5中药制剂分析课件.ppt
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1、第五章中药制剂中各类化学成分分析中药制剂中各类化学成分分析药物分析教研室第一节第一节 生物碱类成分分析生物碱类成分分析一、一、概述概述 生物碱是生物界除生物体必须的含氮化合生物碱是生物界除生物体必须的含氮化合物(如氨基酸、蛋白质和物(如氨基酸、蛋白质和B B族维生素等)之外族维生素等)之外的所有含氮有机化合物,因其结构中氮原子上的所有含氮有机化合物,因其结构中氮原子上的未共享电子对而大多具有碱性。的未共享电子对而大多具有碱性。生物碱绝大多数具有显著的生物活性,且生物碱绝大多数具有显著的生物活性,且活性是多方面的,因此中药制剂中有含有生物活性是多方面的,因此中药制剂中有含有生物碱类成分的中药时,
2、常选择该中药含有的生物碱类成分的中药时,常选择该中药含有的生物碱成分作为定性定量的依据。碱成分作为定性定量的依据。二、二、结构特征和理化性质结构特征和理化性质(一)结构特征(一)结构特征 生物碱大多由生物碱大多由C C、H H、N N、O O元素组成,极少数元素组成,极少数分子中尚含有其他元素;大多结构复杂,结构类分子中尚含有其他元素;大多结构复杂,结构类型较多,主要有杂环类、大环类、萜类、甾类及型较多,主要有杂环类、大环类、萜类、甾类及有机胺类等。有机胺类等。结构中的氮原子有多种形式:脂氮、芳氮;结构中的氮原子有多种形式:脂氮、芳氮;季胺、叔胺、仲胺及伯胺;游离状态和与酸结合季胺、叔胺、仲胺
3、及伯胺;游离状态和与酸结合状态;还有以氮氧配位键形式存在的。状态;还有以氮氧配位键形式存在的。此外,结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、此外,结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。(二)理化性质(二)理化性质1 1、物理性状、物理性状 多数生物碱为结晶型固体,少数为无定型粉末,多数生物碱为结晶型固体,少数为无定型粉末,还有一些小分子生物碱为液体,例如槟榔碱、菸还有一些小分子生物碱为液体,例如槟榔碱、菸碱等;液体状的生物碱及个别小分子生物碱尚有碱等;液体状的生物碱及个别小分子生物碱尚有挥发性甚至升华性,如麻黄碱具有挥发性、咖啡挥发性甚至升
4、华性,如麻黄碱具有挥发性、咖啡因具有升华性等。因具有升华性等。一般生物碱为无色或白色,但结构中具有较一般生物碱为无色或白色,但结构中具有较长共轭体系,并有助色团的,可显不同颜色。长共轭体系,并有助色团的,可显不同颜色。生物碱结构中如有手性碳原子或为手性分子生物碱结构中如有手性碳原子或为手性分子的具有旋光性,并大多与生物碱的生理活性有关,的具有旋光性,并大多与生物碱的生理活性有关,通常左旋体比右旋体生理活性强。通常左旋体比右旋体生理活性强。2.2.溶解性溶解性 由于生物碱结构复杂,生物碱的溶解性也是多样化。由于生物碱结构复杂,生物碱的溶解性也是多样化。大多数生物碱成分极性较小,游离状态下难溶于水
5、,大多数生物碱成分极性较小,游离状态下难溶于水,易溶氯仿、乙醚、乙醇、丙酮及苯等有机溶剂,易溶氯仿、乙醚、乙醇、丙酮及苯等有机溶剂,与酸结合生成生物碱盐后水溶性增加,但与生物碱结与酸结合生成生物碱盐后水溶性增加,但与生物碱结合的酸不同,生成的盐水溶性也有差异,一般含氧无机酸合的酸不同,生成的盐水溶性也有差异,一般含氧无机酸及小分子有机酸的生物碱盐水溶性较大。及小分子有机酸的生物碱盐水溶性较大。季铵型生物碱、有氮氧配位键的生物碱易溶于水,季铵型生物碱、有氮氧配位键的生物碱易溶于水,液体生物碱及一些小分子固体生物碱则既溶于水也可液体生物碱及一些小分子固体生物碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。溶于有机溶
6、剂。含有酸性官能团或酯键的生物碱还可溶于一些碱液或含有酸性官能团或酯键的生物碱还可溶于一些碱液或热苛性碱液。热苛性碱液。此外一些液体状态的生物碱和分此外一些液体状态的生物碱和分子量较小的固体生物碱,如麻黄碱等子量较小的固体生物碱,如麻黄碱等具有挥发性。具有挥发性。因此,以中药制剂中的生物碱为因此,以中药制剂中的生物碱为指标性成分或特征性组分测定时,要指标性成分或特征性组分测定时,要注意结合生物碱成分的不同情况采用注意结合生物碱成分的不同情况采用相应的提取分离及净化方法进行前处相应的提取分离及净化方法进行前处理。理。3.3.沉淀反应沉淀反应 大多数生物碱在酸性水溶液中可以与某些大多数生物碱在酸性
7、水溶液中可以与某些试剂生成不溶于水的复盐或分子复合物,这些试试剂生成不溶于水的复盐或分子复合物,这些试剂称生物碱沉淀试剂。剂称生物碱沉淀试剂。生物碱的沉淀试剂根据其组成有碘化物复生物碱的沉淀试剂根据其组成有碘化物复盐、重金属盐和大分子酸三大类。盐、重金属盐和大分子酸三大类。生物碱的沉淀反应可以检查中药制剂中生生物碱的沉淀反应可以检查中药制剂中生物碱的存在,当某些沉淀试剂与生物碱生成的沉物碱的存在,当某些沉淀试剂与生物碱生成的沉淀组成恒定时,还可以用于中药制剂中生物碱成淀组成恒定时,还可以用于中药制剂中生物碱成分的含量测定。分的含量测定。但须注意的是中药水浸出液中尚有蛋白质、但须注意的是中药水浸
8、出液中尚有蛋白质、多肽和鞣质等成分,也可与生物碱沉淀试剂生成多肽和鞣质等成分,也可与生物碱沉淀试剂生成沉淀,产生假阳性从而导致错误结论。沉淀,产生假阳性从而导致错误结论。因此,用此反应进行中药制剂中生因此,用此反应进行中药制剂中生物碱成分的分析时,要用适宜的方法先物碱成分的分析时,要用适宜的方法先行处理样品供试液,排除干扰。行处理样品供试液,排除干扰。常用的生物碱沉淀试剂有常用的生物碱沉淀试剂有碘碘碘化碘化钾钾、碘化铋钾碘化铋钾、碘化汞钾碘化汞钾、磷钼酸磷钼酸、磷磷钨酸钨酸、苦味酸苦味酸、硫氰酸铬酸硫氰酸铬酸及及四苯硼钠四苯硼钠等。等。4 4显色反应显色反应|生物碱与一些浓无机酸为主的试剂反应
9、产生物碱与一些浓无机酸为主的试剂反应产生不同的颜色,这些呈色反应多用于检识和区生不同的颜色,这些呈色反应多用于检识和区别纯品生物碱,而较少用于中药制剂中生物碱别纯品生物碱,而较少用于中药制剂中生物碱成分的分析。成分的分析。|生物碱在一定生物碱在一定pHpH条件下可与一些酸性染料条件下可与一些酸性染料(多为磺酸肽类)生成有色络合物,可被氯仿(多为磺酸肽类)生成有色络合物,可被氯仿等有机溶剂定量提出;等有机溶剂定量提出;|还有些结构中具有酯键的酯碱如乌头碱等还有些结构中具有酯键的酯碱如乌头碱等可与异羟肟酸铁试剂反应产生紫红色,这些特可与异羟肟酸铁试剂反应产生紫红色,这些特点可用于中药制剂中生物碱成
10、分的分析。点可用于中药制剂中生物碱成分的分析。5 5碱性碱性 大多数生物碱呈碱性反应,能使红色石蕊试纸变蓝。大多数生物碱呈碱性反应,能使红色石蕊试纸变蓝。生物碱之所以能显碱性,是因为它们分子中氮原子上的孤生物碱之所以能显碱性,是因为它们分子中氮原子上的孤电子对对质子有一定程度的亲和力,因而表现出碱性。电子对对质子有一定程度的亲和力,因而表现出碱性。6 6紫外光谱特征紫外光谱特征 结构中具有共轭体系的生物碱均有紫外吸收,其中包结构中具有共轭体系的生物碱均有紫外吸收,其中包括结构母核即为共轭体系的和只有部分结构为共轭系统的。括结构母核即为共轭体系的和只有部分结构为共轭系统的。紫外光谱的吸收峰位置除
11、与其他化合物一样与共轭系紫外光谱的吸收峰位置除与其他化合物一样与共轭系统中助色团的种类、位置、数量有关外,需要特别指出的统中助色团的种类、位置、数量有关外,需要特别指出的是,结构中的氮原子与发色团直接连接或参与发色团的生是,结构中的氮原子与发色团直接连接或参与发色团的生物碱,其吸收峰位置还与测定时溶剂的物碱,其吸收峰位置还与测定时溶剂的pHpH有关。有关。三、供试液制备三、供试液制备 进行中药制剂中生物碱成分分析时,制备样进行中药制剂中生物碱成分分析时,制备样品供试液可根据不同情况选用乙醇、甲醇、酸水品供试液可根据不同情况选用乙醇、甲醇、酸水以及碱化后直接用有机溶剂等溶剂提取,而后进以及碱化后
12、直接用有机溶剂等溶剂提取,而后进行净化除去干扰成分,净化的方法主要有溶剂法、行净化除去干扰成分,净化的方法主要有溶剂法、沉淀法及氧化铝吸附色谱法等。沉淀法及氧化铝吸附色谱法等。一般要根据:一般要根据:分析目的物分析目的物是总碱还是单体生物碱;是总碱还是单体生物碱;主要生物碱的性质主要生物碱的性质是水溶性生物碱还是是水溶性生物碱还是脂溶性生物碱、是强碱还是弱碱等;脂溶性生物碱、是强碱还是弱碱等;欲使用的分析方法欲使用的分析方法经典的化学法、分光经典的化学法、分光光度法还是色谱法等因素选择溶剂和方法。光度法还是色谱法等因素选择溶剂和方法。四、四、定性鉴别定性鉴别 目前,用于中药制剂中生物碱成分定目
13、前,用于中药制剂中生物碱成分定性鉴别的方法主要有性鉴别的方法主要有沉淀法沉淀法、薄层色谱法薄层色谱法、气相色谱法气相色谱法及及高效液相色谱法高效液相色谱法。其中沉淀法和薄层色谱法为中国药其中沉淀法和薄层色谱法为中国药典(典(20052005版)收载方法。版)收载方法。(一)一般理化鉴别(一)一般理化鉴别 沉淀反应是生物碱理化鉴别常用方法,主沉淀反应是生物碱理化鉴别常用方法,主要利用生物碱能与一些试剂生成沉淀这一特要利用生物碱能与一些试剂生成沉淀这一特性。此反应一般在酸性水溶液中进行。性。此反应一般在酸性水溶液中进行。由于中药制剂中成分复杂,有些成分如蛋由于中药制剂中成分复杂,有些成分如蛋白质、
14、多肽和鞣质等也可与试剂生成沉淀而白质、多肽和鞣质等也可与试剂生成沉淀而造成假阳性结果,造成假阳性结果,因此,制备样品供试液时必须净化处理,因此,制备样品供试液时必须净化处理,除去干扰成分,方能用沉淀反应进行中药制除去干扰成分,方能用沉淀反应进行中药制剂中生物碱类成分的鉴别剂中生物碱类成分的鉴别.(二)色谱鉴别(二)色谱鉴别1 1薄层色谱法薄层色谱法 薄层色谱具有分离和鉴定双重作用,对于成分薄层色谱具有分离和鉴定双重作用,对于成分复杂的中药制剂用薄层色谱法进鉴别,可得到满复杂的中药制剂用薄层色谱法进鉴别,可得到满意的、可靠的鉴别效果。意的、可靠的鉴别效果。F 吸附剂吸附剂:硅胶或氧化铝薄层色谱,
15、硅胶或氧化铝薄层色谱,F 展开剂展开剂:多用氯仿、苯等低极性溶剂多用氯仿、苯等低极性溶剂,加入其化溶剂调加入其化溶剂调整展开剂的极性整展开剂的极性.F 由于硅胶显弱酸性由于硅胶显弱酸性,强碱性的生物碱在硅胶色谱板上能强碱性的生物碱在硅胶色谱板上能形成盐形成盐,使使RfRf值很小或拖尾值很小或拖尾,形成复斑形成复斑.F 在硅胶吸附薄层色谱中在硅胶吸附薄层色谱中,常用碱性系统或在碱性环境下常用碱性系统或在碱性环境下展开展开.F 显色剂显色剂:常用改良碘化铋钾试剂常用改良碘化铋钾试剂,有时喷碘化铋钾试剂有时喷碘化铋钾试剂之后再喷硝酸钠试剂之后再喷硝酸钠试剂,可使样品斑点更加清晰可使样品斑点更加清晰.
16、F 亦可用碘蒸气、硫酸铈、碘铂酸等其化的试剂显色亦可用碘蒸气、硫酸铈、碘铂酸等其化的试剂显色.2 2纸色谱法纸色谱法 纸色谱法可用于生物碱盐或游离碱的纸色谱法可用于生物碱盐或游离碱的鉴别,主要是以水为固定相的正相纸层析,鉴别,主要是以水为固定相的正相纸层析,分离效果常取决于流动相的性质。分离效果常取决于流动相的性质。中药制剂中生物碱纸色谱的显色剂基中药制剂中生物碱纸色谱的显色剂基本和薄层色谱法的相同,但含硫酸的试剂本和薄层色谱法的相同,但含硫酸的试剂不适用。不适用。五、含量测定五、含量测定 生物碱成分含量测定的方法早期常生物碱成分含量测定的方法早期常用酸碱滴定法、沉淀法等经典的化学方用酸碱滴定
17、法、沉淀法等经典的化学方法法.近年多采用分光光度法、薄层色谱近年多采用分光光度法、薄层色谱法及高效液相色谱法等法及高效液相色谱法等.(一)总生物碱含量测定(一)总生物碱含量测定化学分析法化学分析法z主要使用酸碱滴定法主要使用酸碱滴定法;z强碱滴定生物碱盐时强碱滴定生物碱盐时,在在70%-90%70%-90%的乙醇介质的乙醇介质中终点比在水中明显中终点比在水中明显,因此常将生物碱盐溶于因此常将生物碱盐溶于90%90%乙醇乙醇,再用标准碱乙醇液滴定再用标准碱乙醇液滴定.z若选择的溶剂及指示终点方法合适若选择的溶剂及指示终点方法合适,还可用非还可用非水滴定法进行水滴定法进行.分光光度法分光光度法 分
18、光光度法分光光度法1 1、直接测定、直接测定 不经过化学反应不经过化学反应,利用生物碱物质利用生物碱物质自身的光吸收直接进行比色测定的方自身的光吸收直接进行比色测定的方法法;一般用于药味较少、干扰不大的一般用于药味较少、干扰不大的中药制剂中总生物碱的含量测定中药制剂中总生物碱的含量测定;2 2、离子对萃取比色法、离子对萃取比色法酸性染料比色法酸性染料比色法应用本法的关键在于介质的应用本法的关键在于介质的pHpH、酸性染料的种类和有机、酸性染料的种类和有机溶剂的选择溶剂的选择;常用的酸性染料有甲基橙、溴麝香草酚兰(常用的酸性染料有甲基橙、溴麝香草酚兰(BTBBTB)和溴)和溴甲酚绿等甲酚绿等;p
19、HpH的选择要根据染料的性质及生物碱的碱性的选择要根据染料的性质及生物碱的碱性(pKapKa)大小大小来确定来确定;选择有机溶剂的原则是根据离子对与有机相能否形成氢选择有机溶剂的原则是根据离子对与有机相能否形成氢键以及形成氢键能力的强弱而定键以及形成氢键能力的强弱而定.氯仿、二氯甲烷与离子对形成氢键氯仿、二氯甲烷与离子对形成氢键,有中等程度的提取有中等程度的提取率率,且选择性也较好且选择性也较好,故是常故是常 用的提取溶剂用的提取溶剂.l苦味酸盐比色法苦味酸盐比色法 在弱酸性或中性溶液中生物碱可与苦味酸定量生成苦在弱酸性或中性溶液中生物碱可与苦味酸定量生成苦味酸盐沉淀味酸盐沉淀,该沉淀可溶于氯
20、仿等有机溶剂该沉淀可溶于氯仿等有机溶剂,也可以在碱也可以在碱性条件下解离释放出生物碱和苦味酸性条件下解离释放出生物碱和苦味酸.l雷氏盐比色法雷氏盐比色法 雷氏盐雷氏盐(NH4Cr(NH3)2(SCN)4H2O)(NH4Cr(NH3)2(SCN)4H2O)在酸性介质中可在酸性介质中可与生物碱类成分定量地生成难溶于水的有色络合物与生物碱类成分定量地生成难溶于水的有色络合物.l 异羟肟酸铁比色法异羟肟酸铁比色法 含有酯键结构的生物碱含有酯键结构的生物碱,在碱性介质中加热在碱性介质中加热,酯健水解酯健水解,产生的羧基与羟胺反应生成异羟肟酸产生的羧基与羟胺反应生成异羟肟酸,再与再与Fe3+Fe3+生成紫
21、红生成紫红色的配合物色的配合物(异羟肟酸铁异羟肟酸铁),),在一定浓度下符合在一定浓度下符合BeerBeer定律定律,可用比色法进行含量测定可用比色法进行含量测定.(二)单体生物碱的含量测定(二)单体生物碱的含量测定1 1、薄层色谱法、薄层色谱法 生物碱不具有紫外吸收或挥发性时可用本生物碱不具有紫外吸收或挥发性时可用本法测定法测定.选用的吸附剂、展开剂及显色方法与鉴别选用的吸附剂、展开剂及显色方法与鉴别相似相似,但要求比鉴别严格但要求比鉴别严格.使用改良碘化铋钾等作为显色剂时使用改良碘化铋钾等作为显色剂时,必须完必须完全挥干展开剂后全挥干展开剂后(尤其在碱性环境下展开时尤其在碱性环境下展开时)
22、才可喷洒才可喷洒,否则背景深否则背景深,反差小反差小,影响测定影响测定.2 2、高效液相色谱法、高效液相色谱法u 以反相高效液相色谱应用较多以反相高效液相色谱应用较多;u 在反相高效液相色谱中在反相高效液相色谱中,由于硅胶表面残留硅由于硅胶表面残留硅醇基的影响醇基的影响,使生物碱分析易产生保留时间延长、使生物碱分析易产生保留时间延长、峰形变宽、拖尾峰形变宽、拖尾.u 可采取改进流动相、固定相等措施以克服游可采取改进流动相、固定相等措施以克服游离硅醇基的影响离硅醇基的影响,满足定量定量分析的要求满足定量定量分析的要求.u 中药制剂中生物碱成分时行高效液相色谱法中药制剂中生物碱成分时行高效液相色谱
23、法测定时测定时,使用较多的是紫外检测器使用较多的是紫外检测器.3 3、气相色谱法、气相色谱法 只适用于有挥发性的、遇热不分解的生物只适用于有挥发性的、遇热不分解的生物碱类碱类;生物碱盐在急速加热过程中产生的酸对色生物碱盐在急速加热过程中产生的酸对色谱柱和检测器不利谱柱和检测器不利,应该注意应该注意;制备供试品溶液时一般应采用冷提取制备供试品溶液时一般应采用冷提取,净净化过程也要避免加热化过程也要避免加热,以防成分流失以防成分流失,最后需最后需用氯仿等低极性有机溶剂为溶媒制备成供试用氯仿等低极性有机溶剂为溶媒制备成供试液液.(三)常见生物碱成分分析(三)常见生物碱成分分析 中药制剂中含有生物碱成
24、分的中药制剂中含有生物碱成分的中药较多,含有的生物碱成分也很中药较多,含有的生物碱成分也很复杂,但作为定性定量的指标性成复杂,但作为定性定量的指标性成分。分。第二节第二节 黄酮类成分分析黄酮类成分分析一、概述一、概述 黄酮类化合物(黄酮类化合物(flavonoidsflavonoids)是广泛存在)是广泛存在于自然界的一大类化合物。多具有颜色,在植于自然界的一大类化合物。多具有颜色,在植物体内大部分与糖结合成苷,一部分以游离形物体内大部分与糖结合成苷,一部分以游离形式存在。黄酮在藻类、菌类中很少发现;苔藓式存在。黄酮在藻类、菌类中很少发现;苔藓植物中大都含有;蕨类植物比较普遍存在;裸植物中大都
25、含有;蕨类植物比较普遍存在;裸子植物中也含有但类型较少;黄酮类化合物最子植物中也含有但类型较少;黄酮类化合物最集中的是被子植物,类型最全,结构最复杂,集中的是被子植物,类型最全,结构最复杂,含量也高。由这些中药参与配伍的中药制剂也含量也高。由这些中药参与配伍的中药制剂也较多见。较多见。二、结构特征及理化性质二、结构特征及理化性质(一)结构特征(一)结构特征 黄酮类化合物是指基本母核为黄酮类化合物是指基本母核为2-2-苯基色原酮类化合物,苯基色原酮类化合物,现在则是泛指两苯环通过中央三碳链相互联结而成的一系现在则是泛指两苯环通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物。在植物体内大部分与糖结合成苷,
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