中药化学PPT参考幻灯片

中药化学,主讲人：周莉莉,1,第一章总论第一节绪论,1.什么是中药化学？（中药化学的概念）中药化学是运用现代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。2.中药化学研究什么？中药化学研究内容包括各类中药的化学成分（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。此外，还涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。,2,中药化学是专业基础课，中药化学的研究，在中医药现代化和中药产业化中发挥着极其关键的作用。,3,3.中药化学研究的意义（注：本内容为第四节中药化学在中药质量控制中的意义）（1）阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理（2）阐明中药发放配伍的原理（3）改进中药制剂剂型、提高临床疗效（4）控制中药及其制剂的质量（5）提供中药炮制的现代科学依据（6）开发新药、扩大药源（7）结构修饰、合成新药,4,主要考试内容：1.中药有效成分的提取与分离方法，特别是一些较为先进且应用较广的方法。2.各类化合物的结构特征与分类。3.各类化合物的理化性质及常用的提取分离与鉴别方法。4.常用重要化合物的结构测定方法。5.常用中药材中所含的化学成分及其提取分离、结构测定方法和重要生物活性。6.常用中药材使用时的注意事项和相关的质量控制成分。,5,课程主要内容：,6,学习方法：1.以总论为指导学习各论。2.注意总结归纳，在掌握基本共同点的情况下，分类记忆特殊点。3.注意理论联系实际，并以药典作为基本学习指导。4.发挥想象力进行联想记忆。,7,第二节中药有效成分的提取与分离,一、中药有效成分的提取注意：在提取前，应对所用材料的基源（如动、植物的学名）、产地、药用部位、采集时间与加工方法等进行考查，并系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经验。,8,9,（一）溶剂提取法注意：一般如无特殊规定，药材须经干燥并适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触表面，提高提取效率。补充：溶剂提取法的原理根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。作用原理：溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，形成细胞内外的浓度差，将其渗出细胞膜，达到提取目的。,10,一般提取规律：萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中；糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度将随pH而改变，可用不同pH的碱或酸提取。,11,补充：溶剂的选择。1）常见溶剂类型,石油醚四氯化碳苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮甲醇（乙醇）水。,12,2）溶剂选择的原则（1）相似相溶，能最大限度地提取所需要的化学成分（2）不与有效成分反应（3）不溶共存杂质（4）节约成本：价廉、安全、易得、浓缩方便。,13,提取方法a、煎煮b、浸渍法c、渗漉法d、回流e、连续回流（索氏提取）掌握不同提取方法原理、特点及适用的成分类型。,14,1.煎煮法定义：中药材加水浸泡后加热煮沸。优点：简便。缺点：需加热，含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用。多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药液黏度较大，过滤困难，不宜使用。对亲脂性成分提取不完全。,15,2.浸渍法定义：在常温或温热（6080）条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中的有效成分的方法。优点：简便，适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。缺点：出膏率低；以水为溶剂时，提取液易发霉变质。,16,3.渗漉法定义：不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出渗漉液的方法。基本过程：药材浸润装筒浸渍渗漉。优点：适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。（似浸渍法，但提取效率高于浸渍法）缺点：溶剂消耗量大；耗时长，操作麻烦。,17,4.回流法与连续回流法定义：使用易挥发的溶剂加热回流或连续回流提取中药成分的方法.优点：效率较高。缺点：对热不稳定成分不宜使用；溶剂消耗量大、操作麻烦；耗时长。,18,5.水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。适用成分：挥发性（100有一定蒸汽压）；对水稳定；不溶于水；耐热。（如：中药中挥发油的提取常采用此法。）,19,6.升华法固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的现象叫做升华。适用成分：游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。（如：樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因）,20,7.超声提取法定义：采用超声波辅助溶剂提取的方法。超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。提取原理：超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用，能破坏药材的细胞，使提取溶剂渗透到药材的细胞中，从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分的提取率。特点：不会改变有效成分的化学结构；可缩短提取时间，提高提取效率。,21,8.超临界流体萃取法定义：采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。超临界流体（SF）：指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的单一相态物质。密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。,22,萃取选择性的决定因素：温度、压力、夹带剂的种类及含量。常用的提取物质：C02、NH3、C2H6、C7H16、CCl2F2、N2O、SF6等，实际最常用的为C02。,23,（1）C02超临界流体萃取的特点：简便、高效、无有机溶剂残留；安全，无污染；因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力；还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；适于极性较大和分子量较大物质的萃取；萃取介质可循环利用，成本低；可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中的有效成分。,24,（2）局限性对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱适用成分为脂溶性成分；设备造价高，成本高；更换产品时设备清洗困难。,25,（3）夹带剂的作用夹带剂（entrainer）作为亚临界组分,挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量加入超临界流体中。作用：改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度。常用夹带剂：甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等（对溶质具有很好溶解性的溶剂也往往是很好的挟带）,26,对含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质中药的有效成分常选用的提取方法是A.浸渍法B.水蒸气蒸馏法C.煎煮法D.回流提取法E.升华法【正确答案】A,27,最佳选择题最常用的超临界流体是A.水B.甲醇C.二氧化碳D.三氧化二铝E.二氧化硅【正确答案】C,28,二、中药有效成分的分离与精制,（一）根据物质溶解度差别进行分离1.利用温度不同引起溶解度的改变进行分离主要包括：结晶与重结晶。结晶：将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作。重结晶：从不纯的结晶经过进一步精制处理得到较纯结晶的过程。原理：要分离物质在热的溶剂中溶解达到饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液因过饱和而析出晶体。,29,结晶与重结晶操作,30,结晶用溶剂的选择：不与被结晶物质发生化学反应；对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；对杂质或冷热时都溶解（留在母液中），或冷热时都不溶解（过滤除去）；溶剂沸点较低，易挥发除去；无毒或毒性较小，便于操作。常用的重结晶溶剂：水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。（单用或混用）注意：用于重结晶溶剂用量需适当，用量太大会增加溶解，析出晶体量少；用量太小在热过滤时会提早析出结晶造成损失。一般可比需要量多加20%左右。,31,结晶纯度的判定方法：（1）结晶形态和色泽：一个纯的化合物一般都有一定的晶形和均匀的色泽。（2）熔点和熔距：单一化合物一般都有一定的熔点和较小的熔距（12）。（3）色谱法：单一化合物用两种以上溶剂系统或色谱条件进行检测，均显示单一的斑点。常用的有纸色谱、纸上电泳和薄层色谱。（4）高效液相色谱法（HPLC）：纯的化合物显示单一的谱峰（5）其他方法：质谱、核磁共振等。单峰表示纯化合物，双峰表示不纯的化合物。,32,2.利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离在溶液中加入另一种溶剂以改变混合物的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。水提醇沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。）醇提水沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。）另：醇/醚法、醇/丙酮法。（可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等杂质留在母液中）,33,3.利用酸碱性（不同）进行分离对酸性、碱性或两性有机化合物来说，加入酸、碱以调节溶液的pH，改变分子的存在状态，从而改变溶解度实现分离。,34,酸提碱沉：生物碱等碱性成分。碱提酸沉：黄酮、蒽醌类等酸性成分。内酯或内酰胺结构的成分可被皂化溶于水，借此与其他难溶于水的成分分离。,35,4.利用沉淀试剂进行分离酸性或碱性化合物可通过加入某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。酸性化合物+钙盐、钡盐、铅盐沉淀H2S气体纯品碱性化合物+苦味酸盐、苦酮酸盐等（有机酸盐）先加入无机酸，再碱化纯品磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等（无机酸盐）,36,（二）根据物质在两相溶剂中的分配比（分配系数）不同进行分离常见的方法有简单的液-液萃取法和液-液分配色谱（LC或LLC）等。,37,液液萃取法的原理：1.分配系数K值溶质在任意不相混溶的两溶剂中的分配系数K：K=CU/CLK：分配系数；CU：溶质在上相溶剂中的浓度；CL：溶质在下相溶剂中的浓度（K在一定的温度及压力下为一常数）K1，易溶于上层；K1，易溶于下层。,38,例：假定A、B两种溶质用三氯甲烷及水进行分配，A、B均为1.0g，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比VCHCl3/VH2O=1，则一次振摇分配平衡后：水的密度小于三氯甲烷，故水为上相，三氯甲烷为下相A：KA=CH20/CCHCl3=10则90%以上的溶质A将分配到水中，不到10%分配到三氯甲烷中B：KB=CH20/CCHCl3=0.1则不到10%的溶质B将分配到水中，90%以上的分配到三氯甲烷中,39,2.分离因子分离因子表示分离的难易=KA/KB（注：KAKB）分离难易判定：100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离（如上例）；10010，通常需萃取1012次；2，需萃取100次以上；1,即KA/KB1，则无法分离,40,3.分配比与pH以酸性物质（HA）为例，其在水中的解离平衡及解离常数K可用下式表示：,41,酸性越强，Ka越大，pKa值越小。碱性越强，Ka越小，pKa值越大。通常酚类化合物的pKa值一般为9.210.8，羧酸类化合物的pKa值约为5若使该酸性物质完全解离，即使HA均转变为A-，则pHpKa+2若使该酸性物质完全游离，即使A-均转变为HA，则pHpKa-2,42,（游离型极性小，易溶于小极性的有机溶剂；解离型极性大，易溶于水或亲水性有机溶剂）若pH3（酸性条件）酸性物质游离态（HA），极性小碱性物质则呈离状态（BH+），极性大若pH12（碱性条件）酸性物质解离形式（A-），极性大碱性物质游离状态（B），极性小,43,4.液-液萃取与纸色谱,44,5.液-液分配柱色谱将两相中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相，填充在色谱管中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂作为流动相来冲洗色谱柱。常用载体：硅胶、硅藻土及纤维素粉等。常用反相硅胶填料有：RP-2（-C2H5）、RP-8（-C8H17）、RP-18（-C18H37）,45,（1）正相色谱：固定性极性流动相极性被分离物质极性越大（亲水性越强），越不易洗脱。固定相：强极性溶剂，如水、缓冲溶液等。流动相：弱极性有机溶剂，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等。适用物质：水溶性或极性较大的成分，如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。,46,（2）反相色谱：固定性极性2个以上-OH1个-OH2个-OH1个-OH5%NaHCO35%Na2CO31%NaOH5%NaOH例：试比较以下三个化合物的酸性大小,【正确答案】CAB，蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含-COOH含两个以上-OH含一个-OH含两个以上-OH含一个-OH。,353,最佳选择题酸性最强的蒽醌类衍生物中含有的基团是（）A.2个-OHB.3个-OHC.2个-OH，1个-OHD.1个COOHE.3个-OH【正确答案】D，蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含-COOH含两个以上-OH含一个-OH含两个以上-OH含一个-OH。,354,2.碱性由于氧原子的存在，蒽醌类衍生物也具有微弱的碱性，能溶于浓H2SO4成金属钅羊盐后再转成阳离子,并伴有颜色的改变。,355,五、显色反应1.Feigl反应醌类衍生物在碱性条件下加热与醛类、邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。醌类在反应中仅起传递电子作用。2.无色亚甲蓝显色试验无色亚甲蓝乙醇溶液（1mg/ml）专用于检出苯醌及萘醌。样品在白色背景下呈现出蓝色斑点，可与蒽醌类区别。,356,3.Borntrager反应在碱性溶液中，羟基醌类颜色改变并加深，多呈橙、红、紫红及蓝色。如羟基蒽醌类化合物遇碱显红至紫红色，称为反应。蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物需氧化形成羟基蒽醌后才能呈色，其机理是形成了共轭体系。,357,4.Kesting-Craven反应当苯醌及萘醌类化合物的醌环上有未被取代的位置时，在碱性条件下与含活性次甲基试剂，如乙酰乙酸酯、丙二酸酯的醇溶液反应，呈蓝绿色或蓝紫色。蒽醌类化合物因不含有未取代的醌环，故不发生该反应，可用于与苯醌及萘醌类化合物区别。,358,5.与金属离子的反应蒽醌类化合物如具有-酚羟基或邻二酚羟基，则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。与Pb2+形成的络合物在一定pH条件下能沉淀析出，与Mg2+形成的络合物具有一定的颜色，可用于鉴别。如果母核上只有一个-OH或一个-OH，或两个-OH不在同环上，则显橙黄至橙色；如已有一个-OH，并另有一个-OH在邻位则呈蓝色至蓝紫色，若在间位则显橙红至红色，在对位则显紫红至紫色。,359,360,第三节提取与分离,一、提取溶解性不同有机溶剂提取法（常用甲醇或乙醇）酸性不同碱提酸沉法（加碱成盐，加酸析出）小分子萘醌和菲醌具有挥发性水蒸气蒸馏法,361,二、分离1.蒽醌苷类与游离蒽醌的分离蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的溶解性不一样，前者易溶于水，而后者则易溶于有机溶剂如三氯甲烷等。,362,2.游离蒽醌的分离（1）pH梯度萃取法酸性强弱顺序：含-COOH2个以上-OH1个-OH2个-OH1个-OH5%NaHCO35%Na2CO31%NaOH5%NaOH,363,（2）色谱法常用的吸附剂有硅胶、磷酸氢钙、聚酰胺，一般不用氧化铝，以免发生不可逆的化学吸附。通常酸性强的蒽衍生物被吸附性能也强，蒽醌类比蒽酚类易被吸附。3.蒽醌苷类的分离蒽醌苷类水溶性较强，需要结合吸附及分配柱色谱进行分离，常用的载体有聚酰胺、硅胶及葡聚糖凝胶。在柱色谱前需要除去大部分杂质，常用铅盐法或溶剂法。,364,第四节结构测定,一、红外光谱法IR羟基蒽醌类化合物在红外区域有C=O（16751653cm-1）羰基的伸缩振动-OH（36003130cm-1）羟基的伸缩振动芳环（16001480cm-1）苯核的骨架振动,365,1.蒽醌的羰基频率饱和直链酮型羰基的典型伸缩频率为1715cm-1由于，位存在共轭系统，故未取代蒽醌伸缩频率为1675cm-1当醌环取代吸电子基团时，频率变高、波数增加；取代供电子基团时，频率变低、波数减少。,366,367,2.羟基蒽醌的羟基频率-OH因与CO缔合，其吸收频率移至3150cm-1以下，多与不饱和C-H的伸缩振动频率重叠；-0H振动频率较-OH高，在36003150cm-1区间，若只有一个-OH，则大多数在33003390cm-1之间有一个吸收峰，若在36003150cm-1之间有几个峰，表明蒽醌母核可能有多个-OH。,368,最佳选择题1-OH蒽醌的IR光谱中，Vc=o峰的特征是（）A.16751621cm-1处有一强峰B.16781661m-1和16261616m-1处有两个吸收峰C.16751647m-1和16371621m-1处有两个吸收峰D.1625m-1和1580m-1处有两个吸收峰E.1580m-1处有一个吸收峰【正确答案】C,369,二、质谱法蒽醌类衍生物的质谱特征是分子离子峰为基峰；游离醌依次脱去两分子CO，得到M-CO及M-2CO的强峰以及它们的双电荷峰。,370,最佳选择题醌类化合物的质谱中依次脱去的基团是（）A.COB.CHOC.COOHD.OHE.CH2CH2【正确答案】A,371,第五节醌类化合物研究实例,一、大黄（一）主要化学成分现已从大黄中分离得到蒽醌、二蒽酮、芪、苯丁酮、单宁、萘色酮等不同种类的80多种化合物，大体上可分为蒽醌类、多糖类与鞣质类。其中蒽醌类及其衍生物含量为3%5%。,大黄酚chrysophanolR1H，R2CH3大黄素emodinR1OH，R2CH3大黄素甲醚physcionR1OCH3，R2CH3芦荟大黄素aloeemodinR1H，R2CH2OH大黄酸rheinR1H，R2COOH,372,大黄中蒽醌类及其衍生物分为游离型与结合型。游离型包括大黄酸、大黄素、土大黄素、芦荟大黄素、大黄素甲醚、异大黄素、大黄酚、虫漆酸D等。结合型主要包括蒽醌苷和双蒽酮苷。大多数羟基蒽醌类化合物是以苷的形式存在。中国药典采用紫外分光光度法测定药材中芦荟大黄素、大黄酸、大黄素、大黄酚和大黄素甲醚含量，总量不得少于干燥药材1.5%。药材储藏置于通风干燥处。,373,二、丹参（一）主要化学成分脂溶性成分大多为共轭醌、酮类化合物，具有特征的橙黄和橙红色。如丹参酮、丹参酮A、丹参酮B、隐丹参酮等。水溶性成分则包括丹参素，丹参酸甲、乙、丙，原儿茶酸，原儿茶醛等。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中丹参酮A和丹酚酸B含量，丹参酮A不得少于0.20%，丹酚酸B不得少于3.0%。药材储藏需置于干燥处。,374,（二）鉴定方法化学方法：脂溶性成分中的菲醌类化合物,取少量样品，加浓硫酸2滴，丹参醌显绿色，隐丹参醌显棕色，丹参醌显蓝色。还可通过荧光法、薄层色谱法等进行相关化学成分的鉴别。,375,（三）生物活性丹参的药理作用有：减轻心肌、脑缺血再灌注损伤，抑制血小板凝聚和血栓形成，抑制胶原纤维的产生和促进纤维蛋白降解，清除自由基等。主要用于治疗心脑血管疾病，如冠心病、高血压、脑卒中、动脉粥样硬化等，同时还用于治疗肝纤维化、消化性溃疡、白内障、癌症、记忆缺失、艾滋病等疾病。近年来开发出的丹参注射液是以丹参中水溶性成分为主的制剂，丹参滴丸则是以脂溶性丹参酮为主的制剂。如由丹参醌A制得的丹参醌A磺酸钠注射液已用于临床，用于治疗冠心病、心肌梗死。,376,三、紫草主要成分为萘醌类色素，包括乙酰紫草素、欧紫草素、紫草素、，二甲基丙烯酰紫草素、，二甲基丙烯酰欧紫草素、去氧紫根素等。中国药典采用紫外分光光度法测定药材中羟基萘醌总含量，以左旋紫草素计，不得少于0.80%；采用高效液相色谱法测定药材中，二甲基丙烯酰阿卡宁（，二甲基丙烯酰欧紫草素）含量，不得少于0.30%。药材储藏置于干燥处。,377,378,临床应用的紫草素为羟基萘醌的混合物，各类成分均系萘醌分子侧链上羟基与不同酸形成的酯，存在于紫草根中。该类成分具有抗肿瘤、抗炎和抗菌活性，还有抗肝脏氧化损伤和抗受孕作用。另外紫草素作为天然色素已广泛应用于医药、化妆品和印染工业中。,379,四、虎杖主要含有蒽醌类化合物，此外还含有二苯乙烯类、黄酮类、水溶性多糖和鞣质等成分。上述蒽醌类成分包括大黄素、大黄酚、大黄酸、大黄素甲醚1D葡萄糖苷、大黄素LD葡萄糖苷、6羟基芦荟大黄素、大黄素一8单甲醚、6羟基芦荟大黄素8单甲醚等。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中大黄素和虎杖苷含量，大黄素不得少于0.60%，虎杖苷不得少于0.15%。药材储藏置干燥处，防霉，防蛀。,380,381,第五章香豆素和木脂素,内容提要：1.香豆素的结构类型；2.香豆素的理化性质；3.香豆素的提取与分离；4.香豆素的结构鉴定；5.木脂素的理化性质；6.含香豆素、木脂素的常用中药。,382,第一节香豆素素,香豆素是邻羟基桂皮酸的内酯，广泛分布于高等植物中，尤其以芸香科和伞形科为多，少数发现于动物和微生物。在植物体内，它们往往以游离状态或与糖结合成苷的形式存在。,383,一、结构与分类香豆素的母核为苯骈-吡喃酮。香豆素分为五大类，即简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素类、异香豆素类及其他香豆素类。,384,（一）简单香豆素类此类是指仅在苯环有取代基的香豆素类。绝大部分香豆素在C-7位都有含氧基团存在，仅少数例外。伞形花内酯，即7-羟基香豆素可以认为是香豆素类成分的母体.常见的简单香豆素的苷，如茵芋苷。,385,（二）呋喃香豆素类呋喃香豆素结构中的呋喃环往往是由香豆素母核上所存在的异戊烯基与其邻位的酚羟基环合而成的，成环后常常伴随着失去3个碳原子（丙酮）的变化。呋喃香豆素又分为线型和角型。（1）6，7-呋喃骈香豆素型（线型）此型以补骨脂内酯为代表，又称补骨脂内酯型。例如香柑内酯、花椒毒内酯、欧前胡内酯、紫花前胡内酯等，其中紫花前胡内酯为未经降解的二氢呋喃香豆素。,386,（2）7，8-呋喃骈香豆素型（角型）此型以白芷内酯为代表。白芷内酯又名异补骨脂内酯，故又称异补骨脂内酯型。如异香柑内酯，茴芹内酯。,387,（三）吡喃香豆素类香豆素C-6或C-8位异戊烯基与邻酚羟基环合而成2，2-二甲基-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。按吡喃环骈合的位置也可分为线型和角型。此外还发现5，6-吡喃骈和双吡喃骈香豆素的存在。（1）6，7-吡喃骈香豆素（线型）此型以花椒内酯为代表，如美花椒内酯。,388,（2）7，8-吡喃骈香豆素（角型）此型以邪蒿内酯为代表，如沙米丁和维斯纳丁。,389,（3）其他吡喃香豆素5，6-吡喃骈香豆素如别美花椒内酯；双吡喃香豆素如狄佩它妥内酯。,390,（四）异香豆素类异香豆素是香豆素的异构体，在植物中存在的多数为二氢异香豆素的衍生物，其代表化合物如茵陈炔内酯、仙鹤草内酯等。,391,（五）其他香豆素类这类是指-吡喃酮环上有取代基的香豆素，C-3，C-4上常有苯基、羟基、异戊烯基等取代，如沙葛内酯、黄檀内酯等。,392,二、理化性质（一）性状游离香豆素类：多为结晶性物质，大多有香味。香豆素中分子量小的游离香豆素多有挥发性（水蒸汽蒸馏法提取），并能升华。香豆素苷类：一般呈粉末或晶体状，无香味无挥发性和升华性,393,（二）溶解性游离的香豆素：能溶于沸水，难溶于冷水易溶于甲醇、乙醇、三氯甲烷和乙醚；香豆素苷:能溶于水、甲醇和乙醇难溶于乙醚等极性小的有机溶剂。,394,（三）荧光性质香豆素类在可见光下为无色或浅黄色结晶。香豆素母体本身无荧光，而羟基香豆素在紫外光下多显出蓝色荧光，在碱溶液中荧光更为显著。香豆素类荧光与分子中取代基的种类和位置有一定关系：在C-7位引入羟基即有强烈的蓝色荧光，加碱后可变为绿色荧光；在C-8位再引入羟基，则荧光减至极弱，甚至不显荧光。呋喃香豆素多显蓝色荧光，荧光性质常用于色谱法检识香豆素。,395,（四）与碱的作用及其应用香豆素类及其苷因分子中具有内酯环，在热稀碱溶液中内酯环可以开环生成顺邻羟基桂皮酸盐，加酸又可重新闭环成为原来的内酯。7位甲氧基香豆素较难开环，因为7-OCH3的供电子效应使羰基碳的亲电性降低;7羟基香豆素在碱液中由于酚羟基酸性成盐，更难水解。注意：长时间在碱中放置或UV光照射，则可转变为稳定的反邻羟基桂皮酸盐，再加酸就不能环合成内酯环。香豆素与浓碱共沸，往往得到酚类或酚酸等裂解产物。,396,（五）显色反应1.异羟肟酸铁反应由于香豆素类具有内酯环，在碱性条件下可开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，然后再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。,397,2.三氯化铁反应具有酚羟基的香豆素类可与三氯化铁试剂产生颜色反应，通常是蓝绿色。,398,3.Gibbs反应Gibbs试剂是2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，它在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化合物。显色原理：香豆素成分在碱性条件（pH910）下内酯环水解生成酚羟基，如果其对位（C6）位无取代，则可以发生Gibbs反应。,399,4.Emerson反应Emerson试剂是氨基安替比林和铁氰化钾，它可与酚羟基对位的活泼氢生成红色缩合物。显色机理：与Gibb反应相似，适合于C-6位无取代的香豆素成分。可用Gibb反应和Emerson反应判断C-6位是否有取代基的存在。同理，8-羟基香豆素也可用此反应判断C-5是否有取代。,400,401,三、提取与分离香豆素的提取分离方法大致可以归纳为以下几种。1.提取方法水蒸气蒸馏法、碱溶酸沉法、系统溶剂法、色谱法,402,（一）水蒸气蒸馏法小分子的香豆素类因具有挥发性，可采用水蒸气蒸馏法进行提取。（二）碱溶酸沉法由于香豆素类具有内酯结构，可溶于热碱液中，加酸又析出。操作:用0.5%氢氧化钠水溶液（或醇溶液）加热提取，提取液冷却后再用乙醚除去杂质，然后加酸调节pH至中性，适当浓缩，再酸化，则香豆素类或其苷即可析出。注意：不可长时间加热，另外加热温度不能过高，碱浓度不宜过大，以免破坏内酯环。,403,（三）系统溶剂法香豆素类成分多以亲脂性的游离形式存在于植物中，可以用一般的有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚等提取。,404,2.分离方法色谱方法：吸附剂：中性和酸性氧化铝以及硅胶，慎用碱性氧化铝。洗脱剂：常用己烷和乙醚，己烷和乙酸乙酯等混合溶剂洗脱。除柱色谱外，其他色谱方法如制备薄层色谱、气相色谱、高效液相色谱等都有用于香豆素类分离的。,405,多项选择题游离香豆素的提取方法有A.水蒸气蒸馏法B.碱溶酸沉淀法C.系统溶剂法D.色谱法E.分馏法【正确答案】ABC,406,四、香豆素的波谱规律（一）UV和IR光谱UV：香豆素类化合物的紫外吸收与-吡喃酮相似，在300nm处可有最大吸收。未取代的香豆素，其紫外吸收光谱一般可呈现275nm、284nm和310nm三个吸收峰。如分子中有羟基存在，特别在C-6或C-7上，则其主要吸收峰均红移，有时几乎并成一峰。在碱性溶液中，多数香豆素类化合物的吸收峰位置较在中性或酸性溶液中有显著的红移现象，其吸收度也有所增大，如7-羟基香豆素的max325nm（4.15），在碱性溶液中即红移至372nm（4.23），这一性质有助于结构的确定。,407,IR：-吡喃酮羰基特征吸收峰17451715cm1芳环双键吸收峰16451625cm1如果有羟基取代还有36003200cm1的羟基特征吸收峰。,408,（二）NMR谱补充：核磁共振原理化学位移，耦合常数J，裂峰数与峰面积,409,CH3-XX的电负性增大，电子云密度降低，屏蔽效应降低，共振在较低磁场发生，化学位移增大。,410,香豆素母核环上的质子受内酯羰基吸电子共轭效应的影响，C-3、C-6和C-8上的质子信号在较高场；C-4、C-5和C-7上的质子信号在较低场。简单香豆素的1H-NMR谱上可见如下特征信号：,411,7-羟基香豆素质子信号特征：H-3，6.16.4（d，J=9Hz）H-4，7.58.3（d，J=9Hz）H-5，7.38（d，J=9Hz）H-6和H-8，6.87（2H，m）,412,配伍选择题A.3.94.0B.6.16.4C.6.86.9D.7.37.4E.7.58.31.7-羟基香豆素的H-3化学位移是【正确答案】B2.7-羟基香豆素的H-4化学位移是【正确答案】E,413,多项选择题香豆素母核的1H-NMR信号特征有A.H-3与H-4的偶合常数约为9B.H-3与H-4的偶合常数约为6C.H-4的化学位移值为7.58.3D.H-3的化学位移值为6.16.4E.H-3的化学位移值为10.011.0【正确答案】ACD,414,第二节木脂素,定义：木脂素（Lignans）是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物，主要存在于植物的木部和树脂中，多数呈游离状态，少数与糖结合成苷。,415,性状：无色或白色结晶，但新木脂素不易结晶。木脂素多数不挥发，少数如去甲二氢愈创酸能升华。游离木脂素偏亲脂性，难溶于水，能溶于苯、三氯甲烷、乙醚、乙醇等。与糖结合成苷者水溶性增大，并易被酶或酸水解。,416,第三节香豆素类及木脂素类化合物研究实例,一、含香豆素类化合物的中药实例（一）秦皮主要成分：大叶白蜡树皮中主要含七叶内酯和七叶苷。白蜡树皮中主要含白蜡素和七叶内酯以及白蜡树苷。以上成分均属于简单香豆素类化合物。中国药典则采用高效液相色谱方法并规定本品按干燥品计，含秦皮甲素、秦皮乙素的总量不得少于1.0%。药材储藏置通风干燥处。,417,418,（二）前胡主要代表成分和主要生理活性成分：香豆素类化合物，其中白花前胡以角型二氢吡喃香豆素类为主，紫花前胡以线型二氢呋喃和二氢吡喃香豆素类为主。代表性化合物如白花前胡甲素、白花前胡乙素、白花前胡丙素、白花前胡丁素等。另尚含有芸香素、紫花前胡素、前胡丙素、D-甘露醇等其他成分。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中白花前胡甲素和白花前胡乙素含量，其中白花前胡甲素含量不少于0.90%，白花前胡乙素不少于0.24%。药材储藏置阴凉干燥处，防霉，防蛀。,419,420,（三）肿节风系统化学成分预试验表明，其全草含有酚类、鞣质、黄酮苷、香豆素和内酯类化合物。其中香豆素类主要包括异秦皮啶、东莨菪内酯等。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中异秦皮啶和迷迭香酸含量，其中异秦皮啶含量不少于0.02%，迷迭香酸含量不少于0.02%。药材储藏于通风干燥处。,421,（四）补骨脂主要成分：补骨脂内酯（呋喃香豆素），异补骨脂内酯（异呋喃香豆素）和补骨脂次素等。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中补骨脂素和异补骨脂素含量，两者总含量不得少于0.70%。药材储藏置于干燥处。,422,二、含木脂素的中药实例（一）五味子主要成分：含木脂素约5%，近年来从其果实中分得了一系列联苯环辛烯型木脂素，五味子醇、五味子素、五味子酯甲、乙、丙、丁和戊。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中五味子醇甲含量不得少于0.40%。药材储藏通风干燥处，防霉。,423,（二）厚朴主要成分：苯环相连的新木脂素，如厚朴酚以及和厚朴酚。中国药典采用高效液相色谱法测定药材中厚朴酚与和厚朴酚含量，两者总含量不得少于2.0%。药材储藏于通风干燥处。,424,配伍选择题A.简单香豆素B.吡喃香豆素C.新木脂素D.联苯环辛烯木脂素E.简单木脂素1.前胡主要成分的结构类型是【正确答案】B2.秦皮主要成分的结构类型是【正确答案】A3.五味子主要成分的结构类型是【正确答案】D,425,最佳选择题中药厚朴中含有的厚朴酚是A.双环氧木脂素类B.联苯环辛烯型木脂素类C.环木脂内酯木脂素类D.新木脂素类E.简单木脂素类【正确答案】D,426,第六章黄酮,考点精要：1.黄酮类化合物的含义与结构分类；2.黄酮类化合物的理化性质（性状、溶解性、酸性、显色反应）；3.黄酮类化合物的提取与分离；4.中药实例；5.黄酮类化合物的结构结构鉴定（UV，NMR）。,427,定义：黄酮类化合物是广泛存在于自然界的一大类化合物，由于这类化合物大多呈黄色或淡黄色，且分子中亦多含有酮基而因此被称为黄酮。经典定义：指基本母核为2-苯基色原酮的一系列化合物。,428,现代定义：泛指两个苯环（A与B环）通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物，其基本碳架为C6-C3-C6。,429,第一节结构与分类,一、苷元的结构与分类分类依据：根据中央三碳链的氧化程度、B-环联接位置（2-或3-位）以及三碳链是否成环等特点，可将中药中的主要的黄酮类化合物分类，如表所示。,430,431,432,此外，尚有由两分子黄酮或两分子二氢黄酮，或一分子黄酮及一分子二氢黄酮按C-C或C-O-C键方式联接而成的双黄酮类化合物。另有少数黄酮类化合物结构很复杂，如水飞蓟素为黄酮木脂体类化合物，而榕碱及异榕碱则为生物碱型黄酮。,433,配伍选择题A.黄酮醇B.二氢黄酮C.二氢黄酮醇D.异黄酮E.查耳酮1.2，3位有双键，3位连有羟基的黄酮类化合物是（）【正确答案】A2.2，3位无双键，3位连有羟基的黄酮类化合物是（）【正确答案】C3.2，3位无双键，3位没有羟基的黄酮类化合物是（）【正确答案】B4.2，3位有双键，3位连有B环的黄酮类化合物是（）【正确答案】D,434,二、黄酮苷的糖的结构与分类单糖类：D-葡萄糖、D-半乳糖、D-木糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖及D-葡萄糖醛酸等。双糖类：槐糖（glc12glc）、龙胆二糖（glc16glc）、芸香糖（rha16glc）、新橙皮糖（rha12glc）、刺槐二糖（rha16gal）等。“新龙腾云怀抱刺”三糖类：龙胆三糖（glc16glc12fru）、槐三糖（glc16glc12glc）等。酰化糖类：2-乙酰葡萄糖、咖啡酰基葡萄糖等。,435,黄酮苷中糖联接位置与苷元的结构类型有关。如黄酮醇类常形成3-、7-、3-、4-单糖苷，或3，7-；3，4-及7，4-双糖链苷等。除O-糖苷外，天然黄酮类化合物中还发现有C-键苷，如葛根素、葛根素木糖苷,为中药葛根中的扩张冠状动脉血管的有效成分。,436,重要考点：1.黄酮类化合物结构分类；2.黄酮苷类常连接的单糖；3.黄酮苷类常连接的双糖。,437,第二节理化性质,一、性状1.形态黄酮类化合物多为结晶性固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。（可用结晶或重结晶法进行分离）,438,2.旋光性游离的苷元中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余均无光学活性。黄酮苷类由于在结构中引入糖分子，故均有旋光性，且多为左旋。,439,3.颜色黄酮类化合物大多呈黄色，所呈颜色主要与分子中是否存在交叉共轭体系有关，助色团（-OH、-0CH3等）的种类、数目以及取代位置对颜色也有一定影响。,440,黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄黄色查耳酮为黄橙黄色二氢黄酮、二氢黄酮醇及异黄酮类，几乎无色异黄酮显微黄色。花色素的颜色可随pH不同而改变,一般pH7时显红色，pH为8.5时显紫色，pH8.5时显蓝色。,441,二、溶解性黄酮类化合物的溶解度因结构类型及存在状态不同而有很大差异。1.游离黄酮类化合物一般难溶或不溶于水。易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液中。花色素二氢黄酮异黄酮黄酮（醇）查耳酮（原因：黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子，分子间排列紧密，相互用力较大，故更难溶于水；而二氢黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面性分子，分子间排列不紧密，相互作用力较小，有利于水分子进入，溶解度稍大；花色苷元（花青素）类以离子形式存在，故水溶度较大。）,442,443,2.黄酮苷类一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂。难溶或不溶于苯、氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂。苷分子中糖基的数目多少和结合的位置，对溶解度亦有一定影响。,444,三、酸碱性（一）酸性黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺中。酸性由强至弱的顺序：7，4-二OH7-或4-0H一般酚羟基5-OHNaHCO3Na2CO30.2%NaOH4%NaOH,445,7-和4-位酚羟基，受p-共轭效应影响,酸性较强；3或5-位酚羟基，可与4-位的羰基形成分子内氢键，故酸性最弱。此性质可用于提取、分离及鉴别工作。,446,（二）碱性黄酮类化合物分子中-吡喃酮环上的1-位氧原子，因有未共用电子对,故表现出微弱的碱性，可与强无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成（钅羊）盐，该盐极不稳定，加水后即分解。黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的（钅羊）盐，常常表现出特殊的颜色,可用于黄酮类化合物结构类型的初步鉴别。某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色,且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀。,447,四、显色反应黄酮类化合物的颜色反应主要是利用分子中的基本母核及其所含的酚羟基的性质。（一）还原反应1.盐酸-镁粉反应（最常用的反应）方法：将样品溶于1.0ml甲醇或乙醇中,加入少许镁粉（或锌粉）振摇，滴加几滴浓盐酸，12分钟内（必要时微热）即可显色。（+）黄酮（醇）、二氢黄酮（醇）红紫色（助色团OH，OCH3可使颜色加深）（-）查耳酮、橙酮、儿茶素、多数异黄酮注意：排除假阳性，应先加盐酸不显色，再加镁粉。,448,2.四氢硼钠（钾）反应（二氢黄酮类专属显色反应）方法：是在试管中加入0.1ml含有样品的乙醇液，再加等量2%NaBH4的甲醇液,1分钟后，加浓盐酸或浓硫酸数滴，生成紫至紫红色。（+）二氢黄酮类紫紫红色（-）其他黄酮类另外,近来报道二氢黄酮可与磷钼酸试剂反应而呈棕褐色，也可作为二氢黄酮类化合物的特征鉴别反应。,449,（二）金属盐类试剂的络合反应黄酮类化合物分子中若具有3-羟基、4-羰基或5-羟基、4-羰基或邻二酚羟基等结构，则可以与许多金属盐类试剂如铝盐、锆盐、锶盐等反应，生成有色的络合物或有色沉淀，有的还产生荧光。,450,1.铝盐样品+1%AlCl3（三氯化铝）黄色（紫外灯max415nm下呈亮黄色荧光）（4-羟基黄酮醇或7，4-二羟基黄酮醇显天蓝色荧光）,451,2.铅盐样品+1%乙酸铅（碱式乙酸铅水溶液）黄至红色沉淀（乙酸铅需有可络合结构才可沉淀，而碱式乙酸铅可与一般酚类化合物沉淀，据此不仅可用于鉴定，也可用于提取及分离工作。）,452,3.锆盐利用此反应鉴别黄酮类化合物分子中3-或5-OH的存在与否：,453,4.镁盐,454,5.氯化锶（SrCl2）样品+氨性氯化锶具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色至棕色乃至黑色沉淀。具有邻二酚羟基的黄酮类化合物与SrCl2的反应6.三氯化铁样品+三氯化铁紫、绿、蓝色含有酚羟基即显阳性反应，但一般仅在含有氢键缔合的酚羟基时，才呈现明显的颜色,455,（三）硼酸显色反应5-羟基黄酮、2-羟基查耳酮类+硼酸（无机酸或有机酸存在条件下）亮黄色。一般在草酸存在下显黄色并具有绿色荧光，但在枸橼酸丙酮存在的条件下，则只显黄色而无荧光。,456,（四）碱性试剂显色反应（1）二氢黄酮类易在碱液中开环，转变成相应的异构体查耳酮类化合物，显橙色至黄色。（2）黄酮醇类在碱液中先呈黄色，通入空气后变为棕色，据此可与其他黄酮类区别。（3）黄酮类化合物的分子中有邻二酚羟基取代或3，4-二羟基取代时，在碱液中不稳定，易被氧化，出现黄色深红色绿棕色沉淀。,457,458,多项选择题5,7-二羟基黄酮的阳性反应有（）A.三氯化铝反应B.四氢硼钠反应C.锆盐-枸橼酸反应D.氨性氯化锶反应E.盐酸-镁粉反应【正确答案】AE,459,1.颜色与结构的关系；2.溶解性与结构的关系（记住溶解度顺序）；3.酸性与结构的关系（记住酸性顺序）；4.显色反应：（1）还原反应（盐酸-镁粉、四氢硼钠的显色适用范围）；（2）金属络合反应（适用结构、所用试剂，特别是锆盐的显色判定）；（3）硼酸与碱性试剂（了解适用对象及颜色变化现象）；（4）碱性试剂反应。,460,第三节提取与分离,黄酮类化合物的溶解性：游离黄酮：多不溶于水；易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿；溶于碱水。黄酮苷类：多溶于水、甲醇、乙醇、丙酮；不溶于氯仿、石油醚等低极性有机溶剂；溶于碱水。,461,（一）溶剂法1.乙醇或甲醇提取法高浓度的醇（如90%95%）适于提取游离黄酮。60%左右浓度的醇适于提取黄酮苷类。提取方法可选择冷浸法、渗漉法或回流法等。2.热水提取法该法成本低，安全，适合于工业化生产，但提出的杂质较多，并且仅限于提取黄酮苷类。,462,（二）碱提酸沉法酚羟基黄酮碱性水或碱性稀醇（如50%的乙醇）浸出浸出液经酸化黄酮类化合物游离，沉淀析出，或用有机溶剂萃取。常用的碱性水溶液为稀氢氧化钠溶液和石灰水。注意：碱浓度不宜过高,以免在强碱下加热时破坏黄酮类化合物母核。加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成（钅羊）盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解，降低产品收率。当分子中有邻二酚羟基时，应加硼酸保护。,463,（三）炭粉吸附法（了解）主要适于苷类的精制工作。通常，在植物的甲醇粗提取物中，分次加入活性炭，搅拌，静置，直至定性检查上清液无黄酮反应时为止。过滤，收集吸苷炭末，依次用沸水、沸甲醇、7%酚-水、15%酚-醇溶液进行洗脱。对各部分洗脱液进行定性检查（或用PC鉴定）。通过对Baptisialecontei中黄酮类化合物的研究证明，大部分黄酮苷类可用7%酚-水洗下。洗脱液经减压蒸发浓缩后,再用乙醚振摇除去残留的酚,余下水层减压浓缩即得较纯的黄酮苷类成分。,464,二、分离（一）柱色谱法分离黄酮类化合物常用的吸附剂或载体有硅胶、聚酰胺及纤维素粉等。此外,也有用氧化铝、氧化镁及硅藻土等。1.硅胶柱色谱主要适于分离异黄酮、二氢黄酮、二氢黄酮醇及高度甲基化（或乙醚化）的黄酮及黄酮醇类。少数情况下，在加水去活化后也可用于分离极性较大的化合物，如多羟基黄酮醇及其苷类等。供试硅胶中混存的微量金属离子，应预先用浓盐酸处理除去，以免干扰分离效果。,465,2.聚酰胺柱色谱吸附原理：氢键吸附。吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中酚羟基的数目与位置等及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。,466,洗脱规律：以含水流动相（水-乙醇）做洗脱剂,黄酮苷比游离黄酮先洗脱下来。（1）苷元相同，洗脱先后顺序一般是：叁糖苷，双糖苷，单糖苷，苷元。（2）母核上羟基越多，吸附越强，越难洗脱。（3）聚酰胺对处于羰基间位或对位的羟基吸附力大于邻位羟基，故洗脱顺序为：具有邻位羟基黄酮，具有对位（或间位）羟基黄酮。（4）不同类型黄酮化合物,先后流出顺序一般是：异黄酮，二氢黄酮醇，黄酮，黄酮醇。（5）分