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中药化学(广州中医药大学)

2011-06-21 29页 doc 300KB 72阅读

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中药化学(广州中医药大学)第1章​ 绪论 1、​ 中药化学是一门结合中医药基本理论和临床用药经验,主要运用化学的理论和方法及其他现代科学理论和技术等研究中药化学成分的学科。 2、​ 有效部位:一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部位。 3、​ 有效成分:具有生物活性,能起防病治病的作用的化学成分。 第2章​ 中药化学成分的一般研究方法 1、​ 各类化学成分的主要生物合成途径 乙酸—丙二酸途径(AA-MA):合成脂肪酸类、酚类、醌类 甲戊二羟酸途径(MVA):合成萜类、甾类 莽草酸途径(桂皮酸途径):具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合...
中药化学(广州中医药大学)
第1章​ 绪论 1、​ 中药化学是一门结合中医药基本理论和临床用药经验,主要运用化学的理论和方法及其他现代科学理论和技术等研究中药化学成分的学科。 2、​ 有效部位:一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部位。 3、​ 有效成分:具有生物活性,能起防病治病的作用的化学成分。 第2章​ 中药化学成分的一般研究方法 1、​ 各类化学成分的主要生物合成途径 乙酸—丙二酸途径(AA-MA):合成脂肪酸类、酚类、醌类 甲戊二羟酸途径(MVA):合成萜类、甾类 莽草酸途径(桂皮酸途径):具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物 氨基酸途径:生物碱 复合途径 2、​ 中药有效成分的提取方法 (1)溶剂提取法 溶剂的选择:相似相溶,最大限度提取所需化学成分,沸点适中易回收,低毒安全。 作用原理:溶剂穿透入药材粉末的细胞膜,溶解溶质,形成细胞内外溶质浓度差,将溶质渗出细胞膜。 溶剂:亲脂性、亲水性、水 极性:石油醚〈 四氯化碳〈 苯〈 二氯甲烷〈 氯仿〈 乙醚〈 乙酸乙酯〈 正丁醇〈 丙酮〈乙醇〈 甲醇〈 水〈酸水 提取方法:煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流提取法、连续回流提取法 (2)水蒸气蒸馏法:用于提取能随水蒸气蒸馏,而不被破坏的难溶于水的挥发性成分 (3)超临界流体萃取法 (4)其他方法:升华法、组织破碎提取法、压榨法、超声波提取、微波提取 中药成分及其较适用的提取溶剂 中药成分的极性 中药成分的类型 适用的提取溶剂 强亲脂性(极性小) 挥发油、脂肪油、蜡、脂溶性色素、甾醇类、某些苷元 石油醚、己烷 亲脂性 苷元、生物碱、树脂、醛、酮、醇、醌、有机酸、某些苷类 乙醚、氯仿 中等极性 小 中 大 某些苷类(如强心苷等) 某些苷类(如黄酮苷等) 某些苷类(如皂苷、蒽醌苷等) 氯仿:乙醇(2:1) 乙酸乙酯 正丁醇 亲水性 极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物碱盐 丙酮、乙醇、甲醇 强亲水性 蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、无机盐类 水 3、​ 中药有效成分的分离精制方法 溶剂法:酸碱溶剂法(酸碱性的不同) 溶剂分配法(分配系数不同):分离极性大的—正丁醇-水 极性中等的—乙酸乙酯-水 极性小的—氯仿(乙醚)-水 沉淀法(可逆):专属试剂沉淀法、分级沉淀法、盐析法 分馏法(液体沸点不同):常压蒸馏、减压蒸馏、分子蒸馏 膜分离法(高分子膜)(外加压力或化学位差) 升华法:小分子生物碱、香豆素 结晶法:化合物由非晶形经过结晶操作形成有晶形的过程称为结晶。 选择适宜的结晶溶剂:对被溶解成分的溶解度随温度不同应有显著差别, 与被结晶的成分不产生化学反应,沸点适中。 色谱分离法: (1)吸附色谱(吸附剂对被分离化合物分子吸附能力) 吸附剂:硅胶、氧化铝、活性炭、聚酰胺 硅胶—用于分离极性相对较小的成分 氧化铝—用于分离碱性或中性亲脂性成分(生物碱、甾、萜) 活性炭—用于分离水溶性物质(氨基酸、糖、苷)    聚酰胺(氢键)―用于分离酚类、醌类(黄酮类、蒽醌类、鞣质) a 硅胶、氧化铝为极性吸附剂,溶质极性大,吸附力强;溶剂极性大,洗脱力强 b 活性炭为非极性吸附剂 (2)凝胶过滤色谱(分子筛原理):葡聚糖凝胶SephadexG亲水性、羟丙基葡聚糖凝胶亲水性亲脂性 (3)离子交换色谱(混合物中各成分解离度):离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶。解离度大难洗脱。主要用于分离纯化蛋白质、多糖、生物碱和其他水溶性成分。 (4)大孔树脂色谱(物理吸附):被分离物质极性越大,RF值越大。极性小的溶剂洗脱能力强。在水中吸附性强。 (5)分配色谱(分配系数):正相:流动相的极性小于固定相极性(分离极性及中等极性的物质),固定相为氰基与氨基固定相,流动相:氯仿-甲醇 反相:流动相的极性大于固定相极性(分离非极性及中等极性物质)固定相:十八烷基硅烷(ODS)、C8键合相,流动相:甲醇-水、乙睛-水 4、中药有效成分的理化鉴定 (1)物理常数的测定:熔点(溶距0.5-1.0℃)、沸点(沸程不超过5℃)、比旋度、折光率、比重 (2)分子式的确定 (3)化合物的结构骨架与官能团的确定 5、中药有效成分的波谱测定 (1)IR:功能基的确认、芳环取代类型的判断 (2)UV:判断共轭体系中取代基的位置、种类、数目 (3)氢核磁共振(化学位移、偶合常数、质子数):质子类型、氢分布、核间关系。双照射技术NOE:核增益效应    碳核磁共振:质子类型、碳分布、核间关系、弛豫时间    二维核磁共振:化学结构间不同位置H之间的关系 ①同核化学位移相关谱 H- H COSY氢-氢化学位移相关谱:确定质子化学位移和质子之间的偶合关系、连接顺序 ② H检测的异核化学位移相关谱 HMQC( H核检测的异核多量子相关谱):反映 H核和与其直接相连的 C的关联关系,以确定C-H偶合关系 HMBC( H核检测的异核多键相关谱):碳链骨架的连接信息、有关季碳的结构信息及因杂原子存在而被切断的偶合系统之间的结构信息 (4)MS:确定化合物分子量、元素组成以及由裂解碎片检测官能团、辨认化学合物类型、推导碳骨架 电子轰击(EI-MS)、化学电离(CI-MS)、场解吸(FD-MS)、快原子轰击(FAB-MS)、电喷雾电离(ESI-MS)、液体二次离子(LSI-MS)、基质辅助激光解吸电离(MALDI-MS)、串联(MS-MS) (5)旋光光谱(ORD)和圆二色光谱(CD):化合物的构型和构象、确定某些官能团在手性分子中的位置 旋光光谱①平坦谱线:没有发色团的光学活性物质,其旋光谱是平坦的,没有峰和谷。比旋光度向短波处升高的谱线是正性谱线,向短波处降低的是负性谱线。 ②Cotton谱线:化学物分子手性中心邻近有发色团,在发色团吸收波长区域附近,旋光度发生显著变化,产生峰和谷的现象称为Cotton效应。波长短波方向为谷,长波方向为峰——正性效应。 圆二色谱:旋光性化合物对组成平面偏振光的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的摩尔吸光系数是不同的现象——圆二色性 (6)X射线衍射法(XRD):测定化合物分子结构(键长、键角、构象、绝对构型) 第3章​  糖和苷类化合物 (一)糖类化合物 1、​ 糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称 2、​ 糖的分类: 单糖:不能再被简单地水解成更小分子的糖,是糖类物质的最小单位。多为无色晶体,有旋光性,味甜,易溶于水,难溶于无水乙醇,不溶于极性小的有机溶剂。 低聚糖(寡糖):有2-9个单糖通过糖苷键聚合而成的糖,能被水解成相应数目的单糖。易溶于水,难溶或几乎不溶于乙醇等有机溶剂。 多糖:由10个以上的单糖分子通过苷键聚合而成,分子量较大。由一种单糖组成的多糖为均多糖,由两种以上单糖组成的为杂多糖。(水不溶:纤维素、半纤维素、甲壳素,水溶:菊糖、粘液质、果胶、树胶) 植物多糖:纤维素、淀粉、粘液质、果聚糖(菊糖)、树胶 菌类多糖:猪苓、茯苓、灵芝、香菇 动物多糖:肝素、透明质酸、硫酸软骨素、甲壳素 3、​ 结构类型:Fischer式(C1-OH与原C5或C4-OH):相对构型—顺式为α,反式为β 绝对构型--向右为D型,向左为L型 Haworth式(C1-OH与C5或C4上取代基之间的关系): 相对构型--同侧为β,异侧为α 绝对构型--向上为D型,向下为L型 (二)苷类化合物glycosides 1、 苷(配糖体)是糖和糖的衍生物与非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的一类化合物 苷元(配基)—苷中的非糖部分 苷键—苷中的苷元与糖之间的化学键 苷键原子—苷元上形成苷键以连接糖的原子 2、苷的分类 1)按苷键原子分类:氧苷、氮苷、硫苷、碳苷(溶解度小,难溶于水,难水解) 氧苷:苷元通过氧原子和糖相连接而成的苷 醇苷—苷元通过醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷。如红景天苷、毛茛苷 酚苷—苷元中的酚羟基与糖脱水而成的苷。如天麻苷 酯苷--苷元以-COOH和糖缩合而成的苷(缩醛和酯的性质,易被稀酸稀碱水解)如山慈菇苷 氰苷--是指一类α羟腈的苷。如野樱苷、杏仁苷 吲哚苷--吲哚醇中羟基与糖缩合,如靛苷 氮苷:糖上的端基碳与苷元上氮原子连接而成—巴豆苷 碳苷:糖基的端基碳原子直接与苷元碳原子相连接而成的苷(碳苷分子中,糖总是连接着有间二酚或间三酚结构的芳香环)—芦荟苷、牡荆素 硫苷:糖的半缩醛羟基与苷元上巯基缩合而成的苷—黑芥子苷(硫苷被芥子酶解生成异硫氰酸酯类芥子油、硫酸根和葡萄糖) △苦杏仁苷(原生苷、单糖链苷、双糖苷、氧苷、氰苷)在人体内会缓慢分解生成不稳定的a-羟基苯乙腈,进而分解成为具有苦杏仁味的苯甲醛和氢氰酸。小剂量口服时,由于释放少量氢氰酸,对呼吸中枢产生抑制而镇咳,大剂量时因氢氰酸能使延髓生命中枢先兴奋而后麻痹,并能抑制酶的活性而阻断生物氧化链,从而引起中毒,严重者甚至导致死亡。   2)按苷元的化学结构:蒽醌苷、黄酮苷、吲哚苷、香豆素苷   3)苷在植物体内的存在状况分:原生苷—原存在于植物体内的苷(杏仁苷) 次生苷—原生苷水解失去一部分糖后生成的苷(野樱苷)   4)根据糖的名称分:葡萄糖苷、去氧糖苷、木糖苷   5)连接单糖基的数目分:单糖苷、双糖苷、三糖苷   6)按照糖连接的糖链数:单糖链苷、双糖链苷   7)按照理化性质或生理活性分类:皂苷、强心苷等 3、苷类的性状:多数固体(糖基少完好晶型、糖基多吸湿性无定形粉末)、无色、无味,个别有色、有味 4、旋光性:多为左旋,水解后生成糖呈右旋(水解前后旋光度的对比-检识苷类存在) 5、苷类的溶解性:苷-亲水性(随糖基数目的增加而增大),苷元-亲脂性 6、苷键的裂解:酸水解、酶水解、碱水解、氧化开环 (1)酸催化水解:试剂――稀酸(盐酸、硫酸、乙酸、甲酸)、溶剂――水或稀醇 机理:苷键原子首先发生质子化。然后苷键断裂生成苷元和糖的阳碳离子中间体,在水中溶剂化,再脱去氢离子而形成糖分子。 水解易难的规律:aN-苷>O-苷>S-苷>C-苷 b呋喃糖苷>吡喃糖苷 c酮糖(呋喃结构)>醛糖 d五碳糖苷>甲基五碳糖苷>六碳糖苷>七碳糖苷>糖醛酸苷 e 2、3-去氧糖苷 > 2-去氧糖苷 > 3-去氧糖苷> 2-羟基糖苷> 2-氨基糖苷 f 芳香族苷>脂肪族苷 避免苷元脱水-难水解、对酸不稳定:①两相酸水解法(在反应混合溶液中加入与水不相混溶的有机溶剂,苷元一旦生成即刻进入有机相,避免与酸长时间接触,获得真正的苷元)②改变水解条件 (2)碱催化水解:(β-消除反应)具酯性质苷可发生碱水解:酯苷、酚苷、烯醇苷、β吸电子取代的苷(羰基、羧基)。这些苷键有酯的性质,遇碱可以发生水解,β-位有吸电子基使α-氢活化,碱液中易与苷键起消除反应使苷键裂解。脂肪族苷元和糖形成的苷对碱稳定。 (3)酶催化水解: 专属性很强:特定酶只水解糖的特定构型的苷键 条件温和: ①保护糖和苷元结构 ②保留部分苷键得次级苷 常用的酶: 麦芽糖酶α─选择性地水解α-葡萄糖苷键 苦杏仁苷酶β─水解一般的β-葡萄糖苷键和六碳醛糖苷 转化糖酶─水解β-果糖苷键 纤维素酶──水解β-葡萄糖苷键 芥子苷酶──水解芥子苷 (4)乙酰解反应:特点:开裂一部分苷键,保留另一部分苷键 试剂:乙酸酐与不同酸的混合液 用途:确定糖与糖之间的连接位置 易难顺序:1→6﹥ 1→4﹥ 1→3 ﹥ 1→2 (5)氧化开裂法:最常用Smith降解法(邻二醇结构) 反应过程:①试剂 NaIO4 --- (邻二羟基)→二元醛+甲酸②试剂 NaBH4 --- (二元醛) →二元醇③室温下稀酸水解——苷元+多元醇+羟基乙醛(碳苷:醛基苷元) Smith 降解反应的产物 组成苷的糖类型 常见的糖 葡萄糖glu  甘露糖man 半乳糖gal  果糖fru 鼠李糖rha 夫糖fuc 阿拉伯糖ara 木糖xyl (三)苷类的提取与分离 1、苷类的提取: 提取中需考虑的几个问:a 破坏酶 ①加温、沸水煮(>80℃)②加乙醇( >60℃ )或加甲乙醇提取③加碳酸钙或硫酸铵处理④烘干药材(< 60℃ ) b 避免酸、碱接触(碳酸钙、碳酸钠中和酸,尽量在中性条件下提取) c 溶剂的选择 ①多用乙醇、甲醇、醋酸乙酯 ②沸水不宜用于含淀粉多者,有时用含有机酸缓冲剂控制pH以防水解③亲脂性强者用氯仿等亲脂性溶剂 2、苷类的分离:溶剂法、大孔树脂法 色谱法:吸附色谱 吸附剂:常用氧化铝和硅胶 洗脱剂:氯仿—甲醇、氯仿—甲醇—水 铅盐处理法:利用铅盐在水或稀醇中能够沉淀出多种类型植物成分的性质,达到除去杂质,提纯苷类的目的。 ·用法 ① 沉淀杂质,苷类留在溶液中。     ② 沉淀苷类,杂质留在溶液中(需收集沉淀,脱铅处理,释放出苷类)。 ·常用的铅盐 中性醋酸铅(Pb(Ac)2) ── 可与具有邻二酚羟基、羧基及多元酚结构的苷类结合生成沉淀。 碱式醋酸铅(Pb(OH)Ac) ─ 除以上外,尚可以与单元酚以及中性大分子物质如中性皂苷、糖类等结合生成沉淀。 柱色谱分离法 ──── 获得苷的单体 根 据 层析原理 层析方法 适 用 其 它 苷的极性 吸附 吸附柱层析 极性较低的苷及苷元 吸附剂:Al2O3 SiO2 分配系数 分配 分配柱层析 极性较大的苷 支持剂:SiO2 纤维素 流动相:水饱和的溶剂 分子量大小 分子筛 凝胶柱层析 苷与苷元或分子量不同的苷 SephadexG;水洗脱 SephadexLH-20:可用有机溶剂洗脱 芳香族苷元的酚羟基数目 氢键缔合 聚酰胺柱层析 芳香族苷 吸附剂:聚酰胺粉 (四)糖和苷类的检识 (1)Molish反应:a-萘酚乙醇+浓硫酸→两液面间有紫色环→糖或苷类,碳苷和糖醛酸(-) 根据单糖微溶于乙醇或甲醇,而多糖不溶的性质,将样品的醇提液进行F,如产生砖红色氧化亚铜沉淀,有游离糖。反应液滤去沉淀,再将除去了游离糖的滤液进行M,如(+),说明存在苷类。 正丁醇提取物一般不含单糖、低聚糖、多糖,蒸去溶剂后进行M,如(+)说明有苷类。 (2)菲林反应Fehling:红砖色沉淀→含有还原糖 多伦反应Tollen:银镜→还原糖 将反应滤液酸水解后再进行F和T,如(+),存在多糖或苷类。 (五)苷类的结构研究 苷键构型的确定:酶水解 Klyne经验公式进行计算 △[M]D=[M]D(苷)-[M]D(苷元) 利用NMR谱: J=6~9Hz → d, ;J=2~3.5Hz → d, 第四章:醌类化合物(quinoids) 一、分类与结构:中药中一类具有醌式结构(共轭二酮)的化学成分。 1.苯醌类:邻苯醌和对苯醌(稳定),黄色或橙色结晶,如黄精醌、辅酶Q10、软紫草 2.萘醌类:α(1,4)、β(1,2)、amphi(2,6),橙或橙红色结晶,少数紫色如紫草素 3.菲醌类:邻醌及对醌,如丹参醌 4.蒽醌类:单蒽核:9,10-蒽醌常见,1458α,2367β,910meso (大黄素型—羟基分布在两侧的苯环上、茜草素型—羟基分布在一侧的苯环上、蒽酚、蒽酮) 蒽醌在酸性条件中被还原,生成蒽酚及其互变异构体蒽酮(新鲜大黄经两年以上贮存检识不到蒽酚) 双蒽核(二蒽酮类、二蒽醌类、去氢二蒽酮类、日照蒽酮类、中位萘骈二蒽酮类) 二、物理性质:1.苯醌和萘醌多游离,蒽醌多成苷,因极性较大难结晶        2.游离醌类一般有升华性,小分子苯醌及萘醌有挥发性        3.游离醌类极性小,溶于甲醇、乙醇、丙酮等有机溶剂,几乎不溶于水 4.醌类化合物母核上随着酚羟基等助色团的引入而呈一定的颜色 三、化学性质:1.酸性:含-COOH>含二个或二个以上β-OH>含一个β-OH>含二个或二个以上α-OH>含一个α-OH ,从有机溶剂中依次用5%碳酸氢钠、5%碳酸钠、1%氢氧化钠及5%氢氧化钠水溶液进行梯度萃取,达到分离目的 2.微弱的碱性:羰基上氧原子的存在,溶于浓硫酸中成羊盐再转成阳碳离子,同时颜色显著改变,羟基蒽醌在浓硫酸中一般呈红至紫红。 四、颜色反应:(氧化还原、酚羟基) 反应名称 鉴定化合物 反应结果 备注 Feigl反应 醌类 紫色 碱性+加热+醛+临二硝基苯 无色亚甲蓝显色 苯醌、萘醌 PC\TLC上蓝色斑点 Borntrager反应(碱性条件) 羟基醌类 橙、红、紫红及蓝色 蒽酚、蒽酮、二蒽酮不行 Kesting-Craven反应(与活性亚甲基试剂的反应) 苯醌及萘醌类化合物其醌环上有未被取代的位置时 蓝绿色、蓝紫色 蒽醌类因醌环两侧有苯环,不能发生该反应 与金属离子反应 α-酚羟基、邻二酚羟基 形成络合物 醋酸镁、醋酸铅 对亚硝基二甲苯胺反应 9、10位未取代的羟基蒽酮化合物 绿色 蒽酮化合物的定性鉴别 乙酸镁反应 游离蒽醌化合物 颜色 单α-羟基类(1-羟基、1,8-或1,5-二羟基) 橙色 间位二羟基类(1,3-二羟基、1,3,8-三羟基、1,3,6,8-四羟基) 橙→红 对位二羟基类(1,4-二羟基、1,4,8-三羟基、1,4,5,8-四羟基) 紫→红紫 邻位二羟基类(1,2-二羟基、1,2,4-三羟基、1,2,3-三羟基) 蓝紫 五、提取:1.有机溶剂提取法 2.碱提酸沉法(提取具有游离酚羟基的醌类化合物)    3.水蒸气蒸馏法 六、分离和检识 1.蒽醌苷类与游离蒽醌的分离:注意一般羟基蒽醌类衍生物及其相应的苷类在植物体内多通过酚羟基或羧基结合成盐,必须预先加酸酸化使之全部游离后再进行提取 2.游离蒽醌的分离:1)pH梯度萃取法 2)色谱法:吸附剂用硅胶,不用氧化铝,避免与酸性的蒽醌类成分发生不可逆吸附而难以洗脱(有酚羟基可用聚酰胺) 3.蒽醌苷类的分离(1)色谱法:葡聚糖凝胶柱色谱和反相硅胶柱色谱 (2)溶剂法:一般用极性较大的有机溶剂(乙酸乙酯、正丁醇),将蒽醌苷类从水溶液中提取出来,使其与水溶性杂质相互分离。 4.理化检识 一般利用Feigl反应、无色亚甲蓝显色反应和Keisting-Craven反应来鉴定苯醌、萘醌。利用Borntrager反应初步确定羟基蒽醌化合物;利用对亚硝基二甲苯胺反应鉴定蒽酮类化合物 5.色谱检识 (1)薄层色谱:吸附剂:硅胶,聚酰胺 蒽醌类及其苷在可见光下多显黄色,在紫外光下则显黄棕、红、橙色等荧光,若用氨熏或以10%氢氧化钾甲醇溶液、3%氢氧化钠或碳酸钠溶液喷之,颜色加深或变色。亦可用0.5%醋酸镁甲醇溶液,喷后90℃加温5分钟,观察颜色 (2)纸色谱:蒽苷类具有较强亲水性,采用含水量较大的溶剂系统,才能得到满意结果 七、醌类化合物的结构研究 (一)化学方法: 1.锌粉干馏:现已少用 2.氧化反应:为取代的蒽醌一般很难氧化,如环上有羟基取代就有氧化开环的可能,产物位苯二甲酸的衍生物。常用碱性高锰酸钾或三氧化铬,通过氧化产物的,判断取代基的有无及位置 3.甲基化反应:羟基对甲基化反应的难易顺序:醇羟基、α-酚羟基、β-酚羟基、羧基 常用的甲基化试剂:重氮甲烷、硫酸二甲酯、碘甲烷 推测分子中羟基数目及位置 4. 乙酰化反应:乙酰化的能力强弱:CHCOCl>(CH3CO)2O>CH3COOR>CH3COOH 羟基乙酰化,以醇羟基最易乙酰化,α-酚羟基则相对较难。有时为了保护α-酚羟基不被乙酰化,可采用醋酐-硼酸作为酰化剂 (二)波谱分析 第五章:苯丙素类化合物(桂皮酸途径) 一、概述:苯丙素类是指基本母核具有一个或几个C6-C3单元的天然有机化合物类群。(广义:简单苯丙素、香豆素、木脂素、木质素、黄酮,狭义:苯丙素、香豆素、木脂素) 二、简单苯丙素类 1.苯丙烯类:丁香酚、茴香醚、细辛醚  2.苯丙醇类:紫丁香酚苷 3.苯丙醛类:桂皮醛          4.苯丙酸类:丹参素、咖啡酸、阿魏酸 提取分离一般按极性和溶解度大小,用有机溶剂或水提取(苯丙烯、苯丙醛、苯丙酸的酯类衍生物多具挥发性) 三、香豆素类:具有苯骈α-吡喃酮母核的天然产物的总称,通常在7位有含氧官能团取代 (一)香豆素类的结构和分类(依据a-吡喃酮环上有无取代,7位羟基是否和6、8位取代异戊烯基缩合成呋喃环、吡喃环) 1简单香豆素类:只在苯环一侧有取代,且7位羟基未与6或8位取代基形成环,如七叶内酯 2呋喃香豆素类:7位羟基和6或8位取代异戊烯基缩合物形成呋喃环,如补骨脂素 3吡喃香豆素类:7位羟基和6或8位取代异戊烯基缩合物形成吡喃环,如紫花前胡素 4其他香豆素类:香豆素二聚体、三聚体,异香豆素 (二)香豆素的理化性质 1.性状:游离香豆素类多为结晶性物质,分子量小的多具芳香气味与挥发性,能随水蒸气蒸馏出来,且具升华性 香豆素苷类一般呈粉末或晶体状,不具挥发性,也不能升华 在紫外光照射下,多显蓝色或紫色荧光 2.溶解性:游离态亲脂(乙醚、氯仿、丙酮、乙醇、甲醇),能部分溶于沸水,不溶于冷水。成苷亲水,可溶于水、甲醇、乙醇 3.内酯的碱水解:(碱性开环、酸性闭环) 香豆素类分子中具有内酯结构,碱性条件下可水解开环,生成顺式邻羟基桂皮酸的盐,然后其溶液经酸化至中性或酸性即闭环恢复为内酯结构。但如果与碱液长时间加热,开环产物顺式邻羟基桂皮酸衍生物则发生双键构型的异构化,转变为反式邻羟基桂皮酸衍生物,此时,再经酸化也不能环合为内酯 4.与酸的反应:若在酚羟基的邻位有异戊烯基等不饱和侧链,在酸性条件下能环合形成含氧的杂环结构呋喃环或吡喃环 5.显色反应: 反应名称 鉴定化合物 反应结果 备注 异羟肟酸铁 香豆素(内酯环) 红色 碱性开环,酸性闭环,盐酸羟胺,Fe 酚羟基反应 含酚羟基 绿色至墨绿色沉淀(三氯化铁) 若取代酚羟基的临对位无取代,与重氮化试剂反应显红至紫红 Gibb’s C6位无取代基 蓝色 碱性条件,2,6-二氯苯醌氯亚胺 Emerson C6位无取代基 红色 碱性条件,4-氨基安替比林+鉄氰化钾 6.双键的加成反应:在控制条件下氢化,非共轭的侧链双键最先被氢化,然后是和苯环共轭的呋喃环或吡喃环上的双键氢化,最后才是C3-C4双键可与溴加成生成3,4-二溴加成衍生物,再经过碱处理脱去1分子溴化氢,生成3-溴香豆素衍生物 7.氧化反应 (三)香豆素类的提取 方法 原理 备注 溶剂提取法 根据极性的不同 碱溶酸沉法 利用内酯结构 严格控制温和条件 水蒸气蒸馏法 小分子具挥发性 结构易变,已少用 (四)香豆素类的分离:香豆素类常用的色谱分离方法有柱色谱(硅胶)、制备薄层色谱和高效液相色谱,香豆素苷类的分离可用反相硅胶柱色谱 (五)香豆素的理化检识:紫外光365nm照射下显蓝色或紫色的荧光 7-羟基香豆素类——较强蓝荧光,加碱更强绿色。醚化或导入非羟基取代基——减弱,变紫。多烷氧基取代——黄绿色或褐色荧光 四、木脂素类:一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物 (一)木脂素的结构与分类 组成木脂素的单体有四种:桂皮酸、桂皮醇、丙烯苯、烯丙苯。 简单木脂素:二氢愈创木脂酸 单环氧木脂素(四氢呋喃类):如落叶松脂素 木脂内酯:牛蒡子苷 环木脂素:异紫杉脂素 环木脂内酯:赛菊芋脂素 双环氧木脂素:连翘脂素 联苯环辛烯型木脂素:五味子醇 联苯型木脂素:厚朴酚 水飞蓟素(黄酮+木脂素结构) (二)理化性质 (1)性状:多数无色结晶,一般无挥发性,少数具升华性 (2)溶解度:游离多具亲脂性,一般难溶于水,苷类水溶性增大 (3)大部分有光学活性,遇酸易异构化 (三)提取分离 (1)溶剂法:游离的能溶于乙醚等。木脂素在植物体内常与大量的树脂状物共存,溶剂处理过程易树脂化。(2)碱溶酸沉:注意异构化(3)色谱法:吸附剂:硅胶、中性氧化铝 (四)理化检识 亚甲二氧基(1)Labat反应:浓硫酸+没食子酸——蓝绿色 (2)Ecgrine反应:浓硫酸+变色酸,70~80℃20min——蓝紫色 (3)色谱:硅胶薄层色谱,亲脂性展开剂,显色剂:1%茴香醛浓硫酸、5%或10%磷钼酸乙醇溶液、10%硫酸乙醇溶液、三氯化锑试剂、碘蒸气 第六章:黄酮类化合物 一、黄酮类化合物是泛指两个苯环通过三个碳原子相互联结而成的一系列化合物,2-苯基色原酮。生物合成途径是复合型(莽草酸途径和乙酸-丙二酸途径) 二、黄酮类化合物的结构与分类 根据黄酮类化合物A环和B环中间的三碳链的氧化程度、三碳链是否构成环状结构、3位是否有羟基取代以及B环(苯基)连接的位置(2或3位)等特点,可分为 类型 代表 类型 代表 黄酮 芹菜素、黄芩苷 查耳酮 醌式红花苷 黄酮醇 芦丁、山奈酚 二氢查耳酮 梨根苷 二氢黄酮 橙皮素、甘草素 花色素 飞燕草素、矢车菊 二氢黄酮醇 二氢槲皮素 黄烷-3-醇 儿茶素 异黄酮 大豆素、葛根素 黄烷-3,4-醇 无色飞燕草素 二氢异黄酮 紫檀素、鱼藤酮 双苯吡酮 异芒果素 橙酮( 奥 弄) 硫磺菊素 双黄酮 银杏素 三、黄酮类化合物的理化性质 (1)性状:多为结晶性固体,少为无定形粉末,多呈黄色,颜色取决于结构中有无交叉共轭体系、助色团。在黄酮、黄酮醇分子中,尤其在7位或4位引入-OH及-OCH3等供电子基团后,产生p-π共轭,促进电子移位、重排,使共轭系统延长,化合物颜色加深。黄酮、黄酮醇:灰黄~黄,查尔酮:黄~橙黄,二氢黄酮(醇)、黄烷醇几乎无色。花色素pH<7红色,pH8.5紫色,pH >8.5蓝色 (2)旋光性:二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷醇、二氢异黄酮有旋光性 (3)酸碱性:黄酮类化合物分子中多具酚羟基,显酸性,酚羟基酸性强弱顺序:7,4’-二OH(5%NaHCO3)>7-或4’-OH(5%Na2CO3)>一般酚羟基(0.2%NaOH)>5-OH(4%NaOH) 黄酮类化合物分子中γ-吡喃酮环上的1-位氧原子,因有未共用电子对,故表现微弱碱性,可与强无机酸(浓硫酸、盐酸)生成佯盐,佯盐不稳定加水后分解。 (4)溶解性:游离黄酮类一般难溶于水,易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、氯仿、乙醚等有机溶剂及稀碱水中。 黄酮(醇)、查儿酮等平面型分子,因分子间排列紧密,分子间引力较大,故难溶于水。而二氢黄酮(醇)等非平面型,因分子中的C环具有近似于半椅式结构,分子间排列不紧密,分子间引力降低,有利于水分子进入,在水中溶解度稍大。异黄酮类的B环受吡喃环羰基的立体障碍,亲水性比平面型增加。花色素以离子形式存在。 亲水性:花色素>非平面>异黄酮>平面,多糖苷>单糖苷,3-OH苷>7-OH苷 (四)显色反应1.还原反应: 反应 鉴定对象 结果 备注 盐酸镁粉反应 黄酮类 红色-紫红 查耳酮,橙酮、儿茶素类、异黄酮无反应 钠汞齐还原反应 黄酮类 红色、棕黄色 四氢硼钠反应 二氢黄酮(醇) 紫红色 2.与金属盐类试剂的络合反应(3-OH或5-OH与4羰基,邻二酚羟基) 反应 鉴定对象 结果 备注 三氯化铝反应 羟基黄酮类 黄色,显鲜黄色荧光。4-OH黄酮醇或7,4-二OH黄酮醇天蓝色荧光 定性与定量分析 锆盐-枸橼酸反应 二氯氧锆ZrOCl2 3或5-OH黄酮类 黄色不褪,有3-OH 黄色褪,无3-OH有5-OH 氨性氯化锶SrCl2 有邻二酚羟基黄酮类 棕黑色、绿色、棕色 三氯化铁反应 酚羟基黄酮类 紫色、蓝色、绿色 3.硼酸显色反应:5-羟基黄酮及6’-羟基查耳酮类在枸橼酸丙酮存在条件下,呈黄色而无荧光;草酸中显黄色并有绿色荧光。 4.碱性试剂反应::黄酮类化合物与碱性溶液可生成黄色、橙色、红色等 5.与五氯化锑反应:查耳酮类生成红或紫红色沉淀 (五)提取与分离 1.提取 方法 原理 醇提法 黄酮苷及游离黄酮苷均能溶于甲醇或乙醇 热水提取法 含糖多的黄酮苷在热水中有比较好的溶解度,但杂质较多 碱提酸沉法 利用羟基黄酮类化合物的酸性,溶于碱液 2.分离 方法 原理 备注 pH梯度萃取法 利用羟基黄酮类苷元酸性强弱不同,用不同碱性碱水液由低碱度到高碱度分别依次进行萃取,再分别酸化析出进行分离 7,4’-二羟基者溶于5%NaHCO3溶液;7或4’-二羟基者溶于5%Na2CO3溶液;一般羟基者溶于0.2%NaOH溶液;5-OH者溶于4%NaOH溶液 聚酰胺柱色谱 不同含酚羟基黄酮类化合物与聚酰胺产生分子间氢键能力不同形成吸附力也不同,故可分离 黄酮类在柱上洗脱先后顺序 1​ 苷元相同:羟基越多,越难洗脱 2​ 母核上酚羟基数目相同,位置不同:邻位﹥对位或间位黄酮 3​ 母核不同:异黄酮﹥二氢黄酮﹥黄酮﹥黄酮醇 4​ 芳香化程度越高,双键越多,越难洗脱:二氢黄酮﹥查耳酮 葡聚糖凝胶柱色谱 黄酮苷元:利用与被分离的化合物产生的吸附力大小不同进行分离 被分离化合物极性小的黄酮苷元﹥被分离化合物极性大的苷元 黄酮苷:利用分子筛的性质进行分离 相对分子质量大的黄酮苷﹥相对分子质量小的黄酮苷 (六)色谱检识: 1.纸色谱:适用于分离各种类型黄酮化合物,包括游离黄酮和黄酮苷类。混合物的检识常采用双向纸色谱。一般第一向采用醇性展开剂,为正相色谱,第二向采用水性展开剂,反相色谱 2.薄层色谱法:一般采用吸附薄层,吸附剂大多用硅胶和聚酰胺。有硅胶薄层色谱、聚酰胺薄层色谱、纤维素薄层色谱 UV光谱 Ⅰ带B环桂皮酰系统300~400nm Ⅱ带A环苯甲酰系统240~280 nm 利用诊断试剂对黄酮、黄酮醇类化合物UV光谱的影响检出羟基位置 甲醇钠(NaOMe),主要是判断是否有4′-OH,3、4′-二OH或3、3′、4′-三OH 乙酸钠,判断是否有7-OH 乙酸钠/硼酸 主要判断A环或B环是否有邻二酚羟基(5,6-二OH除外)。 三氯化铝及三氯化铝/盐酸,为判断有无邻二酚羟基,3-OH、5-OH提供信息。 第七章 萜类和挥发油 一.萜类的定义和分类: 萜类化合物为一类由甲戊二羟酸(MVA)衍生而成,基本碳架多具有2个或2个以上异戊二羟酸结构特征的化合物。 二.萜类化合物的生物合成途径:经验异戊二烯法则(萜类化合物都是由异戊二烯单位以头尾顺序和非尾顺序相连而成的)、生源异戊二烯法则 三.单萜 1.无环单萜:月桂烷型和艾蒿烷型。柠檬醛 2.单环单萜:薄荷醇、桉油精 卓酚酮型类化合物:是单环单萜的一种变型结构,其碳架结构不符合异戊二烯。七元芳环——芳香性。环上的羟基有酚的性质,酸性,介于酚类和羧酸。酚羟基易甲基化,但不易酰化。羰基类似羧酸中羰基的性质,但不能和一般羰基试剂反应。与多种金属离子形成络合物晶体,铜络合物为绿色结晶,铁络合物为红色结晶。 3.双环单萜:樟脑(挥发性),龙脑(冰片、樟醇) 4.三环单萜 5.环烯醚萜类:臭蚁二醛的缩醛衍生物。 结构特点:(1)C1—OH为半缩醛结构,很活泼,易与糖结合成苷(2)C3、C4多有双键,C4、C8甲基易氧化(3)分子中环戊烷部分呈现不同的氧化状态 根据起其环戊烷环是否裂环,可分为环烯醚萜苷(栀子苷)及裂环环烯醚萜苷(龙胆苦苷) 环稀醚萜苷:(1)C-4有取代基:4-位多为甲基或羧基、羧酸甲酯、羟甲基(2)4-去甲基 裂环环稀醚萜苷:C7-C8处键断裂成裂环状态,有时C7与C11形成六元内酯环 特点:大多数白色结晶或粉末,多有旋光性。易溶于水和甲醇,溶于乙醇、丙酮、正丁醇,难溶于氯仿、苯、石油醚等亲脂性溶剂。苷易水解,生成的苷元为半缩醛结构,化学性质活泼,遇酸,碱,羰基化合物和氨基酸等变色,如(1)苷元遇氨基酸加热,红色至蓝色,最后生成蓝色沉淀(皮肤染成蓝色)(2)苷元溶于冰醋酸加铜离子,加热显蓝色。 生地、玄参在炮制或放置过程中变成黑色:含环烯醚萜类,水解后的苷元具有半缩醛不稳定结构,聚合成大分子,变为深色。 四.倍半萜(250~280℃) 1.无环倍半萜:金合欢醇(香料) 2.单环倍半萜:青蒿素(过氧结构的内酯——抗恶性疟疾活性) 3.双环倍半萜:苍术酮、棉酚 薁类衍生物:五元与七元骈合的芳烃衍生物,芳香性。在挥发油分级蒸馏时,高沸点馏分中可看见蓝色或绿色的馏分,显示可能有薁类成分存在。具有高度共轭体系的双键。不溶于水,可溶于有机溶剂和强酸,加水稀释又可析出,用60%~65%硫酸或磷酸提取。与苦味酸或三硝基苯试剂产生π络合物结晶,有敏锐熔点可鉴定。 4.三环倍半萜 五.二萜:无环(植物醇),单环(VitA),双环(穿心莲内酯、银杏内酯),三环(紫杉烷、雷公藤),四环(甜菊苷),五环等;天然的无环和单环较少,双环或三环较多 六.理化性质 (一)物理性质: 1.性状:单萜和倍半萜---多油状液体,少数固体结晶;具有挥发性及特异性香味。随水蒸气蒸馏---沸点随C5单位数,双键数,含氧官能团数的增加而升高;二萜和二倍半萜---多固体结晶。萜苷---固体结晶或无定型粉末,不具挥发性。萜类多苦味 2.旋光性 3.溶解性:一般难溶于水,溶于甲醇,乙醇;易溶于亲脂性有机溶剂:乙醚、氯仿、乙酸乙酯、苯 (二)化学性质 双键加成反应: 1.卤化氢加成反应:氯化氢及溴化氢在冰乙酸中对萜类双键加成,产物在冰水中可析出结晶(不饱和萜的氢卤化物与苯胺或N,N-二乙基苯胺进行分解反应又可复原成原不饱和萜) 2.溴加成反应 3.亚硝酰氯(Tilden试剂)反应:用于鉴别不饱和萜的分离及鉴定 4.Diels-Alder反应:初步共轭双键的存在 羰基加成反应: 1.亚硫酸氢钠加成:生成结晶性加成物,酸或碱处理复原 2.吉拉德(girard)试剂加成:季胺基团的酰肼(T或P试剂),生成水溶性加成物,酸化后用乙醚萃取得原萜 七.萜类化合物的提取和分离 原理:挥发性、亲脂亲水性、特殊官能团的专属反应以及极性差异 避免光、热、酸、碱等对结构的影响 1.提取:挥发性萜类----挥发油方法;甲醇、乙醇提取;除水溶性杂质(正丁醇萃取法,活性炭,大孔树脂吸附法) 2.分离:1.利用特殊官能团分离 2.结晶法分离 3.柱色谱法分离(吸附柱色谱:硅胶) 八.萜类化合物的检识: 缺乏专属性强的检识反应。主要应用:硫酸乙醇等通用显色剂或羰基类显色剂;香草醛-浓硫酸试剂;仅有卓酚酮类、环烯醚类(单萜)、薁类有特殊的专属性检识反应 (一)理化检识  1.卓酚酮类:FeCl3反应---赤色络合物,CuSO4反应---稳定绿色结晶 (酚类影响)  2.环稀醚萜类(1)Weiggering法(Trim-Hill试剂:乙酸10mL0.2%,CuSO4水溶液1mL,浓硫酸0.5mL)加热,环烯醚苷--许多颜色 (2)Shear反应:(1:15浓盐酸:苯胺)与吡喃衍生物显色 (3)其他显色:酸碱敏感—分解,聚合,缩合,氧化等---不同颜色;京尼平—氨基酸(甘亮谷)—红至蓝色;有的加冰醋酸及少量Cu2+---蓝色;环戊酮结构---2,4-二硝基苯肼—黄色  3.薁类化合物:A)Sabety反应:(氯仿+5%溴的氯仿溶液)蓝、绿、紫         B)Ehrlich反应:(对-二甲胺基苯甲醛-浓硫酸)紫色或红色         C)对-二甲胺基苯甲醛显色:蓝色---薁类 (二)色谱检识:  通用显色剂  1.硫酸:干燥15min-110 ℃加热----颜色或荧光  2.香兰素-浓硫酸:室温—浅棕,紫蓝,紫红色;120 ℃--蓝色  3.茴香醛-浓硫酸:100 ~105℃加热颜色深度最大,水蒸气-消除桃红背景--蓝紫、紫红、蓝、灰、绿色  4.五氯化锑:120℃加热萜醇,加热前灰到紫蓝色;加热后棕色(其他醇类只在加热后有色)  5.三氯化锑:100 ℃加热10min与(4)现象一致  6.I2蒸气:5min 后棕色—1%淀粉—蓝色  7.磷钼酸:120 ℃加热---蓝灰色,对醇类可达0.05~1μg---氨蒸气熏后消除黄色背景 专属性试剂:  1、2,4-二硝基苯肼---检识醛酮类:无环醛酮---黄色,环状的羰基---橙红色  2、邻联茴香胺---检识醛酮类:室温中醛---黄至棕黄,加热变深 九.挥发油 (一)挥发油(Volatile oil): (精油)是存在于植物体内一类具有挥发性,能随水蒸汽蒸馏出来、与水不相混溶的油状液体的总称。大多具有芳香嗅味和较强的生理活性. (二)挥发油的组成: 1.萜类化合物:单萜、倍半萜及其含氧衍生物 2.芳香类化合物:小分子芳香成分,在油中存在比例次于萜类.多具有C6-C3骨架,多为酚或其酯类;还有些具有C6-C2或C6-C1骨架的化合物 3.脂肪族化合物4.其他化合物 (三)理化性质: 1.性状:常温下多为无色或淡黄色油状透明液体,有浓烈的特异性嗅味,有辛辣灼烧感。冷却条件下挥发油主要成分常析出结晶,称“析脑”,析出物称“脑”,滤去析出物的油称“脱脑油”。 2.挥发性: (区别脂肪)常温自然挥发,如将挥发油涂在纸片上,较长时间放置后,挥发油因挥发而不留油迹,脂肪油留下永久性油迹。 3.溶解性:不溶于水,易溶于有机溶剂,在高浓度的乙醇中能全部溶解,低浓度乙醇中只溶解一部分 4.物理常数:多比水轻,多有光学活性,强折光性,沸点在70℃到300℃之间 5.稳定性:易氧化变质(放入棕色瓶、密闭、低温、避光保存) (四)提取和分离 提取: 1.蒸馏法(水蒸汽蒸馏法*) 2.溶剂提取法 3.压榨法:适用于含挥发油较多的原料 4.吸收法:提取贵重的挥发油 5.CO2超临界流体萃取法 分离: 1.冷冻析晶法:将挥发油置于0℃以下,必要时降至-20℃,继续放置,析出的结晶,再进一步冷冻析晶,可得纯品 2.分馏法:不同成分,结构不一样,沸点(bp)也不同 沸点高低的影响因素:碳链越长bp越高;官能团的极性越大,bp越高(醚﹤酮﹤醛﹤醇﹤酯﹤酸);不饱和度越高,bp越高;挥发油的某些成分在bp温度下,往往被破坏,故通常采用减压分馏. 3.化学分离法:(1)碱性成分的分离 (2)酚酸性成分的分离 (3)醇类成分的分离:邻苯二甲酸酐、丙二酸单酰氯、丙二酸 (4)醛酮成分的分离:亚硫酸氢钠饱和液和吉拉德试剂 4.色谱分离法: (1)普通柱色谱:氧化铝和硅胶柱色谱,常用洗脱系统有石油醚、环己烷、乙酸乙酯、二氯甲烷等,可用单一溶剂系统,也可用混合溶剂系统。 (2)硝酸银络合柱色谱: 应用:含双键的混合物,双键数目不同或位置不同 原理:利用双键与硝酸银吸附强弱而分离(一般规律:双键数目多吸附强、末端双键吸附强、顺式双键吸附强) 洗脱顺序:反式、顺式、末端 (五)挥发油的检识 (1)理化检识 1、物理常数测定:相对密度,比旋光度及折光率 2、化学常数的测定:酸值(中和1g挥发油中游离酸性成分所消耗KOH的毫克数) 酯值(水解1g挥发油所含酯所需KOH的毫克数) 皂化值(中和并皂化1g挥发油中含有的游离酸性成分与酯类所需KOH的毫克数) 皂化值=酸值+酯值 3、官能团的鉴定 酚类:三氯化铁乙醇液——蓝、蓝紫、绿 羰基:银镜反应、羰基加成反应 内酯类:于挥发油的吡啶溶液中加入亚硝酰铁氰化钠试剂及NaOH,出现红色并逐渐消失,表示有α,β-不饱和内酯 不饱和化合物和薁类衍生物:于挥发油的氯仿溶液中加入溴的氯仿溶液,如红色褪去表示有不饱和化合物,继续滴加溴氯仿溶液,如产生蓝、紫、绿,表示有薁类。在挥发油的无水甲醇溶液中加入浓硫酸,薁类产生蓝色或紫色 (2)色谱检识 1、薄层色谱:吸附剂:硅胶G、中性氧化铝G 展开剂:石油醚、正己烷—非含氧烃类,石油醚-乙酸乙酯(85:15)-含氧烃类 显色剂:1%香夹兰醛浓硫酸溶液 2、GC、GC-MS 第八章 三萜类化合物 一.概述 1.多数三萜类化合物是一类基本母核由30个碳原子组成的萜类.(6个异戊二烯单位聚合) 2.三萜苷类化合物多数可溶于水,其水溶液振摇后能产生大量持久性肥皂样泡沫,称三萜皂苷,多具羧基,又叫酸性皂苷.(五加科、桔梗科、远志科、伞形科) 3.当原生皂苷由于水解或酶解,部分糖被降解是,所生成的苷叫次皂苷或原皂苷元. 4.三萜皂苷多为醇苷和酯苷(酯皂苷) 5.鲨烯前体。少数三萜类的碳原子多于或少于30个 二.分类 植物体的存在:三萜皂苷及其苷元,其他三萜类(树脂、苦味素、三萜生物碱、三萜醇) 根据碳环的有无和多少分类:链状、单环、双环、三环、四环三萜、五环三萜 (1)链状三萜(鲨烯类化合物) (2)四环三萜:结构特点::1.基本母核:环戊烷骈多氢菲(A,B,C,D四环) 2.17位:8个C组成的侧链 3.3位多有-OH,C=O等含氧官能团 4.4位:偕二甲基;10位、14位各1个CH3;13位或8位有1个CH3    分类: 羊毛脂甾烷型:均为反式稠合,C20—R (羊毛脂醇) 达玛烷型:均为反式稠合,C20—R或S(人参、三七、西洋参——人参皂苷A\B) 大戟烷型(乳香二烯酮),葫芦素烷型(雪胆甲素、罗汉果甜素),原萜烷型(泽泻萜醇) 环菠萝蜜烷型(黄芪苷) (3)五环三萜的特点: 齐墩果烷型(β-香树脂烷):母核为多氢蒎,A/B、B/C、C/D反式,D/E顺式,3位有OH,11、12有双键,羧基多在28、30、24位(齐墩果酸、商陆皂苷、人参皂苷C) 乌苏烷型(α-香树脂烷、熊果烷型):与齐墩果烷型不同之处:19、20位各有一个甲基(地榆皂苷B) 羽扇豆烷型:与齐墩果烷型不同之处:C19,21成E环(五元环),D/E反式,C19α-异丙基,并有△20(29)双键(羽扇豆醇) 木栓烷型、羊齿烷型、异羊齿烷型、何帕烷型、异何帕烷型 三 物理性质: 1.性状:游离---完好结晶;苷----白色无定型粉末;皂苷具吸湿性,多有苦味和辛辣,,对人体粘膜有强烈刺激性------祛痰止咳 2.熔点与旋光性:(1)游离:有固定熔点,-COOH-----熔点较高;苷类:无明确的熔点,             只有分解点------200~350℃(2)均有旋光性,大多左旋。 3.溶解度:游离——溶于石油醚,乙醚,氯仿,甲醇,乙醇等有机溶剂,不溶于水。 皂苷类——可溶于水,易溶于热水、稀醇、热甲醇和热乙醇,不溶于丙酮、乙醚、石油醚。含水正丁醇和戊醇中溶解度最好。皂苷有助溶性,可促进其它成分在水中的溶解。 次生苷——水溶性降低,易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯。 4.发泡性:皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫,加热也不会消失(降低水溶液表面张力),可作为清洁剂,乳化剂。某些皂苷由于亲水性强于亲脂性或亲脂性强于亲水性而不呈现发泡性。 四.化学性质: 1.颜色反应: (1)Liebermann-Burchard;(醋酐—浓硫酸) 现象:黄-红-紫-蓝(甾体皂苷—绿色;三萜皂苷—红色。区别),最后褪色 (2)Kahlenberg:(五氯化锑或三氯化锑/氯仿)纸色谱---加热(60~70℃)—蓝色,灰蓝,灰紫 (3)Rosen-Heimer反应;(25% 三氯乙酸乙醇) 纸色谱---加热(100℃)---红色—紫色,(甾体皂苷--60 ℃,区别三萜皂苷和甾体皂苷) (4)Salkowski反应(氯仿溶液,浓H2SO4) 试管反应—氯仿层(上层)—红或蓝,硫酸层(下层)— 绿色荧光 (5)Tschugaev反应(冰乙酸溶液,ZnCl2结晶),试管反应----稍加热---淡红或紫红 2.沉淀反应: 酸性三萜皂苷+中性盐[乙酸铅/硫酸铵] 沉淀 甾体皂苷(中性)+碱性盐沉淀[碱式乙酸铅/Ba(OH)2] 区分甾体皂苷和三萜皂苷 3.皂苷的水解:(1)酸水解 (2)乙酰解 (3)Smith降解 (4)酶水解 (5)糖醛酸苷键的裂解 (6)酯苷键的水解 五.溶血作用 1.溶血指数:溶血作用强弱的指标----在一定条件下(等渗、缓冲、恒温)能使同一动物来源的血液中红细胞完全溶血的最低浓度。 2.皂苷的水溶液能破坏红细胞而溶血----皂毒类 3.人参中各成分溶血情况:人参中成分 A型 B型 C型   溶血 抗 溶 溶 六.三萜类化合物的提取 依据――溶解性:游离---极性小溶剂;苷类---极性大有机溶剂;酸类---碱溶酸析 提取:1.醇类溶剂提取法2.酸水解有机溶剂萃取法-----苷元 3.碱水提取法-----COOH 正丁醇提取法:本法是目前提取皂苷的通法。中药人参中总皂苷的提取既用此法。                    药材                     │Alc提取                      ↓                    提取液                     │回收溶剂                      ↓                    浸膏                     │加水,用乙醚或石油醚脱脂              ┌──────┴──────┐              ↓             ↓             水液            乙醚(油脂、色素等)              │水饱和正丁醇提取         ┌────┴────┐         ↓         ↓         水液       正丁醇液       (糖类)        │减压蒸干                   ↓                  总皂苷 七.三萜类化合物的分离 1.分段沉淀法:利用皂苷难溶于丙酮,乙醚等有机溶剂的性质 2.胆甾醇沉淀法:――区分甾体皂苷和三萜皂苷 (1)甾体皂苷+胆甾醇→分子复合物↓ →乙醚回流→ 乙醚液(胆甾醇)、沉淀( 皂苷) (2)三萜皂苷+胆甾醇→ 分子复合物↓(不太稳定) 3.色谱分离法 方 法 特 点 适用范围 备 注 吸附色谱法 吸附剂:硅胶、氧化铝。 系统:混合低极性有机溶剂。 皂苷元    分配色谱法 固定相:水、3%草酸水溶液等。 流动相:含水混合有机溶剂,氯仿-甲醇-水(不同比例) 皂苷    高效液相色谱法 多用反相色谱法,流动相为乙腈-水或甲醇-水系统。 皂苷 也可将极性大的皂苷进行衍生化物,用正相色谱分离。 液滴逆流色谱法 氯仿-甲醇-正丁醇-水下层为固定相,上层为流动相。 皂苷    大孔树脂法 反相色谱:样品溶于水,先用水洗去糖等,再用醇洗脱。 极性较大的甾体皂苷 尚需配合其它层析法。 八.检识:1.泡沫试验(假阳性:有些蛋白质水溶液也有发泡性,但加热后泡沫消失) 2.显色反应  3.溶血试验:取供试液1ml水浴蒸干,用0.9%的生理盐水溶解,加入几滴2%的红细胞悬浮液,如有皂苷,则发生溶血现象,溶液有混浊变为澄明。 皂苷化学检识的常用试剂 试剂名称 操作及试剂组成 阳性结果 原理 备注 Liebermann反应 样品溶于乙酐,加浓硫酸1滴。 呈黄-红-蓝-紫-绿等颜色变化,最后褪色。 分子内发生脱水、脱羧、氧化、缩合、双键转位及形成多烯阳碳离子而呈色。   Liebermann-Burchard反应 样品溶于氯仿,加乙酐-浓硫酸(20:1)数滴 甾体皂苷:呈蓝绿色。 三萜皂苷:呈红紫色。 可用于两类皂苷的区别。 三氯乙酸反应 样品溶于氯仿,点在滤纸上,喷三氯乙酸试剂,加热 甾体皂苷:加热60℃呈红色。 三萜皂苷:加热100℃呈红色。   三氯乙酸比浓硫酸温和,故可用于纸色谱;并可用于两类皂苷的区别。 氯仿-浓硫酸反应 样品溶于氯仿,加浓硫酸 氯仿层现红色或蓝色;硫酸层有绿色荧光。   有共轭双键或在一定条件下产生共轭系统才能呈色;有孤立双键呈色较慢;三萜皂苷环上甲基取代多,反应比甾体皂苷慢。 五氯化锑反应 五氯化锑氯仿液 蓝、灰蓝、灰紫 属Lewis试剂与五烯阳碳离子呈盐而显色。   4.色谱检识 (1)薄层色谱:分离酸性皂苷时,在展开剂中加入少量甲酸或乙酸防止拖尾 显色剂:10%硫酸溶液、三氯乙酸、五氯化锑、香草醛-硫酸 (2)纸色谱:亲水性皂苷定相-水,流动相-亲水性增大 亲脂性和游离皂苷:固定相-甲酰胺,流动相-甲酰胺饱和的氯仿溶液 显色剂:三氯乙酸、五氯化锑 怎样区分三萜皂苷和甾体皂苷? 泡沫试验,乙酐-浓硫酸反应(Lieberman-Burchard),三氯乙酸反应,氯仿-浓硫酸反应(Salkowski反应),五氯化锑反应,沉淀反应,胆甾醇沉淀法。 为什么含皂苷类化合物的中药不能静脉注射?而人参皂苷可以? 因为皂苷有溶血作用,当皂苷水溶液和红细胞接触时,红细胞壁上的胆甾醇和皂苷结合,生成不溶于水的复合物,破坏了红细胞的正常渗透性,是细胞内渗透压增加而发生崩解。从而导致溶血现象,所以不能静脉注射。人参皂苷没有溶血现象,但经分离后,B和C型人参皂苷具有显著的溶血作用,而A型人参皂苷则有抗溶血的作用。 第九章 甾体及其苷类 一、甾体化合物的结构与分类 (一)包括强心苷、甾体皂苷、植物甾醇、甾体生物碱、胆汁酸、蟾蜍配基、昆虫变态激素 结构特点:(1)A/B环顺、反,B/C环---全部反式,C/D环----顺(两种)、反式(较多);(2)C-17取代基不同。 如下表: 名称 A/B B/C C/D C17-取代
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