中药专业知识第三章 中药化学成分与药效物质基础.docx
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中药专业知识第三章中药化学成分与药效物质基础
第三章 中药化学成分与药效物质基础
第一节 绪论
中药化学研究什么？
大纲要求：
小单元
细目
要点
（一）中药化学成分的分类与性质
1.结构类型与理化性质
（1）结构类型
（2）理化性质与作用
2.提取分离与结构鉴定
（1）提取分离方法
（2）结构鉴定方法
3.化学成分与质量标准、
药效物质基础
（1）化学成分与药效物质基础
（2）化学成分在质量控制中的作用
一、中药化学成分的结构类型
中药化学成分源于天然产物，结构复杂，化合物数量巨大。
考试主要关注由二次代谢所产生的各类中药化学成分。
各类化合物分值分布
2015年
2016年
2015年
2016年
生物碱
9
7
萜类与挥发油类
3
2
糖与苷类
1
2
皂苷类
5
4
醌类
5
1
强心苷类
1
1
苯丙素类
1
3
动物药
1
0
黄酮类
1
6
有机酸
0
1
各类化合物基本结构单元：
（补充知识点）
二、中药化学成分的理化性质
中药化学成分的理化性质研究包括：
性状、挥发性、旋光性、水中溶解性、有机溶剂中溶解性、酸性、碱性、荧光性质、发泡性、溶血性、显色反应、沉淀反应、水解反应、酶解反应、氧化还原反应等。
三、中药化学常用提取方法
1.溶剂法
（1）常见溶剂分类
（2）常见溶剂极性顺序
水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞正丁醇＞乙酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞苯＞四氯化碳＞石油醚
“水醇性大，氯苯醚小”
最佳选择题
下列溶剂中，极性最大的是
A.石油醚
B.氯仿
C.水
D.乙酸乙酯
E.乙醚
『正确答案』C
『答案解析』常见溶剂极性大小顺序：
水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞正丁醇＞乙酸乙酯＞乙醚＞氯仿＞苯＞四氯化碳＞石油醚。
所以本题选择的是C。
引申知识点——极性相关概念（了解）
偶极矩、极化度、介电常数
一般介电常数越小，溶剂极性越小
（3）常用溶剂提取法
1）浸渍法
定义：
在常温或温热（60℃～80℃）条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中有效成分的方法。
2）渗漉法
定义：
不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种方法。
3）煎煮法
定义：
中药材加入水浸泡后加热煮沸，将有效成分提取出来的方法。
4）回流法
定义：
用易挥发的有机溶剂加热回流提取中药成分的方法。
5）连续回流法
定义：
采用索氏提取器进行回流。
回流法与连续回流法
不同溶剂提取法要点总结
提取方法
优点
缺点
浸渍法
（1）不加热，适用于提取对热不稳定成分；
（2）适用于提取含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。
（1）提取率低；
（2）提取时间长；
（3）以水为提取溶剂时，提取液容易发霉。
渗漉法
（1）不加热，适用于提取对热不稳定成分；
（2）提取效率高于浸渍法。
（1）溶剂消耗量大；
（2）费时长。
煎煮法
（1）可以明火提取，适用于提取对热稳定的成分；
（2）操作简单；
（3）提取效率高。
（1）提取溶剂只能用水；
（2）含挥发性成分或有效成分遇热易分解、含淀粉多的中药的提取不宜用
回流提取法
（1）用挥发性提取溶剂加热提取，适用于提取对热稳定的成分；
（2）提取效率高。
（1）溶剂消耗量大；
（2）操作麻烦。
连续回流提取法
（1）用挥发性提取溶剂加热提取，适用于提取对热稳定的成分；
（2）提取效率高；
（3）节省提取溶剂。
（1）提取液受热时间长；
（2）受热易分解的成分的提取不宜用。
配伍选择题
A.浸渍法
B.渗漉法
C.煎煮法
D.回流提取法
E.连续回流提取法
1.有机溶剂用量少而提取效率高的是
『正确答案』E
『答案解析』连续回流提取法利用索氏提取器将溶剂重复利用，减少了溶剂的用量，提高了提取效率。
2.提取受热易破坏的成分最简单的方法是
『正确答案』A
『答案解析』浸渍法只需要将药材浸泡到提取溶剂中，不需要加热，方法简单，可以提取受热不稳定物质。
3.采用索氏提取器进行提取的方法是
『正确答案』E
『答案解析』连续回流提取法应用索氏提取器对药物有效成分进行提取。
最佳选择题
不宜用煎煮法提取中药化学成分的是
A.挥发油
B.皂苷
C.黄酮苷
D.多糖
E.蒽醌苷
『正确答案』A
『答案解析』煎煮法需要加热，所以一些对热不稳定或具有挥发性的药物不适宜采用此法进行提取。
所以本题选择A。
2.水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。
即：
（1）挥发性；
（2）热稳定性；
（3）水不溶性。
适用成分：
挥发油
挥发性生物碱（如麻黄碱、伪麻黄碱等）
小分子的苯醌和萘醌
小分子的游离香豆素
（此类化合物的沸点多在100℃以上，并在100℃左右有一定的蒸汽压。
）
最佳选择题
小分子游离香豆素的提取分离方法有
A.水蒸气蒸馏法
B.碱溶酸沉淀法
C.系统溶剂法
D.色谱法
E.分馏法
『正确答案』A
『答案解析』水蒸气蒸馏法适用成分：
挥发油、挥发性生物碱（如麻黄碱、伪麻黄碱等）、小分子的苯醌和萘醌、小分子的游离香豆素。
3.升华法
固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的现象叫做升华。
适用成分：
游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）
小分子的游离香豆素等
属于生物碱的咖啡因
属于有机酸的水杨酸、苯甲酸
属于单萜的樟脑等。
4.超声法
采用超声波辅助溶剂进行提取的方法。
由于超声波可产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用，能破坏植物药材的细胞，提高提取率。
特点：
（1）不会改变有效成分的化学结构
（2）可缩短提取时间，提高提取效率
5.超临界流体萃取法（SFE）
超临界流体（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。
密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。
最常用的超临界流体是二氧化碳（CO2）。
多用于脂溶性成分，挥发性成分，如挥发油的提取，尤其适用于提取不稳定、易氧化、受热易分解的挥发性成分。
特点：
1）无溶剂残留；
2）安全，环境污染小；
3）可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用；
4）萃取介质的溶解特性与极性易改变（夹带剂）；
5）适于极性较大和分子量较大物质的萃取；
6）萃取介质可循环利用，成本低；
7）可与其他色谱技术联用及IR、MS联用。
最佳选择题
以下属于超临界流体物质的是
A.石油醚
B.乙醇
C.液态二氧化碳
D.氧气
E.丙酮
『正确答案』C
『答案解析』常用的超临界流体物质是二氧化碳。
其他提取法要点总结
提取方法
要点
适用范围
水蒸气蒸馏法
用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。
·挥发油
·挥发性生物碱（如麻黄碱、伪麻黄碱等）
·小分子的苯醌和萘醌
·小分子的游离香豆素
超临界流体萃取法
最常用的超临界流体是二氧化碳（CO2）
·多用于脂溶性成分，挥发性成分，尤其适用于提取不稳定、易氧化、受热易分解的挥发性成分。
升华法
用于提取具有升华性的成分。
·游离的醌类成分（大黄中的游离蒽醌）
·小分子的游离香豆素等
·属于生物碱的咖啡因
·属于有机酸的水杨酸、苯甲酸
·属于单萜的樟脑等。
超声法
不会改变有效成分的化学结构
四、不同分离方法的原理
原理
实例
溶解度差异
结晶与重结晶（温度）；水（醇）提醇（水）沉（极性）；酸（碱）提碱（酸）沉法（酸碱性）；沉淀试剂
分配比（分配系数）差异
液－液萃取法；液－液分配色谱
沸点差异
分馏法
吸附性差异
简单吸附；吸附柱色谱
分子大小差异
凝胶过滤色谱；膜分离法
解离程度差异
离子交换色谱
最佳选择题
两相溶剂萃取法分离混合物中各组分的原理是
A.各组分的结构类型不同
B.各组分的分配系数不同
C.各组分的化学性质不同
D.两相溶剂的极性相差大
E.两相溶剂的极性相差小
『正确答案』B
『答案解析』两相溶剂萃取法利用的是两相溶剂分配比不同将物质进行分离。
引申知识点
（1）——结晶与重结晶
（1）原理：
利用温度不同引起溶解度的改变进行分离
（2）常用的重结晶溶剂：
水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。
（单用或混用）
（3）溶剂选择原则：
“相似相溶”
（4）溶剂用量：
一般可比需要量
多加20%左右的溶剂。
理想溶剂：
①不与重结晶物质发生化学反应；
②在较高温度时能够溶解大量的待重结晶物质；而在室温或更低温度时，只能溶解少量的待重结晶物质；
③对杂质的溶解度或者很大或者很小；
④溶剂的沸点较低，容易挥发，易与结晶分离除去；
⑤无毒或毒性很小，便于操作。
引申知识点
（2）——判断晶体纯度的方法
（1）具有一定的晶形和均匀的色泽；
（2）具有一定的熔点和较小的熔距（1～2℃）；
（3）薄层色谱（TLC）或纸色谱（PC）色谱法显示单一的斑点；
（4）高效液相色谱（HPLC）或气相色谱（GC）分析显示单一的峰；
（5）其他方法：
质谱、核磁共振等。
最佳选择题
判断单体化合物纯度的方法是
A.膜过滤法
B.比旋光度测定法
C.高效液相色谱法
D.溶解度测定法
E.液-液萃取法
『正确答案』C
『答案解析』高效液相色谱法可以用来检测物质的浓度，若显示单一的峰，则表示物质较纯。
五、不同色谱分离方法的填料特点与适用范围
1.不同色谱分离方法的填料特点与适用范围
填料
特点
分配色谱
纸色谱
正相色谱，以纸为载体，以纸上所含水分或其他物质为固定相。
柱色谱
正相、反相色谱（RP-18、RP-8、RP-2）
吸附色谱
硅胶
中等极性、酸性
适用于中性或酸性成分
氧化铝
极性、碱性
适用于碱性或中性亲脂性成分的分离
活性碳
非极性
适用于亲脂性成分，常用于脱色
聚酰胺
氢键吸附
不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、三氯甲烷及丙酮等常用有机溶剂
对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差
大孔树脂
吸附与分子筛两种原理
一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类，对酸、碱均稳定。
凝胶过滤色谱
（排阻色谱）
葡聚糖凝胶（Sephadex）
只适于水中应用
羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH－20）
除具有分子筛特性外，在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相色谱效果
离子交换色谱
离子交换树脂
基于混合物中各成分解离度差异进行分离的
球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀
（1）吸附色谱原理与分类
以静态吸附来说，当在某中药提取液中加入吸附剂时，在吸附剂表面即发生溶质分子与溶剂分子，以及溶质分子相互间对吸附剂表面的争夺。
物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱及先后顺序都大体遵循“相似者易于吸附”的经验规律。
吸附类型与特点：
吸附类型
吸附特点
举例
物理吸附
（表面吸附，应用最广）
吸附无选择性
为可逆吸附
吸附于解吸附快速进行
以硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂的吸附色谱
化学吸附
（应用最少）
吸附有选择性
吸附牢固，甚至不可逆
碱性氧化铝吸附酸性物质；酸性硅胶吸附碱性物质
半化学吸附
（有一定应用）
介于物理吸附与化学吸附间，吸附较弱
聚酰胺色谱
（2）聚酰胺吸附色谱——氢键吸附
对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差。
特别适合于分离酚类、醌类和黄酮类化合物（鞣质例外）
引申知识点
（1）——聚酰胺吸附规律
①形成氢键的基团数目越多，吸附能力越强；
②易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱；
③分子中芳香化程度越高者，吸附性越强；
④洗脱溶剂的影响。
（3）大孔吸附树脂
性质：
一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类，对酸、碱均稳定。
吸附原理：
①选择性吸附（由于范德华引力或产生氢键的结果）
②分子筛性能（由其本身的多孔性网状结构决定）
影响因素：
比表面积、表面电性、氢键
（4）凝胶过滤色谱（分子筛过滤、排阻色谱）
分离原理：
分子筛作用，根据凝胶的孔径和被分离化合物分子的大小而达到分离的目的。
（5）离子交换色谱
性质：
球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀。
离子交换基团
配伍选择题
A.聚酰胺
B.离子交换树脂
C.硅胶
D.大孔吸附树脂
E.膜
1.吸附原理是氢键缔合的吸附剂是
『正确答案』A
『答案解析』聚酰胺吸附色谱的吸附原理是氢键的缔合。
2.在酸性条件下不稳定的吸附剂是
『正确答案』A
『答案解析』对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差。
特别适合于分离酚类、醌类和黄酮类化合物（鞣质例外）
3.对酸、碱均稳定的极性吸附剂是
『正确答案』D
『答案解析』大孔吸附树脂一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类，对酸、碱均稳定。
4.同时具有吸附性能和分子筛性能的吸附剂是
『正确答案』D
『答案解析』大孔吸附树脂既有吸附性能又有分子筛性能。
配伍选择题
A.阳离子交换树脂
B.透析膜
C.活性炭
D.硅胶
E.氧化铝
1.在水中可膨胀的是
『正确答案』A
『答案解析』离子交换树脂为球形物质，遇水可膨胀。
2.常用于吸附水溶液中非极性色素的是
『正确答案』C
『答案解析』常见的非极性吸附法是活性炭吸附。
其还可以吸附有色杂质。
3.不适合分离酸性物质的是
『正确答案』E
『答案解析』氧化铝属于碱性物质，与酸会发生反应，所以不可以用于分离酸性物质。
本题目选择E。
六、结构研究的程序
七、常用波谱方法及应用
光谱方法
缩写
作用
质谱
MS
可用于确定分子量及求算分子式和提供其他结构碎片信息
红外光谱
IR
提供官能团信息
紫外光谱
UV
主要用于推断化合物的骨架类型（判定共轭体系）
核磁共振
1H-NMR，13C-NMR
提供质子（碳原子）的类型、数目及相邻原子或原子团的信息，用于结构测定
多项选择题
中药中有机化合物结构鉴定的常用方法有
A.质谱
B.紫外光谱
C.红外光谱
D.核磁共振谱
E.高效液相色谱
『正确答案』ABCD
『答案解析』高效液相色谱法属于分离物质的方法。
利用排除法可以本题答案为ABCD。
最佳选择题
确定化合物分子量的常用方法是
A.NMR
B.IR
C.UV
D.MS
E.DEPT
『正确答案』D
『答案解析』质谱（MS）可用于确定分子量及求算分子式和提供其他结构碎片信息。
配伍选择题
A.紫外光谱法
B.质谱法
C.正相色谱法
D.反相色谱法
E.凝胶色谱法
1.判定化合物结构中是否具有共轭体系常用的方法是
『正确答案』A
『答案解析』紫外光谱法可以用来推断化合物的骨架类型，同时用来判断化合物是否含有共轭体系。
2.用于推断化合物的骨架类型的方法是
『正确答案』A
『答案解析』紫外光谱法可以用来推断化合物的骨架类型，同时用来判断化合物是否含有共轭体系。
第二节 生物碱
一、生物碱的分布
（一）定义
生物碱是指来源于生物界的一类含氮有机化合物。
特点：
大多具有复杂的环状结构，氮原子结合在环内（特例：
有机胺类生物碱N原子不在环内）。
多项选择题
关于生物碱的说法，正确的有
A.大多具有碱性
B.大多具有酸性
C.大多具有生物活性
D.结构中都含有氮原子
E.结构中都含有金属原子
『正确答案』ACD
『答案解析』生物碱是生物界中的一类具有生物活性的含氮碱性化合物。
（二）生物碱的分布
植物类型
科属
双子叶植物
（多见，已知有50多个科的120多个属）
如毛茛科（黄连属黄连，乌头属乌头、附子）、防己科（汉防己、北豆根）、罂粟科（罂粟、延胡索）、茄科（曼陀罗属洋金花、颠茄属颠茄、莨菪属莨菪）、马钱科（马钱子）、小檗科（三颗针）、豆科（苦参属苦参、槐属苦豆子）、芸香科吴茱萸属（吴茱萸）等
单子叶植物
如石蒜科、百合科（贝母属的川贝母、浙贝母）、兰科等
裸子植物
如麻黄科、红豆杉科、三尖杉科和松柏科等
低等植物
如烟碱存在于蕨类植物中，麦角生物碱存在于菌类植物中
地衣、苔藓类植物中仅发现少数简单的吲哚类生物碱。
藻类、水生类植物中未发现生物碱。
宝马别逗罂粟
（毛茛科、马钱科、茄科、豆科、罂粟科）
防己终于小破
（防己科、吴茱萸属、小檗科）
多项选择题
含生物碱的常见科属有
A.毛茛科
B.防己科
C.伞形科
D.五加科
E.茄科
『正确答案』ABE
『答案解析』常见的含有生物碱的科属有毛茛科、马钱科、茄科、豆科、罂粟科、防己科、吴茱萸属、小檗科。
引申知识点——生物碱分布特点（了解）：
（1）在植物体中多数集中分布于某一器官或某一部位（金鸡纳生物碱——树皮；麻黄——髓部；黄柏——树皮；三颗针——根部）；
（2）在不同的植物中含量差别很大；
（3）同科同属的植物常含有相同结构类型生物碱；
（4）生物碱极少和萜类和挥发油共存于一植物中；
（5）绝大多数生物碱以有机酸盐形式存在。
最佳选择题
生物碱在不同植物的含量差别
A.极小
B.较小
C.很大
D.相近
E.相同
『正确答案』C
『答案解析』生物碱在不同的植物中含量差别很大。
二、生物碱的分类及结构特征
大纲要求：
（1）生物碱的分类
（2）吡啶类、莨菪烷类、异喹啉类、吲哚类和有机胺类生物碱的结构特征
（一）生物碱的分类及结构特征
生物碱类型
二级分类
代表化合物
代表药物
吡啶类生物碱
简单吡啶类
槟榔碱、槟榔次碱、烟碱、胡椒碱
双稠哌啶类
苦参碱、氧化苦参碱、金雀花碱
苦参、山豆根
莨菪烷类生物碱
莨菪碱、古柯碱
天仙子、洋金花
异喹啉类生物碱
简单异喹啉类
萨苏林
苄基异喹啉类
罂粟碱、厚朴碱、去甲乌药碱
蝙蝠葛碱、汉防己甲（乙）素
防己
原小檗碱类
小檗碱、延胡索乙素
黄连、延胡索
吗啡烷类
吗啡、可待因、青风藤碱
吲哚类生物碱
简单吲哚类
大青素B、靛苷
板蓝根、大青叶、蓼蓝
色胺吲哚类
吴茱萸碱
吴茱萸、萝芙木
单萜吲哚类
士的宁、利血平
马钱子
双吲哚类
长春碱、长春新碱
长春花
有机胺类生物碱
麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱
麻黄
1.吡啶类生物碱
此类生物碱多来源于赖氨酸，是由吡啶或哌啶衍生的生物碱。
（1）简单吡啶类：
分子较小，结构简单，很多呈液态。
（2）双稠哌啶类：
由两个哌啶环共用一个氮原子稠合而成的杂环，具喹喏里西啶的基本母核。
2.莨菪烷类生物碱
此类生物碱多来源于鸟氨酸，由莨菪烷环系的C3-醇羟基与有机酸缩合成酯。
3.异喹啉类生物碱
这类生物碱来源于苯丙氨酸和酪氨酸系，具有异喹啉或四氢异喹啉的基本母核。
（1）简单异喹啉类
（2）苄基异喹啉类
①1-苄基异喹啉类；②双苄基异喹啉类
（3）原小檗碱类：
可以看成由两个异喹啉环稠合而成。
（4）吗啡烷类
4.吲哚类生物碱
这类生物碱来源于色氨酸，其数目较多，结构复杂，多具有显著的生物活性。
（1）简单吲哚类
（2）色胺吲哚类
（3）单萜吲哚类：
萝芙木中的利血平、番木鳖中的士的宁等。
（4）双吲哚类
5.有机胺类生物碱
这类生物碱的结构特点是氮原子不在环状结构内。
最佳选择题
属于生物碱的是
『正确答案』E
『答案解析』生物碱是一类含有氮原子的化合物，故选择E。
最佳选择题
槟榔碱的结构类型是
A.简单吡啶类
B.简单莨菪碱类
C.简单嘧啶类
D.简单异喹啉类
E.简单吲哚类
『正确答案』A
『答案解析』简单吡啶类生物碱包括：
槟榔碱、槟榔次碱、烟碱、胡椒碱。
配伍选择题
A.麻黄碱
B.槲皮素
C.小檗碱
D.东莨菪碱
E.青蒿素
1.属于异喹啉类的生物碱是
『正确答案』C
『答案解析』小檗碱属于季铵型异喹啉类生物碱。
2.结构中氮原子不在环状结构内的生物碱是
『正确答案』A
『答案解析』麻黄碱属于有机胺类生物碱，有机胺类生物碱的氮原子不在环内。
3.属于季铵型的生物碱是
『正确答案』C
『答案解析』小檗碱属于季铵型异喹啉类生物碱。
（二）生物碱的理化性质
1.性状
液体
烟碱、槟榔碱、毒芹碱
“烟”和“冰毒”
具挥发性
麻黄碱、烟碱
抽“大烟”
具升华性
咖啡因
“因”情“升华”
有甜味
甜菜碱
“甜”
有色
小檗碱、蛇根碱呈黄色；药根碱、小檗红碱呈红色等
“黄连”
具荧光
利血平
“刀光剑影”
配伍选择题
A.小檗碱
B.麻黄碱
C.槟榔碱
D.咖啡因
E.甜菜碱
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