天然药物化学笔记

第1页1.天然药物的来源包括植物，动物，矿物和微生物2.溶剂提取法的原理：根据“相似相溶”这一原理进行，分子官能团的极性越大或极性官能团数目越多则整个分子的极性就越大，亲水性越强；若非极性部分越大或碳链越长，则极性越小亲脂性越强；酸碱性及两性化合物因为存在状态随溶液而异，故溶解度随pH而变3.常见溶剂的极性强弱顺序：石油醚二硫化碳四氯化碳三氯乙烯苯二氯甲烷乙醚三氯甲烷乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水吡啶乙酸4.天然药物有效成分的提取方法：A.溶剂法包括渗漉法，煎煮法，浸渍法，回流提取法，连续回流提取法，超临界流体萃取，超声波提取，微波提取。B.水蒸气蒸馏法。C.升华法。D.重结晶法。5.分离与精致：①利用温度的不同引起溶解度的改变以分离物质②加入另一种溶剂已改变混合溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出③酸性碱性或两性化合物通过调节pH改变分子的存在状态从而实现分离④酸性或碱性化合物加入某种沉淀剂生成不溶性盐类沉淀6.根据物质的吸附性差别进行分离：A物理吸附：由分子间相互引起，无选择性，吸附与解吸过程可逆。硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂，活性炭是非极性吸附剂，与硅胶、氧化铝相反。硅胶、氧化铝吸附规律为：a.对极性物质具有较强的亲和能力。b.溶剂极性越强则吸附剂表现出较强的吸附能力；溶剂极性强，吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱c.加入极性较强的溶剂时可洗脱溶质B.化学吸附：选择性强，吸附十分牢固，甚不可逆。7.活性炭对非极性物质具有较强的亲和力，在水中表现出强的吸附能力。溶剂极性降低，则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。8.极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称的程度，大体与偶极距、极化度及介电常数等概念相对应。化合物的极性由分子中所含官能团种类、数目及排列方式等综合因素所决定。官能团极性顺序：R-COOHAr-OH大H2OR-OHR`R-NH2,R-NH-R`,R-N-R``R`极R-CO-N-R``R-CHO性R-CO-R`R-CO-OR``R-O-R`R-XR-H小9.硅胶、氧化铝吸附色谱应尽可能选用极性小的溶剂和溶液式样。10.洗脱剂的极性宜逐步增加但跳跃性不宜太大，为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶，碱性物质则用氧化铝分离11.聚酰胺（polyamide)吸附色谱法：聚酰胺吸附属于氢键吸附，是一种十分广泛的分离方法，适用于酚类、醌类、黄酮类化合物的分离。原理是与羰基形成的氢键缔合而产生吸附。其大致规律为：①形成氢键的数目越多则吸附能力越强②易形成内氢键者吸附减弱③分子中分子中芳香化程度越高，则吸附越强。洗脱能力排列顺序：水→甲醇→氢氧化钠溶液→甲酰胺→二甲基酰胺→尿素（弱→强）12.大孔树脂吸附通常分为极性、非极性原理是由于范德华力或产生氢键的结果。影响吸附的因素：①吸附性能主要取决于吸附剂的表面性质②分子量大、极性小的化合物与非极性大孔树脂吸附作用强，能与其形成氢键的易吸附③洗脱剂其极性越小其洗脱能力越强，一般先用蒸馏水洗脱再用浓度渐增的乙醇、甲醇④pH：碱性物质在碱性溶液中进行吸附，酸性溶液中解吸；酸性物质在酸性溶液中吸附，碱性溶液中解吸⑤低温不第2页利于吸附，吸附过程有一定热量放出。用80%的乙醇、丙酮进行洗涤，使大孔树脂再生。大孔吸附树脂对糖类吸附能力很差，对色素的吸附能力较强13.葡萄糖凝胶（Sephadex）分离法分子量大的先从柱上流出来，分子量小的后来流出来14.分子量的测定方法有冰点下降发（固体物质）、沸点上升法（液体物质）、黏度法、凝胶滤过法等15.红外光谱特征频率区4000～1500cm-1，羟基、氨基及重键、芳环出现在这个区域1500～600cm-1为指纹区16.单糖上的羰基被还原成羟基化合物称糖醇；单糖上的一个羰基被氨基置换后称为氨基糖；单糖中的伯羟基被氧化成羧基的化合物称糖醛酸17.在Fischer投影中距离羰基最远的那个手性碳原子上的羟基在右侧的称为D型糖，在左侧的称为L型糖；以C2C3C5O四个原子构成平面为准，当C4在上面C1在下面时简称C1或N式；当C4在下面C1在上面简称为1C式或A式；当羰基最远的手性碳原子的绝对构型和端基的绝对构型相同时端基碳为β构型，不同时端基碳为α构型18.淀粉为α1→4连接的D-葡糖吡喃聚糖；纤维素为β1→4结合的直链葡聚糖，不易被稀酸稀碱水解，具有一定刚性；果聚糖存在于高等植物及微生物中；半纤维素是一类不溶于水但能被稀酸稀碱溶出的酸性多糖；树胶是植物受伤后或被毒菌类侵袭后产生的分泌物；黏液质和黏胶质在植物中的主要作用是保持水分19.糖原聚合度比胶淀粉大与碘显红褐色，主要存在于肌肉和肝中；甲壳素结构及稳定性与纤维素类似，对稀酸稀碱均不稳定，可作人造血管及手术缝合线；硫酸软骨素具有降低血脂，改变动脉粥状硬化的作用，是动物的基础物质；透明质酸是一种存在于眼球玻璃体、关节液、皮肤等组织中的酸性粘多糖20.苷元上醇羟基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合成的化合物称醇苷；苷元上氨基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合成的化合物称酯苷或酰苷；苷元上胺基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合成的化合物称氮苷；苷元碳上的氢与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合成的化合物称碳苷21.糖的性质：①氧化反应Ag+（银镜反应）、Cu2+（费林反应）以及溴水可将醛基氧化成羧基；硝酸可将醛糖氧化为糖二酸；过碘酸反应、四乙酸铅反应②糖醛形成反应浓硫酸和α-萘酚（Molisch反应试剂）常用于糖类和苷的检测反应；常用的糖的色谱显示剂是邻苯二甲酸和苯胺③羟基反应A.缩酮与缩醛化反应B.与硼酸的络合反应22.苷键易被酸水解，对碱较稳定。水解难易程度规律：①N、O、S、C四个原子中，N的碱性最强最易质子化。碳上无共用电子时，几乎无碱性，最难质子化。故难易程度为：CSON②在酰胺或嘧啶环上N几乎没有碱性很难水解③因P-π共轭效应芬苷及烯醇苷比醇苷易水解④当羟基、氨基被乙酰化后水解会变得容易⑤酮糖较醛糖易水解呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解⑥酮糖较醛糖易水解⑦糖醛酸七碳糖六碳糖甲基五碳糖五碳糖⑧当苷元为小基团时横键较竖键易水解。23.常用于苷键水解的酶有转化糖酶（只能水解β-果糖苷键）、麦芽糖酶（只能水解α-D-葡萄糖苷键）、杏仁苷酶（只能水解β-六碳醛糖苷键）、纤维素酶（只能水解β-D-葡萄糖苷键）等24.对于那些苷元对酸不稳定的苷，可用双相水解的方法。即在水溶液中加入与水不互溶的有机溶剂，使水解后的苷元立即进入到有机相，避免苷元被酸破坏25.Smith降解法(过碘酸裂解反应）所用试剂是NaIO4和NaBH426.糖的H1-NMR性质：通常糖的端基质子信号在δ4.3～6.0，甲基五碳糖的甲基信号δ1.0左右，其余信号在δ3.2～4.2；糖的C13-NMR性质：糖的甲基碳的化学位移本在δ18左右，CH2OH在δ62左右，CHOH在δ68～85，糖的端基碳则在δ95～105；苷化位移大致数据为“同五异十其余七”（当苷元和端基碳的绝对构型相同时，α-C向低场位移约5个化学位移单位，不同时则位移约10个化学位移单位，其余苷则位移约7个化学位移单位）和“同小异大”（当苷元β-C的前手性和端基碳的绝对构型相同时，β-C向高场位移约2个化学位移单位，不同时则为约4个化学位移单位）27.糖的浓度测定：①超离心法②高压电泳法③凝胶柱色谱法④旋光测定法⑤官能团摩尔比恒定法；早期解决糖链连接顺序的方法主要是部分水解法，即稀酸水解、甲醇解、乙酰解、碱水解等方法，现在测定糖链结构最常用的方法是NMR和2D-NMB法；糖氧环测定有NMRC13法、红外法、甲醇解法、Smith降解法第3页等；甲基化法测定糖连位置28.单糖、低聚糖及苷类化合物常用水或稀醇、醇作为提取溶剂，回收溶剂后依次用极性不同的有机溶剂进行萃取，石油醚提取物是极性小的化合物，三氯甲烷、乙醚提取物中为苷元，在乙酸乙酯提取物中可获得单糖苷，在正丁醇提取物中可获得低聚糖苷；提取多糖常用的溶剂是冷水、热水、热或冷的0.1～1mol/LNaOH或KOH，热或冷的1%HAc或苯酚等29.糖或苷的分离：①季铵盐沉淀法（可与酸性糖生成不溶性沉淀）②分级沉淀或分级溶解法③离子交换色谱④纤维素柱色谱⑤凝胶柱色谱法⑥制备性区域电泳30.苯丙素紫外光谱与其酯或苷相似，但加入乙酸钠后，波长发生紫移；加入乙醇钠，波长发生红移；酚羟基在红外光谱3300～3500cm-1位置具有强的吸收；苯环在1440～1650cm-1位置具有芳香环的特征吸收31.香豆素类化合物是指邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。都具有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架。其结构类型可分为简单香豆素类、呋喃香豆素类、吡喃香豆素类和其他香豆素类32.香豆素是淡黄色或无色且具有香味的晶体，游离香豆素类可以部分溶于热水，小分子游离香豆素类有挥发性，形成苷后呈粉末状，无味不挥发和升华。香豆素衍生物在紫外光照射下呈蓝色或紫色荧光，碱性溶液中荧光增强，羰基香豆素可在紫外灯下显蓝色33.香豆素的内酯遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化后又立即合环。若长时间置于碱液或紫外灯照射顺式变反式形成稳定化合物，酸化不合环。在碱性条件下内酯环打开与盐酸羟胺缩合生成异羟肟酸，在酸性条件下再与Fe3+络合呈现紫色（异羟肟酸铁反应可识别内酯）；如果酚羟基的对位对位无取代或者6位碳上无取代的香豆素衍生物，可以和Gibbs试剂及Emerson试剂（有游离酚羟基存在）呈现颜色反应；呋喃香豆素荧光较弱34.香豆素类先用甲醇、乙醇或水作溶剂从植物中加以提取，再回收溶剂得到提取物，再用石油醚、乙醚、乙酸乙酯和正丁醇等极性由低到高的有机溶剂依次萃取，再进一步做色谱分离得到单体化合物。慎用三氧化铝容易形成死吸附35.香豆素的波普特征①紫外光谱无氧取代的香豆素成分在274nm和311nm出现两个代表苯环和α-吡喃环的吸收峰②红外光谱苯环在1660～1600cm-1区间产生三个较强的吸收峰，内酯环在1750～1700cm-1出现一个强的吸收峰，此外内酯环在1270～1220cm-1、1100～1000cm-1也产生强的吸收峰36.木脂素易溶于三氯甲烷、乙醚和乙酸乙酯等极性不大的有机溶剂。但是极性小的有机溶剂难于透入植物细胞，宜先用乙醇、丙酮等亲水性溶剂提取，得浸膏在以三氯甲烷、乙醚等分次抽取。37.黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，多为结晶性固体少数为无定形粉末。在黄酮、黄酮醇分子中，尤其在7-位及4`-位引入-OH或-OCH3等助色团后使化合物颜色加深；花色素及其苷元的颜色随pH不同而改变，一般显红（pH7)、紫（pH=8.5)、蓝（pH8.5)等颜色38.由于酚羟基数目及位置不同，酸性强弱也不同。以黄酮为例，其酚羟基酸性强弱顺序为：7，4`-OH7-或4`-OH一般酚OH5-OH3-OH39.各类黄酮类化合物的显色反应类别黄酮黄酮醇二氢黄酮盐酸+镁粉黄→红红→紫红红、紫、蓝盐酸+锌粉红紫红紫红硼酸-枸橼酸绿黄绿黄（荧光）——氢氧化钠水溶液黄深黄黄→橙（冷）深红→紫（热）40.盐酸-镁粉（或锌粉）反应多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红色至紫红色，少数显紫色至蓝色，当B环上有-OH或-OCH3取代时，呈现的颜色亦随之加深；四氢硼钠（钾）反应含乙醇的二氢黄酮加入等量2%NaBH4的甲醇溶液加浓硫酸或浓盐酸数滴生成紫色至紫红色41.金属盐的络合反应：①铝盐：用1%三氯化铝或亚硝酸铝溶液，生成多为黄色，并有荧光②铅盐：乙酸铅只能与分子中具有邻二酚羟基或兼有3-OH,4-酮基或5-OH,4-酮基结构的化合物反应生成沉淀，但碱式乙第4页酸铅的沉淀能力要大得多③锆盐：黄酮类化合物分子中有游离的3-OH或5-OH时可与2%二氯氧化锆甲醇溶液生成黄色络合物，向反应液加入枸橼酸后5-羟基黄酮的黄色颜色显著褪色，而3-羟基黄酮溶液仍呈鲜黄色④镁盐：用乙酸镁甲醇溶液为显色