天然药物化学()ppt课件

天然药物化学 卫生部规划教材 第四版 天然药物化学教研室薛培凤 第一章总论 第一节绪论第二节生物合成第三节提取分离方法第四节结构研究法 第一章总论 第一节绪论 一 天然药物及其相关术语二 天然药物化学的定义 研究对象 研究内容三 天然药物化学发展历史沿革和现状四 天然药物化学在中药现代化中的作用 一 天然药物及其相关术语 1 天然药物的定义 天然来源2 天然药物的来源 植物动物矿物微生物海洋天然药物 3 天然药物相关术语 天然药物naturalmedicine中草药chineseherbalmedicine 本草纲目 1892种 本草纲目拾遗 1021种目前我国药用植物总数 15000余种中药TraditionalChineseMedicine草药herbaldrug民族药EthnicMedicine蒙药MongoliaMedicine藏药TibetanMedicine苗药Miaodrug生药Crudedrug 4 天然药物研究现状 疾病谱 医疗模式 药物结构的改变传染 感染性疾病 身心疾病 现代病治疗 预防 保健 治疗 康复化药 化药天然药国际市场对天然药物的需求日益增大2000年全球植物药销售额 300亿美元天然药物销售额年增长幅度 欧共体 30 美国 20 日本 15 4 天然药物研究现状 世界各地加强天然药物研发的投入1983 1994年 上市522种新药 44 天然来源1984 1995 FDA 31种抗癌新药 61 天然来源93种抗感染新药 63 天然来源关于天然产物的学术交流日渐活跃 独特的 不可替代的作用 内在本质 物质基础 二 天然药物化学的定义 研究对象 研究内容 1 定义及相关术语2 研究对象3 研究内容 1 天然药物化学定义及相关术语 天然药物化学ChemistryofnaturalmedicineMedicinalchemistryofnaturalproducts运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分 以生理活性成分或有效成分为主 中药化学ChemistryofTCM植物化学Phytochemistry天然产物化学Chemistryofnaturalproducts 2 天然药物化学的研究对象 研究对象 化学成分chemicalconstituents特别是生理活性成分或有效成分activecompound成分的复杂性 不同药物所含成分类型不同每种类型成分的数目相当多同种药物所含成分结构 性质各异 2 天然药物化学的研究对象 生理活性成分activecompound constituent非生理活性成分inactivecompounds 有效成分无效成分有效部位activefraction一种主要有效成分 一组结构相近的有效成分有毒成分toxiccompound 生理活性成分并不一定真正代表有效成分有效成分与无效成分的划分是相对的 发展的A 不同类型成分 在不同天然药物中作用不同B 原来视为无效成分 可能成为有效成分C 过去视为有效成分 被修正 完善麝香抗炎成分麝香酮 多肽丹参扩冠丹参醌 丹参酚酸D 加工 代谢等过程 可转化非活性成分为活性成分 正确理解成分的划分 3 天然药物化学的研究内容 结构特点理化性质提取分离方法结构鉴定方法生物合成 结构修饰构效关系生物转化体内代谢过程等 三 天然药物化学发展历史沿革和现状 大体分为以下3个阶段 1 原始和萌芽阶段 18世纪末 2 学科真正形成阶段 19世纪 3 学科迅速发展时期 20世纪 1 原始和萌芽阶段 18世纪末 天然药物识别 使用经验 巫术 迷信色彩文明的进步 对疾病 天然药物的认识趋于客观231 341 晋 葛洪 抱卜子 1575 明 李 医学入门 没食子酸1711 清 洪遵 集验方 樟脑1769 1786 舍勒 酒石酸 苯甲酸 乳酸 苹果酸 没食子酸 2 学科真正形成阶段 19世纪 特点一 以化学成分的发现和分离为主1806 阿片 吗啡 morphine 1820 金鸡纳树皮 奎宁 quinine 1828 烟草 烟碱 nicotine 1885 麻黄 麻黄碱 ephedrine 吐根碱 士的宁 小檗碱 阿托品 可卡因等 2 学科真正形成阶段 19世纪 特点二 结构鉴定以化学方法为主氧化 还原等降解反应 推导结构碎片合成 全合成 证明结构 2 学科真正形成阶段 19世纪 特点三 生源合成途径 本质的揭示生源前体的识别 萜类 MVA生物碱 Aa生源合成本质的揭示 生物细胞内多步酶促反应有机反应理论来解释机制生物合成物质用于结构确定 3 学科迅速发展时期 20世纪 特点一 色谱技术用于天然化合物的分离和纯化1906 俄 Tsweet 碳酸钙为吸附剂 石油醚为洗脱剂 1931 德 KuhnandLederer 氧化铝 碳酸钙为吸附剂 1940 提出了液液色谱法 如逆流分配1952 JamesandMartin 提出气液色谱理论20世纪60年代 高效液相色谱出现 天然化合物的分离向高效 快速 微量发展 特点二 波谱技术用于天然化合物的结构鉴定IR 1944 Pekin Elmer公司 第一台红外光谱仪MS 20世纪 质谱仪EI CI FD FAB ESI MALDIESI TOF MALDI TOFNMR 1953 30MHZ的连续波核磁共振仪70年代 脉冲傅立叶变换核磁共振仪1DNMR 2DNMR30 60 100 300MHz400 500 600 800 900MHzUV X ray ORD CD等 3 学科迅速发展时期 20世纪 特点三 研究深度 广度 速度发生了革命性的变化深度 广度 机体内源活性物质微量 水溶性 不稳定 大分子速度 吗啡 1804 1925利血平 1952 1956生物碱 1952前100年 95个1952 1962 1107个1962 1972 3443个 3 学科迅速发展时期 20世纪 特点四 生物活性测试普遍开展单纯的化合物分离 活性跟踪分离小规模测试 高通量筛选HTShighthroungputscreening 3 学科迅速发展时期 20世纪 四 天然药物化学在中药现代化中的作用 中药发展的机遇天然药物在健康保障体系中的作用中药确切的疗效相对丰富的资源传统中药的诸多弊端药效物质基础不明质量难于控制 药效难于保证剂型落后 必须走中药国际化之路 四 天然药物化学在中药现代化中的作用 1 阐明中药的药效物质基础 中药现代化系统工程的前提2 建立和完善中药的质量评价标准 二次开发3 改进中药制剂剂型 二次开发4 创新药物研发 原创性研发5 扩大药源 1 阐明中药的药效物质基础 探索中药防治疾病机理麻黄功效 发汗散寒 宣肺平喘 利水消肿物质基础 麻黄碱 肾上腺素样作用收缩血管 兴奋中枢 发汗去甲麻黄碱 松弛支气管平滑肌 平喘伪麻黄碱 升压 利尿 消肿 1 阐明中药的药效物质基础 促进中药药性理论研究的深入性 热性 温热药 去甲乌药碱肾上腺素儿茶酚胺类味 辛味药 解表 理气 挥发油归经 同一归经药的相同 相似化学成分有效成分的作用靶点 麻黄碱 解痉 肺经伪麻黄碱 利水 膀胱经有效成分体内代谢动力学 川芎 川芎嗪在肝脏 胆囊分布多 归肝 胆经 1 阐明中药的药效物质基础 阐明中药复方配伍的科学内涵单味药的有效成分研究复方有效成分 各单味药有效成分的简单加和协同 拮抗作用物理 化学作用改变溶出度柴胡 人参人参皂苷增加柴胡皂苷的溶出甘草甘遂甘草皂苷增加甘遂甾萜类的溶出发生化学反应四逆汤 附子 干姜 甘草等乌头碱与甘草皂苷形成不溶性沉淀 减毒黄连吴茱萸小檗碱与大分子酸性成分形成沉淀 1 阐明中药的药效物质基础 阐明中药炮制原理炮制前后有效成分 有毒成分的变化 阐明炮制原理改进炮制工艺制定炮制规范或标准如 延胡索 醋炒 增加生物碱溶出 增效乌头类 蒸煮 水解双酯型生物碱 减毒黄芩 冷浸 淡黄芩 绿 黄芩苷醌变色 热煮 煮黄芩 黄 2 建立和完善中药的质量评价标准 中药材 制剂中有效成分的质量 临床疗效建立科学 灵敏的质控标准科学 质控标准和药效的相关性有效成分 科学的质控指标以有效成分 有效部位 大类成分 有毒成分为指标 多种分析手段中药指纹图谱技术 3 改进中药制剂剂型 二次开发 改革的目标 三效 三小 三便剂型选择 有效成分的溶解性 酸碱性 挥发性 稳定性等水溶性好 注射液双黄连 参脉口服液生脉颗粒剂板蓝根难溶于水 片 胶囊 滴丸等制剂工艺优化 有效成分的理化性质制剂稳定性 有效成分的理化性质 合适PH 适当包装 4 创新药物研发 原创性研发 创新药物研发的必要性入世后化学药品受到专利保护 仿制须向创新转轨新的药品注册法 单纯改变剂型已不能按新药申报创新药物研究的关键切入点 先导化合物的发现从天然药物中发现先导物 创制新药 世界公认的有效途径从中药中发现先导物的优势数千年临床实践 疗效确切丰富的资源 结构 活性的多样性 5 扩大药源 资源可持续可用 甘草 肉苁蓉植物化学分类学原理 亲缘关系近的植物含有相同或相似的化学成分黄连素 黄连 小檗科 防己科 芸香科植物 第二节生物合成 一 一次代谢和二次代谢二 生物合成假说的提出三 主要的生物合成途径 一 一次代谢和二次代谢 一次代谢 对维持植物生命活动不可缺少的过程几乎所有绿色植物中都存在糖代谢 脂肪代谢 蛋白质代谢 核酸代谢一次代谢产物Primarymetabolits对机体生命活动不可缺少的物质糖 脂肪 蛋白质 核酸乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A 莽草酸 氨基酸 一 一次代谢和二次代谢 二次代谢 对维持植物生命活动来说不起重要作用并非所有植物中都存在二次代谢产物Secondarymetabolits对机体生命活动并非不可缺少的物质生物碱 黄酮 萜类 蒽醌 香豆素等 二 生物合成假说的提出 天然化合物之间的结构联系天然化合物与一次代谢产物间的联系 二 生物合成假说的提出 二 生物合成假说的提出 三 主要的生物合成途径 1 醋酸 丙二酸途径 脂肪酸 酚 蒽酮类2 甲戊二羟酸途径 萜 甾体类3 桂皮酸途径 苯丙素 香豆素 木质素 木脂素 黄酮类4 氨基酸途径 生物碱5 复合途径 醋酸 丙二酸 莽草酸径醋酸 丙二酸 甲戊二羟酸途径氨基酸 甲戊二羟酸途径氨基酸 醋酸 丙二酸途径氨基酸 莽草酸径 醋酸丙二酸途径 脂肪酸生物合成 醋酸丙二酸途径 酚类生物合成 醋酸丙二酸途径 蒽醌类生物合成 甲戊二羟酸途径 桂皮酸途径 氨基酸途径 第三节提取分离方法 提取前的准备系统的文献调研原材料的处理保留凭证标本提取分离一般原则已知物或已知结构类型 文献方法 工业方法未知物 活性跟踪 定向分离 第三节提取分离方法 一 中草药有效成分的提取二 中药有效成分的分离与精制 一 中草药有效成分的提取 水蒸汽蒸馏法 挥发性升华法 升华性溶剂提取法 最常用 1 选择溶剂考虑因素2 常见溶剂的种类及其特点3 常用溶剂提取方法4 影响溶剂提取效率的因素 溶剂提取法 溶剂提取法 1 选择溶剂考虑因素 溶剂尽可能多地溶出有效成分 杂质少溶或不溶有效成分 杂质 溶剂的极性 相似相溶原理溶剂的安全性 价廉易得 回收方便等 溶剂提取法 2 常见溶剂的种类及其特点 环己烷 石油醚 苯 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 正丁醇 丙酮 乙醇 甲醇 水极性 亲脂性 亲水性 比水重的有机溶剂 与水可以以任意比例混溶的有机溶剂 与水分层的有机溶剂 能与水分层的极性最大的有机溶剂 常用来从水中萃取苷类 水溶性生物碱类成分的有机溶剂 溶解范围最广的有机溶剂 溶剂提取法 3 常用溶剂提取方法 浸渍法 水 稀醇 冷提渗漉法 乙醇 冷提提取效率高 但溶剂用量大超声提取 各种溶剂 可加热 但所需温度低煎煮法 水回流提取 有机溶剂溶剂用量大连续回流提取 有机溶剂 索氏提取器溶剂反复利用 溶剂提取法 4 影响溶剂提取效率的因素 溶剂方法粉碎度温度时间 二 中药有效成分的分离与精制 分离依据 共存成分的性质差异1 溶解度差异2 分配比不同3 吸附性差异4 分子大小差异5 离解程度不同 1 根据物质的溶解度差异进行分离 调节温度改变混合溶剂的极性调节PH加入某种沉淀试剂 根据物质的溶解度差异进行分离 1 调节温度 温度不同 溶解度改变结晶 重结晶 加另一种极性相差较大的溶剂 混合溶剂极性改变 部分物质沉淀析出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 根据物质的溶解度差异进行分离 2 改变混合溶剂极性 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 酸 碱 两性成分调节PH 改变的分子存在状态 改变溶解度 根据物质的溶解度差异进行分离 3 调节PH 解离型 离子态 H BH B OH H A HA OH 脂溶性 水溶性 酸 碱 两性成分调节PH 改变分子存在状态 改变溶解度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C 调节PH至等电点 沉淀蛋白 根据物质的溶解度差异进行分离 3 调节PH 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 酸 碱成分 加入某种沉淀试剂 水不溶性盐A 酸性成分Pb2 Ba2 Ca2 水悬浮 通H2S母液 B 碱性化合物苦味酸 苦酮酸 磷钼酸 磷钨酸 镭氏盐 强H Et2O萃取H2O层 1 根据物质的溶解度差异进行分离 4 加沉淀剂 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 分配比KK CU CL分离因子 KA KB KA KB 1001次萃取 基本分离10 10010 12次 2100次以上 1无法分离 1 简单液液萃取法 2 逆流分溶法 CCD countercurrentdistribution 3 纸色谱 PC paperchromatography 4 液液分配柱色谱 5 液滴逆流色谱 DCCC dropletcountercurrentchromarography 6 高速逆流色谱 HSCCC highspeedcountercurrentchromarography 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 50A 有机溶剂 水B 有机溶剂 酸 碱水PH 物质存在状态 溶解性 KC PH梯度萃取梯度调节PH 每次改变一种成分的存在状态 依次分离缺点 手工操作繁琐 溶剂用量大 易乳化 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 1 简单液液萃取法 例 HA1 HA2 B 且HA1 HA2 如何分离 PH 12BA 3BH HA 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 2 逆流分溶法 50工作原理 多次 连续的液液萃取craig逆流分溶仪萃取单元及工作过程优点 避免手工操作缺点 溶剂用量大机械操作导致破损 漏液乳化 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 3 纸色谱 paperchromatography PC 滤纸湿重 干重 2时 Rfa 1 Rfb Rfb 1 Rfa 固定相涂覆于硅胶等多孔载体上 装柱流动相通过色谱柱进行洗脱物质在两相溶剂中作逆流分布 分配比不同 被洗脱速度不同 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 4 液液分配柱色谱 正相色谱与反相色谱 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 4 液液分配柱色谱 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 4 液液分配柱色谱 特点加压流动相 流速快载体颗粒小 机械强度大 比表面极大耐压柱材自动检测 收集 分部 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 4 液液分配柱色谱 种类 快速色谱Flashchromatography2 02 105Pa低压液相色谱LPLC 5 05 105Pa中压液相色谱MPLC 5 05 20 2 105Pa高压液相色谱HPLC 20 2 105Pahighperformanceliquidchromatography 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 4 液液分配柱色谱 克服了简单萃取及CCD溶剂容量大 易乳化的缺点 载体可能造成化学吸附 如硅胶 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 5 液滴逆流色谱DCCCdropletcountercurrentchromarography 流动相液滴垂直上下 经过固定相液 2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 6 高速逆流色谱HSCCChighspeedcountercurrentchromarography 行星式旋转产生的离心力场固定性保留在蛇形管内流动相单向 低速经过固定相 3 根据物质吸附性差异进行分离 1 吸附的类型 2 物理吸附的基本规律 3 极性及强弱判断 4 简单吸附法用于物质的浓缩与精制 5 吸附柱色谱法用于物质的分离 6 聚酰胺柱色谱 7 大孔吸附柱色谱 3 根据物质吸附性差异进行分离 1 吸附的类型 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 3 根据物质吸附性差异进行分离 2 物理吸附的基本规律 极性相似者易于吸附 3 根据物质吸附性差异进行分离 3 极性及强弱判断 一般物质 官能团的种类 数目 位置 碳链长短R COOH Ar OH R OH R NH R CO NH R CHO R CO R R COO R R O R R X R H溶剂 介电常数 极性 环己烷 1 88 苯 2 29 无水乙醚 4 47 氯仿 5 20 乙酸乙酯 6 11 乙醇 26 0 甲醇 31 2 水 81 0 3 根据物质吸附性差异进行分离 4 简单吸附法用于物质的浓缩与精制 活性炭吸附法结晶 重结晶中脱色 脱臭从大量稀水液中浓缩微量物质 一叶秋碱的浓缩 精制 3 根据物质吸附性差异进行分离 5 吸附柱色谱法用于物质的分离 硅胶吸附柱色谱 氧化铝吸附柱色谱 A 吸附剂 30 60倍 有时100 200倍B 装柱 径高比 d h 1 15 1 20干法装柱 湿法装柱C 上样 干法上样 湿法上样D 洗脱 等度 梯度 洗脱剂极性递增 E 托尾 化学吸附 硅胶 碱性成分洗脱剂中加入碱氧化铝 酸性成分洗脱剂中加入酸F 洗脱系统的选择 TLCRf 0 2 0 3 3 根据物质吸附性差异进行分离 6 聚酰胺柱色谱 高分子聚合物不溶于常见有机溶剂对碱稳定对酸特别是无机酸稳定性差可溶于浓盐酸 冰乙酸 甲酸中 3 根据物质吸附性差异进行分离 6 聚酰胺柱色谱 分子间氢键 半化学吸附 3 根据物质吸附性差异进行分离 6 聚酰胺柱色谱 化合物在含水溶剂中大致有以下规律 形成氢键的基团数目 越多 越强 形成氢键的基团所处的位置 处于易形成分子内氢键者 减弱 分子中芳香化程度 高 增强 影响吸附力的因素 3 根据物质吸附性差异进行分离 6 聚酰胺柱色谱 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 3 根据物质吸附性差异进行分离 6 聚酰胺柱色谱 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 3 根据物质吸附性差异进行分离 7 大孔吸附树脂 高分子聚合物白色球形颗粒多孔网状结构不溶于酸 碱 有机溶剂 吸附原理 分子间力氢键分子筛 3 根据物质吸附性差异进行分离 7 大孔吸附树脂 树脂的性质 非极性树脂易吸附非极性化合物极性树脂易吸附极性化合物溶剂的性质 物质在溶剂中的溶解度大 树脂对此物质的吸附力就小 3 根据物质吸附性差异进行分离 7 大孔吸附树脂 水 甲醇 乙醇 丙酮 乙酸乙酯等 最常用 乙醇 水 广泛应用于化合物的分离与富集工作中如 苷类 糖类的分离生物碱的精制多糖 黄酮 三萜类化合物的分离 4 根据物质分子大小差异进行分离 透析法超滤法超速离心凝胶滤过法gelfiltration 凝胶渗透色谱gelpermeationchromtography分子筛滤过molecularsievefiltration 4 根据物质分子大小差异进行分离 凝胶滤过法gelfiltration 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 4 根据物质分子大小差异进行分离 凝胶滤过法gelfiltration 葡聚糖凝胶SephadexG 葡聚糖 交联剂 环氧氯丙烷 分子筛水中应用分离水溶性成份商品型号按交联度分类 以10倍吸水量 ml g 表示羟丙基葡聚糖凝胶SephadexLH 20 SephadexG 25羟丙基化所得分子筛和反相色谱相结合水 甲醇 乙醇 丙酮 乙酸乙酯 氯仿中使用水溶性 脂溶性成分都可分 凝胶的种类 性质及应用 5 根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂为固定相 水 含水溶剂装柱含水流动相通过树脂可交换离子与树脂上的交换基团交换 吸附到树脂上中性及无交换离子的成分流出将吸附到柱上的成分洗脱下来 5 根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂为固定相 水 含水溶剂装柱含水流动相通过树脂可交换离子与树脂上的交换基团交换 吸附到树脂上中性及无交换离子的成分流出将吸附到柱上的成分洗脱下来 5 根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 球形颗粒 不溶于水 可在水中溶胀 母核离子交换基团 5 根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 离子交换树脂的种类 阳离子交换树脂 强酸性 SO3 H 弱酸性 COO H 阴离子交换树脂 强碱性 N CH3 3Cl 弱碱性 NH2 NH N 5 根据物质离解程度不同分离进行分离 离子交换法 不同电荷离子的分离如水提液中酸性 碱性 两性化合物的分离相同电荷但解离程度不同离子的分离如碱性不同的生物碱的分离 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 结构研究的特点 难于合成品结构研究的总原则 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 均一的晶形敏锐的熔点 沸点 折光率 比旋度TLC PC GC 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 massspectrum 3 红外光谱 IR infraredspectra 4 紫外 可见吸收光谱 UV vis ultraviolet visiblespectra 5 核磁共振 NMR nuclearmagneticresonance 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 highresolutionmassspectrum 不饱和度的计算u 2 2 1 一价原子数如H X 三价原子数 如N P 四价原子数 如C 三 结构研究中采用的主要方法 2 质谱 MS massspectrum 作用 确定分子量 分子式提供部分结构信息 丢失碎片的大小如15 17 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 massspectrum 常用质谱技术及特点电子轰击质谱 EI MS electronimpactionization 场解析质谱 FD MS fielddesorptionionization 快速原子轰击质谱 FAB MS fastatombombardment 电喷雾质谱 ESI MS electrosprayionization 基质辅助激光解析质谱 MALDI MS matrix assistedlaserdesorptionionization 常用质谱技术及特点 电子轰击质谱 EI MS electronimpactionization 样品需加热气化 离化 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 核酸 抗生素 常用质谱技术及特点 场解析质谱 FD MS fielddesorptionionization 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 可得到分子离子相关峰 M H M Na M K 逐个脱去糖基的碎片峰 M H 162 M H 162 146 苷元的碎片离子相对少 常用质谱技术及特点 快速原子轰击质谱 FAB MS fastatombombardment 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 使其电离难气化 易热解的成份 可得到分子离子相关峰 M H M Na M K 逐个脱去糖基的碎片峰 M H 162 M H 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 electrosprayionization 强静电场使试样电离 难气化 易热解 大分子 小分子 均可得到分子离子相关峰 M H M Na M K 常用质谱技术及特点 基质辅助激光解析质谱 MALDI MS matrix assistedlaserdesorptionionization 用于研究结构复杂 不易气化的大分子物质的分子量如多糖 蛋白 核酸等 三 结构研究中采用的主要方法 3 红外光谱 IR infraredspectra 原理 化学键的振动在红外光区 4000 625cm 1 引起的吸收谱图作用 特征频率区 functionalgroupregion 4000 1500cm 1 确定官能团类型指纹区 fingerprintregion 1500 600cm 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 visiblespectra 原理电子由基态跃迁至激发态 n 在紫外可见光区 200 700nm 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 nuclearmagneticresonance 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 1 10 20ppm 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 6 2 0HzJbc 0 1 5Hz 烯丙偶合 芳环上的偶合 Jab 6 10HzJac 1 3HzJad 0 1Hz 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 CH3t照射H 2sCH2q照射H 1sCH3s 碳核磁共振谱 13C NMR 最重要的参数 化学位移 1 200ppm 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 H2JC H3JC H 碳核磁共振谱 13C NMR 常见碳谱类型及特征 噪音去偶谱 protonnoisedecouplingspect