中药化学成分的一般研究方法精选PPT.ppt

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1、关于中药化学成分的一般研究方法第1页，讲稿共52张，创作于星期一l2.1中药化学成分的主要类型中药化学成分的主要类型l（一一）从从物物质质基基本本类类型型分分：有有机机物物、无无机机物。物。l（二二）按按元元素素组组成成、结结构构母母核核分分：生生物物碱碱、黄酮、苷、醌、甾、萜、苯丙素等。黄酮、苷、醌、甾、萜、苯丙素等。l（三）按酸碱性分：酸性、碱性、中性。（三）按酸碱性分：酸性、碱性、中性。l（四）按溶解性分：非极性（亲脂性）、（四）按溶解性分：非极性（亲脂性）、中极性、极性（亲水性）中极性、极性（亲水性）第二章第二章中药化学成分的一中药化学成分的一般研究方法般研究方法第2页，讲稿共52张，

2、创作于星期一l（五）按活性分：有效成分、无效成分（五）按活性分：有效成分、无效成分l具具有有生生物物活活性性，能能用用分分子子式式和和结结构构式式表表示示，并并具具有有一一定定的的物物理理常常数数的的单单体体化合物，称为有效成分。化合物，称为有效成分。l与与有有效效成成分分共共存存的的无无生生物物活活性性的的成成分称为无效成分。分称为无效成分。l（六六）按按生生产产合合成成途途径径分分：一一级级代代谢谢产产物物（如如糖糖、蛋蛋白白质质）、二二级级代代谢谢产产物物（如生物碱、黄酮、皂苷）。（如生物碱、黄酮、皂苷）。第3页，讲稿共52张，创作于星期一第二章第二章中药化学成分的一中药化学成分的一般研

3、究方法般研究方法l2.2中药化学成分提取分离方法的基本中药化学成分提取分离方法的基本l原理及应用原理及应用l一、基本概念一、基本概念l1、提提取取：利利用用适适当当的的溶溶剂剂或或方方法法，将将所所要要成成分分尽尽可能从原料中完全提出的过程。可能从原料中完全提出的过程。l2、分分离离：将将提提取取物物中中所所含含的的各各种种成成分分一一一一分分开开，并将得到的单体加以精制的过程。并将得到的单体加以精制的过程。第4页，讲稿共52张，创作于星期一l二、提取方法二、提取方法l水水l溶剂提取法：溶剂溶剂提取法：溶剂亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法超临界流

4、体萃取法（超临界流体萃取法（SFE）升华法升华法压榨法压榨法第5页，讲稿共52张，创作于星期一l（一）溶剂提取法一）溶剂提取法l1、原理、原理l根根据据中中药药中中各各种种成成分分的的溶溶解解性性不不同同，选选用用对对所所需需成成分分溶溶解解度度大大而而对对其其他他成成分分溶溶解解度度小小的的溶溶剂剂，将将所所需需成成分分从从药药材材组组织织中中溶解出来的一种提取方法。溶解出来的一种提取方法。l选择溶剂依据相似相溶原理。选择溶剂依据相似相溶原理。第6页，讲稿共52张，创作于星期一l2、选择溶剂的要点、选择溶剂的要点*对所要成分溶解度大对所要成分溶解度大*沸点适中容易回收沸点适中容易回收*低毒安

5、全低毒安全中药化学成分中，萜、甾等大环、中药化学成分中，萜、甾等大环、稠环化合物极性小，易溶于氯仿、乙醚稠环化合物极性小，易溶于氯仿、乙醚等；糖、苷等易溶于水、乙醇等极性溶等；糖、苷等易溶于水、乙醇等极性溶剂中；酸碱性成分因存在状态不同溶解剂中；酸碱性成分因存在状态不同溶解性不同。性不同。最常用的溶剂为乙醇。最常用的溶剂为乙醇。第7页，讲稿共52张，创作于星期一l3、溶剂的分类、溶剂的分类*强极性溶剂：水强极性溶剂：水*亲水性有机溶剂：亲水性有机溶剂：l能与水任意混溶（甲醇、乙醇、丙酮）能与水任意混溶（甲醇、乙醇、丙酮）*亲脂性有机溶剂：亲脂性有机溶剂：不不与与水水任任意意混混溶溶，可可分分层

6、层（正正丁丁醇醇、乙乙醚醚、乙乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、环己烷、石油醚）酸乙酯、氯仿、二氯甲烷、环己烷、石油醚）常用溶剂的极性大小顺序：常用溶剂的极性大小顺序：石石油油醚醚四四氯氯化化碳碳苯苯氯氯仿仿乙乙醚醚乙乙酸酸乙乙酯酯正正丁醇丁醇丙酮丙酮乙醇（甲醇）乙醇（甲醇）流动相极性，用于流动相极性，用于分离极性和中等极性的成分。分离极性和中等极性的成分。反相色谱：反相色谱：固定相极性固定相极性 流动相极性，用于流动相极性，用于分离非极性和中等极性的成分分离非极性和中等极性的成分第34页，讲稿共52张，创作于星期一3 3、洗脱规律、洗脱规律：l正正相相色色谱谱中中，极极性性小小的的化化合合物物先先被

7、被洗洗脱脱，极极性大的化合物后被洗脱；反相色谱正好相反。性大的化合物后被洗脱；反相色谱正好相反。4、常用的固定相和流动相、常用的固定相和流动相l固定相：正相色谱中常用氰基或氨基键合相；固定相：正相色谱中常用氰基或氨基键合相；l反相色谱中常用反相色谱中常用C18或或C8键合相。键合相。l流动相：正相色谱中主要用有机溶剂；流动相：正相色谱中主要用有机溶剂；l反相色谱中常用甲醇反相色谱中常用甲醇-水或乙腈水或乙腈-水水l系统系统。第35页，讲稿共52张，创作于星期一（三）离子交换色谱法（三）离子交换色谱法l1、基本原理、基本原理l基于各成分解离度的不同而分离。基于各成分解离度的不同而分离。l2、离子

8、交换剂的种类、离子交换剂的种类l离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶。离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶。l3、应用、应用l主主要要用用于于生生物物碱碱、有有机机酸酸及及氨氨基基酸酸、蛋蛋白白质质、多糖等水溶性成分的分离纯化。多糖等水溶性成分的分离纯化。4、操作要点、操作要点l装柱前要用水充分溶胀，并用酸、碱预处理。装柱前要用水充分溶胀，并用酸、碱预处理。第36页，讲稿共52张，创作于星期一（四）大孔吸附树脂法（四）大孔吸附树脂法1、性能及分离原理、性能及分离原理（1）性能：性能：l大大孔孔树树脂脂是是一一种种不不含含交交换换基基团团，具具有有大大孔孔结结构构的的高高分分子子吸吸

9、附附剂剂。一一般般为为白白色色颗颗粒粒，2060目目。理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂。l水溶液中吸附力较强，且有很好的选择性。水溶液中吸附力较强，且有很好的选择性。（2）原理）原理l既既有有吸吸附附性性，又又有有分分子子筛筛的的筛筛选选性性。吸吸附附性性是是范范德德华华引引力力或或氢氢键键吸吸附附的的结结果果；筛筛选选性性则则由由其其多孔性网状结构引起的。多孔性网状结构引起的。第37页，讲稿共52张，创作于星期一2、影响分离的因素、影响分离的因素l（1）分子极性的大小分子极性的大小l极极性性较较大大的的化化合合物物适适宜宜于于在在中中极极性性的的树树

10、脂脂上上分分离离，而而极极性性较较小小的的化化合合物物则则适适于于在在非非极极性性树树脂脂上分离。上分离。l对于中极性树脂来说，被分离化合物分子上能对于中极性树脂来说，被分离化合物分子上能形成氢键的基团越多，吸附力越强。形成氢键的基团越多，吸附力越强。l（2）分子体积的影响）分子体积的影响l对对于于非非极极性性大大孔孔吸吸附附树树脂脂而而言言，化化合合物物体体积积越越大大，吸附力越强，这与大体积分子疏水性强有关。吸附力越强，这与大体积分子疏水性强有关。l第38页，讲稿共52张，创作于星期一l（3）PH一一般般酸酸性性化化合合物物在在适适当当酸酸性性溶溶液液中中可可被被充充分分吸吸附附，碱碱性性

11、化化合合物物则则在在碱碱性性条条件件下下易易被被吸吸附附，中中性性化化合合物物在在中性情况下吸附较好。中性情况下吸附较好。3、树脂柱的清冼和再生、树脂柱的清冼和再生l用用乙乙醇醇、丙丙酮酮、异异丙丙醇醇、25%盐盐酸酸、25%氢氧化钠渗漉法洗脱或回流。氢氧化钠渗漉法洗脱或回流。4、洗脱顺序、洗脱顺序一一般般被被分分离离物物质质极极性性越越小小，越越先先被被洗洗脱脱下下来来，极极性越大，越后洗脱下来。性越大，越后洗脱下来。第39页，讲稿共52张，创作于星期一5、应用应用l（1）成分的类型与树脂的选择：）成分的类型与树脂的选择：l（2）优优点点：吸吸附附容容量量大大，选选择择性性好好，成成本本低低

12、，收收率率较高，再生容易等优点。较高，再生容易等优点。成分类型成分类型大孔树脂类型大孔树脂类型 树脂型号举例树脂型号举例脂溶性成分（甾、萜、黄酮、苯丙素、生物碱）非极性或弱极性树脂D-101,AB-8,HPD-100皂苷、生物碱苷弱极性或极性D-201,D-301,HPD-300,AB-8,NKA-9黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷弱极性或极性树脂D-201,D-301,HPD-600,AB-8,NKA-9环烯醚萜苷极性树脂D-301,HPD-600,NKA-9第40页，讲稿共52张，创作于星期一（五）凝胶色谱法（五）凝胶色谱法l1、性能及分类、性能及分类l葡葡聚聚糖糖凝凝胶胶是是葡葡聚聚糖糖和和甘甘

13、油油，通通过过醚醚桥桥键键相相交交而而成的多孔网状结构物质。成的多孔网状结构物质。l交链度越大，网状结构越紧密，网孔越小，交链度越大，网状结构越紧密，网孔越小，吸吸水水膨膨胀胀就就越越大大，可可用用于于小小分分子子量量物物质质的的分分离离。反反之之，则用于大分子量物质的分离。则用于大分子量物质的分离。l常常用用的的有有葡葡聚聚糖糖凝凝胶胶（SephadexG）、羟羟丙丙基基葡葡聚聚糖糖凝凝胶胶（SephadexLH-20）、聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺凝凝胶胶（Sephacrylose,商商品品名名Bio-gel P）及及琼琼脂脂糖糖凝凝胶胶（Sepharose,商品名商品名Bio-GelA）等。等。

14、第41页，讲稿共52张，创作于星期一2、分离原理、分离原理l葡葡聚聚糖糖凝凝胶胶吸吸水水后后，形形成成凝凝胶胶粒粒子子，在在交交链链键键的的骨骨架架中中存存在在着着许许多多网网眼眼，只只能能使使小小分分子子量量的的化化合合物物进进入入，大大分分子子量量的的化化合合物物被被排排阻阻在在凝凝胶胶颗颗粒粒的的外外部部难难以以进进入入网网眼眼内内部部，因因此此大大分分子子物物质质首先被洗出。首先被洗出。3、应用、应用l主要用于分离水溶性大分子化合物。主要用于分离水溶性大分子化合物。（六）高效液相色谱（六）高效液相色谱（七）气相色谱（七）气相色谱第42页，讲稿共52张，创作于星期一(八）超临界流体萃取八

15、）超临界流体萃取 是集提取和分离于一体，又基本上不用有机是集提取和分离于一体，又基本上不用有机溶剂的新技术。溶剂的新技术。当一种物质处于临界温度与临界压力以上的状态当一种物质处于临界温度与临界压力以上的状态下，形成即非液体又非气体的单一相态，称超临界流下，形成即非液体又非气体的单一相态，称超临界流体（体（SCF）。）。利用一种物质在超临界区域形成的流体进行提取利用一种物质在超临界区域形成的流体进行提取的方法称的方法称SCFE。SCF与常温常压下的气体和液体比较，其密与常温常压下的气体和液体比较，其密度接近液体，而粘度又接近气体，扩散系数比液度接近液体，而粘度又接近气体，扩散系数比液体大体大10

16、0倍，浸透性优于液体。倍，浸透性优于液体。第43页，讲稿共52张，创作于星期一l 物质的溶解过程包括分子间的相互作物质的溶解过程包括分子间的相互作用和扩散作用。所以物质的溶解度与溶剂用和扩散作用。所以物质的溶解度与溶剂的密度、扩散系数成正比与粘度成反比，的密度、扩散系数成正比与粘度成反比，因此超临界流体对许多物质有很强的溶解因此超临界流体对许多物质有很强的溶解能力。能力。l SCF做流动相时，兼具气层和液层的特做流动相时，兼具气层和液层的特点，可以分离气相不能适用的不挥发性的点，可以分离气相不能适用的不挥发性的较大分子，又能分离挥发油，其分离速度较大分子，又能分离挥发油，其分离速度比液相可以快

17、比液相可以快510倍，分辨能力大倍，分辨能力大5倍。倍。第44页，讲稿共52张，创作于星期一常用的超临界流体为常用的超临界流体为CO2,它的临界温它的临界温度为度为31.4，临界压力为，临界压力为7.37Mpa,易操作，易操作，价格便宜，无毒。价格便宜，无毒。可以通过改变压力而改变超临界流体可以通过改变压力而改变超临界流体的特性，因为在一定温度条件下，改变压的特性，因为在一定温度条件下，改变压力即可改变流体的密度和极性，利用程序力即可改变流体的密度和极性，利用程序升压即可将不同极性成分进行分步提取。升压即可将不同极性成分进行分步提取。CO2在高于临界温度和压力的条件下，在高于临界温度和压力的条

18、件下，溶解出中药原料中的成分，当恢复常压时，溶解出中药原料中的成分，当恢复常压时，溶解在溶解在CO2超临界流体中的成分便与气体超临界流体中的成分便与气体CO2自动分离。自动分离。第45页，讲稿共52张，创作于星期一l 二氧化碳超临界流体对物质溶解作用二氧化碳超临界流体对物质溶解作用有一定选择性，极性较低的化合物，如酯、有一定选择性，极性较低的化合物，如酯、醚、内酯和含氧化合物易被萃取；极性化醚、内酯和含氧化合物易被萃取；极性化合物，如带羟基、羧基的难于萃取。合物，如带羟基、羧基的难于萃取。也可以在流动相中加入夹带剂以改变也可以在流动相中加入夹带剂以改变其性能。对溶质具有较好溶解性的溶剂也其性能

19、。对溶质具有较好溶解性的溶剂也往往是很好的夹带剂，常用甲、乙醇、丙往往是很好的夹带剂，常用甲、乙醇、丙酮，夹带剂的用量一般不超过酮，夹带剂的用量一般不超过15%。优点：在接近室温下工作，防止某些优点：在接近室温下工作，防止某些对热不稳定的成分被破坏或挥发。萃取过对热不稳定的成分被破坏或挥发。萃取过程中无有机溶剂残留。提取效率高，节约程中无有机溶剂残留。提取效率高，节约能耗。能耗。第46页，讲稿共52张，创作于星期一2.3中药化学成分结构测定的一般程序和中药化学成分结构测定的一般程序和方法方法（一）纯度测定（一）纯度测定外观颜色形态是否均一；测定物理常外观颜色形态是否均一；测定物理常数如：熔点、

20、沸点、比旋度、折光率等；数如：熔点、沸点、比旋度、折光率等；用薄层色谱或高效液相色谱鉴别；如为已用薄层色谱或高效液相色谱鉴别；如为已知物，可用对照品进行对照。知物，可用对照品进行对照。（二）化学方法（二）化学方法颜色反应；化学降解法；衍生物制备。颜色反应；化学降解法；衍生物制备。第47页，讲稿共52张，创作于星期一（三）波谱在结构测定中的应用（三）波谱在结构测定中的应用1、红外光谱（、红外光谱（IR)化合物用量只需化合物用量只需510微克，测定范微克，测定范围围5004000cm-1,有两个区，一个是指纹有两个区，一个是指纹区在区在1000cm-1以下，每个化合物有自己的以下，每个化合物有自己

21、的特征指纹图谱；另一个是特殊功能区，特征指纹图谱；另一个是特殊功能区，在在10004000cm-1，可以确定羰基、苯环、可以确定羰基、苯环、羟基等功能基。羟基等功能基。第48页，讲稿共52张，创作于星期一l2、紫外光谱（紫外光谱（UV）l只只有有在在分分子子结结构构中中具具有有共共轭轭体体系系，即即在在分分子子中中具具有有产产生生-、n-跃跃迁迁和和某某些些n-跃跃迁迁的的化化合合物物才才能能在在紫紫外外光光区区产产生生紫紫外外吸收光谱。吸收光谱。l可根据紫外吸收光谱的位置及吸收峰可根据紫外吸收光谱的位置及吸收峰的数目，可初步推测化合物的不饱和部分的数目，可初步推测化合物的不饱和部分结构。结构

22、。l第49页，讲稿共52张，创作于星期一l3、核磁共振、核磁共振(NMR)l(1)1H-NMR:提提供供不不同同种种类类氢氢原原子子的的情情况况。给给出出氢氢的的数数目目、种种类类、相相邻邻基基团团的的结结构构。可可提提供供的的结结构构信信息息参参数数，主主要要为为化化学学位移位移(),偶合常数偶合常数(J)及质子数。及质子数。l化化学学位位移移()：因因氢氢核核周周围围化化学学环环境境不不同同，其其外外围围电电子子云云密密度度及及绕绕核核旋旋转转产产生生的的磁磁屏屏蔽蔽效效应应不不同同，则则不不同同的的氢氢出出现现在在不不同区域。同区域。P25页表。页表。第50页，讲稿共52张，创作于星期一

23、l 偶偶和和常常数数(J)：磁磁不不等等同同的的两两个个或或两两组组氢氢核核，在在一一定定距距离离内内因因相相互互自自旋旋偶偶合产生裂分，裂分峰间的距离为合产生裂分，裂分峰间的距离为J。l（2）13C-NMR:提提供供碳碳原原子子的的情情况况。可可提提供供的的结结构构信信息息参参数数，主主要要为为化化学学位位移移、异核偶合常数异核偶合常数(JCH)及弛豫时间。及弛豫时间。l测测定定技技术术也也有有各各种种去去偶偶方方法法，最最常常用用的的是是质质子子宽宽带带去去偶偶，13C信信号号在在图图谱谱上上为为单单峰。峰。第51页，讲稿共52张，创作于星期一感感谢谢大大家家观观看看第52页，讲稿共52张，创作于星期一