第二章中藥化學成分的一般研究方法

（總論）

中藥化學成分類型及生物合成簡介第一節中草藥中各類化學成分簡介一、有效成分1.堿性化合物：

生物堿小檗堿2.酸性化合物：結構中含有酚羥基的化合物——黃酮、醌類、苯丙素（香豆素、木脂素）及其苷類結構中含有羧基的化合物——有機酸、葡萄糖醛酸黃酮蒽醌香豆素木脂素3.兩性化合物：結構中既有堿性基團也有酸性基團氨基酸、蛋白質4.中性化合物：分子結構中既無堿性基團也無酸性基團的化合物，如萜類和揮發油、甾體等。中藥化學成分大多屬于天然有機化合物，類型眾多，結構復雜，數目龐大。然而其結構間卻存在著一定的聯系，許多化合物在分子結構中都包含著某些基本組成單位。植物在體內物質代謝過程中由不同的生物合成途徑產生出結構千差萬別的代謝產物。

苯丙素類具有C6-C3單位萜類具有重復的C5單位具有C6-C3-C6單位黃酮類具有C2單位。脂肪酸、酚類、醌及聚酮類生物堿類具有氨基酸單位按成分的生物合成途徑可分為一次代謝產物和二次代謝產物一次代謝產物

是每種植物中普遍存在的維持有機體正常生存的必需物質，如葉綠素、糖類、蛋白質、脂類和核酸等。中藥化學的主要研究對象。

二次代謝產物

是在特定的條件下，以一些重要的一次代謝產物（如乙酰輔酶A等）作為前體或原料，經歷不同的代謝過程生成的物質（如生物堿、黃酮等）。中藥二次代謝產物的主要生物合成途徑一、乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑二、甲戊二羥酸（MVA）途徑三、莽草酸途徑四、氨基酸途徑五、復合途徑

六、中藥中其他成分類型一、乙酸-丙丙二酸（AA-MA）途途徑以乙酰輔酶A為起始物質質，丙二酸單單酰輔酶A起起延伸碳鏈的的作用。通過這一途徑徑能生成脂肪酸類、酚酚類、醌類等化合物。乙酰輔酶A直直線聚合后再再進行環合生生成各種酚類化合物。CH3-CO-S-CoA+3乙酰輔酶A丙丙二二酸單酰輔酶酶ACH3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-----Enz上述多酮環合合則生成各種種醌類化合物或聚酮類化合物。起始物質為MVA，萜類類、甾類化合合物均由這一一途徑生成。。由乙酰輔酶A歧式聚合生生成的甲戊二二羥酸單酰輔輔酶A是中藥藥體內生物合合成各種萜類、甾類化合物的基本本單位。二、甲戊二羥羥酸（MVA）途徑MVA具有C6-C3及C6-C1基本結構的化化合物由這一一途徑衍化生生成，如苯丙素類、木木脂素類、香香豆素類等。此途徑由莽草草酸通過苯丙丙氨酸，生成成桂皮酸，再再由桂皮酸生生成各種苯丙丙素類化合物物。現也被稱為桂皮酸途徑。三、莽草酸酸途徑徑大多數生物堿類成分由此途途徑生成。有些氨基酸，，如鳥氨酸、、賴氨酸、苯苯丙氨酸、酪酪氨酸及色氨氨酸等，經脫脫羧成為胺類類,再經過過一系列化學學反應(甲基基化、氧化、、還原、重排排等)生成成各種生物堿堿。四、氨基酸酸途徑徑許多二級代謝謝產物由上述述生物合成的的復合途徑生生成，即分子子中各個部分分由不同的生生物合成途徑徑產生。如：查耳酮類、二二氫黃酮類化化合物的A環和B環環分別由乙酸酸-丙二酸途途徑和莽草酸酸途徑生成，，再在各種酶酶作用下生成成黃酮。一些些萜類生物堿分別來自甲戊戊二羥酸途徑徑及莽草酸途途徑或乙酸-丙二酸途徑徑。五、復合合途徑徑中藥化學成分分預實驗第二節是初步檢識某某中藥中含有有哪些化學成成分的方法，，根據預實驗驗結果，在按按照所含化學學成分的性質質，設計有效效成分提取、、分離的具體體方法。水浸液乙醇提取液石油醚提取液液預實驗提取、分離中中藥有效成分分常用的方法法第三節提取：指用選擇的溶溶劑或適當的的方法，將所所要的成分溶溶解出來并同同中藥組織脫脫離的過程。溶劑提取法水蒸氣蒸餾法法升華法一、溶劑提取取法是根據天然藥藥物中各種成成分在溶劑中中的溶解性質質，選用對有有效成分溶解解度大，而對對不需要溶出出成分溶解度度小的溶劑，，將有效成分分從藥材組織織中溶解出來來的辦法。（一）原理：：根據中藥化化學成分與溶溶劑間“極性性相似相溶””的原理，依依據各類成分分溶解度的差差異，選擇對對所提成分溶溶解度大、對對雜質溶解度度小的溶劑，，依據“濃度度差”原理，，將所提成分分從藥材中溶溶解出來的方方法。溶劑提取法相似相溶定律律有機化合物分分為三類水溶性親脂性親水性苷類（黃酮、、三萜、甾體體等與糖的結合物）糖類、氨基酸酸蛋白質、鹽鹽類未成鹽的生物物堿，未成苷苷的黃酮、蒽蒽醌、萜類、、甾體。化合物的極性性及其強弱判判斷官能團的種類類、數目、排排列方式官能團的極性強弱（二）化學成成分的極性：：被提取成分的的極性是選擇擇提取溶劑最最重要的依據據。1、影響化合合物極性的因因素：(1)、化合合物分子母核核大小（碳數數多少）：分分子大、碳數數多，極性小小；分子小、、碳數少，極極性大。(2)、取代代基極性大小小：在化合物物母核相同或或相近情況下下，化合物極極性大小主要要取決于取代代基極性大小小。常見基團極性性大小順序如如下；酸＞酚酚＞醇＞胺＞＞醛＞酮＞酯酯＞醚＞烯＞＞烷。ABC(三)提取取溶劑及溶劑劑的選擇：1.常用提提取溶劑的分分類與極性：：有機溶劑分為為三類水親水性有機溶溶劑親脂性有機溶溶劑與溶劑的結構構有關，常見見溶劑極性強強弱順序:石油醚、苯、、氯仿、乙醚醚、乙酸乙酯酯、丙酮、乙乙醇、甲醇、、水極性大小：水(H2O)＞甲醇(MeOH)＞乙醇(EtOH)＞＞丙酮（Me2CO）＞正丁丁醇(n-BuOH)＞＞乙酸乙酯(EtOAc)＞乙醚(Et2O)＞氯仿(CHCl3)＞苯（C6H6)＞四氯化碳碳(CCl4)＞正己烷≈≈石油醚(Pet.et)。溶劑的選擇：：溶解解度度化學學性性質質穩穩定定安全全、、價價廉廉（1））要要對對所所提提取取成成分分溶溶解解度度大大；；對對雜雜質質溶溶解解度度小小。。（2））要要與與所所提提取取成成分分不不起起意意外外的的化化學學變變化化。。（3））要要廉廉價價、、易易得得、、安安全全。。其中中（（1））是是最最主主要要的的。。提取溶溶劑的的選擇擇（1））水：：為極性性最大大的溶溶劑，，也最最常用用。可可溶解解苷類類、生生物堿堿鹽、、糖類類、蛋蛋白質質、氨氨基酸酸、鞣鞣質、、小分分子有有機酸酸、有有機酸酸鹽、、親水水性色色素、、無機機鹽。。其中中蛋白白質不不溶于于熱水水。缺點：：用水提提取易易酶解解苷類類成分分，且且易霉霉壞變變質。。（2））親水水性的的有機機溶劑劑：以乙醇醇最常常用。。乙醇醇的溶溶解性性能比比較好好。親親水性性的成成分除除蛋白白質、、粘液液質、、果膠膠、淀淀粉和和部分分多糖糖等外外，大大多能能在乙乙醇中中溶解解。優點：：應用范范圍廣廣，易易過濾濾，不不霉變變，易易濃縮縮回收收。缺點：：價高、、不安安全，，需回回流設設備。。（3））親脂脂性的的有機機溶劑劑：這些溶溶劑的的選擇擇性能能強，，用于于親脂脂性成成分的的提取取，如如游離離生物物堿、、苷元元、揮揮發油油等。。優點：：提取專專屬性性強，，易回回收濃濃縮。。缺點：：價高、、易燃燃、有有毒，，穿透透性差差；對對設備備要求求高。。浸漬法法（冷浸浸）煎煮法法（熱提提）回流法法（有機機溶劑劑）連續提提取法法滲漉法法（連續續冷浸浸）提取方方法水蒸氣氣蒸餾法法冷提法法1.浸漬法法：是用用水或或醇浸浸漬藥藥材一一定時時間，，然后后合并并提取取液，，并將將其減減壓濃濃縮的的方法法。該該法因因為一一般都都是在在低溫溫下進進行的的，不不用加加熱，，所以以適合合于揮揮發性性成分分及受受熱易易分解解成分分的提提取。。但提提取的的時間間較長長，效效率低低。用用水浸浸提時時還要要注意意提取取液的的防腐腐問題題。2.滲漉法法：是將藥藥材裝裝入滲滲漉筒筒中，，先用用水或或醇浸浸漬數數小時時，然然后從從滲漉漉筒的的下口口使提提取液液流出出，上上口不不斷地地加入入新的的溶劑劑，此此方法法因為為藥材材與溶溶劑之之間能能夠始始終保保持較較大的的濃度度差，，因此此提取取效率率較高高。該該法同同樣適適用于于揮發發性及及受熱熱易破破壞分分解的的成分分的提提取。。但是是有溶溶劑耗耗費量量較大大的缺缺點。。熱提法1.煎煮法：：該方法是我國國中醫中藥最最早使用的傳傳統的提取方方法。是將藥藥材用水加熱熱煮沸提取，，在提取過程程當中大部分分成分可被不不同程度的提提取出來，但但是對于揮發發性成分及加加熱易被破壞壞的成分不宜宜使用。2.回流提取法：：是用有機溶劑劑作為提取溶溶劑，在回流流裝置中對藥藥材進行加熱熱回流提取，，該方法提取取效率較高，，但因為長時時間加熱，所所以不適合受受熱易破壞分分解的成分。。3.連續續回回流流提提取取法法：：是回回流流提提取取法法的的發發展展，，具具有有消消耗耗溶溶劑劑量量更更小小，，提提取取效效率率更更高高的的優優點點。。常常用用索索氏氏提提取取器器或或連連續續回回流流裝裝置置。。二、、水水蒸蒸氣氣蒸蒸餾餾法法三、、升升華華法法四、、超超零零界界提提取取法法超臨界提提取法（（SFE）1特點點：與經典溶溶劑提取取法比較較，不用用有機溶溶劑，而而是選用用一種稱稱為超臨臨界流體體（SF）的物物質替代代有機溶溶劑提取取。2優點點：1）可在在低溫下下提取，，“熱敏敏性”成成分尤其其適用。。2）無無溶劑殘殘留，對對作為制制劑的中中藥提取取物的提提取是一一大優勢勢。3））提取取與蒸餾餾合為一一體，無無需回收收溶劑。。4）具具選擇擇性分離離。3超臨臨界流體體（SF）：指處于臨臨界溫度度（Tc）和臨臨界壓力力（Pc）以上上，介于于氣體和和液體之之間的、、以流動動形式存存在的物物質。二、各種分離離純化方法系統溶劑分離離法兩項溶劑萃取取法沉淀法鹽析法分餾法結晶法色譜法中草藥有效成成分的分離與與精制根據物質的溶溶解度差別進進行分離根據物質在兩兩相溶劑中的的配比不同進進行分離根據物質的吸吸附性能差別別進行分離根據物質分子子大小差別進進行分離根據物質離解解程度不同進進行分離一、根據物質質的溶解度差差別進行分離離1.結晶及重重結晶法：利用溫度變化化引起溶解度度的改變使物物質得以分離離。結晶溶劑的選選擇：①對要結晶的的成分，熱的的時候溶解度度大，冷時溶溶解度小②沸點小，易易揮發，利于于溶解回收③無毒或低毒毒結晶純度的判判斷：①形態，顏顏色②熔點和熔熔距③色譜法2.溶劑分離離法：a.通過加入入另一種溶劑劑以改變溶劑劑的極性，使使一部分物質質沉淀析出，，從而實現分分離。如：水水提醇沉法b.酸性、堿性或或兩性化合物物，通過加入入酸或堿來調調節溶劑的PH值，改變變分子的存在在狀態（游離離型或離解型型），從而改改變溶解度而而實現分離。。3.沉沉淀法法：酸性或或堿性性化合合物通通過加加入某某種沉沉淀試試劑使使之生生成水水不溶溶性的的鹽類類等沉沉淀析析出而而實現現分離離。如生物物堿加加入有有機酸酸可生生成不不溶于于水的的有機機酸鹽鹽沉淀淀，酸酸性化化合物物可加加入鈣鈣鹽、、鉛鹽鹽、鋇鋇鹽等等生成成不溶溶性的的沉淀淀。1水水醇沉沉淀法法：1）水水提取取醇沉沉淀法法，于于水提提濃縮縮液中中加入入乙醇醇使含含醇量量達60%以上上，可可使多多糖、、蛋白白質沉沉淀。。2））醇提提取水水沉淀淀法，，于醇醇提取取濃縮縮液中中加入入10倍量量以上上水，，可沉沉淀親親脂性性成分分。2鉛鹽沉沉淀法法：利用中中性醋醋酸鉛鉛或堿堿式醋醋酸鉛鉛在水水或稀稀醇溶溶液中中能與與許多多物質質生成成難溶溶的鉛鉛鹽或或絡鹽鹽沉淀淀而分分離的的方法法。3酸酸堿沉沉淀法法：1）酸酸提取取堿沉沉淀：：用于于生物物堿的的提取取分離離。2）堿堿提取取酸沉沉淀：：用于于酚、、酸類類成分分和內內酯類類成分分的提提取、、分離離。4專專屬試試劑沉沉淀法法某些試試劑能能選擇擇性地地沉淀淀某類類成分分，稱稱為專專屬試試劑沉沉淀法法。二、根根據物物質在在兩相相溶劑劑中的的分配配比不不同進進行分分離液-液液分配配的基基本原原理1.分分配系系數K值:一種溶溶質在在兩相相溶劑劑中的的分配配比。。K值值在一一定的的溫度度和壓壓力下下為一一常數數。K=CU/CL2.分分離因因子ββ：兩種溶溶質在在同一一溶劑劑系統統中分分配系系數的的比值值。β=KA/KB(KA>KB)β≥100，一一次萃萃取就就可實實現基基本分分離100≥≥ββ≥≥10，，需需萃萃取取10~12次次β≤≤2，，需需萃萃取取100次次以以上上β≌≌1，，無無法法實實現現分分離離3.分分配配比比與與PH：：溶劑劑系系統統PH的的變變化化影影響響酸酸性性、、堿堿性性、、及及兩兩性性有有機機化化合合物物的的存存在在狀狀態態（（游游離離型型或或離離解解型型）），，從從而而影影響響在在溶溶劑劑系系統統中中的的分分配配比比。。游離離型型————極極性性小小的的溶溶劑劑離解解型型————極極性性大大的的溶溶劑劑一般般PH<3，，酸酸性性物物質質多多呈呈非非離離解解狀狀態態（（HA））、、堿堿性性物物質質則則呈呈離離解解狀狀態態（（BH+）；；PH>12，，則則酸酸性性物物質質呈呈離離解解狀狀態態（（A－）、、堿堿性性物物質質以以非非離離解解狀狀態態（（B））存存在在。。紙色色譜譜法法支持持劑劑：：纖纖維維素素固定定相相：：纖纖維維素素上上吸吸附附的的水水展開開劑劑：：與與水水不不相相混混溶溶的的有有機機溶溶劑劑或或水水飽飽和的的有有機機溶溶劑劑Rf值值：：極極性性大大，，Rf值值小小；；極極性性小小，，Rf值值大大。。應用用：：適適合合于于親親水水性性較較強強的的物物質質。。ABCAB三、、根根據據物物質質的的吸吸附附性性差差別別進進行行分分離離固-液液吸吸附附應應用用的的最最多多吸附附類類型型：：1.物理理吸吸附附（溶溶液液分分子子與與吸吸附附劑劑表表面面分分子子的的分分子子間間作作用用力力））：：硅硅膠膠、、氧氧化化鋁鋁及及活活性性炭炭為為吸吸附附劑劑的的吸吸附附色色譜譜。。2.化學學吸吸附附：如如黃黃酮酮等等酚酚酸酸性性物物質質被被堿堿性性氧氧化化鋁鋁吸吸附附，，生生物物堿堿被被酸酸性性硅硅膠膠吸吸附附等等。。3.半化化學學吸吸附附：如如聚聚酰酰胺胺與與黃黃酮酮類類、、蒽蒽醌醌類類等等化化合合物物之之間間的的氫氫鍵鍵吸吸附附。。介介于于物物理理吸吸附附與與化化學學吸吸附附之之間間。。物理理吸吸附附基基本本規規律律→相相似似者者易易吸吸附附固液液吸吸附附三三要要素素：：吸附附劑劑、、溶溶質質、、溶溶劑劑1.極極性性吸吸附附劑劑（氧氧化化鋁鋁、、硅硅膠膠））特特點點：：a.對對極極性性強強的的物物質質吸吸附附能能力力強強b.溶溶劑劑極極性性減減弱弱，，則則吸吸附附劑劑對對溶溶質質的的吸吸附附能能力力增增強強；；反反之之，，則則減減弱弱。。c.溶溶質質即即使使被被硅硅膠膠、、氧氧化化鋁鋁吸吸附附，，一一旦旦加加入入極極性性較較強強的的溶溶劑劑時時，，又又可可被被置置換換洗洗脫脫下下來來。。2.非非極極性性吸吸附附劑劑（活活性性炭炭））：：對非非極極性性物物質質親親和和能能力力強強，，溶溶劑劑極極性性降降低低，，則則活活性性炭炭對對溶溶質質的的吸吸附附能能力力也也隨隨之之降降低低；；反反之之，，則則提提高高。。1.凝膠膠濾過法法分離原原理：反分子篩篩凝凝膠為為在水中中可膨脹脹的球形形顆粒，，具具有三三維空間間的網狀狀結構。。大分子子在顆粒粒間隙移移動，較較早流出出；小分分子則自自由滲入入并擴散散到凝膠膠顆粒內內部，通通過色譜譜柱時阻阻力增大大，較晚晚流出。。因而，，化合物物按分子子量由大大到小順順序得到到分離。。兩相溶劑萃取取法1原理：利用混合物中中各單體組分分在兩相溶劑劑中的分配系系數（K）不不同而達到分分離的方法。。溶劑分配法的的兩相往往是是互相飽和的的水相與有機機相。混合物物中各成分在在兩相中分配配系數相差越越大，則分離離效果越高。。2方法：1）簡單萃取取法：儀器，實驗室室用分液漏斗斗或下口瓶。。一般在水和和親脂性有機機溶劑中進行行，根據情況況，也可用酸酸水或堿水。。中藥中成分分比較復雜，，一般一次萃萃取分離不出出來純品，需需要再配合其其他方法。由于于成成分分的的復復雜雜性性及及相相互互作作用用，，萃萃取取中中易易發發生生乳乳化化。。破破壞壞乳乳化化的的方方法法有有：：（（1））加加熱熱敷敷；；（（2））將將乳乳化化層層抽抽濾濾；；（（3））長長時時間間放放置置（（24小小時時以以上上））。。2））pH度度萃萃取取法法：：是分分離離酸酸性性或或堿堿性性成成分分的的常常用用方方法法。。以以pH成成梯梯度度的的酸酸水水溶溶液液依依次次萃萃取取以以親親脂脂性性有有機機溶溶劑劑溶溶解解的的堿堿性性成成梯梯度度的的混混合合生生物物堿堿，，或或者者以以pH成成梯梯度度的的堿堿水水溶溶液液依依次次萃萃取取以以親親脂脂性性有有機機溶溶劑劑溶溶解解的的酸酸性性成成梯梯度度的的混混合合酚酚、、酸酸類類成成分分，，使使后后者者分分離離的的方方法法。。3））連連續續萃萃取取法法：：采用用連連續續萃萃取取器器萃萃取取。。利利用用兩兩溶溶液液比比重重不不同同自自然然分分層層和和分分散散相相液液滴滴穿穿過過連連續續相相溶溶劑劑時時發發生生傳傳質質。。此此法法可可克克服服用用分分液液漏漏斗斗多多次次萃萃取取操操作作的的麻麻煩煩。。4））液液滴滴逆逆流流分分配配法法（（DCCC法法））：：是利利用用流流動動相相形形成成液液滴滴，，通通過過作作為為固固定定相相的的液液柱柱而而達達到到分分離離純純化化的的目目的的。。鹽析析法法于中中藥藥水水提提取取液液中中加加入入某某些些無無機機鹽鹽至至一一定定濃濃度度或或達達到到飽飽和和狀狀態態，，可可使使某某些些成成分分由由于于溶溶解解度度降降低低而而沉沉淀淀析析出出。。常常用用的的無無機機鹽鹽有有HCl、、Na2SO4等。。結晶晶法法提取取或或分分離離物物↓溶溶于于選選擇擇的的溶溶劑劑，，加加熱熱成成飽飽和和溶溶液液，，過過濾濾溶液液↓放放置置（（冷冷藏藏））析析晶晶，，過過濾