天然药物化学.doc

一、名词解释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。有效成分即天然药物中具有一定的生物学活性，能代表其功效的化学成分。有效部位指含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的部位，称为有效部位。如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等。超临界萃取在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。正相层析固定相的极性大于流动相的一种液相层析类型。流动相极性越低，被分离的化合物在层析系统中的保留时间越长 。反相层析流动相的极性大于固定相的层析技术。分子在此系统中的移动速度依其极性排列，极性大者移动快。molish反应糖在浓硫酸或浓盐酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与-萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环，因此又称紫环反应。三萜皂苷三萜与糖结合成苷的形式存在，该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫。生物碱天然产的含氮有机化合物。下列除外：低分子胺类如甲胺、乙胺；氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素。生物碱沉淀试剂通常是一些重金属盐类或分子量较大的复盐,以及特殊的无机酸或有机酸的溶液。通常有碘化汞钾试剂,碘化铋钾试剂,碘化钾碘试剂,硅钨酸试剂,磷钼酸试剂等。萜类凡由甲戊二羟酸衍生而来的、且分子式符合 (c5h8)n 通式的衍生物均称为萜类化合物。经验的异戊二烯定则早期在萜类化合物的研究过程中，曾一度认为异戊二烯是萜类化合物在植物体内形成的前提， 但是后来研究发现有许多萜类化合物的碳架结构无法用异戊二烯的基本单元来划分，而且以当时的条件在植物的代谢过程中也没有好到异戊二烯的存在。所以ruzicka称述法则为“经验的异戊二烯法则”。黄酮类化合物指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，现泛指两个具有酚羟基的苯环（a-与b-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。keller-kiliani（k-k）反应 以冰醋酸为溶剂,三氯化铁-浓硫酸为试剂 作用于2-脱氧糖的显色反应。吸附色谱法固定相是一种吸附剂，利用其对试样中诸组分吸附能力的差异，而实现试样中诸组分分离的色谱法。co2超临界萃取 是一种物理分离和纯化的方法，利用压力和温度对co2超临界流体溶解能力的影响而进行的，其萃取过程由萃取和分离过程组合而成。在超临界状态下，将co2与待分离的物质接触，使其按照沸点高低、极性大小、和分子量大小将成分依次萃取出来。二、简答题1、常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？答： 石油醚苯氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇 丙酮乙醇甲醇水 与水互不相溶 与水相混溶2、溶剂提取的方法有哪几类？答：溶剂提取法分冷提法和热提法两种3、试述吸附剂硅胶、al2q3、活性炭、聚酰胺、葡聚糖凝胶的分离原理。答：(1) 硅胶：吸附容量较大，分离范围广，能用于极性和非极性化合物的分离，但不宜分离碱性物质。(2) 氧化铝：有碱性氧化铝、中性氧化铝和酸性氧化铝。碱性氧化铝其中混有碳酸钠等成分而带有碱性，对于分离一些碱性成分颇为理想。中性氧化铝是由碱性氧化铝除去氧化铝中碱性杂质再用水冲洗至中性得到的产物。酸性氧化铝是氧化铝用稀硝酸或稀盐酸处理得到的产物。(3) 活性炭：具有较强的亲和能力，在水溶液中吸附力最强，在有机溶剂中较弱。(4) 聚酰胺： 不溶于水、甲醇等常用有机溶剂，对碱较稳定，可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸。(5) 葡聚糖凝胶：具有多孔网状结构。网孔的大小决定了被分离物质能够自由出入凝胶内部的分子量范围。4、简述硅胶吸附色谱法的分离原理、常用的流动相系统及应用。答：利用被分离物质在吸附剂上被吸附能力的不同，用溶剂或气体洗脱使各组份得到分离。常见的流动相主要有：乙腈-水溶液、乙腈-醋酸水溶液、甲醇-水溶液、乙腈-磷酸水溶液等。用作流动相的物质有：气体、液体、超临界流体等。5、什么是糖的d型、l型、型、型，试举例说明。答：通常所谓的单糖构型是指分子中离羰基碳最远的那个手性碳原子的构型，如果在投影式中此碳原子上的羟基具有与d（+）-甘油醛c2-oh相同的取向，则为d型糖，反之为l型糖。由于单糖有-和-两种型式，生成的糖苷也有-和-型之分。天然存在的糖苷多为型。6、试述酸催化水解反应难易的规律。答：酸催化水解的难易与苷键原子的电子云密度及其空间环境有密切的关系，只要有利于苷键原子的质子化就有利于水解，其水解难易的规律可概括为：按苷键原子不同，酸水解的易难顺序为：n-苷o-苷s-苷c-苷。呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。酮糖较醛糖易水解。吡喃糖苷中吡喃环的c-5上取代基越大越难水解，因此五碳糖最易水解，其顺序为五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖。氨基糖较羟基糖难水解，羟基糖又较去氧糖难水解。芳香属苷，如酚苷因苷元部分有供电子结构，水解比脂肪属苷如萜苷、甾苷容易得多。苷元为小基团者，苷键横键的比苷健竖键的易水解，因为横键上原子易于质子化。苷元为大基团者，苷键竖键的比横键的易水解，因为苷的不稳定性促使水解。n-苷易接受质子，但当n原子处于嘧啶或酰胺位置时，n-苷也难于用矿酸水解。7、试述过碘酸裂解反应的适用范围及反应步骤，试举例说明。答：苷元结构容易改变的苷以及c-苷的水解特别适宜。但不适于苷元上也有1，2-二元醇结构的苷类。 步骤：第一步在水或稀醇溶液中，用naio 4 在室温条件下 将糖氧化裂解为二元醛；第二步将二元醛用nabh 4 还原 为醇，以防醛与醛进一步缩合而使水解困难，第三步调 节ph2左右，室温放置让其水解。8、试述糖链结构测定的一般步骤。 单糖的组成 ;单糖之间连接位置的决定;糖链连接顺序的决定;苷键构型的决定9、简述碱溶酸沉法提取香豆素类化合物的依据以及提取时注意点。 香豆素类化合物具有内酯环结构，碱性条件下可水解开环，生成顺式邻羟基桂皮酸的盐溶于水，在酸性条件下又闭环恢复为内酯环结构。但如果遇碱液长时间加热，开环结构将遭到破坏，异构化为反式邻羟基桂皮酸衍生物，此时，再也不可能环合为内酯。因此在提取香豆素时，要注意温度的控制、加热时间的长短且碱度不宜过高。10、香豆素类化合物可以用哪几种方法提取？如何检拾某种药材中含有香豆素类成分。 三种:溶剂法、酸碱法、超临界流体提取法 将药材粉碎，用有机溶剂提取，将提取液点于薄层色谱上，用石油醚-氯仿系统展开，在紫外光灯下检视，如有荧光斑点，即可确认。11、强心苷中苷元与糖的连接方式有哪几类？强心苷类按与苷元与糖的连接方式不同分为以下三种类型：型强心苷：苷元-（2，6-二去氧糖）x-（d-葡萄糖）y型强心苷：苷元-（6-去氧糖）x-（d-葡萄糖）y型强心苷：苷元-（d-葡萄糖）y12、简述强心苷酶水解和酸水解的特点。（1)酸水解温和酸水解特点：对苷元的影响小，不引起脱水反应，可水解去氧糖的苷键(2)酸水解强烈的酸水解特点：强心苷元常发生脱水反应，形成缩水苷元，可水解2-羟基糖苷(3)酶水解特点：有水解葡萄糖的酶，无水解a-脱氧糖的酶13、验强心苷是否存在，一般需做那几个方面的检拾反应。答:一般需做3个方面的检识(1) 甾体母核的显色反应; (2)不饱和内酯环的显色反应; (3)2-脱氧糖的显色反应14、如何从玄参科植物毛地黄叶中获得西地兰？从玄参科植物毛花洋地黄叶中获得地高？西地蓝为去乙酰毛花洋地黄苷丙.从毛花洋地黄叶中获得西地蓝分为三步,即首先从毛地黄中地提取总强心苷,然后从总苷中分离出苷丙,再将苷丙脱乙酰基处理,即可得到西地蓝。地高是由玄参科植物毛花洋地黄叶中提取的强心苷。15、简述甾体皂苷的结构特征及其分类。1.甾体皂苷的结构特征（1）甾体皂苷由甾体皂苷元与糖缩合而成。苷元由27个碳原子组成，基本碳架是螺甾烷。（2）苷元结构中有六个环，其中，a、b、c、d四个环为甾体母核，e环和f环以螺缩酮形式相连接，构成螺甾烷结构。（3）e环和f环中有c20、c22、和c25三个手性碳原子。（4）苷元分子常在c3位上连有羟基，多为取向，糖基多与苷元的c3-oh成苷。也有在其它位如c1、c26位置上成苷。（5）组成甾体皂苷的糖以d-葡萄糖、d-半乳糖、d-木糖、l-鼠李糖和l-阿拉伯糖较为常见。寡糖链可能为直链或分枝链。皂苷元与糖可能形成单糖链皂苷或双糖链皂苷。（6）甾体皂苷分子结构中不含羧基，呈中性，故又称中性皂苷（三萜皂苷又称为酸性皂苷）。2.甾体皂苷的分类按螺甾烷结构中c25的构型和f环的环合状态，将甾体皂苷分为四种类型。（1）螺甾烷醇型（c25的绝对构型为s型）：由螺甾烷衍生的皂苷为螺甾烷醇型皂苷。如从中药知母中分得的知母皂苷a-。（2）异螺甾烷醇型（c25的绝对构型为r型）：由异螺甾烷衍生的皂苷为异螺甾烷醇型皂苷。如从薯蓣科薯蓣属植物根茎中提取的薯蓣皂苷。（3）呋甾烷醇型：由f环裂环而衍生的皂苷称为呋甾烷醇型皂苷。呋甾烷醇型皂苷中c3位成苷外，c26-oh上多与葡萄糖成苷，但其苷键易被酶解。（4）变形螺甾烷醇型：由f环为呋喃环的螺甾烷衍生的皂苷为变形螺甾烷醇型皂苷。其c26-oh为伯醇基，均与葡萄糖成苷。16、试用三种方法鉴别酸性皂苷和中性皂苷。分段沉淀法：将皂苷溶于少量甲醇或乙醇，然后分步加入乙醚、丙酮或乙醚-丙酮混合溶剂，将皂苷分步沉淀出来。 胆甾醇沉淀法：甾体皂苷与胆甾醇可生成难溶性分子复合物，利用这条性质可以与其他水溶性成分分离开来，达到精制的目的。 铅盐沉淀法：可以分离酸性皂苷和中性皂苷，方法是将粗皂苷溶于少量乙醇中，加入过量饱和的中性醋酸铅溶液，搅拌，使得酸性皂苷完全沉淀，然后再向滤液中加入饱和碱性醋酸铅溶液，中性皂苷又能沉淀析出。最后进行脱铅处理，即可使酸性、中性皂苷得到分离。17、如何利用铅盐法分离甾体皂苷和三萜皂苷？将粗皂苷溶于少量乙醇中，加入过量饱和的中性醋酸铅溶液，搅拌，使得酸性皂苷完全沉淀，然后再向滤液中加入饱和碱性醋酸铅溶液，中性皂苷又能沉淀析出。最后进行脱铅处理，即可使酸性、中性皂苷得到分离。18、简述生物碱碱性的影响因素及如何影响、影响结果？1）氮原子的杂化方式。氮原子杂化程度的升高，碱性增强。2）诱导效应。生物碱分子中的氮原子上的电子云密度可受氮原子附近供电基（如烷基）或和吸电基（如各类含氧基团、芳环、双键）诱导效应的影响。供电诱导使氮原子上电子云密度增加，碱性增强。3）共轭效应。一般来说，空间效应与诱导效应共存，空间效应居主导地位；共轭效应与诱导效应共存，共轭效应居主导地位。4）空间效应。氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素，而使质子难于接近氮原子，碱性减弱。如东莨菪碱、利血平等。 5）氢键效应。当生物碱成盐后，氮原子附近如有羟基、羰基，并处于有利于形成稳定的共轭酸分子内氢键时，氮上的质子不易离去，则碱性强。如10-羟基可待因。19、有哪些化合物可干扰生物碱沉淀反应？怎样排除这些干扰？共存的蛋白质、多肽、鞣质等成分，这些物质也能与生物碱沉淀试剂发生沉淀的反应。为了避免其干扰，可将酸水液经碱化后用氯仿萃取，除去水溶性干扰成分，然后用酸水从氯仿中萃取出生物碱，以此酸水液进行沉淀反应。20、述离子交换法提取生物碱的原理。离子交换法原理如下：生物碱盐通过强酸型阳离子交换树脂柱后，使生物碱盐阳离子交换在树脂上，而非生物碱化合物则流出柱外，将交换后的树脂晾干，然后用氨水碱化、氯仿提取。21、简述吗啡、可待因的分离原理及步骤。吗啡和可待因的分离原理是利用它们的酸碱度不同来进行分离的。首先把鸦片溶于稀酸中，然后把ph值调至6左右，这样就可以把那可洒汀和罂粟碱分离出来。再将溶液的ph值调为9左右，这样就把吗啡沉淀下来了。这时再加适量乙醚，这样就将可待因和蒂巴因转到醚层中咯，吗啡和可待因就这样分开了。22、试述苦参、麻黄、鬼臼属植物，五味子中主要化学成分的结构特征苦参主要化学成分有生物碱类，结构特征是均具有四环的喹嗪啶；黄酮类化合物，具有抗炎、抗菌、抗癌等多种药理作用和广阔的开发及应用前景,是一类非常有药用价值的活性成分。麻黄中主要成分为生物碱，具有发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿的功能。鬼臼类植物主要成分为木脂素类和黄酮类，具有抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、抗氧化等生物活性。五味子含有木脂素、挥发油、有机酸、维生素、三萜、倍半萜及多糖等多种化学成分。对人体的中枢神经系统、呼吸系统有兴奋作用，对必脏、肝脏、血压有调节作用，对人的视力、听力有强化功能；促进胆汁分泌，提高抗菌能力。23、试述挥发油中各类成分的鉴定方法挥发油为多种类型化合物的混合物，其中有脂肪族化合物、芳香族化合物，但更多为萜类衍生物，物理常数的测定比重、旋光、折光等化学常数的测定1酸价：指中和1克挥发油中的游离羧酸和酚性成分所需要的koh毫克数。2酯价：1克挥发油中的酯水解时所需要koh毫克数。3皂化价：酸价 + 酯价，即1克挥发油所需koh的总量。官能团的鉴定酚类：fecl3蓝色、蓝紫或绿色羰基化合物：硝酸银/nh3 银镜反应 (醛类等还原性物质) 苯肼或羟胺产生结晶形衍生物 (醛或酮类)不饱和化合物和薁类衍生物：溴/chcl3红色褪去含不饱和化合物 蓝、紫或绿色含薁类成分内酯类化合物：挥发油/ + 亚硝酰铁氰化钠/naoh 红色逐渐消失(吡啶液) (legal反应) (含不饱和内酯)24、试述碱溶酸沉法提取黄酮类化合物的步骤与注意事项。用碱性水（碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙水溶液）或碱性稀醇（乙醇）浸出，浸出液经酸化后析出黄酮类化合物。氢氧化钠水溶液的浸出能力高，但杂质较多，不利于纯化。注意事项：一般应注意酸碱性不宜过强，以免强碱在加热时破坏黄酮，也防止在酸化时生成盐，使析出的黄酮又复分解，影响收得率。25、简述奥类、环稀醚萜类化合物物理化性质。性状：奥类、环稀醚萜类化合物为白色结晶体或无定形粉末，多具旋光性、吸湿性，味苦。 溶解性：环烯醚萜苷类化合物分子量一般较小，大多具有极性官能团，偏亲水性，易溶于水、甲醇，可溶于乙醇、丙酮和正丁醇，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。环烯醚萜苷的亲水性较其苷元的亲水性更强。 水解性：环烯醚萜苷对酸很敏感，其苷键极易被酸水解，生成的苷元很不稳定，易发生聚合反应，在不同水解条件下（温度、酸度等），产生不同颜色的变化或沉淀。玄参、地黄等炮制加工变黑，均与此有关。 鉴别反应：环烯醚萜分子结构中具有半缩醛羟基，性质很活泼，能与一些试剂产生颜色反应，可用于环烯醚萜及其苷的鉴别。如：氨基酸反应：游离的苷元与氨基酸加热，产生深红色至蓝色，最后生成蓝色沉淀。 乙酸-铜离子反应：苷元溶于冰醋酸，加少量铜离子，加热，显蓝色反应。26、简述黄酮类化合物的溶解性及pc鉴定的特性。黄酮苷类易溶于热水，甲醇，乙醇。难溶或不溶亲脂性有机溶剂中，一般多糖苷在水中的溶解度大于单糖苷。纸色谱（pc）：适用于分离各种天然黄酮类化合物及其苷类混合物。黄酮类化合物分子中羟基苷化后，极性随之增大，在醇性展开剂中rf 值相应降低。27、简述挥发油的组成。1.萜类成分 挥发油中的萜类成分主要是单萜和倍半萜及其含氧衍生物。单萜和倍半萜及其含氧衍生物构成了挥发油的主要的活性成分。其中，它们的含氧衍生物多具有较强的生活活性，并且是挥发油具芳香气味的主要组成成分。 2.脂肪族成分 挥发油中的脂肪族成分多为一些小分子化合物，具有挥发性。鱼腥草所含挥发油主要有效成分为癸酰乙醛，具有抗菌作用，有鱼腥气味。 3.芳香族成分 挥发油中的芳香族化合物大多为苯丙素衍生物，如桂皮挥发油中具有解热镇痛作用的桂皮醛等。 环烯醚萜不属于单萜，多成苷存在于植物体内。28、试述中药大黄中的主要化学成分，并设计ph梯度萃取法提取分离大黄中的大黄酸、大黄素、大黄素甲醚（1）主要成分是蒽醌甙及双蒽酮甙，脂肪酸、草酸钙、葡萄糖、果糖和淀粉。（2）试设计从该中药中提取、分离三种苷元的流程 中药材粗粉 等体积稀硫酸、氯仿水浴回流4h 氯仿层溶液 剩余物（药渣以及水溶性杂质）5%nahco3萃取碱水层 氯仿层 酸化 5%naco3萃取 黄色沉淀 （大黄酸） 碱水层 氯仿层 （大黄素） （大黄素甲醚）29、中药地黄经干燥制备或受潮可变黑色，与皮肤接触使皮肤变为蓝色，试述其原因。因苷类水解的产物氧化聚合所致。苷易被酸水解，生成的苷元因具有半缩醛结构，性质活泼，易进一步氧化或聚合而显深色；甚至随水解条件的不同产生各种不同颜色的沉淀。30、简述糖类化合物的鉴定方法糖类的重要