第二章__中药化学成分的一般研究方法.

中药化学成分的一般研究方法第二章一、重点内容：1，中药化学成分的类型，理化性质2，中药化学成分提取、分离的常用方法二、难点内容：1，影响化合物极性大小的因素2，溶剂提取法的应用及注意事项3，结晶法操作及注意事项4，单体纯度的初步判断方法第一节中药化学成分及生物合成简介中药化学成分类型简介（定义、溶解性）分类糖类苷类醌类苯丙素类黄酮类萜类和挥发油生物碱甾体类三萜类鞣质（一）糖类单糖：味甜，易溶于水，不溶于有机溶剂。低聚糖：2—9个单糖聚合，易溶于水，难溶或不溶于有机溶剂。多糖：10个以上单糖聚成，多不溶于水，不溶于亲脂性有机溶液。OCH2OHOHHHOHHOHH,OHHaworth式O优势构象式Fischer投影式（二）苷类定义：糖或糖的衍生物与非糖物质(苷元或配基)通过糖的端基碳原子连结而成的化合物。苷元：难溶于水，易溶于亲脂性有机溶剂。苷：能溶于水和极性有机溶剂，难溶于亲脂性有机溶剂。OOOHHOOOHOHOOHOHOHOOOHOHOH芦丁（三）醌类化合物定义：分子中具有醌式结构的化合物游离醌类：溶于苯、氯仿等亲脂性有机溶剂具有酚羟基，显酸性,可溶于碱水溶液形成苷：极性增大溶于热水、甲醇、乙醇等OOOOOOOOOOOOOO（四）苯丙素类化合物定义：分子中以苯丙基（C6-C3）为基本骨架单位构成的化合物。游离香豆素：溶于沸水、甲醇、乙醚等香豆素具內酯结构，溶于稀碱，加酸环合香豆素苷：溶于水、醇等大极性有机溶剂HOOH3COOHOHO丁香酚（简单苯丙素）七叶内酯（香豆素）游离：难溶于水，易溶亲脂性有机溶剂木脂素木脂素苷：水溶性增大OH3CHOOHOCH3二氢愈创木酸（木脂素）（五）黄酮类化合物定义：泛指具两个苯环通过中间三碳链互相联结而成的一类化合物（C6-C3-C6）游离黄酮：溶于甲、乙醇、乙醚等有机溶剂具有酚羟基，显酸性,溶于碱性溶液黄酮苷类：溶于水等极性大的溶液OOOHHOOOHOHOOHOHOHOOOHOHOH（六）萜类和挥发油萜：由甲戊二羟酸衍生，基本母核分子式符合（C5H8）n通式的衍生物。游离萜类：溶于亲脂性有机试剂，不溶于水。萜苷类：具一定亲水性，溶于热水、甲醇等极性溶剂。单萜、倍半萜可随水蒸气蒸馏，具有内酯结构的可溶于稀碱溶液，加酸又析出。HOOHOOHH3C甲戊二羟酸（MVA）OHOH2COOOHOHOHHOCOOCH3OOOOOOHHOOHOO栀子苷青蒿素穿心莲内酯挥发油：又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏，与水不相混溶的油状液体物质。成分：萜类（单萜、倍半萜），芳香族化合物以及它们的含氧衍生物。性质：透明油状液体，具芳香味，常温下挥发。不溶于水，溶于亲脂性有机溶剂。（七）生物碱定义：存在于生物体内的含氮有机化合物，具有碱的通性，可与酸成盐。游离生物碱：难溶于水，易溶于亲脂性有机溶剂尤其在氯仿中溶解度大生物碱盐类：易溶于水和乙醇，难溶于有机溶剂（八）甾体类化合物定义：含环戊烷骈多氢菲甾核的化合物。甾体皂苷元：不溶于水，溶于亲脂性有机溶剂甾体皂苷：溶于水等大极性溶剂，不溶于亲脂性有机溶剂皂苷水溶液具有发泡性、溶血性、鱼毒性R（九）三萜类化合物定义：骨架由30个碳原子组成的萜类化合物。三萜皂苷元：不溶于水，溶于亲脂性溶剂。苷水溶液多具有发泡性、溶血性、鱼毒性含水正丁醇对皂苷溶解度大三萜皂苷：可溶于水，不溶于极性小溶剂。皂（十）鞣质定义：鞣质又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难以透水的化合物溶解性：可溶于水、乙醇等极性大的溶剂，不溶于亲脂性有机溶剂。沉淀性：与重金属盐、蛋白质、生物碱沉淀试剂生成沉淀。小结：即溶于水又溶于醇的化学成分？成分类型水醇类亲脂性有机溶剂游离生物碱－++生物碱盐++－苷类++－苷元－++挥发油－++单糖、低聚糖+±－多糖＋－－鞣质++－单糖：无水醇难溶；多糖：60%以上醇难溶。溶于水和醇的成分：苷类、生物碱盐、鞣质酸性成分黄酮、蒽醌、香豆素、有机酸、鞣质中性成分强心苷、皂苷、甾体碱性成分生物碱两性成分两性生物碱、氨基酸、蛋白质极性分类按溶解性分类脂溶性成分：苷元、生物碱水溶性成分：苷、生物碱盐、鞣质练习：区分下列结构类型二、各类中药化学成分主要生成途径（了解）1、一次代谢产物：也叫营养成分。指在植物中普遍存在的维持有机体正常生存的必需物质。如叶绿素、蛋白质、核酸等2、二次代谢产物：也叫次生成分。指在特定条件下，以一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程所生成的物质。如生物碱、黄酮、皂苷等主要合成途径生成的化合物类型乙酸—丙二酸途径脂肪酸类、酚类、醌类甲戊二羟酸途径萜类、甾类莽草酸途径苯丙素、香豆素、木脂素氨基酸途径生物碱类复合途径黄酮类第二节中药有效成分的提取分离方法基本概念1，提取：利用适当的溶剂和方法，将所要的成分尽可能从原料中完全提出的过程。2，分离：将提取物中所含的各种成分一一分开，并将得到的单体加以精制的过程。一、一、中药有效成分的提取方法中药所含有的化学成分较为复杂。要想研究其中的某些成分，必须将它们从中药中提取出来。在进行提取之前，应对所用提取原料的基源、产地、药用部位、采集时间与方法等进行考查，并系统查阅文献，以充分利用前人的经验。中药材料在提取前应进行适当的预处理。为了提高提取效率，可将药材原料进行粉碎，粒度一般以能通过二号筛为宜。提取方法根据提取原理不同溶剂提取法水蒸气蒸馏法超临界流体萃取法（SFE）升华法压榨法超声提取法微波萃取法浸渍法渗滤法煎煮法回流提取法连续回流提取法（一）溶剂提取法（最普遍方法）1、原理：选择溶剂依据相似相溶原则。根据中药中各种成分的溶解性不同，选用对所需成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需成分从药材组织中溶解出来的一种提取方法。1、水2、肥皂3、汽油2影响化合物极性大小的因素？A，化合物分子的母核大小(碳的数目)分子量大，碳数多极性小分子量小，碳数少极性大B，取代基极性的大小当化合物母核相同或相近时，含极性大的基团的化合物极性大；含基团较多的化合物极性大酸〉酚〉醇〉胺〉醛〉酮〉酯〉醚〉烯〉烷OHOCOCH3OCOOHOH试排列下列化合物的极性大小ABCDEF中药化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。所以极性问题很复杂。但依据以上两点，一般可以判定。需要大家判断的大多数是母核相同或相近的化合物，此时主要依据取代基极性大小。按极性不同水有机溶剂酸水水碱水亲脂性有机溶剂（与水不互溶）亲水性有机溶剂（与水互溶）CCl4C6H6CH2Cl2CHCl3Et2OEtOAcn-BuOH石油醚四氯化碳苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水Me2COEtOHMeOH3、溶剂分类亲脂性有机溶剂（与水分层）亲水性有机溶剂（与水任意互溶）萃取苷类、水溶性成分常见溶剂的极性大小顺序水和亲水性有机溶剂互溶水和亲脂性有机溶剂不互溶有机溶剂除甲醇不溶于石油醚外均互溶比水重练习题1、从中药中依次提取不同极性成分应采取的溶剂顺序是（）A.水乙酸乙酯乙醇乙醚石油醚B.石油醚乙醚乙酸乙酯乙醇水C.石油醚水乙醇乙酸乙酯乙醚D.水乙醇石油醚乙酸乙酯乙醚E.石油醚乙醇乙酸乙酯乙醚水2、下列溶剂那个极性最低（）A、EtOAcB、EtOHC、n-BuOHD、Et2OE、Me2COBD4、选择溶剂的要点：溶剂提取法的关键是选择合适的溶剂*对所要成分溶解度大*沸点适中容易回收*低毒安全*不与有效成分反应、不溶共存杂质最常用的溶剂为甲、乙醇。甲醇提取效果好于乙醇，但毒性大，一般只用于实验室研究。5常用提取溶剂性能特点提取溶剂水（酸、碱水）性能特点溶解范围广穿透能力强价廉易得、安全脂溶性成分溶解不完全有些苷类成分易酶解水提液易发霉、变质溶性杂质多，过滤困难沸点高，浓缩困难适宜提取成分苷类糅质糖类生物碱盐氨基酸蛋白质提取方法煎煮法渗滤法提取溶剂乙醇适宜提取成分除多糖、蛋白质外的多数成分提取方法浸渍法渗滤法回流法连续回流法性能特点溶解范围广（不同浓度乙醇）水溶性杂质溶出少可抑制酶的活性提取液不易发霉、变质沸点较低，可回收利用有挥发性、易燃烧，价格较贵亲水性有机溶剂（和水可任意混溶），还有甲醇—溶解性强于乙醇，但毒性较大，多用在实验室研究。丙酮—溶解性能同乙醇，但沸点低、易挥发，作为提取溶剂不常用；在分离、精制时常用于脱色，脱水剂。提取溶剂亲脂性有机溶剂性能特点对化合物溶解选择性较强水溶性杂质少、易纯化挥发性大、易燃烧大多毒性较大价格昂贵，提取设备要求高穿透力较弱，提取时间长作为提取溶剂不常用适宜提取成分苷元、某些苷类、生物碱提取方法回流法连续回流法偶有渗滤法有机溶剂具有脂溶性，因此除经呼吸道和消化道进入机体内外，尚可经完整的皮肤迅速吸收：①神经毒性：以脂肪烃(正己烷)、芳香烃（苯）、氯化烃(二氯甲烷)等脂溶性较强溶剂为多见②血液毒性：以芳香烃，特别是苯最常见③肝肾毒性：多见于氯代烃类有机溶剂，如氯仿、四氯化碳④皮肤粘膜刺激：多数有机溶剂均有程度不等的皮肤粘膜刺激作用，但以酮和酯类为主PS：有机溶剂毒性第一类指已知可以致癌并被强烈怀疑对人和环境有害溶剂应避免使用这类溶剂。如在生产不可避免使用了这类溶剂，残留量必须控制在规定的范围内苯（2ppm）、四氯化碳（4ppm）第二类是指无基因毒性但有动物致癌性的溶剂氯仿（60ppm）正己烷（290ppm）乙腈（410ppm）二氯甲烷600ppm）甲苯（890ppm）二甲苯（2170ppm）甲醇（3000ppm）环己烷（3880ppm）第三类是指对人体低毒的溶剂甲酸、乙酸、乙醚、丙酮、苯甲醚、丙醇、丁醇、戊醇、乙酸丁酯、二甲亚砜、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯毒性试剂分类6、提取方法浸渍法渗漉法溶剂提取的方法煎煮法回流提取法连续回流提取法静态提取动态提取（1）浸渍法：以水或稀醇反复浸泡提取特点：适于遇热易破坏或挥发性成分及含淀粉粘液质较多的中药。缺点：提取时间长，效率低，水提液易发霉，提取体积大，不适合贵重药材及高浓度的提取。（2）渗漉法：将中药粗粉装于渗漉筒中，先浸后渗，不断添加溶剂渗过药粉，从渗漉筒下端不断流出渗漉液。各类溶剂均可（常用水或稀醇）。特点：提取效率高于浸渍法，不破坏成分。缺点：溶液体积大（药材10倍体积），时间长。（3）煎煮法：为中药水提取最常用的方法。必须以水为溶剂。特点：简便，可提取药材中大多数成分。缺点：对含挥发性和加热易破坏成分不适用，不适用含多糖类成分多的中药。（4）回流提取：有机溶剂优点：效率较高（较浸渍、渗漉法）缺点：不适用遇热易破坏成分，溶剂消耗大，操作较繁琐7（5）连续回流提取：用索氏提取器以有机溶剂提取。优点：提取效率高，节省溶剂，操作简单。缺点：加热时间长，不适用遇热易破坏成分1.冷凝管2.蒸气上升管3.虹吸管4.滤纸袋5.溶剂6.加热水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。•适用成分：挥发性（100℃有一定蒸汽压）；对水稳定；不溶于水；耐热。（如：中药中挥发油的提取常采用此法。）升华法•超临界流体萃取法•超临界流体（SF）：指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的单一相态物质。密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。缺点对极性大的化合物提取效果较差优点：1）可在低温下提取，对“热敏性”成分尤其适用2）无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势。3）提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。4）具选择性分离。改进：添加夹带剂，常用甲醇、丙酮等极性大的溶剂，加入量不超过15%提取方法操作特点优点缺点浸渍法水或烯醇不加热操作简单、杂质少适用热不稳定、挥发性、含淀粉、粘液质多的中药效率差、时间长用水提容易发霉渗滤法各种溶剂不加热效率较高（浸渍法）适用于遇热易破坏成分时间长、费溶剂操作较繁琐煎煮法水直火加热操作简单中药里的大部分成分可不同程度的提取出来不适用挥发性遇热易破坏成分多糖类中药药液粘稠亲脂性成分提取不全回流法有机溶剂水浴加热效率较高（浸渍、渗滤法）不适用遇热易破坏成分溶剂消耗较大操作繁琐连