天然药物化学图表解.docx

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天然药物化学图表解

总论

第一节绪论

一、天然药物化学含义及其研究内容天然药物化学是运用现代科学理论与方式研究天然药物中化学成份的一门科学。

其研究内容包括：

天然药物化学研究内容

天然药物化学成分

结构特点

理化性质

提取分离方法

结构鉴定

生物合成

二、天然药物来源

天然药物来源

植物药（为主）

动物

矿物

微生物

3、天然药物的有效成份与生理活性成份

成分

含义

关联性

有效成分

一般指具有一定临床疗效的成分

属于生理活性成分

生理活性成分

一般指经过不同程度药效实验吧或生物活性试验（包括提外及体内试验），证明对机体具有一定生理活性。

不一定是有效成分

第二节生物合成

类别

含义

产物

作用

一次代谢

植物经过光合作用及三羧酸循环等途径生成糖及ATP等物质的过程，几乎存在于所有绿色植物中

糖、蛋白质、脂粉、核酸等

维持植物机体生命不可缺少

二次代谢

在植物体内生成生物碱、萜类等化合物，并非在所有的植物中都能发生

苯丙素、醌、黄酮、生物碱和萜类

维持植物生命不起重要作用

二、要紧的生物合成途径

生物合成途径

生物合成产物

醋酸-丙二酸（AA-MA）

脂肪酸、酚类、蒽酮类

甲戊二羟酸（MVA）途径

萜类

桂皮酸及莽草酸

C6-C3：

苯丙素、香豆素、木质素类、木脂体类

C6-C3-C6：

黄酮

氨基酸途径

生物碱

复合途径

结构较复杂的化合物如新生霉素、查耳酮、二氢黄酮

第三节提取分离方式

一、中草药有效成份的提取

提取原理

溶剂法

（相似相溶原理）

方法

适用范围

特点

渗漉法

热不稳定成分

1）溶剂消耗量大

2）费时长

煎煮法

热不稳定成分

1）操作简单

2）只能用水

3）不适合含挥发性或热不稳定成分

回流提取法

热稳定的成分

1）提取效率高

2）溶剂消耗量大

连续回流提取法

热稳定的成分

1）提取效率高

2）节约溶剂

3）提取时间长

超临界流体萃取法

1）热不稳定成分

2）极性较大成分

3）分子量较大成分

1）不残留有机溶剂

2）效率高

3）可与其他色谱联用

4）成本高

超声波提取技术

1）应用广泛

2）皂苷、黄酮、生物碱等。

1）不改变成分结构

2）效率高

3）节约药材

4）杂质少

提取方法

适用范围

特点

水蒸汽蒸馏法

1）挥发性成分

2）热不稳定成分

3）水不溶性成分

1）温度高，某些成分易氧化而失去香味

2）操作时间长

升华法

升华性成分

1）简单易行

2）升华物质易被焦油状物黏附

3）产率低，并伴有分解现象

方法

适用范围

特点

渗漉法

热不稳定成分

1）溶剂消耗量大

2）费时长

提取方法

适用范围

特点

浸渍法

1）热不稳定成分

2）含大量淀粉、黏液质中药

1）浸出率低

2）易变质

方法

适用范围

特点

煎煮法

热不稳定成分

1）操作简单

2）只能用水

3）不适合含挥发性或热不稳定成分

方法

适用范围

特点

回流提取法

热稳定的成分

1）提取效率高

2）溶剂消耗量大

方法

适用范围

特点

连续回流提取法

热稳定的成分

1）提取效率高

2）节约溶剂

3）提取时间长

二、有效成份的分离与精制

中药有效成份的分离与精制

分离依据

常用的分离方法

溶解度不同

结晶、重结晶、水/醇法、醇/水法、醇/醚法、醇/丙酮法；酸/碱法、碱/酸法；沉淀法等

分配系数（K）不同

液-液萃取法、逆流分溶法（CCD）、滴滴逆流色谱法（DCCC）、高速逆流色谱法（HSCCC）、气-液分配色谱法（GC）、液-液分配色谱法（LC）

吸附性不同

硅胶吸附色谱、氧化铝吸附色谱、聚酰胺吸附色谱、大孔吸附树脂等。

分子大小不同

透析法、凝胶过滤法（如葡聚糖凝胶、丙烯酰胺凝胶、琼脂糖凝胶）、超滤法、超速离心法等。

解离程度不同

离子交换法、电泳技术

（一）依照物质溶解度不同进行分离。

改变溶解度方法

应用

改变极性

水提醇沉法——除去多糖或蛋白质等水溶性杂质

醇提水沉法——除去树脂或叶绿素等脂溶性杂质

醇体乙醚（或丙酮）沉淀法——使皂苷沉淀析出

改变酸碱度

（pH植）

酸体碱沉法——碱性化合物，如生物碱类成分

碱提酸沉法——酸性化合物、如黄酮、蒽醌类成分

等电点法——两性化合物、如蛋白质等

加入沉淀剂

酸性化合物生成钙盐、钡盐、铅盐等

碱性化合物生成苦味酸盐、苦酮酸盐等有机盐或生成磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等无机盐

（二）依照物质在两相溶剂中的分派比不同进行分离

分派色谱载体要紧有硅胶、硅藻土及纤维素粉等。

极性

正相色谱

反相色谱

固定相

多采用强极性溶剂，如水、缓冲液等

用弱极性有机溶剂，如石蜡等

流动相

采用弱极性有机溶剂，如氯仿、乙酸乙酯、丁醇等

用强极性溶剂如水、甲醇等

应用

适用于分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物

适合于分离脂溶性化合物如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等

（三）依照物质的吸附性不同进行分离

一、吸附类型及特点

吸附类型

特点

应用

物理吸附

无选择性，过程可逆，应用最广

如以硅胶、氧化铝及活性碳为吸附剂进行的吸附色谱

化学吸附

有选择性，过程不可逆，用得最少。

如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝的吸附，或生物碱被酸性硅胶的吸附等。

半化学吸附

有选择性，过程可逆，有一定应用。

如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附等

二、实例

色谱类型

原理

吸附规律及注意事项

应用

吸附柱色谱

物理吸附中的极性吸附；遵循“相似者易于吸附”

1）为避免发生化学吸附：

酸性物质宜用硅胶进行分离，碱性物质宜用氧化铝进行分离

2）为防止拖尾，分离酸性物质时，洗脱剂中加入适量醋酸。

分离碱性物质时，洗脱剂中加如适量氨、吡啶、二乙安、胺

硅胶、氧化铝柱色谱应用较广

聚酰胺吸附色谱

半化学吸附；氢键吸附

1）化合物本身对氢键缔合的影响有：

形成氢键基团数目越多，吸附能力越强；成键位置对吸附力也有影响，易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附相对减弱；分子中方向芳香化程度高者，则吸附能力强。

2）各种溶剂在聚酰胺柱上洗脱能力的强弱顺序“尿素说溶液＞二甲基甲酰胺＞甲酰胺＞氢氧化钠水溶液＞丙酮＞甲醇＞水

1）特别适合对一般酚类（鞣质除外）、黄酮类化合物的制备分离

2）可用与植物粗提物脱鞣制

3）对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等极性与非极性化合物也有着广泛的用途

大孔吸附树脂

吸附性（范德华力或氢键）和分子筛

影响吸附的因素：

吸附剂的表面性质；被吸附化合物结构的影响；洗脱剂的影响；pH值的影响;温度的影响

苷与糖的分离,生物碱的精制,多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。

（三）依照物质分子大小不同进行分离

分离方法

分离原理

应用

超滤法

利用因分子大小不同引起的扩散速度差别而分离

主要用于水溶性大分子化合物如蛋白质、核酸、多糖类的脱盐、精制及分离工作。

超速离心法

利用溶质在超速离心作用下沉降速度性差别而分离

透析法

利用半透膜的膜孔的分子筛滤过作用而分离

凝胶过滤法

利用凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用而分离

还可用于分离分子量1000以下的化合物

1、凝胶滤过技术

（1）分离原理：

凝胶滤过法也叫凝胶渗透色谱、分子筛滤过、排阻色谱，是利用分子筛防分离物质的一种方式

载体：

葡聚糖凝胶

出柱顺序：

按分子量由大到小的前后顺序出柱

（2）凝胶种类与性质

凝胶类型

原理

应用

葡聚糖凝胶

（SephadexG）

分子筛

只适用在水中应用不同规格适合分离不同的分子量物质

羟丙基葡聚糖凝胶

（SephadexLH-20）

分子筛（糖和苷）

吸附性（苷元）

既可在水中应用，又可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶液中使用。

适于不同类型有机物分离

（3）其他商品：

如丙烯酰胺凝胶（Bio-GelP）、琼脂糖凝胶（sepharoseBio-GelA）和结合了不同离子互换基团的葡聚糖凝胶衍生物。

二、膜分离技术

（1）原理：

是以选择性透过膜为分离介质，当膜双侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，原料各组分选择性的透过膜，以达到分离、提纯的目的。

（2）特点：

无相变；

不耗有机溶媒；

选择性高；

适用范围广；

可实现持续化和自动化操作

（3）分离膜的类型及应用

分离膜类型

截留范围

应用

微滤膜

~10um

主要用于截留颗粒物，液体的澄清及大部分细菌的去处，并作为超滤=反渗透过滤的前处理

超滤膜

10~100mm

能截留分子量几千至数十万的大分子，除了具有微滤作用外，还能除去病菌、热源、胶体、蛋白质等大分子化合物，主要用于药物的分离、提纯和浓缩

纳滤膜

1~10nm

介于反渗透和超滤之间，能分离除去分子量300~10000的小分子物质，纳滤摸技术集浓缩与透析为一体，可使溶质的损失达到最小

反渗滤膜

≤nm

可除去无机盐金属离子及小分子物质，主要用于制备高品质的医用水、注射用水和医用透析水

（五）依照物质离解程度不同进行分离

具有酸性、碱性及两性基团的分子，在水中所呈解离状态，依照此可用离子互换法（或电泳技术）进行分离

1、离子互换分离物质的原理

固定相：

离子互换树脂]

流动相：

水或含水溶剂

原理：

相同类型离子发生互换（离子互换树脂解离的阳离子或阴离子，与水溶液中相同电荷的离子发生互换作用并被吸附到柱上，再用强离子浓度的水溶液进行逆互换而解吸下来。

离子互换树脂的互换能力取决于离子互换基团的种类和数量）

二、离子互换树脂的类型及应用

树脂种类

原理

应用

阳离子交换树脂

阳离子交换基团

强酸性（—SO3-H+）

弱酸性（—COO-H+）

阳离子交换

从酸水溶液中吸附碱性成分，除去酸性、中性成分

阴离子交换树脂

阴离子交换基团

强碱性（—N+（CH3）3CL-

弱碱性（—NH2

阴离子交换

从碱水溶液中吸附酸性成分、除去碱性、中性成分

2、离子互换法的应用

（1）用与不同电菏离子的分离

（2）用于相同电荷离子的分离

第二章糖和苷

一、提取

单糖

低聚糖

苷类

水、稀醇或醇提取

→

浸膏

（回收溶剂后）

→

萃取

→

石油醚提取物：

极性小的化合物

氯仿、乙醚提取物：

苷元

乙酸乙酯提取物：

单糖苷

正丁醇提取物：

低聚糖苷

二、分离

季铵盐沉淀法

常用于酸性多糖的分离

分级沉淀或分级溶解法

因不同多糖在不同浓度的低醇或丙酮中溶解度不同

离子交换色谱

特别适合与分离酸性、中性多糖和粘多糖

纤维素柱色谱

对多糖兼有吸附色谱和分配色谱的性质

凝胶色谱

将多糖按分子大小和形状不同分离开来，常用凝胶：

葡聚糖凝胶（SephadexG）琼脂糖凝胶（SepharoseBio-gel）、聚丙烯酰胺凝胶（Bio-gelP等）

制备性区域电泳

根据分子大小、形状及所负电荷不同的多糖其在电场在作用下迁移速率不同的性质进行分离