第二章生药的化学成分及其分析方法课件.pptx
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- 第二 生药 化学成分 及其 分析 方法 课件
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1、生药的化学成分及其生药的化学成分及其分析方法分析方法几个概念几个概念 初生代谢(初生代谢(primary metabolism):合成生命活合成生命活动动必需必需物质的代谢过程称初生代谢。物质的代谢过程称初生代谢。初生代谢产物有:蛋白质类、氨基酸类、糖类、初生代谢产物有:蛋白质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、脂肪类、RNA、DNA等。等。次生代谢(次生代谢(secondary metabolism):利用初生:利用初生代谢产物产生对植物本身代谢产物产生对植物本身无明显作用无明显作用的化合物的的化合物的过程。过程。次生代谢产物有:苷类、生物碱类、萜类、次生代谢产物有:苷类、生物碱类、萜类、内内酯类、
2、酚类等。酯类、酚类等。n有效成分:具有显著生理活性和药理作用的成有效成分:具有显著生理活性和药理作用的成分,包括生物碱类、苷类、挥发油类等。分,包括生物碱类、苷类、挥发油类等。n辅成分:具有次要生理活性和药理作用的成分,辅成分:具有次要生理活性和药理作用的成分,如槟榔中的鞣质。如槟榔中的鞣质。n无效成分:没有生理活性的成分,包括纤维素、无效成分:没有生理活性的成分,包括纤维素、木栓、角质、色素等。木栓、角质、色素等。生药的化学成分生药的化学成分一、苷类一、苷类n概念概念 苷类苷类(glycoside)glycoside),是由糖或糖的衍生物与苷是由糖或糖的衍生物与苷元通过糖的端基碳原子连接而成
3、的化合物。元通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。n分类分类 根据苷键原子的不同可分为:氧苷、硫苷、氮根据苷键原子的不同可分为:氧苷、硫苷、氮苷和碳苷,生药中的苷多为氧苷。苷和碳苷,生药中的苷多为氧苷。1.氧苷:氧苷:醇苷:醇苷:是通过是通过醇羟基醇羟基与糖端基脱水而成的苷。与糖端基脱水而成的苷。较常见,如皂苷,强心苷均属此类。较常见,如皂苷,强心苷均属此类。酚苷:酚苷:苷元的苷元的酚羟基酚羟基与糖端基脱水而成的苷。与糖端基脱水而成的苷。较常见,如黄酮苷、蒽醌苷多属此类。较常见,如黄酮苷、蒽醌苷多属此类。CH2OHO-glc红景天苷红景天苷天麻苷天麻苷CH2CH2-O-glcOH 氰苷:氰苷:主
4、要是指主要是指-羟基腈羟基腈的苷。的苷。该类化合物多为水溶性,在酸或酶催化时易于该类化合物多为水溶性,在酸或酶催化时易于水解。生成的苷元水解。生成的苷元-羟基腈很不稳定,立即分羟基腈很不稳定,立即分解为解为醛醛(酮酮)和氢氰酸和氢氰酸。芳香族氰苷,分解后生成苯甲醛(有典型的苦芳香族氰苷,分解后生成苯甲醛(有典型的苦杏仁味)和氢氰酸,因而可以用于镇咳。如苦杏仁味)和氢氰酸,因而可以用于镇咳。如苦杏仁可用于镇咳,正是由于其中的苦杏仁苷分杏仁可用于镇咳,正是由于其中的苦杏仁苷分解后可释放少量解后可释放少量HCN的结果。的结果。COOHOONOOOHCN+HO+OOO+CHOHCOOHNH4+NH3C
5、H-OOCOOOO+OH-稀酸或酶浓 酸稀酸苦杏仁苷酯苷:酯苷:苷元的苷元的羧基羧基与糖端基脱水而成的苷。与糖端基脱水而成的苷。郁金香中的山慈菇苷郁金香中的山慈菇苷A(tuliposide A),有抗真有抗真菌活性,放置日久,失去抗真菌活性。山慈菌活性,放置日久,失去抗真菌活性。山慈茹苷水解后立即环合生成山慈茹内酯茹苷水解后立即环合生成山慈茹内酯A(tulipalin A)。OOCH2OHCH2OOOCH2OHCH2OOOCH2H,OHglu+山 慈 菇 苷山 慈 菇 内 酯 A2.硫苷:硫苷:是糖的端基是糖的端基OH与苷元上与苷元上巯基巯基缩缩合而成的苷。合而成的苷。如萝卜中的萝卜苷。如萝卜
6、中的萝卜苷。OSCNCH2CH2CHCHSCH3OOSO3-RCNSOSO3glcKH2CCHCH2CNSOSO3glcK芥子苷通式黑芥子苷n芥子苷是存在于十字花科植物中的一类硫芥子苷是存在于十字花科植物中的一类硫苷,其通式如下,几乎都是以钾盐的形式存苷,其通式如下,几乎都是以钾盐的形式存在。经其伴存的芥子酶水解,生成的芥子油在。经其伴存的芥子酶水解,生成的芥子油含有异硫氰酸酯类、葡萄糖和硫酸盐,具有含有异硫氰酸酯类、葡萄糖和硫酸盐,具有止痛和消炎作用。止痛和消炎作用。3.氮苷:氮苷:糖的端基碳与苷元上糖的端基碳与苷元上氮原子氮原子相连的苷称氮苷,相连的苷称氮苷,是生化领域中的重要物质。如核苷
7、类化合物。是生化领域中的重要物质。如核苷类化合物。ONNOOHOHOHNH2OOHOHOHNNNNNH2OH胞苷胞苷巴豆苷巴豆苷4.碳苷:碳苷:是一类糖基和是一类糖基和苷元直接相连苷元直接相连的苷,如黄的苷,如黄酮、芦荟苷和牡荆素等。酮、芦荟苷和牡荆素等。OOHOHOO葛根素葛根素理化性质与鉴别理化性质与鉴别1.1.水解或酶解水解或酶解 除碳苷外,苷类能被稀酸、酶水解生成苷元和除碳苷外,苷类能被稀酸、酶水解生成苷元和糖。糖。2.2.溶解度溶解度 多数苷类可溶于水,而苷元一般不溶于水,溶多数苷类可溶于水,而苷元一般不溶于水,溶于有机溶剂。氰苷水溶解度较大,可用苦味酸于有机溶剂。氰苷水溶解度较大,
8、可用苦味酸钠试纸进行鉴别。钠试纸进行鉴别。3.3.显色反应显色反应 MolishMolish反应、反应、FehlingFehling反应。反应。二、黄酮类二、黄酮类n概念概念 黄酮类黄酮类(flavonoids)flavonoids),是具有两个芳香环的是具有两个芳香环的C6-C3-C6C6-C3-C6基本骨架的一类化合物的总称。基本骨架的一类化合物的总称。结构特征与分类结构特征与分类分布与活性分布与活性n黄酮类化合物主要分布于高等植物的水龙骨科、黄酮类化合物主要分布于高等植物的水龙骨科、银杏科、小檗科、豆科、芸香科、唇形科、菊银杏科、小檗科、豆科、芸香科、唇形科、菊科和鸢尾科等植物中,主含黄
9、酮类成分的生药科和鸢尾科等植物中,主含黄酮类成分的生药有:槐花、葛根、石苇、淫羊藿、桑白皮、苍有:槐花、葛根、石苇、淫羊藿、桑白皮、苍耳子、密蒙花、槲寄生等。耳子、密蒙花、槲寄生等。n黄酮类化合物具有保护心脑血管、抗氧化、抗黄酮类化合物具有保护心脑血管、抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等广谱的生理活性。肿瘤、抗炎、抗菌、抗病毒等广谱的生理活性。n存在方式存在方式 黄酮类化合物除少数游离外,大多数以苷的黄酮类化合物除少数游离外,大多数以苷的形式存在(形式存在(O-O-苷或苷或C-C-苷)。苷)。n溶解性溶解性 苷:水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯。苷:水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯。苷元:甲醇、乙醇、乙酸乙
10、酯、乙醚等。苷元:甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等。n酸碱性酸碱性 既具有酸性,又具有碱性。既具有酸性,又具有碱性。n颜色颜色 与分子中存在的交叉共轭体系和助色团的类与分子中存在的交叉共轭体系和助色团的类型、数目及取代位置有关。型、数目及取代位置有关。理化性质理化性质1.1.盐酸镁粉还原反应盐酸镁粉还原反应 取生药粉末少许于试管中,用乙醇或甲醇取生药粉末少许于试管中,用乙醇或甲醇数毫升温浸提取,取提取液加镁粉少许振摇,数毫升温浸提取,取提取液加镁粉少许振摇,滴加几滴浓盐酸,滴加几滴浓盐酸,12min内即出现颜色。内即出现颜色。鉴别鉴别n黄酮类、二氢黄酮类、黄酮醇、二氢黄酮醇类显红紫红色,n异黄酮类
11、、查耳酮类、花色素类及部分橙酮不显色。n本反应机理为生成阳碳离子所致。2.2.金属盐类试剂的络合金属盐类试剂的络合 具有以下结构单元的黄酮类化合物可与铝盐、具有以下结构单元的黄酮类化合物可与铝盐、镁盐、铅盐、锆盐等试剂形成有色络合物。镁盐、铅盐、锆盐等试剂形成有色络合物。OOHOOHOHOHO三、萜类三、萜类n结构特征结构特征 萜 类 化 合 物萜 类 化 合 物(t e r p e n e s)(t e r p e n e s)是 以 异 戊 二 烯是 以 异 戊 二 烯(isoprene)(isoprene)为基本单位的聚合体及其衍生物。为基本单位的聚合体及其衍生物。分子式的种类繁多,自然
12、界已经发现约分子式的种类繁多,自然界已经发现约2200022000种。通式为种。通式为(C(C5 5H H8 8)n)n的衍生物均称为萜类化合物。的衍生物均称为萜类化合物。n分类与活性分类与活性1.1.单萜类单萜类 分子式为分子式为C10H16,其分子中含,其分子中含2个异戊二烯单位。个异戊二烯单位。其含氧衍生物(醇类、醛类、酮类等),多具其含氧衍生物(醇类、醛类、酮类等),多具较强的香气和生物活性。较强的香气和生物活性。类型:直链、单环、双环类型:直链、单环、双环 2.倍半萜类倍半萜类 分子式为分子式为C15H24C15H24,其分子中含,其分子中含3 3个异戊二烯个异戊二烯单位,通常分为直
13、链型、单环型、二环型和三环单位,通常分为直链型、单环型、二环型和三环型等。其含氧衍生物也常具较强的香气和生物活型等。其含氧衍生物也常具较强的香气和生物活性。该类成分有挥发性。性。该类成分有挥发性。OOOHHCH3HH3CCH3OOOOHHCH3HH3CCH3OH青蒿素双氢青蒿素n3.3.二萜类二萜类n 分子中含分子中含4 4个异戊二烯单位。广泛分布于植物个异戊二烯单位。广泛分布于植物的乳汁和树脂中。的乳汁和树脂中。NHOOOAcOOHOAcOOOOHOHOOOOOHHHOHHOHOO紫杉醇 银杏内酯抑制血小板活化因子理化性质与鉴别理化性质与鉴别n亲脂性强、难溶于水;成苷后水溶性增加;具亲脂性强
14、、难溶于水;成苷后水溶性增加;具有内酯结构的萜类溶于碱水,酸化析出。萜类有内酯结构的萜类溶于碱水,酸化析出。萜类对高热、光和酸、碱较为敏感,或氧化,或重对高热、光和酸、碱较为敏感,或氧化,或重排而引起结构改变。排而引起结构改变。n定性鉴别:薄层色谱法,用香草醛定性鉴别:薄层色谱法,用香草醛硫酸,香硫酸,香草醛草醛高氯酸溶液作显色剂。高氯酸溶液作显色剂。环烯醚萜骨架 裂环环烯醚萜骨架OOHOOHHH四、环烯醚萜类四、环烯醚萜类n概念概念 环烯醚萜环烯醚萜(iridoids)(iridoids)是具有环戊烷环烯醚萜和是具有环戊烷环烯醚萜和裂环环烯醚萜两种基本骨架的单萜类化合物。裂环环烯醚萜两种基本
15、骨架的单萜类化合物。分布与活性分布与活性n主要分布于玄参科、龙胆科、茜草科、忍冬科主要分布于玄参科、龙胆科、茜草科、忍冬科等生药中。等生药中。n生药山栀子主要成分栀子苷和京尼平苷具有显生药山栀子主要成分栀子苷和京尼平苷具有显著的生物活性,具有泻下作用和促进胆汁分泌著的生物活性,具有泻下作用和促进胆汁分泌的利胆作用。的利胆作用。n地黄的降血糖的活性成分为梓醇,该化合物还地黄的降血糖的活性成分为梓醇,该化合物还具有利尿和缓下功效。具有利尿和缓下功效。京尼平苷 梓醇OHOH2COHCOOCH3HHOHOH2COHOHO理化性质与鉴别理化性质与鉴别n苷类多为无色结晶,味苦,有吸湿性。易溶于苷类多为无色
16、结晶,味苦,有吸湿性。易溶于水、甲醇,可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等。水、甲醇,可溶于乙醇、丙酮、正丁醇等。n易水解,如地黄或玄参炮制后变黑。易水解,如地黄或玄参炮制后变黑。n可与酸、碱、氨基酸等呈特殊颜色的反应。可与酸、碱、氨基酸等呈特殊颜色的反应。五、皂苷类五、皂苷类n概念概念 皂苷皂苷(saponins)是广泛存在于植物界的一类是广泛存在于植物界的一类特殊的苷类,它的水溶液振摇后可生产持久的特殊的苷类,它的水溶液振摇后可生产持久的肥皂样的泡沫,因而得名。肥皂样的泡沫,因而得名。n结构特征与分类结构特征与分类 三萜皂苷三萜皂苷 甾体皂苷甾体皂苷n三萜皂苷三萜皂苷 三萜类化合物与糖结合而成的化合
17、物,多含三萜类化合物与糖结合而成的化合物,多含COOH。乌苏烷型乌苏烷型齐墩果烷型齐墩果烷型羽扇豆醇型羽扇豆醇型木栓烷型木栓烷型羊毛脂烷型羊毛脂烷型达玛烷型达玛烷型大戟烷型大戟烷型葫芦烷型葫芦烷型五环三萜皂苷五环三萜皂苷四环三萜皂苷四环三萜皂苷三萜皂苷三萜皂苷五环三萜皂苷五环三萜皂苷HHHHHHHHHHHHH齐墩果烷齐墩果烷乌苏烷乌苏烷羽扇豆烷羽扇豆烷木栓烷木栓烷四环三萜皂苷四环三萜皂苷HHHHHHHHHHHHHHHH达玛烷羊毛脂烷干遂烷环阿屯烷葫芦烷楝烷n 甾体皂苷甾体皂苷 甾体皂苷的皂苷元由甾体皂苷的皂苷元由 27 个碳原子组成,其个碳原子组成,其不含不含羧基羧基,呈中性,故又称呈中性,故
18、又称中性中性皂苷。皂苷。分为分为4 4个类型:个类型:螺甾烷醇型螺甾烷醇型 异螺甾烷醇型异螺甾烷醇型 呋甾烷醇型呋甾烷醇型 变形螺甾烷醇型变形螺甾烷醇型HOOOHOOOHOOOHOHHOOOCH2OH螺甾烷醇螺甾烷醇异螺甾烷醇异螺甾烷醇呋甾烷醇呋甾烷醇变形螺甾烷醇变形螺甾烷醇分布与活性分布与活性n三萜皂苷主要分布于双子叶植物,主含三萜皂三萜皂苷主要分布于双子叶植物,主含三萜皂苷的有人参、三七、西洋参、甘草、黄芪、柴苷的有人参、三七、西洋参、甘草、黄芪、柴胡、党参等。胡、党参等。n甾体皂苷主要分布于单子叶植物,主含甾体皂甾体皂苷主要分布于单子叶植物,主含甾体皂苷的有麦冬、天冬、重楼、知母、黄精、
19、穿山苷的有麦冬、天冬、重楼、知母、黄精、穿山龙等。龙等。n皂苷能与红细胞膜上胆甾醇相互作用,渗透性皂苷能与红细胞膜上胆甾醇相互作用,渗透性增加,导致红细胞膜破裂,使血红蛋白流失而增加,导致红细胞膜破裂,使血红蛋白流失而具有溶血作用。此外还有消炎、抗菌、抗肿瘤具有溶血作用。此外还有消炎、抗菌、抗肿瘤等活性。等活性。理化性质理化性质n状态:白色无定形粉末状态:白色无定形粉末n溶解性:溶于水、稀醇等溶解性:溶于水、稀醇等n水解:酸、碱、酶水解:酸、碱、酶n溶血性:能破坏红细胞。溶血性:能破坏红细胞。鉴别鉴别n泡沫试验:取中药粉末泡沫试验:取中药粉末1g,加水,加水10ml,煮沸,煮沸10min后后过
20、滤,将滤液于试管中强烈振摇,如产生持久性泡沫过滤,将滤液于试管中强烈振摇,如产生持久性泡沫(15min以上以上)即为阳性反应。即为阳性反应。n溶血实验:生药水浸液溶血实验:生药水浸液1ml,加,加1.8%氯化钠溶液氯化钠溶液1ml及及2%红细胞悬浮液红细胞悬浮液1ml,摇匀后放置,数分钟后可见,摇匀后放置,数分钟后可见溶液变透明红色。溶液变透明红色。n显色反应:生药粉末显色反应:生药粉末1g,加,加10ml70%乙醇于水浴回流乙醇于水浴回流提取,过滤,滤液进行以下试验:提取,过滤,滤液进行以下试验:浓硫酸浓硫酸 醋酐反应醋酐反应 三氯醋酸反应三氯醋酸反应 芳香醛芳香醛-硫酸或高氯酸反应硫酸或高
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