天然药物化学重点知识总结.doc

第一章总论天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。其研究内容包括各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。 一.中草药有效成分的提取从药材中提取天然活性成分的方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法及升华法等。(一) 常用提取方法方法原理范围溶剂法相似相溶所有化学成分蒸馏法与水蒸气产生共沸点挥发油升华法遇热挥发，遇冷凝固游离蒽醌（二）溶剂提取法溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据“相似相容”原理进行的，通过选择适当溶剂将中药中的化学成分从药材中提取出来的一种方法。（考试时请这样回答哦！） 常用溶剂极性有弱到强排列：石油醚环己烷苯 乙醚氯仿醋酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水（丙酮，乙醇，甲醇能够和水任意比例混合。） 常用溶剂的性质：亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂、水 一般情况下，分子较小，结构中极性基团较多的物质亲水性较强。而分子较大，结构上极性基团少的物质则亲脂性较强。天然药物中各类成分的极性多糖、氨基酸等成分极性较大，易溶于水及含水醇中；鞣质是多羟基衍生物，列为亲水性化合物；苷类的分子中结合有糖分子，羟基数目多，能表现强亲水性；生物碱盐，能够离子化，加大了极性，就变成了亲水性化合物；萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中；油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性成分，易溶于石油醚等强亲脂性溶剂中总之，天然化合物在溶剂中的溶解遵循“相似相溶”规律。即极性化合物易溶于极性溶剂，非极性化合物易溶于非极性溶剂，分子量太大的化合物往往不溶于任何溶剂。溶剂提取法的关键是选择适宜的溶剂(选择溶剂依据:根据溶剂的极性和被提取成分及其共存杂质的性质，决定选择何种溶剂)(各溶剂法分类见天然药物化学辅导教材P5)（三）水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。天然药物中的挥发油、某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚性物质如牡丹酚等的提取可采用水蒸气蒸馏法。（四）升华法某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在低于其熔点的温度下，不经过熔化就可直接转化为蒸气，蒸气遇冷后又凝结成固体称为升华。天然药物中有一些成分具有升华性质，能利用升华法直接中药材中提取出来。但天然药物成分一般可升华的很少。 果蔬脱水新技术实质上升华脱水法。（五）超临界二氧化碳流体萃取法（了解部分，见天然药物化学辅导教材P6）三、中草药有效成分的分离与精制(一) 根据物质溶解度不同进行分离1. 原理: 相似相溶 2. 方法: 结晶法、试剂沉淀法、酸碱沉淀法、铅盐沉淀法、盐析法(二) 根据物质分配系数的不同进行分离K = CU / CL（CU：上相，CL：下相），K值与萃取次数成反比，即K值越大，萃取次数越少，反之越多。分配系数（K值）与萃取次数的关系原理: 利用物质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不 同达到分离 。 分配系数K值:一种溶质在两相溶剂中的分配比。K值在一定的温度和压力下为一常数。分离因子（值）与分离难易的关系分离因子：两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。b = KA / KB (KAKB)b值越大，越易分离； b =1时，无法分离。 酸碱度（pH值）对分配比的影响溶剂系统PH的变化影响酸性、碱性、及两性有机化合物的存在状态（游离型或离解型），从而影响在溶剂系统中的分配比。（游离型-极性小的溶剂；离解型-极性大的溶剂）PH12，酸性物质呈离解型（A）、碱性物质以游离型（B）存在。【纸色谱法 PC】（以滤纸纤维为惰性载体的平面色谱）支持剂：纤维素（滤纸） 固定相：纤维素上吸附的水(20-25%)展开剂：与水不相混溶的有机溶剂或水饱和的有机溶剂Rf值： A、物质极性大， Rf值小； B、 物质极性小， Rf值大。应用：适合于分离亲水性较强的物质。【液-液分配柱色谱法】（固定相主要为化学键合）柱色谱：将吸附固定液的载体装入色谱管中进行分离和检测混合物成分的色谱法。按是否加压分：常压柱色谱、加压柱色谱 按相极性分：正相色谱、反相色谱载体：硅胶（含水17%以上）、硅藻土及纤维素等正相色谱：固定相流动相（极性）固定相：水、缓冲溶液 流动相：氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂洗脱顺序：极性小的化合物先出柱，极性大的化合物后出柱应用：适用于水溶性或极性较大的化合物，如生物碱、苷、糖类、有机酸等。反相色谱：固定相流动相（极性）固定相：石蜡油，化学键合相（如十八烷基硅胶键合相）流动相：水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂洗脱顺序：极性大化合物，先出柱；极性小化合物，后出柱。应用：适合于脂溶性成分，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。（三） .根据物质吸附性差别进行分离【吸附色谱法】利用同一吸附剂对混合物中各成分吸附能力的不同而达到分离的色谱方法。吸附类型：1.物理吸附（溶液分子与吸附剂表面分子的分子间作用力）：硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂的吸附。相似者易吸附2.化学吸附：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，生物碱被酸性硅胶吸附等。3.半化学吸附：如聚酰胺与黄酮类、蒽醌类等化合物之间的氢键吸附。介于物理吸附与化学吸附之间。【固-液吸附柱色谱】将待分离混合物样品加在装有吸附剂的柱子中，再加适当的溶剂(洗脱剂)冲洗，由于吸附剂对各组分吸附能力不同，各组分在柱中向下移动的速度不同，吸附力最弱的组分随溶剂首先流出，通过分段定量收集洗脱液而使各组分得到分离。固-液吸附三要素：吸附剂、溶质、溶剂吸附剂的种类及特点 1.极性吸附剂（氧化铝、硅胶）特点：a.对极性强的物质吸附能力强。b.溶剂极性减弱，则吸附剂对溶质的吸附能力增强；反之，则减弱。c.溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，一旦加入极性较强的溶剂时，又可被置换洗脱下来。为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离。通常在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱溶剂中常加入适量的醋酸（或氨、吡啶、二乙胺），以防止拖尾，改善分离效果。 非极性吸附剂（活性炭）特点： 活性炭因为是非极性吸附剂，对非极性物质具有较强的亲和能力。在水中对溶质表现出强的吸附能力，溶剂极性降低，则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。当用活性炭作吸附剂进行层析时，下列洗脱剂的洗脱能力由小列大为：水 、l0 、20 、30 、50%、75 、95的乙醇。【聚酰胺吸附色谱法】通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱规律（含水溶剂中）a.形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。形成氢键的能力与溶剂有关，一般在水中形成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱，在碱性溶液中最弱。 c.分子中芳香化程度越高，则吸附性能越强。b.易形成分子内氢键的化合物，其吸附性能减弱。在聚酰胺柱色谱分离时，通常用水装柱，样品也尽可能作成水溶液上柱以利聚酰胺对溶质的充分吸附，形成较窄的原始谱带。随后用不同浓度的含水醇洗脱，并不断提高醇的浓度，逐步增强从柱上洗脱物质的能力。 甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素水溶液因分子中均有酰胺基，作为第三者可以同时与聚酰胺及酚类等化合物形成氢键缔合，故有很强的洗脱能力。此外，水溶液中加入碱或酸均可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合，也有较强的洗脱能力。各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强排序为： 水甲醇丙酮氢氧化钠水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液应用 a.特别适合于酚类、醌类、黄酮类化合物的制备和分离。b.对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离也有着广泛应用。c.用于提取物的脱鞣质处理【大孔吸附树脂的吸附】由于吸附性和分子筛原理，有机化合物吸附力的不同及分子量的不同，在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开。 吸附性-范德华引力或产生氢键的结果。分子筛-本身多孔性结构所决定。 大孔吸附树脂：分为极性和非极性影响因素：a.一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性化合物易被极性树脂吸附。糖是极性的水溶性化合物，与D型非极性树脂吸附作用很弱，据此经常用大孔吸附树脂将中药的化学成分和糖分离。b.物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。c.分子量小、极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强；反之，与极性大孔吸附树脂吸附作用强。d.能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易吸附。洗脱液的选择：最常用的水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯对非极性大孔树脂：洗脱液极性越小，洗脱能力越强；对极性大孔树脂：洗脱液极性越大，洗脱能力越强。应用 广泛应用于天然化合物如苷与糖类的分离、生物碱精制。主要用于水溶性大分子化合物的分离和精制：如多糖、蛋白质、多肽类化合物分离。 (四) 根据物质分子大小差别进行分离【凝胶色谱法】：将含有大小不同分子的混合物样品液，通过多孔性凝胶（固定相），用洗脱剂将分子量由大到小的化合物先后洗脱的一种分离方法。 (五) 根据物质解离程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，在水中多呈离解状态，据此可用离子交换法或电泳技术进行分离。以下仅简单介绍离子交换法。.原理：是以离子交换树脂作为固定相，用水或含水溶剂为流动相。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，而具有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。结构及性质：离子交换树脂外观均为球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀。吸附规律：阳离子交换树脂分离碱性成分；阴离子交换树脂分离酸性成分.应用：主要用于能产生离子型的成分如氨基酸、肽类、生物碱、有机酸、酚类等。四、结构研究法 结构测定常用的波谱分析【紫外-可见吸收光谱uv】凡具有不饱和键的化合物，特别是存在共扼不饱和键的化合物，在紫外-可见光谱（200700 nm）中有特征吸收峰，所以紫外光谱适用于鉴定不饱和键的有无，或用以推测这些不饱和键是否共扼。【红外光谱 IR】红外光谱能充分反映官能团与波长的关系，所以对确定未知物的结构非常有用。 常见官能团伸缩振动区：O-H、N-H （37503000 cm-1） C-H （33002700 cm-1 ）CC（24002100 cm-1 ） C=O （19001650 cm-1 ） C=C （16901600 cm-1 ）【质谱 MS】就是化合物分子经电子流冲击或用其他手段打掉一个电子后，形成正电离子，在电场和磁场的作用下，按质量大小排列而成的图谱。用质谱测定有机分子的分子量。【核磁共振谱（NMR）】1HNMR和13C-NMR能提供分子中有关氢及碳原子的类型、数目、互相连接方式、周围化学环境以及构型、构象等结构信息。 氢谱（HNMR） 1H NMR通过测定化学位移（）、 质子数以及裂分情况（重峰数及偶合常数J）可以得出分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。化学位移：在有机化合物中虽同为氢核，如果它们所处的化学环境不同，则它们共振时所吸收的能量就稍有不同，在波谱上就显示出共振峰位置的移动。这种因化学环境变化引起的共振谱线的位移称为化学位移，用符号表示。质子数：根据氢谱的上峰的积分面积并结合已知的分子式求得每个信号所相当的氢的个数，现在1HNMR可以直接给出每个信号代表的质子的个数，并可以直接获得分子中总的质子数。信号的裂分及偶合常数（J）：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裂分，而出现s（singlet,单峰）、d（doublet,双峰）、t（triplet,三重峰）、q（quartet，四重峰）、m（multiplet，多重峰）等。峰裂分数：n+1规律裂分间的距离称为偶合常数（J）,单位Hz。其大小取决于间隔键的距离。间隔的键数越少，则J的绝对值越大；反之，越小。按间隔键的多少可分为偕偶（J2） 、邻偶（J3）及远程偶合（J远） 。 一般相互偶合的两个或两组1H核信号其偶合常数相等（Jab=Jba）。课后作业一、名词解释1.天然药物化学：是指运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。其学习内容包括天然药物化学的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离以及主要类型化学成分的结构鉴定等等。2.有效成分：是指具有生理活性有药效、能治病的成分。 有效部位：是指具有一种主要有效成分或组成相似的有效成分的部位。无效成分：没有生理活性、没有药效、不能治病的成分4.溶剂提取法、系统溶剂提取法（略）第二章 糖和苷概述 糖是多羟基醛或酮类化合物及其聚合物；苷的共性是糖和苷键。第一节 单糖的立体化学一、单糖结构式的表示方法：优势构象式、Haworth、FischerFischer投影式主碳链上下排列，取代基左右排列。羰基一端在上方。主碳链上下两端价键和所结合的基团指向纸面后方,水平方向的价键和与之相结合的基团指向纸面前方。因此，Fischer投影式只能在纸面上转动n180（n=1,2,3）或转n90,而不能使之翻转二、单糖的氧环（ 各种糖之间的转化 ）三、单糖的绝对构型Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH,OH向右D型； OH向左L型。Haworth投影式：看不对称C-R的朝向（旋转）R面上D型； R面下L型。四、单糖的端基差向异构单糖成环后形成了一个新的手性碳原子，该碳原子为端基碳，形成一对异构体为端基差向异构体，有、两种构型。Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH与C1-OH关系同侧型 异侧型。Haworth投影式：看距羰基最远不对称C-R与C1-OH关系（旋转）异侧型； 同侧型。五、单糖的构象呋喃糖的五元氧环基本为一平面。吡喃糖的六元氧环有船式和椅式两种构象，以椅式C为主。根据C（椅式）的存在形式又可分为C1式和1C式。 直立键和平伏键的具体写法：在C1式中位于C4、C2面上和C1、C3、 C5面下的基团为竖键。平伏键（e键）与环上的键隔键平行。 横键或竖键在环的面上面下交替排列。-L、-D ，C1式 ，C1-OH在e键（平伏键） -D、-L ，C1式 ，C1-OH在a键（直立键） 第二节 糖和苷的分类糖类物质根据其能否水解和分子量的大小分为单糖、低聚糖、多糖一.单糖类天然单糖以五碳糖、六碳糖最多，多数在生物体内呈结合状态，只有葡萄糖、果糖等少数以单糖存在。结构见课本p57 二.低聚糖由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。 按单糖个数可以分为二糖、三糖等 按是否具有还原性分为还原糖和非还原糖具有游离醛基或通基的糖为还原糖。如果二糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合而成的聚糖没有还原性，为非还原糖。三、多聚糖由十个以上的单糖通过苷键连接而成的糖。 植物多糖：淀粉、纤维素、果聚糖、半纤维素、树胶、粘液质 动物多糖：糖原、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸四、苷类苷是由糖及其衍生物的半缩醛或半缩酮的羟基与非糖物质（苷元）脱水形成的一类化合物。新生成的化学键即位苷键。（知道各类特点即可）第三节 糖和苷的性质 一、 糖和苷的物理性质 溶解性 糖：小分子极性大，水溶性好，随着聚合度增高，水溶性下降。多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液，难溶于高浓度的乙醇。单糖极性 双糖极性 。苷亲水性（其大小与连接糖的数目、性质有关）。 C-苷在水或有机溶剂中的溶解度都较小。 苷元为亲脂性。 可溶于乙醚、氯仿等有机溶剂中。味觉 单糖低聚糖甜味。 多糖无甜味。（随着糖的聚合度增高，则甜味减小。） 苷类苦（人参皂苷）、甜（甜菊苷）等。 旋光性:数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。利用旋光性 测定苷键构型 糖有旋光性。天然存在的单糖左旋、右旋的均有，但以右旋的较多。苷类具有旋光性，天然苷类多呈左旋。苷类水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。二、糖和苷的化学性质 氧化反应：单糖分子中有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二醇等结构 其易氧化程度为：醛（酮）基伯醇基仲醇基 . 反应速度：顺式反式（因顺式易形成环式中间体）.对固定在环的异边并无扭曲余地的邻二醇羟基不反应。.反应在水溶液中进行（或含水溶液）。反应定量进行。 糠醛（酚醛缩合）反应；也叫Molish反应）-是糖的检识反应，也是苷类的检识反应。现象：（界面处）紫色环。 碳苷和糖醛酸与Molish试剂往往不反应。第四节 苷键的裂解1、按裂解的程度可分：全裂解和部分裂解；2、按所用的方法可分：均相水解和双相水解； 3、按照所用催化剂的不同可分：酸催化水解、碱催化水解、酶解、过碘酸裂解、乙酰解等。酸催化水解：阳碳离子【酸水解难易程度规律】有利于苷键原子质子化和中间体形成的因素均有利于水解。按苷键原子的不同，苷类水解从易到难的顺序为：N-苷 O-苷 S-苷 C-苷。注意： （N碱性最强，最易质子化，所以N-苷最易水解。）N-苷的N原子在酰氨及嘧啶环上，很难水解（由于受到强的吸电子效应，碱性几乎消失。）酚苷及烯醇苷比其它醇苷易水解。如苯酚苷（因苷元部分有供电结构。）.2,6-二去氧糖苷2-去氧糖苷6-去氧糖苷2-羟基糖苷2-氨基糖苷（由于氨基、羟基均可与苷键原子争夺质子）呋喃糖苷吡喃糖苷（因五元呋喃环中各取代基处在重叠位置，水解时形成中间体使张力减小。 酮糖多为呋喃糖结构，醛糖多为毗喃糖结构，故酮糖苷较醛糖苷易水解。）.在吡喃糖苷中由于C5-R会对质子进攻苷键造成一定的位阻，故R愈大，则愈难水解。五碳糖苷甲基五碳糖苷六碳糖苷七碳糖苷糖醛酸苷 当苷元为小基团横键的苷键比竖键易水解，（横键上原子易于质子化） 当苷元为大基团苷键竖键比横键易水解。（苷的不稳定性促使其水解）碱催化水解通常苷键对碱稳定，但某些特殊的苷如：酯苷、酚苷、与羰基共轭烯醇苷易被碱水解酶催化水解反应（反应条件温和、专属性高、能够获得原苷元） 常用的苷键水解酶： 杏仁苷酶水解-六碳醛糖苷键 纤维素酶水解-D-葡萄糖苷键 麦芽糖酶水解-D-葡萄糖苷键 转化糖酶水解-果糖苷键过碘酸裂解反应（Smith降解法）特点：反应条件温和、易得到原苷元；可通过产物推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小。适用范围：苷元不稳定的苷和碳苷（得到连有一个醛基的苷元），不适合苷元上有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷。所用试剂为：NaIO4、NaBH4产物：多元醇、羟基乙醛、苷元 碳苷是很难用酸催化水解的，而用Smith裂解获得连有一个醛基的苷元。 第五节 糖及苷的提取分离一、提取糖苷类具多羟基，极性较大，易溶于水，难溶于低极性有机溶剂，但苷类化合物的溶解度则因苷元性质不同而有较大差异。糖的提取方法：根据它们对水和醇的溶解度不同而采用不同的方法。如单糖包括小分子低聚糖可用水或50 醇提取；多糖根据可溶于热水，而不溶于醇的性质提取。依据：多糖溶于热水中，采用水煎煮法提取。多糖不溶于醇，采用逐步提高醇的浓度、使多糖分级在醇中析出，以达到纯化和分离。苷类提取常用的方法： 若提取的是原生苷，需抑制或破坏酶的活性，采用热乙醇或沸水提取； 若提取次生苷可用酶解方法，酶解后用适当浓度醇或乙酸乙酯提取； 若提取苷元可先酸水解或酶解，再用低极性有机溶剂（乙醚或氯仿）提取。抑制或破坏酶活性的方法：在中药中加入一定量的碳酸钙 采用甲醇、乙醇或沸水提取在提取过程中还须尽量勿与酸和碱接触。否则，得到的不是原生苷，而是已水解失去一部分糖的次生苷，甚至是苷元。二、分离活性炭柱层析：活性碳为非极性吸附剂，吸附量大、分离率高。对于糖的吸附力：多糖 低聚糖 单糖【方法】以活性碳装柱上样水洗脱（单糖）递增浓度乙醇洗脱（二糖、三糖、低聚糖、直至总苷被依次洗脱）。凝胶柱层析：利用分子筛原理。对于不同聚合度的糖类及其水溶性成分的分离特别有效，方法快速、简单、条件温和。洗脱顺序：随分子量由大及小依次流出。 离子交换柱色谱 除去水提液中的酸、碱性成分和无机离子。制成硼酸络合物强碱性阴离子交换树脂（不同浓度的硼酸盐洗脱）季铵盐沉淀法 .分级沉淀法 蛋白质去除法 三、糖和苷的检识利用糖的还原性和糖的脱水反应所产生的颜色变化、沉淀生成等现象来进行理化检识，利用纸色谱和薄层色谱进行色谱检识。理化检识 . Molish反应:检识糖或苷类化合物。若在两液面间有紫色环产生，则含有糖或苷类化合物。 .Fehling试剂反应 ：检验还原糖存在。.Tollen反应：检验还原糖存在。色谱检识 纸色谱 （PC） 薄层色谱 （TLC）比较下列成分（苷元相同）Rf值的大小：苷元单糖苷双糖苷特点：增加糖在固定相中溶解度，使硅胶吸附能力下降，利于斑点集中，可增加样品载样量。显色剂：除纸层析外，还有硫酸/乙醇液、茴香醛-硫酸试剂、苯胺-二苯胺磷酸试剂。思考：1写出Smith裂解反应的反应式。2写出D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、芸香糖的结构式。3苷键具有什么性质，常用哪些方法裂解？苷类的酸催化水解与哪些因素有关？水解难易有什么规律？4苷键的酶催化水解有什么特点。第三章苯丙素类概述：苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。第一节 苯丙酸类结构特点： C6-C3结构，具有酚羟基取代的芳香羧酸。熟悉常见苯丙酸类型结构：对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸。第二节 香豆素类是顺邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳香气味。其基本骨架为苯骈-吡喃酮，7-位常有羟基或醚基。部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后苷元邻羟基桂皮酸立即内酯化而成香豆素。一、香豆素的结构类型简单香豆素类（七叶内酯） 只在苯环上有取代的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等。多数在7位上有含氧官能团的存在；异戊烯氧基除直接在O上外，在6和8位出现多（电负性高）呋喃香豆素类-环合时脱去3个C 苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环 。 线型（6 ,7呋喃骈香豆素型）：C6-异戊烯基和C7-OH环合（补骨脂内酯）型（7,8呋喃骈香豆素型）：C8-异戊烯基和C7-OH环合（白芷内酯）喃香豆素类(pyranocoumarins 线型 角型 它香豆素（菌甲素、棠果内酯）-吡喃环上有取代的一类香豆素。C3、4上常有苯基、羟基、异戊烯基取代。二、香豆素的化学性质酯性质和碱水解反应香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与C7位取代基的性质有关。其水解由易到难为：7-OCH3供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应； 7-OH在碱液中成盐。如C8的适当位置有羰基、双键、环氧等结构时，和水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复，保留顺式邻羟桂皮酸的结构。酸的反应 环合反应：异戊烯基易与邻酚羟基环合用途：该反应可用来决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。.醚键的开裂：烯醇醚，遇酸易水解（东莨菪内酯） 双键加水反应黄曲霉素B1 （高毒） - 黄曲霉素B2a（低毒）显色反应 异羟肟酸铁反应-所有内酯结构的显色反应（鉴定内酯环的存在）：碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。 酚羟基反应：判断游离酚羟基的有无。具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。【注意】若香豆素酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibbs试剂、Emerson试剂反应。机制如下： Gibbs反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯(溴）苯醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。有游离酚-OH，且-OH对位无取代者（+）显蓝色；对位有取代者（-）。Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨基安替匹林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。【注意】Gibbs反应和Emerson反应的要求是：必须有游离的酚羟基，且酚羟基的对位无取代。判断香豆素C6位是否有取代基的存在，可使其内酯环碱化开环生成一个新的酚羟基，然后再用Gibbs试剂或Emerson试剂反应加以鉴别。同样，8-羟基香豆素也可用此反应判断C5位是否被取代。香豆素的C6位有无取代基，可借水解内酯开环后，生成一个新的酚羟基，再利用Gibb或Emerson反应来加以区别。 四、香豆素的提取分离方法系统溶剂提取法： 一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取浸膏，分成极性不同的部位。亲脂性香豆素-亲脂性较弱香豆素-香豆素苷类香豆素的分离方法真空升华或蒸馏法：某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。酸碱分离法 具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。【注意】.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。色谱方法（使结构相似的香豆素得到分离）吸附剂：硅胶、中性氧化铝和酸性氧化铝。洗脱剂：己烷、乙醚、乙酸乙酯等混合溶剂。第三节 木脂素一. 概述木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物。 大多呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的木部和树脂中，故称之木脂素。组成木脂素的单体主要有四种：桂皮酸 桂皮醇 丙烯苯 烯丙苯前两种-C原子是氧化型的，组成的聚合体称为木脂素。后两种-C原子是非氧化型的，组成的聚合体称为新木脂素。思考：1为什么可用碱溶酸沉法提取分离香豆素类成分？分析说明提取分离时应注意什么问题？2如何用化学方法鉴别6，7-二羟基香豆素和7-羟基-8-甲氧基香豆素？3中药补骨脂中抗白癜风的主要有效成分是什么，写出其结构式，并分析有哪些性质？4写出异羟肟酸铁反应的反应式。第四章醌类化合物醌类化合物:是指分子内具有醌式结构（对醌型、邻醌型）或容易转变成这样结构的天然有机化合物。 天然醌类化合物主要分为：苯醌 、萘醌 、菲醌 、蒽醌。一 、苯醌类（benzoquinones） （结构请见课本p143）二、萘醌类（naphthoquinones） （结构请见课本p145）三、菲醌类 （结构请见课本P146） 分类：邻菲醌（I）、邻菲醌（II）、对菲醌 。四、蒽醌类 （结构请见课本p147）（一）蒽醌衍生物羟基蒽醌 1.大黄素型（结构请见课本p147）： 羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物程黄色。2.茜草素型 ：羟基分布在一侧的苯环上，化合物颜色较深，多为橙黄色或橙红色。(二)蒽酚(或蒽酮)衍生物 多蒽酚在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮，蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物，一般存在与新鲜植物中。(三)二蒽酮类衍生物 二蒽酮类可看成是两分子蒽酮相互结合而成的化合物。如，大黄及番泻叶中的致泻的只要有效成分番泻苷A,B,C,D等皆为二蒽酮衍生物。第二节 醌类化合物的生物活性一、泻下作用 二、抗菌作用 三、其它：抗真菌作用、抗癌抗肿瘤第三节 醌类化合物的理化性质一、物理性质(一)性状 无酚羟基取代，基本上无色。取代的助色团越多，颜色越深。苯醌和萘醌多以游离态存在。蒽醌结合成苷，极性较大，难以结晶。二）升华性 游离的醌类化合物一般具有升华性。小分子苯醌及萘醌具挥发性，可随水蒸汽蒸馏。注：游离醌类化合物，生物碱，小分子游离型的香豆素一般有升华性。（三）溶解性 游离醌类苷元极性小，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂。结合成苷后极性大，可溶于甲醇、乙醇、在热水中可以溶解。注意避光保存。二、化学性质（重点）（）酸性- “碱溶酸沉法”醌类的酸性强弱与分子结构中羧基、酚羟基的数目及位置有关。酸性：-COOH含二个以上-OH含一个-OH含二个-OH含一个-OH故从有机溶剂中依次用5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH水溶液进行梯度萃取，达到分离目的。（二）碱性：可接受强酸质子生成红色盐。但以酸性为主。（三）颜色反应-氧化还原性质以及分子中的酚羟基性质。1. Feigl反应 在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。2.无色亚甲基蓝显色反应苯醌及萘醌类的专用显色剂（蓝色斑点）。可与蒽醌类化合物相区别。3.Borntrgers反应，羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，使颜色加深，多呈橙，红，紫红色，蓝色。如：羟基蒽醌类化合物遇碱显红紫色4.与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven法）（苯醌、萘醌）专属反应苯醌及萘醌类化合物当其醌环上有未被取代的位置时，可在氨碱性条件下与一些含活性次甲基试剂的醇溶液反应，生成蓝绿色或蓝紫色。5.与金属离子的反应（-酚羟基、邻位二酚羟基；Pb2+,Mg2+）。第四节 醌类化合物的提取分离一、游离醌类的提取方法 1.有机溶剂提取法（氯仿、苯）2.碱提酸沉法。3.水蒸汽蒸馏法（分子量小的苯醌及萘醌类）4.超临界法二、游离羟基蒽醌的分离（pH梯度萃取法、硅胶柱色谱法、聚酰胺色谱法）三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离四、蒽醌苷类的分离 1.铅盐法(H2S) 2.溶剂法(n-BuOH)3.色谱法(硅胶柱色谱、反相硅胶柱色、葡聚糖凝胶柱色谱法、制备色谱第五节醌类化合物的结构测定一、醌类化合物的紫外光谱苯醌类主要有三个吸收峰，萘醌主要有四个吸收峰，当分子中放入-OH,-OMe等助色基时，吸收峰红移。羟基蒽醌 第峰：230nm 第峰： 240260nm(a) 第峰：262 295nm(b)第峰：305 389nm(a) 第峰：400nm(b)二、醌类化合物的红外光谱羟基蒽醌类化合物在红外区域有vc=o(16751653)cm, vOH=(36003130). V芳环（16001480）三、醌类化合物的H-NMR谱1.蒽醌母核芳氢的核磁共振信号，位:C=O负屏蔽区8.07，位:6.67思考：1醌类化合物分哪几种类型，写出基本母核，各举一例。2蒽醌类化合物分哪几类，举例说明。3简述蒽醌的溶解性。4为什么-OH蒽醌比-OH蒽醌的酸性大。第五章 黄酮类化合物 （重点哦！）重点：黄酮类化合物的理化性质及显色反应 1、溶解性A、黄酮、黄酮醇、查耳酮平面性强，排列紧密，分子间引力大，不溶于水。B、二氢黄酮、二氢黄酮醇-非平面性分子，排列不紧密，引力降低，溶解度稍大。C、花色苷元因以离子形式存在，具盐通性，亲水性强。D、苷元中引入羟基水溶性增强。E、羟基经甲基化后，水溶性减低。F、羟基经羟基糖苷化后，水溶度加大。G、黄酮苷一般溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中，糖链越长，溶解度越大。H、与糖的结合位置有关(3-O大于7-O葡萄糖苷)。2、 酸性:具有酚羟基，显酸性。 7，4-二羟基7-或4-OH一般酚羟基5-OH3、显色反应 （一）还原显色反应 1.盐酸-镁(锌)粉反应-最常用的颜色反应。黄酮(醇) 、二氢(醇)类及其苷类显红色至紫红色，B环上有羟基或甲氧基取代时颜色加深.2.四氢硼钠(钾)反应-二氢黄酮、二氢黄酮醇专属反应（红色、紫红色）（二）金属盐类试剂的络合反应（铝、铅盐、锆、镁盐）1.铝盐(1%三氯化铝、硝酸铝)。络合物多为黄色，max=415nm。4-羟基黄酮醇或 7,4-二羟基黄酮醇显天蓝色荧光。2.铅盐。邻二酚羟基：3-OH、4-酮基 或5-OH、4-酮基 一般酚羟基-碱性醋酸铅3.锆盐-枸椽酸显色反应。 3-OH+ZrOCl2黄色+枸椽酸，黄色褪去 5-OH+ZrOCl2黄色+枸椽酸，黄色不褪 4.镁盐。二氢黄酮、二氢黄酮醇天蓝色荧光。黄酮、黄酮醇、异黄酮显黄、橙黄、褐色5氯化锶(SrCl2)。具邻二酚羟基生成绿-棕色、黑色沉淀6.三氯化铁反应。一般仅在含有氢键缔合的酚羟基时，才呈现明显反应。(三)硼酸显色反应-亮黄色(四)碱性试剂显色反应。1.二氢黄酮类开环,转变成查耳酮,显橙-黄色.2.黄酮醇类先呈黄色,通空气变棕色.3.邻二酚羟基或3,4-二羟基,碱液中不稳定,易被氧化,黄色深红色绿棕色沉淀.思考题：预测芦丁的显色反应结果。HCl-Mg反应 （+） HCl-Zn反应 （+） NaBH4反应 （-）锆-枸橼酸反应 黄色，加枸橼酸,褪色 SrCl2反应 （+）硼酸+草酸反应 （+）黄色 Molish反应 （+）黄酮类化合物的提取与分离一、提取与粗分苷类及极性较大的苷元：乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水、稀碱性水或碱性醇、甲醇-水(破坏酶的活性)。 苷元：乙醚、氯仿、乙酸乙酯碱提取酸沉淀法 原理：酚羟基与碱成盐，溶于水；加酸后析出。碱：Ca(OH)2，即石灰乳或石灰水。优点：含酚羟基化合物成盐溶解含COOH杂质（如果胶、粘液质、蛋白质等）形成不溶的沉淀。注意：碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核；酸化时，酸性不宜过强，pH为34，以免形成yang盐而溶解。二、分离聚酰胺色谱： 原理:氢键吸附,酰胺羰基与酚羟基形成氢键。影响吸附力因素:(1)形成氢键的基团数目(多,强)，(2)位置(形成分子内氢键,吸附力减小)(3)分子内芳香化程度越高,共轭双键越多,吸附力越强，(4 )不同类型黄酮类化合物,吸附强弱顺序：黄酮醇黄酮二氢黄酮醇异黄酮。(5)溶剂介质有关。水中 有机溶剂碱性溶剂溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力强弱顺序：水甲醇(乙醇)丙酮稀NaOH(NH3.H2O)甲酰胺二甲基甲酰胺(DMF)尿素水溶液。(6)苷与苷元的洗脱 甲醇-水:苷先洗脱出来 非极性固定相 反相色谱 氯仿-甲醇:苷元先洗脱下来 极性固定相 正相色谱黄酮类化合物的检识与结构鉴定紫外可见光谱在黄酮类鉴定中的应用-判断黄酮类化合物类型 共性：B环OH增加，峰带I 向长波位移，波长增大，特别是4-OH，红移大；A环OH增加，峰带II 波长增大。 带(nm)带 (nm)黄酮类型250280310350黄酮250280330360黄酮醇(3OH取代)250280350385黄酮醇(3OH游离)（1）NaOMe,主要是判断是否有 4-OH，3,4-二OH或3,3,4-三OH（2）乙酸钠 判断是否有7-OH 7-OH，带红移5-20nm。4-OH，带I红移40-65nm。（3）醋酸钠/硼酸：判断A环或B环是否有邻二酚羟基 带I红移12-30nm，A环有邻二酚羟基。 带红移5-10nm，B环有邻二酚羟基。 （5，6-位邻二酚羟基除外）（4）AlCl3、 AlCl3/HCl 判断有无邻二酚羟基，3-OH、5-OH 铝络合物相对稳定性：黄酮醇3-OH黄酮5-OH 二氢黄酮5-OH 邻二酚OH 二氢黄酮醇3-OH。氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用（一） 环质子：,二羟基黄酮类化合物。d,-位于较高磁场（二） 环质子：氧取代黄酮类化合物。 ,二氧取代及黄酮醇（三） 环质子主要依据黄酮类：H-3尖锐单峰,6.30。 2.异黄酮类：羰基位,S,低场，7.60-7.80。(四)糖上的质子成苷时，其-1质子处于较低的磁场区,约5.0。 3-O-苷,其-1质子化学位移5.8，其它均小于5.2苷化位移:苷元成苷后与糖相连的碳原子向高场位移,其邻、对位碳原向低场位移,且对位碳原子的位移幅度大而且恒定。黄酮类化合物-O-糖苷中糖的连接位置成苷位置678234567-O-糖+0.8-1.4+1.17-O-鼠李糖+0.8-2.4+1.07-O-葡萄糖+0.4+2.0-1.2+1.40思考：1. 黄酮类化合物分类依据是什么？主要分那些类型？2.简述章黄酮类化合物酸性判断的依据？3. 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的原理？4. 写出芦丁和槲皮素的结构式，如何采用化学方法鉴别？第六章 萜类和挥发油第一节 概 述一、一）萜类的含义：凡由甲戊二羟酸衍生而来的、且分子式符合 (C5H8)n 通式的衍生物。二）链状单萜橙花醇(nerol): 沸点255260oC。与二苯胺基甲酰氯二苯胺基甲酰酯 皂化后蒸馏香茅醇(香茅醇):存在于香茅油、玫瑰油等多种植物的挥发油中，以左旋体的经济价值较高。柠檬醛：反式为- 柠檬醛（香叶醛），顺式为-柠檬醛（橙花醛），通常是混合物，以反式柠檬醛为主。与NaHSO3形成结晶性的加成物稀酸稀碱蒸馏香茅醛：是香茅醇的氧化产物，大量存在于香茅油、桉叶油、柠檬油中，也是重要的柠檬香气香料。与NaHSO3形成结晶性的加成物(三) 环状单萜 焦磷酸香叶酯(GPP)焦磷酸橙花酯(NPP具薄荷烷(menthane)骨架的阳碳离子薄荷烷衍生物。 l-menthol习称“薄荷脑”，具镇痛和止痒、防腐和杀菌作用。薄荷醇有三个手性碳原子，8个立体异构体。紫罗兰酮为环香叶烷结构，紫罗兰酮:-及-紫罗蓝酮(-ionone) 。与NaHSO3加成物+水+食盐饱和溶液 -紫罗兰酮(小叶状结晶)龙脑俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性。 樟脑(camphor)习称辣薄荷酮，为白色结晶性固体，易升华，具有特殊钻透性的芳香气味。局部刺激和防腐作用，可用于神经痛、炎症和跌打损伤的擦剂。樟脑可作为强心剂，其强心作用是由于其在体内氧化成-氧化樟脑和对氧化樟脑所致。（四) 卓酚酮类 (troponoides)1.卓酚酮具有芳香化合物性质, 具有酚的通性，显酸性，酸性强弱：酚卓酚酮羧酸。2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。3.分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。红外光谱中显示其羰基(16001650 cm-1 )和羟基(31003200 cm-1 )的吸收峰，较一般化合物中羰基略有区别。4.能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色。如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。 二、环烯醚萜(iridoids) (一)为蚁臭二醛的缩醛衍生物，大多数为苷类成分。(二) 环烯醚萜的理化性质 1. 萜苷大多数为白色结晶体或粉末，多具有旋光性, 味苦。2.环烯醚萜苷类易溶于水和甲醇, 可溶于乙醇、丙酮和正丁醇，难溶于氯仿等亲脂性溶剂。3.环烯醚萜苷易