子交换色谱

离子交换树脂为一种具有特殊网状结构骨架、骨架上带有被交换离子的、不溶性的高分子化合物。

离子交换反应是树脂与被交换成分间同种电荷离子的等当量替代作用。

以离子交换树脂为固定相，水或酸水、碱水为流动相，在流动相中的离子性物质与树脂进行交换而被吸附，再用适合溶剂将被交换成分从树脂上洗脱下来即可。

（2）离子交换基团

阳离子交换树脂强酸性（－SO3-H+）

弱酸性（－COO-H＋）

阴离子交换树脂强碱性（－N＋（CH3）3Cl-）

弱碱性（－NH2，，）

4、凝胶过滤色谱

凝胶为一种多孔隙的立体网状结构的多聚体，目前常用的为葡聚糖凝胶是由葡萄糖和甘油通过醚桥相交联而成的。

（1）分离原理—反筛子

葡聚糖凝胶的骨架上有许多一定大小的网孔，网孔大，大分子化合物可进入，网孔小，只有小分子化合物可进入，这样不同大小分子的化合物向下流动的时间就不同，彼此分开。

（2）色谱结果

一般分子量大的先流出层析柱，分子量小的后流出层析柱。

特殊规律另外再讲。

5、大孔树脂色谱

大孔吸附树脂

（1）结构与组成：

白色或淡黄色球形颗粒，粒度多为20~60目。

组成：

苯乙烯，二乙烯苯或а-甲基丙烯酸酯型

其中苯乙烯，二乙烯苯型为非极性树脂，а-甲基丙烯酸酯型为中极性树脂。

大孔吸附树脂的结构中包含了许多微观小球组成的网状孔穴结构。

（2）特性：

①理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。

②对有机物选择性较好。

③吸附速度快。

④再生处理方便。

（3）吸附原理：

①吸附性：

本身具有吸附性，是由范德华力和氢键吸附的结果。

②筛性原理：

由本身的多孔性所决定

（4）影响大孔吸附树脂分离效果的因素：

①化合物分子极性大小：

色谱行为具有反相的性质。

被分离物质的极性大先流出色谱柱／非极性树脂

②分子体积大小：

在一定条件下，化合物体积越大，吸附力越强。

（5）洗脱剂：

对非极性大孔树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强，

对中极性大孔树脂及极性较大化合物，则极性较大溶剂洗脱力强。

一般上样后先用水（或酸、碱水）洗去杂质，然后用不同浓度的含水醇、甲醇、乙醇、丙酮等依次洗脱。

（二）薄层色谱

吸附剂（或支持剂）均匀的铺在片基上进行的一种色谱。

与柱色谱的差别为色谱在薄板上进行。

⊿用途：

①主要用途是鉴定和检识分离后的成分为何类化合物及何化合物，如常用的标准品对照法。

一般经分离后的欲鉴定斑点如与标准品Rf值一致，且显色颜色相同，可初步确定为相同成分。

②指导设计同类型柱层析的条件，如吸附剂、洗脱剂，可大体利用薄层色谱的最佳条件。

③特殊薄层色谱可用于制备性分离，此时的用途同柱色谱。

1、吸附薄层色

（l）原理同吸附柱色谱。

成分于薄板上被分成一个个斑点而分离开。

（2）操作

①制板：

湿法制板：

将吸附剂加入少量粘合剂再加水或其它溶剂调成稀糊状，均匀地铺在选好大小的玻璃板上，先自然干燥，再于105℃左右烘干半小时，备用。