药物化学第三章

1、天然药物化学成分提取、分离和鉴定的一般方法,第三章,天然药物化学成分较为复杂，所以研究和应用其中的有效成分，必须将它们提取出来并进一步加以分离和精制，得到有效单体。 由于天然药物所含成分种类繁多，含量有高有低，所以天然药物中有效成分的提取、分离和鉴定方法的研究具有十分重要的实践意义。,一、天然药物化学成分预试验,天然药物化学成分预试验：是初步检识某药物中含有哪些化学成分的方法，根据预试验结果，再按照所含化学成分的性质，设计有效成分提取、分离的具体方法。 # 对预试验要求简便、快速而正确。 # 对化学成分的提取常采用石油醚、95%乙醇和水提取。假若不着重研究挥发油，一般经过乙醇和水两种溶剂提取后

2、就可以进行预试验。,预试验溶液的制备方法：(三种) 1、水浸液 取药材粉末5g，加50ml蒸馏水，在5060的水浴上加热约1h后，过滤。在试管或滤纸片上作糖、多糖、有机酸、皂甙、甙类、酚类、鞣质、氨基酸、蛋白质、生物碱等项的预试验。,2、乙醇提取液 取药材粉末5g，95%乙醇50ml，水浴回流1h后过滤，滤液即可进行酚类、鞣质、有机酸等项的预试验。滤液减压浓缩至糖浆状，置于研钵中，用少量5%的盐酸研溶，取盐酸水溶液进行生物碱的预试验。糖浆状浓缩液可再用少量乙醇溶解，其溶液可进行黄酮类、蒽醌、酚类、甙类、有机酸、香豆素、萜类以及萜类内酯化合物、甾体化合物等项的预试验。,3、石油醚提取液 取药材粉

3、末1g，加沸成为6090的石油醚10ml，放置23h后，过滤，滤液放在表面皿中，让石油醚挥去，用残留物进行萜类、甾体、脂肪等项的检查。,二、天然药物有效成分提取、分离的方法,天然药物成分的提取、分离和精制，一般以利用溶剂为多。溶剂不同，浸出的成分也不同。除溶剂外还可利用其它化学试剂的方法进行。近年来，一些物理方法，如色谱、逆流分溶等技术进展很快，缩短了对天然药物有效成分研究的周期。,1、传统提取方法 (三种),（1）溶剂提取法 该法指选择适当溶剂将天然药物中的化学成分提取出来。 天然药物成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。 用溶剂提取天然药物成

4、分的常用方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续提取法等。,浸渍法：浸渍法是将处理过的药材，用适当的溶剂在常温或温热（6080）的情况下浸渍以溶出其中成分。 渗漉法：渗漉法是向天然药物粗粉中不断添加浸出溶剂而使其渗过药粉，从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种浸出方法。,煎煮法：煎煮法是将天然药物粗粉加水加热煮沸，将天然药物成分提取出来的方法。 回流提取法：如用易挥发的有机溶剂加热提取天然药物成分时，则需采用回流提取法以减少溶剂消耗，提高浸出效率。 连续提取法：为了弥补回流提取法中需要溶剂量大，操作较烦的不足，可采用连续提取法，如实验室常用的脂肪提取器。,一些常见溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序

5、如下： 亲脂性 石油醚 苯 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲醇 水 亲水性 石油醚：提取油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三帖类化合物。 氯仿或乙酸乙酯 ：提取游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素的甙元等中等极性化合物。 丙酮或乙醇、甲醇：提取甙类、生物碱盐以及鞣质等极性化合物。 水：提取氨基酸、糖类、无机盐等水溶性成份。,传统溶剂提取法存在的缺点： 除水做溶剂外，其他溶剂都对健康不利或有害，易残留。 煎煮法、回流提取法等加热提取法，可使对光、热不稳定物质被破坏，特别是在提取过程中常伴有分解、水解醇解和沉淀等反应，其结果不仅使产品质量难以控制，而且由于改变了天然组分特征，给药理药效研究带来不

6、确定因素。 提取步骤多、流程长、生产效率低、纯度低、产物损失大。 溶剂原料用量大，产品收率小，成本高。,水蒸气蒸馏法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，具难溶或不溶于水的成分的提取。如挥发油，某些小分子生物碱（麻黄碱、烟碱、槟榔碱），以及某些小分子的酚类物质的提取可采用水蒸气蒸馏。,（2）水蒸气蒸馏法,某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在低于其熔点的温度下，不经过熔化就可直接转化为蒸气，蒸气遇冷后又凝结为固体称为升华。天然药物中有一些成分具有升华性质，能利用升华的方法直接从天然药物中提取出来。如从樟木中升华的樟脑，茶叶中的咖啡因亦具有升华性。但天然药物成分一般

7、可升华的很少。,（3）升华法,天然药物的提取，如果找到了合适的溶剂，将所得到的提取液稍一浓缩，就有结晶析出，例如从橘络中回流提取橙皮甙。但这种情况并不多。天然药物提取液浓缩后仍然是混合物，尚需进一步除去杂质，进行分离、纯化或精制，随天然药物的性质不同，常用的分离、纯化方法有系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法等七种。,2、各种分离纯化方法,（1）系统溶剂分离法 如果所研究的天然药物有效成分为已知成分，可根据其性质进行分离。若是未知成分，一般应在临床或药理等试验的配合下，将药料粗粉用不同的溶剂提取，然后逐步划分，再进一步分离单体。该溶剂系统通常由亲脂性到亲水性或由低级性到高级性的次序组成。 该法主要问

8、题在于药理试验灵敏性差，但仍然是研究成分不明天然药物的最常用的方法。,（2）两相溶剂萃取法 两相溶剂萃取法是利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数不同而达到分离的方法。混合物中各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效果越高。如果在水提液中的有效成分是亲脂性物质，一般多采用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行萃取；如果有效成分是偏于亲水性的物质，就需采用与水不相混溶而具有一定程度亲水性的有机溶剂，如乙酸乙酯、丁醇等萃取。,（3）沉淀法 有水提醇沉法、分级沉淀法、碱提酸沉法或酸提碱沉法。 最常用的是铅盐法，既可以用于除去杂质，也可以用于沉淀有效成分。铅盐法是利用中性醋酸铅或碱式醋酸铅

9、在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难溶的铅盐或络盐沉淀，而用于分离中药成分。该法在形成铅盐沉淀后，通常是将沉淀滤出，然后悬于水或稀醇中，通硫化氢气体或加硫酸钠等试剂进行脱盐即可回收提取物。,（4）盐析法 盐析法是在中药水提液中，加入无机盐至一定浓度，或达饱和状态，使某些成分在水中的溶解度降低，从而与水溶性大的杂质分离的一种方法。常用作盐析的无机盐有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、硫酸铵等。,（5）分馏法 对于完全能够互溶的液体系统，可利用各成分沸点的不同而采用分馏法。在中药化学成分的研究中，挥发油及一些液体生物碱的分离即常用分馏法。例如毒芹总碱中的毒芹碱(沸点166-167）和羟基毒芹碱(沸点226）的

10、分离。,（6）结晶法 结晶法是分离和精制固体成分的重要方法之一，是利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不同而达到分离的方法。具体操作步骤：选用合适的溶剂，将混合物加热溶解，形成有效成分的饱和溶液，乘热滤去不溶的杂质，滤液低温放置，使有效成分大部分析出结晶，再进一步反复结晶即可获得高纯度的晶体。,（7）色谱法 色谱法又称色层法或层析法，是分离和鉴定化合物的有效方法。 色谱法是利用不同的物质存在两相中，具有不同的平衡分配系数，同时结合一定的检测手段来进行分离的方法。色谱法按两相的状态来分，可分为气相色谱和液相色谱两类；按色谱过程的机理来分，可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和凝胶色谱；按固定相的

11、性质来分，可分为柱色谱、纸色谱和薄层色谱。,色谱法在研究中药有效成分中的应用： 分离混合物 精制化合物 鉴定化合物,常见一些成分所选择的色谱法： 一般生物碱的分离可选用硅胶或氧化铝柱色谱，对于极性较高的生物碱可用分配色谱，而对季铵型生物碱也可用分配色谱或离子交换色谱。 甙类的色谱分离往往决定于甙类的性质，一般可用分配色谱或硅胶吸附色谱。 挥发油、甾体、萜类包括萜类内酯，往往首选氧化铝及硅胶色谱。 黄酮类化合物、鞣质等多元酚衍生物可用聚酰胺吸附色谱。 有机酸、氨基酸一般可选用离子交换色谱，有时也用分配色谱。 有些氨基酸也可用活性炭吸附色谱。对于大分子化合物，如多肽、蛋白质、多糖常用凝胶色谱。,常

12、用的几种分离技术： 加压液相柱色谱：通过加压提高分离速度，缩短分离时间。分：低压、中压、高压。为一种分配柱层析。 聚酰胺吸附色谱法：属于氢键吸附，不但适用极性物质也适用于非极性物质的分离。特别适合酚类、醌类、黄酮类、鞣质的分离。 吸附规律 ：被分离物质与聚酰胺形成氢键的的数目越多，吸附力越强。 形成氢键的数目：越多，吸附力越强。 分子内氢键：被分离物质形成分子内氢键的吸附力减弱。 芳香程度：分子中芳香程度化高者，吸附力强。 大孔吸附树脂,3、提取及分离技术的发展,提取分离新技术： 高速逆流色谱（HSCCC) 超临界流体萃取技术(SCFE) 双水相萃取技术（ATPE) 液膜分离技术 超声提取技术

13、(USE) 超滤技术(UF),三、天然药物化学成分的鉴定和结构研究,天然药物化学成分经过提取、分离、精制成为单体化合物后，必须进行鉴定，确定其化学结构，才有可能为人工合成、结构改造和药物设计提供可靠的依据。,1、天然药物化学成分的鉴定程序,（1）物理常数的测定 物理常数的测定包括熔点、沸点、比旋度和折光率的测定。纯化物的熔点恒定，其熔距可在12范围内。若有杂质存在，则熔点降低，熔距加长。液体物质可测定其沸点，纯粹物质应有恒定的沸点，除高沸点的液体物质外，其熔距不应超过5的范围。此外在判断液体物质的纯度时，还需要测定其折光率和比重。对光学活性物质的纯度，旋光度可以作为一个指标。,（2）分子式的测定 常规方法是在确定一个化合物的分子式时，先进行元素定性分析，检查元素组成，再测定各元素在化合物中的百分含量，从而求出化合物的实验式，并根据测出的分子量，计算出该化合物的分子式。分子量的测定除经典的各种方法外，目前最常用的是质谱法。,（3）化合物功能团和分子骨架的推定 一般需要决定该化合物的缺氢因素，准确计算出结构中含有的双键数或环数，并结合所测定的物理常数、化学定性试验、化学降解等反应、以及UV光谱、IR光谱、NMR谱和MS谱等所得数据，综合分析，以确定化合物含哪些功能团，具有何种母核，属于哪类化合物。,（4）化合物结构式的确定 确定一个化合物的结构，往往是化学工作