南方医科大学第一章4.ppt

1、第四部分是结构研究的必要性。在天然药物结构研究中，很难预先在一定程度上预测这种困难的结构。经典的化学方法难以满足研究天然药物结构的需要。研究天然药物结构的主要手段有：光谱分析法，1 .化合物1的纯度测试方法。在显微镜下观察晶体形态。测量熔点3。用薄层色谱法鉴别。通过高效液相色谱进行鉴定。结构研究的主要项目1。确定化合物结构的程序。首先，推断确定的组分的结构类型，然后推断取代基的类型、位置和分子式。确定结构式2。确定化合物结构常用的方法有化学光谱法(紫外、红外、核磁共振、质谱)和镉、有序度、x光晶体衍射等。3.未知天然化合物结构的研究程序初步推断化合物的类型，确定分子式，计算不饱和度，确定分子中

2、包含的官能团或结构片段或基本骨架；推断和确定分子的平面结构；推断并确定分子的主要结构(构型和构象)。4.已知天然化合物结构研究计划的研究过程大大简化了不固定的模式和程序。5.文献检索在结构研究中的重要性贯穿于复合结构研究的全过程。根据植物的拉丁名称或中药的学名，使用主题索引或参考中文；通过计算机系统；检索内容包括：同种植物的药用部位、所用溶剂的名称、提取部位、分离方法、单体化合物的性质、分子式、颜色反应、光谱数据等。结构研究中使用的主要方法(1)确定分子式的常用方法(1)元素分析结合分子量测定(1)元素分析包括定性分析和定量分析。例如，从甘草中获得白色晶体。元素定性分析表明，白色晶体仅含碳、氢

3、和氧，元素定量分析结果如下：C :73.35%；H:10.21%。o元素的含量=(100-79.35-10.21) %=10.44%三种元素在分子结构中的比例为：C:79.3512=6.61h 336010.211=10.21 o 336010.4416=0.65。该化合物分子结构中原子的比例为6.61:0.65=10161，该化合物的实验式为：C10H16O，分子式为：(C10H 16O)n=1，2，3。(2)分子量的测定方法有：冰点下降法(固体物质)、沸点上升法(液体物质)、粘度法、凝胶过滤法、质谱法(最常用的)，例如，电子轰击质谱法(ei)。然后，当n=456152=3与实验式C10H1

4、6O结合时，上述化合物的分子式为C30H48O3。(C30H48O3代表甘草甜素)。2.高分辨率质谱(HR-MS)法高分辨率质谱仪可以准确地测定物质的质量，精确到小数点后第三位。例如，C8H12N4、C9H12N2O、C10H12O2和C10H16N2具有相同的分子量164，但是它们的确切质量不同，因此在高分辨率质谱仪中很容易区分它们。同位素丰度比法测定有机化合物的主要元素碳、氢、氧和氮都是由具有一定相对丰度比的同位素组成的。在大多数质谱图像中，如果能看到稳定的分子离子峰，那么在比它高1-2倍的质荷比下就能看到M 1和M 2的同位素峰。对于某些化合物，分子离子峰及其同位素峰的相对强度是一个确定

5、的值。化合物不饱和度的计算单价原子的数目(如X，H)三价原子的数目(如N，P)四价原子的数目(如C，S) (2)确定化合物结构类型和取代基的主要方法1注意观察样品在萃取和分离过程中的行为2确定它们相关的物理和化学常数，如不同的酸碱度、在不同溶剂中的溶解度和色谱3。结合文献研究。4.功能组的定性和定量分析。化合物光谱数据的测定和分析(3)红外光谱，1。红外光谱：研究分子运动的吸收光谱，反映分子中原子之间的振动和角运动。2.红外光谱涉及的区域为中红外区域，波长在2-25米之间，频率在5000-400厘米-1之间。3.波长和频率之间的关系如下：4。分子振动类型(1)膨胀振动：对称和非对称膨胀振动；(

6、2)弯曲振动：面内和面外弯曲振动；5.红外光谱中吸收强度基团的极性越大，例如，在3600-3200厘米-1处出现一个强的宽峰，表明-羟基的存在；在2200-2100厘米-1处有一个吸收峰，表明可能存在氯化萘或氯化萘键；在1850-1650厘米-1处有一个强吸收峰，受其他峰的影响较小，是一氧化碳的标志；在1600-1500厘米-1处出现一个弱吸收峰，表明存在-CC-.1500-600cm-1是指纹区域。尽管指纹区域中的一些吸收峰也对应于某些官能团，但是大量的吸收峰并不对应于特定的官能团。细微的结构变化会引起指纹吸收的变化，而不同化合物的指纹吸收是不同的。7.红外吸收可分为四个区域：4000-25

7、00厘米-1的X-H拉伸振动区域，2500-2200厘米-1的三键拉伸振动区域，2000-1500厘米-1的双键拉伸振动区域，以及1500-600厘米-1的C-H弯曲振动信息的羰基双键的最强峰或次强峰。8.标准物质的红外图谱可以比较(4)紫外-可见吸收光谱(UV) 1。原理：分子中的一些价电子吸收一定波长(200-700纳米)的紫外-可见光，并从低能级跃迁到高能级。2.发色团分子含有共轭双键，发色团和共轭体系可以在紫外可见区吸收。3.它通常用于含共轭双键、不饱和羰基结构和芳香化合物的结构鉴定。(5)质谱1。基本原理：有机化合物在高温和真空中被加热和蒸发。在受到50100电子伏的电子束轰击后，它

8、们会失去电子，变成带正电的分子离子。在电子流的进一步轰击下，分子离子会断裂成键，形成各种碎片离子。在电场和磁场的共同作用下，这些离子按质荷比的顺序被记录下来，形成的光谱为质谱，质谱图的横坐标为m/z，纵坐标为离子峰的相对强度。质谱图中相对强度最高的离子峰称为基础峰，其强度设为100%。其他离子峰的强度用它们相对于基础峰的强度百分比来表示。离子峰的强度与相应离子的数量成正比。离子数量越多，峰的强度越大。3。质谱分子离子峰中常见的几个离子峰。碎片离子峰同位素离子峰通常出现在分子离子峰右侧1-2个质量单位处，用M 1和M 2表示。4.质谱常被用来测定分子量，计算分子式，并为易蒸发的小分子和受热后不易

9、分解的化合物提供一些结构信息。破解的一般法则1。共价键的极化越大，越容易断裂；2.生成的碎片离子越稳定，越有利于裂解；3.常见的裂解方法：(1)简单裂解只产生共价键，共价键产生一个片段离子和一个中性片段基团。例如，烯烃分子的离子裂解优先产生稳定的烯丙基碳阳离子。另一个例子：带有侧链的芳环化合物在裂解后产生强烈的苄基离子峰。另一个例子：含有杂原子的分子倾向于-分裂或-分裂。(2)重排裂解伴随着共价键断裂过程中原子或基团的迁移和重排。例如，最常见的麦克拉弗蒂重排裂解。所有醛、酮、烯烃、酰胺、酯、腈和含-H的芳环化合物都可以发生麦克拉弗蒂重排裂解。5.场解吸电离法简介在这种方法中，样品在10kV的高压下直接电离，无需加热和汽化，特别适用于热不稳定、极性和非挥发性化合物的质谱测定。该方法灵敏度高达10-11g，谱图简单。糖苷类、氨基酸类、肽类、核酸类和抗生素类在质谱中均出现了一系列明显的吸收峰，分别为：M H (M 1)、M Na (M 23)和M K (M 39)，随着发射丝电流强度的降低，碎片离子峰越来越少。糖苷的质谱显示糖片段依次被氢或钠去除。在肽的质谱图中，可以看到氨基酸被氢或钠依次去除的片段。快速原子轰击在这种方法中，高速中性粒子撞击样品并使其电离，得到分子离子和它们进