天然药物化学完整ppt课件.ppt

1、正确理解成分的划分正确理解成分的划分.光合作用糖糖代谢ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤藓糖-4-磷酸核糖乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶AMVA小分子有机酸核酸三羧酸循环脂族氨基酸萜类萜类甾体类甾体类脂质莽草酸芳族氨基酸肽类蛋白质脂肪酸酚类蒽醌生物碱桂皮酸苯丙素类木脂素木质素黄酮类CO2 H2O.待纯化物待纯化物A+A+杂质杂质B B、C C加加MeOHMeOH热溶热溶热滤热滤残渣残渣（C C）滤液滤液（A+BA+B）冷置析晶冷置析晶母液母液（B B）结晶结晶（A A）A A 水水/ /醇法醇法除去水提液中的水溶性杂质除去水提液中的水溶性杂质中药中药水提取液水提取液加数倍量加数倍量浓醇浓醇静置过

2、夜静置过夜母液母液（目标成分）（目标成分）沉淀沉淀（水溶性杂质水溶性杂质）（如蛋白质、多糖、果胶、粘液质）（如蛋白质、多糖、果胶、粘液质）B B 醇醇/ /水法：除去醇提液中的脂溶性杂质水法：除去醇提液中的脂溶性杂质中药中药醇提取液醇提取液加数倍加数倍水水静置过夜静置过夜母液母液（目标成分）（目标成分）沉淀沉淀（脂溶性杂质脂溶性杂质）（如油脂、叶绿素等）（如油脂、叶绿素等）C C 醇醇/ /醚法（醇醚法（醇/ /丙酮法）：纯化皂苷丙酮法）：纯化皂苷皂苷的皂苷的醇溶液醇溶液加数倍量加数倍量乙醚，乙醚，静置静置母液母液（脂溶液杂质）（脂溶液杂质）沉淀沉淀（皂苷皂苷）解离型解离型/ /离子态离子态游

3、离型游离型/ /分子态分子态H H+ +BHBH+ +B BOHOH- -H H+ +A A- -HAHAOHOH- -脂溶性脂溶性水溶性水溶性A A酸酸/ /碱法（酸提取碱沉淀法）碱法（酸提取碱沉淀法） 生物碱的提取、纯化生物碱的提取、纯化H H+ +BHBH+ +B BOHOH- -醇提物浸膏（醇提物浸膏（B）药渣药渣酸水提取液酸水提取液稀酸水提取稀酸水提取（ BH+ ）碱化碱化沉淀沉淀（B）碱水液碱水液（水溶性杂质）（水溶性杂质）（脂溶性杂质）（脂溶性杂质）药材（药材（HA）药渣药渣碱水提取液碱水提取液碱水提取碱水提取（ A- ）酸化酸化沉淀沉淀（HA）酸水液酸水液（水溶性杂质）（水溶性

4、杂质）（脂溶性杂质）（脂溶性杂质）B B碱碱/ /酸法（碱提取酸沉淀法）酸法（碱提取酸沉淀法） 黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化H H+ +A A- -HAHAOHOH- -上层上层下层下层上层上层下层下层PH 12 B A- 3 BH+ HA 定义定义正相色谱与反相色谱正相色谱与反相色谱加压液相色谱加压液相色谱n 特点特点n加压流动相，流速快加压流动相，流速快n载体颗粒小，机械强度大，比表面极大载体颗粒小，机械强度大，比表面极大n耐压柱材耐压柱材n自动检测、收集、分部自动检测、收集、分部加压液相色谱加压液相色谱n 种类：种类：n快速色谱快速色谱 Flash c

5、hromatographyFlash chromatography 2.02 2.0210105 5Pa Pa n低压液相色谱低压液相色谱 LPLC, LPLC, 5.055.0510105 5PaPan中压液相色谱中压液相色谱 MPLC, 5.05 MPLC, 5.0520.220.210105 5PaPan高压液相色谱高压液相色谱 HPLC, HPLC, 20.220.210105 5Pa Pa high performance liquid chromatography high performance liquid chromatography克服了简单萃取及克服了简单萃取及CCDCC

6、D溶剂容量大、易乳化的缺点溶剂容量大、易乳化的缺点 优点优点 缺点缺点载体可能造成化学吸附，如硅胶载体可能造成化学吸附，如硅胶n 非极性吸附剂：活性炭非极性吸附剂：活性炭 对非极性成分吸附强对非极性成分吸附强 溶剂极性溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力吸附剂对溶质的吸附力 溶质可被极性弱的溶剂洗脱溶质可被极性弱的溶剂洗脱n 极性吸附剂：硅胶、氧化铝极性吸附剂：硅胶、氧化铝 对极性物质亲和力强对极性物质亲和力强 溶剂极性溶剂极性 吸附剂对溶质的吸附力吸附剂对溶质的吸附力 溶质可被极性强的溶剂洗脱溶质可被极性强的溶剂洗脱 n 氧化铝吸附柱色谱氧化铝吸附柱色谱 A A吸附剂：吸附剂：30306060倍，

7、有时倍，有时100100200200倍倍 B B装柱：装柱： 径高比（径高比（d/hd/h）1:151:151:201:20 干法装柱干法装柱/ /湿法装柱湿法装柱 C C上样：上样： 干法上样干法上样/ /湿法上样湿法上样 D D洗脱：洗脱： 等度等度/ /梯度（洗脱剂极性递增）梯度（洗脱剂极性递增） E E托尾：托尾： 化学吸附：硅胶化学吸附：硅胶碱性成分碱性成分 洗脱剂中加入碱洗脱剂中加入碱 氧化铝氧化铝酸性成分酸性成分 洗脱剂中加入酸洗脱剂中加入酸 F F洗脱系统的选择：洗脱系统的选择： TLC Rf=0.2 TLC Rf=0.20.30.3性性 质质分子间氢键分子间氢键半化学吸附半化

8、学吸附吸附原理吸附原理影响吸附力的因素影响吸附力的因素OHHOOHOHOHOHOHOHOHOHOHOH影响吸附力强弱的因素影响吸附力强弱的因素u化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强n水中最强水中最强常以水装柱、样品以水溶解上样常以水装柱、样品以水溶解上样n含水醇中次之含水醇中次之n醇中最弱醇中最弱常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱 EtOH-H EtOH-H2 2O O最常用最常用弱弱强强应应 用用性质性质原理原理影响吸附力强弱的因素影响吸附力强弱的因素n水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。水、甲醇、乙醇、丙酮、乙

9、酸乙酯等。n最常用：乙醇最常用：乙醇水水 n广泛应用于化合物的分离与富集工作中广泛应用于化合物的分离与富集工作中 如：如：苷类、糖类的分离苷类、糖类的分离 生物碱的精制生物碱的精制 多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。 洗脱剂洗脱剂应应 用用原原 理理凝胶的种类、性质及应用凝胶的种类、性质及应用离子交换原理离子交换原理离子交换原理离子交换原理离子交换树脂的性质离子交换树脂的性质离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构n母核n离子交换基团离子交换树脂的种类离子交换树脂的种类离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用NOOCH3COCHPhCH2OHNOCH3CO CHPhCH2

10、OHN+OH-OOCH3OCH3 碱性碱性 碱性不同的生物碱的分离碱性不同的生物碱的分离.第四节第四节 结构研究法结构研究法o 结构研究的特点：难于合成品结构研究的特点：难于合成品 o 结构研究的总原则结构研究的总原则: : 尽可能不消耗或少消耗试样尽可能不消耗或少消耗试样 波谱综合分析波谱综合分析 与文献数据比较与文献数据比较 必要时辅以化学手段必要时辅以化学手段.第四节第四节 结构研究法结构研究法o一、纯度的测定一、纯度的测定o二、结构研究的主要程序二、结构研究的主要程序o三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法.一、纯度的测定一、纯度的测定o 纯度检查法：纯度检查法：o

11、均一的晶形均一的晶形o 敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度敏锐的熔点、沸点、折光率、比旋度o TLCTLC、PCPC、GCGC、HPLCHPLC二、结构研究的主要程序二、结构研究的主要程序.三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法o1. 1. 确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度o2. 2. 质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）o3. 3. 红外光谱（红外光谱（IRIR，infrared spectrainfrared spectra）o4. 4. 紫外紫外- -可见吸收光谱（可见吸收光谱（UV-vis)UV-vis) (ult

12、raviolet-visible spectra (ultraviolet-visible spectra）o5. 5. 核磁共振（核磁共振（NMRNMR，nuclear magnetic resonancenuclear magnetic resonance）o6. 6. 其他：其他： x- x-单晶衍射法单晶衍射法 旋光光谱（旋光光谱（ORDORD） 园二色谱（园二色谱（CDCD） .三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 1. 1. 确定分子式，计算不饱和度确定分子式，计算不饱和度o 分子式的确定分子式的确定o 元素定量分析结合分子量测定元素定量分析结合分子量测定o 同

13、位素丰度比法同位素丰度比法o 高分辨质谱（高分辨质谱（HR-MSHR-MS，high resolution mass spectrum high resolution mass spectrum ） o 不饱和度的计算不饱和度的计算o u=u=/2/2/2/21 1 ：一价原子数：一价原子数 如如H H、X X ：三价原子数，如：三价原子数，如N N、P P ：四价原子数，如：四价原子数，如C C.三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 2. 2. 质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）o 作用：作用：p 确定分子量、分子式确定分子量、分

14、子式p 提供部分结构信息提供部分结构信息 丢失碎片的大小丢失碎片的大小 如如1515、1717 碎片的碎片的m/zm/z及裂解方式及裂解方式.三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 2. 2. 质谱质谱 （MSMS，mass spectrummass spectrum）o 常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点o 电子轰击质谱（EI-MS，electron impact ionization）o 场解析质谱（FD-MS，field desorption ionization） o 快速原子轰击质谱（FAB-MS，fast atom bombardment）o 电喷雾质谱（ESI

15、-MS，electrospray ionization） o 基质辅助激光解析质谱（MALDI-MS） matrix-assisted laser desorption ionization .常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点电子轰击质谱（电子轰击质谱（EI-MSEI-MS） （electron impact ionizationelectron impact ionization）o 样品需加热气化，离化，得到样品需加热气化，离化，得到M M+ +o 难气化、易热解的成份测不到难气化、易热解的成份测不到M M+ + 如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸

16、、抗生素.常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点场解析质谱（场解析质谱（FD-MSFD-MS） field desorption ionization field desorption ionizationo 试样稀液涂于钨丝上作阳极，对面加阴极，通高压，使电离试样稀液涂于钨丝上作阳极，对面加阴极，通高压，使电离o 难气化、易热解的成份，可得到难气化、易热解的成份，可得到 分子离子相关峰：分子离子相关峰：MMHH+ +、MMNaNa+ +、MMKK+ + 逐个脱去糖基的碎片峰：逐个脱去糖基的碎片峰：MMH-162H-162+ +、MMH-162-146H-162-146+ +o 苷元的碎片离子相

17、对少苷元的碎片离子相对少.常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点快速原子轰击质谱（快速原子轰击质谱（FAB-MSFAB-MS） fast atom bombardment fast atom bombardmentp 离子枪发射高能离子与另一中性粒子碰撞，交换电荷，离子枪发射高能离子与另一中性粒子碰撞，交换电荷， 形成高速中性粒子，与样品碰撞，使其电离形成高速中性粒子，与样品碰撞，使其电离p 难气化、易热解的成份，可得到难气化、易热解的成份，可得到 分子离子相关峰：分子离子相关峰：MMHH+ +、MMNaNa+ +、MMKK+ + 逐个脱去糖基的碎片峰：逐个脱去糖基的碎片峰：MMH-162H-1

18、62+ +、MMH-162-146H-162-146+ + p 可得到苷元的碎片可得到苷元的碎片.常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点电喷雾质谱（电喷雾质谱（ESI-MSESI-MS） electrospray ionization electrospray ionization p 强静电场使试样电离，强静电场使试样电离，p 难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到 分子离子相关峰：分子离子相关峰：MMHH+ +、MMNaNa+ +、MMKK+ + .常用质谱技术及特点常用质谱技术及特点基质辅助激光解析质谱（基质辅助激光解析质谱（MALDI-MSMAL

19、DI-MS） matrix-assisted laser desorption ionization matrix-assisted laser desorption ionization p 用于研究结构复杂，不易气化的大分子物质的分子量用于研究结构复杂，不易气化的大分子物质的分子量 如多糖、蛋白、核酸等如多糖、蛋白、核酸等 .三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 3. 3. 红外光谱（红外光谱（IRIR，infrared spectrainfrared spectra）o 原理：原理： 化学键的振动在红外光区（化学键的振动在红外光区（40004000625cm625cm

20、-1-1）引起的吸收谱图）引起的吸收谱图o 作用：作用：o 特征频率区（特征频率区（functional group regionfunctional group region） 4000 40001500 cm1500 cm-1-1确定官能团类型确定官能团类型o 指纹区（指纹区（fingerprint regionfingerprint region） 1500 1500600 cm600 cm-1-1构象、构型、取代模式等构象、构型、取代模式等.三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法 4. 4. 紫外紫外- -可见吸收光谱（可见吸收光谱（UV-vis)UV-vis) (u

21、ltraviolet-visible spectra (ultraviolet-visible spectra）o原理原理 电子由基态跃迁至激发态（电子由基态跃迁至激发态（、n n） 在紫外可见光区（在紫外可见光区（200200700nm700nm）引起的吸收谱图）引起的吸收谱图o作用作用o对含有共轭双键、对含有共轭双键、,-,-不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定有重要价值不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定有重要价值o特定的吸收谱特征特定的吸收谱特征骨架类型的判断骨架类型的判断 如：黄酮、香豆素、蒽醌如：黄酮、香豆素、蒽醌o加诊断试剂前后谱图的规律性变化加诊断试剂前后谱图的规律性变化取代图式的推断

22、取代图式的推断 如：黄酮、香豆素如：黄酮、香豆素.三、结构研究中采用的主要方法三、结构研究中采用的主要方法5. 5. 核磁共振（核磁共振（NMRNMR） （nuclear magnetic resonancenuclear magnetic resonance）o 原理：原理： 1 1H H、1313C C等具有磁矩的原子在外加磁场中受电磁波照射，吸收等具有磁矩的原子在外加磁场中受电磁波照射，吸收一定能量电磁波，产生能级变化，引起核磁共振一定能量电磁波，产生能级变化，引起核磁共振o 氢核磁共振（氢核磁共振（1 1H-NMRH-NMR）o 碳核磁共振谱（碳核磁共振谱（1313C-NMRC-NMR

23、）o 二维核磁共振谱二维核磁共振谱 （2D-NMR2D-NMR）氢核磁共振（氢核磁共振（1 1H-NMRH-NMR）n 应用：应用： 提供提供H H的类型、数目、相邻原子团的信息的类型、数目、相邻原子团的信息n 四个参数：四个参数：o 化学位移（化学位移（ ）：）：1 1101020ppm 20ppm H H的类型的类型 屏蔽效应屏蔽效应o 积分值积分值/ /积分面积积分面积 同一环境下同一环境下H H的个数的个数o 自旋偶合裂分的峰数自旋偶合裂分的峰数 邻位与其不等同的邻位与其不等同的H H的个数的个数 符合符合 n+1 n+1律律 s, d, t, q s, d, t, qo 偶合常数（偶

24、合常数（J J） H H核间的距离核间的距离 相隔键数：相隔键数： 越少，越少，J J大，通常为大，通常为3 3J JH-HH-H 二面角：二面角： 越接近越接近9090，J J越小越小 越接近越接近0 0、180180，J J越大越大氢核磁共振（氢核磁共振（1 1H-NMRH-NMR）CCHbHaCHcHaHbHcHdn 远程偶合远程偶合( (4 4J JH-HH-H) )： Jac=1.6Jac=1.62.0Hz2.0HzJbc=0Jbc=01.5Hz1.5Hz烯丙偶合烯丙偶合芳环上的偶合芳环上的偶合Jab=6Jab=610 Hz10 HzJac=1Jac=13Hz3HzJad=0Jad=

25、01 Hz1 Hz.氢核磁共振（氢核磁共振（1 1H-NMRH-NMR）o 同核去偶技术（同核去偶技术（homodecouplinghomodecoupling）：）： 消除或部分消除相邻消除或部分消除相邻H H核的偶合，简化图谱核的偶合，简化图谱 CHCH3 3CHCH2 2OCOOCOCHCH3 3CH3 t 照射H-2 sCH2 q 照射H-1 sCH3 s.碳核磁共振谱（碳核磁共振谱（1313C-NMRC-NMR）o 最重要的参数：最重要的参数： 化学位移化学位移 ：1 1200ppm 200ppm C C的类型的类型 o1313C C的信号裂分的信号裂分 13 13C-NMRC-NM

26、R：异核偶合：异核偶合1 1H-NMRH-NMR：同核偶合：同核偶合o 偶合裂分峰数：偶合裂分峰数：C C的级别的级别 符合符合n+1n+1律，律，s, d, t, qs, d, t, q，o 有有1 1J JC-HC-H 2 2J JC-HC-H 3 3J JC-HC-H碳核磁共振谱（碳核磁共振谱（1313C-NMRC-NMR）o 常见碳谱类型及特征：常见碳谱类型及特征： o 噪音去偶谱噪音去偶谱（proton noise decoupling spectrumproton noise decoupling spectrum） 全氢去偶全氢去偶（COMCOM，proton complete

27、decouplingproton complete decoupling） 宽带去偶宽带去偶（BBDBBD，broad band decouplingbroad band decoupling） o 选择氢核去偶谱选择氢核去偶谱（SPDSPD） selective proton decoupling spectrumselective proton decoupling spectrum 远程选择氢核去偶谱远程选择氢核去偶谱（LSPDLSPD） long range selective proton decoupling spectrumlong range selective proton

28、decoupling spectrumo 无畸变极化转移增强法无畸变极化转移增强法(DEPT(DEPT） distortionless enhancement by polarization transfer distortionless enhancement by polarization transfer 常见碳谱类型及特征常见碳谱类型及特征噪音去偶谱噪音去偶谱o 噪音去偶谱噪音去偶谱（proton noise decoupling spectrumproton noise decoupling spectrum） 全氢去偶全氢去偶（COMCOM，proton complete deco

29、uplingproton complete decoupling） 宽带去偶宽带去偶（BBDBBD，broad band decouplingbroad band decoupling）p宽频照射，消除所有宽频照射，消除所有H H对对C C的偶合的偶合p谱中所有谱中所有C C均为均为s sp无对称因素强况下，谱中信号数即无对称因素强况下，谱中信号数即C C数数常见碳谱类型及特征常见碳谱类型及特征选择氢核去偶谱选择氢核去偶谱 远程选择氢核去偶谱远程选择氢核去偶谱o 选择氢核去偶谱（选择氢核去偶谱（SPDSPD） selective proton decoupling spectrum selec

30、tive proton decoupling spectrum 远程选择氢核去偶谱（远程选择氢核去偶谱（LSPDLSPD） long range selective proton decoupling spectrum long range selective proton decoupling spectrumo 照射某个或某几个H，消除部分H对C的偶合o 谱中，与被照射H偶合的C信号不同程度简化以以9-C9-C为例为例常见碳谱类型及特征常见碳谱类型及特征无畸变极化转移增强法无畸变极化转移增强法o 无畸变极化转移增强法无畸变极化转移增强法(DEPT(DEPT） distortionless

31、enhancement by polarization transfer distortionless enhancement by polarization transfer o 改变照射改变照射1 1H H的脉冲宽度（的脉冲宽度（ ）o 所有所有1313C C信号均为单峰信号均为单峰o 不同类型不同类型1313C C分别呈正峰、倒峰分别呈正峰、倒峰 o 如如 =45，CH，CH2，CH3 正峰正峰o =90，CH 正峰正峰o =135，CH，CH3，正峰，正峰，CH2 倒峰倒峰 .二维核磁共振（二维核磁共振（2D-NMR2D-NMR） o1 1H-H-1 1H H相关谱相关谱 （1 1H-

32、H-1 1H COSYH COSY） 1 1H-H-1 1H correlation spectroscopyH correlation spectroscopyo1313C-C-1 1H H相关谱相关谱 （1313C-C-1 1H COSYH COSY） 异核多量子相关谱（异核多量子相关谱（HMQCHMQC） ( (1 1H-detected heteronuclear multiple quantum coherence)H-detected heteronuclear multiple quantum coherence)o1313C-C-1 1H H远程相关谱（远程相关谱（ Lr. L

33、r. 1313C-C-1 1H COSYH COSY） 异核多键相关谱（异核多键相关谱（HMBCHMBC）（1 1H-detected heteronuclear multiple bond corerelationH-detected heteronuclear multiple bond corerelation）.二维核磁共振（二维核磁共振（2D-NMR2D-NMR）1 1H-H-1 1H H相关谱相关谱 （1 1H-H-1 1H COSYH COSY） o 对角峰：同一个对角峰：同一个1 1H H出现对角峰出现对角峰o 相关峰：相互偶合的相关峰：相互偶合的1 1H H出现相关峰出现相关

34、峰o 用来归属相互偶合的用来归属相互偶合的1 1H H信号，推断官能团的连接方式信号，推断官能团的连接方式 对角峰相关峰.二维核磁共振（二维核磁共振（2D-NMR2D-NMR）1313C-C-1 1H H相关谱相关谱 （1313C-C-1 1H COSYH COSY）o 异核多量子相关谱（异核多量子相关谱（HMQCHMQC）o1 1J JC-HC-H ，1 1H H和与其直接相连的和与其直接相连的1313C C出现相关峰出现相关峰o 用来进行信号归属，判断碳的级别用来进行信号归属，判断碳的级别 HHCOCCOO HHCH2OOHOHOHHO123456789123456789.二维核磁共振（二维核磁共振（2D-NMR2D-NMR）1313C-C-1 1H H远程相关谱远程相关谱 （Lr. Lr. 1313C-C-1 1H COSYH COSY）o 异核多键相关谱（异核多键相关谱（HMBCHMBC）o3 3J JC-HC-H ，1 1H H和与其相隔和与其相隔3 3个化学键的个化学键的1313C C出现相关峰出现相关峰o 用来进行信号归属，判断碳的级别用来进行信号归属，判断碳的级别 HHCOCCOO HHCH2OO HO HO HHO123456789123456789. 谢谢观赏