郑大天然药化总论.ppt

天然药物化学天然药物化学Medicinal Chemistry of Natural Products 主讲：张雁冰主讲：张雁冰2009年年2月月25日日姓 名： 张雁冰职 称： 教 授学 位： 博 士办公室： 药学院214房间办公：67781912手 机： 13592680213邮 箱： Zhangyb@主要参考书目主要参考书目汪茂田等汪茂田等《《天然有机化合物提取天然有机化合物提取分离与结构鉴定分离与结构鉴定》》化工出版社化工出版社,2004第一章第一章 总论总论绪论绪论 一一.天然药物化学定义天然药物化学定义 二二.天然药物研究的发展史天然药物研究的发展史•1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸 苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机酸类物质•明代李延的《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程•《本草纲目》卷39中记载了没食子酸制备过程《本草纲目》卷34详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程欧洲直至18世纪下半叶才提出了樟脑的纯品•1806年由法国化学家F·泽尔蒂纳自鸦片中提取出吗啡碱。

•大量显著的生理活性成分，如土根碱、奎宁、辛可宁、番木鳖碱、咖啡因、阿托品毛地黄强心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等•1960年左右开始了对海洋天然产物的研究•20世纪80年代以来，由于分子生物技术的迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供了新方法吗啡是鸦片中最主要的生物碱(含量约10-15%)1806年法国化学家F·泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出.从发现到全合成用了约150年三三.主要研究内容和意义主要研究内容和意义理化性质理化性质主要化学主要化学 天然药化的研究意义天然物及改性产物具独特功效是可持续发展的根本保证降低降低原药材毒性提高疗效原药材毒性提高疗效控制控制天然药物及制剂质量天然药物及制剂质量药物药物提高人类生存质量特种功能的物质特种功能的物质提供生活方便从分子层面分子层面了解认识天然物人工方式得目标产物造福人类天然药化研究目的天然药化研究目的相关的术语相关的术语 有效成分和无效成分的关系有效成分和无效成分的关系•二者的划分是相对的二者的划分是相对的•随随着着科科学学的的发发展展和和人人们们对对客客观观世世界界认认识识的的提提高高，，一一些些过过去去被被认认为为是是无无效效成成分分的的化化合合物物，，如如某某些些多多糖糖、、多多肽肽、、蛋蛋白白质质和和油油脂脂类类成成分分等等，，现现已已发发现现它它们具有新的生物活性或药效。

们具有新的生物活性或药效•某某些些过过去去被被认认为为是是有有效效成成分分的的化化合合物物，，经经研研究究证证明明是是无无效效的的如如麝麝香香的的抗抗炎炎有有效效成成分分，，近近年年来来的的实验证实是多肽而不是麝香酮等实验证实是多肽而不是麝香酮等 标准提取物（标准提取物（standardized extracts)相对明确的物质基础相对明确的物质基础 可分为有效部位和有效成分 质量控制应用指纹图谱特定的药理活性特定的药理活性 反映原中药材的特定功效 一种中药材可有几种标准提取物每种标准提取物有一最佳的组分构成比例以体现不同的功效严格的质量标准严格的质量标准植物基原、制备工艺、形状、鉴别、检查、含量测定等项目标准提取物的特点标准提取物的特点 标准提取物的意义标准提取物的意义具有一致性标准的中药提取物使生产的各批提取物具有活性成分一致性标志化合物是中药的特征成分同时作为标准提取物的标准标志化合物在加工时不被破坏有物种鉴别的功能标志化合物不一定是活性化合物如银杏提取物的标志化合物是24％的银杏黄酮醇，而银杏内酯和白果内酯是活性成分相关课程相关课程 四四.天然药化研究现状及发展前景天然药化研究现状及发展前景中医中药在临床应用了几千年中医中药在临床应用了几千年其疗效经过了实践的检验其疗效经过了实践的检验并成为世界文化的一朵奇葩并成为世界文化的一朵奇葩生产工艺比较落后生产工艺比较落后质量监控亟待改进质量监控亟待改进中医独特哲学思想西方人难以理解中医独特哲学思想西方人难以理解成为中药国际化的严重障碍成为中药国际化的严重障碍新药研究与开发成为新药研究与开发成为当今十分重要和紧迫的课题当今十分重要和紧迫的课题天然药化的进展吗啡C17H19NO3从发现到全合成148年（1804～1952）利血平C33H40N2O9发现到全合成4年（1952～1956）西方第一个抗高血压药物1952 年Muller等分离出1956 年woodword 等全合成沙海葵毒素C129H223N3O54（1974～1981）研究的重大转变研究的重大转变活性成分研究转向活性成分研究转向微量、水溶性、大分子成分微量、水溶性、大分子成分 由单纯化学转向生物活性成分研究由单纯化学转向生物活性成分研究 由单味中药转向复方中药由单味中药转向复方中药 生物活性检测转向分子水平生物活性检测转向分子水平天然药化研究发展趋势天然药化研究发展趋势 化学结构研究化学结构研究快速、微量、准确快速、微量、准确组织培养组织培养解决植物活性成分含量偏少解决植物活性成分含量偏少 合理保护药用资源合理保护药用资源注重结构改造注重结构改造和仿生合成和仿生合成 五五.研究天然产物的一般方法和程序研究天然产物的一般方法和程序STEP4毒理学毒理学药效学药效学评价评价STEP3结构结构鉴定鉴定STEP2分离分离纯化纯化STEP1提取提取六六.天然药物化学成分的分类天然药物化学成分的分类 糖：多羟基醛和多羟基酮及其缩合产物糖：多羟基醛和多羟基酮及其缩合产物 苷：糖或糖的衍生物与非糖物质通过苷键连接苷：糖或糖的衍生物与非糖物质通过苷键连接葡萄糖 毛茛苷糖和苷糖和苷 苯丙素类苯丙素类苯环和苯环和3个直链碳连在一起为单位构成的化合物个直链碳连在一起为单位构成的化合物咖啡酸 香豆素 去甲二氢愈创木脂酸醌类化合物醌类化合物苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌衍生物苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物。

及其不同程度的还原产物辅酶Q10大黄素黄酮类黄酮类 泛指两个具有酚羟基的苯环泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互联结而成的一系列化合物通过中央三碳原子相互联结而成的一系列化合物芦丁萜类化合物萜类化合物 由甲戊二羟酸衍生、符合（C5H8)n通式的化合物 2C5 单萜(C10) ；4C5 二萜(C20)；6C5 三萜(C30)穿心莲内酯薄荷醇齐敦果酸甾体及其苷类甾体及其苷类具有环戊烷并多氢菲结构的化合物及其苷具有环戊烷并多氢菲结构的化合物及其苷胆固醇羟基毛地黄毒苷生物碱类生物碱类天然产物中含氮的有机化合物麻黄碱麻黄碱罂粟碱罂粟碱生物合成生物合成Biosynthesis生物合成的生物合成的生物合成的生物合成的内容和意义内容和意义内容和意义内容和意义 植物代谢及植物代谢及植物代谢及植物代谢及代谢产物代谢产物代谢产物代谢产物主要的生物主要的生物主要的生物主要的生物合成途径合成途径合成途径合成途径一一. 生物合成的内容和意义生物合成的内容和意义生物合成的意义生物合成的意义利用植物亲缘相关性利用植物亲缘相关性研究生物合成理论有助于结构的推导推测天然化合物结构 定向寻找活性成分 植物化学分类 A组织培养组织培养根据已建立的生物合成途径进行人工模拟 工业生产有效成分 生物调控提高活性成分含量仿生合成B二二.植物代谢及其代谢产物植物代谢及其代谢产物植物的代谢一次代谢二次代谢二二.一次代谢及其代谢产物一次代谢及其代谢产物一次代谢一次代谢维持植物机体生命活动的代谢过程一次代谢产物一次代谢产物 保持生命特征所需生物高分子保持生命特征所需生物高分子糖类、蛋白质、脂质、核酸一次代谢产物的作用一次代谢产物的作用 植物的营养物质 人类赖以生存的物质基础植物体内的物质代谢与生物合成过程植物体内的物质代谢与生物合成过程 (二) 二次代谢及其代谢产物二次代谢及其代谢产物二次代谢二次代谢 以代谢产物为原料（或前体）经不同途径进一步合成的过程二次代谢产物二次代谢产物 保证生物个性特征的发挥和生命运动的进行 产生结构不同的化学物质二次代谢产物的作用二次代谢产物的作用 维持植物的特性与特征 重要的药物资源天然药化主要研究对象二次代谢主要途径二次代谢主要途径 二氧化碳二氧化碳. 水水 莽草酸莽草酸 予苯酸予苯酸 芳香族氨基酸芳香族氨基酸多酮多酮 香豆素香豆素. 木脂素木脂素 桂皮酸桂皮酸 多肽多肽 生物碱生物碱黄酮黄酮 酚酚 萘萘.蒽蒽 醌醌 甾甾. 萜萜甲戊二羟酸甲戊二羟酸 单糖单糖 多糖多糖.苷苷脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸乙酰辅酶乙酰辅酶A 丙酮酸丙酮酸 三三.主要的生物合成途径主要的生物合成途径 天然有机物是由一定的基本单位按不同方式组合而成通过研究将这些化合物按不同的基本单位进行分类自然界的化合物数目庞大结构千变万化非常复杂（一）基本结构单位（一）基本结构单位 （二）主要的生物合成途径（二）主要的生物合成途径醋酸－丙二酸途径醋酸－丙二酸途径（（acetate-malonate pathway））（（AA-MA））合成脂肪酸、酚类、蒽酮类合成脂肪酸类化合物合成脂肪酸类化合物合合成成酚酚类类化化合合物物 合合成成萘萘、、蒽蒽醌醌类类化化合合物物 桔霉素桔霉素 腐皮壳素腐皮壳素 灰黄霉素灰黄霉素聚戊酮类聚戊酮类 聚己酮类聚己酮类 聚庚酮类聚庚酮类聚辛酮类聚辛酮类 聚壬酮类聚壬酮类 聚癸酮类聚癸酮类大黄素大黄素 玉米赤霉素玉米赤霉素 奥佛尼红素奥佛尼红素 甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径（（mevalonic acid pathy））（（MVA途径）途径）合成萜类、甾体类化合物合成萜类、甾体类化合物焦磷酸二甲烯丙酯，焦磷酸二甲烯丙酯，DMAPP 焦磷酸异戊烯酯，焦磷酸异戊烯酯，IPP 甲戊二羟酸，甲戊二羟酸，MVA DAPP或或IPP头尾相连头尾相连形成单萜、倍半萜或二萜形成单萜、倍半萜或二萜三萜由两个倍半萜尾三萜由两个倍半萜尾-尾相接而成尾相接而成再经氧化、还原、脱羧、环合或重排再经氧化、还原、脱羧、环合或重排形成种类繁多的萜类和甾类化合物形成种类繁多的萜类和甾类化合物桂皮酸途径桂皮酸途径（（cinnamic acid pathway））合成C6－C3骨架的化合物苯丙素、香豆素、木质素等莽草酸途径莽草酸途径（（shikimic acid pathway））合成芳香族的氨基酸氨基酸途径氨基酸途径（（anmino acid pathway））•天然产物中生物碱类成分均由此途径天然产物中生物碱类成分均由此途径生成。

生成•一般是氨基酸脱羧成为胺类，再经过一般是氨基酸脱羧成为胺类，再经过一系列化学反应（甲基化、氧化、还一系列化学反应（甲基化、氧化、还原、重排等）后转变成为生物碱原、重排等）后转变成为生物碱合合成成生生物物碱碱类类化化合合物物复合途径复合途径醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-莽草酸途径莽草酸途径醋酸醋酸-丙二酸丙二酸-甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径氨基酸氨基酸-甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径氨基酸氨基酸-醋酸醋酸-丙二酸丙二酸氨基酸氨基酸-莽草酸途径莽草酸途径大麻萜酚酸 大麻二酚酸提取分离方法提取分离方法 1天然产物研究是从有效成分提取分离开始2提取工作前要查阅文献了解、利用前人的经验3提取工作无固定模式一一.天然药物有效成分的提取天然药物有效成分的提取 (一一) 常用提取方法常用提取方法 (二二) 溶剂提取法溶剂提取法相似相溶原理原理 用溶剂提取药材中化学成分方法方法 水水水水> >甲醇甲醇甲醇甲醇> >乙醇乙醇乙醇乙醇> >丙酮丙酮丙酮丙酮> >乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯乙酸乙酯> >乙醚乙醚乙醚乙醚> >氯仿氯仿氯仿氯仿> >苯苯苯苯> >环己烷环己烷环己烷环己烷> >石油醚石油醚石油醚石油醚常用溶剂的极性常用溶剂的极性 对有效成分溶解度大对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小对杂质溶解度小 不与化学成分起化学变化不与化学成分起化学变化 经济、易得、使用安全经济、易得、使用安全溶剂选择溶剂选择 常用溶剂提取工艺常用溶剂提取工艺SLNS-快速渗漉提取浓缩机组工艺流程图快速渗漉提取浓缩机组工艺流程图 溶剂罐渗漉机滤液罐旋蒸仪浓缩罐冷却器真空泵提取方法溶剂操作提取效率使用范围备注浸渍法水或有机溶剂不加热效率低各类成分遇热不稳定成分出膏率低易发霉需加防腐剂渗漉法有机溶剂不加热—脂溶性成分消耗溶剂量大，费时长煎煮法水直火加热—水溶性成分易挥发、热稳定成分回流提取法有机溶剂水浴加热—脂溶性成分热稳定成分溶剂量大连续回流提取有机溶剂水浴加热省溶剂效率高亲脂性成分索氏提取器时间长影响提取效果的因素影响提取效果的因素提取温度提取方法及工艺设备条件溶剂用量和浓度差原料采集及粉碎度提取时间现代提取技术现代提取技术超临界流体萃取超临界流体萃取（（supercritical fluid extraction, SFE)•超临界流体萃取是一种以超临界流体超临界流体萃取是一种以超临界流体（（SCF）代替常规有机溶剂对中草药有效成）代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行萃取和分离的新技术。

分进行萃取和分离的新技术•一般常用超临界一般常用超临界CO2萃取法（萃取法（SFE-CO2）较）较适用于亲脂性、分子量较小物质的萃取适用于亲脂性、分子量较小物质的萃取•极性大、分子量太大的物质如苷类、多糖类，极性大、分子量太大的物质如苷类、多糖类，要加夹带剂要加夹带剂 夹带剂（entrainer)亚临界组分挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间以液体形式或相对小量加入超临界流体中作用作用改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度具有较好溶解性的溶剂是好的夹带剂甲醇、乙醇、丙酮、乙腈超临界流体萃取特点超临界流体萃取特点 超临界流体萃取局限性超临界流体萃取局限性对脂溶性成分的溶解能力强A设备成本高，工业化难度大B SFE－CO2工艺流程简图超声波提取技术超声波提取技术(ultrasonic wave extraction)•应用超声波强化提取植物的有效成分，是一种物应用超声波强化提取植物的有效成分，是一种物理破碎过程理破碎过程•是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸取方法。

缩短提取时间的浸取方法•优点：优点：室温提取，有效成分不易破坏，安全、收室温提取，有效成分不易破坏，安全、收率高•缺点：缺点：投资大，规模小投资大，规模小微波提取技术微波提取技术（（microwawe extraction,MVE)•微波提取是利用微波能来提高萃取率的一种新技微波提取是利用微波能来提高萃取率的一种新技术•优点：优点：设备简单、适用范围广、萃取效率高、节设备简单、适用范围广、萃取效率高、节省时间、节省试剂、污染小等省时间、节省试剂、污染小等•缺点：缺点：规模小，成分易变化规模小，成分易变化 组织破碎提取技术组织破碎提取技术1利用高速剪切、挤压和搅拌迅速破坏细胞组织利用高速剪切、挤压和搅拌迅速破坏细胞组织使化学成分与溶剂充分接触而快速溶解转移使化学成分与溶剂充分接触而快速溶解转移2因没有合适设备未能推广因没有合适设备未能推广“闪式提取器闪式提取器”为此设计的一种新设备为此设计的一种新设备3快速、高效、节能，适于不同溶剂和植物部位快速、高效、节能，适于不同溶剂和植物部位操作简便，可选择提取所需成分操作简便，可选择提取所需成分不需加热，投资小，规模可大可小等的优势不需加热，投资小，规模可大可小等的优势酶法提取技术酶法提取技术(enzyme extraction)1 1通过酶反应较温和地将植物组通过酶反应较温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放织分解，加速有效成分的释放提取。

提取2 2需要选择合适的酶需要选择合适的酶研究较多的是纤维素酶研究较多的是纤维素酶3 3优点：优点：温和、高效、节能温和、高效、节能缺点：缺点：酶的较选择困难酶的较选择困难半仿生提取技术半仿生提取技术(semi-biomic extraction，，SBE））从生物药剂学角度，将整从生物药剂学角度，将整体药物研究法与分子药物体药物研究法与分子药物研究法相结合，模拟口服研究法相结合，模拟口服给药后药物经胃肠道转运给药后药物经胃肠道转运的环境为经消化道给药的中药制为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工剂设计的一种新的提取工艺即先将药粉以一定艺即先将药粉以一定pH的酸水提取，再用一定的酸水提取，再用一定pH的碱水提取的碱水提取优点：优点：将有效成分提取与将有效成分提取与在体内吸收效果相结合，在体内吸收效果相结合，最大限度地保留有效成分、最大限度地保留有效成分、去掉杂质，因而选择性高，去掉杂质，因而选择性高，提高制剂质量提高制剂质量缺点：缺点：理念新，但目前仍理念新，但目前仍沿袭高温煎煮法或其它传沿袭高温煎煮法或其它传统提取方法，药材受热时统提取方法，药材受热时间长，耗时耗能，有效成间长，耗时耗能，有效成分易被破坏。

分易被破坏 二二.中草药有效成分的分离与精中草药有效成分的分离与精制制(一一) 根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离沉淀法沉淀法通过加入某种沉淀试剂生成不溶性的盐等沉淀析出酸碱法酸碱法通过调节溶液酸碱性分离酸、碱性或两性的化合物混合溶混合溶剂法剂法利用在不同混合溶剂中的溶解性不同进行分离结晶和结晶和重结晶重结晶法法利用物质在溶剂中的溶解度不同进行分离液液-液萃取液萃取逆流分溶逆流分溶液滴逆流色谱液滴逆流色谱高速逆流色谱高速逆流色谱气液分配色谱气液分配色谱液液-液分配色谱液分配色谱方法根据物质根据物质在两相溶剂中的在两相溶剂中的分配系数的不同分配系数的不同进行分离的方法进行分离的方法原理(二二) 根据物质分配系数的不同进行分离根据物质分配系数的不同进行分离分离因子分离因子β 不同溶质在不同溶质在 同一种溶剂中同一种溶剂中 的浓度比的浓度比分离因子越大分离因子越大越有利于越有利于萃取分离萃取分离 分配系数分配系数K同一种溶质同一种溶质在不同溶剂中在不同溶剂中的浓度比的浓度比分配系数越大分配系数越大 越有利于越有利于 萃取分离萃取分离K和β 对酸性、碱性及两性化合物分配比受溶剂系统的pH值的影响用pH梯度萃取可分离酸性、碱性和两性化合物液－液萃取液－液萃取是一种多次、连续的液－液萃取分离过程逆流分溶仪用于此操作K和β不够大时采用CCD法进行分离优点：条件温和、样品容易回收、适用于中等极性不稳定物质的分离缺点：试样的极性过大或过小不适宜 易乳化的系统不适宜逆流分溶法（逆流分溶法（CCD）） 逆流分溶法示意图逆流分溶法示意图液－液分配柱色谱液－液分配柱色谱基本原理一相固定在多孔的载体上为固定相被分离物质置于固定相上另一相即移动相洗脱或展开物质在固定相和移动相之间分配达到分离载体、固定液相、移动液相、被分离物质正相分配色谱正相分配色谱 以水或亲水性溶剂为固定相有机溶剂为移动相分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、甙类、糖类、有机酸等反相分配色谱反相分配色谱 以亲脂性有机溶剂为固定相以水或或亲水性溶剂为移动相用于分离脂溶性物质如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等加压液相柱色谱加压液相柱色谱 载体的粒度小、机械强度大、比表面积大的球形硅胶微粒加适当的压力使流动相通过固定相•硅硅胶胶本本身身极极性性大大，，可可用用作作正正相相色色谱谱。

若若进进行行反反相相色色谱谱，，则则需需用用修修饰饰过过的的硅硅胶胶一一般般是是在在硅硅胶胶上上键键合合不不同同的的烃烃基基根根据据烃烃基基为为乙乙基基、、辛辛基基或或十八烷基，分别命名为十八烷基，分别命名为RP-2RP-2、、RP-8RP-8、、RP-18RP-18液滴逆流色谱（液滴逆流色谱（DCCC））在液－液分配色谱基础上创建的液滴逆流色谱装置类似于DCC流动相形成液滴通过固定相的液柱达到分离纯化优点：优点：防止乳化降低的消耗减少被污染和托尾现象等缺点：缺点：装置设备较复杂液滴逆流装置示意图高速逆流色谱（高速逆流色谱（HSCCC））与DCCC原理相同固定相固定于蛇型管中流动相单向、低速通过实现连续逆流萃取分离(三三) 根据物质吸附能力差异进行分离根据物质吸附能力差异进行分离 吸附层析的种类：吸附层析的种类：物理吸附物理吸附又称表面吸附，由溶液的分子与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用而引起的定义无选择性，吸附与解析过程可逆、快速应用广泛，如硅胶、氧化铝等色谱层析法特点相似相溶（按极性大小是影响物理吸附过程的主要因素）－“相似者易于吸附”，竞争机制基本规律常见的化合物和溶剂的极性常见的化合物和溶剂的极性羧酸羧酸>酚酚>水水>醇醇>胺胺>酰胺酰胺>醛醛>酮酮>酯酯>醚醚>卤烃卤烃化合物的极性化合物的极性水水>甲醇甲醇>乙醇乙醇>丙酮丙酮>乙酸乙酯乙酸乙酯>氯仿氯仿>乙醚乙醚>二二氯甲烷氯甲烷>苯苯>四氯化碳四氯化碳>环己烷环己烷>正庚烷正庚烷>正己烷正己烷溶剂的极性溶剂的极性极性强弱顺序决定着物质在吸附柱色谱时的极性强弱顺序决定着物质在吸附柱色谱时的洗脱规律和洗脱剂的选择原则洗脱规律和洗脱剂的选择原则意义意义 化学吸附化学吸附 有选择性不可逆吸附吸附牢固 特点产生化学反应 酸性物质与氧化铝反应 碱性物质与硅胶发生反应原理半化学吸附半化学吸附介于物理吸介于物理吸附和化学吸附和化学吸附之间附之间 特点原理以氢键的形以氢键的形式产生吸附式产生吸附应用聚酰胺对聚酰胺对黄酮类黄酮类醌类等分离醌类等分离氧化铝氧化铝（aluminium oxide）一般用于分离一般用于分离碱性化合物碱性化合物吸附性较强，吸附性较强，吸附活性与吸附活性与含水量有关，含水量有关，含水量愈大含水量愈大吸附能力愈弱吸附能力愈弱除去水分除去水分使氧化铝活化使氧化铝活化加入一定量水加入一定量水可改变其活性可改变其活性 硅胶硅胶（silica gel）•吸附能力微弱于氧化铝，显微酸性。

吸附能力微弱于氧化铝，显微酸性•通式为通式为SiO2.x H2O，分子中具有硅氧环交，分子中具有硅氧环交链结构，同时颗粒表面具有很多硅醇基，由链结构，同时颗粒表面具有很多硅醇基，由于硅醇基能和许多化合物形成氢键而具有一于硅醇基能和许多化合物形成氢键而具有一定的吸附作用，所以硅胶吸附力的强弱与硅定的吸附作用，所以硅胶吸附力的强弱与硅醇基的含量有关醇基的含量有关硅胶吸附力的强弱与硅胶含水量的多少有关，硅胶吸附力的强弱与硅胶含水量的多少有关，含水量愈大，吸附能力愈弱在一定温度下除含水量愈大，吸附能力愈弱在一定温度下除去水分就可以使硅胶活化，在硅胶中加入一定去水分就可以使硅胶活化，在硅胶中加入一定量的水可改变其活性量的水可改变其活性A硅胶的适用范围远比氧化铝广，亲脂性与亲水硅胶的适用范围远比氧化铝广，亲脂性与亲水性成分都可应用中草药中的各类成分都可用性成分都可应用中草药中的各类成分都可用硅胶分离，碱性成分不宜硅胶分离，碱性成分不宜B1为极性色谱层析材料为极性色谱层析材料价格较便宜，不需重复使用价格较便宜，不需重复使用2吸附剂粒度一般吸附剂粒度一般100－－200目即可目即可可用可用200－－300以提高分离效果以提高分离效果3色谱柱的规格：色谱柱的规格：高度：直径＝高度：直径＝1：：15～～20硅胶、氧化铝吸附色谱柱层析的应用特点硅胶、氧化铝吸附色谱柱层析的应用特点 1装柱法：装柱法：湿法装柱湿法装柱干法装柱干法装柱2上样法：上样法：湿法上样湿法上样干法上样干法上样样品量：吸附剂样品量：吸附剂（（1：：30－－60））3流动相选择：流动相选择：借助借助TLCTLC吸附力强，吸附力强，选择选择Rf=0.2-0.3洗脱剂极性逐步洗脱剂极性逐步加大加大粉末状活性炭粉末状活性炭颗粒状活性炭颗粒状活性炭锦纶活性炭锦纶活性炭A非极性色谱层析材料非极性色谱层析材料对脂溶性成分吸附力强对脂溶性成分吸附力强对极性成分吸附力弱对极性成分吸附力弱B水的洗脱力最弱水的洗脱力最弱有机溶剂较强有机溶剂较强C主要除去脂溶性色素主要除去脂溶性色素分离氨基酸、糖类分离氨基酸、糖类及某些苷类等及某些苷类等水溶性化合物水溶性化合物D活性炭活性炭 聚酰胺聚酰胺（（polyamide））酰胺聚合的高分子化合物酰胺聚合的高分子化合物商品名为锦纶、尼龙商品名为锦纶、尼龙适于酚类、醌类、黄酮类等分离适于酚类、醌类、黄酮类等分离极性与非极性物质均可使用极性与非极性物质均可使用与鞣质的吸附作用很强与鞣质的吸附作用很强不溶水、甲醇、乙醇、氯仿等不溶水、甲醇、乙醇、氯仿等对碱稳定，对酸不稳定对碱稳定，对酸不稳定可溶于浓盐酸、冰醋酸、甲酸可溶于浓盐酸、冰醋酸、甲酸吸附原理：氢键吸附吸附原理：氢键吸附通过酰胺上的羰基与酚羟基通过酰胺上的羰基与酚羟基或酰胺上的游离胺基与羰基或酰胺上的游离胺基与羰基吸附强弱取决于形成氢键的能力吸附强弱取决于形成氢键的能力形成氢键的基团越多形成氢键的基团越多吸附能力越强吸附能力越强影响吸附能力的主要因素：影响吸附能力的主要因素：形成分子内氢键形成分子内氢键则吸附力减弱则吸附力减弱芳香化程度高芳香化程度高则吸附性增强则吸附性增强反之，则减弱反之，则减弱水中形成氢键能力最强水中形成氢键能力最强随醇浓度增高而减弱随醇浓度增高而减弱有机溶剂中则不缔合有机溶剂中则不缔合聚酰胺的使用•装装柱柱与与洗洗脱脱剂剂：：水水装装柱柱，，水水溶溶液液上上样样，，水水及及含含水水醇醇洗洗脱脱。

对对脂脂溶溶性性的的化化合合物物，，也也可可以以用氯仿及氯仿甲醇洗脱用氯仿及氯仿甲醇洗脱•溶剂对聚酰胺柱的洗脱能力强弱顺序为：溶剂对聚酰胺柱的洗脱能力强弱顺序为：水水＜＜甲甲醇醇＜＜丙丙酮酮＜＜氢氢氧氧化化钠钠水水溶溶液液＜＜甲甲酰酰胺胺＜＜二甲基甲酰胺＜尿素水溶液二甲基甲酰胺＜尿素水溶液 •预处理与再生处理预处理与再生处理: : 先先用用1010％％醋醋酸酸、、或或3 3％％氨氨水水、、或或5 5％％氢氢氧氧化化钠钠洗，最后用水洗至中性洗，最后用水洗至中性大孔吸附树脂大孔吸附树脂聚苯乙烯类聚苯乙烯类高分子材料高分子材料白色球形颗粒白色球形颗粒根据其表面修饰基团根据其表面修饰基团分为非极性分为非极性和中等（弱）极性和中等（弱）极性理化性质稳定理化性质稳定不溶于酸和碱不溶于酸和碱结构特点吸附性和分子筛吸附性和分子筛相结合的分离材料相结合的分离材料吸附性是由于范德华吸附性是由于范德华力或弱氢键吸附结果力或弱氢键吸附结果分子筛是因多孔结构分子筛是因多孔结构分离原理大孔吸附树脂的结构•影响吸附因素影响吸附因素1.树树脂脂的的比比表表面面积积、、表表面面电电性性、、能能否否与与化化合合物物形形成氢键、孔径大小；成氢键、孔径大小；2.非非极极性性树树脂脂在在水水中中易易吸吸附附非非极极性性化化合合物物，，弱弱极极性性树树脂脂在在水水中中易易吸吸附附弱弱极极性性化化合合物物。

选选择择型型号号时应根据化合物的极性予以选择时应根据化合物的极性予以选择3.洗脱剂洗脱能力强弱（竞争机制）；洗脱剂洗脱能力强弱（竞争机制）；4.化化合合物物分分子子量量大大小小、、极极性性、、能能否否形形成成氢氢键键等等因因素均影响吸附能力素均影响吸附能力大孔树脂的使用•装装柱柱与与上上样样：：乙乙醇醇（（水水））溶溶胀胀，，湿湿法法装装柱柱（（一一般般用用醇醇洗洗，，递递减减含含醇醇量量）），，水水洗洗至至无无醇醇味味且且柱柱子子匀匀实，水溶液湿法上样（约实，水溶液湿法上样（约1：：10）•洗洗脱脱：：水水和和含含醇醇水水梯梯度度洗洗脱脱，，最最后后也也可可以以用用丙丙酮酮或乙酸乙酯洗脱其中脂溶性成分或乙酸乙酯洗脱其中脂溶性成分•再生处理：再生处理： 50％丙酮或纯醇冲洗水冲洗％丙酮或纯醇冲洗水冲洗 1mol.L-1氢氧化钠氢氧化钠水溶液冲洗至无色水溶液冲洗至无色 1mol.L-1盐酸洗至无色盐酸洗至无色 水洗至中性水洗至中性（四）根据物质分子大小差别进行分离（四）根据物质分子大小差别进行分离1 1天然有机物分子大小各异天然有机物分子大小各异分子量从几十到几百万分子量从几十到几百万可据此进行分离可据此进行分离2 2常用的有常用的有透析法、凝胶滤过法、透析法、凝胶滤过法、超滤法、超速离心法等超滤法、超速离心法等3 3透析法、超滤法、超速离心透析法、超滤法、超速离心用于分离水溶性大分子用于分离水溶性大分子凝胶过滤法分离较小分子凝胶过滤法分离较小分子凝胶滤过法(gel filtration)•又称:凝胶渗透色谱(gel permeation chromatography)分子筛滤过(molecular sieve filtration)排阻色谱(exclusion chromatogrphy)•利用分子筛分离物质的方法凝胶柱的结构特点及性质：凝胶柱的结构特点及性质：•凝凝胶胶的的种种类类及及商商品品较较多多，，一一般般在在水水中中不不溶溶但但可可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构。

膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构•常常用用的的有有葡葡聚聚糖糖凝凝胶胶（（Sephadex G））类类型型和和羟丙基葡聚糖凝胶（羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20））类型葡聚糖凝胶（葡聚糖凝胶（Sephadex G））交联度交联度高高表明加入的交联剂表明加入的交联剂多多，孔径，孔径小小则网孔紧密，膨胀时的吸水量则网孔紧密，膨胀时的吸水量小小交联度交联度低低表明加入的交联剂表明加入的交联剂少少，孔径，孔径大大则网孔稀疏，膨胀时的吸水量则网孔稀疏，膨胀时的吸水量大大由平均分子量一定的葡聚糖及由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂（如环氧氯丙烷）交联聚合而成交联剂（如环氧氯丙烷）交联聚合而成生成的凝胶颗粒网孔大小生成的凝胶颗粒网孔大小取决于所用交联剂的数量及反应条件取决于所用交联剂的数量及反应条件并用并用交联度交联度表示表示交联葡聚糖的化学结构葡聚糖凝胶商品型号葡聚糖凝胶商品型号按交联度大小分类，并用吸水量表示按交联度大小分类，并用吸水量表示如如Sephadex G-25表示：表示：G（（Gel），），25＝吸水量（＝吸水量（2.5ml/g））×10葡聚糖凝胶只能在水及含醇水中应用葡聚糖凝胶只能在水及含醇水中应用根据不同规格的孔径不同选择应用根据不同规格的孔径不同选择应用一般天然药物分子量在一般天然药物分子量在100-1500左右左右可选可选Sephadex G-10，，20，，25羟丙基葡聚糖凝胶（羟丙基葡聚糖凝胶（Sephadex LH-20））•为为Sephadex G-25经经羟羟丙丙基基化化处处理理后后得得到到的的产物。

产物•葡葡萄萄糖糖部部分分羟羟基基与与羟羟丙丙基基以以醚醚键键的的形形式式结结合合，，分子中的碳链加长，脂溶性增加分子中的碳链加长，脂溶性增加•即即可可以以在在水水相相中中进进行行，，又又可可以以在在极极性性的的有有机机溶剂中进行溶剂中进行凝胶的分离原理凝胶的分离原理•主主要要是是分分子子筛筛作作用用，，分分子子量量大大的的不不能能或或难难以以进进入入到到凝凝胶胶颗颗粒粒内内部部，，故故在在颗颗粒粒间间隙隙移移动动，，一一般般会会随随溶溶剂剂先先下下来来；；而而分分子子量量小小的的则则可可以以渗渗入入扩扩散散到到凝凝胶胶颗颗粒粒内内部部，，通通过过色色谱谱柱柱时时阻阻力力较较大大，，故故将将较较晚晚流流出出，，不不同同分分子子量量的的分分子子进进入入到到颗颗粒粒内内部部的的程程度度不不同同，，所所受受阻阻力力也也不不相相同同，，因因而而流流出出速速度度也也不不同同，，据据此此可可将将不不同同分子量的化合物分离分子量的化合物分离•亦有反相分配色谱的作用亦有反相分配色谱的作用凝胶色谱分离示意图凝胶的使用•装柱与洗脱剂装柱与洗脱剂：水中湿法装柱，水溶液湿法上样水中湿法装柱，水溶液湿法上样。

•预处理与再生处理：预处理与再生处理：水洗水洗 含醇水洗（醇浓度逐步加大）含醇水洗（醇浓度逐步加大） 醇洗醇洗•Sephadex LH-20比比较较昂昂贵贵，，应应注注意意再再生生处处理理和和保存！保存！膜分离技术(membrane separation technique)•原理 以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力时，原料两侧组分选择性地透过膜，以到达分离纯化的目的•特点 无相变；不用有机溶剂；选择性高；适用范围广•类型 微滤、超滤、纳滤、反渗透（五）根据物质离解程度的不同进行分离（五）根据物质离解程度的不同进行分离对于具有酸性、碱性或两性基团的分子对于具有酸性、碱性或两性基团的分子在水中多呈离解状态（正离子或负离子状态）在水中多呈离解状态（正离子或负离子状态）可采用离子交换法或电泳技术可采用离子交换法或电泳技术（如高效毛细管电泳法）进行分离（如高效毛细管电泳法）进行分离离子交换树脂是以离子交换树脂为固定相离子交换树脂是以离子交换树脂为固定相依据流动相中组分离子与平衡离子依据流动相中组分离子与平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行的一种层析方法而进行的一种层析方法离子交换色谱法（离子交换色谱法（IEC) )•平衡离子带正电的离子交换树脂能与带正电的平衡离子带正电的离子交换树脂能与带正电的离子基团发生交换，称离子基团发生交换，称阳离子交换树脂阳离子交换树脂；平衡；平衡离子带负电的离子交换树脂能与带负电的离子离子带负电的离子交换树脂能与带负电的离子基团发生交换，称基团发生交换，称阴离子交换树脂阴离子交换树脂。

•R-X-Y+ + A+ R-X-A+ + Y+•R-X+Y- + A- R-X+A- + Y-阳离子交树脂：强酸性（－阳离子交树脂：强酸性（－SO3-H+）） 弱酸性（－弱酸性（－COO-H+）阴离子交树脂：强碱性（－阴离子交树脂：强碱性（－N(CH3)3Cl-）） 弱碱性（－弱碱性（－NH2）离子交换树脂的结构离子交换树脂的结构分离原理：分离原理：•以离子交换树脂为固定相，当流动相流过以离子交换树脂为固定相，当流动相流过交换柱时，溶剂中的中心分子以及不发生交换柱时，溶剂中的中心分子以及不发生交换的化合物将首先通过柱子流出，而被交换的化合物将首先通过柱子流出，而被交换的离子被交换吸附到柱子上，利用不交换的离子被交换吸附到柱子上，利用不同的洗脱剂即可实现物质的分离同的洗脱剂即可实现物质的分离离子交换树脂的使用•装柱与洗脱剂装柱与洗脱剂：：湿法装柱上样（水或含水溶剂）湿法装柱上样（水或含水溶剂）水或酸碱洗脱剂（如水或酸碱洗脱剂（如NaOH水溶液，水溶液，HCl水溶水溶液等），或酸碱缓冲液（如磷酸盐缓冲液、氨液等），或酸碱缓冲液（如磷酸盐缓冲液、氨水缓冲液、吡啶缓冲液等）。

水缓冲液、吡啶缓冲液等）•预处理预处理 在水中溶胀，水悬浮去掉杂质；酸碱交换浸泡，在水中溶胀，水悬浮去掉杂质；酸碱交换浸泡，水洗至中性，水洗至中性，•再生处理再生处理 阳离子交换树脂：酸洗阳离子交换树脂：酸洗 碱洗碱洗 酸洗酸洗 阴离子交换树脂：碱洗阴离子交换树脂：碱洗 酸洗酸洗 碱洗碱洗离子交换树脂的应用离子交换树脂的应用•用于不同电荷的分离：用于不同电荷的分离：可以利用离子交换树脂将混合物分为中性化合物、酸性化合物、碱性化合物和两性化合物等几个部位•用于相同电荷的分离：用于相同电荷的分离：根据其酸碱性强弱的不同，在树脂上吸附程度的不同，选用适当的洗脱剂（或梯度洗脱）进行分离分离电荷相同且离解程度相近的化合物，可选用200－400目的微粒固定相用薄层色谱在天然产物提取中的应用指导提取工艺的选择指导提取工艺的选择提取溶剂的选择确定提取次数萃取剂的选择A指导分离条件的选择指导分离条件的选择选择柱色谱条件检查分离的效果B天然产物化学结构研究法天然产物化学结构研究法天然化合物的结构确定是新药研发基础天然化合物结构研究的难度较大结构研究是天然药化的重要研究内容纯度鉴定•熔点测定法：纯净的化合物熔点敏锐。

•TCL或PCL：需用三种展开系统证明均为一个斑点•GC：适合于可以气化的样品•HPLC：适合所有化合物•GC和HPLC的优点突出，用量少、时间短、灵敏度高、准确度高鉴定天然产物化学成分的一般步骤鉴定天然产物化学成分的一般步骤物理常数测定物理常数测定熔点、比旋度沸点、折光率比旋光度结构式确定结构式确定平面结构平面结构立体结构立体结构分子骨架分子骨架确定 不饱和度物理常数波谱性质化学反应分子式测定分子式测定元素定性定量分析MS法求分子量质谱（MS）•以某种方式使样品分子电离、裂解，然后按质荷比（m/z）大小把生成的各种离子分离，检测它们的强度，并按m/z的大小排列成谱•可用于确定分子量及求算分子式•提供其他结构信息，推测化合物结构•鉴定是否为同一化合物紫外吸收光谱紫外吸收光谱（UV）•用紫外光为光源（200～400nm），照射样品溶液，测量其吸收度，并用波长对吸收度或摩尔吸收系数作图而得的吸收光谱图•分子结构中具有共轭双键、发色团和共轭体系的助色团的化合物在紫外光区产生紫外吸收光谱•可根据紫外吸收光谱曲线最大吸收峰的位置基吸收峰的数目和摩尔吸收系数来确定化合物的基本母核，或是确定化合物部分结构。

•可用于确定某样品是否已知化合物；确定未知不饱和化合物的结构骨架；异构体的确定 红外吸收光谱红外吸收光谱 （IR）•采用2.5～15μm(4000～667cm-1)范围内的不同波长的光波为光源，依次照射样品，经自动描绘所得的吸收光谱曲线•其横坐标是波数或波长，纵坐标是百分透光度 •应用红外光谱测定分子中的基团，是利用各基团的特征吸收峰所出现的波长、强度和形状来判断的 核磁共振核磁共振( (NMR) )•是有磁矩的原子核（如1H、13C），在磁场的作用下，以射频照射，产生能级跃迁而获得的共振信号•1H NMR：提供分子中不同种类氢原子的情报：H的数目，不同环境下H的化学位移，偶合常数，从而分析H相邻基团的结构等位移范围：0～20ppm•13C NMR：碳谱的主要特点是化学位移范围宽达300ppm以上•二者互为补充，提供化合物结构的许多重要的信息谢谢大家！。