天然药物化学总结讲解.docx

天然药物化学总结讲解.docx

《天然药物化学总结讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天然药物化学总结讲解.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

天然药物化学总结讲解

天然药物化学总结

1、溶剂提取法的基本原理：

是根据“相似者相溶”这一原理进行的，通过选择适当溶剂和方法将中药中的化学成分从药材中提取出来，溶剂法提取中药有效成分常用的方法，如浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法

2、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

3、根据物质的吸附性差别进行分离

4、根据物质分子大小差别进行分离：

①分离天然化合物常用的方法有凝胶过滤法和膜分离技术；②常用的凝胶有葡聚糖凝胶和羟丙基葡聚糖凝胶

5、根据物质解离程度不同进行分离：

糖的化学性质：

氧化反应；糠醛形成反应（Molish反应）；羟基反应：

醚化反应（甲基化）、酰化反应（酯化反应）、缩酮和缩醛化反应；羰基反应；和硼酸络合反应。

糖的提取分离②分离：

活性炭柱色谱、。

2、糖的鉴定和糖链结构的测定。

1.苯丙素定义：

一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。

1.香豆素的基本母核：

香豆素（香豆精）是具有苯并-吡喃酮母核的一类化合物的总称。

环上常有-OH、OCH3、异戊烯基等取代基。

（1）.简单香豆素类

（2）.呋喃香豆素类（furocoumarins）（线型和角型）（3）.吡喃香豆素类（pyranocoumarins）（线型和角型）

香豆素的理化性质：

（一）性状UV下显蓝色荧光

（二）溶解性

（三）碱水解反应和内酯性质异羟肟酸铁反应（识别内酯）

（四）呈色反应Gibb反应和Emerson反应

有游离酚羟基，且其对位无取代者——呈阳性

提取分离：

1.酸碱分离法内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质。

2.层析方法

木脂素（lignans）：

一类由苯丙素氧化聚合而成的天然产物。

理化性质：

溶解性：

游离——亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等

成苷——水溶性增大

挥发性：

多数不挥发，少数有升华性质

旋光性：

大多有光学活性，遇酸易异构化。

第四章醌类化合物

定义：

指分子内具有不饱和环二酮的结构或容易转变成这样结构的天然有机化合物。

天然醌类可分为：

苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型

（四）蒽醌类（anthraquinones）

位——1，4，5，8

位——2，3，6，7

meso（中位）——9，10

依据其还原程度的不同，将其分成以下三类：

1.蒽醌衍生物根据-OH在母核上分布的位置不同分两类：

⏹

（1）大黄素型（-OH在羰基的两侧）多呈黄色。

（2）茜草素型（-OH在一侧苯环上）颜色较深

理化性质：

升华性、溶解性、酸性

1.性状颜色——无Ar-OH近乎于无色，助色团越多，颜色越深。

3.挥发性小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，可据此进行提取、精制工作。

4.升华性游离的醌类多具有升华性，蒽衍生物在常压下加热即能升华。

1.酸性醌类多具有Ar-OH的存在，故显酸性，易溶于碱水中，加酸酸化时又可重新沉淀析出——用于碱提酸沉

以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：

含-COOH>2个以上-OH>1个-OH>2个-OH>1个-OH

5%NaHCO35%Na2CO31%NaOH5%NaOH

可用于提取分离

例：

试比较下列化合物的酸性强弱

D>A>C>B

⏹2.颜色反应显色反应

Feigl反应、碱液反应、Kesting-Craven反应、Mg（OAc）2反应

（1）Feigl反应——醌类氧化还原过程

醌类衍生物在OH-下经加热能迅速与醛类及二硝基苯反应，生成紫色化合物。

原理如下：

（2）无色亚甲蓝显色试验苯醌、萘醌——区别于蒽醌

无色亚甲蓝用于PPC和TLC的苯醌和萘醌显色剂

（3）碱性条件下的显色反应羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，会使颜色加深。

多呈橙、红、紫红色及蓝色。

（4）与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）

苯醌及萘醌环上未取代的化合物显色反应。

区别蒽醌。

（5）与金属离子反应在蒽醌类化合物结构中，α-酚羟基或邻二酚羟基时，则可与Pb++、Mg++等金属离子形成络合物。

醋酸镁反应－不同部位的酚羟基的显色

具有一个α-OH，其络合物呈红色。

具有邻二OH，蓝紫色。

具有对二OH，紫~红紫色。

每个苯环各有一个α-OH或间二OH，呈橙红~红色。

游离醌类提取方法：

有机溶剂提取法

酸碱提取法

水蒸汽蒸馏法

分离方法：

梯度萃取法

色谱法：

常用硅胶聚酰胺葡聚糖凝胶

蒽醌苷类的提取分离

铅盐法、溶剂法、色谱法

第五章黄酮类化合物

第一节概述黄酮类化合物（Flavonoids）是指基本母核为2-苯基色原酮的一类化合物，现在泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。

一

二、结构分类及结构类别间的生物合成关系

1.根据中央三碳链的氧化程度、B环连接位置以及三碳链是否成环，将黄酮类化合物主要分为：

黄酮类黄酮醇类二氢黄酮类二氢黄酮醇类

异黄酮类二氢异黄酮类黄烷-3-醇类黄烷-3,4-二醇类

查耳酮类二氢查耳酮类橙酮类（噢哢类）花色素类

2.天然黄酮类化合物多数以苷类的形式存在，按苷键类型分包括O-糖苷和C-糖苷，按糖链分包括单糖苷、双糖苷和三糖苷。

三、黄酮类化合物的生物活性

1.对心血管系统的作用（芦丁、槲皮素、葛根素等）；

2.抗肝脏毒作用（水飞蓟素）；

3.抗炎作用（羟乙基芦丁等）；

4.雌激素样作用（染料木素、大豆素等）。

第二节黄酮类化合物的理化性质及显色反应

一、性状

⏹多为结晶性粉末，少数为无定型粉末。

⏹二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性；

⏹黄酮苷类均有旋光性，多为左旋。

⏹颜色：

分子中是否有交叉共轭体系及助色团的种类、数目及位置有关

有交叉共轭体系，可通过电子转移、重排，使共轭链增长，而具有颜色。

助色团，而使化合物的颜色加深，尤其在7-和4’-位。

花色素及其苷的颜色随溶液的pH值不同而改变，

黄酮、黄酮醇及其甙类多显灰黄～黄色；

查耳酮为黄～橙黄色；

氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类因无交叉共轭体系或共轭很少，故不显颜色。

二、溶解性

1.一般规律，苷元难溶于水，易溶于甲醇等溶剂中；苷易溶于水、甲醇、乙醇等，难溶于氯仿、乙醚等溶剂中；苷的水溶性大于苷元；

2.非平面分子（二氢黄酮、二氢黄酮醇）由于分子间排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，故水溶性大于平面分子（黄酮、黄酮醇、查耳酮）；花青素类由于其以离子形式存在，具有盐的通性，故水溶性较强。

三、酸性与碱性

1.酸性黄酮类化合物的酸性来源于分子中的酚羟基，并且酸性强弱受酚羟基数目和位置的影响：

7,4′-二-OH>7或4′-OH>一般酚-OH>5-OH

（溶于NaHCO3溶于Na2CO3溶于不同浓度的NaOH）

2.碱性黄酮C环上1位氧原子，因有未共用的电子对，故表现微弱的碱性

四、显色反应P178-180

1.还原反应

（1）盐酸-镁粉（锌粉）反应此反应为鉴别黄酮类化合物最常用的显色反应。

认为是生成了阳碳离子的缘故。

盐酸-镁粉反应：

（阳性）——黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇

（阴性）——查耳酮、橙酮、儿茶素类、大多数异黄酮

花青素：

假阳性反应

（2）四氢硼钠（NaBH4）反应二氢黄酮类化合物专属性的反应。

2.金属盐类试剂的络合反应

铝盐、铅盐、锆盐、镁盐等试剂反应，生成有色络合物。

（1）铝盐的络合反应

（2）铅盐的络合反应

醋酸铅：

只能与具有邻二酚羟基、3-OH-4-酮和5-OH-4-酮结构的化合物络合。

碱式醋酸铅：

一般的酚类化合物均可与之络合。

（3）锆盐的络合反应黄色络合物

褪色（只有5-羟基）

样品甲醇溶液+ZrOCl2溶液黄绿色络合物+2%枸橼酸

（有3-或5-羟基）不褪色（有3-羟基）

（4）镁盐的络合反应

二氢黄酮、二氢黄酮醇——天蓝色

（5）二氯化锶（SrCl2）反应邻二酚羟基的化合物沉淀

3.硼酸显色反应

黄酮类化合物含有如下结构时，在无机酸或有机酸的条件下，可与硼酸络合，生成亮黄色的产物，故5-羟基黄酮及2′-羟基查耳酮可以用此反应鉴别。

4.碱性溶剂下显色反应

（1）二氢黄酮在碱性条件下易开环，转变成相应的异构体——查耳酮，显橙~黄色。

第三节黄酮类化合物的提取与分离P181-183

一、提取

极性较大的苷元，可以采用甲醇-水、甲醇或沸水进行提取，黄酮苷元可以采用氯仿、乙醚、乙酸乙酯等低极性溶剂进行提取。

提取和精制：

1.溶剂萃取法

（1）石油醚萃取——除去叶绿素、胡萝卜素等脂溶性杂质

（2）水提取醇沉淀——除去蛋白质、多糖等水溶性杂质

2.碱提酸沉法

原理：

黄酮苷类化合物易溶于碱性水中，难溶于酸性水中。

故可用碱水提取，再将碱水提取液调成酸性，黄酮苷类即可沉淀析出。

注意事项：

（1）提取用碱水浓度不宜多大，加热和强碱性条件下黄酮母核容易被破坏。

（2）酸化时，酸性不宜过强，以免形成佯盐，使得黄酮苷又重新溶解。

（3）药材中含有果胶、粘液等水溶性杂质时，可以采用石灰乳进行提取，使得以上含羧基的杂质生成钙盐沉淀。

3.炭粉吸附法吸附

4.大孔吸附树脂法吸附，分子筛

二、分离

柱色谱法pH梯度萃取法

1.柱色谱法

（1）硅胶柱色谱

一般为吸附色谱，可以用于分离极性较小的异黄酮、二氢黄酮和高度甲基化的黄酮；加水去活化后，为分配色谱，可用于分离极性较大的多羟基黄酮及其苷类。

（2）聚酰胺柱色谱P183

主要适用于黄酮类等具有酚羟基和羧基的化合物。

a.形成氢键的基团数目越多，吸附能力越强。

b.容易形成分子内氢键，吸附能力降低。

c.芳香化程度越高，共轭系统越长，吸附能力越强。

吸附强度主要取决于分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小：

a.不同类型的化合物，其出柱顺序为：

异黄酮、二氢黄酮、查耳酮、黄酮、黄酮醇。

b.苷元相同，出柱顺序为：

三糖苷、双糖苷、单糖苷、苷元。

c.母核上酚羟基数目越多，越后出柱，但由于容易形成分子内氢键，具有3′,4′-二羟基的化合物比具有4′-羟基的黄酮类化合物先出柱。

（3）葡聚糖凝胶柱色谱

⏹“分子筛”：

适用于分离苷及其苷元类。

化合物分子大，易洗脱，先下；化合物分子小，难洗脱，后下。

⏹“H键吸附”：

适用于分离游离黄酮类。

2.pH梯度萃取法

适于分离酸性强弱不同的黄酮苷元；

亲脂性有机溶剂——不同碱液之间萃取；

黄酮类苷元酚羟基数目及位置不同其酸性强弱，依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH和4%NaOH溶液萃取

第四节黄酮类化合物的检识与结构鉴定

一、色谱法在黄酮类化合物鉴定中的应用

纸色谱（PC）适用于分离黄酮及其苷类化合物。

混合物的鉴定常采用双向色谱法。

其中第一向采用醇性溶剂为展开剂，根据分配作用进行分离。

第二向采用水或下列水溶液根据吸附作用进行分离。

二、紫外及可见光谱在黄酮类鉴定中的应用P187-192

1.黄酮类化合物在甲醇溶液中的UV光谱特征

峰带I（300～400nm）及峰带Ⅱ（220～280nm）。

诊断试剂

带Ⅱ

带Ⅰ

归属

NaOMe

红移40~60nm强度不降

示有4'-OH

红移50~60nm强度下降

示有3-OH，但无4'-OH

吸收谱随时间延长而衰退

示有对碱敏感的取代图式，如3,4'-;3,3',4'-;5,6,7-;5,7,8-;3',4',5'-羟基取代图式等

NaOAc（未熔融）

红移5~20nm

示有7-OH

在长波一侧有明显肩峰

示有4'-OH，但无3-及/或7-OH

NaOAc（熔融）

红移40~65nm，强度下降

示有4'-OH

吸收谱图随时间延长而衰退

示有对碱敏感的取代图式（如同上示）

NaOAc/H3BO3

红移12~30nm

示B环有邻二酚羟基结构

红移5~10nm

示A环有邻二酚羟基结构（但不包括5,6-位）

AlCl3及AlCl3/HCl

AlCl3/HCl谱图=AlCl3谱图

示结构中无邻二酚羟基结构

AlCl3/HCl谱图≠AlCl3谱图

峰带Ⅰ（或Ⅰa）

紫移30~40nm

紫移50~65nm

示结构中可能有邻二酚羟基

示B环上有邻二酚羟基

示A、B环上均可能有邻二酚羟基

AlCl3/HCl谱图=MeOH谱图

示无3-及5-OH

AlCl3/HCl谱图≠MeOH谱图

峰带Ⅰ红移35~55nm

红移60nm

红移50~60nm

红移17~20nm

示可能有3-及/或5-OH

示只有5-OH

示只有3-OH

示可能同时有3-及5-OH

除5-OH外尚有6-含氧取代

三、1H-NMR光谱在黄酮类结构分析中的应用

1.A环质子

（1）5,7-二羟基黄酮类化合物

H-6及H-8将分别作为二重峰，且H6信号总是比H8信号位于较高的磁场区。

当7-OH成苷时，则H-6及H-8信号均向低磁场方向位移。

（2）7-羟基黄酮类化合物

A环上有H-5、H-6、H-8三个芳香质子。

H-5因有C4位羰基强烈的负屏蔽效应，以及H6的邻偶作用，将作为一个二重峰，低场。

H-6因有H-5的邻偶及H-8间偶，双二重峰。

H-8因有H-6的间位偶合二重峰。

2.B环质子

（1）4'-氧取代黄酮类化合物

AA'BB'系统，粗略地看成一个AB系统，H-3',5'的化学位移总是比H-2',6'的化学位移值小。

（4）3',4',5'-三氧取代黄酮类化合物

当B环有3',4',5'-三羟基时，则H-2'及H-6'等同，无耦合，无列分，单峰，但如3'-或5'-OH甲基化或苷化时，则H-2'及H-6'间位耦合，小二重峰

3.C环质子

（1）黄酮类

H-3常常作为一个尖锐的单峰

（3）二氢黄酮及二氢黄酮醇类

二氢黄酮H-2与两个磁不等同的H-3偶合，双二重峰，两个H-3，因有相互偕偶及H-2的邻偶，将分别作为一个双二重峰出现

⏹从某中药中分得一抗菌消炎成分A，其FeCl3反应呈暗褐色，HCl-Mg反应呈紫红色，Molish反应阴性，二氯氧锆－橘橼酸反应黄色褪去。

其紫外光谱数据如下，试解析其结构。

⏹UVλmaxnm

⏹CH3OH242sh，253，267，291sh，349

⏹CH3ONa266sh，329sh，401

⏹NaOAc269，326sh，384

⏹NaOAc/H3BO3259，301sh，370，430sh

⏹AlCl3274，300sh，328，426

⏹AlCl3/HCl266sh，275，294sh，355，385

解析：

⏹CH3OH光谱带I在349nm，确定为黄酮类的特征吸收。

⏹将CH3ONa光谱与CH3OH光谱比较，带I由349nm移至401nm，红移52nm，且强度不降，示结构中有4‘－OH（游离）。

CH3ONa光谱在329nm处有一吸收峰，说明有7-OH。

⏹将NaOAc光谱与CH3OH光谱比较，带II由253nm位移至269nm，红移16nm，示有7-OH。

⏹将AlCl3/HCl与CH3OH光谱比较，带I由349nm位移至385nm，红移36nm，示有5-OH，无3-OH。

⏹将AlCl3/HCl与AlCl3比较，带I由426nm位移至385nm，紫移21nm，示B环上有邻二酚羥基。

⏹将NaOAc/H3BO3光谱与CH3OH光谱比较，带I由349nm位移至370nm，红移21nm，示B环上有邻二酚羥基，因已证明有4‘－OH，故还应有3’－OH。

⏹综上解析，该化合物结构为：

5,7,3‘，4’－四羥基黄酮（木犀草素）

⏹综合以上结果，化合物B为：

5,7,4‘－三羥基－8-甲氧基黄酮

第六章萜类和挥发油

定义：

萜类化合物：

凡由异戊二烯聚合衍生的化合物，其分子式符合（C5H8）n通式的一类化合物

第二节萜类的结构类型及重要代表物

一、单萜

挥发油主要成分

链状单贴：

香叶醇，橙花醇，香茅醇都是玫瑰香系香料

单环单贴：

薄荷薄荷醇（薄荷脑）

斑鳖素

双环单贴：

龙脑：

冰片，樟醇

芍药苷镇静，防治老年痴呆症

卓酚酮：

P223

二、环烯醚萜P225

属双环单萜，碳架不符合异戊二烯定则。

栀子苷清热泻火

鸡屎藤苷组织损伤时，恶臭

梓醇地黄主要成分降血糖

桃叶珊瑚苷车前草清热、利小便

龙胆苦苷

当药苷

三、倍半萜

是挥发油高沸程部分的主要组成分

单环倍半萜青蒿素

双环倍半萜棉酚

P231

四、二萜

单环二萜：

维生素A

双环二萜：

穿心莲

穿心莲内酯抗炎作用的主要成分成分

银杏

银杏制剂：

银杏内酯，银杏双黄酮

三环二萜紫杉醇抗肿瘤

四环二帖冬凌草

第三节萜类化合物的理化性质

1.萜类化合物的物理性质

（1）形态：

单萜、倍半萜多为油状液体、少数为固体，具有特殊香气。

随分子量和双键的增加，功能基的增多，化合物的挥发性降低，熔点和沸点相应增高，可采用分馏的方法将它们分离开来。

二萜和二倍半萜多为结晶性固体。

（2）味：

苦味，又称苦味素。

（3）旋光和折光性：

光学活性，且多有异构体存在。

（4）溶解度：

萜类化合物亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂。

具内酯结构的萜类化合物能溶于碱水，酸化后，又重新析出，碱提酸沉法

2.萜类化合物的化学性质

（1）加成反应（双键加成、羰基加成反应）：

分离纯化鉴定及识别官能团

羰基加成反应：

与亚硫酸氢钠、硝基苯肼、吉拉德试剂加成（吉拉德（Girard）试剂是一类带有季铵基团的酰肼，常用的GirardT和GirardP）

（2）氧化反应：

用于推断碳架结构

（3）脱氢反应：

用于推断结构母核

（4）分子重排反应

第四节萜类化合物的提取分离

（一）提取：

溶剂提取法、碱提酸沉法、吸附法（活性炭，大孔吸附树脂）

（1）单萜和倍半萜多为挥发油的组成成分

（2）环烯醚萜以苷的形式较多见，亲水较强，故多用甲醇或乙醇为溶剂进行提取。

（3）倍半萜内酯类化合物容易发生结构重排，尽可能避免酸、碱的处理。

（4）二萜类易聚合树脂化，所以宜选用新鲜药材或迅速晾干的药材。

（二）分离：

（1）结晶分离法利用在不同溶剂中样品的溶解度不同进行分离。

（2）柱色谱法吸附剂：

硅胶中性氧化铝

（3）利用特殊功能团如：

内酯、羰基、双键等

第五节萜类化合物的检识和结构鉴定

（一）、紫外光谱

结构中有C=O、C=C、共轭双键—紫外区易产生吸收。

（二）、红外光谱

偕二甲基在υmax1370cm-1有裂分，出现二条吸收带。

挥发油：

定义：

组成：

理化性质：

提取：

水蒸气蒸馏法

浸取法油脂吸收法，溶剂萃取法，超临界流体萃取法

冷压法

分离：

冷冻处理

分馏法

化学方法

色谱分离法：

硝酸银色谱P259末端>.顺式>反式

第一节：

概述

1定义:

符合“异戊二烯定则”三萜皂苷。

“酸性皂苷”。

3结构类型

链状三萜、单环三萜、二环三萜、三环三萜、四环三萜、五环三萜

（1）四环三萜（tetracyclictriterpenoids）

v达玛烷型，羊毛脂烷型、甘遂烷型、环阿尔廷型、葫芦烷型、楝烷型。

v人参皂苷多为达玛烷型四环三萜皂苷，其皂苷元根据C6连接－OH与否分为二类：

20（S）原人参二醇和20（S）原人参三醇

（2）五环三萜

齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型、木栓烷型。

第二节：

三萜的理化性质P287

1性状：

无色结晶，易溶于有机溶剂，成苷后易溶于水，不易结晶，大多为无定型粉末。

2具有苦味、对粘膜有刺激性；

3具有吸湿性

4表面活性：

降低水溶液表面张力，具有持久性泡沫

5与金属盐类发生沉淀反应

6溶血作用：

与胆甾醇形成水不溶性分子复合物。

人参三醇、齐墩果酸为苷元的人参皂苷：

显著

人参二醇为苷元的人参皂苷：

抗溶血作用。

7三萜的颜色反应

无水条件下可与强酸、中等强酸、Lewis酸等作用下发生颜色反应：

●醋酐-浓硫酸反应（Liebermann-Burchard反应）

●五氯化锑反应（Kahlenberg反应）

●三氯醋酸反应（Rosen-Heimer反应）

●氯仿-浓硫酸反应（Salkowski反应）

●冰醋酸-乙酰氯反应（Tschugaeff反应）

沉淀反应

第三节提取分离P289

第八章甾体及其苷类

（一）提取

1.原生苷的提取：

破酶保苷

可采用的方法有：

原料新鲜，原料低温快速干燥,保存期间避潮，用醇提取。

2.次级苷的提取：

促酶得次苷

可采用的方法有：

25～40℃提取

强心苷（亲脂性苷、弱亲脂性苷、水溶性苷），

都可被乙醇或甲醇提取出来，常用甲醇或70~80％乙醇为溶剂提取。

区别三萜皂苷和甾体皂苷的方法

a.显色反应

L-B反应：

甾体皂苷最后出现绿色，三萜红色或紫色

三氯醋酸：

三萜皂苷：

100℃，甾体皂苷：

60℃

b.泡沫试验

取两试管，分别加入HCl和NaOH，振摇1min

两管泡沫持久相同含三萜皂苷

碱管泡沫多于酸管含甾体皂苷