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文檔簡介

緒論

天然產物是包括了存在于陸生動植物、海洋生物和微生物體內各類物質成分,甚至還可以包括人與動物體內許多內源性成分(包括天然藥物、天然樹脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等),是由各種化學成分所組成的復雜體系。一、

天然產物化學的含義及研究內容在陸生植物體內的主要成分就有:生物堿、萜類、甾體、苷類、黃酮類、蒽醌類、糖類、蛋白質、脂類等等。

(1)在藥理和生物學角度來看是指有生物活性的物質,這種物質在化學上能用分子式和結構式來表示,并具有一定的物理常數;天然產物有效成分(activecompound)(2)在食品領域中,有效成分的范疇可擴展到除生物活性成分、功效成分之外,如:營養成分、天然食品添加劑成分等。天然產物化學是運用現代科學的理論與方法研究天然產物中化學成分的一門學科。二

、天然產物研究的發展史1、1769年瑞典化學家舍勒從酒石分離出酒石酸。苯甲酸(1775)、乳酸(1785)、沒食子酸(1786)等有機酸類物質。2、明代李延的《醫學入門》(1575)中記載了用發酵法從五倍子中得到沒食子酸的過程。書中謂“五倍子粗粉,并礬、曲和勻,如作酒曲樣,入瓷器遮不見風,侯生白取出。”3、《本草綱目》卷39中則有“看藥上長起長霜,則藥已成矣”的記載。這里的“生白”、“長霜”均為沒食子酸生成之意,是世界上最早制得的有機酸,比舍勒的發明早了二百年。4、《本草綱目》卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至18世紀下半葉才提出了樟腦的純品。

5、從藥用動植物中提取活性成分則始于19世紀。第一個被提取的成分是嗎啡堿(一種異喹啉生物堿),于1806年由法國化學家F·澤爾蒂納自鴉片中提取。嗎啡是鴉片中最主要的生物堿(含量約10-15%),1806年法國化學家F·澤爾蒂納首次從鴉片中分離出來。7、20世紀50年代先后自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平,以及從降血糖藥長春花中獲得抗癌活性成分春花堿,成為兩個很有價值的藥物,引起了各方的重視。

6、此后的數十年間發掘了大量民間藥中的活性成分,如土根堿、奎寧、辛可寧、番木鱉堿、咖啡因、阿托品毛地黃強心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等,以生物堿居多,都具有顯著的生理活性,可以代表其原生藥,多數至今仍用作藥物。但當時只能利用分餾和重結晶來純化單體成分。

8、1960年左右開始了對海洋天然產物的研究9、20世紀80年代以來,由于分子生物技術的迅猛發展,為有效成分的提取和功能研究提供了新方法。天然藥物化學的發展有兩個轉折點。其一是1930年前后,由于微量元素分析法的導入,試料量降至毫克水平,推進了天然成分的分析工作。其二是1960年代前后,各種層析方法的興起,使微量天然新成分的分離純化簡便易行。同時紅外光譜、核磁共振、質譜等新技術問世,結構研究工作趨向微量,快速和準確。新技術的興起使研究天然產物化學成分的周期大大縮短。

總之,

大自然是一個天然藥庫,中國用中草藥治病已有數千年的歷史和經驗,這筆寶貴遺產亟待整理。三、研究天然產物化學的意義

研究天然產物化學有助于人類從分子層面全面了解和認識天然產物,從而通過人工培養或人工合成的方式定向獲得大批量的目標產物并造福人類。這些目標產物可能是藥物,用于幫助人類與疾病作斗爭,保障人類的健康,提高人類的生存質量;也可能是有特種功能的物質,對人類生活提供方便;也為我們更好地認識自然和利用自然,提供了一個渠道。21世紀的今天,人們已經充分認識到天然產物及其改性產物所具有的獨特性質與功效是人類社會可持續發展的根本保證。

四、研究天然產物的一般方法和程序

1、天然藥物有效成分的提取2、天然藥物有效成分的分離和純化3、天然藥物有效成分的分子結構鑒定

4、天然產物有效成分毒理學、藥效學評價

五、中藥及天然藥物化學的研究現狀及發展前景眾所周知,從“神農嘗百草”至今,中華民族幾千年來之所以能夠繁衍昌盛、綿延不斷,靠的就是中醫中藥。中醫中藥在臨床應用了幾千年,其療效經過了實踐的檢驗,并成為世界文化的一朵奇葩。但是由于生產工藝比較落后,質量監控亟待改進,特別是中醫獨特的哲學思想使一般西方人難以理解,成為中藥產品在全世界進一步推廣發展的嚴重障礙。所以,新藥研究與開發成為當今十分重要和緊迫的課題。

中國的天然藥物資源情況

在中國,天然藥物有中藥、草藥、民族藥物及民間藥、地方習慣用藥等。而且,中藥多不單用,絕大多數是按照一定的組方規律配伍應用,構成復方(或方劑),傳到近鄰日本,則稱為“漢方藥”。同樣的藥材,由于組方配伍不同,在療效及副作用方面都會有所差別。實際上。這也就構成了不同的藥物。這一點可以說是中藥最大的特點。現在有據可查的中藥總數有6000余種(實際常用中藥僅300余種),但由之構成的中藥復方(方劑)數量則大約是它的十倍。

從活性提取物出發,進一步采用生物活性跟蹤分離方法(bioactivity一guidedisolation)追蹤分離到活性成分單體并測定其結構。所得到的活性成分單體進行進一步的藥效、毒性、質量監控研究之后,或直接開發成新藥,或進行結構修飾后開發成新藥,或只作為先導化合物(leadingcompounds)進行結構改造后制成新藥。這樣做成的新藥可以用作藥物療法(pharmacotherapy)。典型實例如:morphine、taxol等。當然,這一階段的工作能否成功,關鍵在于能否從天然資源中得到盡可能多的新的活性化合物。沒有新的活性化合物,新藥研究就成了無源之水、無本之木。怎樣才能得到更多的新的生物活性化合物呢?這里簡單概括了世界各國的成功經驗。對中國來說,從已有長期臨床實踐經驗的中藥出發去尋找新的活性成分將會是一條成功的捷徑。

現在,介紹一種新的從天然藥物中篩選生物活性化合物的方法。這種方法最先由日本北海道藥科大學鹿野教授提出,其基本設想是:中藥化學成分雖然多種多樣,但是當作為口服藥物應用時,只有那些能被吸收的成分才是活性成分研究的目標。具體的研究方法是將藥材的水或醇提取物給大鼠口服投藥,隨后在間隔一定時間后分別收集血清、尿及膽汁樣品,測定它們的3D-HPLC圖譜,比較投藥前后的差別。隨后分離純化投藥之后在血清、尿及膽汁樣品中出現的新成分,鑒定它們的結構,探討它們的活性,研究這些成分的藥物動力學及藥理學。通常認為,通過這種途徑發現的活性化合物才可能是真正的活性成分。當然,它們可能原本就存在于中藥及天然藥物中,但也可能是在體內吸收、代謝過程中形成的人工產物。

(4)中藥多作為復方形式在臨床配伍應用,但中藥復方發揮作用的物質基礎及其組方原理基本上還沒有作為天然藥物化學的研究課題。六、中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題(l)某些化學家只對新化合物有興趣。迄今所研究過的中藥中,只有很小的百分比是為了研究活性化合物;(2)即便是通過活性追蹤方法研究的中藥,通常也只是利用一種類型的活性篩選模型,無法反應中藥的綜合藥理作用。(3)大多數中藥民間常用以水煎方式進行口服,然而化學工作者較少注意進行水溶性成分的研究;

(5)中藥有著多方面的藥理作用,且一般通過調節人體的整體平衡發揮療效。但迄今為止,在追蹤活性成分時,人們多只采用單一的活性篩選體系。因此很難說得到的所謂“活性成分”是代表中藥臨床療效的真正的活性成分。

(6)人體內源性環境對中藥化學成分的影響也很少考慮或幾乎不予考慮。因此,所得到的“活性化合物”可能是真正的活性成分,也很有可能僅僅是前體藥物。(7)從中藥成天然藥物中得到的活性成分,往往未做進一步的結構修飾或者結構改造,并就結構——活性相關問題進行深入探討,對創新藥物的貢獻不大。研究成果也未能更好地用于指導中藥制劑的標準化、規范化,對推動中藥現代化起的作用不大。

七、中國中藥及天然藥物化學研究的發展趨勢及展望

(l)化學家將更多注意研究活性成分,如:活性成分的研究將取代一般化學成分研究;比起對發現新結構來說,將更多注意發現新的活性;將會更多注意水溶性及醇溶性成分的研究;生物活性跟蹤分離方法將成為研究天然活性成分的主流;

(2)為了得到真正的活性成分,將采用多指標活性篩選體系,并且化學成分的體內代謝也應給予更多考慮;

主要內容一、天然產物有效成分提取方法的原理——溶劑提取法與水蒸氣蒸餾法的原理、操作及其特點二、天然產物有效成分分離與精制——天然產物有效成分各種分離方法的原理三、化合物的純度測定四、結構研究的主要程序五、結構研究中采用的主要方法——UVIRMSNMR第一節天然有效成分的提取溶劑法水蒸氣蒸餾法

升華法

一、溶劑提取法

1、溶劑提取法及其原理

根據“相似相溶”原理,選擇與化合物極性相當的溶劑將化合物從植物組織中溶解出來,同時,由于某些化合物的增溶或助溶作用,其極性與溶劑極性相差較大的化合物也可溶解出來。

溶劑提取法是根據天然產物中各種成分在溶劑中的溶解性質,選用對活性成分溶解度大,對不需要溶出成分溶解度小的溶劑,而將有效成分從藥材組織內溶解出來的方法。

2、常用溶劑的特點

環己烷,石油醚,苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮,乙醇,甲醇極性:小————大親脂性:大

————小

親水性:小

————大

比水重的有機溶劑:氯仿與水分層的有機溶劑:環己烷~正丁醇能與水分層的極性最大的有機溶劑:正丁醇與水可以以任意比例混溶的有機溶劑:丙酮~甲醇極性最大的有機溶劑:甲醇極性最小的有機溶劑:環己烷介電常數最小的有機溶劑:石油醚常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機溶劑:正丁醇溶解范圍最廣的有機溶劑:乙醇運用溶劑提取法的關鍵,是選擇適當的溶劑。溶劑選擇適當,就可以比較順利地將需要的成分提取出來。選擇溶劑要注意以下三點:①溶劑對有效成分溶解度大,對雜質溶解度小;②溶劑不能與中藥的成分起化學變化;③溶劑要經濟、易得、使用安全等。3、溶劑的選擇4、各種溶劑提取法

連續回流提取法等

浸漬法滲漉法煎煮法回流提取法浸漬法:浸漬法系將天然產物粉末或碎塊裝人適當的容器中,加入適宜的溶劑(如乙醇、稀醇或水),浸漬藥材以溶出其中成分的方法。滲漉法:滲漉法是將天然產物粉末裝在滲漉器中,不斷添加新溶劑,使其滲透過藥材,自上而下從滲漉器下部流出浸出液的一種浸出方法。01溶劑罐02變頻物料泵03快速滲漏機04流量計05滲濾液罐06可調試電加熱水箱07熱水泵08高效旋轉薄膜蒸發器09濃縮液罐10冷凝器11冷卻器12受卻器13真空泵14控制柜01溶劑罐02變頻物料泵03快速滲漏機04流量計05滲濾液罐06可調試電加熱水箱07熱水泵08高效旋轉薄膜蒸發器09濃縮液罐10冷凝器11冷卻器12受卻器13真空泵14控制柜01溶劑罐02變頻物料泵

03快速滲漏機

04流量計

05滲濾液罐

06可調試電加熱水箱

07熱水泵

08高效旋轉薄膜蒸發器

09濃縮液罐

10冷凝器

11冷卻器

12受卻器

13真空泵

14控制柜

SLNS-快速滲漉提取濃縮機組工藝流程圖

SLNS-快速滲漉提取濃縮機組工藝流程圖

SLNS-快速滲漉提取濃縮機組煎煮法:煎煮法是我國最早使用的傳統的浸出方法。所用容器一般為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿,不宜用鐵鍋,以免藥液變色。直火加熱時最好時常攪拌,以免局部藥材受熱太高,容易焦糊。有蒸汽加熱設備的藥廠,多采用大反應鍋、大銅鍋、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加熱。還可將數個煎煮器通過管道互相連接,進行連續煎浸。

回流提取法:應用有機溶劑加熱提取,需采用回流加熱裝置,以免溶劑揮發損失。小量操作時,可在圓底燒瓶上連接回流冷凝器。溶劑浸過藥材表面約1~2cm。在水浴中加熱回流,一般保持沸騰約1小時后放冷過濾,再在藥渣中加溶劑,作第二、三次加熱回流分別約半小時,或至基本提盡有效成分為止。此法提取效率較冷浸法高,大量生產中多采用連續提取法。

連續回流提取法:應用揮發性有機溶劑提取天然產物有效成分,不論小型實驗或大型生產,均以連續提取法為好,而且需用溶劑量較少,提取成分也較完全。實驗室常用脂肪提取器或稱索氏提取器。連續提取法,一般需數小時才能提取完全。提取成分受熱時間較長,遇熱不穩定易變化的成分不宜采用此法。

提取方法溶劑操作提取效率使用范圍備注浸漬法水或有機溶劑不加熱效率低各類成分,尤遇熱不穩定成分出膏率低,易發霉,需加防腐劑滲漉法有機溶劑不加熱—脂溶性成分消耗溶劑量大,費時長煎煮法水直火加熱—水溶性成分易揮發、熱不穩定不宜用回流提取法有機溶劑水浴加熱—脂溶性成分熱不穩定不宜用,溶劑量大連續回流提取法有機溶劑水浴加熱節省溶劑、效率最高親脂性較強成分用索氏提取器,時間長二、

水蒸氣蒸餾法

水蒸氣蒸餾法,適用于能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的天然產物成分的提取。此類成分的沸點多在100℃以上,與水不相混溶或僅微溶,且在約100℃時存一定的蒸氣壓。當與水在一起加熱時,其蒸氣壓和水的蒸氣壓總和為一個大氣壓時,液體就開始沸騰,水蒸氣將揮發性物質一并帶出。

三、升華法

固體物質受熱直接氣化,遇冷后又凝固為固體化合物,稱為升華。天然產物中有一些成分具有升華的性質,故可利用升華法直接自天然產物中提取出來。

例如樟木中升華的樟腦(camphor),在《本草綱目》中已有詳細的記載,為世界上最早應用升華法制取藥材有效成分的記述。

茶葉中的咖啡堿在178℃以上就能升華而不被分解。游離羥基蒽醌類成分,一些香豆素類,有機酸類成分,有些也具有升華的性質。

四、影響提取效果的因素

溶劑提取的效果主要取決于選擇合適的溶劑和提取方法。此外,原料的粉碎程度,提取溫度,濃度差,提取時間,操作壓力,原料與溶劑的相對運動等因素也不同程度地影響提取效果。

原料的粉碎程度:原料經粉碎后粒度變小,表面能增加,浸出速度加快,但粉碎度過高,樣品粉粒表面積過大,吸附作用增強,反而影響擴散速度,并不利于浸出,一般而言粒度以20~60目為適。

浸出溫度:溫度增加可增大可溶性成分的溶解度、擴散系數。擴散速度加快有利于浸提,并且溫度適當升高,可使原料中的蛋白質凝固、酶破壞而增加浸提液的穩定性,但溫度過高,會破壞不賴熱的成分,并且導致浸提液的品質劣變。提取的雜質含量增高,給后道精制工序帶來困難,一般浸出溫度控制在60~100℃。

浸提時間:原料中的成分隨提取時間延長,提取的得率增加,但時間過長,雜質成分溶解也隨之增加,給后序提取精制造成困難,一般而言,熱提1~3h,乙醇加熱回流提取1~2h。

濃度差:濃度差是原料組織內的濃度與外周溶液的濃度差異。濃度差越大,擴散推動力越大,越有利于提高浸出效率。

第二節

天然產物有效成分的分離與精制

根據物質溶解度差別進行分離

根據物質在兩相溶劑中的分配系數不同進行分離

根據物質的吸附性差別進行分離

一、根據物質溶解度差別進行分離

1、結晶結晶是利用溫度不同引起溶解度的改變而使有效成分以晶體的形式析出以達到分離物質的目的。(1)雜質的除去:天然產物經過提取分離所得到的成分,大多仍然含有雜質,或者是混合成分。有時即使有少量或微量雜質存在,也能阻礙或延緩結晶的形成。所以在制備結晶時,必須注意雜質的干擾,應力求盡可能除去。

(2)溶劑的選擇:制備結晶,要注意選擇合宜的溶劑和應用適量的溶劑。合宜的溶劑,最好是在冷時對所需要的成分溶解度較小,而熱時溶解度較大。溶劑的沸點亦不宜太高。

(3)結晶溶液的制備:制備結晶的溶液,需要成為過飽和的溶液。

(4)制備結晶操作(5)重結晶及分步結晶:晶態物質可以用溶劑溶解再次結晶精制。這種方法稱為重結晶法。結晶經重結晶后所得各部分母液,再經處理又可分別得到第二批、第三批結晶。這種方法則稱為分步結晶法或分級結晶法。

(6)結晶純度的判定:化合物的結晶都有一定的結晶形狀、色澤、熔點和熔距,一可以作為鑒定的初步依據。

2、溶劑沉淀:

在溶液中加入另一種溶劑以改變混合溶劑的極性,使一部分物質沉淀析出,從而實現分離。

3、沉淀劑沉淀:(1)金屬離子沉淀;(2)酸堿沉淀;(3)非離子型聚合物沉淀;(4)均相沉淀。4、鹽析沉淀

二、根據物質在兩相溶劑中的分配比不同進行分離

1、液-液萃取與分配系數K值

K=CU/CL

(2-1)

2、分離難易與分離因子β

分離因子β表示

A、B兩種溶質在同一溶劑系統中分配系數的比值。即:

β=KA/KB(注:KA>KB)

(2-2)

3、分配比與pH

HA+H2OA-+H3O+

若使該酸性物質完全離解,則:使該酸性物質完全游離,即使A-均轉變成HA,則:

因為酚類化合物的pKa值一般為9.2~10.8,羧酸類化合物的pKa值約為5,故pH值為3以下,大部分酚酸性物質將以非離解形式(HA)存在,易分配于有機溶劑中;而pH12以上,則將以離解形式(A-)存在,易分配于水中。同理,對于堿性物質(B):

Ka為堿性物質(B)的共軛酸(BH+)的離解常數。

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。據此,可采用圖1-1所示在不同pH的緩沖溶液與有機溶劑中進行分配的方法,使酸性、堿性、中性及兩性物質得以分離。

兩相溶劑萃取在操作中還要注意以下幾點:1)先用小試管猛烈振搖約1分鐘,觀察萃取后二液層分層現象。如果容易產生乳化,大量提取時要避免猛烈振搖,可延長萃取時間。如碰到乳化現象,可將乳化層分出,再用新溶劑萃取;或將乳化層抽濾,或將乳化層稍稍加熱;或較長時間放置并不時旋轉,令其自然分層。乳化現象較嚴重時,可以采用二相溶劑逆流連續萃取裝置。

2)

水提取液的濃度最好在比重1.1~1.2之間,過稀則溶劑用量太大,影響操作。

3)

溶劑與水溶液應保持一定量的比例,第一次提取時,溶劑要多一些,一般為水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4-1/6。

4)一般萃取3~4次即可。但親水性較大的成分不易轉入有機溶劑層時,須增加萃取次數,或改變萃取溶劑。

4、超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取是以某一介質作為萃取劑,在其臨界溫度和臨界壓力之上的條件下,從液體或固體物料中萃取出待分離的組分的一種方法。

超臨界流體由于接近液體的密度使之具有較高溶解度,由于接近氣體的粘度,使之具有良好的流動性能,擴散系數介于氣液之間,使之對待萃取的物料組織有良好的滲透性,這些特征大大提高了溶質進入超臨界流體的傳質速率。

(1)超臨界流體萃取的特點

萃取過程在較低溫度范圍內進行,特別適用于具有熱敏性或易氧化的成分。萃取介質通常選用二氧化碳,二氧化碳化學性質穩定,無腐蝕性、無毒性、不易燃、不易爆,萃取后容易從分離成分中脫除,不會造成污染,適用于食品和醫藥行業。

工藝條件容易控制,通過對溫度和壓力進行調節,可以實現選擇性萃取和分離。

萃取產物的理化性質保持良好,產品質量好,且無溶劑殘留問題,萃取介質循環利用,無環境污染問題。

超臨界流體萃取需要冷媒和高壓支持且生產量較小,操作成本大。

(2)超臨界流體萃取的應用

由于超臨界流體萃取技術上有許多元可替代的優點,近年來獲得高度的重視和廣泛的應用,例如中藥有效成分的提取;菌體生成物的分離;香精香料色素的提取;動植物脂肪、脂溶性成分、植物堿、甾醇類物質等成分的提取;有機溶劑以及有害有毒物質的脫除等。

5.逆流分溶法(CCD)

液-液萃取分離中經常遇到的情況是分離因子β值較小,故萃取及轉移操作常須進行幾十次乃至幾百次。此時簡單萃取已不能滿足需要,而要采用逆流分溶法(countercurrentdistribution,簡稱CCD)。

CCD法因為操作條件溫和、試樣容易回收,故特別適于中等極性、不穩定物質的分離。另外,溶質濃度越低,分離效果越好。但是,試樣極性過大或過小,或分配系數受濃度或溫度影響過大時則不易采用此法分離。易于乳化的萃取溶劑系統也不宜采用。

6、液液分配色譜柱

將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上,作為固定相,填充在色譜管中,然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑

(流動相)沖洗色譜柱。這樣,物質同樣可在兩相溶劑中相對作逆流移動,在移動過程中不斷進行動態分配而得以分離。這種方法稱之為液-液分配柱色譜法。

(1)正相色譜與反相色譜:分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、苷類、糖類、有機酸等化合物時,固定相多采用強極性溶劑,如水、緩沖溶液等,流動相則用氯仿、乙酸乙醋、丁醇等弱極性有機溶劑,稱之為正相色譜;但當分離脂溶性化合物,如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等時,則兩相可以顛倒,固定相可用石蠟油,而流動相則用水或甲醇等強極性溶劑,故稱之為反相分配色譜

(reversephasepartitionchromatography)。

(2)加壓液相柱色譜特點:加壓液相色譜用的載體多為顆粒直徑較小、機械強度及比表面積均大的球形硅膠微粒,因而柱效率大大提高。

三、根據物質的吸附性質差別進行分離

物理吸附(physicalabsorption)也叫表面吸附,是因構成溶液的分子(含溶質及溶劑)與吸附劑表面分子的分子間力的相互作用所引起。

特點:①是無選擇性、②吸附與解吸過程可逆、③可快速進行。故在實際工作中用得最廣。如采用硅膠、氧化鋁及活性炭為吸附劑進行的吸附色譜即屬于這一類型。

化學吸附(chemicalabsorption),如黃酮等酚酸性物質被堿性氧化鋁吸附,或生物堿被酸性硅膠吸附等吸附質與吸附劑之間要發生化學反應的一類吸附。特點:①具有選擇性、②吸附十分牢固、有時甚至不可逆,故用得較少。半化學吸附(semi-chemicalabsorption),如聚酰胺對黃酮類、醌類等化合物之間的氫鍵吸附,力量較弱,介于物理吸附與化學吸附之間的一類吸附。1.物理吸附基本規律

(2)被分離的物質與吸附劑、洗脫劑共同構成吸附過程中的三要素,彼此緊密相連。(1)物理吸附過程一般無選擇性,但吸附強弱大體遵循“相似者易于吸附”的經驗規律。硅膠、氧化鋁因均為極性吸附劑,故有以下特點:

(1)對極性物質具有較強的親和能力,極性強的溶質將被優先吸附。(2)溶劑極性越弱,則吸附劑對溶質將表現出較強的吸附能力。溶劑極性增強,則吸附劑對溶質的吸附能力即隨之減弱。 (3)溶質即使被硅膠、氧化鋁吸附,但一旦加入極性較強的溶劑時,又可被后者置換洗脫下來。活性炭因為是非極性吸附劑,故與硅膠、氧化鋁相反,對非極性物質具有較強的親和能力,在水中對溶質表現出強的吸附能力。溶劑極性降低,則活性炭對溶質的吸附能力也隨之降低。故從活性炭上洗脫被吸附物質時,洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強。

2、

極性及其強弱判斷

極性強弱是支配物理吸附過程的主要因素。所謂極性乃是一種抽象概念,用以表示分子中電荷不對稱(asymmetry)的程度,并大體上與偶極矩(dipolemoment)、極化度(polarizability)及介電常數(dielectricconstant)等概念相對應。

(1)官能團的極性按下列官能團的順序增強:

—CH2—CH2—,—CH2=CH2—,—OCH3,—COOR,

>C=O,—CHO,—NH2,—OH,—COOH

(2)化合物的極性則由分子中所含官能團的種類、數目及排列方式等綜合因素所決定。

(3)、大體上溶劑極性的大小可以根據介電常數(ε)的大小來判斷。介電常數越大,則極性越大。一般溶劑的介電常數按下列順序增大:

環己烷(1.88),苯(2.29),無水乙醚(4.47),氯仿(5.20),乙酸乙酯(6.11),乙醇(26.0),甲醇(31.2),水(81.0)

3.簡單吸附法進行物質的濃縮與精制

簡單吸附,如在結晶及重結晶過程中加入活性炭進行的脫色、脫臭等操作,在物質精制過程中應用很廣。

一葉萩堿curinine

本品系由大戟科植物一葉萩葉中提取的一種生物堿,現已人工合成。【性狀】其硝酸鹽為白色或微粉紅色粉末,味苦,能溶于水。【藥理及應用】作用與士的寧相似。但毒性較低。能興奮脊髓。增強反射及肌肉緊張度。體內代謝較快,無蓄積。動物實驗表明,小量能增強心肌收縮,并有抑制膽堿酯酶作用。用于治療小兒麻痹癥及其后遺癥、面神經麻痹,對神經衰弱、低血壓、植物神經功能紊亂所引起的頭暈以及耳鳴、耳聾等有一定療效。4.吸附柱色譜法用于物質的分離

吸附色譜法中硅膠、氧化鋁柱色譜在實際工作中用得最多。有關注意事項如下:

(1)硅膠、氧化鋁吸附柱色譜過程中,吸附劑的用量一般為試樣量的30~60倍。試樣極性較小、難以分離者,吸附劑用量可適當提高至試樣量的100~200倍。

據此可選用適當規格的色譜管,實驗室中常用色譜管的規格如下所示,其高度與直徑比約為(15:1)~(20:1)。

色譜管內徑(cm):0.51.01.52.03.04.06.08.010

長度

(cm):10

1530

45607590120150(2)硅膠、氧化鋁吸附柱色譜,應盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解試樣,以利試樣在吸附劑柱上形成狹窄的原始譜帶。

(3)洗脫用溶劑的極性宜逐步增加,但跳躍不能太大。實踐中多用混合溶劑,并通過巧妙調節比例以改變極性,達到梯度洗脫分離物質的目的。

(4)為避免發生化學吸附,酸性物質宜用硅膠、堿性物質則宜用氧化鋁進行分離。

(5)如液-液分配色譜中所述,吸附柱色譜也可用加壓方式進行,溶劑系統可通過

TLC進行篩選。

5.聚酰胺吸附色譜法

聚酰胺(polyamide)吸附屬于氫鍵吸附,是一種用途十分廣泛的分離方法,極性物質與非極性物質均可適用,但特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。

(1)聚酰胺的性質及吸附原理

一般認為是通過分子中的酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基,或酰胺鍵上的游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產生吸附。至于吸附強弱則取決于各種化合物與之形成氫鍵締合的能力。通常在含水溶劑中大致有下列規律:

形成氫鍵的基團數目越多,則吸附能力越強。

成鍵位置對吸附力也有影響。易形成分子內氫鍵者,其在聚酰胺上的吸附即相應減弱。

③分子中芳香化程度高者,則吸附性增強;反之,則減弱。如:以上是僅就化合物本身對聚酰胺的親和力而言。但吸附因為是在溶液中進行,故溶劑也會參加吸附劑表面的爭奪,或通過改變聚酰胺對溶質的氫鍵結合能力而影響吸附過程。顯然,聚酰胺與酚類或醌類等化合物形成氫鍵締合的能力在水中最強,在含水醇中則隨著醇濃庭的增高而相應減弱,在高濃度醇或其它有機溶劑中則幾乎不締合。

(2)聚酰胺柱的洗脫在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強,可大致排列成下列順序:水→甲醇→丙酮→氫氧化納水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液

(3)聚酰胺色譜的應用

聚酰胺對一般酚類、黃酮類化合物的吸附是可逆的,分離效果好,加以吸附容量又大,故聚酰胺色譜特別適合于該類化合物的制備分離。此外,對生物堿、萜類、甾體、糖類、氨基酸等其它極性與非極性化合物的分離也有著廣泛的用途。

6.大孔吸附樹脂

(1)大孔吸附樹脂的吸附原理

大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩性原理相結合的分離材料,它的吸附性是由于范德華引力或產生氫鍵的結果。分子篩性是由于其本身多孔性結構的性質所決定。

(2)影響吸附的因素

比表面積、表面電性、能否與化合物形成氫鍵(3)大孔吸附樹脂的應用

大孔吸附樹脂現在已被廣泛應用于天然化合物的分離和富集工作中,如苷與糖類的分離、生物堿的精制。在多糖、黃酮、三萜類化合物的分離方面都有很好的應用實例。

(4)洗脫液的選擇

洗脫液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙脂等。根據吸附作用強弱選用不同的洗脫液或不同濃度的同一溶劑。對非極性大孔樹脂,洗脫液極性越小,洗脫能力越強。對于中等極性的大孔樹脂和極性較大的化合物來說,則選用極性較大的溶劑為宜。

四、根據物質分子大小差別進行分離

1、凝膠過濾法(Gelfiltration)

凝膠過濾法也叫凝膠滲透色譜(Gelpermeationchromatography)、分子篩過濾(molecularsievefiltration)、排祖色譜(exclusionchromatography),系利用分子篩分離物質的一種方法。其中所用載體,如葡聚糖凝膠,是在水中不溶、但可膨脹的球形顆粒,具有三維空間的網狀結構。(1)原理:分子篩原理。即利用凝膠的三維網狀結構的分子篩的過濾作用將化合物按分子量大小不同進行分離。

(2)出柱順序:按分子由大到小順序先后流出并得到分離。

(3)常用的溶劑:①堿性水溶液(0.1mol/LNH4OH)含鹽水溶液(0.5mol/LNaCl等)②醇及含水醇,如甲醇、甲醇—水③其他溶劑:如含水丙酮,甲醇-氯仿(4)凝膠的種類與性質

種類很多,常用的有以下兩種:①

Sephadex-G:葡聚糖凝膠,只適用于水中應用,且不同規格適合分離不同分子量的物質。②

SephadexLH-20:羥丙基葡聚糖凝膠,為SephadexG-25經羥丙基化后得到的產物,具有以下兩個特點:具有分子篩特性,可按分子量大小分離物質;在由極性與非極性溶劑組成的混合溶劑中常常起到反相分配色譜的作用,適合于不同類型有機物的分離。應用最廣。

交聯葡聚糖的化學結構

2、膜過濾法膜過濾法是一種用天然或人工合成的膜,以外界能量或化學位差為推動力,對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純或富集的方法。

(1)概念膜過濾技術主要包括滲透、反滲透、超濾、電滲析、液膜技術等。

(2)分類3、透析法透析法是膜過濾法中的一種。

(1)原理:透析法是利用小分子物質在溶液中可通過半透膜、而大分子物質不能透過半透膜的性質,以達到分離的目的,本質上是一種分子篩作用。

(2)應用:對于生物大分子,一般可以通過透析法進行濃縮和精制。如藥用酶的精制。分離和純化皂苷、蛋白質、多肽、多糖等大分子物質,可將其留在半透膜內,而將如無機鹽、單糖、雙糖等小分子的物質透過半透膜,進入膜外的溶液中,而加以分離精制。

五、

根據物質離解度不同進行分離

具有酸性、堿性、兩性基團的化合物在水中多呈解離狀態,據此可用離子交換法進行分離。

固定相:離子交換樹脂1、離子交換法分離物質的原理流動相:水或含水溶劑洗脫液:強酸性陽離子交換樹脂(H型)——稀氨水洗脫

強堿性陰離子交換樹脂(OH型)——稀氫氧化鈉洗脫原理:離子交換原理強酸性陽離子交換樹脂的結構2、離子交換樹脂的結構及性質根據交換基團不同分為:①陽離子交換樹脂

強酸性(—SO3-H+)

弱減性(—COO-H+)②陰離子交換樹脂

強堿性[—N+(CH3)3Cl]

弱減性(—NH2及仲胺、叔胺基)

3、分類4、應用①用于不同電荷離子的分離,如水提取物中的酸性、堿性、兩性化合物的分離。②用于相同電荷離子的分離,如同為生物堿,但堿性強弱不同,仍可用離子交換樹脂分離。

六、根據物質的沸點進行分離——分餾法

1、概念:

分餾法是利用中藥中各成分沸點的差別進行提取分離的方法。一般情況下,液體混合物沸點相差100℃以上時,可用反復蒸餾法;沸點相差25℃以下時,需用分餾柱;沸點相差越小,則需要的分餾裝置越精細。

2.應用:揮發油、一些液體生物堿的提取分離常采用分餾法。

一、概述十九世紀德國學者F.W.Sertrner從鴉片中分離出嗎啡堿(morphine)現從自然界中分離得到約10000種《全國醫藥產品大全》中收載的藥物及其制劑達六十余種植物中存在的生物堿大多有明顯的生理活性如:一、概述

鴉片中的嗎啡——鎮痛作用麻黃中的麻黃堿——止喘作用長春花中的長春堿——抗癌活性黃連中的小檗堿——抗菌消炎作用

山莨菪堿——抗中毒性休克作用生物堿化學結構的研究為合成藥物提供了線索,如:一、概述

植物古柯中的有效成分古柯堿(cocaine)雖有很強的局部麻醉作用,但是毒性較大,久用容易成癮普魯卡因procaine(合成品)局麻藥古柯堿cocaine(可卡因)指天然產的一類含氮的有機化合物;多數具有堿性且能和酸結合生成鹽;大部分為雜環化合物且氮原子在雜環內;多數有較強的生理活性。一、概述㈡分布存在于一百多個科中如:豆科、茄科、防己科、罌粟科、毛茛科等植物中。㈠生物堿的定義一、概述1.游離堿:堿性極弱,以游離堿的形式存在。2.成鹽:有機酸有:檸檬酸、酒石酸等;特殊的酸類:烏頭酸、綠原酸等無機酸:硫酸、鹽酸等。3.苷類:以苷的形式存在于植物中;4.酯類:多種吲哚類生物堿分子中的羧基,常以甲酯形式存在。5.N-氧化物:植物體中的氮氧化物約一百余種。㈢存在形式一、概述㈣命名規則1.類型的命名⑴基核的化學結構,如吡啶、喹啉、萜類等;⑵以來源植物命名,如石蒜科生物堿等。2.單體成分的命名⑴以植物來源的屬、種的名稱命名;如一葉萩堿⑵也有以生理活性或藥效命名,如:嗎啡(使睡眠)⑶以人名命名的;如:pelletierine一、概述㈤分類方法1.按植物來源分類;如:石蒜生物堿,長春花生物堿;2.按化學結構分類;如:異喹啉生物堿、甾體生物堿;3.按生源結合化學分類;如:來源于鳥氨酸的吡咯生物堿。本章內容

結構特點二、分類㈠有機胺類(苯丙氨酸/酪氨酸)氮原子不結合在環內的一類生物堿。ephedrinepseudoephedrine麻黃堿的特點:二、分類㈠有機胺類(苯丙氨酸/酪氨酸)

游離時可溶于水,能與酸生成穩定的鹽,有揮發性,不易與大多數生物堿沉淀試劑反應生成沉淀。二、分類㈠有機胺類(苯丙氨酸/酪氨酸)

秋水仙堿colchicine治療急性痛風,并有抑制癌細胞生長的作用益母草堿leonurine對動物子宮有增加其緊張性與節律性的作用二、分類㈡吡咯衍生物由吡咯或四氫吡咯衍生的生物堿。

重要的分:簡單的吡咯衍生物吡咯里西啶衍生物(又稱雙稠吡咯啶)吲哚里西啶衍生物。二、分類㈡吡咯衍生物簡單的吡咯衍生物紅古豆堿cuscohygrine紅古豆苦杏仁酸酯(無活性)(有活性)似阿托品藥物的散瞳等作用二、分類㈡吡咯衍生物野百合堿monocrotaline(有抗癌活性)吡咯里西啶吡咯里西啶(pyrrolizidine)衍生物二、分類㈡吡咯衍生物吲哚里西啶(indolizidine)衍生物吲哚里西啶indolizidine一葉萩堿securinineTylophoraalkaloids二、分類㈢吡啶衍生物由吡啶或六氫吡啶衍生的生物堿。分:簡單吡啶衍生物、喹諾里西啶(quinolizidine)二、分類㈢吡啶衍生物actinidinericininecytisine二、分類㈢吡啶衍生物matrineoxymatrine二、分類㈣莨菪烷(tropane)衍生物由吡咯啶和哌啶駢合而成的雜環。分:顛茄生物堿(belladonnaalkaloids)古柯生物堿(cocaalkaloids)二、分類

莨菪堿是由莨菪醇(tuopine)與莨菪酸(tuopicacid)縮合而生成的酯:莨菪醇莨菪酸莨菪堿(阿托品)+縮合二、分類顛茄生物堿(belladonnaalkaloids)莨菪堿hyoscyamine阿托品atropine東莨菪堿scopolamine山莨菪堿anisodamine樟柳堿anisodine二、分類古柯生物堿(cocaalkaloids)愛康寧ecgonine古柯堿cocaine二、分類㈤喹啉衍生物喜樹堿camptothecine治白血病和直腸癌內酯結構堿化開環成鹽溶于水二、分類㈥異喹啉衍生物分:1-苯甲基異喹啉型雙苯甲基異喹啉型原小檗堿型阿樸啡型原阿樸啡型嗎啡烷型原托品堿型異喹啉isoquinoline二、分類㈥異喹啉衍生物1-苯甲基異喹啉型那可丁narcotine存在于鴉片中,具有鎮咳作用與可卡因相似,但無成癮性,可替代可卡因。1-benzyl-isoquinoline二、分類雙苯甲基異喹啉型唐松草堿thalicarpine二、分類原小檗堿型protoberberine小檗堿(黃連素)berberine藥根堿jatrorrhizine二、分類

原小檗堿型四氫黃連堿tetrahydrocoptisine延胡索乙素CorydalisB二、分類

阿樸啡型阿樸啡aporphine土藤堿tuduranine二、分類

原阿樸啡型原阿樸啡proaporphineStepharine(存在于千金藤中)二、分類嗎啡烷型嗎啡烷morphinane嗎啡堿morphine青藤堿sinomenine二、分類

原托品堿型原托品堿protopine二、分類㈦菲啶(phenanthridine)衍生物屬異喹啉類衍生物,重要的類型有:苯駢菲啶類吡咯駢菲啶類苯駢菲啶benzo-phenanthridine菲啶二、分類㈦菲啶(phenanthridine)衍生物苯駢菲啶類吡咯駢菲啶類白屈菜堿chelidonine石蒜堿lycorine二、分類㈧吖啶酮(acridone)衍生物吖啶山油柑堿acronycine具有顯著抗癌作用,抗瘤譜較廣,現已有人工合成品。二、分類㈨吲哚(yinduo)衍生物吲哚麥角新堿ergonovineergometrine二、分類㈨吲哚(yinduo)衍生物毒扁豆堿physostigmine治療青光眼玫瑰樹堿ellipticine抗癌作用,低毒。二、分類㈩咪唑(imidazole)衍生物咪唑毛果蕓香堿pilocarpine治療青光眼二、分類(十一)喹唑酮(quinazolidone)衍生物喹唑酮常山堿

-dichroinefebrifugine抗瘧作用二、分類(十二)嘌呤(purine)衍生物嘌呤香菇嘌呤eritadenine具降脂作用二、分類(十三)甾體生物堿類貝母堿peimineverticine二、分類(十四)萜生物堿類石斛堿dendrobine烏頭堿aconitine二、分類(十五)大環生物堿類美登堿maytansine高效低毒、安全幅度大的抗癌活性成分二、分類(十六)其他類型生物堿四甲基吡嗪(川芎嗪)tetramethylpyrazine蓮氏花烷hasubanane間千金藤堿metaphanine短防已堿acutumine本章內容

三、理化性質(一)一般性質(一)一般性質1.形態——多為結晶固體,少為粉末;有熔點。少數常溫下——液體(多不含氧,若含多成酯鍵)毒藜堿dl-anabasine菸堿nicotine檳榔堿arecoline三、理化性質(一)一般性質2.顏色——多為無色或白色,少數有色。三、理化性質(一)一般性質一葉萩堿成鹽后則無色。一葉萩堿(黃色)三、理化性質(一)一般性質3.味覺——多具苦味。4.揮發性——多無揮發性,少數具揮發性。5.旋光性——多為左旋光性。有的產生變旋現象。如:菸堿中性溶液——左旋光性酸性溶液——右旋光性多數左旋體呈顯著生理活性。三、理化性質(一)一般性質*酸、堿均為1%。6.溶解度

(1)游離堿

類別極性溶解性H2OCHCl3H+OH-非酚性較弱脂溶性—

++

季銨堿強水溶性+

++

氮氧化物半極性中等水溶

+

±

++兩性:Ar-OH較弱脂溶性

+++-COOH強水溶性

+

++三、理化性質(一)一般性質

6.溶解度

(1)游離堿

少數酚性堿,由于各種原因而導致不溶堿水中。如:三、理化性質(一)一般性質6.溶解度

(2)成鹽Alk

多易溶于水,不溶或難溶有機溶劑。含氧酸鹽的水溶性往往較大。與大分子有機酸所形成的鹽水溶性差與小分子有機酸或無機酸成鹽水溶性較好。三、理化性質(二)堿性

(二)堿性

1.堿性的來源2.堿性強弱的表示方法三、理化性質(二)堿性2.堿性強弱的表示方法三、理化性質(二)堿性

3.影響堿性強弱的因素(1)雜化方式三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(2)電子效應連接供電基團則使堿性增強。三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(2)電子效應ABab三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(2)電子效應氮原子附近若有吸電基團,堿性減弱。三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(2)電子效應氮原子孤電子對處于P~

共軛體系時,堿性減弱。三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(2)電子效應誘導——場效應:堿性降低。三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(3)立體因素叔胺分子——堿性降低但如:苦參堿——使堿性增強三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(4)分子內氫鍵

若能形成穩定的分子內氫鍵,可使堿性增強。(指成鹽時接受的質子能形成穩定的分子內氫鍵)三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(4)分子內氫鍵三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(4)分子內氫鍵三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構N原子處在稠環的“橋頭”——張力較大三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素(5)分子內互變異構

互變異構的條件:①環叔胺分子,氮原子的α、β位有雙鍵;②環叔胺分子,氮原子的α位有-OH;③處于稠環橋頭的N,不能異構化。三、理化性質(二)堿性3.影響堿性強弱的因素堿性強弱:三、理化性質(二)堿性

比較堿性強弱:三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)生物堿與酸成鹽,對質子化來說,仲胺、叔胺生物堿成鹽時,質子多結合于氮原子。

季胺堿、氮雜縮醛、烯胺以及具有涉及氮原子的跨環效應形式存在的生物堿,質子化則往往并非發生在氮原子上。三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)1.季胺堿的成鹽三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)2.含氮雜縮醛Alk的成鹽三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)2.含氮雜縮醛Alk的成鹽三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)3.具有烯胺結構Alk的成鹽三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)3.具有烯胺結構Alk的成鹽三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)*稠環橋頭N原子不能形成亞胺形式的鹽。有烯胺結構新士的寧含氮雜縮醛結構阿馬林堿三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)4.涉及氮原子跨環效應Alk的成鹽N原子孤電子對空間上靠近酮基時,則產生跨環效應三、理化性質(三)成鹽(Alk成鹽的機理)4.涉及氮原子跨環效應Alk的成鹽產生跨環效應生成的鹽二甲氧基皮拉菲林dimethoxypicraphylline三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化

1.氧化成亞胺及其鹽類:三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化

2.N-去烷基化(去N-甲基、N-乙基等)三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化

3.酰胺化三、理化性質(四)涉及氮原子的氧化

4.氮雜縮醛的形成三、理化性質(五)沉淀反應用途:

鑒別——試管、TLC或PPC顯色劑;提取分離——檢查是否提取完全。主要內容:

1.沉淀試劑

2.反應原理

3.反應條件

4.結果判斷三、理化性質(五)沉淀反應

1.沉淀試劑金屬鹽類碘-碘化鉀(Wagner)KI-I2棕褐色沉淀碘化鉍鉀(Dragendoff)BiI3

KI紅棕色沉淀碘化汞鉀(Mayer試劑)HgI2

2KI類白色沉淀若加過量試劑,沉淀又被溶解氯化金(3%)(Suricchloride)HAuCl4黃色晶形沉淀三、理化性質(五)沉淀反應

1.沉淀試劑酸類——硅鎢酸(Bertrand試劑)SiO2

12WO3

乳白色酚酸類——苦味酸(Hager試劑)2,4,6-三硝基苯酚黃色復鹽——

雷氏銨鹽(Ammoniumreineckate)硫氰酸鉻銨試劑生成難溶性復鹽紫紅色三、理化性質(五)沉淀反應

2.反應原理:生成更大多分子復鹽和絡鹽三、理化性質(五)沉淀反應

3.沉淀反應條件(1)通常在酸性水溶液中生物堿成鹽狀態下進行;(若在堿性條件下則試劑本身將產生沉淀)(2)在稀醇或脂溶性溶液中時,含水量>50%;(當醇含量>50%時可使沉淀溶解)(3)沉淀試劑不易加入多量。(如:過量的碘化汞鉀可使產生的沉淀溶解)三、理化性質(五)沉淀反應

4.結果的判斷(1)鑒別時每種Alk需采用三種以上沉淀試劑;(沉淀試劑對各種Alk的靈敏度不同)(2)直接對中藥酸提液進行沉淀反應,則

陽性結果——不能判定Alk的存在

陰性結果可判斷無Alk存在氨基酸、蛋白質、多糖、鞣質等+沉淀試劑——沉淀三、理化性質常規提純方法(排除水溶性成分的干擾)中草藥水提液CHCl3H2OH+/H2OOH-/CHCl3萃取H2OCHCl3氨基酸、蛋白質多糖、鞣質等三、理化性質(六)顯色反應Labat反應

5%沒食子酸的醇溶液具有亞甲二氧基結構呈翠綠色Vitali反應發煙硝酸和苛性堿醇溶液結構中有芐氫存在則呈陽性反應深紫—暗紅—最后顏色消失三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應(基本骨架的測定)

1.霍夫曼降解(Hofmanndegradation)

2.Emde降解反應(Emdedegradation)

3.vonBraun三級胺降解(vonBraunternaryaminedegradation)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應1.霍夫曼降解(Hofmanndegradation)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應1.霍夫曼降解(Hofmanndegradation)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應1.霍夫曼降解(Hofmanndegradation)反應條件:

N原子的位具有H;

位連電負性基團(苯),Hofmann不脫去三甲氨。三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應2.Emde降解反應(Emdedegradation)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應

2.Emde降解反應(Emdedegradation)

位無H時,或位有電負性基團時鈉汞齊/EtOH季銨鹵化物C-N鍵斷裂三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應2.Emde降解反應(Emdedegradation)裂解優先發生在處于芐基或烯丙體系的C-N鍵上如:娃兒藤堿(tylophorine)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解(vonBraunternaryaminedegradation)三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解(1)反應機制三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解(2)分子結構與降解產物的關系①N-烷基取代,體積小者易被取代裂除。三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解

(2)分子結構與降解產物的關系②N原子的、為不飽和體系,則N原子的位C-N鍵易斷裂(如:芐基或丙烯基)。三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解

(2)分子結構與降解產物的關系③C-N鍵中碳原子處于苯環中,則多不反應。三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解

(2)分子結構與降解產物的關系④C-N鍵的碳原子處于叉鏈結構中,則C-N鍵不易斷開。三、理化性質(七)C-N鍵的裂解反應3.vonBraun三級胺降解(2)分子結構與降解產物的關系⑤立體效應影響降解產物的定向。三、理化性質(一)一般性質(二)堿性(三)成鹽(四)涉及氮原子的氧化(五)沉淀反應(六)顯色反應(七)C-N鍵的裂解反應本章內容

四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法(離子交換樹脂法、沉淀法)

2.醇類溶劑提取法

3.與水不相混溶的有機溶劑提取法四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法:冷提法(滲漉法、冷浸法)酸性水——0.1%~1%H2SO4、HCl、HOAc等生藥H+/H2O藥渣Alk

OH-/H2OH+/H2OOH-弱堿及雜質親水性Alk四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法此法缺點:提取液體積較大(濃縮困難)提取液中水溶性雜質多解決方法:(1)離子交換樹脂法(2)沉淀法四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法(1)離子交換樹脂法四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法(2)沉淀法①酸提堿沉法藥材沉淀H2OH+/H2O提取;加堿堿化水溶性Alk、雜質不溶或難溶性Alk四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法(2)沉淀法②鹽析法:適用中等弱堿。黃藤1%H2SO4水溶液H2O沉淀堿化至pH=9;加NaCl達飽和掌葉防已堿四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法(2)沉淀法③雷氏銨鹽沉淀法四、提取分離(一)提取季銨堿的水溶液水溶液沉淀(雷氏復鹽)雷氏銨鹽沉淀沉淀濾液濾液(B2SO4)硫酸鋇沉淀季銨堿的鹽酸鹽加酸水調至弱酸性加新配制的雷氏銨鹽飽和/H2O溶丙酮(乙醇)中加Ag2SO4飽和水溶液加入氯化鋇(BaCl2)四、提取分離(一)提取2.醇類溶劑提取法生藥H+/H2O藥渣醇液OH-/H2O醇或酸性醇揮醇;加酸水堿性較弱的堿親水性AlkCHCl3沉淀AlkOH-/H2OCHCl3四、提取分離(一)提取3.與水不相混溶的有機溶劑提取法生藥殘渣CHCl3CHCl3H+/H2O堿化(如NH4OH)(使Alk游離)滲濾(或浸漬)(如CHCl3等)H+/H2OOH-/H2OAlk沉淀親水性Alk堿性較弱的Alk四、提取分離(一)提取

1.酸水提取法

2.醇類溶劑提取法

3.與水不相混溶的有機溶劑提取法(二)分離溶解性——重結晶法堿性強弱——pH梯度萃取色譜法四、提取分離(二)分離生物堿的分離系統分離特定分離多用于基礎研究側重于生產實用總堿單體Alk的分離類別指酸堿性強弱部位指極性不同依據Alk的理化性質四、提取分離(二)分離1.根據Alk及其鹽的溶解度不同進行分離(1)已知成分——查文獻選擇結晶溶劑(2)未知成分——色譜方法進行溶劑的選擇

2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

首先考慮的問題:所選溶劑pH值多少為宜?萃取幾次能完全?萃取溶劑的最佳體積?四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(1)確定pH值的方法①緩沖紙色譜四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(1)確定pH值的方法四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(1)確定pH值的方法四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(1)確定pH值的方法C+四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

(1)確定pH值的方法四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(1)確定pH值的方法②利用pKa值來確定pH值pKa與pH關系:四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

(1)確定pH值的方法②利用pKa值來確定pH值例:某Alk的pKa=8.0,用CHCl3從H2O中萃取,H2O的pH應調多少?pH=pKa+2=8+2=10四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(2)判斷分離的難易程度——萃取次數四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法

(2)判斷分離的難易程度——萃取次數β≥1001次萃取可達90%以上≥10萃取需10~12次≈2需1000次以上萃取(CCD法)≈1不能分離四、提取分離(二)分離2.Alk堿性不同——pH梯度萃取法(3)萃取溶劑的最佳體積——容積比(R)例:設K1=1.3K2=3.0按上式計算得R=1/2。即,有機相與水相容積比為1:2,1份有機相與2份水相進行萃取。四、提取分離(二)分離3.色譜法⑴吸附劑:柱色譜法常用氧化鋁(偶用硅膠);⑵展開劑:游離Alk常以苯、乙醚、氯仿等溶劑洗脫⑶化合物極性判斷:①相似結構:雙鍵多、含氧官能團多——則極性大②在含氧官能團中:4.利用生物堿分子中特殊功能基的性質進行分離⑴具有酚羥基(Ar-OH)的Alk;⑵具有內脂結構(R-O-C=O)的Alk;⑶具有酰胺鍵(-CO-NH-)的Alk。

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