2025年大学天然药化期末试题有答案简版

2025年大学天然药化期末试题有答案简版一、名词解释（每题3分，共15分）1.次生代谢产物：植物、动物或微生物通过次生代谢产生的一类非生命必需的小分子有机化合物，通常具有特定的生理活性（如生物碱、黄酮、萜类等），其合成受环境、生长阶段等因素调控。2.pH梯度萃取法：利用不同酸性或碱性化合物在不同pH条件下解离状态的差异，通过调节萃取溶剂的pH值，选择性分离酸性（或碱性）强弱不同的成分的方法，常用于有机酸、生物碱、黄酮等的分离。3.苷键构型：苷类分子中苷键的立体构型，主要指糖的端基碳（C1）与苷元连接的α或β构型（如D-葡萄糖苷中，C1-OH与C5-CH2OH同侧为β构型，异侧为α构型）。4.Kedde反应：甲型强心苷的特征显色反应，试剂为3,5-二硝基苯甲酸（Kedde试剂），在碱性条件下与强心苷的α,β-不饱和五元内酯环反应生成红色或紫红色产物。5.生源异戊二烯法则：认为萜类化合物由异戊二烯（C5）单位通过头尾或尾尾相连生物合成的理论，是萜类分类（单萜C10、倍半萜C15等）和结构解析的重要依据。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.提取生物碱常用的方法是（）A.水提醇沉法B.酸水提取法C.石油醚冷浸法D.超临界CO₂萃取法答案：B（生物碱多具碱性，酸水可使其成盐溶解，提高提取效率）2.鉴别苷类化合物常用的反应是（）A.Liebermann-Burchard反应B.Molish反应C.Gibbs反应D.Dragendorff反应答案：B（Molish反应（α-萘酚+浓硫酸）可检测糖或苷的存在，产生紫色环）3.二氢黄酮类化合物的C环特征是（）A.开环结构B.完全共轭的三碳链C.C2-C3双键被饱和D.具有异戊烯基取代答案：C（二氢黄酮的C环中C2-C3双键加氢饱和，呈四氢吡喃环结构）4.大孔吸附树脂分离化合物时，极性小的成分一般先被洗脱，常用的洗脱剂顺序是（）A.水→乙醇→丙酮B.丙酮→乙醇→水C.乙醇→水→丙酮D.水→丙酮→乙醇答案：A（大孔树脂对极性小的物质吸附弱，先用水洗去强极性杂质，再用乙醇、丙酮洗脱极性渐小的成分）5.红外光谱（IR）中，羟基（-OH）的特征吸收峰范围是（）A.3600-3200cm⁻¹B.3000-2800cm⁻¹C.1700-1600cm⁻¹D.1500-1300cm⁻¹答案：A（游离-OH在3600-3500cm⁻¹，缔合-OH在3400-3200cm⁻¹）6.下列化合物中，酸性最强的是（）A.大黄素（1个β-OH）B.大黄酸（1个-COOH）C.大黄素甲醚（无-OH）D.芦荟大黄素（1个α-OH）答案：B（羧酸（-COOH）酸性＞β-OH（与羰基形成共轭，酸性较强）＞α-OH（与羰基形成氢键，酸性弱））7.挥发油的提取方法中，最常用的是（）A.回流提取法B.水蒸气蒸馏法C.渗漉法D.超临界萃取法答案：B（挥发油具挥发性，水蒸气蒸馏可在低温下分离，避免热分解）8.三萜皂苷与甾体皂苷的区分可通过（）A.Liebermann-Burchard反应B.醋酐-浓硫酸反应C.三氯乙酸反应D.香草醛-浓硫酸反应答案：C（三氯乙酸反应中，甾体皂苷加热至60℃显红-紫色，三萜皂苷需加热至100℃显色）9.下列生物碱中，碱性最强的是（）A.吡啶（pKa5.2）B.四氢异喹啉（pKa9.5）C.苯胺（pKa4.6）D.酰胺类生物碱（pKa＜1）答案：B（脂肪胺（四氢异喹啉）＞芳香胺（吡啶、苯胺）＞酰胺（几乎无碱性））10.核磁共振氢谱（¹H-NMR）中，黄酮母核A环上5-OH的化学位移（δ）通常出现在（）A.10-12ppm（氢键缔合）B.6-8ppm（芳环质子）C.3-5ppm（糖质子）D.1-3ppm（甲基质子）答案：A（黄酮5-OH与4-羰基形成分子内氢键，化学位移移向低场（δ10-12ppm））三、简答题（每题8分，共32分）1.比较冷浸法、回流提取法、连续回流提取法和超临界CO₂萃取法的优缺点及适用范围。答案：-冷浸法：优点是操作简单、无需加热（适用于热敏性成分）；缺点是时间长、效率低、溶剂用量大（适用于实验室小量提取）。-回流提取法：优点是提取效率高（加热加速溶解）；缺点是需消耗大量溶剂，热敏性成分易破坏（适用于非热敏性、极性较低的成分）。-连续回流提取法：优点是溶剂可循环使用（节省溶剂），提取效率高；缺点是装置复杂，仍需加热（适用于中等极性、非热敏性成分）。-超临界CO₂萃取法：优点是低温操作（保护热敏性成分）、无溶剂残留、选择性好（通过调节压力/温度控制极性）；缺点是设备昂贵，对极性大的成分提取效果差（适用于脂溶性、热敏性成分，如挥发油、脂类）。2.简述黄酮类化合物颜色与结构的关系。答案：黄酮类化合物的颜色主要与分子中的交叉共轭体系及助色团（-OH、-OCH₃等）的数目和位置有关：-基本母核（2-苯基色原酮）无交叉共轭时（如二氢黄酮），呈无色或微黄色；-当C2-C3双键存在且与4-羰基形成共轭（如黄酮、黄酮醇），则产生较长的共轭体系，显黄色；-引入助色团（如7-OH、4’-OH）可增强共轭，颜色加深（如槲皮素（3’,4’,5,7-四OH）呈深黄色）；-异黄酮因B环连接在C3位，共轭链较短，颜色较浅（多为浅黄色）；-查耳酮的共轭链更长（开环结构），颜色最深（多为橙黄色）。3.简述皂苷的溶血作用机制及影响溶血作用的结构因素。答案：溶血机制：皂苷能与红细胞膜上的胆固醇结合，形成不溶性复合物，破坏红细胞膜的完整性，导致血红蛋白漏出，产生溶血现象。影响因素：-糖链：糖链越长（如三萜皂苷多为三糖链），溶血作用越弱；单糖链皂苷溶血作用较强（如人参皂苷Rg1为单糖链，溶血；Rb1为双糖链，溶血弱）。-苷元类型：甾体皂苷的溶血作用通常强于三萜皂苷（如薯蓣皂苷溶血指数高）；-结构修饰：苷元上的羟基、羰基等极性基团可增强与膜的结合，提高溶血活性；-立体构型：苷键构型（α或β）可能影响与胆固醇的结合能力。4.简述生物碱沉淀反应的条件及注意事项。答案：条件：-酸性介质（生物碱成盐溶解，与沉淀试剂反应）；-水或稀醇溶液（沉淀试剂多为水溶性，浓醇会降低生物碱溶解度）。注意事项：-假阳性：某些非生物碱成分（如蛋白质、鞣质、糖）在酸性条件下也能与沉淀试剂反应，需先除去（如用乙醇沉淀鞣质，过滤后再检测）；-单一试剂不充分：需用2-3种不同沉淀试剂（如碘化铋钾、碘化汞钾），均阳性才有意义；-浓度控制：生物碱浓度过低时可能不显色，需浓缩样品；-排除干扰：若样品含大量无机离子（如Cl⁻），可能与沉淀试剂反应（如碘化汞钾与Cl⁻生成沉淀），需纯化后检测。四、论述题（每题12分，共24分）1.设计从某植物中提取、分离蒽醌类成分（包括游离蒽醌和蒽醌苷）的完整流程，并说明各步骤的原理。答案：流程设计及原理：（1）预处理：将植物材料粉碎（增大接触面积），干燥（避免水分影响有机溶剂渗透）。（2）提取：-游离蒽醌：用95%乙醇回流提取（游离蒽醌极性较低，乙醇可溶解）；-蒽醌苷：用50%-70%乙醇提取（苷类极性较大，需含一定水的乙醇溶解）。（合并提取液，减压浓缩至浸膏）（3）初步分离游离蒽醌与蒽醌苷：将浸膏加水混悬，用乙醚（或氯仿）萃取（游离蒽醌易溶于乙醚，苷类极性大，保留在水层）。-乙醚层：含游离蒽醌，进一步分离；-水层：含蒽醌苷，用正丁醇萃取（苷类易溶于正丁醇）。（4）游离蒽醌的分离（pH梯度萃取法）：乙醚层依次用5%NaHCO₃、5%Na₂CO₃、1%NaOH溶液萃取：-5%NaHCO₃萃取：酸性最强的含-COOH蒽醌（如大黄酸）成盐进入水层；-5%Na₂CO₃萃取：酸性次之的含β-OH蒽醌（如大黄素）成盐进入水层；-1%NaOH萃取：酸性最弱的含α-OH蒽醌（如大黄酚）成盐进入水层；各水层酸化后用乙醚回提，得到单一游离蒽醌。（5）蒽醌苷的分离（柱色谱法）：正丁醇层浓缩后上大孔吸附树脂柱，依次用水（除糖、氨基酸）、30%乙醇（除低极性杂质）、50%-70%乙醇洗脱（蒽醌苷被洗脱）；收集苷类洗脱液，再经硅胶柱色谱（氯仿-甲醇梯度洗脱）或HPLC纯化，得到单体苷。（6）纯度检查：采用TLC（硅胶板，氯仿-甲醇展开，紫外灯或氨熏显色，单一斑点）、HPLC（主峰面积＞98%）确认纯度。2.某未知化合物（分子式C₁₀H₈O₄）为香豆素类成分，根据以下波谱数据解析其结构，并说明各数据的归属。-UV（λmaxnm）：274（苯环）、311（α-吡喃酮环）；-IR（cm⁻¹）：3400（缔合-OH）、1715（α-吡喃酮羰基）、1610（芳环C=C）；-¹H-NMR（CDCl₃，δppm）：6.20（1H，d，J=9.5Hz，H-3）、7.65（1H，d，J=9.5Hz，H-4）、6.90（1H，d，J=8.0Hz，H-5）、7.50（1H，dd，J=8.0,2.0Hz，H-6）、7.35（1H，d，J=2.0Hz，H-8）、10.5（1H，s，-OH）；-MS（m/z）：192（M⁺），174（M⁺-H₂O），146（M⁺-CO₂）。答案：结构解析过程：（1）分子式C₁₀H₈O₄，不饱和度=（2×10+2-8）/2=7（香豆素母核（C₉H₆O₂）不饱和度=6，剩余1个不饱和度为羟基或其他含氧基团）。（2）UV特征：274nm（苯环B带）、311nm（α-吡喃酮环的K带），符合香豆素母核（苯并α-吡喃酮）。（3）IR：3400cm⁻¹（缔合-OH，说明存在酚羟基）；1715cm⁻¹（α-吡喃酮的羰基，区别于游离羧酸）；1610cm⁻¹（芳环C=C）。（4）¹H-NMR：-δ6.20（d，J=9.5Hz）和7.65（d，J=9.5Hz）：为香豆素母核H-3和H-4的典型偶合（J≈9Hz，反式偶合），确认母核结构；-δ6.90（d，J=8.0Hz）、7.50（dd，J=8.0,2.0Hz）、7.35（d，J=2.0Hz）：为苯环上的三个质子，说明苯环有两个取代基（因C₁₀H₈O₄中苯环应为C₆H₃-，即三个质子）；-偶合常数分析：H-5（δ6.90，d，J=8.0Hz）与H-6（δ7.50，dd，J=8.0,2.0Hz）邻位偶合（J=8Hz），H-6与H-8（δ7.35，d，J=2.0Hz）间位偶合（J=2Hz），说明取代基位于C-7位（因香豆素苯环编号为5-8位）；-δ10.5（s，-OH）：酚羟基，且位于C-7位（与4-羰基形成分子内氢键，化学位移移向低场）。（5）MS：分子离子峰m/z192（C₁₀H₈O₄），失去H₂O（18）得174，失去CO₂（44）得146（192-44=148？此处可能数据笔误，实际应为失去CO（28）得164，或需结合结构调整）。结合以上信息，推断结构为7-羟基香豆素（伞形花内酯），分子式C₉H₆O₃，但题目中分子式为C₁₀H₈O₄，可能存在甲氧基或另一个羟基。重新核对：若苯环上有两个羟基（7-OH和8-OH），则分子式为C₉H₆O₄（不饱和度=7），但题目中C₁₀H₈O₄（多一个CH₂），可能为7-羟基-6-甲氧基香豆素（C₁₀H₈O₄）。此时：-H-5（δ6.90，d，J=8Hz）、H-6被甲氧基取代（无质子），H-8（δ7.35，d，J=2Hz）与H-5的间位偶合（J=2Hz），符合数据。因此最终结构为7-羟基-6-甲氧基香豆素（秦皮甲素苷元？需再确认）。五、综合题（9分）某实验室从中药“虎杖”中提取大黄素，步骤如下：①虎杖粗粉用95%乙醇回流提取3次，合并提取液；②提取液浓缩至无醇味，加等量水稀释，用石油醚萃取3次（弃去石油醚层）；③水层用5%NaHCO₃溶液萃取，收集碱水层；④碱水层加盐酸调pH至2，析出沉淀，过滤得粗品。请指出以上步骤中的错误并纠正，说明理由。答案：错误及纠正：（1）步骤②错误：石油醚萃取应保留石油醚层（大黄素为游离蒽醌，易溶于石油醚、乙醚等非极性溶剂，水层主要含苷类）。原步骤弃去石油醚层会损失大黄素。纠正：提取液浓缩后加水，用石油醚（或乙醚）萃取，保留石油醚层（含游离蒽醌），水层弃去（或用于提取苷类）。（2）步骤③错误：5%NaHCO₃溶