天然药物化学离线作业20120213.doc

第一章 总论一、填空题必做：1、天然药物化学是指（ ）的一门学科，它的主要研究内容包括对各类天然药物的化学成分主要是（ ）或（ ）的（ ）、（ ）、（ ）、（ ）及其生物合成途径等内容。2. 天然药物是药物的一个重要组成部分，它来源于（ ）、（ ）、（ ）和（ ），并以（ ）为主，品种繁多。3、大孔树脂法分离皂苷，以乙醇-水为洗脱剂时，随着醇浓度的增大，洗脱能力（ ）。4、凝胶过滤色谱又称排阻色谱、（ ），其分离原理主要是（ ），根据凝胶的（ ）和被分离化合物分子的（ ）而达到分离目的。5、正常1H-NMR谱技术能提供的结构信息参数，主要是质子的（ ）、（ ）及（ ）。选作：1、（ ）是我国药品质量控制遵照的典范，记载有关中药材及中成药质量控制的是（ ）部？2、大孔树脂是一类具有（ ），但没有（ ）的不溶于水的固体高分子物质，它可以通过（ ）有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。3、中药和天然药物中常见的（ ）、（ ）、（ ）等属于一次代谢产物，而天然药物化学中最常见的（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等几类化合物一般均属于二次代谢产物，主要来源于来源于（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和复合途径等主要生物合成途径。4. 具有C6-C3骨架的（ ）、（ ）和（ ）以及C6-C3- C6骨架的（ ），在生源途径上均来源于（ ）途径。5、涡流色谱是一种在线（ ）技术，可以实现生物样品的在线（ ）并直接用于（ ），可大大缩短处理过程，是当前处理生物样品较为先进的一种技术。其处理的原理是利用（ ）的填料使流动相在（ ）下产生的涡流状态，从而对生物样品进行（ ）和（ ）。二、问答题必做：1、天然药物化学的基本概念？其研究对象、研究内容及研究意义是什么？2、基本概念和名词解释： 天然药物化学，天然药物，活性成分； 相似相溶原则，亲水性有机溶剂，亲脂性有机溶剂； 分配色谱、吸附色谱、滤过色谱、离子色谱； 正相分配色谱，反相分配色谱，加压液相色谱，高效液相色谱，液滴逆流色谱，高速逆流色谱； 红外光谱，紫外光谱，核磁共振，质谱；1H-NMR，13C-NMR，2D-NMR；EI-MS，FAB-MS，ESI-MS。3、写出下列各种色谱的分离原理：正相分配色谱，反相分配色谱，硅胶色谱，聚酰胺色谱，凝胶滤过色谱，离子交换色谱。4、中药有效成分的提取方法有哪些？其中最常用的方法是什么？从具体操作上大致与可分为哪几种方法？5、对天然药物化学进行研究过程中常用的有机溶剂有哪些？其极性大小顺序如何？什么溶剂沸点特别低而需隔绝明火？什么溶剂毒性特别大？什么溶剂密度大于1？哪些是亲脂性溶剂？哪些是亲水性溶剂？6、根据物质在两相溶剂中的分配比的不同进行分离的方法有哪些？各有什么特点？7、天然药物化学成分结构鉴定时常见有哪几种波谱技术？特有什么特点？选作：1、基本概念和名词解释： 浸渍法，渗漉法，煎煮法，回流法，超临界流体萃取法，超声提取法，微波提取法；水蒸气蒸馏法。 极性吸附剂，非极性吸附剂，聚酰胺，大孔树脂，阳离子交换树脂，阴离子交换树脂；Sephadex LH-20；超滤膜；2、中药有效成分的分离精制方法有哪些？最常用的方法是什么？3、判断一个被分离得到的化合物的纯度，可选用哪些方法？4、简答有关涡流色谱的含义、原理和技术优缺点。5.、简答离子对色谱的的分离原理及其在高效液相色谱中的应用。6、比较分析下列化合物的Rf值大小顺序，并说明理由。（1）吸附剂：级中性氧化铝（小于160号筛孔）（2）展开剂：氯仿甲醇（991）（3）显色剂：Kedde试剂。Rf值大小顺序： 名称 R R1 黄夹次苷甲 CHO H黄夹次苷乙 CH3 H黄夹次苷丙 CH2OH H黄夹次苷丁 COOH H单乙酰黄夹次苷乙 CH3 COCH3第二章 糖和苷类化合物一、填空题必做：1、糖的绝对构型，在哈沃斯（Haworth）式中，只要看六碳吡喃糖的C5（五碳呋喃糖的C4）上取代基的取向，向上的为（ ）型，向下的为（ ）型。糖的相对构型是指端基碳原子C1羟基与六碳糖C5（五碳糖C4）取代基的相对关系，当C1羟基与六碳糖C5（五碳糖C4）上取代基在环的（ ）为构型，在环的（ ）为构型。2、苷类又称为（ ），是（ ）与另一非糖物质通过（ ）连接而成的一类化合物。苷中的非糖部分称为（ ）或（ ）。按苷键原子分类，常将苷类分为（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。3、苷类的溶解性与苷元和糖的结构均有关系。一般而言，苷元是（ ）物质而糖是（ ）物质，所以苷类分子的极性、亲水性随糖基数目的增加而（ ）。4、苷类常用的水解方法有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）等。对于某些在酸性条件下苷元结构不太稳定的苷类可选用（ ）、（ ）和Smith降解法等方法水解。5、麦芽糖酶只能使（ ）水解；苦杏仁酶主要水解（ ）。选作：1、糠醛形成反应是指具有糖类结构的成分在（ ）作用下脱水生产具有呋喃环结构的糠醛衍生物的一系列反应；糠醛衍生物则可以和许多（ ）、（ ）以及具有活性次甲基基团 的化合物（ ）生成有色化合物。据此原理配制而成的Molish试剂就是有（ ）和（ ）组成，通常可以用来检查（ ）和（ ）成分，其阳性反应的结果现象为（ ）。2、由于一般的苷键属缩醛结构，对烯碱较稳定，不易被碱催化水解。但（ ）、（ ）、（ ）和（ ）的苷类易为碱催化水解。3、苷类成分和水解苷的酶往往（ ）于同一生物体内。4、用质谱法测定苷类成分的分子量可以选用（ ）等，而不能选用（ ）等。5、多糖根据其单糖的组成一般可分为（ ）和（ ）。存在于植物中的多糖大多具有（ ）或（ ）等生物活性，其种类可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。动物多糖则主要分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。二、简答题必做：1、排出下列各化合物在酸水解时的难易程度，请按由易到难的顺序列出并简单说明理由。2、用化学方法鉴别下列各组化合物 3. 写出苷类成分常用的几种水解方法，并比较各方法的异同点。4. 对于苷元结构不稳定的化合物，宜选用哪些方法进行水解？为什么？选作：1、用波谱方法（1H-NMR）鉴别下列各组化合物 2、菊糖属于哪种多糖？其组成如何？一般临床上可做何种用途？3、用一般的水提醇沉法提的的多糖中常含有较多的蛋白质而影响质量，问如何予以纯化（脱蛋白）？第三章 苯丙素类化合物一、填空题必做：1、广义的苯丙素类化合物包括（ ），（ ），（ ）和（ ），（ ）。2、天然香豆素类化合物一般在（ ）上具有羟基，因此，（ ）可以认为是天然香豆素类化合物的母体；按其母核结构，可分为（ ）类，（ ）类，（ ）类，（ ）类。3、香豆素因具有内酯结构，可以发生（ ）反应并显（ ）色而可以鉴别；并且，因在碱液中开环，酸液中闭环，而可以用（ ）法提取；小分子香豆素因具有（ ），可用水蒸汽蒸馏法提取。4、香豆素在碱溶液中适当加热，则内酯环（ ），在经酸化后内酯环又（ ），利用此原理可用（ ）方法进行提取某些香豆素类成分。选作：1、（ ）为苯丙素中广泛分布于植物界的酚酸类成分，其主要结构单元为（ ）、（ ）、（ ）及其衍生物类。如广泛存在于金银花、茵陈和菊花等常用中药中成分（ ），具有明显的抗菌、消炎、利胆等作用，其结构为（ ）和奎宁酸形成的酯类成分。2、丹参为常用传统中药，属（ ）鼠尾草属植物丹参（Salvia miltiorrhiza）的干燥（ ）。其水溶性化学成分主要有（ ）、（ ）等化合物，主要具有（ ）、（ ）和（ ），是丹参治疗冠心病的主要活性成分。其另一类活性成分为丹参菲醌类成分，主要有（ ）和（ ）成分，也有类似的疗效，临床上治疗冠心病和心肌梗死有效。3、小分子的香豆素有（ ），能随水蒸汽蒸出，并能具有升华性。4、一香豆素单糖苷经H1-NMR测试其端基氢质子的为5.53ppm(J=8Hz)， 经酸水解得葡萄糖，其苷键端基的构型为（ ）。二、简答题必做：1、写出下列化合物的结构式并写出成分母核类型 对羟基桂皮酸 丹参素 伞形花内酯 补骨脂内酯 鬼臼毒素 五味子素2、写出下列化合物的化学结构，并比较下列已知条件下各化合物Rf值的大小顺序，并写明分离原理样品：7-羟基香豆素、7，8-二羟基香豆素、7-O-葡萄糖基香豆素、7-甲氧基香豆素等4个化合物；色谱条件：硅胶G薄层板，以苯-丙酮（5:1）展开，紫外灯下观察荧光。3、用化学方法鉴别下列化合物，并写明实验条件和结果现象 伞形花内酯、槲皮素、黄花夹竹桃苷元 选作：1、完成化学反应式，并根据这两个反应式的结果，简单叙述酸碱法提取香豆素的原理及关键注意点。2、用波谱方法鉴别下列化合物，并写明实验条件和结果现象 1H-NMR：线型呋喃香豆素与角型呋喃香豆素。3、中药王不留行是石竹科麦蓝菜属植物麦蓝菜的种子，具有行血通经的作用，提取分离得其主成分经鉴定为麦蓝菜苷，主要光谱数据列举如下：FAB-MS（m/z）521 M+H+；分子式为C22H32O14；IR（KBr cm-1）3391，1724，1603，1518，993；1H-NMR（500 MHz,C5D5N,）7.02 (1H, d, 1.5 Hz),7.23 (1H, d, 7.9 Hz), 6.91 (1H, dd,7.9,1,5 Hz ),3.04 (2H, t,7.5 Hz),2.84 (2H , t, 7.5 Hz),4.0 6.0 (14H, m)。【并且已知13C-NMR（500 MHz,C5D5N,）在65 106区域有12个C，数据与蔗糖一致；根据其二维谱已知葡萄糖的6位上与苷元的酯基碳相连。】请推测并写出其苷元结构，简述各波谱数据与结构的关系（对号标注）。三、分析题必做：1、波谱综合解析题在罗布麻叶的化学成分研究中，分离得到一棒状晶体，mp 203-205，175以上具有升华性；UV灯下显蓝色荧光，异羟肟酸铁反应呈红色；测得波谱数据如下：1H-NMR（CDCl3）: 3.96 (3H, s); 6.11 (1H, s, D2O交换消失)；6.26（1H，d，J = 10 Hz）；6.38（1H，s）；6.90（1H，s）；7.60（1H，d，J = 10 Hz）。MS m/z: 192 (M+), 177, 164, 149, 121。根据以上数据推断该化合物的结构式。第四章 醌类化合物一、填空题必做：1、大黄中游离蒽醌类成分主要有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。2、醌类化合物结构中酸性最强的基团是（ ）和（ ），次强的是（ ），最弱的是（ ）。3、用于检查所有醌类化合物的反应有（ ），只检查苯醌和萘醌的反应有（ ），一般羟基醌类都有的显色反应是（ ），专用于蒽酮类化合物的是（ ）。4、（ ）醌类化合物一般都具有升华性，均可用（ ）检查，主要镜检其结晶形状呈针状或羽毛状，同时也可以通过滴加（ ）使呈红色而验证。选作：1、醌类化合物在中药中主要分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种类型。中药丹参中的丹参醌IIA属于（ ）类化合物，决明子中的主要泻下成分属于（ ）类化合物，紫草中的主要紫草素类属于（ ）类化合物。2、通常蒽醌的1H-NMR中母核两侧苯环上的质子常处于（ ），而其质子则常位于（ ），原因是质子受到羰基的（ ）作用。3、大黄中的蒽苷用LH-20凝胶柱层析，以70%甲醇洗脱，其流出的先后顺序： （ ） （ ） （ ） （ ），其分离原理是（ ）。A蒽醌二葡萄糖苷 B二蒽酮苷 C游离蒽醌苷元 D蒽醌单糖苷二、简答题必做：1、判断下列各组已知结构化合物的酸性大小，并用pH梯度萃取法予以分离。 2、判断下列各组化合物在硅胶薄层色谱并以Et2O-EtOAc（2:1）展开时的Rf值大小顺序，并简述分离原理。 大黄酸（A）、大黄素（B）、大黄素甲醚（C）、芦荟大黄素（D）、大黄酚（E）。3、用化学方法鉴别下列各组化合物，写明反应条件和结果现象 选作：1、写出大黄中最主要的五种羟基蒽醌类化合物（大黄素，大黄酸，大黄酚，大黄素甲醚和芦荟大黄素）的结构式，并说明其酸性强弱情况和用pH梯度萃取法分离的基本原理。2、完成化学反应式。 三、分析题必做：1、提取分离工艺题大黄等蓼科植物药材中一般均含有下列4种化合物，现以如下提取分离工艺流程进行提取和初分。请问各化合物分别于什么部位得到? 请将各化合物按A、B、C、D代号，分别填于、中的合适部位，并简述其分离原理。 药材粉末 CHCl3回流提取 CHCl3提取液 适当浓缩 CHCl3浓缩液 5% NaHCO3液提取碱水层 CHCl3层中和、酸化 5% Na2CO3液提取结晶、重结晶 碱水层 CHCl3层 中和、酸化 0.5% NaOH液提取 结晶、重结晶 CHCl3层 碱水层 中和、酸化 结晶 分离原理：（请参照教科书内容，先按醌类化合物的酸性强弱功能基顺序排序，再用pH梯度萃取法予以叙述）2、波谱综合解析题某化合物橙红色针晶，具有升华性，分子量254，分子式为C15H10O4；与10%NaOH溶液反应呈红色；波谱数据如下。UV maxnm（lg）：225（4.37），256（4.33），279（4.01），356（4.07），432（4.08）。IR maxcm-1：3100，1675，1621。1H-NMR（CDCl3） ：2.41（3H，br，s，W1/2=2.1Hz）；6.98（1H，br，s，W1/2=4.0Hz）；7.23（1H，d，J=8.5Hz）；7.30（1H，br，s，W1/2=4.0Hz）；7.75（1H，d，J=8.5Hz）；7.51（1H，m）。MS m/z：254，226，198。综合所给条件，解析出该化合物结构式（要求解析全部有用的条件和数据）并即将波谱数据在结构上对号标注。第五章 黄酮类化合物一、填空题必做：1、聚酰胺的吸附作用是通过聚酰胺分子上的（ ）和黄酮类化合物分子上的（ ）形成（ ）而产生的。2、葡聚糖凝胶柱色谱分离黄酮苷时的原理主要是（ ），分子量大的物质（ ）洗脱；分离黄酮苷元时的原理是（ ），酚羟基数目多的物质（ ）洗脱。二、简答题必做：1、写出下列化合物的结构式，指出其结构类型。 山奈酚 槲皮素 杨梅素 芦丁 甘草素2、判断下列各组化合的Rf值大小或在色谱柱上的流出顺序。 下列化合物进行硅胶薄层层析，以甲苯-氯仿-丙酮（8:5:5）展开，判断其Rf值大小：A、芹菜素 （5,7,4-三羟基黄酮）B、山奈酚 (3,5,7,4-四羟基黄酮)C、槲皮素 （3,5,7,3,4-五羟基黄酮）D、桑色素 （3,5,7,2,4-无羟基黄酮）E、高良姜素 （3,5,7-三羟基黄酮） 下列化合物进行纸层析，以BAW系统（4:1:5,上层）展开，判断其Rf值大小：A、木犀草素 （5,7,3,4-四羟基黄酮）B、刺槐素 （5,7-二羟基， 4-甲氧基黄酮）C、槲皮素D、芹菜素E、槲皮苷 (槲皮素-3-O-鼠李糖苷)F、.芦丁（槲皮素-3-O-芸香糖苷） 下列化合物进行纸层析，以5%乙酸水溶液展开，判断其Rf值大小：A、槲皮素B、二氢槲皮素C、异斛皮苷（槲皮素-3-O-葡萄糖苷）D、芦丁 下列化合物进行聚酰胺柱色谱分离，以含水乙醇梯度递增洗脱，判断其洗脱顺序：A. B.C. D. E. F. 用Sephadex LH-20柱色谱分离下列化合物，以甲醇洗脱，判断其洗脱顺序：A、槲皮素-3-芸香糖苷B、山奈酚-3-半乳糖鼠李糖-7-鼠李糖苷C、槲皮素-3-鼠李糖苷D、槲皮素E、芹菜素F、木犀草素G、杨梅素（5,7,3,4,5-五羟基黄酮醇）3、鉴别下列各组化合物，并写出反应条件和反应结果。 A B C a b c 4、写出槐米主成分芦丁的化学结构，设计从槐米中提取芦丁的工艺流程，说明提取原理、注意点和实验条件。选作：1、写出下列化合物的结构式，指出其结构类型。 芹菜素 木犀草素 大豆素 陈皮苷 香叶木素2、纸色谱法分离鉴定化合物时，常用Rf 值大小来判别结果，试问： 简述其分离原理，并述明Rf值与分离结果的关系； 当展开剂为BAW（正丁醇：醋酸：水，4：1：5，上层）时，下列化合物的Rf值大小顺序如何？3%NaCl溶液展开时又如何？3、比较下列化合物在纸色谱中的Rf值，展开剂分别为水饱和的正丁醇和3%NaCl水溶液。三、波谱综合解析题：必做：1、某化合物为黄色结晶，分子量316，分子式为C16H12O7；盐酸-镁粉反应呈红色，FeCl3反应呈蓝色，锆盐-枸橼酸反应，黄色不褪，Molish反应呈阴性；波谱数据如下。UV max nm：MeOH 254，267sh，369；NaOMe 271，325，433；AlCl3 264，300，364，428；NaOAc 276，324，393；NaOAc/H3BO3 255，270sh，300sh，377。1H-NMR ( DMSO-d6 )：: 3.83 (3H, s)；6.20 (1H, d, J = 2.0 Hz)；6.48 (1H, d, J = 2.0 Hz)；6.93 (1H, d, J = 8.2 Hz)；7.68 ( 1H, dd, J = 1.8 & 8.2 Hz)；7.74 (1H, d, J = 1.8 Hz)；9.45 (1H, s)；9.77 (1H, s)；10.80 (1H, s)；12.45 (1H, s)。EI-MS m/z (%)：316 (M+, 100)，301 (11)，153 (10)，151 (8)，123 (12)。请综合解析以上各种条件和数据，并推断出该化合物的可能结构式。2、有一黄色针状结晶，mp 285 （Me2CO），FeCl3反应（），HCl-Mg反应（），Molish反应（），ZrOCl2反应黄色，加枸橼酸黄色消退，SrCl2反应（）。EI-MS给出分子量284。其光谱数据如下，试推出该化合物的结构（简要写出推导过程），并将1H-NMR信号归属。UV ( max nm ) ： MeOH 266.6，271.0，328.2；MeONa 267.0（sh），276.0，365.0；NaOAc 267.0