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药学之中药化学W.doc

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资源描述

1、1中药化学一、中药化学成分的一般研究方法(一)中药有效成分的提取方法 溶剂按极性分:亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂、水。溶剂选择:根据“相似相溶”原则溶剂按极性由弱到强:石油醚 O苷 S苷 C苷(1)O苷:苷元通过氧原子和糖相连接而成的苷醇苷(红景天苷、毛茛苷、獐牙菜苷)酚苷(苯酚苷、萘酚苷、蒽醌苷、香豆素苷、黄酮苷、木脂体苷、天麻苷)氰苷(苦杏仁苷)吲哚苷(靛苷)酯苷(山慈姑苷、土槿皮甲酸和乙酸)(2)S苷:糖的半缩醛羟基与苷元上硫基缩合而成的苷-萝卜苷、芥子苷(3)N苷:糖上的端基碳原子与苷上的氮原子连接而成- 巴豆苷(4)C苷:糖基的端基碳原子直接与苷元碳原子相连接而成的苷-黄酮碳苷、牡

2、荆苷、芦荟苷2.苷的理化性质一般无味无臭晶体,能溶于水,可溶于乙醇、甲醇,难溶于乙醚或苯,具有吸湿性,多数呈左旋。苷键的裂解:酸水解、酶水解、碱水解、氧化开环()酸催化水解:试剂酸(盐酸、硫酸、乙酸等) 、溶剂 水或稀醇 4水解难易的规律:N-苷O-苷S 苷C-苷 呋喃糖苷吡喃糖c 酮糖(呋喃结构)醛糖d 五碳糖苷甲基五碳糖苷六碳糖苷七碳糖苷糖醛酸苷e 2、3-去氧糖苷 2-去氧糖苷 3-去氧糖苷 2-羟基糖苷 2-氨基糖苷 f 芳香属苷脂肪族苷避免苷元脱水-难水解、对酸不稳定: 两相水解法、改变水解条件 (2)碱催化水解:具酯性质苷可发生碱水解:酯苷、酚苷、稀醇苷、吸电子取代的苷(3)酶催化

3、水解:专属性很强:特定酶只水解糖的特定构型的苷键条件温和: 保护糖和苷元结构 保留部分苷键得次级苷(4)乙酰解反应:特点:开裂一部分苷键 ,保留另一部分苷键用途:确定糖与糖之间的连接位置易难顺序:16 14 13 12(5)氧化开裂法:最常用 Smith 降解法反应过程:试剂 NaIO4 - (邻二羟基) 二元醛试剂 NaBH4 - (二元醛) 二元醇 室温下酸水解产物:丙三醇,羟基乙醛,苷元,甲酸(三)糖和苷的提取 1.糖、苷的提取:主要为溶剂法水、稀醇(单糖、低聚糖、多糖)糖类的提取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同,而采用冷热水、冷热稀醇等条件。2.苷类的提取:提取中需考虑的几个问题:a

4、破坏酶 加温、沸水煮(80)加乙醇( 60 )或加甲乙醇提取加碳酸钙或硫酸铵处理烘干药材( 60 )b 避免酸、碱接触c 溶剂的选择 多用乙醇、甲醇、醋酸乙酯 沸水不宜用于含淀粉多者,有时用含有机酸缓冲剂控制 pH 以防水解亲脂性强者用氯仿等亲脂性溶剂 3.苷元的提取:应用适当水解法把苷中糖基部分彻底水解掉,同时尽量不破坏苷元结构达最高提取率。以极性小溶剂提取。乙酰解、酶解、氧化开裂法。 三、醌类化合物(一)结构与分类 OO123456 O12345651.苯醌类: 对苯醌 邻苯醌2.萘醌类:(1,4),(1,2),amphi(2,6)大多以 萘醌类衍生物存在,橙色或橙红色结晶。3.菲醌类:

5、邻菲醌 对菲醌丹参取的4.蒽醌类:(1)单蒽核类 1)蒽醌及苷类:大黄素型:羟基分布两侧苯环上,黄色,如大黄、虎杖中致泻成分。茜草素型:羟基分布一侧苯环上,橙黄至橙红色,如茜草素2)氧化蒽酚类:3)蒽酚或蒽酚酮类:4)C糖基蒽类:(2)双蒽核类1)二蒽酮类衍生物:2 分子恩酮脱去 1 分子氢,通过碳碳键结合而成。大黄、番泻叶中成分:番泻苷 A、B、C、D2)二蒽醌类:蒽醌类脱氢缩合或二蒽酮类氧化形成,山扁豆双醌3)去氢二蒽酮类:中位二恩酮再脱去 1 分子氢即进一步氧化,两环间以双键相连者,多暗紫红色,金丝桃属植物。4)日照蒽酮类:去氢二蒽酮进一步氧化, 和 位相连组成一新六元环。5)中位苯骈二

6、蒽酮类:最高氧化水平的结构形式,也是天然物中高度稠合的多元环系统之一(含 8 个环)(二)理化性质 1.物理性质:母核随酚羟基等助色团有黄、橙、棕色及紫红色,天然醌类多为晶体,苯醌萘醌多以游离态存在,游离醌具升华性,小分子苯醌及萘醌具挥发性。游离醌多溶于乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂,微溶于水,醌成为苷后极性增大,易溶于甲醇、乙醇、热水,几乎不溶于苯、乙醚等非极性溶剂。2.化学性质:1)酸性,易溶于碱性溶液。蒽醌类衍生物酸性强弱顺序:含-COOH含两个以上 -OH含一个 OH含两个以上 OH含一个 OH。OOOO O12345678910 OOO62)显色反应:Feigl 反应:醌在碱性条

7、件加热与醛类、邻二硝基苯生成紫色化合物。无色亚甲蓝显色试验:无色亚甲蓝乙醇溶液专用于检出苯醌及萘醌。样品在白色背景下呈现蓝色斑点。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、蓝色,如羟蒽基醌类遇碱变红或紫红称 Borntrager 反应。KestingCraven 反应: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反应呈蓝绿色或蓝紫色。蒽醌类不含有未取代的醌环,无此反应。与金属离子的反应:蒽醌类具有 酚羟基或邻二酚羟基,则可与Pb、 Mg等形成络合物。母核只有一个 OH 或一个 OH 则显橙黄色至橙色;如有一个 OH,并另有

8、一个 OH 在邻位则呈蓝色至蓝紫色。若在间位则显橙红色至红色,在对位则紫红至紫色。(三)提取分离 1.蒽醌类化合物的提取方法:有机溶剂提取法:选用甲醇、乙醇作提取溶剂,把不同类型、性质各异的蒽类成分提取,浓缩后再依次进行分离。碱提酸沉淀法:用于提取具有游离酚羟基的蒽醌类化合物,酚羟基与碱成盐溶于碱水溶液中,酸化后酚羟基游离而沉淀析出。2.蒽醌类化合物的分离方法1)蒽醌苷类和游离蒽醌衍生物分离:溶解度不同,前者易溶于水,后者易溶于有机溶剂,用与水不混溶的有机溶剂萃取或回流提取蒽醌粗提物,将两者分开。2)游离蒽醌衍生物的分离:溶剂分步结晶法、PH 梯度萃取法、色谱法。3)蒽醌苷类分离:蒽醌苷类水溶

9、性强,需要结合吸附剂及分配柱色谱进行分离。载体:聚酰胺、硅胶、葡萄糖凝胶。(溶剂法)(四)实例 1.大黄中的主要蒽醌类化合物及其理化性质大黄酸、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。蒽醌苷、双蒽酮苷。大黄素甲醚极性最大,为金黄色针晶,几乎不溶于水、碳酸钠水溶液,微溶于乙酸乙酯、甲醇、乙醚,溶于苯、吡啶、氯仿、氢氧化钠水溶液。2.大黄中的主要葸醌类化合物的提取分离方法7从大黄中提取分离游离羟基蒽醌时,可先用 20%硫酸和苯混合液,在水浴上回流水解并使游离蒽醌转入苯中,然后依次用 5%碳酸氢钠、5% 碳酸氢钠和 0.5%氢氧化钠溶液萃取苯溶液,再分别酸化各种碱溶液

10、并进行重结晶,结果从 5%碳酸氢钠萃取液中得到大黄酸,从 0.5%氢氧化钠萃取液中得到芦荟大黄素。四、苯丙素类(一)香豆素类 1.香豆素的结构与分类 母核为苯骈 吡喃酮。分子中苯环或 吡喃酮环上常有取代基存在。(1)简单香豆素类:7羟基香豆素认为是香豆素类成分的母体。伞行花内酯、秦皮中七叶内酯和七叶苷、茵陈中滨蒿内酯、蛇床子的蛇床子素、独活等当归内酯,瑞香的瑞香内酯。(2)呋喃香豆素类:香豆素类成分如 7 位羟基和 6(或 8)位取代异戊烯基缩合形成呋喃环。呋喃环是否饱和分为不同类型:线型呋喃香豆素:呋喃环、苯环、吡喃酮环处在同一条直线上。补骨脂素、佛手柑内酯、欧芹属乙素。二氢呋喃香豆素:呋喃

11、环外侧被氢化。如紫花前胡苷及苷元、石防风素。角型呋喃香豆素:8 位异戊烯基与 7 位羟基形成呋喃环,则呋喃环、苯环、吡喃酮环处在同一条折线上。如当归素、虎耳草素、异佛手柑内酯。(3)吡喃香豆素类:香豆素类成分如 7 位羟基和 6(或 8)位取代异戊烯基缩合形成吡喃环。线型吡喃香豆素:6 位异戊烯基与 7 位羟基形成呋喃环。如紫花前胡素、紫花前胡醇、紫花前胡香豆素 I角型吡喃香豆素:8 位异戊烯基与 7 位羟基形成吡喃环。如白花前胡丙素、白花前胡苷 II二氢吡喃香豆素:吡喃环被氢化。(4)异香豆素类:茵陈内酯(5)其他香豆素类:2.香豆素的理化性质1)性状:游离多为结晶性物质,有比较敏锐熔点,分

12、子量小的具有芳香气味与挥发性,升华性。香豆素苷呈粉末或晶体状,不具挥发性,无升华性,8紫外线照射多显蓝色或紫色荧光。2)溶解性:游离易溶于乙醚、氯仿、丙酮、乙醇、甲醇等有机溶剂,也能部分溶于沸水,但不溶于冷水。香豆素苷易溶于甲醇、乙醇,可溶于水,难溶于乙醚、氯仿等低极性有机溶剂。3)内酯的碱水解:碱性条件下水解开环,生成顺式邻羟基桂皮酸的盐。 3.香豆素的提取:方法 原理 备注溶剂提取法 根据极性的不同 提取香豆素的主要方法碱溶酸沉法 利用内脂结构 严格控制条件温和水蒸气蒸馏法 小分子具挥发性 结构易变,已少用4.实例秦皮中的香豆素类成分七叶内酯:黄色针晶或黄色叶状结晶,mp.268 270C

13、,易溶于甲醇、乙醇,可溶于丙酮,不溶于乙醚和水,医溶于稀碱液,显蓝色荧光。七叶苷:浅黄色针晶,mp.204-206 C,易溶于甲醇、乙醇和乙酸,可溶沸水,易溶于稀碱液,显蓝色荧光。 (二)木脂素类 一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物1.木脂素的结构与分类组成木脂素的单体有四种:桂皮酸、桂皮醇、丙烯苯、烯丙苯。简单木脂素:二氢愈创木脂酸 单环氧木脂素(四氢呋喃类):落叶松脂素木脂内脂:牛蒡子苷 环木脂素:异紫杉脂素环木脂内脂:赛菊芋脂素 双环氧木脂素:连翘脂素联苯环辛烯型木脂素:五味子醇 联苯型木脂素:厚朴酚 2.实例五味子中的木脂素类成分 五味子素、去氧五味子素、五味子素、五味子醇、

14、伪 五味子素、五味子酚、五味子素A、B、C 、D、E、F 、G、H 、J、K 、N、O、P、Q、R 、当归酰五味子酯素 A。五、黄酮类化合物(一)结构与分类 1.黄酮类化合物的基本骨架:基本碳架为 C6C3C6黄酮类化合物泛指两个苯环通过三个碳原子相互联结而成的一系列化合物2.黄酮类化合物的分类及其结构特征类型 代表 类型 代表黄酮 芹菜素 查耳酮 醌式红花苷9黄酮醇 芦丁 二氢查耳酮 梨根苷二氢黄酮 橙皮素 花色素 飞燕草素二氢黄酮醇 二氢槲皮素 黄烷-3-醇 儿茶素异黄酮 大豆素 黄烷-3,4- 醇 无色飞燕草素二氢异黄酮 紫檀素 双苯吡酮 异芒果素橙酮 硫磺菊素 双黄酮素 银杏素3.黄酮

15、类化合物重要成分举例黄酮:芹菜素、木犀草素、黄芩苷;黄酮醇 :山奈酚、榭皮素、杨梅素、芦丁。二氢黄酮类:橙皮中橙皮苷、甘草中甘草素、甘草苷 (二)理化性质 1.黄酮类化合物的性状多为结晶性固体,少为无定形粉末,多呈黄色,颜色取决于结构中有无交叉共轭体系、助色团。在黄酮、黄酮醇分子中,尤其在 7 位或 4 位引入-OH及-OCH 3等供电子基团后,产生 p- 共轭,促进电子移位、重排,使共轭系统延长,化合物颜色加深2.黄酮类化合物的旋光性 除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇、二氢异黄酮等都没有旋光性3.黄酮类化合物的溶解性 游离黄酮:不溶于或难溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、氯仿、乙醚等有机溶剂

16、及稀碱水溶液中,黄酮类化合物中引入羟基多则水溶性增大,脂溶性降低。4.黄酮类化合物的酸碱性 黄酮类化合物分子中多具酚羟基,故显酸性,酚羟基酸性强弱顺序:7,4-二 OH7-或 4-OH一般酚羟基5-OH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,故表现微弱碱性5.黄酮类化合物的显色反应 )还原反应:反应 鉴定对象 结果 备注盐酸镁粉反应 黄酮类 红色 查耳酮,橙酮、儿茶素类无反应钠汞齐还原反应 黄酮类 红色、棕黄色四氢硼钠反应 二氢黄酮类化合物 紫红色10)与金属盐类试剂的络合反应反应 鉴定对象 结果 备注三氯化铝反应 羟基黄酮类 黄色,显荧光 定性与定量分析锆盐枸橼酸

17、反应 或-OH 黄酮类 黄色不褪有-OH,黄色褪无-OH 有-OH氨性氯化锶反应 有邻二酚羟基黄酮类 棕黑色、绿色、棕色三氯化铁反应 酚羟基黄酮类 紫、蓝、绿色)硼酸显色反应:5-羟基黄酮及 6-羟基查耳酮类在枸橼酸丙酮存在条件下,呈黄色而无荧光4)碱性试剂反应::黄酮类化合物与碱性溶液可生成黄色、橙色、红色等5)与五氯化锑反应:查耳酮类生成红或紫红色沉淀(三)提取分离 1.黄酮类化合物的提取方法方法 原理醇提法 黄酮苷及游离黄酮苷均能溶于甲醇或乙醇热水提取法 含糖多的黄酮苷在热水中有比较好的溶解度碱提酸沉法 利用羟基黄酮类化合物的酸性,溶于碱液2.黄酮类化合物的分离方法 方法 原理 备注pH

18、 梯度萃取法利用羟基黄酮类苷元酸性强弱不同,用不同碱性碱水液由低碱度到高碱度分别依次进行萃取,再分别酸化析出进行分离7,4-二羟基者溶于 5%NaHCO3 溶液;7 或 4-二羟基者溶于 5%Na2CO3 溶液;一般羟基者溶于 2%NaOH 溶液; 5-OH者溶于 4%NaOH 溶液聚酰胺柱色谱不同含酚羟基黄酮类化合物与聚酰胺产生分子间氢键能力不同形成吸附力也不同,故可分离黄酮类在柱上洗脱先后顺序 苷元相同:羟基越多,越难洗脱 母核上酚羟基数目相同,位置不同:邻位对位或间位黄酮 母核不同:异黄酮二氢黄酮黄酮黄酮醇 芳香化程度越高,双键越多,越难洗脱:二氢黄酮查耳酮葡聚糖凝胶柱色谱黄酮苷元:利用

19、与被分离的化合物产生的吸附力大小不同进行分被分离化合物极性小的黄酮苷元被分离化合物极性大的苷元11离黄酮苷:利用分子筛的性质进行分离相对分子质量大的黄酮苷相对分子质量小的黄酮苷(四)实例 1.槐米中的黄酮类成分 芦丁是其有效成分,苷元为槲皮素,属于黄酮醇类化合物。芦丁可用于治疗毛细血管脆性引起的出血症,并用作高血压的辅助治疗剂。在冷水中不溶,在热水中溶解度大。2.黄芩中的黄酮类成分 含有黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素等黄酮类化合物。黄芩苷具有抗菌消炎、降转氨酶。黄芩素为黄芩苷的苷元,其磷酸酯钠盐可用于治疗过敏、喘息等疾病。黄芩苷为黄酮类,分子中有邻二酚羟基,是葡萄糖醛酸苷,有羧基,与氨性氯

20、化丝反应生成沉淀,极性大,有 Gibbs 反应,为淡黄色针晶,几乎不溶于水,难溶于甲醇、乙醇、丙酮,可溶于热乙酸。遇三氯化铁显绿色,遇醋酸铅生成橙红色沉淀。溶于碱及氨水中初显黄色,不久则变成棕黑色。经水解后生成的黄芩素分子中具有邻三酚羟基,易被氧化转为醌类衍生物而显绿色,这是保存或炮制不当的黄芩药材外观变绿色的原因。黄芩变绿色后,有效成分受到破坏,质量随之降低。3.葛根中的黄酮类成分 含异黄酮类化合物,主要成分有大豆素、大豆苷、大豆素-7,4-二葡萄糖苷及葛根素、葛根素-7-木糖苷。大豆素属于异黄酮苷元,大豆苷属于异黄酮氧苷,葛根素属于异黄酮碳苷。葛根总黄酮的分离可以使用氧化铝柱层析。葛根总异

21、黄酮有增加冠状动脉血流量及降低心肌耗氧量等。大豆素类似于罂粟碱的解痉、大豆苷大豆素葛根素缓解高血压患者的头痛。大豆素是苷元,大豆苷是氧苷,葛根素是碳苷。葛根黄酮可用氧化铝柱色谱分离。六、萜类和挥发油(一)萜类 1.萜类的结构与分类 萜类化合物为一类有甲戊二羟酸衍生而成,基本碳架多具有 2 个火 2个以上异戊二羟酸结构特征的化合物。分类:名称 碳原子数 通式 (C5H8)n半萜 5 n=1单萜 10 n=212倍半萜 15 n=3二萜 20 n=4二倍半萜 25 n=5三萜 30 n=6四萜 40 n=8多萜 40 n82 环烯醚萜类的结构特点 根据起其环戊烷环是否裂环,可分为环稀醚萜苷及裂环环

22、稀醚萜苷。环稀醚萜苷:(1)C-4 有取代基:4- 位多为甲基或羧基、羧酸甲酯、羟甲基(2)4-去甲基裂环环稀醚萜苷:C7-C8 处键断裂成裂环状态 /C7 与 C11 形成六元内酯环3.环烯醚萜类的主要性质 大多数易溶于水和甲醇,溶于乙醇、丙酮、正丁醇,难溶于氯仿、苯、石油醚等亲脂性溶剂。苷易水解,生成的苷元为半缩醛结构,化学性质活泼,遇酸,碱,羰基化合物和氨基酸等变色,如苷元遇氨基酸加热,红色至蓝色,苷元加铜离子,加热显蓝色。4.萜类重要成分举例单萜:单萜类化合物可看成是由两个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物,为挥发油的组分。多数具有较强的香气和生理活性。如链状单萜香叶醇具有抗菌,玫

23、瑰油中的主要成分;单环单萜薄荷酮具有平喘、止咳、抗菌的;双环单萜龙脑(冰片)具有发汗、兴奋、镇痉和驱虫,具有升华性。倍半萜:倍半萜化合物是由 3 个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物,可存在于挥发油中,多具有香气和生物活性。单环倍半萜青蒿素具有抗恶性疟疾的。二萜:二萜类化合物是由 4 个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物。分子量增大,绝大多数不具挥发性。双环二萜类的银杏内脂为治疗心血管疾病的有效药物,穿心莲内酯具有抗菌、抗炎;三环二萜类的雷公藤内酯具有抗癌、抗炎、抗生育等;四环二萜类的甜菊苷可用作禁糖病人的甜味剂,其甜度为蔗糖的 300 倍;五环二萜的乌头碱具有镇痛、局部麻醉、降温、消

24、肿的活性;丹参中菲醌类化合物也属于二萜。(二)挥发油 1.挥发油的组成131)萜类化合物:主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物2)芳香类化合物:小分子芳香成分,在油中存在比例次于萜类.多具有 C6-C3 骨架,多为酚或其酯类;还有些具有 C6-C2 或 C6-C1 骨架的化合物3)脂肪族化合物4)其他化合物2.挥发油的理化性质 1)性状-颜色:挥发油大多为无色或淡黄色液体,少数挥发油具有其他颜色,如含有奥类成分的挥发油多显蓝色。形态:挥发油在常温下为透明液体。低温放置,挥发油所含主要成分可能结晶析出,这种析出物习称为“脑,”如薄荷脑、樟脑,龙脑等。气味:挥发油具有特殊的气味,大多数为香味。2)挥发

25、性 挥发油均具有挥发性,基本的特性,可随水蒸气蒸馏。藉此可与脂肪油区别。当进行纸片反应时,挥发油在纸上不留痕迹而脂肪油有痕迹。3)溶解性 挥发油为亲脂性物质,难溶于水,可溶于高浓度乙醇,易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等亲脂性有机溶剂,在低浓度乙醇中溶解度较小。4)稳定性 挥发油对空气、光、热均较敏感,会变质,棕色瓶低温保存。5)物理常数 相对密度 0.851.065,大多比水轻,少数比水重比如丁香油和桂皮油。比旋度 几乎均有光学活性折光率 强遮光性沸点 703006)化学反应:不同的官能团,具有不同的反应,含有双键,发生和溴或亚硫酸钠的加成反应,含有醛基,和苯腈进行缩合反应,含有内酯结果发生异羟

26、肟酸铁反应,含有酚羟基等酸性集团,可以和碱发生反应,有酯键可发生皂化反应。3.挥发油的提取方法 挥发油的提取蒸馏法最常用基本的方法,操作简单,成本低,包括共水蒸馏,隔水蒸馏,水汽蒸馏,但不适用于受热不稳定的挥发油的提取。如果在蒸馏液中油水不分层,可采用盐析的方法,促使挥发油从水析出,达到分离目14的。溶剂提取法 选用低沸点有机溶剂如乙醚、戊烷、石油醚(3060)等进行提取,通常采用连续回流提取法,也可用冷浸法。缺点是含大量有机杂质。压榨法 适用于含油量高的新鲜植物药材的提取,但产品不纯,提取不完全。吸收法 用油脂进行提取,适用于贵重挥发油的提取,比如丁香油,玫瑰油等。CO2 超临界流体提取法适

27、用于提取不稳定、易氧化、受热易分解的挥发油成分。具有提取效率高,提出物杂质含量低等优点。微波萃取法 效率高,减少溶剂消耗,有利于环保。4.挥发油的分离方法 1)冷冻析晶法:将挥发油置于 0以下,必要时降至-20,继续放置,析出的结晶,再进一步冷冻析晶,可得纯品 2)分馏法:不同成分,结构不一样,沸点(bp)也不同沸点高低的影响因素:碳链越长 bp 越高;官能团的极性越大,bp 越高;不饱和度越多,bp 越高;挥发油的某些成分在 bp 温度下,往往被破坏,故通常采用减压分馏.3)化学分离法:(1)碱性成分的分离 (2)酚,酸性成分的分离 (3)醇类成分的分离:邻苯二甲酸酐 (4)醛,酮成分的分离

28、:亚硫酸氢钠饱和液和吉拉德试剂 4)色谱分离法:(1)普通柱色谱: 氧化铝和硅胶柱色谱,常用洗脱系统有石油醚、环己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等,可用单一溶剂系统,也可用混合溶剂系统。(2)硝酸银络合柱色谱:应用:含双键的混合物,双键数目不同或位置不同原理:利用双键与硝酸银吸附强弱而分离(一般规律:双键数目多吸附强、末端双键吸附强、顺式双键吸附强)5.实例薄荷挥发油 主要成分是单萜及其含氧衍生物,如薄荷醇、薄荷酮、新薄荷醇等。薄荷醇有 3 个手性碳原子,共有 8 种立体异构体,但其中只有(-)薄荷醇和(+)新薄荷醇存在于薄荷油中。一般用水蒸气蒸馏法提取薄荷挥发油,通过冷冻分离法和分馏法分离薄荷醇。七

29、、三萜类化合物(一)分类及结构特点 15分类: 类型 代表物 备注羊毛脂甾烷 羊毛脂醇 均为反式稠合,C20R大戟烷型 乳香二烯酮 羊毛脂甾烷的立体异构体达码烷型 棒锤三萜 8,10 位为 角甲基葫芦素烷型 雪胆甲素 基本骨架同羊毛脂甾烷, A/B 环取代基不同1.四环三萜:(1)基本母核:环戊烷骈多氢菲(A,B,C,D 四环)(2)17 位:8 个 C 组成的侧链(3) 4 位:偕二甲基;10 位、 14 位各一 CH3;13 位或 8 位有 1 个 CH3 (4)3 位多有-OH,C=O 等含氧官能团2.五环三萜 类型 代表物 备注齐墩果烷型 齐墩果酸 母核为多氢蒎,/、/、/反式,/顺式

30、,位有 OH,11、12 有双键,羧基多在 28、30、24位乌苏烷型 地榆皂苷 B 与齐墩果烷型不同之处:19、20 位各有一个甲基羽扇豆烷型 羽扇豆醇 与齐墩果烷型不同之处:C19,21 成 E 环(五元环),C19异丙基(二)理化性质 1.性状 游离-完好结晶;苷 -白色无定型粉末;皂苷具吸湿性,多有苦味和辛辣,,对人体粘膜有强烈刺激性-祛痰止咳2.溶解性 游离溶于石油醚,乙醚,氯仿,甲醇,乙醇等有机溶剂,不溶于水。皂苷类可溶于水,易溶于热水,稀醇,热甲醇和热乙醇,不溶于丙酮,乙醚,石油醚。3.发泡性 皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫,加热也不会消失,可作为清洁剂,乳化剂。 (可区

31、别三萜皂苷和甾体皂苷)4.颜色反应(1)Liebermann-Burchard;(醋酐 , 浓硫酸; 甾醇)现象:黄-红- 紫- 蓝(甾醇绿色; 三萜皂苷红色)区别三萜皂苷和甾体皂苷(2)Kahlenberg 反应;(SbCl5/氯仿) 纸色谱- 加热(6070) 蓝色 ,蓝灰,灰紫(3)Rosen-Heimer 反应;(25% 三氯乙酸乙醇)纸色谱-加热(100)-红色紫色(甾醇-60 ) 区别三萜皂苷和甾体皂苷16(4)Salkowski 反应; (氯仿溶液 ,浓 H2SO4) 试管反应氯仿层(上层)红或蓝-硫酸层(下层)- 绿色荧光(5)Tschugaev 反应(冰乙酸溶液 ,ZnCl2

32、 结晶) 试管反应-稍加热- 淡红或紫红5.水解反应 (1)酸水解 (2)乙酰解 (3)Smith 降解 (4)酶水解 (5)糖醛酸苷键的裂解 (6)酯苷键的水解6.溶血 1)溶血指数:溶血强弱的指标 -完全溶血的最低浓度2)皂苷的水溶液能破坏红细胞而溶血-皂毒类3)人参中各成分溶血情况:人参中成分 A 型 B 型 C 型溶血 抗 溶 溶(三)提取与分离 1.提取 依据溶解性:游离-极性小有机溶;苷类 -极性大有机溶剂;酸类 -碱溶酸析提取:.醇类溶剂提取法.酸水解有机溶剂萃取法-苷元 .碱水提取法-COOH2.分离 1)分段沉淀法:利用皂苷难溶于丙酮,乙醚等有机溶剂的性质2)胆甾醇沉淀法:区

33、分甾体皂苷和三萜皂苷(1)甾体皂苷+胆甾醇分子复合物 乙醚回流 乙醚液 (胆甾醇)沉淀( 皂苷)(2)三萜皂苷+胆甾醇 分子复合物(不太稳定)3)色谱分离法(四)实例 1.人参中的三萜类化合物 人参皂苷可分为 3 种类型:人参二醇型(A 型):代表化合物有人参皂苷Rb1、Rb2、Rc、Rd 等;人参三醇型(B 型):代表化合物有人参皂苷Re、Rf、Rg1、Rg2 等;齐墩果酸型(C 型):代表化合物有人参皂苷Ro。A 型、B 型皂苷的皂苷元属于四环三萜,C 型皂苷的皂苷元属于五环三萜。17人参皂苷 A 型、B 型皂苷元属达玛烷型,是达玛烷二醇的衍生物,其中 C-20 的结构为 S。A 型皂苷元

34、为 20(S)-原人参二醇;B 型皂苷元为20(S)-原人参三醇。这两种皂苷元的性质均不太稳定,当皂苷用矿酸水解时,C-20 构型容易由 S 型转为 R 型。因为 20(S)-原人参二醇和20(S)-原人参三醇不稳定,很快侧链受热发生环合,环合后生成人参二醇及人参三醇。2.甘草中的三萜类化合物 含有三萜皂苷,其中含量较高的为甘草皂苷,又称甘草酸或甘草甜素,是由皂苷元甘草次酸与 2 分子葡萄糖醛酸所组成,是典型的葡萄糖醛酸苷,为甘草的甜味成分。甘草皂苷易溶于热稀乙醇,几乎不溶于无水乙醇或乙醚,但极易溶于稀氨水中。甘草皂苷水溶液有微弱的起泡性及溶血性。甘草皂苷多以钾盐或钙盐形式存在于甘草中。甘草皂

35、苷与 5%稀 H2SO4 在加压下,110120进行水解,生成 2 分子葡萄糖醛酸及皂苷元甘草次酸。甘草皂苷和甘草次酸都具有促肾上腺皮质激素(ACTH)样的生物活性,临床上作为抗炎药使用,并用于治疗胃溃疡。甘草皂苷常用提取方法为碱溶酸沉法。3.柴胡中的三萜类化合物 主要成分为三萜皂苷,其苷元为齐墩果烷衍生物,如柴胡皂苷 a、b、c、d等。柴胡总皂苷具有镇静、解热、镇咳、抗菌、抗肝损伤和抗炎。根据基本骨架,柴胡皂苷可分为 V 型,I 型分子结构中有 13 和 28 环氧醚键,代表产物柴胡皂苷 a、c、d、e,是原生苷;II 型是异环双烯,代表是柴胡皂苷 b1 和 b2;III 型12 齐敦果烷型

36、,代表是柴胡皂苷 b3 和 b4;IV 型是酮环双烯类,代表是柴胡皂苷 g,V 型是齐敦果酸型。八、甾体类化合物(一)概述 1.甾体化合物的结构与分类 强心苷、甾体皂苷、植物甾醇、甾体生物碱、胆汁酸、蟾蜍配基、昆虫变态激素结构特点:(1)A,B 环顺、反,B、C 环-全部反式,C、D 环-顺(两种) 、反式(较多) ;(2)C-17 取代基不同。 如下表:名称 A/B B/C C/D C17-取代基强心苷 顺、反 反 顺 不饱和内酯环甾体皂苷 顺、反 反 反 含氧螺杂环18蟾蜍配基 顺、反 反 反 六元不饱和内酯环植物甾醇 顺、反 反 反 8-9 个碳的脂肪烃胆甾醇 顺 反 反 戊酸C21 甾

37、醇 反 反 顺 C2H5昆虫变态激素 顺 反 反 8-9 个碳的脂肪烃2.甾体化合物的颜色反应 1)Liebermann-Burchard(乙酐浓硫酸反应)红紫兰绿污绿褪色2)Salkowski 反应氯仿层红色,硫酸层青色,有绿色荧光。3)Rosen-Heimer 反应滤纸上25%的三氯乙酸的乙醇溶液( 60)红色至紫色。4)Kahlenberg 反应三氯化锑或无氯化锑样品斑点呈现灰蓝、蓝、灰紫等颜色。(二)强心苷 1 强心苷的结构与分类 1) 苷元部分的结构C17 侧链为不饱和内酯环.特征:C13 为甲基取代基,C17 为不饱和内酯环取代五元环为 -内酯,-甲型强心苷六元内酯环的 ,-内酯-

38、乙型强心苷在苷元母核的 C3,C14 位上都有羟其,多为 型2) 糖部分的结构根据 C2 位上羟基的有无可以分成 -羟基糖(2-羟基糖) 和 -去氧糖(2-去氧糖) 两类。3)糖和苷元的连接方式糖与苷元 C3-OH 结合形成苷,可多至 5 个单元,均以直链连接4)强心苷的化学结构与强心相关官能团 S-A: 不饱和内酯环;甾体母核的立体结构;C14 的羟基;C3 的糖基2.强心苷的物理性质 (1)性状多为无色晶体或无定性粉末;呈中性,有旋光性;C17 位上的侧链为 构型的味苦, 构型的味不苦;对粘膜有刺激性。(2)溶解度(分子中糖分子多少及糖的种类,以及苷元中所含有的羟基数19目和位置不同)1)

39、可溶:水、丙酮、醇类2)微溶:乙酸乙酯、含醇氯仿3)不溶:醚、苯、石油醚等非极性溶剂4)有内酯环,在碱的水溶液处理,内置环开环,酸化后合环;醇性苛性碱溶液处理内酯环异构化,不可逆,遇酸不复原3.强心苷的水解反应 酸水解;酶水解(使 D-葡萄糖脱离) ;碱水解(酰基、内酯环水解或裂解)4.强心苷的颜色反应 于 , 不饱和五元内酯环的反应1) Legal 反应(亚硝酰铁氰化钠反应) 红褪去2) Baljet 反应(碱性苦味酸试剂反应) 显橙色或橙红色于 2-去氧糖的反应1.)Keller-Kiliani(K-K) Reaction (2- 去氧糖的特殊反应)乙酸层渐显兰色(示有 2,6-去氧糖存在

40、)占吨氢醇反应(Xanthydrol 反应) 红色)对二甲氨基苯甲醛反应灰红色斑点)过碘酸-对硝基胺反应黄色荧光斑点5.强心苷的提取分离(强心苷提取分离注意事项) 1)提取原生苷-易溶于水,难溶于亲脂性溶剂次生苷相反-易溶于亲脂性溶剂,难溶于水最常用溶剂:甲醇和 70%乙醇-提取效率高、使酶破坏失活。纯化(溶剂法;铅盐法;吸附法)2)分离两相溶剂萃取法(强心苷在二种互不相溶的溶剂中分配系数的不同)重结晶法色谱分离 亲脂性强的:硅胶为吸附剂,正已烷 -乙酸乙酯-苯- 丙酮,氯仿-甲醇,乙酸乙酯-甲 醇为洗脱剂梯度洗脱。 亲脂性弱的:分配层析,洗脱剂:乙酸乙酯甲醇水/ 氯仿甲醇水6.蟾酥中的强心成

41、分 20蟾酥化学成分复杂,强心成分主要有蟾蜍甾二烯类、强心甾烯蟾毒类。 蟾蜍甾二烯类和强心甾烯蟾毒类成分的甾体母核分别和乙型强心苷元和甲型强心苷元相同。不同的是,蟾蜍甾二烯类和强心甾烯蟾毒类甾体母核 C-3 位羟基多以游离状态存在或与酸成酯,故它们不属于苷类化合物。7.毛花洋地黄中的强心苷成分 (三)甾体皂苷 1.甾体皂苷的结构与分类 ()结构特征:)甾体皂苷由甾体皂苷元与糖缩合而成。)不含羧基,呈中性,又称中性皂苷()类型:(C25 构型和环的环合状态)螺甾烷醇类-C25S a 键 如知母皂苷异螺甾醇烷-C25R e 键 如薯蓣皂苷呋甾烷醇类-F 环为开链衍生物 如菝契皂苷变形螺甾烷醇类-F

42、 环为五元四氢呋喃环 如颠茄皂苷()当 C25-甲基为竖键时,属 -型,其绝对构型为 L-型。 (25S,25L ,25F ,Neo )当 C25-甲基为横键时,属 -型,其绝对构型为 D-型。 (25R,25D,25F ,Iso)2.甾体皂苷重要成分举例 螺甾烷醇类(如知母皂苷 A ) 、异螺甾烷醇类(薯蓣皂苷)3.甾体皂苷的理化性质1)多为白色或乳白色无定形粉末,少为结晶体(多为皂苷元)2)有旋光性,多为左旋.3)甾体皂苷易溶于水,热甲醇和乙醇,难溶于亲脂性溶剂苷元不溶于水,易溶于有机溶剂)沉淀反应(甾体皂苷的分离精制和定性检查)4.甾体皂苷的提取分离 提取:1)甲醇或乙醇提取,提取液适量

43、浓缩,丙酮或乙醚沉淀;或浓缩成浸膏,加水溶解后用水饱和正丁醇萃取或用大孔树脂处理,得到粗甾体皂苷。2)甾体皂苷元的提取 分离:1)溶剂沉淀法(乙醚、丙酮 )2)胆甾醇沉淀法213)吉拉尔试剂法(含羰基皂苷) 4)色谱分离法:吸附层析法;分配层析法;高效液相层析法;液滴逆流色谱法 ;大孔树脂法(四)胆汁酸 1.胆汁酸类成分的结构特征 天然胆汁酸是胆烷酸的衍生物,在动物胆汁中通常与甘氨酸或牛磺酸的氨基以酰胺键结合成甘氨胆汁酸或牛磺胆汁酸,并以钠盐形式存在,游离胆汁酸和结合胆汁酸。胆烷酸的结构中有甾体母核,其中 B/C 环稠合皆为反式,C/D 稠合也多为反式,而 A/B 环稠合有顺反两种异构体形式。

44、甾体母核 A/B 环为顺式稠合时称为正系,若为反式稠合则为别系,如胆酸为正系,而别胆酸则为别系。胆汁中发现的胆汁酸有近百种。在高等动物的胆汁中发现的胆汁酸通常是 24 个碳原子的胆烷酸的衍生物,常见的有胆酸、去氧胆酸、鹅去氧胆酸、-猪去氧胆酸及石胆酸;而在鱼类、两栖类和爬行类动物中的胆汁酸则含有 27 个碳原子或 28 个碳原子,这类胆汁酸是粪甾烷酸的羟基衍生物,而且通常和牛磺酸结合。2.胆汁酸类成分的理化性质 1)酸性或结合型胆汁酸呈酸性,难溶于水,易溶于有机溶剂,与碱反应生成盐后可溶于水2)酯化反应:将胆汁酸制备成酯的衍生物,使其容易析出结晶。3)羟基与羰基反应:甾核上羟基可以乙酰化,乙酰

45、化物易结晶,有利于胆汁酸纯化和精制。4)颜色反应:反应 试剂 反应现象 考点Pettenkofer反应蔗糖和浓硫酸 两液面分界处出现紫色环 所有的胆汁酸均呈阳性反应Gregory Pascoe 反应45%硫酸和0.3%糠醛 65加热紫色 定量检测胆酸Hammarsten 反应20%铬酸溶液 胆酸显紫色,鹅去氧胆酸不显色鉴别胆酸和鹅去氧胆酸改 Hammarsten反应20%铬酸浓盐酸溶液溶液浑浊并变黄色,室温放置 1 至 2 小时变紫色去氧胆酸和鹅去氧胆酸无变化。22甾体母核的显色反应3.胆汁酸的提取 动物胆汁加 10%氢氧化钠皂化,皂化液滤过,滤液加 30%硫酸调 PH 值23,以有机溶剂提取

46、,地游离胆汁酸粗品,进一步通过活性炭脱色,再用结晶法进行纯化。4.中药牛黄、熊胆中的胆汁酸类成分牛黄:含 8%胆汁酸,主要成分为胆酸、去氧胆酸和石胆酸。此外,尚含7%SMC(一种肽类混合物),多种氨基酸以及胆红素。牛黄具有解痉,其对平滑肌的松弛和镇静主要由去氧胆酸引起,而 SMC 相反,能引起平滑肌的收缩。熊胆:中含有胆汁酸包括牛黄熊去氧胆酸,牛黄鹅去氧胆酸,牛黄胆酸以及游离的熊去氧胆酸和鹅去氧胆酸。熊胆解痉主要由熊去氧胆酸引起,解痉原理与罂粟碱相似。熊去氧胆酸在不同来源熊胆中含量差异大。九、生物碱(一)概述 生物界的一类含氮有机化合物,多数碱性且能与酸形成盐,大部分为杂环化合物且氮原子在杂环

47、内;具有显著生理活性。(秋水仙素氮原子不在环内,不呈碱性;麻黄碱-氮原子不在环内,呈碱性)1.生物碱的分布:植物界 双子叶植物中(100 多个科的 120 多个属):毛茛科(黄连、乌头、附子)罂粟科(罂粟、延胡索)茄科(洋金花、颠茄、莨菪)防己科(汉防己、北豆根)豆科(苦参、苦豆子)马前科(马钱子)小蘖科(三颗针)单子叶植物:石蒜科,百合科(贝母属)、兰科少数裸子植物:麻黄科、红豆杉科、三尖杉科 生物碱在植物体内的分布,主要分布在代谢旺盛的器官,如根、茎、叶、花、果实等,随着年龄含量增加2.生物碱的存在形式:酰胺形式存在,少数以游离形式存在(如那可丁)绝大多数以有机酸盐形式存在,少数以无机盐形

48、式存在(盐酸小蘖碱、硫酸吗啡)1)游离碱:碱性极弱,以游离碱的形式存在(酰胺类) 。2)成盐:有机酸:柠檬酸、酒石酸等;特殊酸:乌头酸、绿原酸等;无机酸:硫酸、盐酸等3)苷类:以苷的形式存在于植物中(靛青苷)。4)酯类:吲哚类生物碱分子中羧基常以甲酯形式存在。235)N-氧化物:植物体中的氮氧化物约一百余种。(二)结构与分类 1.生物碱的结构与分类简单:结构简单,呈液态,如槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱;烟草中吡啶类生物碱 的烟碱;胡椒中的胡椒碱双稠:由两哌啶环共用一个氮原子稠合而成杂环,具喹喏里西啶母核。豆科石松科千掘菜科。苦参碱、氧化苦参碱莨菪哌啶类:由莨菪烷环系的 C3-醇羟基与有机酸缩合成酯。存在于茄科的颠茄属、曼佗罗属、莨菪属和天仙子属。莨菪碱、古柯碱。简单:鹿尾草中降血压成分萨苏林异喹啉类生物碱 苄基:1苄基异喹啉类(罂粟碱、去甲乌药碱、厚朴碱);双苄基异喹啉类(汉防己甲素和乙素)原小蘖碱类:

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