1-3总论2009-山东大学天然药物化学

第四节 结构研究法,结构研究：非常重要，是药效学、毒理学、结构修饰或合成的前提。 结构研究的总原则: 尽可能不消耗或少消耗试样 波谱综合分析 与文献数据比较 必要时辅以化学手段,第四节 结构研究法,一、纯度的测定 二、结构研究的主要程序 三、结构研究中采用的主要方法,一、纯度的测定,纯度检查法： 均一的晶形 明确敏锐的熔点、沸点 TLC、PC （样品在三种展开系统中均呈现单一斑点时方可确认其为单一斑点） GC（在加热条件下能够气化而不被水解）、HPLC,二 结 构 研 究 的 主 要 程 序,三、结构研究中采用的主要方法,1. 确定分子式，计算不饱和度 2. 质谱 （MS，mass spectrum） 3. 红外光谱（IR，infrared spectra） 4. 紫外-可见吸收光谱（UV-vis) (ultraviolet-visible spectra） 5. 核磁共振（NMR，nuclear magnetic resonance） 6. 其他： x-单晶衍射法 旋光光谱（ORD） 园二色谱（CD）,三、结构研究中采用的主要方法 1. 确定分子式，计算不饱和度,分子式的确定 元素定量分析结合分子量测定 同位素丰度比法 高分辨质谱（HR-MS，high resolution mass spectrum ） 不饱和度（Index of unsaturation）的计算: u=C数1 ,2,3N,2,H,X,2,三、结构研究中采用的主要方法 2. 质谱 （MS，mass spectrum）,作用： 确定分子量、分子式 提供部分结构信息 碎片的m/z及裂解方式,三、结构研究中采用的主要方法 2. 质谱 （MS，mass spectrum）,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）,EI-MS Electron impact ionization,M+,样品需加热 气化，离子 化，得到M+ 难气化、 易热解的成份 测不到M+。 如：糖、苷、 氨基酸、肽、 蛋白质、核 酸、抗生素。,常用质谱技术及特点场解析质谱（FD-MS） field desorption ionization,试样稀液涂于钨丝上作阳极，对面加阴极，通高压，使电离 难气化、易热解的成份，可得到 准分子离子峰：MH+、MNa+、MK+ 逐个脱去糖基的碎片峰：MH-162+、MH-162-146+ 苷元的碎片离子相对少,FD-MS,常用质谱技术及特点快速原子轰击质谱（FAB-MS） fast atom bombardment,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 离子枪发射高能离子与另一中性粒子碰撞，交换电荷，难气化、易热解的成份，可得到 分子离子相关峰：MH+、MNa+、MK+ 逐个脱去糖基的碎片峰：MH-162+、MH-162-146+ 可得到苷元的碎片,常用质谱技术及特点电喷雾质谱（ESI-MS） electrospray ionization,强静电场使试样电离， 难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到 准分子离子峰：MH+、MNa+、MK+,三、结构研究中采用的主要方法 3. 红外光谱（IR，infrared spectra）,原理： 化学键的振动在红外光区（4000625cm-1）引起的吸收谱图 作用： 特征频率区（functional group region） 40001500 cm-1确定官能团类型 （OH C=C C=O CC Ar ） 指纹区（fingerprint region） 1500600 cm-1构象、构型、取代模式等,三、结构研究中采用的主要方法 4. 紫外-可见吸收光谱（UV-vis) (ultraviolet-visible spectra）,原理 电子由基态跃迁至激发态（、n） 在紫外可见光区（200700nm）引起的吸收谱图 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图式的推断 如：黄酮、香豆素,三、结构研究中采用的主要方法 5. 核磁共振（NMR） （nuclear magnetic resonance）,原理： 1H、13C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 氢核磁共振（1H-NMR） 碳核磁共振谱（13C-NMR） 二维核磁共振谱 （2D-NMR）,氢核磁共振（1H-NMR）,应用： 提供H的类型、数目、相邻原子团的信息 四个参数： 化学位移（）：11020ppm H的类型 屏蔽效应 积分值/积分面积 同一环境下H的个数 自旋偶合裂分的峰数 邻位与其不等同的H的个数 符合 n+1律 s, d, t, q 偶合常数（J） H核间的距离 相隔键数： 越少，J大，通常为3JH-H 二面角： 越接近90，J越小 越接近0、180，J越大,氢核磁共振（1H-NMR）,远程偶合(4JH-H)：,Jac=1.62.0Hz Jbc=01.5Hz,烯丙偶合,芳环上的偶合,Jab=610 Hz Jac=13Hz Jad=01 Hz,氢核磁共振（1H-NMR）,同核去偶技术（homodecoupling）： 消除或部分消除相邻H核的偶合，简化图谱,CH3CH2OCOCH3,CH3 t 照射H-2 s CH2 q 照射H-1 s CH3 s,碳核磁共振谱（13C-NMR）,最重要的参数： 化学位移：1200ppm C的类型 13C的信号裂分 13C-NMR：异核偶合1H-NMR：同核偶合 偶合裂分峰数：C的级别 符合n+1律，s, d, t, q， 有1JC-H 2JC-H 3JC-H,碳核磁共振谱（13C-NMR）,常见碳谱类型及特征： 噪音去偶谱（proton noise decoupling spectrum） 全氢去偶（COM，proton complete decoupling） 宽带去偶（BBD，broad band decoupling） 无畸变极化转移增强法(DEPT） distortionless enhancement by polarization transfer,常见碳谱类型及特征噪音去偶谱,噪音去偶谱（proton noise decoupling spectrum） 全氢去偶（COM，proton complete decoupling） 宽带去偶（BBD，broad band decoupling） 宽频照射，消除所有H对C的偶合 谱中所有C均为s 无对称因素强况下，谱中信号数即C数,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(DEPT） distortionless enhancement by polarization transfer 改变照射1H的脉冲宽度（） 所有13C信号均为单峰 不同类型13C分别呈正峰、倒峰,二维核磁共振（2D-NMR）,1H-1H相关谱（1H-1H COSY） 1H-1H correlation spectroscopy 13C-1H相关谱 （13C-1H COSY） 异核多量子相关谱（HMQC） 13C-1H远程相关谱（Lr.