《提取与分离》PPT课件.ppt

天然药物化学,药学院药化教研室,第三节 提取与分离,天然药物化学的研究是从有效成分或生理活性化合物的提取、分离工作开始的。 在进行提取之前，应对所用的药材进行如下的考查：基源（学名）、产地、药用部位、采集时间与方法。还要系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经验。 （同一品种其含成分含量因产地、取材部位、采集时间、存放条件不同而有变化）,一、中草药有效成分的提取,提取是研究天然产物的一个重要步骤，常用的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和升华法。,水蒸气蒸馏法：适用于有挥发性的能随水蒸气蒸馏而不被破坏且难溶或不溶于水的成分的提取。例如挥发油类成分。 升华法：适用于具有升华性质的成分的提取。例如樟脑、咖啡因等 溶剂提取法:选择适当溶剂将中草药中的化学成分从药材中提取出来。,(1).概念：根据天然药物中各种化学成分的溶解性能，选择对有效成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，用适当方法将所需化学成分尽可能完全从药材组织中溶解提出的方法。 溶剂的提取过程是溶剂对药材组织细胞不断作往返的扩散、渗透、溶解的过程，直至药材组织细胞内外溶液中被溶解的化学成分的浓度达平衡为止。,1、溶剂提取法,(2).溶剂提取法的提取原理：根据化合物在极性相似的溶剂中有较好的溶解性即“相似者相溶”这一原理进行的。,极性从低到高的顺序依次是： 石油醚二硫化碳苯二氯甲烷乙醚三氯甲烷乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇乙腈水吡啶乙酸,(3).溶剂的极性,与介电常数有关，介电常数越大，极性越大,化合物极性大小与分子结构直接相关，一般来说两种基本母核相同的成分，其分子中官能团的极性越大或极性基团数目越多，则整个分子的极性就越大表现亲水性越强，分子的非极性部分越大或碳链越长则极性越小，亲脂性越强。,(4)化合物的极性,天然产物的极性大体可分为三类：极性（亲水性）、非极性（亲脂性）、中等极性（即亲水又亲脂）。 亲脂性成分：萜类、甾体、脂环、芳香族成分，可选用氯仿、乙醚、石油醚等非极性溶剂。 亲水性成分：糖苷、氨基酸等，可选用水、含水醇等极性溶剂。 酸性、碱性及两性化合物：根据存在状态（游离型或解离型）。可选用不同PH值的溶剂。,（5）选择溶剂的原则：选择适当的溶剂是提取步骤的关键。主要根据溶剂的极性、被分离成分的性质、共存的其它成分（杂质）的性质三个方面。,对于提取溶剂的要求：对所提取成分的溶解度大，对杂质的溶解度小，或反之；溶剂不能与所提取成分发生化学反应，若反应应当可逆；要经济易得，具有一定的安全性；沸点适中、便于回收和反复使用。,水 亲水性成分。有时为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水及碱水作为提取溶剂。 如：多数游离的生物碱是亲脂性化合物，不溶或难溶于水，但与酸结合成盐后，能够离子化，加强了极性，变为亲水性的物质，所以通常用酸水提取生物碱；对于有机酸、黄酮、蒽醌、内酯、香豆素以及酚类成分，常采用碱水提取，可使成分易于溶出。,用水作溶剂提取存在一些问题： 易酶解苷类成分，且易霉坏变质； 对于含果胶、黏液质类成分较多的中草药，其水提取液常呈胶状，很难过滤；含淀粉多的中草药，沸水煎煮时，淀粉可被糊化，过滤困难，所以不宜磨成细粉水煎；含皂苷成分较多的中草药，水提液在减压浓缩时，常会产生大量泡沫，浓缩困难。,亲水性的有机溶剂 能与水混溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等。乙醇虽易燃，但毒性小，价格便宜，来源方便，有一定设备即可回收反复使用，且乙醇的提取液不易发霉变质。因此乙醇是实验室和工业生产中应用范围最广的一种溶剂。甲醇的性质虽和乙醇相似，但因为有毒性，所以少用。,亲脂性的有机溶剂 与水不能互溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚等。这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水性杂质，易提取亲脂性的物质。,缺点：这类溶剂易挥发，多易燃,一般有毒，价格较贵，设备要求也较高，操作需要有通风设备；透入植物组织的能力较弱，往往需要长时间反复提取才能提取完全。药材中水分的存在，会降低这类溶剂的穿透力，很难浸出其有效成分，影响提取率，因此对原料的干燥程度要求较高。 因此，在大量提取或工业生产时，直接应用这类溶剂有一定的局限性。,（6）系统溶剂提取法：是研究天然药物成分的初步提取分离方法。用极性从低到高的溶剂依次提取。 石油醚油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类 氯仿或醋酸乙酯游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的苷元 丙酮或乙醇、甲醇苷类、生物碱盐、鞣质等 水氨基酸、糖类、无机盐等 本法的缺点：由于各成分之间的助溶作用，同一类成分往往也会分散在邻近的几个部位中，这一现象较为普遍发生。虽然如此，但系统溶剂法仍是研究成分不明的天然药物最常用的方法。,2.溶剂提取法的分类,冷提法 1.浸渍法： 水/稀醇，冷提 2.渗漉法： 乙醇，冷提 提取效率高，但溶剂用量大 热提法 3.煎煮法： 水 4.回流提取：有机溶剂 溶剂用量大 5.连续回流提取：有机溶剂 溶剂反复利用 索氏提取器,6.超临界流体萃取技术,7.超声波提取技术,采用超声波辅助提取溶剂进行提取的方法。超声波是指频率为20千赫50兆赫左右的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体(介质)来进行传播。 超声波在传递过程中形成许多小空穴，这些小空穴瞬间闭合，可形成几千个大气压的压力，同时局部温度可达到千度以上，这种现象叫做空化现象，从而使固体样品迅速破裂，使溶液能渗透到药材的细胞中，从而加速药材中的有效成分溶解于溶媒。,8.微波提取法,微波是波长在1mm-1m之间的电磁波。频率在300MHz-300000MHz之间。微波作为一种与物质相互作用的能源。 优点：成分不易分解、耗时断、耗能低、环境污染小,原理：微波具有吸收性、穿透性、反射性，它可为极性物质如水等选择性吸收，从而被加热，而不为非极性物质吸收，表现出穿透性。分子对微波具有选择性吸收，极性分子可吸收微波能，以热能形式释放能量，使介质内部温度迅速上升，造成内部压力过大，导致成分流出溶解于溶剂中。-热效应 微波所产生的电磁场加速被萃取成分向萃取溶剂界面扩散，加速其热运动，缩短提取时间。-扩散效应,3.影响提取因素：,1.选择合适的溶剂和方法,2.药材的粉碎度 提取过程中，药材粉碎得越细，中药粉末的表面积越大，提取效率高，但粉碎过细，则表面吸附作用也增强，反而影响扩散速度，降低了提取效率，另一方面，杂质的提取量也增高 。一般情况下，用有机溶剂提取时，以过20目筛为宜。用水提取时，则用粗粉或薄片。,3.温度 一般来讲，热提取效率高，但杂质多，冷提杂质少，效率低。加热温度不宜超过100。在5060的条件下进行提取保持较好的提取率，又不使过多的杂质溶出。,4.时间和提取次数 药材中有效成分随着提取时间的延长而出量增大，直到药材细胞内外有效成分浓度达到平衡为止。一般情况下，用水加热煮时以每次12小时为宜，进行23次。,提取天然药物得到的提取液是混合物，需要进行进一步的分离与精制。去其糟粕，取其精华。,1. 溶解度的差异：如结晶法、沉淀法等 2. 分配比不同：如萃取法 3. 吸附性差异：物理吸附、化学吸附及半化学吸附 4.分子大小差异：透析法、凝胶滤过法、超滤法 5.离解程度不同：离子交换法或电泳,分离依据：共存成分的性质差异,二、中草药有效成分的分离与精制,1.温度不同溶解度改变 结晶、重结晶,（一）根据物质溶解度的差别进行分离,2. 在溶液中加入一种溶剂以改变混合溶剂的极性，使一部 分物质沉淀析出，达到分离的目的 A.水/醇法除去多糖、蛋白质、淀粉、无机盐等水溶性杂质。 B.醇/水法除去脂溶性的油脂、树脂、叶绿素等水不溶性杂质。 C.醇/乙醚（丙酮）法因皂苷类在醇中溶解度大，而在乙醚中溶解度小沉淀析出，脂溶性的树脂类留在母液中。,A 水/醇法除去水提液中的水溶性杂质,B 醇/水法：除去醇提液中的脂溶性杂质,C 醇/醚法（醇/丙酮法）：纯化皂苷,解离型/离子态,H+,BH+,B,OH-,H+,A-,HA,OH-,脂溶性,水溶性,3. 酸性、碱性及两性化合物 通过加入酸、碱以调节溶液PH值改变分子的存在状态，从而改变溶解度而达到分离的目的。,A酸/碱法（酸提取碱沉淀法） 生物碱的提取、纯化,B碱/酸法（碱提取酸沉淀法） 黄酮、蒽醌等酚性成分的提取、纯化,4. 试剂沉淀法 酸性或碱性化合物通过加入某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类而沉淀。 酸性化合物（-COOH）：与钙、钡、铅等生成水不溶性盐产生沉淀。 碱性化合物（生物碱）：与苦味酸、苦酮酸等有机酸生成水不溶性盐沉淀；与磷钼酸、磷钨酸等无机酸生成水不溶性盐沉淀。,（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,常见的有简单的液-液萃取法、逆流分溶法（CCD）、液滴逆流色谱（DCCC）、高速逆流色谱（HSCCC）、液液分配色谱（LC/LLC）等。,1. 液-液萃取与分配系数K值 原理：利用混合物中各成分在两种互不相溶溶剂中分配系数的不同而达到分离的目的。 根据分配定律，化合物在一定的温度和压力下，溶解在两个同时存在的互不相溶的溶剂里，达到平衡后，该化合物在两相中浓度的比是一个常数，称为分配系数K值。,K=CU/CL,CU:表示溶质在上相溶剂中的浓度 CL:表示溶质在下相溶剂中的浓度,各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率就越高。 K=CU/CL,举例：A、B两种溶质在CHCl3/H2O中进行分配，如A、B均为1克，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比为V CHCl3/VH2O=1，在分液漏斗中作一次振摇分配平衡后，90%以上的溶质A将分配在上相溶剂（水）中，不到10%的A分配到下相溶剂（氯仿）中。同样的道理，溶质B分配将与A相反。,1. 液-液萃取与分配系数K值,定义：分离因子可定义为A、B 两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。如上例，则其分离因子=KA/KB，即KA=10；KB=0.1； =KA/KB=10/0.1=100 一般，100时，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；但10010时,则须萃取10-12次；2时，要想实现基本分离，须作100次以上的萃取才可以。1时，则KAKB。意味着两者性质极其相近，用分配无法实现分离。,2. 分离难易与分离因子,3. 液-液萃取与纸色谱 纸色谱的原理与液-液萃取基本相同。 =Rfa(1-Rfb)/Rfb(1-Rfa) 式中Rfa Rfb 可以利用纸色谱设计液-液萃取的最佳方案。,4. 逆流分溶法（CCD） 此法相当于多次萃取。,在No.0漏斗中溶入溶质并加入流动相。振摇使两相溶剂充分混合，静置分层后，分出流动相，令其移入No.1管，再在No.0管中补加新鲜流动相，再次振摇混合，静置分层并进行转移。如此连续不断地操作下去，溶质即在两相溶剂中，不断地重新分配并达到分离的目的。,6. 液-液分配柱色谱, 分配比不同，被洗脱速度不同,原理：,将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相填充于色谱柱，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂（流动相）进行洗脱。物质在两相溶剂中作逆流分布，在移动过程中不断进行动态分配而得以分离。,载体：有硅胶、硅藻上、纤维素粉 正相色谱：固定相：水、缓冲液 流动相：氯仿、乙酸乙酯、丁醇 适合分离水溶性或中等极性的成分：生物碱类、苷类、糖、有机酸。用流动相洗脱时，极性小的成分先被洗脱。 反相色谱：固定相：石油醚、异三十烷、石蜡油 流动相：水、甲醇 适合分离脂溶性化合物：高级脂肪酸、油脂、游离甾体。当用流动相洗脱时，极性大的成分先被洗下来。,（1）正相色谱和反相色谱,（2）加压液相柱色谱 为了提高分液速度，缩短分离时间，在加压条件下进行分离，加压液相色谱用的载体多为颗粒直径很小，机械强度与比表面积比一般色谱用的硅胶大的球形微粒，按所加的压力不同可分为： 快速色谱（FLC）2个气压，分离范围10mg-g 低压液相色谱(LPLC)20个气压，分析型:分离范围 ug-10mg 制备型: 分离范围mg-g,（三）根据物质的吸附性差别进行分离,原理：利用混合物中各成分对吸附剂的吸附能力不同而达到分离，其中固-液吸附用得最多，分为物理吸附，化学吸附及半化学吸附。,物理吸附： 分子间力，无选择性，可逆。 硅胶、氧化铝、活性炭 化学吸附：化学键，选择性较强，常不可逆。 硅胶生物碱 碱性氧化铝黄酮、蒽醌等 半化学吸附：氢键，选择性较弱，多可逆 聚酰胺,1. 物理吸附的基本规律相似者易于吸附 (1)吸附过程中的三大要素：吸附剂、溶质、溶剂,（4） 吸附柱色谱用于物质的分离 在实际工作中硅胶与氧化铝柱色谱用的最多。,2. 极性及其强弱判断 极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素。 (1)官能团的极性强弱顺序: R-COOH Ar-OH H2O R-OH R-NH2、R-NH-R 、R-N-R R R-CO-N-R R R-CHO R-CO-R R-CO-OR R-O-R R-X R-H,(2)溶剂的极性根据介电常数（）的大小来判断 常用溶剂介点常数,由大到小 乙酸 水 甲醇 乙醇 丙酮 乙酸乙酯 氯仿 乙醚（无 水） 苯 己烷,3. 吸附柱色谱用于物质的分离 在实际工作中硅胶与氧化铝柱色谱用的最多。 操作时需要注意的问题。 （1）吸附剂与样品量的比例：3060：1 极性小，难以分离的样品：100200：1 色谱柱长度与内径比例： 1520 ： 1 吸附剂的粒度：100目，难以分离的样品可采用 200300目。粒度太细，谱带容易扩散，可采用加压色谱。,（2）样品与吸附剂的装柱 吸附剂选用极性小的溶剂装柱，样品同样以湿法装柱。如果样品在极性小的溶剂中溶解度小，则改用极性大的溶剂溶解后，再用不到装柱量1/20的吸附剂拌匀，于60下加热挥散溶剂，研细后再小心铺在吸附剂柱上。,（3）洗脱用溶剂的极性应逐步增加 往往采用梯度洗脱，实践中多用混合溶剂，一般混合溶剂中强极性溶剂的影响比较大。不可随意将极性差别很大的两种溶剂混合使用。对于极性较大的成分常用氯仿-甲醇，按不同比例梯度洗脱，对比较容易洗脱的极性小的成分，可用氯仿-乙醚或氯仿-乙酸乙酯。,（4）为避免发生化学吸附：酸性物质的分离选用硅胶、碱性物质的分离则选用氧化铝为好。 碱性物质用硅胶分离时：在洗脱溶剂中加入碱性物质（氨、吡啶、二乙胺等）； 酸性物质用氧化铝分离时：洗脱剂中加入醋酸等。 （5）通过TLC进行筛选溶剂系统：在TLC展开时使组分Rf值达到0.2-0.3的溶剂系统，为柱色谱的最佳洗脱溶剂系统。,薄层层析是将作为固定相的支持剂均匀地铺在支持板（一般是玻璃板）上，成为薄层，把样品点到薄层上，用适宜的溶剂展开，从而使样品各组分达到分离的层析技术。,薄层层析,4. 聚酰胺吸附色谱Polyamide chromatography,聚酰胺吸附色谱属于氢键吸附。对于极性物质和非极性物质都适用，主要适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。,聚酰胺的性质,1.高分子聚合物 2.不溶于水和常用的甲醇、乙醇、乙醚及丙酮等有机溶剂 3.对碱稳定 4.对酸特别是无机酸稳定性差 5.可溶于浓盐酸、冰乙酸、甲酸,聚酰胺吸附原理:氢键-半化学吸附,由于分子中含有酰胺羰基及游离胺基，在水溶液中能与含有酚羟基以及羰基的化合物通过氢键结合而被吸附，从而与不含上述基团的化合物分离。,吸附规律 ： 形成氢键的基团数目越多，吸附能力越强 易形成分子内氢键者，吸附相应的减弱 分子中芳香化程度高，吸附作用增强,各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力 水 甲醇 乙醇 氢氧化钠水溶液 甲酰胺 二甲基甲酰胺 尿素水溶液,化合物在不同溶剂中的吸附力，随溶剂极性增强而增强 水中最强常以水装柱、样品以水溶解上样 含水醇中次之 醇中最弱常以浓度渐高的含水醇梯度洗脱 EtOH-H2O最常用,弱,强,吸附规律 ：,操作：用水装柱,样品也尽可能的做成水溶液,使其充分被吸附,先用水洗,逐步提高醇的浓度。,聚酰胺色谱的应用：,醌类、黄酮类等酚性的制备和分离。 脱鞣处理 生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等极性与非极性化合物的分离也有用途,5. 大孔吸附树脂,白色球形颗粒状，理化性质稳定。不溶于酸、碱及有机溶剂中，在天然化合物的分离与富集工作中广泛使用。 （1）大孔吸附树脂的吸附原理： 吸附性和分子筛性原理相结合，其吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果。分子筛性是由于其本身多孔性结构的性质。 （2）影响吸附的因素： 吸附剂表面性质； 被吸附化合物结构； 洗脱剂； PH值； 温度的影响,（3）大孔吸附树脂的应用 苷与糖类的分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离。,（四）根据物质分子大小差别进行分离,天然有机物的分子大小不同，表现出不同的分子量，故可以根据分子量的大小进行分离。常用的方法有： 透析法:利用半透膜的膜孔(透析袋、膀胱墨、火棉胶) 凝胶滤过法：利用凝胶的三维网状结构。 超滤法：利用分子大小不同引起的扩散速度的差别。 超速离心法：利用溶质在超速离心引起的作用下具有不同的沉降性或浮游性。 以上方法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。,凝胶滤过法 1. 原理：凝胶滤过法（gel filtration）是利用分子筛分离物质的方法。所用载体葡聚糖凝胶在水中不溶解，但遇水后膨胀成具有三维空间结构的球形颗粒。由于凝胶网孔半径的限制，大分子物质不能渗入凝胶颗粒内部，故只在颗粒间隙移动，并随溶剂一起先从柱底流出，小分子因能自由地渗入到凝胶内部，通过色谱柱时阻力增大，流速变慢，后流出。样品混合物中各个成分因分子大小各异，渗入凝胶颗粒内部的程度不一样，按分子由大到小的顺序先后流出得以分离。,凝胶三维网状结构的分子筛作用 按分子量由大到小的顺序分离,2. 凝胶的种类与性质,常用的有葡聚糖凝胶（Sephadex-G）和羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex-LH-20)。 (1) Sephadex-G 由平均分子量一定的葡聚糖与交联剂（如环氧氯丙烷）交联聚合而成，生成的凝胶颗粒网孔大小取决于所用交联剂的数量及反应条件。商品型号按交联度大小分类，并以吸水量多少来表示。例如Sephadex-G 25. G代表凝胶，后附数字=吸水量X10ml/g。,(2)Sephadex-LH-20 为Sephadex-G25经羟丙基化处理后得到的产物OH -OCH2CH2CH2OH，虽然羟基数一样，但碳原子数增加，不仅具有亲水性，也有一定程度的亲脂性。因此不仅可以在水中应用，也可在极性有机溶剂或与水组成的混合溶剂中膨胀，所以可用来分离水溶性成分和非极性成分。,3. 凝胶的处理及再生,Sephadex LH-20 价格较贵。用过的凝胶可以反复再生使用多次，物质的洗脱过程也就是再生的过程。暂时不使用时可用水洗 含水醇洗 醇洗，最后浸泡在醇溶液中贮存于磨口瓶中。长期不用时可在以上处理基础上，减压抽干，再用少量乙醚洗净抽干，6080干燥后保存。,（五）根据物质解离度不同进行分离,天然有机化合物中，具有酸性，碱性及两性基团的分子，在水中多呈解离状态，可以用离子交换法或电泳技术分离。,1.离子交换法分离物质的原理 以离子交换树脂作为固定相，用水或含水溶剂装柱。当流动相流过交换柱时，溶液中的中性分子及不与离子交换树脂交换基团发生交换的化合物将通过柱子从柱底流出，而可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上，随后改变条件并用适当溶剂从柱上洗脱下来，即可实现物质分离。,（1）母核部分：由苯乙烯通过二乙烯苯交联而成的大分子网状结构，网孔的大小用交联度量表示。交联度越大，则网空越小，在水中越不易膨胀。,2. 离子交换树脂的结构及性质,（2）离子交换基团部分：,阳离子交换树脂：强酸性（-SO3-H+） 弱酸性（-COO-H+） 主要用于生物碱的分离 阴离子交换树脂：强碱性（-N+（CH3）3Cl-） 弱碱性（-NH2，-NH-，-N=） 主要用于酚性物质和氨基酸的分离,（1）用于不同电荷离子的分离 在分离、追踪有效部位时很有用途。提取液通过强酸性阳离子和强碱性阴离子交换树脂，可以将提取物分成中性化合物、酸性化合物、碱性化合物和两性化合物。 （2）用于相同电荷离子的分离 如生物碱的分离，利用碱性强弱不同，采用弱酸性树脂可分离，但分离效果不好。,3. 离子交换法的应用,水提液中酸性、碱性、两性化合物的分离,碱性 ,碱性不同的生物碱的分离,第四节 结构研究法,结构研究是天然药物化学的一项重要的研究内容。 合成西药：原料已知，反应条件一定时，事先可以预测得到产物的结构。 中药化学成分：未知因素很多，对于微量物质难以采用化学方法确定结构，主要靠波谱分析的方法解决。,一、化合物的纯度检查,检查纯度的方法： 外观、颜色、形态是否均一. 测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、折光率等. 如果可能是已知物，用已知结构的对照品进行对 照测定或测定它们的共熔点等. 薄层色谱、纸色谱（三种展开系统均呈单一斑点） 气相色谱、高效液相色谱.,二、结构研究的主要程序,对未知天然化合物的结构研究程序,三、结构研究中采用的主要方法,（一）确定分子式，计算不饱和度,1. 元素定量分析配合分子量测定 有机化合物的元素大多由C、H、O、N等组成，对组成元素的种类和比例的分析，可以通过元素分析的方法确定。分子量的测定方法目前最常用的是质谱法。 2. 同位素丰度比法 有机化合物的主要元素均由相对丰度比一定的同位素组成，且质量相差12。 3. 高分辨质谱法（HR-MS） 可将物质的质量精确测定到小数点后3位，通过比较精确质量可区分分子量相同的不同化合物。,不饱和度的计算 u=/2/21 ：一价原子数 如H、X ：三价原子数，如N、P ：四价原子数，如C、S,作用： 用于确定分子量；求算分子式。 提供结构信息，推测未知物结构。 特点： 应用范围广，进行同位素及化合物分析。 分析速度快，可与色谱联用。 灵敏度高，样品用量少（只需5-10 g）,（二）质谱,三、结构研究中采用的主要方法,常用质谱技术及特点 电子轰击质谱（EI-MS，electron impact ionization） 场解析质谱（FD-MS，field desorption ionization） 快速原子轰击质谱（FAB-MS，fast atom bombardment） 电喷雾质谱（ESI-MS，electrospray ionization）,（三）红外光谱（IR）,化学键的振动在红外光区引起的吸收谱图 测定范围：波数6254000cm -1之间，其中1500cm-1以上为化合物的特征频率区，1500-600cm-1为指纹区。 作用：主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取代 类型的判断等。 优点： 任何气态、液态、固态样品均可测定； 每种化合物都有红外吸收； 常规红外光谱仪价格低廉； 样品用量少（只需5-10 ug）,特征基团区,指纹区,（四）紫外-可见吸收光谱,电子由基态跃迁至激发态（、n）在紫外可见光区引起的吸收谱图 测定范围：200700nm 之间 作用：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 特定的吸收谱特征骨架类型的判断 如：黄酮、香豆素、蒽醌 加诊断试剂前后谱图的规律性变化取代情况的推断 如：黄酮、香豆素,生色团：产生紫外吸收的不饱和基团，如C=C, C=O, O=N=O等； 助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原子），它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加，如-OH, -NH2, -Cl等； 红移（red shift） ：由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长。 蓝移（blue shift）：由于基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短。,（四）紫外-可见吸收光谱,（五）核磁共振谱,1HNMR测定中通过化学位移（）、谱线的积分面积以及裂分情况（重峰数及偶合常数）可以提供分子中的1H的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。 （1）化学位移（chemical shift ）：1H核因周围化学环境不同，其外围电子密度以及绕核旋转时产生的磁屏蔽效应也不同。不同类型的1H核磁共振信号将出现在不同的区域，据此可以进行识别。化学位移范围：在010 ppm。,1. 氢核磁共振(1H-NMR),特征质子的化学位移值,1,0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,C3CH C2CH2 C-CH3 环烷烃,0.21.5,CH2Ar CH2NR2 CH2S CCH CH2C=O CH2=CH-CH3,1.73,CH2F CH2Cl CH2Br CH2I CH2O CH2NO2,24.7,0.5(1)5.5,68.5,10.512,CHCl3 (7.27),4.65.9,910,OH NH2 NH,CR2=CH-R,RCOOH,RCHO,常用溶剂的质子的化学位移值,D,（2）峰面积：因为1HNMR谱上积分面积与分子中的总质子数相当，当分子式已知时，就可以算出每个信号所相当的1H数，积分值与氢的数目成正比。如乙醇的氢谱中CH3与CH2的谱峰积分值基本等与3:2。 （3）信号的裂分及偶合常数：已知磁不等同的两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生分裂，表现不同裂分，如：s,d,t,q,m等。裂分间的距离为偶合常数（J，Hz）用以表示相互干扰的强度，其大小取决于间隔键的距离。,1. 氢核磁共振(1H-NMR),（五）核磁共振谱,与氢谱一样，核磁共振碳谱也是采用相对值来表示化学位移，通常使用四甲基硅烷（TMS）作为13C化学位移的零点。有机化合物的13C共振化学位移范围是0200ppm，碳谱的化学位移范围较氢谱广得多，能够提供更多的信息。,2. 核磁共振碳谱,（五）核磁共振谱,13C信号的化学位移：,脂肪碳：小于50 连杂原子碳（C-O，C-N，C-S）：50100 甲氧基碳（-OCH3）：55左右 糖端基碳：95105 芳香碳、烯碳：98160 连氧芳碳：140165 羰基