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第一章總論第一章總論1第一節(jié)緒論第二節(jié)生物合成第三節(jié)提取分離方法第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法第一章總論第一節(jié)緒論第一章總論2天然藥物化學(xué)藥物化學(xué)教研室楊明利講師天然藥物化學(xué)藥物化學(xué)教研室楊明利講師3第一節(jié)緒論一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語二、天然藥物化學(xué)的定義、研究對象、研究內(nèi)容三、天然藥物化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)狀四、天然藥物化學(xué)在中藥現(xiàn)代化中的作用第一節(jié)緒論一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語4一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語1.天然藥物的定義:天然來源2.天然藥物的來源:植物動(dòng)物礦物微生物海洋天然藥物一、天然藥物及其相關(guān)術(shù)語1.天然藥物的定義:天然來源5微生物藥
所謂微生物次級代謝產(chǎn)物,是指在微生物生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的極其微量的、對微生物本身的生命活動(dòng)沒有明顯作用,而對其他生物體往往具有不同的生理活性作用的一類物質(zhì)。人們主要利用不同來源的細(xì)菌、放線菌和霉菌這些微生物,通過不同的分離培養(yǎng)技術(shù),讓其產(chǎn)生多種多樣的次級代謝產(chǎn)物,然后再通過各種篩選技術(shù)和分析檢測技術(shù),尋找其中新的、具有各種生理活性的次級代謝產(chǎn)物一一微生物新藥。人們熟悉的抗生素就是具有抗感染、抗腫瘤作用的微生物次級代謝產(chǎn)物。1929年,英國細(xì)菌學(xué)家Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素,隨后由Florey和Chain將青霉素用于治療并取得驚人的效果,這標(biāo)志著抗生素時(shí)代的到來。微生物藥所謂微生物次級代謝產(chǎn)物,是指在微生63.天然藥物相關(guān)術(shù)語天然藥物naturalmedicine中草藥chineseherbalmedicine
《本草綱目》,1892種/《本草綱目拾遺》,1021種目前我國藥用植物總數(shù),15000余種中藥TraditionalChineseMedicine草藥herbaldrug民族藥EthnicMedicine
蒙藥MongoliaMedicine藏藥TibetanMedicine苗藥Miaodrug
生藥Crudedrug3.天然藥物相關(guān)術(shù)語天然藥物naturalmedicin74.天然藥物研究趨勢疾病譜、醫(yī)療模式、藥物結(jié)構(gòu)的改變傳染、感染性疾病——身心疾病、現(xiàn)代病治療——預(yù)防、保健、治療、康復(fù)化藥——化藥天然藥國際市場對天然藥物的需求日益增大2010年全球植物藥銷售額,300億美元天然藥物銷售額年增長幅度,歐共體,30%美國,20%日本,15%4.天然藥物研究趨勢疾病譜、醫(yī)療模式、藥物結(jié)構(gòu)的改變84.天然藥物研究現(xiàn)狀世界各地加強(qiáng)天然藥物研發(fā)的投入1993-2000年,上市522種新藥,44%天然來源2001-2005,F(xiàn)DA,31種抗癌新藥,61%天然來源93種抗感染新藥,63%天然來源關(guān)于天然產(chǎn)物的學(xué)術(shù)交流日漸活躍
獨(dú)特的、不可替代的作用4.天然藥物研究現(xiàn)狀世界各地加強(qiáng)天然藥物研發(fā)的投入獨(dú)特的、9二、天然藥物化學(xué)的定義、研究對象、研究內(nèi)容1.定義及相關(guān)術(shù)語2.研究對象3.研究內(nèi)容二、天然藥物化學(xué)的定義、研究對象、研究內(nèi)容1.定義及相關(guān)術(shù)語101.天然藥物化學(xué)定義及相關(guān)術(shù)語:天然藥物化學(xué)
ChemistryofnaturalmedicineMedicinalchemistryofnaturalproducts運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分(以生理活性成分或有效成分為主)中藥化學(xué)ChemistryofTCM植物化學(xué)Phytochemistry天然產(chǎn)物化學(xué)Chemistryofnaturalproducts1.天然藥物化學(xué)定義及相關(guān)術(shù)語:天然藥物化學(xué)112.天然藥物化學(xué)的研究對象
研究對象:化學(xué)成分chemicalconstituents特別是生理活性成分或有效成分
activecompound成分的復(fù)雜性:不同藥物所含成分類型不同每種類型成分的數(shù)目相當(dāng)多同種藥物所含成分結(jié)構(gòu)、性質(zhì)各異2.天然藥物化學(xué)的研究對象研究對象:化學(xué)成分chemic12天然藥物化學(xué)研究對象的幾個(gè)概念
有效成分:
能用分子式表示,有一定物理常數(shù),化學(xué)上常為單體,臨床上有效的成分。如:鴉片中嗎啡:鎮(zhèn)痛作用;可待因:止咳作用無效成分有效部位activefraction
一種主要有效成分/一組結(jié)構(gòu)相近的有效成分有毒成分toxiccompound天然藥物化學(xué)研究對象的幾個(gè)概念有效成分:13有效成分與無效成分的劃分是相對的、發(fā)展的A.不同類型成分,在不同天然藥物中作用不同B.原來視為無效成分,可能成為有效成分C.過去視為有效成分,被修正、完善麝香抗炎成分麝香酮————多肽丹參擴(kuò)冠丹參醌————丹參酚酸D.加工、代謝等過程,可轉(zhuǎn)化非活性成分為活性成分
正確理解成分的劃分有效成分與無效成分的劃分是相對的、發(fā)展的正確理解成分的劃分143.天然藥物化學(xué)的研究內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)理化性質(zhì)提取分離方法結(jié)構(gòu)鑒定方法生物合成結(jié)構(gòu)修飾構(gòu)效關(guān)系生物轉(zhuǎn)化體內(nèi)代謝過程等3.天然藥物化學(xué)的研究內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)修飾15例如:1.化學(xué)改性:青蒿素還原青蒿素蒿甲醚(水、油溶性均差)──→雙氫青蒿素──→(油溶性)
還原反應(yīng)甲基化反應(yīng)
青蒿琥珀酸單酯2.生物合成:(水溶性)喜樹堿──→(+)а-10-羥基喜樹堿
(單體成分)(衍生物)
例如:16三、天然藥物化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)狀
大體分為以下3個(gè)階段:1.原始和萌芽階段(——18世紀(jì)末)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)
三、天然藥物化學(xué)發(fā)展歷史沿革和現(xiàn)狀大體分為以下3個(gè)階段:171.原始和萌芽階段(——18世紀(jì)末)天然藥物識別、使用經(jīng)驗(yàn)——巫術(shù)、迷信色彩文明的進(jìn)步——對疾病、天然藥物的認(rèn)識趨于客觀1575,明,李,《醫(yī)學(xué)入門》,沒食子酸(五倍子酸)抗菌,抗病毒,抗腫瘤
1711,清,洪遵,《集驗(yàn)方》,樟腦1769-1786,舍勒,酒石酸(食品中添加的抗氧化劑﹐可使食物具有酸味)苯甲酸、乳酸、蘋果酸、沒食子酸1.原始和萌芽階段(——18世紀(jì)末)天然藥物識別、使用經(jīng)驗(yàn)—182.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)一:以化學(xué)成分的發(fā)現(xiàn)和分離為主1805,阿片——————嗎啡(morphine)1820,金雞納樹皮———奎寧(quinine)1828,煙草——————煙堿(nicotine)1885,麻黃——————麻黃堿(ephedrine)吐根堿、士的寧、小檗堿,阿托品、可卡因等2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)一:以化學(xué)成分的發(fā)現(xiàn)和分19尼古丁煙堿又名尼古丁,是一種無色至淡黃色透明油狀液體,是煙草中含氮生物堿的主要成分,在煙葉中的含量為1~3%。它能迅速溶于水及酒精中,通過口、鼻、支氣管黏膜,很容易被人體吸收。粘在皮膚表面的尼古丁,可“滲”入人體內(nèi)。功用作用:對心血管系統(tǒng)表現(xiàn)為心率加快、血壓升高,也可表現(xiàn)為心率減慢、血壓下降。尚可作用于呼吸、嘔吐等中樞。
尼古丁煙堿又名尼古丁,是一種無色至淡黃色透明油狀202.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)二:結(jié)構(gòu)鑒定以化學(xué)方法為主氧化、還原等降解反應(yīng)——推導(dǎo)結(jié)構(gòu)碎片合成、全合成————證明結(jié)構(gòu)2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)二:結(jié)構(gòu)鑒定以化學(xué)方法為212.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)三:生源合成途徑、本質(zhì)的揭示生源前體的識別:萜類———MVA生物堿——氨基酸途徑
2.學(xué)科真正形成階段(19世紀(jì))特點(diǎn)三:生源合成途徑、本質(zhì)的223.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)一:色譜技術(shù)用于天然化合物的分離和純化
1906,俄,Tsweet,碳酸鈣為吸附劑,石油醚為洗脫劑,1931,德,KuhnandLederer,氧化鋁、碳酸鈣為吸附劑,1940,提出了液液色譜法,如逆流分配1952,JamesandMartin,提出氣液色譜理論20世紀(jì)60年代,高效液相色譜出現(xiàn)天然化合物的分離向高效、快速、微量發(fā)展3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)一:色譜技術(shù)用于天23天然藥物化學(xué)ppt課件24特點(diǎn)二:波譜技術(shù)用于天然化合物的結(jié)構(gòu)鑒定
IR:1944,Pekin-Elmer公司,第一臺紅外光譜儀MS:20世紀(jì),質(zhì)譜儀EI、CI,F(xiàn)D,F(xiàn)AB,ESI,MALDIESI-TOF,MALDI-TOFNMR:1953,30MHZ的連續(xù)波核磁共振儀70年代,脈沖傅立葉變換核磁共振儀1DNMR——2DNMR30—60—100—300MHz400—500—600—800—900MHzUV,X-ray,ORD,CD等3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)二:波譜技術(shù)用于天然化合物的結(jié)構(gòu)鑒定3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)25特點(diǎn)三:研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性的變化
深度、廣度:機(jī)體內(nèi)源活性物質(zhì)微量、水溶性、不穩(wěn)定、大分子速度:嗎啡————1804-1925利血平———1952-1956生物堿:1952前100年,95個(gè)1952-1962,1107個(gè)1962-1972,3443個(gè)
3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)三:研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性的變化3.學(xué)科迅速發(fā)26特點(diǎn)四:生物活性測試普遍開展單純的化合物分離————活性跟蹤分離小規(guī)模測試——高通量篩選(HTS)highthroungputscreening3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)——)特點(diǎn)四:生物活性測試普遍開展3.學(xué)科迅速發(fā)展時(shí)期(20世紀(jì)—27四、研究天然藥物化學(xué)的意義和作用1.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)2.
建立和完善天然藥物的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)3.
改進(jìn)天然藥物制劑劑型——二次開發(fā)4.
創(chuàng)新藥物研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)5.擴(kuò)大藥源四、研究天然藥物化學(xué)的意義和作用1.闡明天然藥物的藥效物281.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)探索天然藥物防治疾病機(jī)理麻黃功效:發(fā)汗散寒、宣肺平喘、利水消腫物質(zhì)基礎(chǔ):麻黃堿—腎上腺素樣作用收縮血管、興奮中樞—發(fā)汗去甲麻黃堿—松弛支氣管平滑肌————平喘偽麻黃堿——升壓、利尿———————消腫1.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)探索天然藥物防治疾病機(jī)理291.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)闡明天然藥物復(fù)方配伍的科學(xué)內(nèi)涵單味藥的有效成分研究復(fù)方有效成分≠各單味藥有效成分的簡單加和協(xié)同、拮抗作用物理、化學(xué)作用改變?nèi)艹龆炔窈藚⑷藚⒃碥赵黾硬窈碥盏娜艹龈什莞仕旄什菰碥赵黾痈仕扃掭祁惖娜艹霭l(fā)生化學(xué)反應(yīng)四逆湯:甘草(君)、干姜(臣)、(烏頭)附子(使)烏頭堿與甘草皂苷形成不溶性沉淀——減毒黃連吳茱萸小檗堿與大分子酸性成分形成沉淀1.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)闡明天然藥物復(fù)方配伍的科學(xué)內(nèi)涵301.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)闡明天然藥物炮制原理炮制前后有效成分、有毒成分的變化——闡明炮制原理改進(jìn)炮制工藝制定炮制規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)如:延胡索——醋炒——增加生物堿溶出——增效烏頭類——蒸煮——水解雙酯型生物堿——減毒即:烏頭堿——蒸煮——烏頭原堿黃芩——冷浸——淡黃芩(綠)黃芩苷醌變色——熱煮——煮黃芩(黃)1.闡明天然藥物的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)闡明天然藥物炮制原理312.建立和完善天然藥物的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中藥材、制劑中有效成分的質(zhì)量——臨床療效建立科學(xué)、靈敏的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)——質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)和藥效的相關(guān)性有效成分——科學(xué)的質(zhì)控指標(biāo)以有效成分、有效部位、大類成分、有毒成分為指標(biāo),多種分析手段中藥指紋圖譜技術(shù)2.建立和完善天然藥物的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中藥材、制劑中有效成分32中藥指紋圖譜技術(shù)中藥指紋圖譜是指中藥經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗?,采用一定的分析手段,得到的能夠表示該中藥特性的共有峰圖譜。中藥指紋圖譜能基本反映中藥全貌,使其質(zhì)控指標(biāo)由原有的對單一成分含量的測定上升為對整個(gè)中藥內(nèi)在品質(zhì)的檢測,實(shí)現(xiàn)了對中藥內(nèi)在質(zhì)量的綜合評價(jià)和整體物質(zhì)的全面控制,使中藥質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定可控,確保中醫(yī)臨床療效的穩(wěn)定.中藥指紋圖譜技術(shù)中藥指紋圖譜是指中藥經(jīng)過適當(dāng)?shù)?3板藍(lán)根指紋圖譜板藍(lán)根指紋圖譜343.改進(jìn)天然藥物制劑劑型——二次開發(fā)改革的目標(biāo):三效、三小、三便劑型選擇——有效成分的溶解性、酸堿性、揮發(fā)性、穩(wěn)定性等水溶性好——注射液雙黃連/參脈口服液生脈顆粒劑板藍(lán)根難溶于水——片、膠囊、滴丸等制劑工藝優(yōu)化——有效成分的理化性質(zhì)制劑穩(wěn)定性——有效成分的理化性質(zhì)—合適PH、適當(dāng)包裝3.改進(jìn)天然藥物制劑劑型——二次開發(fā)改革的目標(biāo):三效、三小35中藥注射劑
黑龍江完達(dá)山制藥廠生產(chǎn)的刺五加注射液致3人死亡,山西太行藥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的茵梔黃注射液又使1名出生9天的新生兒夭折。在2008年10月,接連出現(xiàn)的不良反應(yīng)事件把中藥注射劑推到了風(fēng)口浪尖。
這一系列事件再次引發(fā)了人們對中藥安全性的關(guān)注,中藥注射劑到底安全不安全?出現(xiàn)中藥注射劑不良反應(yīng)的原因到底是什么?中藥制劑應(yīng)當(dāng)如何開發(fā)和監(jiān)管?讓我們一同來關(guān)注。中藥注射劑黑龍江完達(dá)山制藥廠生產(chǎn)的刺五加注射液致3364.創(chuàng)新藥物研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)創(chuàng)新藥物研發(fā)的必要性入世后化學(xué)藥品受到專利保護(hù),仿制須向創(chuàng)新轉(zhuǎn)軌新的藥品注冊法,單純改變劑型已不能按新藥申報(bào)創(chuàng)新藥物研究的關(guān)鍵切入點(diǎn):先導(dǎo)化合物的發(fā)現(xiàn)從天然藥物中發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物、創(chuàng)制新藥——世界公認(rèn)的有效途徑從中藥中發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)物的優(yōu)勢數(shù)千年臨床實(shí)踐——療效確切豐富的資源——結(jié)構(gòu)、活性的多樣性
4.創(chuàng)新藥物研發(fā)——原創(chuàng)性研發(fā)創(chuàng)新藥物研發(fā)的必要性375.擴(kuò)大藥源植物化學(xué)分類學(xué)原理:
親緣關(guān)系近的植物含有相同或相似的化學(xué)成分黃連素:黃連——小檗科、防己科、蕓香科植物5.擴(kuò)大藥源植物化學(xué)分類學(xué)原理:38紫杉醇
紫杉醇是紅豆杉屬植物中的一種復(fù)雜的次生代謝產(chǎn)物,也是目前所了解的惟一一種可以促進(jìn)微管聚合和穩(wěn)定已聚合微管的藥物。同位素示蹤表明,紫杉醇只結(jié)合到聚合的微管上,不與未聚合的微管蛋白二聚體反應(yīng)。細(xì)胞接觸紫杉醇后會(huì)在細(xì)胞內(nèi)積累大量的微管,這些微管的積累干擾了細(xì)胞的各種功能,特別是使細(xì)胞分裂停止于有絲分裂期,阻斷了細(xì)胞的正常分裂。通過Ⅱ-Ⅲ臨床研究,紫杉醇主要適用于卵巢癌和乳腺癌,對肺癌、大腸癌、黑色素瘤、頭頸部癌、淋巴瘤、腦瘤也都有一定療效。紫杉醇紫杉醇是紅豆杉屬植物中的一種復(fù)雜的次生代謝39第二節(jié)生物合成一、一次代謝和二次代謝二、生物合成假說的提出三、主要的生物合成途徑第二節(jié)生物合成一、一次代謝和二次代謝40一、一次代謝和二次代謝一次代謝:對維持植物生命活動(dòng)不可缺少的過程幾乎所有綠色植物中都存在糖代謝、脂肪代謝、蛋白質(zhì)代謝、核酸代謝一次代謝產(chǎn)物Primarymetabolits對機(jī)體生命活動(dòng)不可缺少的物質(zhì)
糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸乙酰輔酶A、丙二酸單酰輔酶A、莽草酸、氨基酸一、一次代謝和二次代謝一次代謝:對維持植物生命活動(dòng)不可缺少41一、一次代謝和二次代謝二次代謝:對維持植物生命活動(dòng)來說不起重要作用并非所有植物中都存在二次代謝產(chǎn)物Secondarymetabolits對機(jī)體生命活動(dòng)并非不可缺少的物質(zhì)
生物堿、黃酮、萜類、蒽醌、香豆素等
一、一次代謝和二次代謝二次代謝:對維持植物生命活動(dòng)來說不起重42光合作用糖糖代謝ATPNADPH丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤蘚糖-4-磷酸核糖乙酰輔酶A丙二酸單酰輔酶AMVA小分子有機(jī)酸核酸三羧酸循環(huán)脂族氨基酸萜類甾體類脂質(zhì)莽草酸芳族氨基酸肽類蛋白質(zhì)脂肪酸酚類蒽醌生物堿桂皮酸苯丙素類木脂素木質(zhì)素黃酮類CO2H2O光合作用糖糖代謝ATP丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸赤蘚糖-4-磷酸核43二、生物合成假說的提出天然化合物之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系天然化合物與一次代謝產(chǎn)物間的聯(lián)系二、生物合成假說的提出天然化合物之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系44各類天藥物化學(xué)成分結(jié)構(gòu)特征生物堿:黃酮:醌類:各類天藥物化學(xué)成分結(jié)構(gòu)特征生物堿:黃酮:醌類:45香豆素:強(qiáng)心苷:皂苷:萜類:香豆素:強(qiáng)心苷:皂苷:萜類:46二、生物合成假說的提出二、生物合成假說的提出47二、生物合成假說的提出二、生物合成假說的提出48三、主要的生物合成途徑1.
醋酸-丙二酸途徑:脂肪酸、酚、蒽酮類2.
甲戊二羥酸途徑:萜、甾體類3.
桂皮酸途徑:
苯丙素、香豆素、木質(zhì)素、木脂素、黃酮類4.
氨基酸途徑:
生物堿5.復(fù)合途徑:
醋酸-丙二酸—莽草酸徑醋酸-丙二酸—甲戊二羥酸途徑氨基酸—甲戊二羥酸途徑氨基酸-醋酸-丙二酸途徑氨基酸—莽草酸徑三、主要的生物合成途徑1.醋酸-丙二酸途徑:脂肪酸、酚、蒽49醋酸丙二酸途徑
——脂肪酸生物合成醋酸丙二酸途徑
——脂肪酸生物合成50醋酸丙二酸途徑
——酚類生物合成醋酸丙二酸途徑
——酚類生物合成51醋酸丙二酸途徑
——蒽醌類生物合成醋酸丙二酸途徑
——蒽醌類生物合成52甲戊二羥酸途徑甲戊二羥酸途徑53桂皮酸途徑桂皮酸途徑54氨基酸途徑
氨基酸途徑
55第三節(jié)提取分離方法提取前的準(zhǔn)備系統(tǒng)的文獻(xiàn)調(diào)研原材料的處理保留憑證標(biāo)本提取分離一般原則已知物或已知結(jié)構(gòu)類型—文獻(xiàn)方法,工業(yè)方法未知物——活性跟蹤(定向分離)第三節(jié)提取分離方法提取前的準(zhǔn)備56第三節(jié)提取分離方法一、中草藥有效成分的提取(極性、相似相溶)二、中藥有效成分的分離與精制
第三節(jié)提取分離方法一、中草藥有效成分的提取(極性、相似相57一、中草藥有效成分的提取溶劑提取法:最常用水蒸汽蒸餾法:揮發(fā)性升華法:升華性
一、中草藥有效成分的提取溶劑提取法:最常用581.選擇溶劑考慮因素2.常見溶劑的種類及其特點(diǎn)3.常用溶劑提取方法4.影響溶劑提取效率的因素(一)溶劑提取法1.選擇溶劑考慮因素(一)溶劑提取法59溶劑提取法
——1.選擇溶劑考慮因素:溶劑盡可能多地溶出有效成分,雜質(zhì)少溶或不溶有效成分、雜質(zhì)、溶劑的極性:相似相溶原理溶劑的安全性、價(jià)廉易得、回收方便等溶劑提取法
——1.選擇溶劑考慮因素:溶劑盡可能多地溶出有效60溶劑提取法
——2.
常見溶劑的種類及其特點(diǎn)環(huán)己烷,石油醚,苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮,乙醇,甲醇,水極性:親脂性:親水性:比水重的有機(jī)溶劑:與水可以以任意比例混溶的有機(jī)溶劑:與水分層的有機(jī)溶劑:能與水分層的極性最大的有機(jī)溶劑:常用來從水中萃取苷類、水溶性生物堿類成分的有機(jī)溶劑:溶解范圍最廣的有機(jī)溶劑:溶劑提取法
——2.常見溶劑的種類及其特點(diǎn)環(huán)己烷,石油醚,61溶劑提取法
——3.常用溶劑提取方法浸漬法:水/稀醇,冷提滲漉法:乙醇,冷提提取效率高,但溶劑用量大超聲提?。焊鞣N溶劑,可加熱,但所需溫度低煎煮法:水回流提?。河袡C(jī)溶劑溶劑用量大連續(xù)回流提?。河袡C(jī)溶劑,索氏提取器溶劑反復(fù)利用超臨界流體萃取(SFE)溶劑提取法
——3.常用溶劑提取方法浸漬法:水/稀醇,62滲漉罐(北京科友佳生物技術(shù)有限公司)
滲漉罐63天然藥物化學(xué)ppt課件64放大圖天然藥物化學(xué)ppt課件65天然藥物化學(xué)ppt課件66
超臨界提取法(SFE)
超臨界狀態(tài)是指當(dāng)一種物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力以上的狀態(tài)下,形成既非液體又非氣體的單一狀態(tài),稱為“SF”。此時(shí)其流體密度近似液體、黏度近似氣體,其擴(kuò)散力比液體大增,介電常數(shù)也隨壓力增加而增加。其浸透性優(yōu)于液體,因而比液體有更佳的溶解力,有利于溶質(zhì)的萃取,特別是性質(zhì)不穩(wěn)定、易熱分解的物質(zhì)的提取。超臨界提取法(SFE)671特點(diǎn):與經(jīng)典溶劑提取法比較,不用有機(jī)溶劑,而是選用一種稱為超臨界流體(SF)的物質(zhì)替代有機(jī)溶劑提取。2優(yōu)點(diǎn):1)可在低溫下提取,“熱敏性”成分尤其適用。2)無溶劑殘留,對作為制劑的中藥提取物的提取是一大優(yōu)勢。3)提取與蒸餾合為一體,無需回收溶劑。4)具選擇性分離。1特點(diǎn):與經(jīng)典溶劑提取法比較,不用有機(jī)溶劑,而是選用一種稱683.常見的SF:有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的為二氧化碳。二氧化碳的特點(diǎn):臨界溫度接近室溫(Tc=31.3℃),臨界壓力也較低(Pc=7.37Mpa),無色、無毒、無味,不易燃,化學(xué)惰性,廉價(jià),易制成高純度氣體。故在SFE中最常用。
3.常見的SF:有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷69溶劑提取法
——4.影響溶劑提取效率的因素方法粉碎度溫度溶劑時(shí)間溶劑提取法
——4.影響溶劑提取效率的因素方法70(二)水蒸汽蒸餾法原理:根據(jù)道爾頓分壓定律即:P=PA+PBP—總蒸氣壓;PA—A物分壓;PB—B物分壓當(dāng)P=大氣壓時(shí)則沸騰總混合液體B.P<混合物中沸點(diǎn)最低物質(zhì)例:沸點(diǎn)混合后沸點(diǎn)℃水100760mmHg69.25226mmHg苯80.1760mmHg534mmHg注:混合物的沸點(diǎn)比任一單一液體的沸點(diǎn)低;(二)水蒸汽蒸餾法原理:根據(jù)道爾頓分壓定律71水蒸汽蒸餾法適用范圍:具有揮發(fā)性,能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞,難溶或不溶于水,且在100℃有一定的蒸汽壓。水蒸汽蒸餾法適用范圍:72二、中藥有效成分的分離與精制分離依據(jù):共存成分的性質(zhì)差異1.溶解度差異2.分配比不同3.吸附性差異4.分子大小差異5.離解程度不同二、中藥有效成分的分離與精制分離依據(jù):共存成分的性質(zhì)差異731.根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
調(diào)節(jié)溫度改變混合溶劑的極性調(diào)節(jié)PH加入某種沉淀試劑1.根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離調(diào)節(jié)溫度74根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——(1)調(diào)節(jié)溫度
溫度不同——溶解度改變結(jié)晶、重結(jié)晶待純化物A+雜質(zhì)B、C加MeOH熱溶熱濾殘?jiān)–)濾液(A+B)冷置析晶母液(B)結(jié)晶(A)根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——(1)調(diào)節(jié)溫度溫度不同—75結(jié)晶(Crystallization)概念溶液中的溶質(zhì)在一定條件下,因分子有規(guī)則的排列而結(jié)合成晶體,晶體的化學(xué)成分均一,具有各種對稱的晶體,其特征為離子和分子在空間晶格的結(jié)點(diǎn)上呈規(guī)則的排列結(jié)晶(Crystallization)概念76固體有結(jié)晶和無定形兩種狀態(tài)結(jié)晶:析出速度慢,溶質(zhì)分子有足夠時(shí)間進(jìn)行排列,粒子排列有規(guī)則無定形固體:析出速度快,粒子排列無規(guī)則-沉淀固體有結(jié)晶和無定形兩種狀態(tài)77只有同類分子或離子才能排列成晶體,因此結(jié)晶過程有良好的選擇性。通過結(jié)晶,溶液中大部分的雜質(zhì)會(huì)留在母液中,再通過過濾、洗滌,可以得到純度較高的晶體。結(jié)晶過程具有成本低、設(shè)備簡單、操作方便,廣泛應(yīng)用于氨基酸、有機(jī)酸、抗生素、維生素、核酸等產(chǎn)品的精制。結(jié)晶的特點(diǎn)和作用只有同類分子或離子才能排列成晶體,因此結(jié)晶過程有良好78
AFM下的抗生素晶體AFM下79
AFM下的抗生素晶體層原子力顯微鏡(AtomicForceMicroscope)
AFM下80結(jié)晶的條件晶體在溶液中形成的過程稱為結(jié)晶。結(jié)晶應(yīng)具備的條件:
物質(zhì)具有固態(tài)的屬性必須是飽和溶液物質(zhì)的溶解度會(huì)隨著溫度的變化而變化結(jié)晶的條件晶體在溶液中形成的過程稱為結(jié)晶。81結(jié)晶的方法結(jié)晶的方法一般有2種:一種是蒸發(fā)溶劑法,它適用于溫度對溶解度影響不大的物質(zhì)。沿海地區(qū)“曬鹽”就是利用的這種方法。另一種是冷卻熱飽和溶液法。此法適用于溫度升高,溶解度也增加的物質(zhì)。如北方地區(qū)的鹽湖,夏天溫度高,湖面上無晶體出現(xiàn);每到冬季,氣溫降低,石堿(Na2CO3·10H2O)、芒硝(Na2SO4·10H2O)等物質(zhì)就從鹽湖里析出來。(較常用,制備過程)結(jié)晶的方法結(jié)晶的方法一般有2種:82結(jié)晶溶劑的選擇1.選擇的溶劑應(yīng)不與結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.選擇的溶劑對結(jié)晶物質(zhì)在熱時(shí)應(yīng)具有較大的溶解度,而在較低溫度時(shí)溶解能力大大減小。
3.選擇的溶劑對結(jié)晶物質(zhì)中可能存在的雜質(zhì)或是溶解度甚大,或是溶解度甚小,4.選擇的溶劑沸點(diǎn)不宜太高,(以免該溶劑在結(jié)晶和重結(jié)晶時(shí)附著在晶體表面不容易除盡)
結(jié)晶溶劑的選擇1.選擇的溶劑應(yīng)不與結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。83結(jié)晶純度的判斷1.觀察晶形,色澤。2.測物理常數(shù):熔點(diǎn)、溶距等。3.色譜檢測:TLC或HPLC注意:需用三種以上展開系統(tǒng)展開,若均為單一斑點(diǎn)才能判斷為單一化合物結(jié)晶純度的判斷1.觀察晶形,色澤。84加另一種極性相差較大的溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質(zhì)沉淀析出
A.水/醇法:除去水提液中的水溶性雜質(zhì)B.醇/水法:除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì)C.醇/醚法(醇/丙酮法):純化皂苷根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——(2)改變混合溶劑極性加另一種極性相差較大的溶劑——混合溶劑極性改變——部分物質(zhì)沉85A.水/醇法——除去水提液中的水溶性雜質(zhì)中藥水提取液加數(shù)倍量濃醇靜置過夜母液(目標(biāo)成分)沉淀(水溶性雜質(zhì))(如蛋白質(zhì)、多糖、果膠、粘液質(zhì))A.水/醇法——除去水提液中的水溶性雜質(zhì)中藥水提取液加數(shù)倍86B.
醇/水法:除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì)中藥醇提取液加數(shù)倍水靜置過夜母液(目標(biāo)成分)沉淀(脂溶性雜質(zhì))(如油脂、葉綠素等)B.醇/水法:除去醇提液中的脂溶性雜質(zhì)中藥醇提取液加數(shù)倍水87C.醇/醚法(醇/丙酮法):純化皂苷皂苷的醇溶液加數(shù)倍量乙醚,靜置母液(脂溶液雜質(zhì))沉淀(皂苷)C.醇/醚法(醇/丙酮法):純化皂苷皂苷的醇溶液加數(shù)倍量乙88酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)PH——改變的分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛?/p>
根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)節(jié)PH解離型/離子態(tài)游離型/分子態(tài)H+BH+BOH-H+A-HAOH-脂溶性水溶性酸、堿、兩性成分根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)節(jié)89酸、堿、兩性成分調(diào)節(jié)PH——改變分子存在狀態(tài)——改變?nèi)芙舛華.酸/堿法(酸提取堿沉淀法):生物堿的提取、純化B.堿/酸法(堿提取酸沉淀法):黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化C.調(diào)節(jié)PH至等電點(diǎn),沉淀蛋白
根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)節(jié)PH酸、堿、兩性成分根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——3.調(diào)節(jié)90A.酸/堿法(酸提取堿沉淀法)——生物堿的提取、純化H+BH+BOH-醇提物浸膏(B)藥渣酸水提取液稀酸水提?。˙H+
)堿化沉淀(B)堿水液(水溶性雜質(zhì))(脂溶性雜質(zhì))A.酸/堿法(酸提取堿沉淀法)H+BH+BOH-醇提物浸膏(91藥材(HA)藥渣堿水提取液堿水提?。ˋ-
)酸化沉淀(HA)酸水液(水溶性雜質(zhì))(脂溶性雜質(zhì))B.堿/酸法(堿提取酸沉淀法)——黃酮、蒽醌等酚性成分的提取、純化H+A-HAOH-藥材(HA)藥渣堿水提取液堿水提?。ˋ-)酸化沉淀(HA92酸、堿成分——加入某種沉淀試劑——水不溶性鹽A.酸性成分Pb2+、Ba2+、Ca2+
水懸浮,通H2S母液(
)B.堿性化合物苦味酸/苦酮酸,磷鉬酸/磷鎢酸/鐳氏鹽
強(qiáng)H+,Et2O萃取H2O層(
)
1.根據(jù)物質(zhì)的溶解度差異進(jìn)行分離
——(4)加沉淀劑酸、堿成分——加入某種沉淀試劑——水不溶性鹽1.根據(jù)物質(zhì)的溶932.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離分配比K
K=CU/CL
分離因子β
β=KA/KB
(KA
KB)β
1001次萃取,基本分離10
β
10010
12次β
2100次以上β
1無法分離上層下層2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離分配比K94(1)簡單液液萃取法(2)逆流分溶法(CCD,countercurrentdistribution)(3)液滴逆流色譜(DCCC,dropletcountercurrentchromarography)(4)高速逆流色譜
(HSCCC,highspeedcountercurrentchromarography)2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離(1)簡單液液萃取法2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)95β
50A.有機(jī)溶劑/水B.有機(jī)溶劑/酸、堿水PH——物質(zhì)存在狀態(tài)——溶解性——KC.PH梯度萃取梯度調(diào)節(jié)PH,每次改變一種成分的存在狀態(tài),依次分離缺點(diǎn):手工操作繁瑣、溶劑用量大、易乳化2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(1)簡單液液萃取法上層下層β502.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
—96例:HA1、HA2、B,且HA1
HA2,如何分離?
PH≥12BA-
≤3BH+HA
例:HA1、HA2、B,且HA1HA2,如何分離?P97乳化現(xiàn)象
由于表面活性劑的作用,使本來不能混合到一起的兩種液體能夠混到一起的現(xiàn)象稱為乳化現(xiàn)象,具有乳化作用的表面活性劑稱為乳化劑.乳化機(jī)理:加入表面活性劑后,由于表面活性劑的兩親性質(zhì),使之易于在油水界面上吸附并富集,降低了界面張力,改變了界面狀態(tài),從而使本來不能混合在一起的"油"和"水"兩種液體能夠混合到一起,其中一相液體離散為許多微粒分散于另一相液體中,成為乳狀液.
乳化現(xiàn)象由于表面活性劑的作用,使本來不能混98消除乳化現(xiàn)象的方法
關(guān)鍵:萃取的時(shí)候不能劇烈搖晃
方法:(一)長時(shí)間靜置
將乳濁液放置過夜,一般可分離成澄清的兩層。
(二)水平旋轉(zhuǎn)搖動(dòng)分液漏斗
當(dāng)兩液層由于乳化而形成界面不清時(shí),可將分渡漏斗在水平方向上緩慢地旋轉(zhuǎn)搖動(dòng),這樣可以消除界面處的“泡沫”。促進(jìn)分層。
(三)用濾紙過濾
對于由于有樹脂狀、粘液狀懸浮物存在而引起的乳化現(xiàn)象,可將分液漏斗中的物料,用質(zhì)地密致的濾紙,進(jìn)行減壓過濾。過濾后物料則容易分層和分離。
(四)加乙醚
比重接近l的溶劑,在萃取或洗滌過程中,容易與水相乳化,這時(shí)可加入少量的乙醚,將有機(jī)相稀釋,使之比重減小,容易分層。
消除乳化現(xiàn)象的方法關(guān)鍵:萃取的時(shí)候不能劇烈搖晃99(五)補(bǔ)加水或溶劑,再水平搖動(dòng)
向乳化混合物中緩慢地補(bǔ)加水或溶劑,再進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)搖動(dòng),則容易分成兩相。至于補(bǔ)加水,還是補(bǔ)加溶劑更有效,可將乳化混合物取出少量,在試管中預(yù)先進(jìn)行試探。
(六)加乙醇
對于有乙醚或氯仿形成的乳化液,可加入5~10滴乙醇,再緩緩搖動(dòng),則可促使乳化液分層。但此時(shí)應(yīng)注意,萃取劑中混入乙醇,由于分配系數(shù)減小,有時(shí)會(huì)帶來不利的影響。
(七)離心分離
將乳化混合物移入離心分離機(jī)中,進(jìn)行高速離心分離。
(八)用電吹風(fēng)加熱乳化層
(九)加鹽:可提高水相得密度與極性(五)補(bǔ)加水或溶劑,再水平搖動(dòng)
向乳化混合物中緩慢地1002.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(2)逆流分溶法β<50工作原理:多次、連續(xù)的液液萃取craig逆流分溶儀萃取單元及工作過程優(yōu)點(diǎn):避免手工操作缺點(diǎn):溶劑用量大機(jī)械操作導(dǎo)致破損、漏液乳化2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(2)逆101天然藥物化學(xué)ppt課件1022.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(3)液滴逆流色譜DCCC
dropletcountercurrentchromarography
流動(dòng)相液滴垂直上下,經(jīng)過固定相液
2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(3)液1032.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(4)高速逆流色譜HSCCC
highspeedcountercurrentchromarography
2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分離
——(4)高1043.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離(1)吸附的類型(2)物理吸附的基本規(guī)律(3)極性及強(qiáng)弱判斷(4)簡單吸附法用于物質(zhì)的濃縮與精制(5)吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離
(6)聚酰胺柱色譜
(7)大孔吸附柱色譜3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離(1)吸附的類型1053.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(1)吸附的類型
物理吸附:
分子間力,無選擇性,可逆。硅膠、氧化鋁、活性炭化學(xué)吸附:化學(xué)鍵,選擇性較強(qiáng),常不可逆。硅膠——生物堿堿性氧化鋁——黃酮、蒽醌等半化學(xué)吸附:氫鍵,選擇性較弱,多可逆聚酰胺3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(1)吸附的類型物理1063.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(2)物理吸附的基本規(guī)律
極性相似者易于吸附
非極性吸附劑:活性炭對非極性成分吸附強(qiáng)溶劑極性
吸附劑對溶質(zhì)的吸附力
溶質(zhì)可被極性弱的溶劑洗脫極性吸附劑:硅膠、氧化鋁
對極性物質(zhì)親和力強(qiáng)溶劑極性
吸附劑對溶質(zhì)的吸附力
溶質(zhì)可被極性強(qiáng)的溶劑洗脫3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(2)物理吸附的基本規(guī)1073.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(3)極性及強(qiáng)弱判斷
一般物質(zhì):官能團(tuán)的種類、數(shù)目、位置、碳鏈長短
R-COOH﹥Ar-OH﹥R-OH﹥R-NH-﹥R-CO-NH-﹥
R-CHO﹥R-CO-R
﹥R-COO-R
﹥R-O-R
﹥R-X
﹥R-H溶劑:介電常數(shù)ε
,極性
環(huán)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.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(3)極性及強(qiáng)弱判斷1083.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(4)吸附劑的種類
硅膠---硅膠是一種極性的酸性吸附劑,適用于中性或酸性親脂性成分的層析。
(活化)氧化鋁---氧化鋁有弱堿性,主要用于堿性或中性親脂性成分的分離,如生物堿、甾、萜類等成分活性炭---是一種非極性吸附劑,對非極性物質(zhì)吸附強(qiáng)。活性炭主要用于分離水溶性成分,如氨基酸、糖類及某些甙聚酰胺、大孔吸附樹脂(詳見下一節(jié))。3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(4)吸附劑的種類硅1093.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(5)聚酰胺柱色譜(半化學(xué)吸附)
高分子聚合物不溶于常見有機(jī)溶劑對堿穩(wěn)定對酸特別是無機(jī)酸穩(wěn)定性差可溶于濃鹽酸、冰乙酸、甲酸中性質(zhì)3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(5)聚酰胺柱色譜(半110天然藥物化學(xué)ppt課件1113.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(5)聚酰胺柱色譜
分子間氫鍵——半化學(xué)吸附吸附原理3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(5)聚酰胺柱色譜分1123.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
化合物在含水溶劑中大致有以下規(guī)律:形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目:越多,越強(qiáng)。形成氫鍵的基團(tuán)所處的位置:處于易形成分子內(nèi)氫鍵者,減弱。分子中芳香化程度:高,增強(qiáng)。影響吸附力的因素3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜化113天然藥物化學(xué)ppt課件1143.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜
各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力水甲醇乙醇?xì)溲趸c水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液
影響吸附力強(qiáng)弱的因素化合物在不同溶劑中的吸附力,隨溶劑極性增強(qiáng)而增強(qiáng)水中最強(qiáng)———常以水裝柱、樣品以水溶解上樣含水醇中次之醇中最弱———常以濃度漸高的含水醇梯度洗脫EtOH-H2O最常用
弱強(qiáng)3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜各1153.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜(可再生)醌類、黃酮類等酚性的制備和分離。脫鞣處理生物堿、萜類、甾類、糖類、氨基酸等極性與非極性化合物的分離也有用途應(yīng)用沒食子酸3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(6)聚酰胺柱色譜(1163.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂
高分子聚合物白色球形顆粒多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不溶于酸、堿、有機(jī)溶劑吸附原理:分子間力氫鍵分子篩性質(zhì)原理3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂高117天然藥物化學(xué)ppt課件1183.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂
樹脂的性質(zhì):非極性樹脂易吸附非極性化合物極性樹脂易吸附極性化合物溶劑的性質(zhì):物質(zhì)在溶劑中的溶解度大,樹脂對此物質(zhì)的吸附力就小被分離成分的性質(zhì):酸性化合物易于在酸性條件下吸附,堿性化合物易于在堿性條件下吸附,影響吸附力強(qiáng)弱的因素3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂樹1193.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂
水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。最常用:乙醇—水
廣泛應(yīng)用于化合物的分離與富集工作中如:(皂)苷類、糖類的分離
生物堿的精制多糖、黃酮、三萜類化合物的分離。洗脫劑應(yīng)用3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)大孔吸附樹脂水1203.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)吸附色譜的兩種操作方式柱色譜薄層色譜3.根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
——(7)吸附色譜的兩種操121天然藥物化學(xué)ppt課件122天然藥物化學(xué)ppt課件123天然藥物化學(xué)ppt課件124色譜分離過程實(shí)驗(yàn)色譜柱色譜混合物固定相流動(dòng)相色譜分離色譜分離過程實(shí)驗(yàn)色譜柱色譜混合物固定相流動(dòng)相色譜分離125天然藥物化學(xué)ppt課件126(5)吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離
硅膠吸附柱色譜氧化鋁吸附柱色譜
A.吸附劑:30~60倍,有時(shí)100~200倍B.裝柱:徑高比(d/h)1:15~1:20干法裝柱/濕法裝柱C.上樣:干法上樣/濕法上樣D.洗脫:等度/梯度(洗脫劑極性遞增)
G.洗脫系統(tǒng)的選擇:TLCRf=0.2~0.3
(5)吸附柱色譜法用于物質(zhì)的分離硅膠吸附柱色譜氧化鋁吸附柱127液-固吸附色譜的一般操作程序三步驟:裝柱、加樣、洗脫液-固吸附色譜的一般操作程序三步驟:裝柱、加樣、洗脫128天然藥物化學(xué)ppt課件129薄層色譜(TLC)Rf=原點(diǎn)到色斑中心的距離/原點(diǎn)到溶劑前沿的距離托尾、邊緣效應(yīng)薄層色譜(TLC)Rf=原點(diǎn)到色斑中心的距離/原點(diǎn)到溶劑前沿130薄層色譜原理2薄層色譜原理2131固定相涂覆于硅膠等多孔載體上,裝柱流動(dòng)相通過色譜柱進(jìn)行洗脫物質(zhì)在兩相溶劑中作逆流分布——分配比不同,被洗脫速度不同注:固定相、流動(dòng)相、支持劑2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進(jìn)行分
——(4)液液分配柱色譜
定義固定相涂覆于硅膠等多孔載體上,裝柱2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中132分配色譜的歷史
1938年,阿切爾·約翰·波特·馬丁和理查德·勞倫斯·米林頓·辛格準(zhǔn)備利用氨基酸在水和有機(jī)溶劑中的溶解度差異分離不同種類的氨基酸,馬丁早期曾經(jīng)設(shè)計(jì)了逆流萃取系統(tǒng)以分離維生素,馬丁和辛格準(zhǔn)備用兩種逆向流動(dòng)的溶劑分離氨基酸,但是沒有獲得成功。后來他們將水吸附在固相的硅膠上,以氯仿沖洗,成功地分離了氨基酸,這就是現(xiàn)在常用的分配色譜。在獲得成功之后,馬丁和辛格的方法被廣泛應(yīng)用于各種有機(jī)物的分離。分配色譜的歷史1938年,阿切爾·約翰·波特·馬丁和理133分配色譜分類依據(jù):根據(jù)固定相和流動(dòng)相極性的差別,又可分為正相分配色譜和反相分配色譜。當(dāng)固定相的極性大于流動(dòng)相的極性時(shí),可稱為正相分配色譜或簡稱正相色譜(NormalPhaseChromatography);若固定相的極性小于流動(dòng)相的極性時(shí),可稱為反相分配色譜或簡稱反相色譜(ReversedPhaseChromatography)。分配色譜分類依據(jù):根據(jù)固定相和流動(dòng)相極性的差別,又可分134分配色譜的適用范圍正相色譜(NormalPhaseChromatography)適合分離極性較大的成分,如:生物堿、糖類、苷類、有機(jī)酸等。反相色譜(ReversedPhaseChromatography)適合分離極性較小的成分,如:油脂、高級脂肪酸、游離甾體等。注:正反相色譜支持劑的形成(硅膠)分配色譜的適用范圍正相色譜(NormalPhaseChr135紙色譜
----分配色譜定義:系以濾紙為載體,以紙上所含水分或其他物質(zhì)為固定相,用展開劑進(jìn)行展開的分配色譜。
分類:同一般分配色譜常用展開系統(tǒng)為:水飽和正丁醇:醋酸:水(BAW)紙色譜----分配色譜定義:系以濾紙為載體,以紙上所含水分136紙層析原理紙層析原理1374.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離透析法超濾法超速離心凝膠濾過法gelfiltration:凝膠滲透色譜gelpermeationchromtography分子篩濾過molecularsievefiltration4.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離透析法1384.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過法gelfiltration:凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩作用按分子量由大到小的順序分離原理4.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過法gel139基本原理:
按分子大小分離。小分子可以擴(kuò)散到凝膠空隙,由其中通過,出峰最慢;中等分子只能通過部分凝膠空隙,中速通過;而大分子被排斥在外,出峰最快;溶劑分子小,故在最后出峰?;驹恚?404.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過法gelfiltration:葡聚糖凝膠SephadexG:羥丙基葡聚糖凝膠SephadexLH-20:
SephadexG-25羥丙基化所得分子篩和反相色譜相結(jié)合水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿中使用水溶性、脂溶性成分都可分凝膠的種類、性質(zhì)及應(yīng)用4.根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
——凝膠濾過法gel1415.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹脂為固定相,水,含水溶劑裝柱含水流動(dòng)相通過樹脂可交換離子與樹脂上的交換基團(tuán)交換,吸附到樹脂上中性及無交換離子的成分流出將吸附到柱上的成分洗脫下來堿用堿洗、酸用酸洗離子交換原理5.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法離子142原理的公式表達(dá)RSO3-AlkH++NH4+OH-→
RSO3-NH4++Alk+H2O陽離子交換柱工作原理:Alk+H+/H2O→AlkH+AlkH++RSO3-
H+→
RSO3-AlkH++H+原理的公式表達(dá)RSO3-AlkH++NH4+OH-1435.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法
球形顆粒,不溶于水,可在水中溶脹離子交換樹脂的性質(zhì)離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)母核離子交換基團(tuán)5.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法球形1445.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹脂的種類陽離子交換樹脂:強(qiáng)酸性(-SO3-H+)弱酸性(-COO-H+)陰離子交換樹脂:強(qiáng)堿性(-N+(CH3)3Cl-)弱堿性(-NH2,-NH-,-N=)
5.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離
——離子交換法離子1455.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離
——離子交換法
離子交換樹脂的應(yīng)用不同電荷離子的分離
如水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離相同電荷但解離程度不同離子的分離
如堿性不同的生物堿的分離5.根據(jù)物質(zhì)離解程度不同分離進(jìn)行分離
——離子交換法146水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離水提液中酸性、堿性、兩性化合物的分離147
ⅠⅡ堿性Ⅰ<Ⅱ<
ⅢⅢⅡⅠ堿性不同的生物堿的分離Ⅰ148常見提取方法匯總名稱原理適用范圍注意事項(xiàng)常見提取方法匯總名稱原理適用范圍注意事項(xiàng)149常見柱色譜分離方法匯總名稱原理流出住順序適用范圍常見柱色譜分離方法匯總名稱原理流出住順序適用范圍150第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法結(jié)構(gòu)研究的特點(diǎn):難于合成品結(jié)構(gòu)研究的總原則:盡可能不消耗或少消耗試樣波譜綜合分析與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)比較必要時(shí)輔以化學(xué)手段第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法結(jié)構(gòu)研究的特點(diǎn):難于合成品151第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法一、純度的測定二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法第四節(jié)結(jié)構(gòu)研究法一、純度的測定152一、純度的測定純度檢查法:均一的晶形敏銳的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、比旋度TLC、PC、GC、HPLC一、純度的測定純度檢查法:153二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序二、結(jié)構(gòu)研究的主要程序154三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法1.確定分子式,計(jì)算不飽和度2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)3.紅外光譜(IR,infraredspectra)4.紫外-可見吸收光譜(UV-vis)(ultraviolet-visiblespectra)5.核磁共振(NMR,nuclearmagneticresonance)6.其他:x-單晶衍射法旋光光譜(ORD)園二色譜(CD)三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法1.確定分子式,計(jì)算不飽和度155三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——1.確定分子式,計(jì)算不飽和度不飽和度的計(jì)算u=Ⅳ-Ⅰ/2+Ⅲ/2+1Ⅰ:一價(jià)原子數(shù)如H、XⅢ:三價(jià)原子數(shù),如N、PⅣ:四價(jià)原子數(shù),如C三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——1.確定分子式,計(jì)算不156三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)原理:有機(jī)分子中的孤對電子或成鍵電子,在高真空條件下受到高能電子束的轟擊,失去一個(gè)電子,電離成一個(gè)帶正電荷的分子離子。三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,ma157分子離子和碎片離子經(jīng)電場加速獲得一定動(dòng)能,然后以一定動(dòng)能飛向磁場。進(jìn)入磁場后,其飛行路線由直線變?yōu)榛【€,粒子的荷質(zhì)比不同,弧線的曲率半徑就不同,這樣,不同的離子便分離開來。質(zhì)譜表達(dá)方式分子離子和碎片離子經(jīng)電場加速獲得一定動(dòng)能,然后以158三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)作用:確定分子量、分子式提供部分結(jié)構(gòu)信息——丟失碎片的大小如15、17——碎片的m/z及裂解方式三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,ma159三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,massspectrum)常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)場解析質(zhì)譜(FD-MS)快速原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——2.質(zhì)譜(MS,ma160常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)樣品需加熱氣化,離化,得到M+難氣化、易熱解的成份測不到M+如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電子轟擊質(zhì)譜(EI-MS)樣品需加熱氣161常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——場解析質(zhì)譜(FD-MS)試樣稀液涂于鎢絲上作陽極,對面加陰極,通高壓,使電離難氣化、易熱解的成份,可得到
分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+逐個(gè)脫去糖基的碎片峰:[M+H-162]+、[M+H-162-146]+苷元的碎片離子相對少常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——場解析質(zhì)譜(FD-MS)試樣稀液涂于鎢162常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——快速原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)離子槍發(fā)射高能離子與另一中性粒子碰撞,交換電荷,形成高速中性粒子,與樣品碰撞,使其電離難氣化、易熱解的成份,可得到
分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+逐個(gè)脫去糖基的碎片峰:[M+H-162]+、[M+H-162-146]+
可得到苷元的碎片常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——快速原子轟擊質(zhì)譜(FAB-MS)離子槍163常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)強(qiáng)靜電場使試樣電離,難氣化、易熱解、大分子、小分子,均可得到分子離子相關(guān)峰:[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+
常用質(zhì)譜技術(shù)及特點(diǎn)——電噴霧質(zhì)譜(ESI-MS)強(qiáng)靜電場使試164光的概述光的基本性質(zhì)光的概述光的基本性質(zhì)165三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——3.紅外光譜(IR,infraredspectra)原理:化學(xué)鍵的振動(dòng)在紅外光區(qū)(4000~625cm-1)引起的吸收譜圖。作用:特征頻率區(qū)(functionalgroupregion)4000~1500cm-1————確定官能團(tuán)類型指紋區(qū)(fingerprintregion)1500~600cm-1————構(gòu)象、構(gòu)型、取代模式等三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——3.紅外光譜(IR,i166化學(xué)鍵振動(dòng)的類型化學(xué)鍵振動(dòng)的類型167縱坐標(biāo)表示分子對某波長的紅外光吸收的強(qiáng)度橫坐標(biāo)指出了吸收峰出現(xiàn)的位置。(цm或cm-1)
注意:由于吸收強(qiáng)度通常是用T%來表示,所以吸收愈強(qiáng),曲線愈向下,IR譜圖上的那些“谷”,實(shí)際上是“吸收峰”,又稱吸收帶。IR的表達(dá)方式縱坐標(biāo)表示分子對某波長的紅外光吸收的強(qiáng)度IR的表達(dá)方式168三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——4.紫外-可見吸收光譜(UV-vis)
(ultraviolet-visiblespectra)原理電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)(
、n
)在紫外可見光區(qū)(200~700nm)引起的吸收譜圖
常見電子有三種:σ、π、n注意:分子軌道理論:一個(gè)成鍵軌道必定有一個(gè)相應(yīng)的反鍵軌道。通常外層電子均處于分子軌道的基態(tài),即成鍵軌道或非鍵軌道上(了解)三、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法
——4.紫外-可見吸收光譜169當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后,就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷,所需能量ΔΕ大小順序?yàn)椋簄→π*<π→π*<n→σ*<σ→σ*
當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后,就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)170作用對含有共軛雙鍵、α,β-不飽和羰基、芳香化合物的結(jié)構(gòu)鑒定有重要價(jià)值特定的吸收譜特征——骨架類型的判斷如:黃酮、香豆素、蒽醌加診斷試劑前后譜圖的規(guī)律性變化——取代圖式的推斷如:黃酮、香豆素作用171UV的表達(dá)方式UV的表達(dá)方式172UV相關(guān)概念一:生色團(tuán)與助色團(tuán)(了解)生色團(tuán)(chromophore):
在紫外和可見光區(qū)產(chǎn)生吸收帶的基團(tuán)稱為生色團(tuán)。因?yàn)橹挥杏搔小校蚽→π*躍遷才能產(chǎn)生紫外可見吸收,而這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán),所以這類含有π鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。簡單的生色團(tuán)由雙鍵或叁鍵體系組成,如乙烯基、羰基、亞硝基、偶氮基—N=N—、乙炔基、腈基—C≡N等。UV相關(guān)概念一:生色團(tuán)與助色團(tuán)(了解)生色團(tuán)(chromop173生色團(tuán)生色團(tuán)174助色團(tuán)(auxochrome):
有一些含有n電子的基團(tuán)(如—OH、—OR、—NH2、—NHR、—X等),它們本身沒有生色功能(不能吸收λ>200nm的光),但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時(shí),就會(huì)發(fā)生n—π共軛作用,增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力(吸收波長向長波方向移動(dòng),且吸收強(qiáng)度增加),這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。助色團(tuán)(auxochrome):175UV相關(guān)概念二:紅移與藍(lán)移有機(jī)化合物的吸收譜帶常常因引入取代基或改變?nèi)軇┦棺畲笪詹ㄩLλmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化:
λmax向長波方向移動(dòng)稱為紅移,向短波方向移動(dòng)稱為
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