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文檔簡介
中藥化學執業藥師考前輔導
中藥化學是運用現代科學理論與方法研究中藥化學成分的一門學科。其研究內容包括化學成分的結構特點、物理化學性質、提取分離方法以及主要類型化學成分的結構鑒定等。職業藥師考試內容分為掌握、熟悉和了解三個層次。在復習時,首先得明白的一點是:執業藥師資格考試考查的是考生知識面的廣度而不是深度。一、結合大綱,先面后點,打好基礎,理解記憶。二、觸類旁通,歸納總結,一個核心,一條主線。授課方法:基礎知識,典型習題,歸納總結。考試內容:1、大類化合物的結構特點與分類2、大類化合物的物理化學性質及提取分離方法3、有效成分的提取分離方法,特別是較先進和應用廣泛的方法。4、重要化合物的結構鑒定。5、常用中藥材化學成分及提取分離結構鑒定生物活性6、中藥材不良反應、相關成分及應用浸漬法適用于成分遇熱不穩定的或含大量淀粉、樹膠、果膠、粘液質中藥。滲漉法消耗溶劑量大、費時長、操作比較麻煩回流提取法有機溶劑加熱提取中藥成分,對熱不穩定的成分不宜用此法,且溶劑消耗大,操作繁雜。連續回流提取法
彌補了回流提取法中溶劑消耗量大,操作繁雜的不足,常用索氏提取器。4、超聲波提取法是采用超聲波輔助溶劑進行提取的方法。超聲波提取不會改變有效成分的結構,可縮短提取時間,提高提取效率。5、超臨界流體萃取法是采取超臨界流體為溶劑對中藥材進行萃取的方法。可作為超臨界流體的物質很多,以二氧化碳最為常用,特點:(1)不殘留有機溶劑,速度快、收率高,操作方便。(2)減少環境污染,無公害。(3)適于對熱不穩定物質的提取。(4)適于對極性較大和分子量較大物質的萃取。局限性:(1)對脂溶性成分溶解能力強,對水溶性成分溶解力弱。(2)設備折舊費比例過大(3)更換產品時清洗設備較困難控溫面板高壓泵超臨界CO2萃取實驗裝置示意圖原料萃取柱玻璃珠脫脂棉超臨界萃取實驗裝置與實驗方法CO2鋼瓶PCO2冷溫槽恒溫箱流量計接收瓶小試實驗裝置圖小型實驗裝置(2)改變混合溶劑極性水/醇法:水提液+醇(數倍)多糖、蛋白質除去。醇/水法:醇提液+水(數倍)葉綠素、油脂除去。
(3)改變pH值堿提酸沉酸提堿沉對酸性、堿性或兩性有機化合物來說,常可通過加酸或堿以調節溶液的pH值,改變分子的存在狀態(游離型或離解型),從而改變溶解度而實現分離。2.根據物質在兩相溶劑中的分配比不同進行分離⑴液-液萃取法:分配系數:K=C上/C下分離因子:β=KA/KB(KA>KB),表示分離難易一般β>100,簡單萃取100>β≥10,則須萃取10~12次β=1,無法分離PC(紙色譜):固定相是濾紙吸附的水3、分配比與pH對酸性、堿性及兩性有機化合物來說,分配比還受溶劑系統pH的影響。因為pH變化可以改變它們的存在狀態(游離型或離解型),從而影響在溶劑系統中的分配比。以酸性物質(HA)為例,若使該酸性物質完全離解則pH≌pKa+2;使該酸性物質完全游離,則pH≌pKa-2一般pH<3時,酸性物質多呈非離解狀態(HA)、堿性物質則呈離解狀態(BH+)存在;但pH>12,則酸性物質呈離解狀態(A-)、堿性物質則呈非離解狀態(B)存在。3.根據物質的吸附性差別進行分離
以固-液吸附用得最多,并有物理吸附、化學吸附及半化學吸附之分。(1)物理吸附基本規律——相似者易于吸附固液吸附時,吸附劑、溶質、溶劑三者統稱為吸附過程中的三要素。物理吸附過程一般無選擇性。硅膠、氧化鋁因均為極性吸附劑,故有以下特點:溶質極性大,吸附力強;溶劑極性大,洗脫力強。極性強弱比較a官能團極性:RCOOH>Ar-OH>H2O>R-OH>R-NH2>RCONH2>RCHO>RCOOR’>R-OR’>R-X>R-Hb官能團相同,極性官能團數目多,極性大。cε介電常數越大,極性越強。影響因素:a、溶質的影響b、溶劑的影響洗脫能力:水<甲醇<丙酮<氫氧化鈉水溶液<甲酰胺<二甲基酰胺<尿素水溶液(4)大孔吸附樹脂:原理:吸附性(范德華力及氫鍵)與分子篩性(多孔結構)結合。影響因素:樹脂型號、溶劑種類及化合物性質。應用:除雜與富集。一般水煎法收率30%,水醇法15%,大孔樹脂法收率5%。如:人參提取液通過樹脂柱水洗樹脂70%乙醇洗脫乙醇洗脫液回收人參總皂苷粗品
(2)凝膠濾過法利用分子篩,按分子由大到小順序出柱。
①SephadexG型只適于在水中應用。②羥丙基葡聚糖凝膠(SephadexLH-20)不僅可在水中應用,也可在極性有機溶劑或它們與水組成的混合溶劑中使用。5.根據物質離解程度不同進行分離具有酸性、堿性及兩性基團的分子,在水中多呈離解狀態,據此可用離子交換法進行分離。離子交換樹脂由母核(二乙烯苯)與離子交換基團組成。一般在分離堿性成分時選擇強酸性的陽離子交換樹脂,在分離酸性成分時選擇強堿性的陰離子交換樹脂。
原理:Alk+H+/H2O→AlkH+AlkH++RSO3-
H+→
RSO3-AlkH++H+RSO3-AlkH++NH4+OH-→
RSO3-NH4++Alk+H2O6.根據物質沸點不同進行分離分餾法1.質譜(MS)可用于確定分子量及求算分子式和提供其它結構信息。此外,還可由分子離子丟失的碎片大小或由碎片離子的m/z值以及裂解特征推定或者復核分子的部分結構。圖1-25Balanitin-1的FD-MS圖2.紅外光譜分子中價鍵的伸縮及彎曲振動將在光的紅外區域,即4000~625cm-1處引起吸收。測得的吸收圖譜叫紅外光譜。許多特征官能團可據此進行鑒別。IR相同者為同一化合物.藏茴香酮的IR圖譜3.紫外-可見吸收光譜UV光譜用于判斷結構中的共軛系統如共軛雙鍵、αβ-不飽和羰基(醛、酮、酸、酯)、結構骨架(如香豆素、黃酮)UV一致,不一定是同一個化合物。吸收度(A)波長(nm)β-藏茴香酮的UV光譜4.核磁共振譜(1)1H-NMR提供信息:①化學位移;②積分曲線(氫個數);③偶合常數J(2)13C-NMR
:①噪音去偶譜:又叫全氫去偶譜(COM)或寬帶去偶譜(BBD):所有碳信號作為單峰出現②無畸變極化轉移技術(DEPT譜)不同類型13C信號在譜圖上呈單峰形式分別朝上或朝下伸出,易識別。【本章練習題】A型題(最佳選擇題)1.不屬于親水性成份的是蛋白質B.樹脂C.粘液質D.淀粉E.氨基酸答案[B]2.可以確定化合物分子式的是CI-MSB.ESI-MSC.FD-MSD.HR-MSE.FAB-MS
答案[D]3.DEPT譜中,出現倒峰的是A季碳B叔碳C仲碳D伯碳E全部答案[C]4.下列官能團極性最大的是Ar-OHB.R-OHC.R-NH2D.R-CHOE.RCONH2答案[A]5.下列質譜中,對熱不穩定及難于氣化的化合物測不到分子離子峰的是A.FD-MSB.FAB-MSC.ESI-MSD.EI-MSE.CI-MS6.極性最大的溶劑是A.丙酮B.乙醇C.乙酸乙酯D.水E.正丁醇答案[D]7.采用透析法分離成分時,可以透過半透膜的成分為A.多糖B.蛋白質C.樹脂D.葉綠素E.無機鹽答案[E]8.區別碳原子的類型(伯、仲、叔、季)目前最常用的核磁共振譜為A.SELB.COMC.BBDD.DEPTE.NOE答案[D]9.利用氫鍵締合原理分離物質的方法是A.硅膠色譜法B.Al2O3色譜法C.凝膠過濾法D.聚酰胺E.離子交換樹脂答案[D]10.與水不能互溶的溶劑是A.甲醇B.乙醇C.丙酮D.正丁醇E.冰醋酸答案[D]11.聚酰胺色譜中洗脫能力強的是A.丙酮B.甲醇C.二甲基甲酰胺D.水E.NaOH水溶液答案[C]12.適合于生物堿分離純化的是A.硅膠B.聚酰胺C.大孔吸附樹脂D.陽離子交換樹脂E.陰離子交換樹脂答案[D]13.利用中藥中各成分沸點的差別進行提取分離的方法A.分餾B.回流法C.連續回流法D.水蒸氣蒸餾法E.升華法答案[A]14.紙上分配色譜,固定相是A.纖維素B.濾紙所含的水C.展開劑中極性較大的溶劑D.醇羥基E.有機溶劑答案[B]15.主要用于確定優勢構象或絕對構型的譜為A.1H-NMRB.13C-NMRC.IRD.CDE.MS答案[D]二B型題(配伍題)[21—25]A.硅膠B.活性炭C.聚酰胺D.凝膠E.大孔吸附樹脂21、屬于極性吸附劑的是22、特別適合分離酚類,醌類,黃酮類化合物的吸附劑是23、根據物質分子大小差別進行分離的吸附劑是24、吸附性和分子篩性原理相結合的分離材料是25、屬于非極性吸附劑的是答案[ACDEB]
[26-30]A.IRB.UVC.MSD.1H-NMRE.13C-NMR26.通過譜線的積分面積及裂分情況,來提供分子中質子的類型和數目及相鄰原子或原子團的信息的是27.能夠用以了解分子結構中是否有無共軛體系的是28.用以判斷分子結構中許多特征官能團的是29.可用于確定分子量及求算分子式等信息的是30.可通過各種技術圖譜來測定分子結構的是答案[DBACE]三x題型(多項選擇題)36.判斷結晶的純度常根據
A.結晶的形態
B.結晶的色澤
C.結晶的熔點
D.結晶的熔距E.結晶的TLC斑點單一答案[ABCDE]
37.硅膠、氧化鋁作為吸附劑用于分離化合物時,具有的特點為
A.極性強者將優先吸附
B.溶劑極性增強,吸附劑對溶質的吸附力減弱
C.極性弱者將優先吸附
D.溶劑極性增強,吸附劑對溶質的吸附力也增強
E.溶質被吸附劑吸附后,可被極性更強的溶劑置換下來。答案[ABE]38.聚酰胺薄層色譜法特別適合于分離哪類化合物
A.酚類
B.黃酮類
C.皂苷類
D.醌類E.萜類答案[ABD]39.提取分離中藥有效成分時需加熱的方法是A.浸漬法B.回流法C.鹽析法D.升華法E.滲漉法答案[BD]40.可以與水以任意比例混溶的有機溶劑A.乙醇
B.乙酸乙酯
C.丙酮
D.甲醇
E.正丁醇
答案[ACD]41.液一液分配柱色譜用的載體主要有
A.硅藻土
B.硅膠C.纖維素
D.氧化鋁E.活性炭答案[ABC]42.大孔吸附樹脂的吸附原理為
A.范德華引力作用
B.分子篩原理C.氫鍵吸附理
D.分配原理E.離子交換原理答案[ABC]43.不與水互溶的溶劑A乙醇B乙醚C乙酸乙酯D正丁醇E丙酮答案[BCD]44.通常認為是無效成分或是雜質的是A皂苷類B樹脂C萜類D氨基酸類E油脂答案[BDE]45.質譜(MS)在分子結構測定中的應用是A.測定分子量B.確定官能團C.推算分子式D.根據裂解峰推測結構式E.判斷是否存在共軛體系答案[ACD]46.反相色譜常用的載體有A.石蠟油B.RP-18C.RP-8D.RP-2E.纖維素答案[BCD]47.在萃取法中能使用的溶劑對是A.甲醇-水B.正丁醇-水C.石油醚-水D.丙酮-水E.氯仿-水答案[BCE]第二章
生物堿一、概述★★★1.含義生物堿是天然產的含氮有機化合物,且氮原子結合在環內,大多呈堿性,多具有顯著的生理活性。但有些生物堿并不符合上述定義,如秋水仙堿、麻黃堿等。2.結構與分類(1)吡啶類生物堿的結構特征及代表化合物①簡單吡啶類:多呈液態,如檳榔堿、煙堿。②雙稠哌啶類:喹諾里西丁母核。如苦參堿。(2)莨菪烷類的結構特征及代表化合物:是莨菪烷衍生物的氨基醇和不同有機酸縮合而成的酯類化合物。如莨菪堿、古柯堿。(3)異喹啉類的結構特征及代表化合物。①簡單異喹啉類:如薩蘇林等②芐基異喹啉類:重要的化合物如厚樸堿、罌粟堿、dl-去甲烏藥堿、漢防己甲素、漢防己乙素堿等。③原小檗堿類:如小檗堿、巴馬亭、藥根堿等④嗎啡烷類:如嗎啡堿、可待因等。(4)吲哚類的結構特征及代表化合物。主要由色氨酸衍生而成。①單吲哚堿類生物堿如板藍根中的大青素B等。結構中除吲哚核外,別無雜環(如色胺tryptamine等)。②色胺吲哚類生物堿只有色胺部分組成的結構,如吳茱萸中的吳茱萸堿③雙吲哚類生物堿本類由不同單萜吲哚類生物堿經分子間縮合而成。典型例子是:從長春花分得的抗癌藥長春堿、長春新堿等。④單萜吲哚類生物堿結構復雜,如利血平。(5)有機胺類生物堿特點是氮原子不在環狀結構內,其代表性化合物如麻黃堿、偽麻黃堿等。3.生物堿的性狀、旋光性(1)多數生物堿呈結晶形固體,有些為非晶形粉末,而少數是液體,如煙堿(分子中無氧原子)、檳榔堿(氧原子結合為酯鍵)等。個別液體生物堿以及某些生物堿如麻黃堿等,常壓下可隨水蒸氣蒸餾而逸出。(2)生物堿多具苦味。(3)絕大多數生物堿呈無色狀態,僅少數具有高度共軛體系結構的生物堿顯種種顏色。如小檗堿(黃色)、藥根堿(紅色)、利血平(可見光無色,紫外光下顯熒光)。(4)旋光性:大多數生物堿具有手性碳原子且結構不對稱,因而具有旋光性。某些情況下,生物堿的旋光性易受pH、溶劑等因素影響。一般地,左旋體呈顯著的生理活性,而右旋體則無或很弱。如1-莨菪堿的散瞳作用大于d-莨菪堿的100倍。去甲烏藥堿僅l-體具有強心作用。與此相反,少數生物堿如d-古柯堿的局部麻醉作用則大于l-古柯堿。4.溶解性及其應用生物堿及其鹽類的溶解度與其分子中N原子的存在形式、極性基團的有無、數目以及溶劑等密切有關。(1)親脂性生物堿:大多數仲胺和叔胺生物堿具有親脂性,溶于親脂性有機溶劑(如氯仿、乙醚),難溶于水。(2)親水性生物堿①季銨型生物堿難溶于親脂性有機溶劑,可溶于醇類溶劑,易溶于水、酸水、堿水。②含N-氧化物的生物堿:具配位鍵結構,可溶于水,如氧化苦參堿等。③一些小分子生物堿:既可溶于水,也可溶于氯仿,如麻黃堿、煙堿、苦參堿等④酰胺類生物堿:可在水中形成氫鍵,有一定溶解度,如秋水仙堿、咖啡堿等。(3)特殊官能團的生物堿①具有酚羥基或羧基的生物堿,稱為兩性生物堿,可溶于酸水和堿水,如嗎啡、檳榔次堿。②具有內酯(或內酰胺)結構的生物堿可溶于熱苛性堿溶液,如喜樹堿、苦參堿(4)生物堿鹽類:一般易溶于水,可溶于醇中,難溶于親脂性有機溶劑。由于這一性質,可以使生物堿溶解在酸性溶液中(生物堿遇酸即結合成鹽而溶于水中),如果在這酸性溶液中加堿至堿性,生物堿鹽類就會成為游離生物堿而自水溶液中析出。二、生物堿的堿性,堿性強弱的影響因素★★★
1.生物堿的堿性表示方法分別用酸式離解指數pKa和堿式離解指數pKb表示。pKa值越大,堿性越強。為統一強度標準,堿性強度也用pKa值表示。pKa=pKw-pKb=14-pKb2.堿性強弱與生物堿分子結構的關系生物堿的堿性強弱與氮原子的雜化度、誘導效應、共軛效應、空間效應以及分子內氫鍵形成等有關。(1)氮原子的雜化度:生物堿的堿性隨原子雜化度的增加而增大,即sp3>sp2>sp。脂肪胺類的pKa>芳氮雜環pKapka8.31pka9.88(2)電性效應與堿性的關系①誘導效應生物堿分子中氮原子上電荷密度受到分子中供電基(如烷基等)和吸電基(如芳環、酰基、醚氧、雙鍵、羥基等)誘導效應的影響。供電基使電荷密度增多,堿性變強;吸電基則降低電荷密度,堿性減弱。②共軛效應若生物堿分子中氮原子孤電子對成p-π共軛體系時,通常情況下,其堿性較弱。生物堿中,常見的p-π共軛效應主要有苯胺型和酰胺型。(3)空間效應生物堿氮原子質子化時,受到空間效應的影響,使其堿性增強或減弱。甲基麻黃堿(pKa9.30)堿性弱于麻黃堿(pKa9.56),原因是甲基的空間位阻。(4)分子內氫鍵形成分子內氫鍵形成對生物堿堿性強度的影響頗為顯著。如和鉤藤堿鹽的質子化氮上氫可與酮基形成分子內氫鍵,使其更穩定。堿性強弱:三、生物堿的提取分離原理和方法★★★1.生物堿的提取方法(1)水或酸水提取提取原理是生物堿鹽類易溶于水,難溶于有機溶劑;其游離堿易溶于有機溶劑,難溶于水。(2)醇類溶劑本法基于生物堿及其鹽類易溶于甲醇或醇。(3)親脂性有機溶劑提取一般操作方法是將提取材料用堿水潤濕后,再用有機溶劑直接進行固-液提取。回收有機溶劑后即得親脂性總生物堿。(4)雷氏銨鹽法季胺生物堿常采用沉淀法進行提取。2.生物堿的分離方法(1)利用生物堿的堿性差異進行分離常采用pH梯度萃取。★將生物堿溶于酸水中,用堿調節pH值(由低到高),用CHCl3等有機溶劑提,檢測后分離(弱堿先提出)。★將生物堿溶于CHCl3或乙醚中,用不同pH值(由高到低)的酸性緩沖液提抽(強堿先提出)(2)利用生物堿及其鹽溶解度的差異進行分離某些生物堿對有機溶媒的溶解度不同,由此可以將它們彼此分離。(3)色譜法該法廣泛地用于生物堿的分離。絕大多數采用吸附色譜,但應用分配色譜的實例亦不少。高速逆流色譜儀的出現,則更開拓了這方面的應用。吸附劑多用硅膠、氧化鋁、纖維素、聚酰胺等。四、生物堿沉淀反應★★★1.常用生物堿沉淀試劑的名稱有碘化鉍鉀試劑(Dragendorff'sreagent)、改良的碘化鉍鉀試劑、碘-碘化鉀試劑(Wagner'sreagent)、碘化汞鉀試劑(Mayer'sreagent)和硅鎢酸試劑等。2.沉淀反應條件和陽性結果的判定及其應用。(1)反應條件稀酸水中進行。(2)陽性結果判斷應用三種以上沉淀試劑分別進行反應,如均能發生沉淀反應,可判斷為陽性。麻黃堿、咖啡堿需用其他檢識反應鑒別,在生物堿的檢識中還應注意假陽性結果的排除。五、色譜檢識★★★1.薄層色譜法
吸附薄層色譜法:脂溶性生物堿分配薄層色譜法:極性大的生物堿2.紙色譜法3.HPLC法六含生物堿的常用中藥1.苦參★★★(1)結構類型
苦參堿和氧化苦參堿:喹喏里西啶類衍生物。(2)理化性質堿性:苦參中所含生物堿均有兩個氮原子。一個為叔胺氮(N-1),呈堿性;另一個為酰胺氮(N-16),幾乎不顯堿性,所以它們只相當于一元堿。溶解性:苦參堿既可溶于水,又能溶于氯仿、乙醚等親脂性溶劑;氧化苦參堿具半極性配位鍵,其親水性比苦參堿更強,易溶于水,難溶于乙醚,但可溶于氯仿。極性:苦參生物堿的極性大小順序是:氧化苦參堿>羥基苦參堿>苦參堿。(3)提取分離苦參以稀酸水滲漉,酸水提取液通過強酸性陽離子交換樹脂提取總生物堿。苦參堿和氧化苦參堿的分離,利用二者在乙醚中的溶解度不同進行。(4)生物活性苦參總生物堿具有消腫利尿、抗腫瘤、抗病原體、抗心率失常等作用2麻黃★★★(1)結構類型麻黃堿和偽麻黃堿屬于有機胺類生物堿。(2)理化性質揮發性:麻黃堿和偽麻黃堿的分子量較小,具有揮發性。堿性:由于偽麻黃堿的共軛酸與
C2-OH形成分子內氫鍵穩定性大于麻黃堿,所以偽麻黃堿的堿性強于麻黃堿。溶解性:麻黃堿和偽麻黃堿既可溶于水,又可溶于氯仿,但偽麻黃堿在水中的溶解度較麻黃堿小。(3)鑒別反應
麻黃堿和偽麻黃堿不能與大數生物堿沉淀試劑發生反應,但可用下述反應鑒別:
①二硫化碳-硫酸銅反應,產生棕色沉淀。
②銅絡鹽反應:加硫酸銅、氫氧化鈉,溶液呈藍紫色.(4)提取分離①溶劑法:利用麻黃堿和偽麻黃堿既能溶于水,又能溶于親脂性有機溶劑的性質,以及麻黃堿草酸鹽比偽麻黃堿草酸鹽在水中溶解度小的差異,使兩者得以分離。②水蒸汽蒸餾法:麻黃堿和偽麻黃堿在游離狀態時具有揮發性,可用水蒸汽蒸餾法從麻黃中提取。③離子交換樹脂法:利用生物堿鹽能夠交換到強酸型陽離子交換樹脂柱上,而麻黃堿的堿性較偽麻黃堿弱,先從樹脂柱上洗脫下來,從而使兩者達到分離。3黃連★★★(1)結構類型黃連生物堿均屬于芐基異喹啉衍生物。(2)小檗堿的理化性質:屬季銨型生物堿,可離子化而呈強堿性。游離小檗堿能緩緩溶解于水中,易溶于熱水或熱乙醇,在冷乙醇中溶解度不大。小檗堿與大分子有機酸,如甘草酸、黃芩苷、大黃鞣質等結合,形成的鹽在水中的溶解度都很小。(3)小檗堿的鑒別反應小檗堿除了能與一般生物堿沉淀試劑產生沉淀反應外,還具有兩個特征性檢識反應。①丙酮加成反應在強堿性下,鹽酸小檗堿可與丙酮反應生成黃色結晶性小檗堿丙酮加成物。②漂白粉顯色的反應在小檗堿的酸性水溶液中加入適量的漂白粉(或通入氯氣),小檗堿水溶液即由黃色轉變為櫻紅色。4漢防己★★(1)結構類型漢防己甲素和漢防己乙素均為雙芐基異喹啉衍生物,氮原子呈叔胺狀態。(2)理化性質①堿性:漢防己甲素和漢防己乙素分子結構中均有兩個處于叔胺狀態的氮原子,堿性較強。②溶解性:漢防己甲素和漢防己乙素親脂性較強,具有脂溶性生物堿的一般溶解性。
5洋金花★★(1)結構類型:洋金花生物堿屬于莨菪烷衍生物。(2)理化性質:①旋光性:除阿托品無旋光性外,其他生物堿均具有左旋光性。②堿性:東莨菪堿和樟柳堿由于立體效應的影響,堿性較弱;莨菪堿無立體效應障礙,堿性較強;山莨菪堿堿性介于莨菪堿和東莨菪堿之間。③溶解性:莨菪堿(或阿托品)親脂性較強,可溶于四氯化碳,難溶于水。東莨蓉堿有較強的親水性,可溶于水,難溶于四氯化碳。樟柳堿的溶解性與東莨菪堿相似。(3)鑒別反應:具有一般生物堿的通性,特征性鑒別反應還有:①氯化汞沉淀反應②Vitali反應。③過碘酸氧化乙酰丙酮縮合反應。6馬錢子★★(1)結構類型:馬錢子生物堿屬于吲哚類衍生物,主要生物堿是士的寧(番木鱉堿)和馬錢子堿。二者味均極苦,具強毒性,是馬錢子的主要毒性成分。(2)溶解性:馬錢子堿硫酸鹽水溶性小于士的寧硫酸鹽,易從水中結晶析出;而士的寧鹽酸鹽水溶性小于馬錢子堿鹽酸鹽,易從水中析出。據此可分離士的寧和馬錢子堿。(3)鑒別方法:①硝酸反應。②濃硫酸-重鉻酸鉀反應。7烏頭★★(1)結構類型:烏頭主要含有二萜類生物堿,主要生物堿有烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿等。這三個生物堿分子結構中由于在C-14和C-8位有兩個酯鍵,故稱為雙酯型生物堿。(2)理化性質:①水解性:雙酯型生物堿,毒性極強,是烏頭的主要毒性成分。若將雙酯型生物堿經水解除去酯基,生成單酯型生物堿(烏頭次堿等)或無酯鍵的醇胺型生物堿(烏頭原堿等),則毒性降低。②溶解性:烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿的鹽酸鹽均可溶于氯仿。一、A型題(最佳選擇題)1.下列生物堿中堿性最強的是A.小檗堿
B.麻黃堿
C.番木鱉堿
D.新番木鱉堿
E.秋水仙堿答案[A]2.對生物堿進行分離常用的吸附劑為A.硅膠B.活性碳C.葡聚糖凝膠D.堿性氧化鋁E.聚酰胺答案[D]3.生物堿沉淀反應宜在()中進行A酸性水溶液B95%乙醇溶液C氯仿D堿性水溶液E堿性醇溶液答案[A]4.堿性類似于季胺生物堿的是A.氮雜縮醛型B.氧化叔胺型C.酰亞胺型D.仲胺型E.芳香胺型答案[D]5.下列哪種是生物堿沉淀試劑A鹽酸鎂粉B異羥肟酸鐵C沒食子酸D苦味酸E氫氧化鈉答案[D]
6.下列生物堿右旋體的生物活性強于左旋體的是A.莨菪堿B.麻黃堿C.古柯堿D.去甲烏藥堿E.咖啡堿答案[C]7.酰胺類生物堿是A.強堿性B.中強堿性C.弱堿性D.近中性堿E.以上都不是答案[D]8.不能與一般生物堿沉淀試劑產生沉淀反應的A.咖啡堿B.小檗堿C.莨菪堿D.厚樸堿E.苦參堿答案[A]9.在水中呈右旋光性,在氯仿中呈左旋光性的生物堿是A.煙堿B.北美黃連堿C.小檗堿D.麻黃堿E.罌粟堿答案[D]10.雷氏銨鹽可用于沉淀分離A.伯胺堿B.仲胺堿C.叔胺堿D.季銨堿E.酰胺堿答案[D]11.對生物堿進行定性鑒別時,應用至少()以上沉淀試劑分別進行反應。A.一種B.二種C.三種D.四種E.五種答案[C]12.用親脂性有機溶劑提取生物堿時,一般需將藥材用()濕潤A.酸水B.堿水C.甲醇D.乙醇E.石油醚答案[B]13.除去水溶性生物堿中的親水性雜質可用()反復萃取A.甲醇B.乙醇C.乙醚D.氯仿E.正丁醇答案[E]14.最適合分離親脂性強的生物堿的薄層色譜是A.硅膠薄層色譜B.聚酰胺薄層色譜C.氧化鋁薄層色譜D.紙色譜E.以上都不是答案[C]15.苦參堿屬于哪類生物堿。A.吲哚類B.哌啶類C.吡咯里西啶類D.哚里西啶類E.喹諾里西啶類答案[E]二、B型題(配伍題)[16-20]A.具發汗、平喘作用
B.具抗菌作用C.具鎮痛作用D.具鎮靜麻醉作用E.具消腫利尿抗腫瘤作用16.東莨菪堿17.漢防已甲素18.苦參堿19.小檗堿20.麻黃堿答案[DCEBA][21—25]A.吡啶類生物堿B.莨菪烷類生物堿C.異喹啉類生物堿D.吲哚類生物堿E.有機胺類生物堿21.苦參堿屬于22.小檗堿屬于23.古柯堿屬于24.麻黃堿屬于25.長春堿屬于答案[ACBED][26—30]A.煙堿B.麻黃堿C.川芎嗪D.小檗堿E.甜菜堿26、具有揮發性的是27、顯黃色的是28、具有升華性的是29、有甜味的是30、呈液態的是答案[BDCEA]三x題型(多項選擇題)36.下列操作錯誤的是A.用稀酸水滲漉,然后通過陽離子交換樹脂提取苦參中的總生物堿B.用水蒸汽蒸餾法提取麻黃堿C.當黃連與甘草,黃芩,大黃等中藥配伍時,一起煎煮提取有效成分更好D.用煎煮法提取馬錢子堿E.將烏頭經水浸,加熱等炮制后,再用于處方中答案[CD]37.生物堿的堿性強弱可與下列()情況有關。A.生物堿中N原子具有各種雜化狀態B.生物堿中N原子的電性效應C.生物堿中N原子的空間效應D.分子內氫鍵效應E.以上均無關答案[ABCD]38.常見的生物堿沉淀試劑有A.碘化鉍鉀試劑B.碘-碘化鉀試劑C.雷氏銨鹽試劑D.茚三酮試劑E.苦味酸試劑答案[ABCE]39.不可用一般的生物堿沉淀試劑沉淀的生物堿有A.古柯堿B.麻黃堿C.咖啡堿D.小檗堿E.莨菪堿答案[BC]
45.總生物堿常用的提取方法有A.溶劑法B.離子交換樹脂法C.水蒸氣蒸餾法D.沉淀法E.炭粉吸附法答案[ABD]46.使生物堿堿性減小的吸電子基團有A.烷基B.羰基C.醚基D.酯基E.苯基答案[BCDE]47.麻黃堿的鑒別反應A.碘化鉍鉀B.碘碘化鉀C.硅鎢酸D.二硫化碳-硫酸酮E.銅絡鹽反應答案[DE]48.可溶于水的生物堿是A.一葉萩堿B.麻黃堿C.咖啡堿D.苦參堿E.氧化苦參堿答案[BCDE]49.有劇毒性的生物堿是A.莨菪堿B.漢防己甲素C.烏頭堿D.士的寧E.馬錢子堿答案[CDE]
第三章
苷類一、苷的結構與分類★★★苷類又稱配糖體,是糖或糖的衍生物與另一非糖物質通過糖的端基碳原子連接而成的化合物。其中糖部分稱為苷元或配基,其連接的鍵稱為苷鍵.糖的表示方法:D-glucoseFischer投影式Haworth式Haworth簡略式優勢構象式單糖的絕對構型(D,L-)Haworth投影式:甲基五碳、六碳吡喃糖和五碳呋喃糖:C5-R,C4-R在面上為D型,在面下為L型;
單糖的端基差向異構體(α,β-構型)Haworth投影式:甲基五碳、六碳吡喃糖和五碳呋喃糖:C5-R,C4-R與端基碳上OH同側者為β型,異側者為α型;D-葡萄糖L-鼠李糖苷的分類1根據苷元化學結構的類型。2根據苷在生物體內是原生的還是次生的3根據苷鍵原子又可將苷分為氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。4其他分類二.苷類的一般性狀、溶解度和旋光性★★★1一般性狀:苷類多是固體,一般是無味的,但也有很苦的和有甜味的。2溶解性:苷類的親水性與糖基的數目有密切的關系,其親水性往往隨糖基的增多而增大。3旋光性:多數苷類呈左旋光性,但水解后,由于生成的糖常是右旋的,因而使混合物呈右旋光性,比較水解前后旋光性的變化,可用以檢識苷類的存在。三、苷的理化性質及提取★★★
苷鍵的裂解
1.酸催化水解反應縮醛結構,易為稀酸催化水解.常用的有:硫酸,鹽酸,甲酸,乙酸等水解難易規律:苷原子的電子云密度和空間環境苷原子不同:N-苷>O-苷>S-苷>C-苷(N如為酰胺則難水解)呋喃糖>吡喃糖(50-100倍)酮糖>醛糖吡喃糖苷中C5位的取代基越大越難水解,即:五碳糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖>-COOH取代去氧糖>羥基糖>氨基糖<<酚苷>醇苷<苷元為小基團:e->a-易質子化,苷元為大基團:a->e-(穩定性)(2)酶催化水解:具有反應條件溫和,專屬性高。轉化糖酶只水解β-果糖苷鍵,麥芽糖酶只水解α-D-葡萄糖苷鍵,纖維素酶只水解β-D-葡萄糖苷鍵,杏仁苷酶只水解β-六碳醛糖苷鍵。(3)Smith降解法(氧化開裂法):該法特別適合于那些苷元不穩定的苷和碳苷的裂解。
Smith裂解反應分3步:過碘酸鈉氧化、四氫硼鈉還原、稀酸水解。(4)堿催化水解:酰苷、酚苷、與羰基共軛的烯醇苷可被堿水解。2顯色反應Molish反應可檢識糖及苷類化合物的存在。反應的試劑是濃硫酸和α-萘酚。3苷的提取及注意事項提取原生苷時,必須設法抑制或破壞酶的活性。一般常用方法是在中藥中加入碳酸鈣,或采用甲醇、乙醇或沸水提取。同時盡量避免與酸、堿接觸。提取次生苷時要利用酶的活性。采用溶劑萃取法分離時,一般可用乙醚或氯仿萃取得到苷元,用醋酸乙酯萃取得到單糖苷,用正丁醇萃取得到多糖苷。四.糖的種類、結構和紙色譜鑒定法★★糖類的紙色譜常用水飽和的有機溶劑展開,其中以正丁醇-乙醇-水和水飽和的苯酚兩種溶劑系統應用最為普遍。糖類的紙色譜常用顯色劑有:硝酸銀試劑;三苯四氮唑鹽試劑;苯胺-鄰苯二甲酸鹽試劑;3,5-二羥基甲苯—鹽酸試劑;過碘酸加聯苯胺試劑等。五、結構鑒定★1、糖的種類和比例一般是將其苷鍵全部水解,然后再用紙色譜或薄層色譜的方法檢出糖的種類,經顯色后用薄層掃描的方法測定出各糖之間的分子比。也可采用氣相色譜或HPLC的方法對各單糖進行定性定量分析。2、糖與苷元的連接位置將糖鏈全甲基化,然后水解苷鍵,鑒定所獲得的甲基化單糖,其中游離-OH的部位就是連結位置。目前常使用13C-NMR方法,主要是通過歸屬各碳信號,以確定產生苷化位移的碳。3糖的連接順序及位置早期解決糖鏈連接順序的方法主要是部分水解法,將糖鏈水解成較小的片段,然后根據水解所得的低聚糖推斷整個糖鏈的結構;質譜分析是解決低聚糖及其苷中糖連接順序的一個有力工具,在了解了糖的組成后,可根據質譜中的裂解規律和該化合物的裂解碎片推測低聚糖及其苷中糖鏈的連接順序;現在測定糖鏈結構最常用的方法是NMR和2D-NMR法。4、苷鍵的構型苷鍵構型的確定方法有核磁共振法、酶解法、分子旋光差法(Klyne法)等,其中目前最常用的是核磁共振法。①根據端基質子的偶合常數確定苷鍵的構型。對絕大多數吡喃糖,當苷鍵為β-D型時,偶合常數為6~8Hz;當苷鍵為α-D時,偶合常數為2~4Hz。但甘露糖和鼠李糖無法用此方法確定它們的苷鍵構型。②在吡喃糖中端基碳的碳氫偶合常數(1JC1-H1)也可用于確定苷鍵的構型。六、苦杏仁苷的主要理化性質及鑒別★★苦杏仁苷是一種氰苷,易被酸和酶所催化水解。水解得到的苷元α-羥基苯乙腈很不穩定,易分解生成苯甲醛和氫氰酸。鑒別苦杏仁苷時,可利用其水解產生的苯甲醛。苯甲醛不僅具有特殊的香味,而且可使三硝基苯酚試紙顯磚紅色。以此鑒定苦杏仁苷的存在。一.A型題(最佳選擇題)1.最容易酸水解的苷類為A.α-羥基糖苷
B.α-氨基糖苷C.α-去氧糖苷
D.6-去氧糖苷E.2,6-二去氧糖苷答案[E]2.從新鮮的植物中提取原生苷時應注意考慮的A.苷的溶解性B.苷的極性C.苷元的穩定性D.苷的酸水解特性E.植物中存在的酶對苷的水解特性答案[E]3.采用PC法鑒定苷中的糖時,通常的做法是A.將苷用稀硫酸水解,過濾,濾液濃縮后點樣B.將苷用稀硫酸水解,過濾,濾液用Na2C03中和后點樣C.將苷用稀硫酸水解,過濾,濾液用氨水中和后點樣D.將苷用稀硫酸水解,過濾,濾液用NaOH中和后點樣E.將苷用稀硫酸水解,過濾,濾液用Ba(OH)2中和后點樣答案[E]4.苷鍵構型有α、β兩種,水解β苷鍵應選A.0.5%鹽酸B.4%氫氧化鈉C.苦杏仁酶D.麥芽糖酶E.NaBH4
答案[C]5.屬于甲基五碳糖的是A.D-葡萄糖B.D-果糖C.L-阿拉伯糖D.L-鼠李糖E.D-半乳糖答案[D]6.無論在水或其他溶劑中的溶解度都比較小的苷是A.酚苷B.醇苷C.碳苷D.氮苷E.硫苷答案[C]7.可獲知苷鍵構型的水解法是A.酸催化水解B.酸催化甲醇解C.堿催化水解D.氧化開裂法E.酶催化水解答案[E]8.能水解β-果糖苷鍵的酶是A.轉化糖酶B.麥芽糖酶C.杏仁苷酶D.纖維素酶E.以上都不對答案[A]9.鑒別苦杏仁苷時主要鑒別它的水解產物A.α-羥基苯乙腈B.氫氰酸C.三硝基苯酚D.葡萄糖醛酸E.苯甲醛答案[E]10.下列酶中,能夠水解α-葡萄糖苷鍵的酶是A.苦杏仁酶B.纖維素酶C.麥芽糖酶D.蝸牛酶E.轉化糖酶答案[C]11.在吡喃糖苷中,最易水解的是A.七氧糖苷B.五碳糖苷C.甲基五碳糖苷D.六碳糖苷E.糖醛酸苷答案[B]12.碳苷類化合物可采用A.堿水解B.酶解C.Smith降解D.酸水解E.甲醇解答案[C]13.天然產物中最難水解的是 A.氨基糖苷B.羥基糖苷C.糖醛酸苷D.去氧糖苷E.硫苷答案[C]14.確定苷鍵構型,可采用A.乙酰解反應B.分子旋光差(Klyne法)C.弱酸水解D.堿水解E.強酸水解答案[B][16—20]A.苯胺-鄰苯二甲酸鹽試劑B.三苯四氮唑鹽試劑C.硝酸銀試劑D.3,5-二羥基甲苯-鹽酸試劑E.過碘酸加聯苯胺16.使還原糖顯棕黑色的是17.使單糖和還原性低聚糖呈紅色的是18.使單糖中的五碳糖和六碳糖所呈顏色略有區別的是19.使酮糖和含有酮糖的低聚糖呈紅色的是20.使糖、苷和多元醇中有鄰二羥基結構者呈藍底白斑的是答案[CBADE]三、x題型(多項選擇題)36.Molish反應呈陽性的成分有A.多糖B.苷C.有機酸D.揮發油E.樹膠答案[ABE]37.Smith裂解法中用到的試劑有A.過碘酸B.四氫硼鈉C.濃硫酸D.氫氧化鈉E.稀鹽酸答案[ABE]38.可用于確定糖連接順序的方法是A.稀酸水解B.質譜分析C.2D-NMRD.酶解E.NOE差譜技術答案[ABCDE]39.屬于原生苷的是A.苦杏仁苷B.野櫻苷C.人參皂苷RblD.洋地黃毒苷E.K—毒毛旋花子苷答案[ACE]40.苷類化合物確定糖鏈結構要解決的問題是A.糖鏈中糖的元素比
B.糖鏈中糖的種類和比例C.糖之間的連接位置
D.糖之間的連接順序E.糖之間苷鍵的構型答案[BCDE]41.β-葡萄糖苷鍵的性質有A.1HNMR中J=6-8HzB.13CNMR中J=160HzC.可被苦杏仁酶水解D.可被緩和酸水解E.可被麥芽糖酶水解答案[ABCD]42.在1H-MNR中譜中能用端基氫偶合常數判斷苷鍵構型的糖是A.鼠李糖B.甘露糖C.半乳糖D.葡萄糖E.阿拉伯糖答案[CDE]43.下列化合物中,Molish反應為陽性的是A.多糖B.低聚糖C.單糖D.苷類E.二氫黃酮答案[ABCD]44.關于苷酸水解難易敘述正確的是A.氮苷易于氧苷B.吡喃糖苷易于呋喃糖苷C.酮糖易于醛糖D.吡喃糖苷中吡喃環的C5上的取代基越大越易水解E.氨基糖難于去氧糖答案[ACE]45.組成Molish反應的試劑是A.醋酐B.濃硫酸C.2,4-二硝基苯肼D.α-萘酚E.氫氧化鈉答案[BD]46.對從植物中提取原生苷時有利的條件是A.采用新鮮植物B.抑制或破壞酶的活性C.加入一定量的堿D.冷凍保存E.用冷水提取答案[ABD]47.Smith裂解的特點有A.可判斷苷鍵的構型B.條件溫和C.可用于開裂苷元有1,2-二元醇結構的苷D.適用于一般酸水解時苷元結構容易變化的苷E.可用于水解碳苷答案[BDE]48.自中藥中提取原生苷可采用的方法有A水浸泡法B.沸水煮沸法C.乙醇提取法D.乙醚提取法E.酸水提取法答案[BC]49.苷鍵的裂解方式有A.酸水解B.堿水解C.酶水解D.Hofman降解E.Smith裂解答案[ABCE]第四章
醌類【學習要點】1.掌握苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌類化合物的分類及基本結構。2.掌握醌類化合物的顏色、升華性、溶解性及與結構的關系。3.掌握蒽醌類化合物的酸性及酸性強弱與結構的關系。4.掌握蒽醌類化合物的顯色反應。5.掌握蒽醌類化合物的一般提取分離方法。6.掌握大黃中所含主要醌類化合物的化學結構、提取分離方法。7.掌握丹參中所含主要醌類化合物的化學結構、鑒定方法和生物活性。8.熟悉蒽醌類化合物的IR光譜特征。9.熟悉紫草中主要化學成分的結構類型。10.熟悉蒽醌還原態的結構及其顯色反應。11.了解蒽醌類化合物的MS裂解規律。12.了解虎杖中主要化學成分的結構類型。【重點與難點提示】一、醌的結構與分類1.天然醌類化合物主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型。2.蒽醌類成分包括蒽醌衍生物及其不同程度的還原產物,如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚體等。蒽酚(或蒽酮)的羥基衍生物一般存在于新鮮植物中,該類成分可以慢慢被氧化成蒽醌類成分;中藥大黃、番瀉葉中致瀉的主要成分番瀉苷A、B、C、D等皆為二蒽酮類衍生物。1.性狀顏色——無Ar-OH近乎于無色助色團越多,顏色越深如:黃、紅、橙、紫紅等
多為有色晶體存在狀態:苯醌、萘醌——多以游離狀態存在;蒽醌類——則往往結合成苷而存在于植物中。二、理化性質2.溶解度H2OMeOHEtOHEt2OCHCl3游離醌—++++成苷+(熱)++——3.揮發性小分子的苯醌、萘醌類具有揮發性,能隨水蒸氣蒸餾,可據此進行提取、精制工作。4.升華性游離的醌類多具有升華性,蒽衍生物在常壓下加熱即能升華。5酸性:酸性強弱與取代基位置關系含-COOH含2個以上-OH含一個-OH含二個-OH含一個-OH。可從有機溶劑中依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、1%NaOH及5%NaOH水溶液進行梯度萃取,達到分離的目的。6重要的呈色反應(1)Feigl反應:醌類衍生物。(2)Borntrager反應:羥基醌類在堿性溶液中發生顏色改變,會使顏色加深。(3)無色亞甲藍顯色試驗:用于PPC和TLC作為噴霧劑,是檢出苯醌類及萘醌類的專用顯色劑。(4)活性次甲基試劑的反應:鑒別醌環上有未被取代的苯醌及萘醌類化合物。三、結構測定1.IR:羥基蒽醌類化合物在紅外區域有C=O(1675~1653cm-1)、OH(3600~3130cm-1)及芳環(1600~1480cm-1)的吸收。其中C=O吸收峰位與分子中-酚羥基的數目及位置有較強的規律性,對推測結構中-酚羥基的取代情況有重要的參考價值。-OH數C=Ocm-1None1678~165311675~1647and1637~16212(1,4-and1,5-)1645~16082(1,8-)1678~1661and1626~161631616~159241592~1572蒽醌類C=O與-OH數目及位置的關系一.A型題(單選)Borntrager’s反應呈陽性的物質是A.苯醌B.萘醌C.菲醌D.羥甲基蒽醌E.羥基蒽醌酸性最強的蒽醌是A.含一個β-OHB.含一個α-OHC.含3個α-OHD.含2個α-OHE.含2個β-OH下列能提取含1個α-OH的蒽醌的溶劑是A.5%Na2CO3溶液B.5%NaHCO3溶液C.5%NaOH溶液D.1%NaOH溶液E.1%NaHCO3溶液用于確定蒽醌羥基位置的試劑是A.5%NaHCO3B.醋酸鉛C.堿式醋酸鉛D.醋酸鎂E.ALCl3游離醌的質譜裂解特征是首先脫去A.H2OB.-CH3C.COD.CO2E.苯環[26—30]A.Borntr?ger’s反應B.Kesting-Craven反C.Feigl反應D.金屬離子反應E.無色亞甲藍反26.所有醌類化合物均可反應的是27.專用于檢識苯醌及萘醌的是28.用于鑒別羥基蒽醌類化合物的是29.鑒別醌環上有未被取代位置的苯醌及萘醌類化合物的是30.鑒別具有α-酚羥基或鄰二酚羥基的蒽醌類化合物的是答案[CEABD]A紫草素B丹參醌ⅠC大黃素D番瀉苷AE大黃素蒽酮26.具有止血、抗炎、抗菌、抗瘤等作用的是27.遇堿液顯色的是28.具有抗菌及擴張冠狀動脈作用的是29.具有致瀉作用的是30.不穩定的化合物是答案[ACBDE]36.可用水蒸氣蒸餾法提取的醌類化合物有A.游離的醌類B.小分子的苯醌類C.小分子的萘醌類D.小分子的蒽醌類E.二蒽酮類答案[BC]37.能被5%的碳酸鈉提取出來的醌類化合物有A.含COOH的醌類B.含兩個以上α-OH的醌類C.含兩個以上β-OH的醌類D.含一個α-OH的醌類E.含一個β-OH的醌類答案[ACE]38.可用于蒽醌苷類的分離方法有A.分步結晶法B.聚酰胺柱色譜C.pH梯度萃取法D.硅膠柱色譜E.葡聚糖凝膠柱色譜答案[BDE]39.Feigl反應呈陽性的是A.紫草素B.大黃素C.茜草素D.丹參酮IE.番瀉苷A答案[ABCDE]40.可用于提取分離游離的羥基蒽醌的方法是A.Al2O3B.pH梯度萃取法C.水蒸氣蒸餾法D.硅膠柱E.堿提酸沉法答案[BDE]第五章
香豆素和木脂素【學習要點】1.掌握香豆素基本母核的結構特征和類型。2.掌握香豆素的性狀和溶解性。3.掌握香豆素與堿作用及其對結構變化的影響。4.掌握香豆素的提取分離方法。5.掌握香豆素的物理性質、顯色反應及應用,6.掌握秦皮、五味子中所含主要化合物基本特征。7.熟悉簡單香豆素的lHNMR譜特征。8.熟悉木脂素的物理性質9.了解補骨脂和厚樸中主要化學成分的結構類型【重點與難點提示】一、香豆素類化合物的結構特征及分類1.簡單香豆素:僅在苯環上有取代的香豆素。2.呋喃香豆素:香豆素核上的異戊烯基與鄰位酚羥基環合成呋喃環者稱為呋喃香豆素。3.吡喃香豆素:香豆素的C6或C8異戊烯基與鄰酚羥基環合而成2,2-二甲基-α-吡喃環結構,形成吡喃香豆素。4.其他類:這類是指α-吡喃酮環上有取代基的香豆素類。C3,C4上常有苯基、羥基、異戊烯基等取代。二、香豆素類化合物的理化性質1.內酯性質香豆素的α-吡喃酮環具有α、β-不飽和內酯性質,在稀堿液中漸漸水解成黃色溶液,生成順式鄰羥桂皮酸的鹽。其鹽的水溶液一經酸化即閉環恢復為內酯。順式鄰羥桂皮酸不易游離存在,長時間堿液中放置或UV光照射,可轉變為穩定的反式鄰羥桂皮酸。提取時必須必須注意堿液濃度,并避免長時間加熱,以防破壞內酯環。2.熒光性質:羥基香豆素在紫外光下顯示藍色熒光,7-羥基香豆素加堿可使熒光轉為綠色,一般香豆素遇堿熒光都增強。7-羥基香豆素在C8位導入羥基,熒光消失。3.顯色反應(1)異羥肟酸鐵反應:內酯的鑒別。(2)三氯化鐵:酚羥基的鑒別。(3)Gibb’s反應:要求有游離酚羥基且酚羥基對位無取代。(4)Emerson反應:要求有游離酚羥基且酚羥基對位無取代。三、香豆素類合物的提取分離方法1.水蒸氣蒸餾法:適用于小分子的香豆素,因其具有揮發性。2.堿溶酸沉法:利用內酯遇堿能皂化、加酸能恢復的性質分離香豆素。3.系統溶劑萃取:常用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇等溶劑依次萃取。4.色譜法:結構相似的香豆素多數情況下必須經色譜方法才能有效分離。用硅膠或中性和酸性氧化鋁。四、香豆素類化合物的波譜特征,香豆素的1H-NMR特征:香豆素母核上的質子,由于受內酯羰基吸電子共軛效應的影響,C3、C6和C8的質子信號在較高場,C4、C5和C7上的在較低場。五、木脂素的結構類型及理化性質1.木脂素的基本結構類型木脂素是一類由苯丙素氧化聚合而成的天然產物,通常所指是其二聚物,少數是三聚物和四聚物。2.木脂素物理性質木脂素多數呈無色結晶,但新木脂素不易結晶。少數可升華,如去甲二氫愈創木酸。游離——親脂性,難溶水,溶苯、氯仿等;成苷——水溶性增大Labat反應:濃硫酸和沒食子酸,變蘭色。具有亞甲二氧基的化合物。六、含香豆素、木質素的常用中藥(一).含香豆素類化合物的中藥實例1.秦皮(1)主要化學成分秦皮的原植物主要有兩種,即木樨科植物大葉白蠟樹及白蠟樹,大葉白蠟樹皮中主要含七葉內酯和七葉苷,而白蠟樹皮中主要含白蠟素和七葉內酯以及白蠟樹苷。(2)質量控制指標成分有關秦皮藥材的質量研究,多以紫外分光光度法及薄層掃描法定量分析秦皮甲素與秦皮乙素的含量,中國藥典則采用高效液相色譜方法并規定本品按干燥品計,含秦皮甲素、秦皮乙素的總量不得少于1.0%。2.前胡(1)主要化學成分其主要化學成分為多種類型的香豆素及其糖苷、三萜糖苷、甾體糖苷、揮發油等。(2)質量控制指標成分一般以香豆素類成分作為前胡定量質量控制的指標。已報道的分離定量方法有極譜法、紫外分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法等。
3.腫節風(1)主要化學成分系統化學成分預試驗表明,其全草含有酚類、鞣質、黃酮苷、香豆素和內酯類化合物。其中香豆素類主要包括異秦皮啶、東莨宕內酯等。(2)質量控制指標成分針對腫節風藥材的含量測定指標共有3個:異秦皮啶(檢測方法:反相高效液相色譜)、反丁烯二酸(檢測方法:正相高效液相色譜)和總黃酮(檢測方法:紫外比色)(二).含木脂素類類化合物的中藥實例1.五味子主要化學成分五味子中含木質素較多約為5%2.補骨脂主要化學成分含有多種香豆素類成分,保括補骨脂內酯、異補骨脂內酯和補骨脂次素。3.厚樸主要化學成分厚樸皮中芬的了與苯環相連的新木質素,如厚樸酚以及和厚樸酚。一.A型題(單選)加熱時能溶于氫氧化鈉水溶液的是A.香豆素B.萜類C.甾體皂苷D.四環三萜皂苷E.五環三萜皂苷下列哪種屬于線型呋喃香豆素A.傘形香豆素B.花椒內酯C.白芷內酯D.補骨內酯E.邪蒿內酯E.仙鶴草內酯香豆素類成分的母體通常為A.5-羥基香豆素B.7-羥基香豆素C.5-甲氧基香豆素D.7-甲氧基香豆素E.5,7-二羥基香豆素在堿液中最難水解的是A.6-甲氧基香豆素B.7-甲氧基香豆素C.8-甲氧基香豆素D.5-甲氧基香豆素E.7-羥基香豆素呋喃香豆素多在UV下顯()色熒光,通常以此檢識香豆素A.藍色B.綠色C.黃色D.紫色E.橙色具有治療痢疾功效的中藥是A.補骨脂B.厚樸C.秦皮D.丹參E.黃芩五味子素屬于A.簡單木脂素B.木脂內酯C.雙環氧木脂素D.聯苯環辛烯型木脂素E.新木脂素一般天然香豆素類成分在其7位常有取代基,大多為A.-OMeB.-MeC.-OHD.-COOHE.-CH2-CH3答案[C]異羥肟酸鐵反應是用于鑒別香豆素的A.母核B.酚羥基C.醇羥基D.內酯環E.氧環答案[D]傘形花內酯在結構分類上屬于A.簡單香豆素B.呋喃香豆素C.吡喃香豆素D.異香豆素E.其它香豆素答案[A]下列化合物適合于堿溶酸沉淀法與其它成分分離的是A.大黃酸的全甲基化B.大黃素甲醚C.7-羥基香豆素D.季銨型生物堿E.糖苷類答案[C]A.6-OCH3香豆素B.呋喃香豆素C.吡喃香豆素D.8-羥基香豆素E.7-甲氧基香豆素26.可發生Emerson反應的是27.FeCl3反應呈陽性的是28.花椒內酯屬于29.可與堿式Pb(Ac)2反應的是30.白芷內酯屬于答案[DDCDB]7-羥基香豆素可有如下哪些性質A.Emerson反應B.Gibb’s反應C.FeCl3反應D.異羥肟酸鐵反應E.紫外下有熒光答案[CDE]有Emerson反應的物質是A.6,7-二羥香豆素B.5,8-二羥基香豆素C.5,7-二羥基香豆素D.6,7,8-三羥基香豆素E.7-甲氧基香豆素答案[CD]Emerson反應為陰性的香豆素是A.7,8-二羥基香豆素B.8-OCH3-6,7-呋喃香豆素C.6-OH-7-O-g1u香豆素苷D.5,6,7-三羥基香豆素E.6-OCH3香豆素答案[BCE]區別6,7呋喃香豆素和7,8-呋喃香豆素,將它們堿水解后用A.異羥肟酸鐵反應B.Gibbs反應C.Emerson反應D.三氯化鐵反應E.醋酐-濃硫酸反應答案[BC]第六章
黃酮【學習要點】1.掌握黃酮類化合物的基本母核、結構分類2.掌握黃酮類化合物顏色、旋光性、溶解性的特征及與結構之間的關系.3.掌握黃酮類化合物的酸堿性,酸性強弱與結構之間的關系及在提取分離中的應用。4.掌握黃酮類化合物的顯色反應及與結構之間的關系和應用。5.掌握黃酮類化合物的一般提取方法和主要分離方法的原理以及它們與結構之間的關系。6.掌握黃酮類化合物色譜鑒定法的原理和應用7.掌握黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮和查耳酮的UV光譜特征。8.掌握黃芩中所含代表性黃酮類化合物的結構、理化性質、提取分離方法、鑒定方法和生物活性。9.掌握葛根中所含代表性的黃酮類化合物的結構、提取分離方法和生物活性10.掌握銀杏葉中所含代表性的黃酮類化合物的結構和生物活性,11.熟悉黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇和異黃酮的1HNMR譜特征。12.熟悉槐米中主要化學成分的結構及理化性質。13.熟悉陳皮中主要化學成分的結構、理化性質和鑒別方法。14.了解滿山紅葉中主要黃酮類成分的結構特點和提取分離方法。15.了解黃酮類化合物UV光譜位移試劑在測定其結構中的原理與應用。16.了解黃酮類化合物13C-NMR譜的基本特點及其在結構測定中的應用【重點與難點提示】
一、基本母核★★★黃酮類化合物是指基本母核為2-苯基色原酮類化合物。黃酮類化合物是泛指兩個苯環通過三碳相互連接而成的一系列化合物。二、分類★★★C3-位有無OH,有:為黃酮醇
(Flavonol),無:為黃酮(Flavone)。C2,C3飽和,加“二氫”。二氫黃酮(醇)(Flavanone)B環連在C3位,為異黃酮(Isoflavone)C環開環,稱查耳酮(Chalcone)C環還原,稱黃烷類黃烷-3,4-二醇黃烷-3-醇其它類型:花色素類五元環:橙酮槲皮素大豆素異黃酮雙黃酮例二、黃酮類化合物理化性質★★★1.物理性質(1)顏色與分子中是否存在交叉共軛體系及助色團(-OH、-OCH3等)的種類、數目以及取代位置有關。(2)旋光性游離的各種苷元母核中,除二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有旋光性外,其余則無光學活性。苷類均有旋光性,且多為左旋。(3)溶解性一般游離苷元難溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機溶劑及稀堿水溶液中。其中黃酮、黃酮醇、查耳酮等平面性強的分子,因分子與分子間排列緊密,分子間引力較大,故更難溶于水;而二氫黃酮及二氫黃酮醇等,因系非平面性分子,故分子與分子間排列不緊密,分子間引力降低,有利于水分子進入,溶解度稍大。2.酸堿性及與結構之間的關系:7,4'-二OH>7-或4'-OH>一般酚OH>5-OH3.黃酮類化合物的特征顯色反應(1)還原試驗①鹽酸-鎂粉(或鋅粉)反應鑒定黃酮類化合物最常用的顏色反應。多數黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物顯橙紅~紫紅色,少數顯紫~藍色。②四氫硼鈉(鉀)反應NaBH4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產生紅~紫色。(2)金屬鹽類試劑的絡合反應黃酮類化合物分子中常含有下列結構單元,故常可與鋁鹽、鉛鹽、鋯鹽、鎂鹽等試劑反應,生成有色絡合物。
①鋁鹽常用試劑為1%三氯化鋁或硝酸鋁溶液。生成的絡合物多為黃色,并有熒光,可用于定性及定量分析。②鉛鹽常用1%醋酸鉛及堿式醋酸鉛水溶液,可生成黃~紅色沉淀。醋酸鉛只能與分子中具有鄰二酚羥基或兼有3-OH、4-酮基或5-OH、4-酮基結構的化合物反應生成沉淀,堿式醋酸鉛與一般酚類化合物均可為之沉淀,據此不僅可用于鑒定,也可用于提取及分離工作。③鋯鹽多用2%二氯氧化鋯甲醇溶液。黃酮分子中有游離的3-或5-OH存在時,均可與該試劑反應生成黃色的鋯絡合物。3-OH,4-酮基絡合物的穩定性比5-OH,4-酮基絡合物的穩定性強,故當反應液中接著加入枸櫞酸后,5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色,而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色(鋯-枸櫞酸反應)。④鎂鹽常用醋酸鎂甲醇溶液為顯色劑,本反應可在紙上進行。二氫黃酮、二氫黃酮醇類可顯天藍色熒光,若具有C5-OH,色澤更為明顯。而黃酮、黃酮醇及異黃酮類等則顯黃~橙黃~褐色。⑤氯化鍶(SrCl2)氨性甲醇溶液中,可與分子中具有鄰二酚羥基結構的黃酮類化合物生成綠色~棕色乃至黑色沉淀。⑥三氯化鐵反應三氯化鐵水溶液或醇溶液為常用的酚類顯色劑。(3)硼酸顯色反應5-羥基黃酮及2‘-羥基查耳酮類在草酸存在下顯黃色并具有綠色熒光(4)堿性試劑顯色反應在日光及紫外光下,通過紙斑反應,觀察試樣用堿性試劑處理后的顏色變化情況,對于鑒別黃酮類化合物有一定意義。其中,用氨蒸氣處理后呈現的顏色變化置空氣中隨即褪去,但經碳酸鈉水溶液處理而呈現的顏色置空氣中卻不褪色。此外,利用堿性試劑的反應還可幫助鑒別分子中某些結構特征。例如:①二氫黃酮類易在堿液中開環,轉變成相應的異構體—查耳酮類化合物,顯橙~黃色②黃酮醇類在堿液中先呈黃色,通入空氣后變為棕色,據此可與其它黃酮類區別。③黃酮類化合物當分子中有鄰二酚羥基取代或3,4'-二羥基取代時,在堿液中不穩定,易被氧化,由黃色→深紅色→綠棕色沉淀。二氫黃酮和查耳酮在酸、堿條件下的結構互變三、提取與分離★★★1.黃酮類化合物的一般提取方法(1)溶劑萃取法利用黃酮類化合物與混入的雜質極性不同,選用不同溶劑進行萃取可達到精制純化的目的。(2)堿提取酸沉淀法可用堿性水提取,再將堿水提取液調成酸性,黃酮苷類即可沉淀析出。應當注意所用堿液濃度不宜過高,以免在強堿性下,尤其加熱時破壞黃酮母核。在加酸酸化時,酸性也不宜過強,以免生成鹽,致使析出的黃酮類化合物又重新溶解,降低產品收率。(3)炭粉吸附法主要適于苷類的精制工作。依次用沸水、沸甲醇、7%酚/水、15%酚/醇溶液進行洗脫。2.黃酮類化合物的主要分離方法(1)柱色譜法分離黃酮類化合物常用的吸附劑或載體有硅膠、聚酰胺及纖維素粉等。此外,也有用氧化鋁、氧化鎂及硅藻土等。①硅膠柱色譜此法應用范圍最廣。
②聚酰胺柱色譜吸附強度主要取決于羥基的數目與位置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小。聚酰胺柱上洗脫規律:苷元相同,洗脫先后順序:叁糖苷、雙糖苷、糖苷、苷元。母核上增加羥基,洗脫速度即相應減慢。當羥基數目相同時,羥基位置對吸附也有影響,洗脫順序為鄰位羥基黃酮、對位(或間位)羥基黃酮。不同類型黃酮化合物,先后流出順序一般是異黃酮、二氫黃酮醇、黃酮、黃酮醇。分子中芳香核、共軛雙鍵多者易被吸附,故查耳酮往往比相應的二氫黃酮難于洗脫。
③葡聚糖凝膠(Sephadexgel)柱色譜分離游離黃酮時,主要靠吸附作用。吸附程度取決于游離酚羥基的
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