中药化学成分的一般研究方法总论课件.ppt

1、第二章 中药化学成分的一般研究方法（总论）OOOOHOHOOHOHOHCOOH广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College教学内容 中药化学成分及生物合成简介中药化学成分及生物合成简介1有效成分提取分离方法有效成分提取分离方法2有效成分化学结构的研究方法有效成分化学结构的研究方法3广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College一.中药化学成分的主要类型 中药治病的物质基础是它的化学成分。中药治病的物质基础是它的化学成分。化学成分的来源？化学成分的来源？如何对它们进行分类？如何对它们进行分类？各类化学成分简介各类化

2、学成分简介第一节第一节广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College自学为主,思考题:v各类成分的定义v哪些类型的成分属于亲脂性、亲水性、酸性、碱性？v如何去除中药提取液中的有机酸、树脂、粘液质、鞣质和色素？广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College 有无活性有无活性有效成分、无效成分有效成分、无效成分生物碱、黄酮、甾体、糖苷生物碱、黄酮、甾体、糖苷苯丙素、萜类、鞣质、醌类苯丙素、萜类、鞣质、醌类 酸碱性酸碱性酸性、碱性、中性成分酸性、碱性、中性成分 溶解性溶解性亲脂性、中等极性、亲脂性、中等极性、亲水性亲水性

3、 生物合成生物合成 途径途径一级代谢物一级代谢物（糖类、蛋白质等）二级代谢物二级代谢物（生物碱、黄酮、皂苷等）分分类类方方法法广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College 蜡蜡高级不饱和脂肪酸和高级不饱和脂肪酸和酯酯 脂肪油脂肪油 叶绿素叶绿素及及胡萝卜素胡萝卜素 多糖类多糖类 淀粉、纤维素、树淀粉、纤维素、树 胶、果胶、粘液质胶、果胶、粘液质 多元酚类化合物多元酚类化合物广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College一次代谢一次代谢糖、蛋白糖、蛋白质、脂质、质、脂质、核酸核酸生物合成生物合成二次代谢二次代谢醌、

4、黄酮、醌、黄酮、生物碱、生物碱、萜等萜等.生物合成途径植物代谢及其代谢产物植物代谢及其代谢产物 一次代谢产物一次代谢产物 (primary metabolites)(primary metabolites)对机体生命活动不可缺少的物质对机体生命活动不可缺少的物质 糖、脂肪、蛋白质、核酸糖、脂肪、蛋白质、核酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A A、丙二酸单酰辅酶、丙二酸单酰辅酶A A、莽草酸、氨基酸、莽草酸、氨基酸 一次代谢产物的作用一次代谢产物的作用 植物的营养物质植物的营养物质,人类赖以生存的物质基础人类赖以生存的物质基础.植物一次代谢与生物合成过程植物一次代谢与生物合成过程三羧酸循环三羧酸循环 （TCA

5、TCA）丁酮二酸丁酮二酸 -酮戊二酸酮戊二酸 丁二酸丁二酸CO2 +H2Ohh/叶绿素叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸甲戊二羟酸丙酮酸丙酮酸乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙二酸单酰丙二酸单酰辅酶辅酶A A赤藻糖赤藻糖4-4-磷酸磷酸葡萄糖代谢葡萄糖代谢莽草酸莽草酸苯丙素类苯丙素类芳香族氨基酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶脂肪酸类脂肪酸类-氨基乙酰丙酸氨基乙酰丙酸 二次代谢二次代谢 以一次代谢产物为原料（或前体），以一次代谢产物为原料（或前体），经不同途径进一步合成的过程叫二次代经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢谢 二次代谢产物的作用二次代谢产物的作用 产生结

6、构千变万化、千奇百怪的化学产生结构千变万化、千奇百怪的化学物质物质，重要的药物资源重要的药物资源广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College2/h22OOHCO葡萄糖叶绿素醋酸丙二酸途径：AA MA乙酰辅酶莽草酸葡萄糖代谢甲戊二羟酸途径：MVA桂皮酸途径氨基酸途径饱和脂肪酸酚类蒽醌萘醌甲戊二羟酸焦磷酸二甲烯丙酯萜类 甾体苯丙氨酸（酪氨酸）生物碱香豆素 黄酮木脂素广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College 中药化学成分的主要生物合成途径（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途径v 以乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅

7、酶A起延伸碳链的作用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。1、脂肪酸类：（1 1）脂肪酸碳数为偶数，其合成过程起始单位是乙）脂肪酸碳数为偶数，其合成过程起始单位是乙酰辅酶酰辅酶A A，C C2 2单位，由此延伸连接，得到脂肪单位，由此延伸连接，得到脂肪酸为偶数。酸为偶数。（2 2）脂肪酸碳数为奇数：起始单位系丙酰辅酶）脂肪酸碳数为奇数：起始单位系丙酰辅酶A A。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College2 酚和醌类这类物质只发生缩合反应。聚合后再进行环合生成各种酚类化合物。CH3-CO-S-CoA +3 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A CH

8、3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-Enz COOHCH2-CO-S-CoA 酚类 特点：芳环上的含氧取代基（-OH，-OCH3）多相互在间位。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College（二）甲戊二羟酸（MVA）途径v起始物质为MVA：OOHHOOCOHP2O5H2OHOOCOHOP2O5H2CO22ATP 2ADP ATP ADPOP2O5H2甲戊二羟酸（甲戊二羟酸（MVA）焦磷酸二甲烯丙酯焦磷酸二甲烯丙酯萜类、甾类化合物均由这一途径生成。萜类、甾类化合物均由这一途径生成。mevalonic acidO HH O O CO HOOO

9、 HC O O H(-)-menthol (2 x C5)C O O HH O -santonin (3 x C5)pimaric acid (4 x C5)oleanolic acid (6 x C5)-carotene (8 x C5)广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College(三)莽草酸途径(桂皮酸途径)具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。广东药学院广东药学院 Guangdon

10、g Pharmaceutical College例例莽草酸 苯丙氨酸 桂皮酸 香豆素O HOHO HC OO HC OO HHN H2C OO HOO广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical CollegeNH2COOHH OCH3CH3OH OCH3ONCH3OOCH3OCH3CH3OH OCH3OCH3OH ONCH3CH3NH2COOHH OH ONHH OOHOHH ONH2H OH OCH OOHOH多巴全去甲芳丹诺苏林小蘗碱CH2OCH3OOCH3OCH3CH3ON木兰碱罂粟碱茴香醛丁香酚酪氨酸广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmace

11、utical College(四)氨基酸途径 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类,再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等)生成各种生物碱。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical CollegeNOHNNH2COOHH2广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College(五)复合途径许多二次代谢产物由上述生物合成许多二次代谢产物由上述生物合成的复合途径生成。即分子中各个的复合途径生成。即分子中各个部分由不同的生物合成途径产生。部分由不同的生物合成途径

12、产生。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical Collegev查耳酮类、二氢黄酮类化合物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生成，再在各种酶作用下生成黄酮。OHOABABOO广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College-NH3AA-MAOOOHOHOOCNH2HOOCCH3COOHOO乙酸乙酸-丙二酸途径丙二酸途径莽草酸途径莽草酸途径广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical Collegev常见的复合生成途径有以下几种：常见的复合生成途径有以下几种：1.醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-莽草

13、酸途径莽草酸途径 2.醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-甲羟戊酸途径甲羟戊酸途径 3.氨基酸氨基酸-甲羟戊酸途径甲羟戊酸途径 4.氨基酸氨基酸-醋酸醋酸丙二酸途径丙二酸途径 5.氨基酸氨基酸-莽草酸途径莽草酸途径广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College有利于天然化合物的结构分类；有利于天然化合物的结构推测；指导植物化学分类学；指导仿生合成；指导组织培养生物活性物质；定向寻找生物活性成分；生物调控，提高活性成分的含量。生物合成的意义生物合成的意义练习题：练习题：1.由甲戊二羟酸途径生成的化合物是（由甲戊二羟酸途径生成的化合物是（）A 醌类、酚类醌类、酚类 B

14、蛋白质蛋白质 C 糖类糖类 D 甾体、萜类甾体、萜类 E香豆素类香豆素类2.由乙酸由乙酸-丙二酸途径生成的化合物是（丙二酸途径生成的化合物是（）A脂肪酸类脂肪酸类 B蛋白质蛋白质 C生物碱生物碱 D皂苷皂苷 E糖类糖类3.由氨基酸途径生成的化合物是（由氨基酸途径生成的化合物是（）A生物碱生物碱 B脂肪酸类脂肪酸类 C糖类糖类 D皂苷皂苷 E醌类醌类课后思考题课后思考题l溶剂提取法的作用及影响提取效率的因素？溶剂提取法的作用及影响提取效率的因素？l提取物在进行柱色谱分离时，影响分离效果的提取物在进行柱色谱分离时，影响分离效果的因素有哪些？因素有哪些？l柱色谱常用填料有哪些？柱色谱常用填料有哪些？

15、广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College第二节 中药有效成分的提取方法 v重点：溶剂提取法的原理 化学成分的极性 常用溶剂、极性大小顺序 提取溶剂的选择 常见的提取方法及应用范围。日常生活中的提取实例 压榨法 20%市场 浸出法(环己烷)80%市场 1 泡茶 茶多酚 咖啡因2 煲汤3 食用油国家标准规定：浸出大豆油每公斤允许含有十毫克的溶剂残留。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College提取：提取：溶剂提取法溶剂提取法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法升华法升华法超临界流体萃超临界流体萃取法取法提取分离方提取分离方

16、法法分离与精制：分离与精制：沉淀法沉淀法溶剂萃取法溶剂萃取法色谱法色谱法广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical Collegev为什么要提取？v 减小剂量 v 提高疗效v 提高中药制剂稳定性v 化学成分研究v 样品制备广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College一 溶剂提取法v溶剂的极性与分类溶剂的极性与分类v溶剂的选择溶剂的选择v提取的原理提取的原理v常用的提取方法常用的提取方法v影响提取的因素影响提取的因素v提取后溶剂的处理提取后溶剂的处理（回收）（回收）分子极性是如何产生的？分子极性是如何产生的？有哪些常见的极性基

17、团？有哪些常见的极性基团？判断极性大小的方法判断极性大小的方法常用溶剂的极性常用溶剂的极性基本概念基本概念重要性：极性大小是提取分离的重要依据。溶剂的极性大小广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College取代基极性大小：常见基团极性大小顺序如下:酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷OHOCOCH3O举例：判断下列化合物极性大小。举例：判断下列化合物极性大小。A B C 广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College极性大小极性大小CHCH3NHCH3CHOHNOHOMeOMeOCH3HNMeOMeOCH3H麻黄碱麻黄碱蝙蝠葛碱蝙蝠

18、葛碱 亲水性是指与水互溶。包括甲醇、乙醇和丙酮。溶剂分哪几类？亲脂性是指与水分层。包括乙酸乙酯、乙醚 氯仿、苯、石油醚等水按极性不同有机溶剂亲水性有机溶剂亲脂性有机溶剂怎么区分？怎么区分？亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂石油醚四氯化碳苯石油醚四氯化碳苯 氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水 极性最小极性最小萃取苷类、水溶性类成分亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂比水重比水重与水不相溶(分层)与水可任意混溶与水可任意混溶毒性较大毒性较大广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College2 常见化学成分类型的极性：极性极性大的大的：苷类

19、苷类生物碱盐生物碱盐糖类糖类蛋白质蛋白质鞣质鞣质小分子有机酸小分子有机酸亲水性色素亲水性色素小的小的：游离生物碱游离生物碱苷元苷元挥发油挥发油树脂树脂脂肪脂肪大分子有机酸大分子有机酸亲脂性色素亲脂性色素广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College2.提取溶剂的选择：提取溶剂的选择原则：1）对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。2）与所提取成分不起意外的化学变化。3）要廉价、易得、安全。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College提取方法提取方法浸泡煎煮回流回流连续提取连续提取提取方法 经典方法经典方法渗漉广东药

20、学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College提取方法提取方法新新方方法法超声提取法超声提取法超临界提取超临界提取广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College（四）提取方法：1 浸渍法：多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。各方法的应用特点各方法的应用特点广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College2 渗漉法：各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分。缺点为溶液体积大，

21、时间长。渗漉筒渗漉筒中药中药广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College3 煎煮法：中药水提取最常用的方法提取效率高，但遇热破坏成分。含多糖、淀粉多的成分过滤困难。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College仪器仪器加热回流装置加热回流装置加快溶出速度，省时加快溶出速度，省时适宜受热稳定的药物适宜受热稳定的药物适宜较难溶出的组分适宜较难溶出的组分特点特点通过更换溶剂，使提取更完全通过更换溶剂，使提取更完全 回流提取法回流提取法广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College

22、广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College索氏提取器克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。缺点为提取时间长，受热易破坏成分不能用此法。连续回流法连续回流法广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College 超声提取法样品容器置超声波振荡器中振荡提取简便、省时、提取率高简便、省时、提取率高广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College空化作用超声提取技术超声提取技术原理原理(空化效应空化效应)介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增介质内部溶解的微气泡在超声波的作用下增大，

23、形成共振腔，然后瞬间闭合，即超声波的大，形成共振腔，然后瞬间闭合，即超声波的空化效应。空化效应。超声波增大形成植物细胞细胞破裂瞬间闭合广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College成分溶出溶剂及药材组织(四四)超声提取技术超声提取技术原理原理(热效应热效应)超声波在传播过程中，声能不断被介质吸收并超声波在传播过程中，声能不断被介质吸收并转化成热能，导致溶剂本身和药材细胞温度升转化成热能，导致溶剂本身和药材细胞温度升高，促使有效成分溶解，即超声波的热效应。高，促使有效成分溶解，即超声波的热效应。声能热能介质吸收温度升高l提取过程不需要加热（50)l提取过程

24、为物理过程不影响有效成分的生理活性l有效成分的提取率高 l溶剂用量少l速度快 仅需2040分钟，l提取物有效成分含量高超声提取是当前浸出提取中最具前途的提取技术银杏：提取黄酮苷 相同的时间和温度，超声波提取黄酮苷 的产率比常规水提取提高3倍。西洋参：提取总皂苷 超声波处理15分钟的提取率与索氏提取 法提取6小时相同。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College（五）影响提取效率的因素：1 药材粉碎度：药材粉碎度：z根据溶剂性质和药材特根据溶剂性质和药材特性选择，一般以性选择，一般以20206060目为宜。目为宜。v水：水：粗粉（易膨胀）粗粉（易膨胀）v

25、乙醇：中等粗粉乙醇：中等粗粉 广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College（五）影响提取效率的因素：2 提取温度：有些成分温度高易破坏，应选择提取温度：有些成分温度高易破坏，应选择适宜温度。适宜温度。3 提取时间：被提成分在细胞内外溶解一旦平提取时间：被提成分在细胞内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以衡，时间长即无意义。一般热水提以1/21hr为宜，乙醇提为宜，乙醇提1hr为宜。为宜。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College超临界流体提取法(SFE)v超临界流体(Supercritical flu

26、id SF)是处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,介于气体和液体之间的流体.广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College超临界流体提取法(SFE)SF的密度和液体相近,粘度与气体相近,其扩散系数比液体大100倍,因此对许多物质具有很强的溶解能力.vSF:CO2,一氧化亚氮,氨,乙烷,庚烷等,CO2最常用.广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College气体气体超临界流体超临界流体气体气体t Pt P广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College超临界流体萃取技术超临界

27、流体萃取技术原理原理A-TA-Tp p线线气固平衡升华曲线气固平衡升华曲线B-TB-Tp p线线液固平衡熔融曲线液固平衡熔融曲线T Tp p-C-Cp p线线气液平衡蒸气压曲线气液平衡蒸气压曲线T Tp p三相点三相点C Cp p临界点临界点广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical CollegeCO2 31 7390N2O 36 7290NH3 132 11300临界温度临界温度()临界压力临界压力(kPa)广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College优点优点:低温下提取低温下提取,没有残留溶剂没有残留溶剂,效率高效率高

28、,可选择性分离等可选择性分离等.应用应用:香料香料,挥发油及某些脂溶挥发油及某些脂溶 性中药成分的提取性中药成分的提取.广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College水蒸汽蒸馏v挥发性成分广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College升华法升华法 樟木升华制樟脑，在樟木升华制樟脑，在本草纲目本草纲目中已有详细中已有详细的记载，为世界上最早应用升华法制取有效成的记载，为世界上最早应用升华法制取有效成分的记述。分的记述。游离羟基蒽醌类游离羟基蒽醌类，一些，一些香豆素类香豆素类，有机酸有机酸类成类成分，也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯甲分，也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯甲酸等。酸等。广东药学院广东药学院 Guangdong Pharmaceutical College升华法：v有升华性的成分v例:牛黄解毒片中大黄的检查