中药化学成分一般研究方法

1、关于中药化学成分的一般研究方法第1页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四2.1 中药化学成分的主要类型 （一）从物质基本类型分：有机物、无机物。（二）按元素组成、结构母核分：生物碱、黄酮、苷、醌、甾、萜、苯丙素等。 （三）按酸碱性分：酸性、碱性、中性。 （四）按溶解性分：非极性（亲脂性）、中极性、极性（亲水性） 第二章 中药化学成分的一般研究方法第2页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（五）按活性分：有效成分、无效成分 具有生物活性，能用分子式和结构式表示，并具有一定的物理常数的单体化合物，称为有效成分。 与有效成分共存的无生物活性的成分称为无效成分。

2、（六）按生产合成途径分：一级代谢产物（如糖、蛋白质）、二级代谢产物（如生物碱、黄酮、皂苷）。第3页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四第二章 中药化学成分的一般研究方法2.2 中药化学成分提取分离方法的基本 原理及应用一、基本概念1、提取：利用适当的溶剂或方法，将所要成分尽可能从原料中完全提出的过程。2、分离：将提取物中所含的各种成分一一分开，并将得到的单体加以精制的过程。第4页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四二、提取方法 水 溶剂提取法：溶剂 亲水性有机溶剂 亲脂性有机溶剂 水蒸气蒸馏法 超临界流体萃取法（SFE） 升华法 压榨法 第5页，共52页

3、，2022年，5月20日，16点48分，星期四（一）溶剂提取法1、原理 根据中药中各种成分的溶解性不同，选用对所需成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需成分从药材组织中溶解出来的一种提取方法。 选择溶剂依据相似相溶原理。第6页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四2、选择溶剂的要点 * 对所要成分溶解度大 * 沸点适中容易回收 * 低毒安全 中药化学成分中，萜、甾等大环、稠环化合物极性小，易溶于氯仿、乙醚等；糖、苷等易溶于水、乙醇等极性溶剂中；酸碱性成分因存在状态不同溶解性不同。 最常用的溶剂为乙醇。第7页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四3、溶

4、剂的分类 * 强极性溶剂：水 * 亲水性有机溶剂： 能与水任意混溶（甲醇、乙醇、丙酮） * 亲脂性有机溶剂： 不与水任意混溶，可分层（正丁醇、乙醚、乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、环己烷、石油醚） 常用溶剂的极性大小顺序： 石油醚四氯化碳苯氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇（甲醇）流动相极性，用于 分离极性和中等极性的成分。反相色谱：固定相极性流动相极性，用于 分离非极性和中等极性的成分第34页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四3、洗脱规律： 正相色谱中，极性小的化合物先被洗脱，极性大的化合物后被洗脱；反相色谱正好相反。4、常用的固定相和流动相固定相：正相色谱中常用氰基或氨基键合相

5、； 反相色谱中常用C18或C8键合相。流动相：正相色谱中主要用有机溶剂； 反相色谱中常用甲醇-水或乙腈-水 系统。第35页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（三）离子交换色谱法1、基本原理 基于各成分解离度的不同而分离。2、离子交换剂的种类 离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶。3、应用 主要用于生物碱、有机酸及氨基酸、蛋白质、多糖等水溶性成分的分离纯化。 4、操作要点 装柱前要用水充分溶胀，并用酸、碱预处理。第36页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（四）大孔吸附树脂法1、性能及分离原理（1） 性能： 大孔树脂是一种不含交换基团，具有大孔结构

6、的高分子吸附剂。一般为白色颗粒，2060目。理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。 水溶液中吸附力较强，且有很好的选择性。（2）原理 既有吸附性，又有分子筛的筛选性。吸附性是范德华引力或氢键吸附的结果；筛选性则由其多孔性网状结构引起的。第37页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四2、影响分离的因素（1） 分子极性的大小 极性较大的化合物适宜于在中极性的树脂上分离，而极性较小的化合物则适于在非极性树脂上分离。 对于中极性树脂来说，被分离化合物分子上能形成氢键的基团越多，吸附力越强。（2）分子体积的影响 对于非极性大孔吸附树脂而言，化合物体积越大，吸附力越强，这与大体积分子疏水

7、性强有关。 第38页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（3）PH 一般酸性化合物在适当酸性溶液中可被充分吸附，碱性化合物则在碱性条件下易被吸附，中性化合物在中性情况下吸附较好。3、树脂柱的清冼和再生 用乙醇、丙酮、异丙醇、25%盐酸、25%氢氧化钠渗漉法洗脱或回流。4、洗脱顺序 一般被分离物质极性越小，越先被洗脱下来，极性越大，越后洗脱下来。第39页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四5、 应用（1）成分的类型与树脂的选择：（2）优点：吸附容量大，选择性好，成本低，收率较高，再生容易等优点。 成分类型大孔树脂类型 树脂型号举例脂溶性成分（甾、萜、黄酮、

8、苯丙素、生物碱）非极性或弱极性树脂D-101, AB-8, HPD-100皂苷、生物碱苷弱极性或极性D-201, D-301, HPD-300, AB-8, NKA-9黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷弱极性或极性树脂D-201, D-301, HPD-600, AB-8, NKA-9环烯醚萜苷极性树脂D-301, HPD-600, NKA-9第40页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（五）凝胶色谱法 1、性能及分类 葡聚糖凝胶是葡聚糖和甘油，通过醚桥键相交而成的多孔网状结构物质。 交链度越大，网状结构越紧密，网孔越小， 吸水膨胀就越大，可用于小分子量物质的分离。反之，则用于大分子

9、量物质的分离。 常用的有葡聚糖凝胶（Sephadex G）、 羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20）、 聚丙烯酰胺凝胶（Sephacrylose,商品名Bio-gel P）及琼脂糖凝胶（Sepharose, 商品名Bio-Gel A）等。第41页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四 2、分离原理 葡聚糖凝胶吸水后，形成凝胶粒子，在交链键的骨架中存在着许多网眼，只能使小分子量的化合物进入，大分子量的化合物被排阻在凝胶颗粒的外部难以进入网眼内部，因此大分子物质首先被洗出。 3、应用 主要用于分离水溶性大分子化合物。（六）高效液相色谱 （七）气相色谱第42页，共52页，

10、2022年，5月20日，16点48分，星期四(八）超临界流体萃取 是集提取和分离于一体，又基本上不用有机溶剂的新技术。 当一种物质处于临界温度与临界压力以上的状态下，形成即非液体又非气体的单一相态，称超临界流体（SCF）。 利用一种物质在超临界区域形成的流体进行提取的方法称SCFE。 SCF与常温常压下的气体和液体比较，其密度接近液体，而粘度又接近气体，扩散系数比液体大100倍，浸透性优于液体。第43页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四 物质的溶解过程包括分子间的相互作用和扩散作用。所以物质的溶解度与溶剂的密度、扩散系数成正比与粘度成反比，因此超临界流体对许多物质有很强的

11、溶解能力。 SCF做流动相时，兼具气层和液层的特点，可以分离气相不能适用的不挥发性的较大分子，又能分离挥发油，其分离速度比液相可以快510倍，分辨能力大5倍。第44页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四 常用的超临界流体为 CO2, 它的临界温度为31.4，临界压力为7.37Mpa,易操作，价格便宜，无毒。 可以通过改变压力而改变超临界流体的特性，因为在一定温度条件下，改变压力即可改变流体的密度和极性，利用程序升压即可将不同极性成分进行分步提取。 CO2 在高于临界温度和压力的条件下，溶解出中药原料中的成分，当恢复常压时，溶解在CO2超临界流体中的成分便与气体CO2自动分离

12、。 第45页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四 二氧化碳超临界流体对物质溶解作用有一定选择性，极性较低的化合物，如酯、醚、内酯和含氧化合物易被萃取；极性化合物，如带羟基、羧基的难于萃取。 也可以在流动相中加入夹带剂以改变其性能。对溶质具有较好溶解性的溶剂也往往是很好的夹带剂，常用甲、乙醇、丙酮，夹带剂的用量一般不超过15%。 优点：在接近室温下工作，防止某些对热不稳定的成分被破坏或挥发。萃取过程中无有机溶剂残留。提取效率高，节约能耗。第46页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四2.3 中药化学成分结构测定的一般程序和 方法（一）纯度测定 外观颜色形态是

13、否均一；测定物理常数如：熔点、沸点、比旋度、折光率等；用薄层色谱或高效液相色谱鉴别；如为已知物，可用对照品进行对照。（二）化学方法 颜色反应；化学降解法；衍生物制备。第47页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四（三）波谱在结构测定中的应用 1、红外光谱（IR) 化合物用量只需510微克，测定范围5004000cm-1, 有两个区，一个是指纹区在1000cm-1以下，每个化合物有自己的特征指纹图谱；另一个是特殊功能区，在1000 4000cm-1 ，可以确定羰基、苯环、羟基等功能基。 第48页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四2、 紫外光谱（UV） 只有

14、在分子结构中具有共轭体系，即在分子中具有产生- 、n-跃迁和某些n-跃迁的化合物才能在紫外光区产生紫外吸收光谱。 可根据紫外吸收光谱的位置及吸收峰的数目，可初步推测化合物的不饱和部分结构。 第49页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，星期四3、核磁共振(NMR) (1) 1H-NMR: 提供不同种类氢原子的情况。给出氢的数目、种类、相邻基团的结构。可提供的结构信息参数，主要为化学位移(), 偶合常数(J)及质子数。 化学位移()：因氢核周围化学环境不同，其外围电子云密度及绕核旋转产生的磁屏蔽效应不同，则不同的氢出现在不同区域。P25页表。第50页，共52页，2022年，5月20日，16点48分，