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天然药物化学教案天然药物化学为药学专业的专业课，根据教学大纲的要求及学校的安排，课堂讲课 54 学时，实验 54 学时，共 108 学时天然药物化学内容分为总论和各论两部分总论主要阐述了研究天然药物有效成分常用的各种色谱分离方法和各种结构鉴定方法各论是本课程的重点，在讨论了糖和苷的一般性质和结构研究法基础上，将所有的天然产物按照其结构母核分为苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷类、生物碱等七个部分，详细论述了它们的结构特点、理化性质、提取分离和结构鉴定，并结合生物活性及临床应用介绍了一些有代表性的化合物现将每章节教学的目的要求、教学时数、教学重点和难点、思考题等方面的内容具体安排如下：第一章 总论目的要求：1．了解天然药物化学的发展及其重要性2．了解天然药物的几个主要生合成途径3．掌握天然药物有效成分的提取及各种分离方法，掌握色谱技术中洗脱剂选择的原则4．熟悉化合物结构研究的主要程序及主要方法教学时数：6 学时教学重点和难点：（主要部分）重点、难点、疑难解析一、中药有效成分的提取（一）常用溶剂的特点：环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇极性：小 ————大亲脂性：大 ———— 小 亲水性：小 ———— 大 1． 比水重的有机溶剂：氯仿2． 与水分层的有机溶剂：环己烷 ~ 正丁醇3． 能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇4． 与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮 ~ 甲醇5． 极性最大的有机溶剂：甲醇6． 极性最小的有机溶剂：环己烷7． 介电常数最小的有机溶剂：石油醚8． 常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇9． 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇（二）各种提取方法：常见的提取方法有：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。

其中，溶剂提取法应用最广1． 溶剂提取法（1）溶剂提取法的原理：根据相似者相溶原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来2）各种溶剂提取法溶剂提取法一般包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等，其使用范围及特点见下表提取方法 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，尤遇热不稳定成分 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、热不稳定不宜用回流提取法 有机溶剂 水浴加热 — 脂溶性成分 热不稳定不宜用，溶剂量大连续回流提取法 有机溶剂 水浴加热 节省溶剂、效率最高 亲脂性较强成分 用索氏提取器，时间长（2）水蒸气蒸馏法：适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分的提取，如挥发油、小分子的香豆素类、小分子的醌类成分 （3）升华法：固体物质受热不经过熔融，直接变成蒸汽，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华中草药中有一些成分具有升华的性质，可以利用升华法直接自中草药中提取出来。

如樟脑、咖啡因二、分离与精制：（一）根据物质溶解度差别进行分离1． 结晶及重结晶法利用不同温度可引起物质溶解度的改变的性质以分离物质将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称结晶；将不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称重结晶1）溶剂选择的一般原则：不反应；冷时对所需要的成分溶解度较小，而热时溶解度较大；对杂质溶解度很大或很小；沸点低，易挥发；无毒或毒性小若无理想的单一溶剂时，可以考虑使用混合溶剂一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等2）结晶操作：结晶操作实际是进一步分离纯化过程，一般是应用适量的溶剂在加热至沸点的情况下将化合物溶解，制成过饱和溶液，趁热过滤去除不溶性杂质，放置冷处，以析晶3）结晶纯度的判定：结晶形态和色泽：单一化合物的结晶具有结晶形状均一和均匀的色泽熔点和熔距：单一化合物具有一定的熔点和较小的熔距，结晶前后的熔点应一致，熔距很窄，在 1℃~2℃的范围内但要注意双熔点，如汉防己乙素、芫花素及一些与糖结合的苷类化合物色谱法：单一化合物在薄层色谱或纸色谱层析中经三种不同的溶剂系统展开，均为一个斑点者2．溶剂分离法：（1）在中草药提取液中加入另一种溶剂以改变混合物溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。

如：水—醇法除多糖、蛋白质等水溶性杂质；醇—水法除树脂、叶绿素等水不溶性杂质；醇—醚法或醇—丙酮法使苷类成分，而脂溶性树脂等杂质则存留在母液中2）对酸性、碱性或两性有机化合物来说，通常通过加入酸、碱以调节溶液的 pH，以改变分子的存在状态（游离型或解离型） ，从而改变溶解度而实现分离如：酸提碱沉法，碱提酸沉法等3）沉淀法：酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类沉淀等析出如加入铅盐、雷氏铵盐等二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离1．两相溶剂萃取法（1）原理：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的不同而实现分离萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高①分配系数 K 值（即分配比）：溶质在两相溶剂中的分配比（K）在一定温度及压力下为一常数②分离难易与分离因子 b：分离因子 b 可以表示分离的难易分离因子 b 可定义为 A、B 两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值一般情况下，b≥100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；但 100≥b≥10时，则需萃取 10~12 次；b≤2 时，要实现基本分离，需作 100 次以上萃取才能完成。

b≌1 时，则KA≌KB，意味着两者性质及其相似，即使作任意次分配也无法实现分离实际工作中，尽量选择分离因子 b 值大的溶剂系统，以求简化分离过程，提高分离效率③分配比与 pH：对酸性、碱性及两性化合物来说，分配比还受溶剂系统的影响因为 pH 的变化可以改变它们的存在状态（游离型或解离型） ，从而影响在溶剂系统中的分配比酚类化合物的 pKa 值一般为 9.2~10.8，羧酸类化合物的 pKa 值约为 5一般 pH12，则酸性物质多呈解离状态（A—） 、碱性物质则呈非解离状态（B）存在据此，可采用在不同 pH 的缓冲溶液与有机溶剂中进行分配的方法，使酸性、碱性、中性及两性物质的以分离2）各种萃取方法：① 简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取②逆流连续萃取法：是一种连续的两相溶剂萃取法其装置可具有一根、数根或更多根的萃取管③逆流分配法（CCD）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好④液滴逆流分配法（DCCC ）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较繁琐。

一般 b>50 时，简单萃取即可分离，b RP—8> RP—2键合固定相的作用并非只是分配，也有一定的吸附作用5．加压相色谱法：加压相色谱法又分为：快速柱色谱（约 2.02´105Pa） ，Lobar 低压柱色谱（20.2´105Pa ） 固定相：RP—2、 RP—8 或 RP—18流动相：水—甲醇或水—乙腈洗脱顺序：化合物极性越大，越先出柱；反之，化合物极性越小，越后出柱应用：通常用于分离水溶性或极性较大的成分，如苷类、酚性化合物等三）根据物质的吸附性差别进行分离其中以固—液吸附用的最多，并有物理吸附（硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂进行的吸附色谱） 、化学吸附（黄酮等酚酸性物质被氧化铝吸附、生物碱被酸性硅胶吸附等）及半化学吸附（聚酰胺与黄酮类、醌类等酚性化合物之间的氢键吸附，吸附力较弱，介于物理吸附与化学吸附之间）之分1．物质的吸附规律：（1）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体遵循“相似者易于吸附” 的经验规律2）被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸附层析的三要素，彼此紧密相连常用的极性吸附剂：硅胶、氧化铝硅胶显微酸性，适于分离酸性和中性化合物，分离生物碱时需在流动相中加入适量的有机碱；氧化铝呈碱性，适于分离生物碱等碱性成分，不宜用于分离有机酸、酚性等酸性成分。

均为极性吸附剂，故有以下特点：①被分离物质极性越强，吸附力越强强极性溶质将优先被吸附②溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质的吸附能力越强随溶剂极性的增强，则吸附剂对溶质的吸附力将减弱③当加入极性较强的溶剂后，先前被硅胶或氧化铝所吸附的溶质可被置换而洗脱出来常用的非极性吸附剂：活性炭对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对溶质表现出强的吸附能力从活性炭上洗脱被吸附的物质时，溶剂的极性越小，洗脱能力越强2．极性及其强弱判断：（1）一般化合物的极性按下列官能团的顺序增强：—CH2—CH2—，—CH2=CH2—， —OCH3，—COOR ，>C=O，—CHO ，—NH2 ，—OH，—COOH（2）溶剂的极性可大体根据介电常数的大小来判断介电常数越大，则极性越大一般溶剂的介电常数按下列顺序增大：环己烷（1.88） ，苯（2.29） ，无水乙醚（4.47） ，氯仿（5.20） ，乙酸乙酯（6.11） ，乙醇（26.0） ，甲醇（31.2） ，水（81.0）3．吸附柱色谱法用于物质的分离：以硅胶或氧化铝为吸附剂进行柱色谱分离时：（1）尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，或用极性稍大的溶剂溶解样品后，以少量吸附剂拌匀挥干，上柱。

2）一般以 TLC 展开时使组分 Rf 值达到 0.2~0.3 的溶剂系统作为最佳溶剂系统进行洗脱实践中多用混合的有机溶剂系统3）为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离通常在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱溶剂中常加入适量的醋酸（或氨、吡啶、二乙胺） ，以防止拖尾、使斑点集中5．聚酰胺吸附色谱法：（1）原理：氢键吸附一般认为系通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力2）吸附能力的强弱通常化合物在水溶剂中大致有以下规律：①形成氢键的基团数目越多，则能力越强②成键位置对吸附能力也有影响易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附响应减弱③分子中芳香化程度高这，则吸附性增强；反之，则减弱一般情况下，各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱致强的大致顺序如下：水—甲醇—乙醇—氢氧化钠水溶液—甲酰胺—二甲基甲酰胺—尿素水溶液其中，最常应用的洗脱系统是：乙醇—水（3）应用：①特别适合于酚类、黄酮类化合物的制备和分离②脱鞣质处理③ 对生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等其他极性与非极性化合物的分离也有着广泛的用途。

6．大孔吸附树脂：通常分为极性和非极性两类1）原理：吸附性和分子筛性相结合吸附性是由范德华引力或氢键引起的分子筛是由于其本身多孔性结构产生的2）影响因素：①一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性化合物在水中易被极性树脂吸附糖是极性水溶性化合物，与 D 型非极性树脂吸附作用很弱②物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大3）应用：广泛应用于化合物的分离与富集工作中如：苷类与 糖类的 分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离等4）洗脱液的选择：洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等最常用的是乙醇—水四）根据物质分子大小进行分离1．凝胶过滤法：（1）原理：分子筛原理即利用凝胶的三维网状结构的分子筛的过滤作用将化合物按分子量大小不同进行分离2）出柱顺序：按分子由大到小顺序先后流出并得到分离3）常用的溶剂：①碱性水溶液（0.1mol/L NH4OH）含盐水溶液（0.5mol/L NaCl 等）②醇及含水醇，如甲醇、甲醇—水③其他溶剂：如含水丙酮，甲醇-氯仿（4）凝胶的种类与性质：种类很多，。