第二章++中药化学成分的一般研究方法课件.ppt

1、第一节、第一节、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第二节、第二节、中药有效成分的提取分离方法中药有效成分的提取分离方法第三节、第三节、中药有效成分化学结构的研究方法中药有效成分化学结构的研究方法 一、中药化学成分类型简介 二、各类中药化学成分的主要生物合成途径 第一节、第一节、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第二节、第二节、中药有效成分的提取分离方法中药有效成分的提取分离方法第三节、第三节、中药有效成分化学结构的研究方法中药有效成分化学结构的研究方法 中药有效成分的提取方中药有效成分的提取方法法溶剂提取法溶剂提取法 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 浸渍法浸渍法

2、渗漉法渗漉法 煎煮法煎煮法 回流提取法回流提取法 连续回流提取法连续回流提取法 超临界萃取超临界萃取 压榨法压榨法 其它方法其它方法 1 1、溶剂提取法、溶剂提取法p提取原理：提取原理：根据中药化学成分与溶剂间根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶极性相似相溶”的原理，依据各的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据溶剂，依据“浓度差浓度差”原理，将所原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。提成分从药材中溶解出来的方法。p影响化合物极性的因素：影响化合物极性的因素：(1)(1)化合物分子母核大

3、小（碳数多少）：化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、分子大、碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。碳数多，极性小；分子小、碳数少，极性大。(2)(2)取代基极性大小：取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，在化合物母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。化合物极性大小主要取决于取代基极性大小。常见基团极性大小顺序：常见基团极性大小顺序：酸酚醇胺醛酮酯酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。醚烯烷。举例：举例：判断下列各组化合物极性大小。判断下列各组化合物极性大小。OHOC OC H3Op常见天然药物化学成分类型的极性：常见天然药物化学成分类型的极性：极性较大的：极性较大的：苷类

4、、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极性小的：极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。大分子有机酸、亲脂性色素。p常用提取溶剂的分类与极性：常用提取溶剂的分类与极性：1）分类：）分类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有机溶剂。l 水类：水类：包括水、酸水、碱水；包括水、酸水、碱水；l 亲水性有机溶剂：亲水性有机溶剂：甲醇、乙醇、丙酮；甲醇、乙醇、丙酮；l 亲脂性有机溶剂：亲脂性有机溶剂：正丁

5、醇、乙酸乙酯、乙醚、氯仿、苯、正丁醇、乙酸乙酯、乙醚、氯仿、苯、四氯化碳、正己烷、石油醚、。四氯化碳、正己烷、石油醚、。2）极性大小：）极性大小：水水(H2O)甲醇甲醇(MeOH)乙醇乙醇(EtOH)丙酮丙酮 （Me2CO）正丁醇）正丁醇(n-BuOH)乙酸乙酯乙酸乙酯(EtOAc)氯仿氯仿(CHCl3)乙醚乙醚(Et2O)苯（苯（C6H6)四氯化碳四氯化碳(CCl4)正己烷正己烷石油醚石油醚(Pet.et)。3）溶剂极性大小的实质：）溶剂极性大小的实质：介电常数介电常数()不同，介电常数大不同，介电常数大 的溶剂极性大，介电常数小的溶剂极性小。如，的溶剂极性大，介电常数小的溶剂极性小。如，己

6、烷为己烷为1.9，氯仿为，氯仿为5.2，水为，水为80。提取溶剂的选择原则：提取溶剂的选择原则：（1 1）要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。）要对所提取成分溶解度大；对杂质溶解度小。（2 2）要与所提取成分不起意外的化学变化。）要与所提取成分不起意外的化学变化。（3 3）要廉价、易得、安全。）要廉价、易得、安全。其中（其中（1 1）是最主要的。）是最主要的。p提取溶剂的选择：提取溶剂的选择：（1 1）水：）水：可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣可溶解苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、无机盐。质、小分子有机酸、有机酸盐、亲水性色素、

7、无机盐。缺点：缺点：且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，且易霉坏变质。某些含果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊其水提取液常常很难过滤。沸水提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而增加过滤的困难。化，而增加过滤的困难。（2 2）亲水性有机溶剂：）亲水性有机溶剂：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多能在乙醇中溶解。外，大多能在乙醇中溶解。优点：优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。应用范围

8、广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。缺点：缺点：价高、不安全，需回流设备。价高、不安全，需回流设备。（3 3）亲脂性有机溶剂：）亲脂性有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。优点：优点：提取专属性强，易回收浓缩。提取专属性强，易回收浓缩。缺点：缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。煎煮法煎煮法 为中药水提取最常用为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉的方法。将中药粗粉用水加热煮沸，保持用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可一定时间，成

9、分即可浸出。煎煮法必须以浸出。煎煮法必须以水为溶剂。此法提取水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏效率高，但遇热破坏成分要注意。且含多成分要注意。且含多糖多的成分过滤困难。糖多的成分过滤困难。浸渍法浸渍法 p提取方法：提取方法：将药材粗粉以适当溶剂在常温将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸泡。多以水类或稀醇为溶下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多的中药的提取。缺点多糖较多的中药的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液体积大，浸出时发霉，提取液体积大，浸出时间长。间长。渗漉法渗漉法 将中药粗粉装于渗泸筒中，将中药粗粉装

10、于渗泸筒中，不断添加溶剂渗过药粉，不断添加溶剂渗过药粉，从渗漉筒下端不断流出渗从渗漉筒下端不断流出渗泸液。各类溶剂均可。此泸液。各类溶剂均可。此法由于溶液浓度差大，浸法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分。出效果好，且不破坏成分。但缺点为溶液体积大，时但缺点为溶液体积大，时间长。间长。渗漉筒棉花控制开关药材动态提取浓度梯度空白溶剂空白溶剂waterwater回流提取法回流提取法 用于以有机溶剂加热提取用于以有机溶剂加热提取成分。优点为提取效率高，成分。优点为提取效率高，但受热易破坏成分不宜用但受热易破坏成分不宜用此法。缺点为溶剂消耗量此法。缺点为溶剂消耗量大，需回流设备，需几次大，需回流

11、设备，需几次提取方可提取完全。提取方可提取完全。连续回流提连续回流提取法取法 w a te rw a te r药材药材以索氏提取器（亦称脂肪抽出以索氏提取器（亦称脂肪抽出器）回流提取。克服了回流法器）回流提取。克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的溶剂需要量大、需几次提取的缺点。缺点为提取时间长，受缺点。缺点为提取时间长，受热破坏成分不能用此法。热破坏成分不能用此法。2 2、水蒸气蒸馏法、水蒸气蒸馏法药材药材水水用于挥发用于挥发性成分的性成分的提取提取适于具有挥发适于具有挥发性、可随水蒸性、可随水蒸气蒸馏不被破气蒸馏不被破坏，与水不反坏，与水不反应、且与水分应、且与水分层的成分的提层的成分的提

12、取。中药中主取。中药中主要用于挥发油、要用于挥发油、某些挥发性生某些挥发性生物碱、少数挥物碱、少数挥发性蒽醌苷元、发性蒽醌苷元、香豆素苷元的香豆素苷元的提取。提取。P混合混合 P水水+P油油 P大气大气760mm汞高汞高P水水 760mm汞高汞高T100沸腾沸腾油水混合体系：油水混合体系：P混合混合 P水水+P油油纯水：纯水：T=100 P水水 P大气大气 760mm汞高汞高沸腾沸腾P油油 760mm汞高汞高 T bp油油原理原理3 3、超临界萃取、超临界萃取超临界流体（超临界流体（SF）：）：指处于临界温度（指处于临界温度（Tc）和临界压）和临界压 力（力（Pc）以上，介于气体和液体之间的、

13、以流动）以上，介于气体和液体之间的、以流动 形式存在的物质。其中最常用的为二氧化碳。形式存在的物质。其中最常用的为二氧化碳。特点：特点：与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选 用一种称为超临界流体（用一种称为超临界流体（SF）的物质替代有机溶）的物质替代有机溶 剂提取。剂提取。优点：优点：1）可在低温下提取，）可在低温下提取，“热敏性热敏性”成分尤其适用。成分尤其适用。2）无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取）无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取 是一大优势。是一大优势。3）提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂

14、。4）具选择性分离。具选择性分离。纯纯CO2热力学相图热力学相图(PT)tp:三相点三相点,cp:临界点临界点,G:气相气相,L:液相液相,S:固相固相,SF:超临界流体超临界流体温度温度压力压力(ATM)GSL SFt p5.271.5-57031.3cp纯纯COCO2 2热力学相图热力学相图CO2相的物理性质相的物理性质 相相 气体气体 超临界流体超临界流体 液体液体密度密度(g/ml)扩散系数扩散系数(cm2/s)粘度粘度(g/cms)(0.62.0)X10-30.011.0(0.53.5)X10-40.20.9(0.53.3)X10-4(2.29.9)X10-40.81.0(0.52.

15、0)X10-5(0.32.4)X10-2密度：密度：气体超临界流体气体超临界流体液体（具有液体的溶解能力）液体（具有液体的溶解能力）扩散系数：扩散系数：气体超临界流体液体气体超临界流体液体粘度：粘度：气体气体超临界流体液体超临界流体液体（具有气体的扩散能力）（具有气体的扩散能力）二氧化碳二氧化碳-超临界流体的溶解能力规律：超临界流体的溶解能力规律：在超临界状态下，在超临界状态下，COCO2 2对不同溶质的溶解能力差对不同溶质的溶解能力差别很大。其取决于溶质的极性、沸点、分子量。别很大。其取决于溶质的极性、沸点、分子量。(1)(1)对亲脂性、低沸点成分溶解能力强，如挥对亲脂性、低沸点成分溶解能力

16、强，如挥发油、烃类、醚类、酯类等。发油、烃类、醚类、酯类等。(2)(2)成分极性基团（如成分极性基团（如OHOH、COOHCOOH）越多，越难）越多，越难提取。如糖类、氨基酸的萃取压力要加大。提取。如糖类、氨基酸的萃取压力要加大。(3)(3)成分分子量越大，越难提取。成分分子量越大，越难提取。（一）溶剂法（一）溶剂法（二）沉淀法（二）沉淀法 （三）分馏法（三）分馏法（四）膜分离法（四）膜分离法（五）升华法（五）升华法（六）结晶法（六）结晶法（七）色谱分离法（七）色谱分离法（一）溶剂法（一）溶剂法l l酸碱溶剂法酸碱溶剂法：利用混合物中各组分酸碱性的不同而进行分离。利用混合物中各组分酸碱性的不同

17、而进行分离。（化学方法，通过化学反应改变极性，从而改变溶解性）（酸、（化学方法，通过化学反应改变极性，从而改变溶解性）（酸、碱性成分的分离）碱性成分的分离）2 2溶剂分配法（萃取法溶剂分配法（萃取法 ）：）：是利用混合物中各组成分在两相是利用混合物中各组成分在两相溶剂中分配系数不同而达到分离的方法。（物理方法）溶剂中分配系数不同而达到分离的方法。（物理方法）流动相流动相固定相固定相（二）沉淀法（二）沉淀法 1 1专属试剂沉淀法专属试剂沉淀法 ：某些试剂能选择性地沉淀某类成分某些试剂能选择性地沉淀某类成分 l生物碱沉淀试剂能与生物碱类生成沉淀生物碱沉淀试剂能与生物碱类生成沉淀 l胆甾醇能和甾体皂

18、苷沉淀胆甾醇能和甾体皂苷沉淀 l明胶能沉淀鞣质明胶能沉淀鞣质 2 2分级沉淀法：分级沉淀法：在混合组份的溶液中加入与该溶液能互溶的在混合组份的溶液中加入与该溶液能互溶的溶剂，改变混合组份溶液中某些成分的溶解度，使其从溶液中析溶剂，改变混合组份溶液中某些成分的溶解度，使其从溶液中析出。出。3 3盐析法：盐析法：在混合物水溶液中加入易溶于水的无机盐，至一定在混合物水溶液中加入易溶于水的无机盐，至一定浓度或饱和状态，使某些中药成分在水中溶解度降低而析出。浓度或饱和状态，使某些中药成分在水中溶解度降低而析出。（三）分馏法（三）分馏法利用混合物中各成分的沸点的不同而进行分离的方法，可用于挥利用混合物中各

19、成分的沸点的不同而进行分离的方法，可用于挥发油的分离发油的分离常压分馏常压分馏减压分馏减压分馏分子蒸馏分子蒸馏 (四四)膜分离法膜分离法利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，利用天然或人工合成的高分子膜，以外加压力或化学位差为推动力，对混合物溶液中的化学成分进行分离、分级、提纯和富集。对混合物溶液中的化学成分进行分离、分级、提纯和富集。*反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。反渗透、超滤、微滤、电渗析为四大已开发应用的膜分离技术。几种常用膜分离法的原理和应用范围几种常用膜分离法的原理和应用范围膜分离法膜分离法 传质推动力传质推动力 分离原理分离原理 应用

20、举例应用举例微滤微滤(MF)(MF)压差压差0.05-0.5MPa 0.05-0.5MPa 筛分筛分 除菌除菌/回收菌回收菌/分离病毒分离病毒超滤超滤(UF)(UF)压差压差0.1-1.0MPa 0.1-1.0MPa 筛分筛分 蛋白质蛋白质/多肽多肽/多糖的回收和浓缩多糖的回收和浓缩反渗透反渗透(RO)(RO)压差压差1.0-10MPa 1.0-10MPa 筛分筛分 盐盐/氨基酸氨基酸/糖浓缩糖浓缩,淡水制造淡水制造 透析透析(DS)(DS)浓差浓差 筛分筛分 脱盐脱盐/除变性剂除变性剂电渗析电渗析(ED)(ED)电位差电位差 荷电荷电/筛分筛分 脱盐脱盐/酸碱性成分的分离酸碱性成分的分离渗透

21、气化渗透气化(PV)(PV)压差压差/温差温差 溶质与膜的亲和作用溶质与膜的亲和作用 水溶性成分与水的分离水溶性成分与水的分离中药中的某些固体成分在受热中药中的某些固体成分在受热不经液态直接成为气态，经冷不经液态直接成为气态，经冷却后又成为固态，从而与中药却后又成为固态，从而与中药组织分离这种性质称为升华，组织分离这种性质称为升华，这种提取方法称为升华法。这种提取方法称为升华法。游离羟基蒽醌类成分，游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。有机酸类成分等。(五五)升华法升华法(六六)结晶法结晶法化合物由非晶形经过结晶操作形成有晶形的过程称为结晶。化合物由非晶形

22、经过结晶操作形成有晶形的过程称为结晶。初析出的结晶往往不纯，进行再次结晶的过程称为重结晶。初析出的结晶往往不纯，进行再次结晶的过程称为重结晶。降温结晶：降温结晶：加热溶解加热溶解趁热过滤趁热过滤放置冷却放置冷却析出晶体析出晶体（溶解度随温度影响较大的成分）（溶解度随温度影响较大的成分）蒸发结晶：蒸发结晶：溶解溶解过滤过滤蒸发溶剂蒸发溶剂晶体析出（溶解度晶体析出（溶解度随温度影响不大的成分）随温度影响不大的成分）实际操作过程中往往将两种方法结合起来使用：实际操作过程中往往将两种方法结合起来使用：加热溶解加热溶解趁热过滤趁热过滤放置冷却放置冷却蒸发溶剂蒸发溶剂析出结晶析出结晶定义定义步骤步骤甲醇、

23、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等。甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸、吡啶等。常用溶剂常用溶剂单一溶剂法单一溶剂法 混合溶剂法混合溶剂法方法方法(七七)色谱分离法色谱分离法色谱分离法是中药化学成分分离中最常应用的分离法，其最大的优点色谱分离法是中药化学成分分离中最常应用的分离法，其最大的优点在于分离效能高、快速简便。通过选用不同分离原理、不同操作方式、在于分离效能高、快速简便。通过选用不同分离原理、不同操作方式、不同色谱材料或将各种色谱组合应用，可达到对各类型中药成分的分不同色谱材料或将各种色谱组合应用，可达到对各类型中药成分的分离和精制，亦可用于化合物的鉴定。离和精制，亦可用于化合物的鉴定。

24、1 1吸附色谱吸附色谱 2 2、凝胶过滤色谱、凝胶过滤色谱(排阻色谱、分子筛色谱排阻色谱、分子筛色谱)3 3离子交换色谱离子交换色谱 4 4大孔树脂色谱大孔树脂色谱 5 5分配色谱分配色谱 1 1吸附色谱吸附色谱 定义：定义：利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异，利用吸附剂对被分离化合物分子的吸附能力的差异，而实现分离的一类色谱。而实现分离的一类色谱。（1）范德华力吸附）范德华力吸附a.吸附剂吸附剂p极性吸附剂：（极性吸附剂：（如硅胶如硅胶,Al2O3.)极性强，吸附力大极性强，吸附力大l 硅胶：极性较氧化铝小，弱酸性吸附剂，用于分离中性和酸性成分，硅胶：极性较氧化铝小，弱酸性吸附剂，

25、用于分离中性和酸性成分，碱性硅胶也可用于分离碱性成分。当含水量达碱性硅胶也可用于分离碱性成分。当含水量达17%后，不具吸附力。后，不具吸附力。lAl2O3：极性较硅胶大，弱碱性吸附剂，用于分离中性和碱性成分，：极性较硅胶大，弱碱性吸附剂，用于分离中性和碱性成分，酸性氧化铝也可用于分离酸性成分。酸性氧化铝也可用于分离酸性成分。p非极性吸附剂：非极性吸附剂：(如活性炭如活性炭 对非极性化合物的吸附力强对非极性化合物的吸附力强(洗脱时洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大)。b.b.被分离化合物被分离化合物化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小而定：化合物的极性大小依

26、化合物的官能团的极性大小而定：酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。酸酚醇胺醛酮酯醚烯烷。极性吸附剂：极性吸附剂：化学成分极性越大吸附力越强化学成分极性越大吸附力越强非极性吸附剂：非极性吸附剂：化学成分极性越小吸附力越强化学成分极性越小吸附力越强c.c.流动相流动相流动相的极性大小可按其介电常数流动相的极性大小可按其介电常数()大小排列：大小排列：己烷己烷(1.88)苯苯(2.29)无水乙醚无水乙醚(4.47)CHCl3(5.20)AcOEt(6.11)乙醇乙醇(26.0)甲醇甲醇(31.2)水水(81.0)极性吸附剂：极性吸附剂：流动相极性越大洗脱能力越强流动相极性越大洗脱能力越强非极性吸附剂：非极性吸附剂

27、：流动相极性越小洗脱能力越强流动相极性越小洗脱能力越强 自动铺板器自动铺板器 干法制板干法制板(软板软板)湿法制板（硬板）湿法制板（硬板）注意：硬板必需要活化注意：硬板必需要活化阴干后于烘箱中阴干后于烘箱中110110烘烘3030分钟分钟 d.薄层色谱和柱色谱薄层色谱和柱色谱Rf=ab比移值比移值ba2a1a3e.吸附剂、流动相、被分离物的关系吸附剂、流动相、被分离物的关系（2）氢键力吸附）氢键力吸附聚酰胺吸附色谱：聚酰胺吸附色谱：聚酰胺的酰胺基与被分离化合物聚酰胺的酰胺基与被分离化合物的酚羟基、羰基、羧基等形成氢键从而被吸附。的酚羟基、羰基、羧基等形成氢键从而被吸附。洗脱剂的洗脱力由小到大为

28、洗脱剂的洗脱力由小到大为:水水 甲醇甲醇 丙酮丙酮 NaOH液液 甲酰胺甲酰胺 M2M3M4；洗；洗脱顺序为：脱顺序为：M1、M2、M3、M4凝胶是具有一定孔径范围的多孔性物质。凝胶是具有一定孔径范围的多孔性物质。葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶（Sephadex G）羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH）*琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶（Sepharose）*聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶（Sephacrylose）交联葡聚糖凝胶的骨交联葡聚糖凝胶的骨架结构架结构琼脂糖凝胶的骨架琼脂糖凝胶的骨架结构结构葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G)是由葡聚糖是由葡聚糖(右旋糖酐右旋糖酐)和甘油基通

29、过醚桥和甘油基通过醚桥(-O-CH2-CHOH-CH2O-)相交相交联而成的多孔性网状结构，亲水性，在水中溶胀。联而成的多孔性网状结构，亲水性，在水中溶胀。Sephadex GX型号型号吸水量吸水量(ml/g)床体积床体积(ml/g)分离范围分离范围(分子量分子量)最少溶胀时间最少溶胀时间(小时小时)蛋白质蛋白质多糖多糖室温室温沸水浴沸水浴G-101.00.12370070031G-151.50.22.53.51500150031G-252.50.24610001500100500062G-505.00.39111500300005001000062G-757.50.5121530007000

30、0100050000243G-10010.01.0152040001500001000100000485G-15015.01.5203050004000001000150000725G-20020.02.0304050008000001000200000725羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)是在是在Sephadex G-25的羟基上引入羟丙基而成醚状结合态。分子中的羟基上引入羟丙基而成醚状结合态。分子中羟基总数不变，但碳原子所占比例相对增加，极性降低，因此不羟基总数不变，但碳原子所占比例相对增加，极性降低，因此不仅可在水中应用，也可在极性有机溶剂或它们与水组成的

31、混合溶仅可在水中应用，也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨胀使用，扩大了使用范围。剂中膨胀使用，扩大了使用范围。其它亲水性凝胶（适用于分离水溶性大分子化合物）其它亲水性凝胶（适用于分离水溶性大分子化合物）聚丙烯酰胺凝胶聚丙烯酰胺凝胶(Sephacrylose，商品名，商品名Bio-gel P)琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶(Sepharose，商品名，商品名Bio-gel A)3 3离子交换色谱离子交换色谱 离子交换色谱：离子交换色谱：离子交换色谱主要基于混合物中离子交换色谱主要基于混合物中各成分解离度差异进行分离。各成分解离度差异进行分离。常用的离子交换剂常用的离子交换剂离子交换树脂离子交换

32、树脂离子交换纤维素离子交换纤维素二乙基氨乙基纤维素二乙基氨乙基纤维素(DEAE-cellulose)羧甲基纤维素羧甲基纤维素(CM-cellulose)、离子交换凝胶离子交换凝胶 二乙基氨乙基葡聚糖凝胶二乙基氨乙基葡聚糖凝胶(DEAE-sephadex)羧甲基葡聚糖凝胶羧甲基葡聚糖凝胶(CM-sephadex)既有离子交换既有离子交换性质，性质，又有分子筛的又有分子筛的作用作用 离子交换剂种类离子交换剂种类强酸型强酸型弱酸型弱酸型强碱型强碱型弱碱型弱碱型阳离子交阳离子交换树脂换树脂阴离子交阴离子交换树脂换树脂离子交换剂与离子交换剂与PHPH关系关系离子化离子化率率PH值值强酸型强酸型弱碱型弱碱

33、型弱酸型弱酸型强碱型强碱型4 4大孔树脂色谱大孔树脂色谱 l大孔树脂是一类没有可解离基团，具有多孔结构，不溶于水的大孔树脂是一类没有可解离基团，具有多孔结构，不溶于水的固体高分子物质。固体高分子物质。l它可以通过物理吸附有选择地吸附有机物质而达到分离的目的它可以通过物理吸附有选择地吸附有机物质而达到分离的目的l一般来说，大孔树脂的色谱行为具有反相的性质：一般来说，大孔树脂的色谱行为具有反相的性质：被分离物质的极性越大，其被分离物质的极性越大，其RfRf值越大，反之值越大，反之RfRf值越小。对洗脱剂而值越小。对洗脱剂而言，极性大的溶剂洗脱能力弱，而极性小的溶剂则洗脱能力强，故言，极性大的溶剂洗

34、脱能力弱，而极性小的溶剂则洗脱能力强，故大孔树脂在水中的吸附性强。大孔树脂在水中的吸附性强。洗脱剂：洗脱剂：水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。应用：应用：苷类成分纯化，生物碱精制等。苷类成分纯化，生物碱精制等。大孔吸附树脂种类和结构大孔吸附树脂种类和结构 种类：种类：大孔吸附树脂按骨架极性大小，可分为非极性、大孔吸附树脂按骨架极性大小，可分为非极性、中等极性和极性三大类。中等极性和极性三大类。1 1 非极性吸附树脂：非极性吸附树脂：是以是以苯乙烯苯乙烯为单体、为单体、二乙烯苯二乙烯苯为交联剂聚合而成的，故也称之为为交联剂聚合而成的，故也称之为芳香族芳香族吸附剂

35、。吸附剂。中等极性吸附树脂：中等极性吸附树脂：是以是以甲基丙烯酸酯甲基丙烯酸酯作为单体和作为单体和交联剂聚合而成，也称之为交联剂聚合而成，也称之为脂肪族脂肪族吸附剂。吸附剂。极性吸附树脂：极性吸附树脂：是含有是含有硫氧硫氧、酰氨酰氨、氮氧氮氧等基团的等基团的树脂。树脂。C HC H2H2CC HH2CC HC HC H2H2CC HH C苯乙烯为单体、二乙烯苯为交联剂苯乙烯为单体、二乙烯苯为交联剂非极性吸附树脂结构非极性吸附树脂结构苯乙烯类苯乙烯类 C H 3CCH2CH2COORCOCH2CC H3C H2CH2CCROOCCOC H3H2C中等极性吸附树脂结构中等极性吸附树脂结构甲基丙烯酸

36、酯类甲基丙烯酸酯类甲基丙烯酸酯作为单体和交联剂甲基丙烯酸酯作为单体和交联剂CH2CRCCH2ONHRCORCRCH2COORCOCRCH2CRCNHORCORCH2CCRRCH2CCOONHNHRRCCOORR极性极性吸附树脂吸附树脂酰氨类酰氨类含有硫氧、酰氨、氮氧等基团的树脂含有硫氧、酰氨、氮氧等基团的树脂5 5分配色谱分配色谱 原理：原理：利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系利用被分离成分在固定相和流动相之间的分配系数的不同而达到分离。数的不同而达到分离。l分配系数（分配系数（K)K)：在一定条件下，一物质在两种互不相在一定条件下，一物质在两种互不相溶的溶剂中达到溶解平衡时，两溶剂中

37、溶质浓度的比值。溶的溶剂中达到溶解平衡时，两溶剂中溶质浓度的比值。K=上层溶剂中溶质的浓度上层溶剂中溶质的浓度下层溶剂中溶质的浓度下层溶剂中溶质的浓度=CCULl分离因子（分离因子（)：为两种不同溶质为两种不同溶质A A、B B在同一溶剂系在同一溶剂系统中分配系数的比值。统中分配系数的比值。=KA AKB B（注：（注：KA KB）1a.纸色谱纸色谱b.逆流分溶法逆流分溶法(CCD)c.液滴逆流层析法液滴逆流层析法(DCCC)d.高速逆流层析法高速逆流层析法(HSCCC)e.GC法法f.LC法法分类分类a.纸色谱纸色谱流动相流动相b.逆流分溶法逆流分溶法(CCD)KaKbCNoc.液滴逆流色谱

38、法液滴逆流色谱法(DCCC)d.高速逆流色谱法高速逆流色谱法(HSCCC)HSCCC-300混合区混合区流动相流动相介面介面固定相固定相e.GC法（气相色谱）法（气相色谱）流动相为气体流动相为气体固定相为液体固定相为液体f.LCf.LC法法:（液相色谱）（液相色谱）流动相为液体流动相为液体lLCLC分配色谱主要为柱色谱，也有薄层色谱；分配色谱主要为柱色谱，也有薄层色谱；l固定相载体主要有固定相载体主要有-硅胶，硅藻土，纤维素等硅胶，硅藻土，纤维素等;l压力有常压、低压、中压、高压之分压力有常压、低压、中压、高压之分;l有正反相之分有正反相之分（正相色谱，反相色谱）（正相色谱，反相色谱）；l载量

39、有分析、制备之分。载量有分析、制备之分。载体载体键合相键合相（固定相）（固定相）色谱柱色谱柱加流动相加流动相固定固定相与相与载体载体l柱色谱，薄层色谱柱色谱，薄层色谱abRf=ab比移值比移值l按压力分有快速、低压、中压、高压色谱按压力分有快速、低压、中压、高压色谱;快速色谱：快速色谱：2.02 105 Pa低压色谱：低压色谱：20.2 105 Pa HPLCl正、反相色谱正、反相色谱正相色谱：正相色谱：固定相极性大于流动相极性。固定相极性大于流动相极性。用于分离极性大的化学成分。用于分离极性大的化学成分。反相色谱：反相色谱：固定相极性小于流动相极性。固定相极性小于流动相极性。用于分离极性小的

40、化学成分。用于分离极性小的化学成分。表表2-2 HPLC用用Zorbax系列柱系列柱柱子名称柱子名称键合和固定相组成键合和固定相组成适用分离方式适用分离方式Zorbax ODSZorbax ODS十八烷基组，十八烷基组，-C-C1818H H3737反相反相Zorbax CZorbax C8 8辛基组、辛基组、C C8 8H H1717反相反相Zorbax NHZorbax NH2 2氨基组，氨基组，NHNH2 2正相、反相、离子交换正相、反相、离子交换Zorbax CNZorbax CN氰基丙基组，氰基丙基组，C C3 3H H7 7CNCN正相、反相正相、反相Zorbax TMSZorba

41、x TMS三甲基硅组，三甲基硅组，Si(CHSi(CH3 3)3 3反相反相Zorbax SAXZorbax SAX季铵组，季铵组，N NR R3 3阴离子交换阴离子交换Zorbax SiLZorbax SiL氧化硅，氧化硅，SiOHSiOH吸附吸附Zorbax SCX-300Zorbax SCX-300磺酸基组，磺酸基组，SOSO3 3H H阳离子交换阳离子交换l载量有分析、制备之分。载量有分析、制备之分。第一节、第一节、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第二节、第二节、中药有效成分的提取分离方法中药有效成分的提取分离方法第三节、第三节、中药有效成分化学结构的研究方法中药有

42、效成分化学结构的研究方法 一、中药有效成分的理化鉴定一、中药有效成分的理化鉴定二、中药有效成分的波谱测定二、中药有效成分的波谱测定首先要进行纯度测定首先要进行纯度测定n外观颜色形态是否均一；外观颜色形态是否均一；n测定物理常数如：熔点测定物理常数如：熔点（熔距应在熔距应在0.51.0的范围内的范围内）、沸点沸点（沸程不应超过沸程不应超过5的范围的范围）、比旋度、折光率等；、比旋度、折光率等；n用薄层色谱用薄层色谱(TLC)、纸色谱（、纸色谱（PC）、气相色谱（）、气相色谱（GC）或高效液相色谱（或高效液相色谱（HPLC）等方法）等方法 *如为已知物，可用对照品进行对照如为已知物，可用对照品进行

43、对照。一、中药有效成分的理化鉴定一、中药有效成分的理化鉴定1 1物理常数的测定物理常数的测定l物理常数：包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重物理常数：包括熔点、沸点、比旋度、折光率和比重等的测定。等的测定。l旋光谱或圆二色谱：确定中药有效成分的结构、官能旋光谱或圆二色谱：确定中药有效成分的结构、官能团位置及分子构象等。团位置及分子构象等。2 2分子式的确定分子式的确定（1）最常用的是质谱法（）最常用的是质谱法（Mass Spectrometry，MS）：）：高分辨质谱法（高分辨质谱法（High Resolution Mass Spectrometry，HR-MS）不仅可给出化合物的精确分子量，

44、还可以直接）不仅可给出化合物的精确分子量，还可以直接给出化合物的分子式。如青蒿素（给出化合物的分子式。如青蒿素（qinghaosu）的）的HR-MS谱中，分子离子峰为谱中，分子离子峰为m/z282.1472，可计算出其分子，可计算出其分子式为式为C25H22O5（计算值，（计算值，282.1467）（O：15.9994；H：1.0079；N：14.0067）-OH：17.0073NH3:17.0306（2）元素的定性定量分析）元素的定性定量分析确定分子中由哪些元素组成，每种元素所占分子量的比确定分子中由哪些元素组成，每种元素所占分子量的比例。（自动元素分析仪例。（自动元素分析仪）3 3化合物的

45、结构骨架与官能团的确定化合物的结构骨架与官能团的确定不饱和度计算：不饱和度计算：测出分子式后，就需要进行分子结构骨架和官能团的确测出分子式后，就需要进行分子结构骨架和官能团的确定。一般首先决定化合物的不饱和度，准确计算出结构定。一般首先决定化合物的不饱和度，准确计算出结构中可能含有的双键数或环数。中可能含有的双键数或环数。不饱和度计算公式不饱和度计算公式(分子式为分子式为CxHyOz)中药化学成分的呈色反应中药化学成分的呈色反应 分子结构骨架确定分子结构骨架确定l 羟基蒽醌类化合物通过碱液显色反应（羟基蒽醌类化合物通过碱液显色反应（BorntrBorntrgerger反应）反应）l 黄酮类化合

46、物可用盐酸镁粉反应、四氢硼钠还原反应等鉴定黄酮类化合物可用盐酸镁粉反应、四氢硼钠还原反应等鉴定l 强心苷类化合物可利用甾体母核、强心苷类化合物可利用甾体母核、，-五元不饱和内酯五元不饱和内酯环和环和-去氧糖的各种呈色反应结果综合考虑加以判断去氧糖的各种呈色反应结果综合考虑加以判断l 苷类化合物则可以通过各种水解反应，然后再以各种呈色反苷类化合物则可以通过各种水解反应，然后再以各种呈色反应及色谱对照分别鉴定生成的苷元及糖的种类等等。应及色谱对照分别鉴定生成的苷元及糖的种类等等。官能团的确定官能团的确定l可利用样品与某种试剂发生颜色变化或产生沉淀等进行判断。可利用样品与某种试剂发生颜色变化或产生沉

47、淀等进行判断。二、中药有效成分的波谱测定二、中药有效成分的波谱测定1 1、红外光谱（、红外光谱（IR)IR)化合物用量只需化合物用量只需5-105-10微克，测定范围微克，测定范围500-4000cm500-4000cm-1-1,有两个区，一个是指纹区在有两个区，一个是指纹区在1000cm1000cm-1-1以下，每个化合物以下，每个化合物有自己的特征指纹图谱；另一个是特殊功能区，在有自己的特征指纹图谱；另一个是特殊功能区，在1000-1000-4000cm4000cm-1-1 ，可以确定羰基、苯环、羟基等功能基。，可以确定羰基、苯环、羟基等功能基。2 2、紫外光谱（、紫外光谱（UVUV）只有

48、在分子结构中具有共轭体系，即只有在分子结构中具有共轭体系，即在分子中具有产生在分子中具有产生-、n-n-跃迁和某些跃迁和某些n-n-跃迁的化合物才能在紫外光区产生紫外吸收光谱。跃迁的化合物才能在紫外光区产生紫外吸收光谱。可根据紫外吸收光谱的位置及吸收峰可根据紫外吸收光谱的位置及吸收峰的数目，初步推测化合物的不饱和部分结构。的数目，初步推测化合物的不饱和部分结构。3 3、核磁共振、核磁共振(NMR)(NMR)(1)(1)1 1H-NMR:H-NMR:提供不同种类氢原子的情况。给出提供不同种类氢原子的情况。给出氢的数目、种类、相邻基团的结构。可提供的结构信息参氢的数目、种类、相邻基团的结构。可提供

49、的结构信息参数，主要为化学位移数，主要为化学位移(),(),偶合常数偶合常数(J)(J)及质子数。及质子数。化学位移化学位移()()：因氢核周围化学环境不同，其外围因氢核周围化学环境不同，其外围电子云密度及绕核旋转产生的磁屏蔽效应不同，则不同的电子云密度及绕核旋转产生的磁屏蔽效应不同，则不同的氢出现在不同区域。氢出现在不同区域。偶和常数偶和常数(J)(J)：磁不等同的两个或两组氢核，在一定磁不等同的两个或两组氢核，在一定距离内因相互自旋偶合产生裂分，裂分峰间的距离为距离内因相互自旋偶合产生裂分，裂分峰间的距离为J J。（2 2）1313C-NMR:C-NMR:提供碳原子的情况。可提供的结构提供

50、碳原子的情况。可提供的结构信息参数，主要为化学位移、异核偶合常数信息参数，主要为化学位移、异核偶合常数(JCH)(JCH)及弛豫及弛豫时间。时间。测定技术也有各种去偶方法，最常用的是质子宽带去测定技术也有各种去偶方法，最常用的是质子宽带去偶，偶，1313C C信号在图谱上为单峰。信号在图谱上为单峰。质子宽带去偶：质子宽带去偶：也称质子噪音去偶或全氢去偶。此时也称质子噪音去偶或全氢去偶。此时H的偶合影响全部被消除，从而简化了图谱。每个碳原子都会的偶合影响全部被消除，从而简化了图谱。每个碳原子都会给出一个单峰，互不重叠。虽无法区别碳上连接给出一个单峰，互不重叠。虽无法区别碳上连接H的数，但的数，但