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文檔簡(jiǎn)介
第一章總論
第一節(jié)緒論
1.什么是中藥化學(xué)?(中藥中學(xué)的概念)
中藥化學(xué)是運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與措施研究中藥中化學(xué)成分的一門學(xué)科。
2.中藥化學(xué)研學(xué)什么?
中藥化學(xué)研究?jī)?nèi)容包括各類中藥的化學(xué)成分(重要是生理活性成分或藥效成分)的構(gòu)造特點(diǎn)、物理化
學(xué)性質(zhì)、提取分離措施以及重要類型化學(xué)成分的構(gòu)造鑒定等。此外,還波及重要類型化學(xué)成分的生物合成
途徑等內(nèi)容。
中藥化學(xué)是專'業(yè)基礎(chǔ)課,中藥化學(xué)的研究,在中醫(yī)藥現(xiàn)代化和中藥產(chǎn)業(yè)化中發(fā)揮著極其關(guān)鍵的作用。
|中藥學(xué)|
中藥鑒定學(xué)I
、”//中藥藥理學(xué)
I中藥化學(xué)
中藥藥劑分析
中藥炮制學(xué)I
中藥藥劑學(xué)
3.中藥化學(xué)研究的意義
(注:本內(nèi)容為第四節(jié)中藥億學(xué)在中藥質(zhì)量控制中的意義)
(1)闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎(chǔ),探索中藥防治疾病的原理
(2)闡明中藥發(fā)放配伍的原理
(3)改善中藥制劑劑型、提高臨床療效
(4)控制中藥及其制劑的質(zhì)量
(5)提供中藥炮制的現(xiàn)代科學(xué)根據(jù)
(6)開發(fā)新藥、擴(kuò)大藥源
(7)構(gòu)造修飾、合成新藥
重要考試內(nèi)容:
1.中藥有效成分的提取與分離措施,尤其是某些較為先進(jìn)且應(yīng)用較廣的措施。
2.各類化合物的構(gòu)造特性與分類。
3.各類化合物的理化性質(zhì)及常用的提取分離與鑒別措施。
4.常用重要化合物的構(gòu)造測(cè)定措施。
5.常用中藥材中所含的化學(xué)成分及其提取分離、構(gòu)造測(cè)定措施和重要生物活性。
6.常用中藥材使用時(shí)的注意事項(xiàng)和有關(guān)的質(zhì)量控制成分。
課程重要內(nèi)容:
內(nèi)容
緒論
總論
中藥化學(xué)成分的一般研究措施**
生物堿**
糖和苗水
醍類**
香豆素和木脂素*
黃酮**
各論
菇類和揮發(fā)油*
皂省**
強(qiáng)心昔*
重要?jiǎng)游锼幓瘜W(xué)成分*
其他成分
各論學(xué)習(xí)思緒:
某類天然成本
生理活性定義結(jié)構(gòu)
生物合成途徑分類理化性質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定
提取方法分離方法檢識(shí)方法
學(xué)習(xí)措施:
1.以總論為指導(dǎo)學(xué)習(xí)各論。
2.注意總結(jié)歸納,在掌握基本共同點(diǎn)的狀況下,分類記憶特殊點(diǎn)。
3.注意理論聯(lián)絡(luò)實(shí)際,并以《藥典》作為基本學(xué)習(xí)指導(dǎo)。
4.發(fā)揮想象力進(jìn)行聯(lián)想記憶。
第二節(jié)中藥有效成分的提取與分離
一、中藥有效成分的提取
注意:在提取前,應(yīng)對(duì)所用材料的基源(如動(dòng)、植物的學(xué)名)、產(chǎn)地、藥用部位、采集時(shí)間與加工措
施等進(jìn)行考察,并系統(tǒng)查閱文獻(xiàn),以充足理解和運(yùn)用前人的經(jīng)驗(yàn)。
煎煮法
浸漬法
滲漉法
一溶劑法一
回流法
連續(xù)回流法
水蒸氣蒸播法
提取方法1升華法
超聲法
一超臨界流體萃取法
(?)溶劑提取法
注意:一般如無(wú)特殊規(guī)定,藥材須經(jīng)干燥并合適粉碎,以利于增大與溶劑的接觸表面,提高提取效率。
補(bǔ)充:溶劑提取法的原理
根據(jù)中藥化學(xué)成分與溶劑間“極性相似相溶”的原理,根據(jù)各婁成分溶解度的差異,選擇對(duì)所提成分
溶解度大、對(duì)雜質(zhì)溶解度小的溶劑,根據(jù)“濃度差”原理,將所提成分從藥材中溶解出來(lái)的措施。
作用原理:溶劑穿透入藥材原料的細(xì)胞膜,溶解可溶性物質(zhì),形成細(xì)胞內(nèi)外的濃度差,將其滲出細(xì)胞
膜,到達(dá)提取目的。
有效成分由
細(xì)胞內(nèi)溶出
?般提取規(guī)律:
①菇類、缶體等脂環(huán)類及芳香類化合物由于極性較小,易溶于三氯甲烷、乙雁等親脂性溶劑中;
②糖甘、氨基酸等類成分則極性較人,易溶于水及含水呼中:
③酸性、堿性及兩性化合物,由于存在狀態(tài)(分子或離子形式)隨溶液而異,故溶解度將隨川而變化,
可用不一樣pH的堿或酸提取。
補(bǔ)充:溶劑的選擇。
1)常見溶劑類型
石油酸(四氯化碳〈苯〈二氯甲烷〈氯仿〈乙醛〈乙酸乙酯〈正丁醇〈丙酮〈甲醇(乙醇)〈水。
2)溶劑選擇的原則
(1)相似相溶,能最大程度地提取所需要的化學(xué)成分
(2)不與有效成分反應(yīng)
(3)不溶共存雜質(zhì)
(4)節(jié)省成本:價(jià)廉、安全、易得、濃縮以便。
常用親水性提取溶劑
溶劑K處缺陷
對(duì)細(xì)胞穿透力強(qiáng),提取效率高水雜質(zhì)多、易變
水
安全、價(jià)廉、易得對(duì)含淀粉、粘液質(zhì)多的藥材不易過(guò)濾
對(duì)藥材組織穿透力強(qiáng),效率高
有選擇性,不一樣濃度極性不一樣脂溶性雜質(zhì)較多
乙醇
可防腐、沸點(diǎn)低,易除去、較廉價(jià)有揮發(fā)性、易燃燒
可克制酶活性、大部分可回收運(yùn)用
甲醇效率高于乙醇毒性大、較貴
提取措施
a、煎煮
b、浸漬法
c、滲漉法
d、回流
。、持續(xù)回流(索氏提取)
掌握不一樣提取措施原理、特點(diǎn)及合用的成分類型。
1.煎煮法
定義:中藥材加水浸泡后加熱煮沸。
長(zhǎng)處:簡(jiǎn)便。
缺陷:①需加熱,含揮發(fā)性成分及加熱易破壞?的成分不適宜使用。
②多糖類成分含量較高的中藥,用水煎煮后藥液黏度較大,過(guò)濾困難,不適宜使用。
③對(duì)親脂性成分提取不完全。
2.浸漬法
定義:在常溫或溫?zé)幔?0?80℃)條件下用合適的溶劑浸漬藥材,以溶出其中的有效成分的措施。
長(zhǎng)處:簡(jiǎn)便,合用于遇熱不穩(wěn)定的成分,或含大量淀粉、樹膠、果膠、黏液質(zhì)的中藥。
缺陷:①出膏率低;
②以水為溶劑時(shí),提取液易發(fā)霉變質(zhì)。
3.滲漉法
定義:不停向粉碎的中藥材中添加新鮮浸出溶劑,使其滲過(guò)藥材,從滲漉筒下端出口流出滲漉液的措
施。
基本過(guò)程:
藥材浸潤(rùn)f裝筒f浸漬f滲漉。
長(zhǎng)處:合用于遇熱不穩(wěn)定的成分,或含大量淀粉、樹膠、果膠、黏液質(zhì)的中藥。(似浸漬法,但提取
效率高于浸漬法)
缺陷:①溶劑消耗量大;
②耗時(shí)長(zhǎng),操作麻煩。
4.|可流法與持續(xù)I可流法
定義:使用易揮發(fā)的溶劑加熱回流或持續(xù)回流提取中藥成分的措施.
長(zhǎng)處:效率較高。
缺陷:①對(duì)熱不穩(wěn)定成分不適宜使用:
②溶劑消耗最大、操作麻煩;
③耗時(shí)長(zhǎng)。
總結(jié):
措施操作長(zhǎng)處缺陷合用藥物
煎煮
浸漬
滲漉
同流
持續(xù)回流
5.水蒸氣蒸儲(chǔ)法
水蒸氣蒸儲(chǔ)法用于提取具有揮發(fā)性的、能隨水蒸氣蒸儲(chǔ)而不被破壞,且難溶或不溶于水的成分。
合用成分:
揮發(fā)性(100C有一定蒸汽壓):
對(duì)水穩(wěn)定;
不溶于水;
耐熱。
(如:中藥中揮發(fā)油的提取常采用此法。)
6.升華法
固體物質(zhì)在受熱時(shí)不通過(guò)熔融而直接轉(zhuǎn)化為蒸氣,蒸氣遇冷又凝結(jié)成固體的現(xiàn)象叫做升華。
合用成分:游離羥基一醍類成分,某些小分子香豆素類,有機(jī)酸類成分等。
(如:樟木中的樟腦,茶葉中的咖啡因)
7.超聲提取法
定義:采用超聲波輔助溶劑提取的措施。
超聲波是一種強(qiáng)烈機(jī)械振動(dòng)波,它是指?jìng)鞑サ恼駝?dòng)頻率在彈性介質(zhì)中高達(dá)20kHz的一種機(jī)械波。
提取原理:超聲波可產(chǎn)生高速、強(qiáng)烈的空化效和攪拌作用,能破壞藥材的細(xì)胞,使提取溶劑滲透到藥
材的細(xì)胞中,從而加速藥材中有效成分溶解于溶媒中,提高有效成分的提取率。
特點(diǎn):①不會(huì)變化有效成分的化學(xué)構(gòu)造;
②可縮短提取時(shí)間,提高提取效率。
8.超臨界流體萃取法
定義:采用超臨界流體為溶劑對(duì)中藥材進(jìn)行萃取的措施。
超臨界流體(SF):指處在臨界溫度(Tc)和臨界壓力(Pc)以上,介于氣體和液體之外的、以流動(dòng)
形式存在的單一相態(tài)物質(zhì)。密度與液體相近,而黏度與氣體相近,擴(kuò)散能力強(qiáng)。
萃取選擇性的決定原因:
溫度、壓力、夾帶劑的種類及含量。
常用的提取物質(zhì):
絳、NH3、C2H6、GHw、CCI2F2、N2O、SFe等,實(shí)際最常用的為他。
(1)C0,超臨界流體萃取的特點(diǎn):
①簡(jiǎn)便、高效、無(wú)有機(jī)溶劑殘留;
②安全,無(wú)污染;
③因萃取溫度低,合用于對(duì)熱不穩(wěn)定物質(zhì)的提?。?/p>
④萃取介質(zhì)的溶解特性輕易變化,在一定溫度下只需變化其壓力;
⑤還可加入夾帶劑,變化萃取介質(zhì)的極性來(lái)提取極性物質(zhì);
⑥適于極性較大和分子最較大物質(zhì)的萃?。?/p>
⑦萃取介質(zhì)可循環(huán)運(yùn)用,成本低;
⑧可與其他色譜技術(shù)聯(lián)用及IR,MS聯(lián)用,可高效迅速地分析中藥及其制劑中的有效成分.
(2)局限性
①對(duì)脂溶性成分溶解能力強(qiáng),而對(duì)水溶性成分溶解能力弱一一合用成分為脂溶性成分;
②設(shè)備造價(jià)高,成本高;
③更換產(chǎn)品時(shí)設(shè)備清洗困難。
(3)夾帶劑的作用
夾帶劑(entrainer)作為亞臨界組分,揮發(fā)度介于超臨界流體與被萃取溶質(zhì)之間,以液體形式和相對(duì)
小的量加入超臨界流體中。
作用:①改善或維持選擇性:
②提高難揮發(fā)溶質(zhì)的溶解度。
常用夾帶劑:甲醇、乙醉、丙酮、乙品等
(對(duì)溶質(zhì)具有很好溶解性的溶劑也往往是很好的挾帶)
練習(xí)題
最佳選擇題
對(duì)具有大量淀粉、樹膠、果膠、黏液質(zhì)中藥的有效成分常選用的提取措施是
A.浸漬法
B.水蒸氣蒸鐲法
C.煎煮法
1).回流提取法
E.升華法
J[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】A
最佳選擇題
最常用的超臨界流體是
A.水
B.甲醇
C.二氧化碳
D.三氧化二鋁
E.二氧化硅
」[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】C
二、中藥有效成分的分離與精制
(一)根據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
1.運(yùn)用溫度不一樣引起溶解度的變化進(jìn)行分離
重要包括:結(jié)晶與重結(jié)晶。
結(jié)晶:將不是結(jié)晶狀態(tài)的固體物質(zhì)處理成結(jié)晶狀態(tài)的操作。
重結(jié)晶:從不純的結(jié)晶通過(guò)深入精制處理得到較純結(jié)晶的過(guò)程。
原理:要分離物質(zhì)在熱的溶劑中溶解到達(dá)飽和,冷卻時(shí)由于溶解度的減少,溶液因過(guò)飽和而析出晶體。
結(jié)晶與重結(jié)晶操作
提取或分離物
I溶于選擇的溶劑,加熱成
W飽和溶液,過(guò)濾
溶液
I放置(冷藏)析晶,過(guò)濾
粗結(jié)晶
I重復(fù)上述操作(重結(jié)晶)
結(jié)晶
結(jié)晶用溶劑的選擇:
①不與被結(jié)晶物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
②對(duì)被結(jié)晶成分熱時(shí)溶解度大、冷時(shí)溶解度?。?/p>
③對(duì)雜質(zhì)或冷熱時(shí)都溶解(留在母液中),或冷熱時(shí)都不溶解(過(guò)濾除去);
④溶劑沸點(diǎn)較低,易揮發(fā)除去;
⑤無(wú)毒或毒性較小,便于操作。
常用的重結(jié)晶溶劑:水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙雁、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油健和二
硫化碳等。(單用或混用)
注意:用于重結(jié)晶溶劑用量用合適,用量太大會(huì)增長(zhǎng)溶解,析出晶體量少;用量太小在熱過(guò)濾時(shí)會(huì)提
早析出結(jié)晶導(dǎo)致?lián)p失。一般可比需要量多加20%左右。
結(jié)晶純度的鑒定措施:
(1)結(jié)晶形態(tài)和色澤:一種純的化合物一般均有?定的品形和均勻的色澤。
(2)熔點(diǎn)和熔距:?jiǎn)我换衔镆话憔幸欢ǖ娜埸c(diǎn)和較小的熔距(1-2C)。
(3)色譜法:?jiǎn)我换衔镉脙煞N以上溶劑系統(tǒng)或色譜條件進(jìn)行檢測(cè),均顯示單?的斑點(diǎn)。常用的有紙
色譜、紙上電泳和薄層色譜。
(4)高效液相色譜法(HPLC):純的化合物顯示單一的譜峰。
單峰表達(dá)純化合物,雙峰表達(dá)不純的化合物.
2.運(yùn)用兩種以上不?樣溶劑的極性和溶解性差異進(jìn)行分離
在溶液中加入另一種溶劑以變化混合物的極性,使一部分物質(zhì)沉淀析出,從而實(shí)現(xiàn)分離。
水提醇沉法:在藥材濃縮的水提液中加入數(shù)倍數(shù)的乙醇稀釋。(沉淀除去多糖、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì)。)
醇提水沉法:在藥材濃縮的水提液中加入數(shù)倍量的乙醇稀釋。(沉淀除去樹脂、葉綠素等水不溶性雜
質(zhì)。)
另:醇/醛法、醇/丙酮法。(可使皂甘沉淀析出,而脂溶性的樹脂等雜質(zhì)留在母液中)
3.運(yùn)用酸堿性(不一樣)進(jìn)行分離
對(duì)酸性、堿性或兩性有機(jī)化合物來(lái)說(shuō),加入酸、堿以調(diào)整溶液的pH,變化分子的存在狀態(tài),從而變化
溶解度實(shí)現(xiàn)分離。
游離親脂,解離親水
COOHCOO-
+H+
酸提堿沉:生物堿等堿性成分。
堿提酸沉:黃酮、蔥一類等酸性成分。
內(nèi)酯或內(nèi)酰胺構(gòu)造的成分可被皂化溶于水,借此與其他難溶于水的成分分離。
4.運(yùn)用沉淀試劑進(jìn)行分離
酸性或堿性化合物可通過(guò)加入某種沉淀試劑,使之生.成水不溶性的鹽類等沉淀析出。
酸性化合物+鈣鹽、鋼鹽、鉛鹽-沉淀一HS氣體一純品
堿性化合物+苦味酸鹽、苦酮酸鹽等(有機(jī)酸鹽)一先加入無(wú)機(jī)酸,再堿化一純品
磷鋁酸鹽、磷鴿酸鹽、雷氏錢鹽等(無(wú)機(jī)酸鹽)
(二)根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分派比(分派系數(shù))不一樣進(jìn)行分高
常見的措施有簡(jiǎn)樸的液液萃取法和液液分派色譜(LC或LLC)等。
1.分派系數(shù)K值
溶質(zhì)在任意不相混溶的兩溶劑中的分派系數(shù)K:
K=G/Ci.
K:分派系數(shù):Q:溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度;G:溶質(zhì)在下相溶劑中的濃度
(K在一定的溫度及壓力下為一常數(shù))
例:假定A、B兩種溶質(zhì)用三氯甲烷及水進(jìn)行分派,A、B均為1.0g,KA=10,KB=0.1,兩相溶劑體積比
VuiC3/VH2O=1?則一次振搖分派平衡后:
水的密度不不小于三氯甲烷,故水為上相,三氯甲烷為下相
A:K,^Cn^/Caici^10
則90與以上的溶質(zhì)A將分派到水中,不到10%分派到三氯甲烷中
B:Ki)=Ciiso/Caici3=0.1
則不到10%的溶質(zhì)B將分派到水中,90$以上的分派到三氯甲烷中
2.分離因子
分離因子6表達(dá)少離的難易
B=K,\/KB(注:KA>KB)
分離難易鑒定:
B2100,僅作一次簡(jiǎn)樸萃取就可實(shí)現(xiàn)基本分離(如上例);
100>P>10,一般需萃取10?12次;
BW2,需萃取100次以上;
B組,即KA/KBgl,則無(wú)法分離
3.分派比與pH
以酸性物質(zhì)(HA)為例,其右水中的解離平衡及解離常數(shù)K可用下式表達(dá):
兩邊取對(duì)數(shù)HA+H.Oo/一十
E―一兩廠
則:PKa=-lgKa=pH-\g
nA
酸性越強(qiáng),Ka越大,pKa值越小
堿性.越強(qiáng),Ka越小,pKa值越大。
一般酚類化合物的pKa值一般為9.2-10.8,竣酸類化合物的pKa值約為5
R-C00H
(苯酚)(竣酸類化合物)
若使該酸性物質(zhì)完全解離,雖然HA均轉(zhuǎn)變?yōu)锳-,則川空pKa+2
若使該酸性物質(zhì)完全游離,雖然A-均轉(zhuǎn)變?yōu)镠A,則pH經(jīng)pKa-2
(游崗型極性小,易溶于小極性的有機(jī)溶劑;解崗型極性大,易溶于水或親水性有機(jī)溶劑)
①若pH<3(酸性條件)
酸性物質(zhì)游離態(tài)(HA),極性小
堿性物質(zhì)則呈離狀態(tài)(BH+),極性大
②若pH>12(堿性條件)
酸性物質(zhì)解離形式(A-),極性大
堿性物質(zhì)游離狀態(tài)(B),極性小
4.液-液萃取與紙色譜
?a
?b
45)
分離因子8二。-
&。一曲)
0
5.液-液分派柱色譜
將兩相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
的另一相溶劑作為流動(dòng)相來(lái)沖洗色譜柱。
常用載體:硅膠、硅藻土及纖維素粉等。
常用反相硅膠填料有:RP-2(-CJL).RP-8(FHQ、RP-18C-CM
(1)正相色譜:固定性極性〉流動(dòng)相極性
被分離物質(zhì)極性越大(親水性越強(qiáng)),越不易洗脫。
固定相:強(qiáng)極性溶劑,如水、緩沖溶液等。
流動(dòng)相:弱極性幼機(jī)溶劑,三氯甲烷、乙酸乙酯、「想等。
合用物質(zhì):水溶性或極性較大的成分,如生物堿、背類、糖類、有機(jī)酸等化合物。
(2)反相色譜:固定性極性<流動(dòng)流極性
被分崗物質(zhì)極性越小(小脂性越強(qiáng)),越不易洗脫。
固定相:可用石蠟油。
流動(dòng)相:水或甲醇等強(qiáng)極性溶劑合用物質(zhì):脂溶性化合物,如高級(jí)脂肪酸、油脂、游離留體等。
(3)加壓液相柱色譜(理解,不做不點(diǎn)掌握)
栽休:多為顆粒直徑較小、機(jī)械強(qiáng)度及比表面積均大的球形硅膠微粒,如Zipax類薄殼型或表面多孔
型硅球以及Zorbax類全多孔硅膠微球。
迅速色譜(flashchromatography,約2.02XlO'Pa)、低玉液相色譜(LPLC,<5.05X10sPa)、中
壓液相色譜(MPLC,5.05XI()5?20.2X1051,)及高壓液相色譜(HPLC,>20.2X10%)等。
分析用HPLC
制備用HPLC____________________________
Lobar低壓柱色譜___________
快色柱色譜(flashchromatography)
中壓柱色譜
Ug||||g
1mg10mg100mg1g
多種加壓液相柱色譜的大體分離規(guī)模
(三)根據(jù)物質(zhì)的吸附性差異進(jìn)行分離
物理吸附:靠分子分力吸附。無(wú)選擇性,吸附與解吸附過(guò)程可逆,迅速。
如硅膠、氧化鋁、活性炭吸附。
化學(xué)吸附:靠化學(xué)反應(yīng)吸附。有選擇性,吸附牢固,部分不可逆。
如堿性氧化鋁吸附黃酮等酚酸性物質(zhì)。
半化學(xué)吸附:介F物理吸附與化學(xué)吸附之間,力量較弱。
如聚酰胺對(duì)黃酮類、醛類等化合物之間的氫鍵吸附。
1.物埋吸附規(guī)律一一極性相似者易于吸附
硅膠、氧化鋁為極性吸附劑,特點(diǎn):
(I)對(duì)極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力。故同為溶質(zhì),極性強(qiáng)者將被優(yōu)先吸附。
(2)溶劑極性越弱,則吸附劑對(duì)溶質(zhì)將體現(xiàn)出越強(qiáng)的吸附能力;溶劑極性增強(qiáng),則吸附劑對(duì)溶質(zhì)的吸
附能力即隨之減弱。
(3)溶質(zhì)雖然被硅膠、氧化鋁吸附,但一旦加入極性較強(qiáng)的溶劑時(shí),又可被后者置換洗脫下來(lái)。
活性炭由于是非極性吸附劑,故與硅膠、氧化鋁相反,特點(diǎn)為;
(1)對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的親和能力,在水中對(duì)溶質(zhì)體現(xiàn)出強(qiáng)的吸附能力。
(2)溶劑極性減少,則活性炭對(duì)溶質(zhì)的吸附能力也隨之減少。故從活性炭上洗脫被吸附物質(zhì)時(shí),洗
脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的減少而增強(qiáng)。
2.極性及其強(qiáng)弱判斷
所謂極性乃是一種抽象概念,用以表達(dá)分子中電荷不對(duì)稱(assymmetry)的程度,并大體上與偶極矩
(dipolemoment)、極化度(polarizability)及介電常數(shù)(dielectrieconstant)等概念相對(duì)應(yīng)。
(1)化合物構(gòu)造中造能團(tuán)的極性強(qiáng)弱:
官能團(tuán)的極性
R
+
R-COOHNH3-CH-COO^
大,氨基酸
Ar-OH
CHO
H-OHR
CH-OH
,Z
R-NH2,R-NH-R'R-N-R極
R,HO-CH
性
R-CO-N-R〃H-OH
R-CHOH-OH
R-CO-R7
R-CO-OR小CH20H葡萄糖
R-H
CH3-(CH2)16-COOH硬脂酸
(2)含官能團(tuán)的種類、數(shù)目及排列方式等綜合原因?qū)衔飿O性的影響
①化合物中所含正電或負(fù)電等電性基團(tuán)越多,極性越強(qiáng)(如氨基酸強(qiáng)極性)。
②化合物所含的極性基團(tuán)數(shù)目越多,極性越強(qiáng)(葡萄糖極性強(qiáng)于鼠李糖)。
③所含極性基團(tuán)相似時(shí),非極性基I才I越多,極性越弱(如高級(jí)脂肪酸極性弱)。
④酸、堿及兩性化合物,游離型極性弱,解離邪極性強(qiáng),存在狀態(tài)可隨pH變化。
(3)化合物極性與介電常數(shù)
化合物極性大體可根據(jù)介電常數(shù)(£)的大小判斷,[越大,極性越強(qiáng)。
溶劑£水溶度(g/100g)極性
己烷1.880.007弱
苯2.290.06
乙醛(無(wú)水)4.471.3
三氯甲烷5.200.1
乙酸乙酯6.113.0強(qiáng)
乙醇26.0
甲醇31.2
水81.0
3.簡(jiǎn)樸吸附法的應(yīng)用
(1)用于化合物的精制:結(jié)晶與重結(jié)晶過(guò)程中加入活性炭脫色、脫臭。
注意:有時(shí)擬除去的色素不一定是親脂性的,故活性炭脫色不一定總能收到良好的效果。一般須根據(jù)
預(yù)試成果先判斷色素的類型,再?zèng)Q定選用什么吸附劑處理為宜。
(2)用于化合物的濃縮:如活性炭吸附濃縮一葉萩堿。
4.吸附柱色譜法用法物質(zhì)的分離
(1)吸附劑及用量
重要吸附劑:硅膠、氧化鋁。
用量:一般為樣品量的30?60倍。
樣品極性較小、難以分離者,吸附劑用量可合適提高至樣品量的100?200倍。
規(guī)格:一般為100目左右。
如采用加壓柱色譜,還可以采用更細(xì)的顆粒,或甚至直接采用薄層色譜用規(guī)格。
(2)拌樣及裝樣
硅膠、氧化鋁吸附柱色譜,應(yīng)盡量選用極性小的溶劑裝柱和溶解樣品,以利樣品在吸附劑柱上形成狹
窄的原始譜帶。
如樣品在所選裝柱溶劑中不易溶解,則可將樣品用少許極性稍大溶劑溶解后,再用少許吸附劑拌勻,并
在60℃下加熱揮盡溶劑,置P205真空干燥器中減壓干燥、研粉后再小心鋪在吸附劑柱上。
(3)洗脫
洗脫溶劑宜逐漸增長(zhǎng),但跳躍不能太大。實(shí)踐中多用混合溶劑,并通過(guò)巧妙調(diào)整比例以變化極性,到
達(dá)梯度洗脫分離物質(zhì)的目的。
注意:一般,混合溶劑中強(qiáng)極性溶劑的影響比較突出,故不可隨意將極性差異很大的兩種溶劑混合在
一起使用。試驗(yàn)室中最常應(yīng)用的混合溶劑組合如表所示:
吸附柱色譜常用混合洗脫溶劑
己烷——苯
苯——乙醛
極
苯——乙酸乙酯
性三氯甲烷——乙酶
遞三氯甲烷——乙酸乙酯
三氯甲烷——甲醇
增
日丙酮——水
甲醇——水
(4)添加溶劑的選擇
分離酸性物質(zhì):選用硅膠(顯酸性),洗脫溶劑加入適量乙酸,防止拖尾。
分離堿性物質(zhì):選用氧化鋁(顯弱堿性),洗脫溶劑加入適量氨、哦咤、二乙胺,防止拖尾。
(5)洗脫劑的選擇與優(yōu)化
通過(guò)薄層色譜法(TLC)進(jìn)行篩選
一般TLC展開時(shí)使組分Rf值到達(dá)0.2~0.3的溶劑系統(tǒng)可選用為柱色譜分離該對(duì)應(yīng)組分的最佳溶劑系
統(tǒng)。
5.聚酰胺吸附色譜
基本原理:氫鍵吸附。
合用化合物類型:酚類、用類、黃酮類。
(1)聚酰胺的性質(zhì)及吸附原理
性質(zhì):
商品聚酰胺均為高分子聚合物質(zhì),不溶于水、中醇、乙醉、乙醛、三氯中烷及丙酮等常用力'機(jī)溶劑。
對(duì)堿較穩(wěn)定,對(duì)酸尤其是無(wú)機(jī)酸穩(wěn)定性較差,可溶于濃鹽酸、冰乙酸及甲酸。
聚酰胺色譜的分離機(jī)理;一般認(rèn)為是「氫鍵吸附”,即聚觥胺的吸附作用是通過(guò)其酰胺攜基與酚類、
黃麗類化合物的酚羥基,或酰胺鍵上的游離胺基與醍類、脂肪峻酸上的臻基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。至
于吸附強(qiáng)弱則取決于多種化合物與之形成氫鍵締合的能力。
固定相移動(dòng)相
氫鍵:氫原子與電負(fù)性的原子X共價(jià)結(jié)合時(shí),共用的電子對(duì)強(qiáng)烈地偏向X的一邊,使氫原子帶有部分
正電荷,能再與另一種電負(fù)性高而半徑較小的原子Y結(jié)合,形成的X—H???Y型的鍵。
X、Y為氧(0)、氮(N)、氟(F)等電負(fù)性較大,且半徑較小的原子。
吸附強(qiáng)弱?般在含水溶劑中大體有下列規(guī)律:
①形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目越多,則吸附能力越強(qiáng)
③分子中芳香化程度高者,則吸附性增強(qiáng);反之,則減弱。如:
④洗脫溶劑的影響
洗脫能力由弱到強(qiáng)的次序?yàn)椋?/p>
水〈甲(或乙或(濃度由低到高)〈丙(〈稀氫稀化鈉水溶液或液水V甲酰胺V二甲基甲酰胺(DMF)
〈尿素水溶液
(2)聚酰胺色譜色應(yīng)用
①對(duì)酚類、黃酮類等含酚羥基化合物可逆吸附,分離效果好,吸附容量大,適于制備分離。
②可用于生物堿、菇類、笛體、糖類、氨基酸等其他極性與非極性化合物的分離。
③對(duì)糅質(zhì)的吸附特強(qiáng),近乎不可逆,故用于植物粗提取物的脫糅處理
6.大孑L吸附樹脂
性質(zhì):一般為白色球形顆粒狀,一般分為非極性和極性兩類,對(duì)酸、堿均穩(wěn)定。
優(yōu)勢(shì):
①操作簡(jiǎn)便,樹脂可再生;
②可反復(fù)操作,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,收率恒定;
③既能選擇性吸附,又便于溶媒洗脫,且不受無(wú)機(jī)鹽干擾;
④一般不用有機(jī)溶媒,既保持老式的中醫(yī)理論用藥特色,又最大程度的保留了其有效成分。
(1)吸附原理:
①選擇性吸附(由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的成果)
②分子篩性能(由其自身的多孔性網(wǎng)狀構(gòu)造決定)
(2)影響吸附的原的:
①大孔樹脂自身的性質(zhì)(比表面積、表面電性、極性、能否形成氫鍵等)。
②洗脫溶劑的性質(zhì)(極性、酸堿性)。
③被分離化合物的性質(zhì)(分子量、極性、能否形成氫鍵)。
注;大孔樹脂的色譜行為具有區(qū)祖的性質(zhì),被分肉物質(zhì)的極性越大,其R「值越大,越輕易洗脫。
(3)大孔吸附樹脂的應(yīng)用:
重要用于天然化合物的分離和富集
預(yù)處理措施:用高濃度乙醇濕法裝柱,繼續(xù)用乙醇在柱上流動(dòng)清洗,不時(shí)檢查流出的乙醇液,至流出
的乙醇液與水混合不展現(xiàn)白色乳濁現(xiàn)象,然后以大量的蒸儲(chǔ)水洗去乙醇即可。
(4)洗脫液的選擇:
洗脫液可選擇水、甲靜、乙醉、丙酮、不一樣濃度的酸堿液等。
一般措施如下:
①用適量水洗,洗下單糖、糅質(zhì)、低聚糖、多糖等極性物質(zhì),用薄層色譜檢識(shí),防止極性大的皂苔被
洗下;
②70%乙醇洗,洗脫液中重要為皂甘,但也具有酚性物質(zhì)、糖類及少許黃酮,試驗(yàn)證明30%乙醇不會(huì)洗
下大量的黃酮類化合物;
③3%?5%堿溶液洗,可洗下黃酮、有機(jī)酸、酚性物質(zhì)和氨基酸;
④10%酸溶液洗,可洗下生物堿、氨基酸;
⑤丙酮洗,可洗下中性親脂性成分
*國(guó)內(nèi)外常用的代表性大孔吸附樹脂一般性和
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注:研究表明,對(duì)吸附量真正起作用的是體積比表面積,即每毫升濕樹脂所具有的比表面積。
(5)大孔樹脂應(yīng)用的安全性問(wèn)題:
規(guī)格影響中藥提取液的質(zhì)量
大孔吸附樹脂規(guī)格內(nèi)容包括:
名稱、牌(型)號(hào)、構(gòu)造(包括交聯(lián)劑)、外觀、極性,以及粒徑范圍、含水量、濕密度(真密度、
視密度)、干密度(表觀密度、骨架密度)、比表面、平均孔徑、孔隙率、孔容等物理常數(shù);
此外尚有未聚合單體、交聯(lián)劑、致孔劑等添加劑殘留量程度等參數(shù)。
練習(xí)題
最佳選擇題
大孔吸附樹脂吸附的物質(zhì)用水充足洗脫后,再用丙酮洗脫,被丙酮洗下的物質(zhì)是
A.單糖
B.糅質(zhì)
C.多糖
D.中性親脂性成分
E.氨基酸
。[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】D
(四)根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
透析法
分子篩過(guò)濾作用
凝膠過(guò)濾色譜
超濾法一一運(yùn)用不i樣分子量化合物擴(kuò)散速度不一樣而分離
超速離心法一一離心作用
1.凝膠過(guò)濾法(凝膠過(guò)濾色譜、分子篩過(guò)濾、排阻色譜)
(1)分離原理:分子篩作用,根據(jù)凝膠的孔徑和被分離化合物分子的大小而到達(dá)分離的目的。
當(dāng)混合物溶液通過(guò)凝膠柱時(shí),比凝膠孔隙小的分子可以自由進(jìn)入凝膠內(nèi)部,而比凝膠孔隙大的分子不
能進(jìn)入凝膠內(nèi)部,只能通過(guò)凝膠顆粒間隙。
(2)凝膠的種類與性質(zhì)
葡聚糖凝膠(Sephadex):只適于在水中應(yīng)用,且不一樣規(guī)格適合分離不一樣分子量的物質(zhì)。
羥丙基葡聚糖凝膠(SephadexLH-20):除具有分子篩特性外,在由極性與非極性溶劑構(gòu)成的混合溶
劑中常常起到反相色譜效果。
2.膜分離法
運(yùn)用一種用天然或人工合成的膜,以外界能量或化學(xué)位差為推進(jìn)力,對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑
進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的措施。
膜過(guò)濾技術(shù)重要包括:滲透、反滲透、超濾、電滲析和液膜技術(shù)等。
透析法:根據(jù)溶液中分子的大小和形態(tài),在微米(um)數(shù)量級(jí)下選擇性過(guò)濾的技術(shù)。
常壓下,小分子可通過(guò),大分子不能通過(guò)。
小分子,可
大分子,不可
透過(guò)半透膜
透過(guò)半透膜'
透析原理
半透膜
按照孔徑大小,可將透析膜分為:
微濾膜(0.025-14nm);超濾膜(0.001-0.02pm);反滲透膜(0.0001-0.001Um);納米膜(約
2nir)
應(yīng)用:精制藥用酶時(shí),用透析法脫無(wú)機(jī)鹽。
(五)根據(jù)物質(zhì)解離程度不?樣進(jìn)行分離
1.離子互換法原理
基廣混合物中各成分解離度差異進(jìn)行分離。
2.離子互換樹脂的構(gòu)造與性質(zhì)
性質(zhì):球形顆粒,不溶于水,但可在水中膨脹。
離子交*國(guó)團(tuán)
翟?軟陽(yáng)玄于交事例口的^構(gòu)
(1)母核部分:由苯乙烯通過(guò)二乙烯苯(DVB)交聯(lián)而成的大分子網(wǎng)狀構(gòu)造。
網(wǎng)孔大小用交聯(lián)度(即加入交聯(lián)劑的比例)表達(dá),交聯(lián)度越大,則網(wǎng)孔越小,質(zhì)地越緊密,在水中越
不易膨脹;交聯(lián)度越小,則網(wǎng)孔越大,質(zhì)地疏松,在水中易于膨脹。
盅子交換樹脂的等級(jí)
等級(jí)陽(yáng)離子交蝴脂陽(yáng)廄子交換朝喋.
任交聯(lián)度3%-墉2%-3%
中等交聯(lián)度7%-12%4%-5%
高交聯(lián)彥13%-20%8%-10%
(2)離了互換基團(tuán)
①陽(yáng)離子交換樹脂:強(qiáng)酸性(-S0")
和弱酸性(-C00-H+)
+
②陰離子交換樹脂:強(qiáng)堿性(-N(CZ73)3C1}
\\
和弱堿性(-NH),NH「N)
一//
例:
堿性強(qiáng)弱:in>II>I——弱酸性樹脂吸附強(qiáng)弱:in>ii>I
(六)根據(jù)物質(zhì)的沸點(diǎn)進(jìn)行分離
分鐳法:運(yùn)用中藥中各成分沸點(diǎn)的差異進(jìn)行分離的措施。
一般來(lái)說(shuō),液體混合物各成分沸點(diǎn)相差在100℃以上時(shí),可用反復(fù)蒸儲(chǔ)法到達(dá)分離的目的;如沸點(diǎn)相差
在25c如下,則需要采用分儲(chǔ)柱;沸點(diǎn)相差越小,則需要的分播裝置越精細(xì)。如揮發(fā)油和某些液體生物堿
的提取分離常采用分儲(chǔ)法。
原理措施特點(diǎn)及應(yīng)用
結(jié)晶與重結(jié)晶
醇提水沉法或水提醇沉法
根據(jù)物質(zhì)溶解度差異進(jìn)行分離
酸堿法
沉淀法
萃取法
根據(jù)物質(zhì)分派比不一樣進(jìn)行分離
分派柱色譜
簡(jiǎn)樸吸附(活性炭)
根據(jù)物質(zhì)吸附性差異進(jìn)行分離
吸附柱色譜(硅膠、氧化鋁、聚
酰胺、大孔樹脂色譜)
凝膠過(guò)濾法
根據(jù)物質(zhì)分子大小差異進(jìn)行分離
膜分離法
根據(jù)物質(zhì)解離程度不一樣進(jìn)行分離離子互換法
根據(jù)物質(zhì)沸點(diǎn)差異進(jìn)行分離分儲(chǔ)法
配伍選擇題
A.聚酰胺
B.離子互換樹脂
C.硅膠
D.大孔吸附樹脂
E.膜
1.具有氫鍵吸附性能的吸附劑是
。[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】A
2.在酸性條件下不穩(wěn)定的、吸附劑是
。[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】A
3.對(duì)酸、堿均穩(wěn)定的極性吸附劑是
」[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】D
4.同步具有吸附性能和分子篩性能的吸附劑是
J[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】0
A.陽(yáng)離子互換樹脂
B.透析膜
C.活性炭
I).硅膠
E.氧化鋁
1.在水中可膨脹的是
J[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】A
2.常用于吸附水溶液中非極性色素的是
J[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】C
3.不適合分離酸性物質(zhì)的是
B[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】E
4.適合分離酸性物質(zhì)的常用極性吸附劑是
?[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】D
第二節(jié)中藥化學(xué)成分的構(gòu)造研究措施
一、化合物的純度測(cè)定
(1)結(jié)晶形態(tài)和色澤:?種純的化合物?般均有?定的晶形和均勻的色澤。
(2)熔點(diǎn)和熔距:?jiǎn)我换衔镆话憔幸欢ǖ娜埸c(diǎn)和較小的熔距
(3)色譜法:?jiǎn)我换衔镉脙煞N以上溶劑系統(tǒng)或色譜條件進(jìn)行檢測(cè),均顯示單一的斑點(diǎn)。常用的有
紙色譜(PC)、紙上電泳和薄層色譜(TLC)。
(4)氣相色譜法(GU)和罔效液相色譜法(HPLC):純的化合物顯示單?的譜峰。
(5)其他措施:質(zhì)譜、核磁共振等。
最佳選擇題
鑒定單體化合物純度的措施是
A.膜過(guò)濾法
B.比旋光度測(cè)定法
C.高效液相色譜法
D.溶解度測(cè)定法
E.液-液萃取法
」[答疑編號(hào)]
【對(duì)的答案】C
二、構(gòu)造研究的重要程序
程序
確定分子中含有
初步推斷測(cè)定分子式,
的官能團(tuán),或結(jié)
化合物類型計(jì)算不飽和度構(gòu)片物或基本
推斷并確定分
推斷并確定分
子的立體結(jié)構(gòu)
子的平面結(jié)構(gòu)
(結(jié)構(gòu)、構(gòu)象)
三、構(gòu)造研究中采用的重要措施
(一)確定分子式并計(jì)算不飽和度
分子式的測(cè)定目前重要有如下幾種措施,可因地制宜加以選用
(1)元素定量分析配合分子量測(cè)定
(2)同位素豐度比法
(3)高辨別質(zhì)譜(HR—MS)法
質(zhì)譜(US)
可用于確定分子量和求算分子式,及提供其他構(gòu)造信息。
高辨別質(zhì)
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