天然藥物化學復習資料.docx

天然藥物化學總論定義：天然藥物化學是運用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科。研究內(nèi)容：各類天然藥物的化學成分（主要是生理活性成分或藥效成分）的結(jié)構特點、物理化學性質(zhì)、提取分離方法以及主要類型化學成分的結(jié)構鑒定等。此外，還將涉及主要類型化學成分的生物合成途徑等內(nèi)容。生理活性成分：即經(jīng)過不同程度藥效試驗或生物活性試驗，包括體外（in vitro）及體內(nèi)（in vivo）試驗，證明對機體具有一定生理活性的成分。有效成分：即藥材中代表其功效的化學成分。如左旋麻黃素(l-ephedrine)具有平喘、解痙作用，甘草酸(glycyrrhizin)具有抗炎、抗過敏、治療胃潰瘍的作用，分別被認為是麻黃及甘草中的代表性有效成分。一次代謝產(chǎn)物也稱為初級代謝產(chǎn)物：糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等是對植物機體生命活動必不可少的物質(zhì)，上述物質(zhì)產(chǎn)生過程對維持植物生命活動來說是必不可少的過程，且?guī)缀醮嬖谟谒械木G色植物中，此過程稱為一次代謝，也稱為初級代謝。二次代謝產(chǎn)物，也稱為次生代謝產(chǎn)物：特定條件下，一次代謝產(chǎn)物作為原料或前體，又進一步經(jīng)歷不同的代謝過程，這一過程并非在所有植物中都發(fā)生，對維持植物生命活動亦不起重要作用，此過程稱為二次代謝，也稱為次生代謝；生成的萜類、生物堿等化合物。溶劑提取法：依據(jù)“相似者相溶”，通過選擇適當?shù)娜軇⒒瘜W成分從天然藥物中提取出來。萜類、甾體：氯仿、乙醚等提??；苷類化合物、氨基酸：水、含水醇提??；酸性、堿性及兩性化合物：不同pH下的溶劑提取理想溶劑（1）有效成分溶解性大，無效成分溶解性??；（2）與植物成分不起化學反應；（3）安全、成本低。溶劑分類：(1) 水;(2) 親水性有機溶劑：如甲醇、乙醇、丙酮等;(3) 親脂性有機溶劑：如石油醚、氯仿、乙醚、飽和烷烴等。提取方法(1) 冷提法：如：浸漬法：藥材+溶劑滲漉法：將藥材適當處理后，加入滲漉桶中。(2) 熱提法：如：煎煮法：以水為溶劑；回流提取法：以有機溶劑為溶媒；超臨界流體：物質(zhì)處于其臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上狀態(tài)時，成為單一相態(tài)，人們將此相態(tài)稱為超臨界流體（supercriticalfluid, SF）。如二氧化碳、一氧化二氮、乙烷、氨等。其中，以二氧化碳最為常用，其超臨界溫度為31.4 。超臨界流體萃?。?supercritical fluid extraction, SFE）法: 在超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待提取的物質(zhì)接觸，通過控制不同的溫度、壓力、不同種類和含量的夾帶劑，使超臨界流體有選擇性地把極性、沸點、分子量各異的成分順次提取出來。常用的夾帶劑：甲醇、乙醇、丙酮等超臨界萃取的缺點：（1）對脂溶性成分溶解能力強，而對水溶性成分溶解能力弱；（2）設備投資大；（3）設備清洗比較困難二氧化碳超臨界流體 特點：（1）不殘留有機溶劑、萃取速度快、收率高、工藝流程簡單、操作方便；（2）安全、環(huán)境污染少、純天然產(chǎn)品；（3）萃取溫度低，特別適合于熱和化學不穩(wěn)定物質(zhì)的提取；（4）自主調(diào)節(jié)極性：可通過加入夾帶劑來改變萃取介質(zhì)的極性；（5）運作成本低：萃取介質(zhì)可循環(huán)使用；（6）高效、快速：通過與其它色譜或光譜技術（如IR、MS聯(lián)用），可高效快速分析、提取天然藥物及其制劑中的有效組分。水蒸氣蒸餾法：揮發(fā)油多用此法，通常要求擬提取的物質(zhì)具有如下性質(zhì)：（1）具揮發(fā)性；（2）與水不混溶；（3）遇水穩(wěn)定。升華法：氣態(tài) 固態(tài)：如樟木中樟腦的提取。天然藥物有效成分的分離與精制1.根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離(1) 改變溫度 (2) 改變混合溶劑極性 (3) 調(diào)節(jié)溶液的pH值 (4) 沉淀：酸性/堿性化合物的分離純化2.根據(jù)化合物在兩相溶劑間分配比差別進行分離（分配層析）是在逆流分溶法基礎上創(chuàng)建的色譜裝置，可使流動相呈液滴形式在固定相間交換，分離效果好。多用于分離皂苷、蛋白質(zhì)、糖類等。反流分布法（CCD,逆流分溶法）：是一種多次連續(xù)的液-液萃取分離過程。操作步驟：在多個分液漏斗中裝入固定相，在No.0漏斗中溶入溶質(zhì)并加入流動相溶劑。振搖使兩相溶劑充分混合。靜置分層后，分出流動相，令其移入No.1漏斗，再在No.0管中補加新鮮流動相。再次振搖混合，靜置分層并進行轉(zhuǎn)移。如此連續(xù)不斷地操作下去，溶質(zhì)即在兩相溶劑相對作逆流移動過程中，不斷地重新分配并達到分離的目的。液滴逆流色譜法（DCCC）高速逆流色譜（HSCCC）氣-液分配色譜（GC或GLC）液-液分配色譜（LC或LLC）：將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上，作為固定相，填充于色譜柱中，用流動相洗柱。常用載體：硅膠、硅藻土、纖維素等。正相色譜：固定相：強極性溶劑，如水、緩沖溶液。流動相：弱極性有機溶劑，如氯仿、乙酸乙酯、丁醇等。分離對象：水溶性或極性較大的成分，如生物堿、苷類、糖類、有機酸等。反相色譜：固定相：親脂性物質(zhì)，如石蠟油等。流動相：強極性溶劑，如水、甲醇等。分離對象：脂溶性化合物，如高級脂肪酸、油脂、游離甾體等。ODS:十八烷基硅烷，非極性鍵合相?？捎米鞣聪嗌V的固定相根據(jù)物質(zhì)吸附力差別-固-液吸附進行分離（吸附層析）物理吸附：也稱表面吸附, 由分子間力的相互作用所引起。特點：無選擇性，吸附與解吸可逆，可快速進行，故在實際工作中用得最廣。如硅膠、氧化鋁、活性炭吸附?；瘜W吸附：如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁吸附，或生物堿被酸性硅膠吸附等。特點：有選擇性，吸附牢固，有時甚至不可逆，故很少使用。半化學吸附：如聚酰胺對黃酮類、醌類等化合物之間的氫健吸附，力量較弱，介于上述二者之間。a. 官能團極性：RCOOH Ar-OH H2O R-OHR-NH2 RCONH2 RCHO RCOOR R-ORR- X R-Hb. 官能團相同，極性官能團數(shù)目多，極性大。c. 介電常數(shù)越大，極性越強。根據(jù)分子量大小差別進行分離（凝膠層析）葡聚糖凝膠(Sephadex):只適用于水中應用。羥丙基葡聚糖凝膠（Sephadex LH-20）：可在水及有機溶劑中使用。在由極性及非極性溶劑組成的混合溶劑中常起到反相色譜的作用。根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離（離子交換層析）原理：當樣品水溶液通過交換柱時，溶液中的中性分子及不與離子交換樹脂上的交換基團發(fā)生交換的離子將通過柱子從柱底流出，而具有可交換的離子將與樹脂上的交換基團進行離子交換而被吸附到柱上，隨后改變條件，并用適當溶劑從柱上洗脫下來。(1) 吸附：生物堿鹽(AlkH+)被強陽離子交換樹脂(RSO3H+ )吸附,反應式如下：RSO3H+ +AlkH+ RSO3AlkH+ + H+(2) 洗脫：將吸附樹脂用NH4OH洗脫，生物堿(Alk)解吸附，反應式如下：RSO3AlkH+ + NH4OH RSO3NH4 +Alk + H2O結(jié)構研究的主要程序1. 初步推斷化合物類型：理化性質(zhì)、文獻調(diào)研、TLC/PC等。2. 測定分子式，計算不飽和度：元素分析；高分辯質(zhì)譜(high resolution MS, HR-MS)等。3. 確定分子中含有的官能團/結(jié)構片斷/基本骨架:譜學性質(zhì)等。4. 推斷并確定分子的平面結(jié)構：文獻調(diào)研、光譜分析等。5. 推斷并確定分子的立體結(jié)構：CD (circular dicroism, 圓二色譜)/ORD(Optical rotatory dispersion, 旋光光譜)、NOE/NOESY/2D-NMR、X-ray分析。不飽和度u計算公式：u=IV-I2+III2+1I: 一價原子（如H, X）的數(shù)目;III: 三價原子（如N, P）的數(shù)目；IV: 四價原子（C, S）的數(shù)目。FD-MS(Field Desorption ionization MS, 場解析電離質(zhì)譜)FAB-MS (Fast Atom Bombardment ionization MS, 快速原子轟擊電離質(zhì)譜)電噴霧離子源質(zhì)譜(electrospray ionization MS, ESI-MS)核磁共振波譜法（Nuclear MagneticResonance spectroscopy , NMR spectroscopy）HR-MS:高分辨率質(zhì)譜糖和苷（1）Fischer（費歇爾）投影式（2）Haworth投影式（3）優(yōu)勢構象式絕對構型（D/L型）：習慣上將單糖Fischer 投影式中距羰基最遠的那個不對稱碳原子的構型定為整個糖分子的絕對構型。其羥基向右的為D型，向左的為L型；而Haworth式中則看那個不對稱碳原子上的取代基，向上的為D型，向下的為L型。相對構型(/): 單糖成環(huán)后新形成的一個不對稱碳原子稱為端基碳(anomeric carbon) ，生成一對差向異構體（anomer）有/兩種構型。從Fischer式看，C1-OH與原C5(六碳糖)或C4(五碳糖)-OH，順式的為，反式的為。因此， /是C1與C5的相對構型。而在Haworth式中，只要看C1-OH與C5(或C4)上的取代基（C6或C5）之間的關系：在同側(cè)的為型，異側(cè)的為型D-甘露糖（Man） D-葡萄糖（Glc） D-半乳糖（Gal）D-果糖 （Fru） 鼠李糖（Rha）苷，又稱配糖體，是糖或糖的衍生物（如氨基糖、糖醛酸等）與另一非糖物質(zhì)（稱為苷元或配基，aglycone or genin）通過糖的端基碳原子連接而成的化合物?？啡┬纬煞磻?單糖在濃酸（4-10N）加熱作用下，失去三分子水，生成具有呋喃環(huán)結(jié)構的化合物。多糖在礦酸存在下先水解成單糖，再行脫水生成相同的產(chǎn)物。五碳糖生成糠醛，甲基五碳糖生成5-甲基糠醛，六碳糖生成5-羥甲糠醛?？啡┘捌溲苌锟膳c許多芳胺、酚類縮合成有色物質(zhì)。Molish反應（糖類和苷的檢測反應）:醛衍生物和許多芳胺、酚類可縮合成有色物質(zhì)。許多糖的顯色試劑就是根據(jù)這一顯色原理。如Molish試劑（ 濃硫酸-萘酚）羥基反應:的羥基反應包括醚化、酯化和縮醛（酮）化?；钚宰罡叩氖前肟s醛羥基，其次是伯醇基，再次之是C2-OH。這是因為半縮醛羥基和伯醇羥基處于末端，在空間上較為有利； C2-OH則受羰基誘導效應的影響，酸性有所增強。醚化反應：甲醚化、三甲硅醚化、三苯甲醚化等?；磻嚎s酮和縮醛化反應。轉(zhuǎn)化糖酶（invertase，又稱蔗糖酶）: 可水解-果糖苷鍵，如蔗糖、龍膽糖等均可用此酶去一果糖而保持其它結(jié)構；麥芽糖酶（maltase）: 可使-葡萄糖苷鍵水解；杏仁糖酶（emulsin）: -六碳醛糖苷鍵水解酶；纖維素酶（cellulase）:-葡萄糖苷水解酶-消除反應：苷鍵的-位有吸電子基團者，使-位氫活化，在堿液中與苷鍵起消除反應而開裂苷鍵，稱為-消除反應糖的1H-NMR性質(zhì)糖端基質(zhì)子信號：4.3-5.5；甲基五碳糖的甲基信號：1.0左右；其余部位的質(zhì)子信號：3.2-4.2。質(zhì)子的鄰位偶合與兩面角的關系：當兩面角為90時，偶合常數(shù)為0；當兩面角為90- 180時，隨著角度的增大偶合常數(shù)變大；當兩面角為0- 90時，隨著角度的增大偶合常數(shù)變小。在吡喃環(huán)中當相鄰的兩個質(zhì)子均為豎鍵時，其兩面角為180，偶合常數(shù)為6-8 Hz；當一個為豎鍵，另一個為橫鍵時，其兩面角為60，偶合常數(shù)為2-4 Hz。（1）甲基五碳糖的C6： 18（2） 吡喃糖碳 呋喃糖碳（3）端基碳：98110，其中：-構型： 103106-構型： 97101當端基質(zhì)子處于橫鍵時，其端基碳氫的偶合常數(shù)為170-175 Hz，處于豎鍵時則為160-165 Hz。由于鼠李糖的優(yōu)勢構象是1C式，故當為-L型時其偶合常數(shù)是170-175 Hz，-D型時是160-165 Hz。呋喃型糖苷則無法用端基碳的碳氫偶合常數(shù)判斷其苷鍵的構型。苷化位移：糖與苷元成苷后，苷元的-C、-C和糖的端基碳的化學位移值均發(fā)生了改變，這種改變稱為苷化位移(glycosidation shift，GS)，苷化位移值與苷元的結(jié)構有關，與糖的種類關系不大。同五異十其余七：是指當苷元和糖的端基碳的絕對構型相同時，-C向低場位移約5個化學位移單位，不同時則位移約10個化學位移單位，其余的苷則位移約7個化學位移單位同小異大：指當苷元-C的前手性和糖的端基碳的絕對構型相同時，-C向高場位移約2個化學位移單位，不同時則位移約4個化學位移單位。苯丙素類苯丙素類： 一類含有一個或幾個C6-C3單位的天然成分。包括 苯丙酸類、香豆素類、木脂素類主要的合成途徑是桂皮酸途徑苯丙酸類(1) 1%-2%的FeCl3甲醇溶液：藍綠色。(2) Pauly試劑：紅色。重氮化的磺酸胺(3) Millon試劑：磚紅色。濃硫酸-萘酚UV 香豆素香豆素母核為苯駢-吡喃酮。環(huán)上常有取代基。簡單香豆素類只有苯環(huán)上有取代基的香豆素。取代基：羥基、烷氧基、苯基、異戊烯基等。由于絕大多數(shù)香豆素在C7位都有含氧7-羥基香豆素 官能團存在，因此，7-羥香豆素可以認為是香豆素類成分的母體。呋喃香豆素類(furocoumarins)香豆素核上的異戊烯基常與鄰位酚羥基（7-羥基）環(huán)合成呋喃或吡喃環(huán)，前者稱為呋喃香豆素。吡喃香豆素類(pyranocoumarins)香豆素C-6或C-8異戊烯基與鄰酚羥基環(huán)合而成2, 2-二甲基-吡喃環(huán)結(jié)構，形成吡喃香豆素。這一類天然產(chǎn)物并不多見。其他香豆素類指-吡喃酮環(huán)上有取代基的香豆素類。還包括二聚體和三聚體。C3、C4上常有取代基：苯基、羥基、異戊烯基等。香豆素類化合物在紫外照射下呈藍色或紫藍色熒光，堿性溶液中熒光增強。堿水解反應（內(nèi)酯性質(zhì)）如C8取代基的適當位置有羰基、雙鍵、環(huán)氧等結(jié)構者，和水解新生成的酚羥基發(fā)生締合、加成等作用，可阻礙內(nèi)酯的恢復，保留順式鄰羥桂皮酸的結(jié)構。酸的反應（1） 環(huán)合反應：指異戊烯基與鄰酚羥基環(huán)合形成環(huán)的大小決定于中間體陽碳離子的穩(wěn)定性環(huán)合試驗可以決定酚羥基和異戊烯基間的相互位置注意：不宜使用濃酸，否則會發(fā)生重排反應（2） 醚鍵開裂：如：東茛菪內(nèi)酯的烯醇醚（3） 雙鍵加水反應如：黃曲霉素呈色反應（1） 異羥肟酸鐵反應（識別內(nèi)酯）紅色（2） Gibbs反應和Emerson反應試劑：Gibbs2,6-二氯(溴)苯醌氯亞胺 藍色Emerson氨基安替匹林和鐵氰化鉀 紅色條件：有游離酚羥基，且其對位無取代者；6位碳上無取代呈陽性分離（1）酸堿分離法依據(jù)內(nèi)酯遇堿能皂化，加酸能恢復的性質(zhì)。（2）真空升華或蒸餾法某些小分子的香豆素類具揮發(fā)性可用蒸餾法與不揮發(fā)性成分分離，常用于純化過程。（3） 層析方法吸附劑硅膠、中性氧化鋁洗脫劑已烷和乙醚、已烷和乙酸乙酯等顯色可觀察熒光紫外光譜UV下顯藍色熒光。C7位導入-OH熒光增強-OH醚化后熒光減弱 質(zhì)譜香豆素的生物活性（1） 低濃度可刺激植物發(fā)芽和生長作用；高濃度則抑制。（2） 光敏作用可引起皮膚色素沉著；補骨脂內(nèi)酯可治白斑病。（3） 抗菌、抗病毒作用蛇床子、毛當歸根中的蛇床子素（Osthole）：抑制乙肝表面抗原。（4）平滑肌松弛作用茵陳蒿中的濱蒿內(nèi)酯，具有松弛平滑肌等作用。（5）抗凝血作用。（6）肝毒性有些香豆素對肝有一定的毒性：黃曲霉素。木脂素類（1）二芳基丁烷類（dibenzylbutanes）：由兩分子苯丙素通過C8-C8連接而成。（2）二芳基丁內(nèi)酯類（dibenzyltyrolactones）：二芐基丁烷在C8-C8位縮合，其甲基連氧團之間縮合形成五元內(nèi)酯環(huán)。（3）芳基萘類（4）四氫呋喃類（tetrahydrofurans）:木脂素烴基上不同位置氧取代基的縮合形成了四氫呋喃型木脂素。（5）駢雙四氫呋喃類（furofurans）（6）聯(lián)苯環(huán)辛烯類（dibenzocyclooctenes）新木脂素（neolignan）兩個苯丙素單元不是通過C8-C8位連接，而是C3-C3， C8-C3， C8-C1進行連接。（1）苯駢呋喃類（benzofurans） C8-C3/C7-O-4 type, C8-C1/C7-O-2 type（2）風騰酮型（futoenone）C8-C1/C7-C9 type（3）雙環(huán)辛烷類（bicyclooctanes）C8-C3/C7-C1 type（4）聯(lián)苯類（biphenylenes）降木脂素由木脂素或新木脂素的其中一個苯丙素單元的烴基失去一個或兩個烴基碳而成。雜類木脂素多聚木質(zhì)素；木質(zhì)素與萜類、黃酮等其他類型的化合物形成的復合體。1三氯化鐵反應檢查酚羥基2Labat反應（沒食子酸、濃硫酸）檢查亞甲二氧基（陽性呈藍綠色）3Ecgrine反應（變色酸、濃硫酸）檢查亞甲二氧基（陽性呈藍紫色）1H-NMR（1）用于鑒別4-苯代萘內(nèi)酯（上向）和1 -苯代萘內(nèi)酯（下向）H-1處于羰基去屏蔽區(qū)，位于低場，8.25ppm (較大)亞甲基質(zhì)子處于羰基屏蔽區(qū)，位于高場，5.085.23ppm(較小)（2）用于雙環(huán)氧木脂素立體構型（兩個苯環(huán)在同側(cè)或異側(cè)）的判斷。同側(cè)J1,2 = J5,645Hz (反式偶合)異側(cè)J1,2 45Hz (反式偶合) J5,6 7Hz (順式偶合)13C-NMRa、內(nèi)酯環(huán)羰基碳原子位于最低場，165180ppm。b、其次為芳環(huán)碳，110150ppm，其中連接取代基團的碳原子較大。C、烷烴類碳80ppm以下，其中，與氧相連碳原子較大，季碳 較大。d、甲氧基碳55.7ppm。質(zhì)譜（MS）（1）多數(shù)木脂素可得到分子離子峰。（2）發(fā)生芐基裂解，產(chǎn)生相應的碎片離子。（3）木脂素苷可失去糖基，產(chǎn)生M+-162離子峰生物活性1. 抗腫瘤作用：鬼臼毒素2. 肝保護和抗氧化作用：五味酯甲素3. 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用：五味子醇甲4. 血小板活化因子拮抗活性：海風藤酮5. 抗病毒作用：二芳基丁內(nèi)酯類6. 毒魚作用：爵床脂素7. 殺蟲作用：乙酰透骨草脂素8. 雌激素樣作用：enterolactone (腸內(nèi)酯)醌類化合物定義：指分子內(nèi)具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構（醌式結(jié)構）或容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物，以及在生物合成方面與醌類有密切聯(lián)系的化合物。由于醌類具有不飽和酮結(jié)構，當其分子中連接助色團后（-OH、-OMe等）多有顏色，故常作為動植物、微生物的色素而存在于自然界中。生物合成途徑：醋酸-丙二酸途徑苯醌類(benzoquinones)對苯醌、鄰苯醌鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然界存在的大多為對苯醌。醌核上多有-OH、-OMe、-Me等基團取代。治療心臟病、高血壓及癌癥萘醌類從天然界得到的幾乎均為-萘醌類。胡桃醌具有抗菌、抗癌及中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用蘭雪醌具有抗菌、止咳等作用紫草素具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用菲醌類天然菲醌衍生物包括鄰菲醌和對菲醌兩種類型。丹參醌具有抗菌及擴張冠狀動脈的作用恩醌類蒽醌衍生物根據(jù)-OH在母核上分布的位置不同分兩類：（1）大黃素型（-OH在兩側(cè)苯環(huán)上）（2）茜草素型（-OH在一側(cè)苯環(huán)上）蒽酚（或蒽酮）衍生物蒽醌在酸性環(huán)境中被還原，可生成蒽酚及其互變異構體蒽酮。（1）蒽酚及蒽酮類一般只存在于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類。（2）蒽酚的中位羥基與糖縮合成苷后，則難以被氧化，較穩(wěn)定，因為形成的苷只有被水解，除去糖才易被氧化而轉(zhuǎn)變?yōu)檩祯苌?。而苷的水解是需要一定條件的。（3）羥基蒽酚抑菌作用較強，對霉菌有較強的殺滅作用，可治療疥癬之類皮膚病。蒽酚及蒽酮類一般只存在于新鮮植物中，存放期間易被氧化，生成蒽醌類。二蒽酮類衍生物二蒽酮類成分可以看成是2分子蒽酮脫去一分子氫，通過碳碳鍵結(jié)合而成的化合物。其結(jié)合方式多為C10-C10，也有其它位置連結(jié)番瀉苷具有致瀉作用性狀顏色 無ArOH 近乎于無色助色團越多，顏色越深天然醌類多為有色晶體苯醌、萘醌多以游離狀態(tài)存在蒽醌類往往結(jié)合成苷而存在于植物中助色基團：分子中本身不吸收輻射而能使分子中生色基團的吸收峰向長波長移動，顏色加深。生色團：指分子中含有的，能對光輻射產(chǎn)生吸收、具有躍遷的不飽和基團。簡單的生色團由雙鍵或叁鍵體系組成，例如，C=CC=O，-N=N-，-C N 等。升華性大多數(shù)游離醌類具有升華性;小分子的苯醌、萘醌類具有揮發(fā)性。溶解性酸性以游離蒽醌類衍生物為例，酸性強弱排列：含-COOH 2個以上-OH 1個-OH 2個-OH 1個-OH顏色反應（1）Feigl反應醌類氧化還原過程在堿性條件下加熱能迅速與醛類及鄰二硝基苯反應，生成紫色化合物。（2）無色亞甲藍顯色試驗苯醌、萘醌區(qū)別于蒽醌（3）堿性條件下的顯色反應羥基醌類在堿性溶液中顏色會加深。多呈橙、紅、紫紅色及藍色。例如羥基蒽醌類化合物遇堿顯紅 紫紅色的反應稱為Borntragers 反應呈色反應與形成共軛體系的酚羥基和羰基有關。羥基蒽醌及具有游離酚羥基的蒽醌苷均可呈色。（4）與活性次甲基試劑反應（Kesting-Craven法）（5）與金屬離子反應與Mg2+形成的絡合物呈現(xiàn)不同顏色，用于鑒別游離醌類的提取方法1 有機溶劑提取法2 堿提取酸沉淀法用于提取含酸性基團（Ar-OH、-COOH)的化合物。3 水蒸氣蒸餾法適用于小分子的苯醌及萘醌類化合物。游離羥基蒽醌的分離1 pH 梯度萃取法利用羥基蒽醌中Ar-OH的數(shù)目和位置不同，分子的酸性強弱不同進行分離。對于性質(zhì)相近、酸性強弱差別不大的羥基蒽醌化合物的分離存在局限。2 層析法吸附劑 硅膠、聚酰胺不宜用堿性氧化鋁醌類化合物具有多方面的生物活性：（1） 致瀉作用（番瀉葉中的番瀉苷類化合物）（2） 抗菌作用（大黃中游離的羥基蒽醌類化合物）（3） 止血作用（茜草中的茜草素類成分）（4） 擴張冠狀動脈的作用，用于治療冠心病、心肌梗死等（ 丹參中丹參醌類）（5） 其他作用（驅(qū)蟲、解痙、利尿、利膽、鎮(zhèn)咳、平喘等）醌類化合物的1H-NMR醌類化合物的質(zhì)譜（MS）主要特征如下：（1）分子離子峰通常為基峰；（2）失去12分子CO；黃酮類經(jīng)典含義:基本母核為2-苯基色原酮類化合物現(xiàn)代含義:泛指兩個具有酚羥基的苯環(huán)（A-與B-環(huán)）通過中央三碳原子相互連接而成的一系列化合物，即具有C6-C3-C6結(jié)構的一類化合物的總稱生物合成途徑基本骨架：由三個丙二酰輔酶A和一個桂皮酰輔酶A生物合成而成；A環(huán)來自于三個丙二酰輔酶A，而B環(huán)則來自于桂皮酰輔酶A。結(jié)構分類1) C環(huán)是否飽和：不飽和：黃酮類飽和：二氫黃酮類2）中間三碳是否成環(huán)開環(huán)： 查耳酮成環(huán)： 六元環(huán)：黃酮五元環(huán)：橙酮3）B環(huán)連接位置C2連接：黃酮C3連接：異黃酮4）C3有無羥基取代：有： C環(huán)不飽和：黃酮醇C環(huán)飽和：二氫黃酮醇5）有無酮基：無： 兒茶素花色素生物活性（1） 對心血管系統(tǒng)的作用 Vp樣作用：蘆丁、橙皮苷等有Vp樣作用，能降低血管脆性及異常通透性，可用作防治高血壓及動脈硬化的輔助治療劑。 擴張冠狀動脈的作用：蘆丁、槲皮素、葛根素、人工合成的力可定。 降血脂及膽固醇：木樨草素、山揸總黃酮。(2) 抗肝臟毒作用 從水飛薊種子中得到的水飛薊素具有保肝作用，用于治療急、慢性肝炎、肝硬化及多種中毒性肝損傷。 （+）-兒茶素(catergen)也可抗肝臟毒作用，治療脂肪肝及因半乳糖胺或四氯化碳等引起的中毒性肝損傷。(3) 抗炎黃酮類化合物可抑制脂氧化酶，從而抑制前列腺素的生物合成，達到抗炎的目的。蘆丁及其衍生物羥乙基蘆丁、二氫槲皮素等具抗炎作用。(4) 抗菌及抗病毒作用如木樨草素、黃芩苷、山萘酚。(5) 瀉下作用如中藥營實中的營實苷A有致瀉作用。（6）解痙作用異甘草素、大豆素：解除平滑肌痙攣；大豆苷、葛根素及葛根總黃酮可緩解高血壓患者的頭痛等癥狀；杜鵑素、川陳皮素、槲皮素、山奈酚、芫花素、羥基芫花素：止咳祛痰。（7）雌性激素樣作用大豆素(daidzein)等異黃酮具有雌性激素樣作用，可能它們的結(jié)構與己烯雌酚結(jié)構類似。（8） 清除人體自由基作用水溶性花色素苷元二氫黃酮（醇）異黃酮黃酮（醇）、查耳酮酸性規(guī)律：7，4-OH酸性強于其他位置羥基的酸性（處于羰基對位，羰基的共軛誘導）。 3-OH酸性最弱（處于羰基鄰位，形成分子內(nèi)氫鍵） 酚羥基數(shù)目越多，酸性越強。還原反應（ 1）HCl-Mg粉反應：鑒定黃酮類化合物最常用的顏色反應。黃酮（醇）、二氫黃酮（醇）類在鹽酸-鎂粉作用下，易被氫化還原，迅速生成紅-紫紅（個別有綠-蘭色）；將樣品溶于甲醇或乙醇，加少量鎂粉振搖，滴加幾滴濃鹽酸，1-2分鐘內(nèi)（必要時微熱）即可出現(xiàn)顏色。B環(huán)有-OH或-OCH3取代時，顏色隨之加深，查耳酮、橙酮、兒茶素類則不反應。2）四氫硼鈉（鉀）反應NaBH4是對二氫黃酮類化合物專屬性較高的一種還原劑。與二氫黃酮類化合物產(chǎn)生紅-紫色。其它黃酮類化合物均不顯色，可與之區(qū)別。五氯化銻(SdCl5)：查耳酮特征性顯色反應(紅或紫紅色沉淀)黃酮、二氫黃酮、黃酮醇類呈橙色。提取方法 溶劑法粗提物的精制處理(1)溶劑萃取法(2) 堿水提酸沉淀法（3）炭粉吸附法(1)硅膠柱色譜出柱先后順序：若母核結(jié)構相同，而-OH取代數(shù)目不同，則-OH多的后出柱。易形成分子內(nèi)氫鍵的-OH，其極性變小先出柱。如：鄰二-OH 間二-OH （Rf值）一般出柱順序：苷元 單糖苷 雙糖苷 多糖苷(2)聚酰胺色譜原理:分子內(nèi)芳香化程度越高，吸附力越強。查耳酮 二氫黃酮黃酮醇 黃酮 二氫黃酮醇 異黃酮與介質(zhì)的關系：吸附力水（中） 甲醇、乙醇（濃度由低到高） 堿性溶劑洗脫規(guī)律：與吸附規(guī)律正好相反，即吸附能力越強，越難洗脫（薄層Rf越?。┸赵嗤?，洗脫先后順序一般為：三糖苷雙糖苷單糖苷苷元母核上增加羥基，洗脫速度相應減慢羥基位置的影響：具有鄰位羥基黃酮具有對位（或間位）羥基黃酮不同類型的黃酮類化合物，先后流出順序一般是：異黃酮二氫黃酮醇黃酮黃酮醇分子中芳香核、共軛雙鍵多者吸附力強，故查耳酮往往較相應的二氫黃酮難于洗脫。理化檢識顏色：多呈黃色母核檢識：鹽酸-鎂粉反應 黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇四氫硼鈉反應二氫黃酮（醇）類取代基團檢識：鋯鹽-枸櫞酸反應 3-OH、 5-OH黃酮鑒別氨性氯化鍶反應 鄰二酚羥基色譜檢識:硅膠TLC 聚酰胺TLC 紙層析（PC）UV帶II：220280nm帶I：300400nm（1）黃酮及黃酮醇兩者UV光譜圖形相似，但帶I位置不同。整個母核上氧取代程度越高，則帶I將向長波方向位移（紅移）。（2）異黃酮、二氫黃酮二氫黃酮醇帶II吸收峰為主峰，帶I很弱，常在主峰的長波方向有一肩峰。（3）查耳酮及橙酮類共同特征是帶I很強，為主峰而帶II則較弱，為次強峰。帶I的位置不同。萜類和揮發(fā)油甲戊二羥酸（Mevalonic acid, MVA）（而不是異戊二烯）是萜類化合物生源途徑中最關鍵的前體物。因此，一般認為，凡由甲戊二羥酸衍生、且分子式符合（C5H8 )n 通式的衍生物均稱為萜類化合物。單萜類化合物可分為鏈狀型和單環(huán)、雙環(huán)等環(huán)狀型兩大類，其中以單環(huán)和雙環(huán)型兩種結(jié)構類型所包含的單萜化合物最多。構成的碳環(huán)多為六元環(huán)，也有五元環(huán)、四元環(huán)和七元環(huán)。卓酚酮類(Troponoides)：變形的單萜，它們的碳架不符合異戊二烯定則，含有一個七元芳環(huán)的基本結(jié)構環(huán)烯醚萜（Iridoids）：含有環(huán)戊烷結(jié)構單元，包括含有取代環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜（iridoids）和環(huán)戊烷開裂的裂環(huán)環(huán)烯醚萜（secoiridoids）兩種基本碳架。環(huán)烯醚萜為白色結(jié)晶或粉末,但結(jié)構中含有縮醛或半縮醛的結(jié)構片段,易氧化或遇酸、堿水解變?yōu)楹谏?。結(jié)構分類及重要代表物(1) 環(huán)烯醚萜(苷)（2）4-去甲環(huán)烯醚萜(苷)：9個碳（3） 裂環(huán)環(huán)烯醚萜(苷)：苷元部分C7，C8處開環(huán)。(三)、 倍半萜（Sesquiterpenoids） 倍半萜類是由3個異戊二烯單位構成、含15個碳原子的化合物類群。倍半萜主要分布在植物界和微生物界，多以揮發(fā)油的形式存在，在植物中多以醇、酮、內(nèi)酯或苷的形式存在，亦有以生物堿形式存在。 倍半萜類化合物按其結(jié)構碳環(huán)數(shù)分為無環(huán)、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)型倍半萜；按構成環(huán)的碳原子數(shù)分為五元環(huán)、六元環(huán)、七元環(huán)等；也有按含氧官能團分為倍半萜醇、醛、酮、內(nèi)酯等。奧類衍生物 （Azulenoids) 五元環(huán)與七元環(huán)駢和而成的芳環(huán)骨架均稱奧類。不溶于水，溶于強酸。與Ehrlich試劑（對二甲氨基苯甲醛濃硫酸）反應呈紫色或紅色。二萜（Diterpenoids） 二萜類是由4個異戊二烯單位構成、含20個碳原子的化合物類群。 二萜廣泛分布于植物界，植物分泌的乳汁、樹脂等均以二萜類衍生物為主，尤以松柏科植物最為普遍。 許多二萜的含氧衍生物具有多方面的生物活性，如紫杉醇、穿心蓮內(nèi)酯、關附甲素、雷公藤內(nèi)酯、甜菊苷等都具有較強的生物活性。 除植物外，菌類代謝產(chǎn)物中也發(fā)現(xiàn)有二萜，從海洋生物中也有為數(shù)較多的二萜衍生物。鏈狀二萜. 環(huán)狀二萜維生素A(vitamin A)、穿心蓮內(nèi)酯、紫杉醇1. 加成反應 含有雙鍵和醛，酮等羰基的萜類化合物，可與某些試劑發(fā)生加成反應，其產(chǎn)物往往是結(jié)晶性的。如含羰基的萜類化合物可與亞硫酸氫鈉發(fā)生加成反應，生成結(jié)晶形成物，復加酸或加堿使其分解，生成原來的反應產(chǎn)物。d. 吉拉德試劑 (Girard T 和 P)加成為季銨基團的酰肼，可與羰基反應成為水溶性物質(zhì)，加酸后復原成原羰基化合物。2. 氧化反應 (O3, CrO3, KMnO4, SeO2)3. 脫氫反應脫氫反應在研究萜類化學結(jié)構中是一種很有價值的反應，通常在惰性氣體的保護下，用鉑黑或鈀做催化劑，將萜類成分與硫(S)或硒(Se)共熱（200300）而實現(xiàn)脫氫。(一) 萜類的提取1、溶劑提取法2、堿提取酸沉淀法3、活性炭吸附法 4、大孔樹脂吸附法(二) 萜類的分離1. 結(jié)晶法 (結(jié)晶、重結(jié)晶)2. 柱層析法: 硅膠、中性氧化鋁、AgNO3絡合層析AgNO3絡合層析 （適用TLC, 柱層析 ): (1) 雙鍵數(shù)目增多，吸附絡合能力增強，Rf值較 ??；無雙鍵，最先洗脫下來； （2） 雙鍵取代不同吸附力不同：末端雙鍵 順式 反式原理: AgNO3與雙鍵形成絡合物，與雙鍵數(shù)目的多少和位置有關。1. 紫外光譜(UV) 共軛雙鍵：max= 215-270 nm; ,-不飽和羰基 220-250 nm2. 紅外光譜(IR) 偕二甲基 max: 1370 cm-1 吸收峰處裂分, 2個吸收帶; 內(nèi)酯環(huán)羰基 max ：1700- 1800 cm-1; 六元環(huán): 1735 cm-1; 五元環(huán)：1770 cm-1；四元環(huán)：1840 cm-1。 青蒿素：過氧基團：831，881，1115 cm-1； 六元內(nèi)酯環(huán)： 1750 cm-1。3. 質(zhì)譜(MS)裂解規(guī)律：（1）分子離子峰以基峰出現(xiàn)，一般較弱；（2）環(huán)狀單萜常進行RDA裂解；（3）裂解過程發(fā)生分子重排麥式重排 （分子中有位H); (4) 裂解峰大多是失去功能基的離子碎片，如M-H2O+, M-CH3OH+, M-HCHO+。揮發(fā)油（Volatile oils） （一）概述 揮發(fā)油又稱精油（essential oils）， 是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。在常溫下能揮發(fā)，可隨水蒸氣蒸餾。與脂肪油的區(qū)別。 揮發(fā)油類成分主要存在種子植物，尤其是芳香植物中。 揮發(fā)油多具有祛痰、止咳、平喘、驅(qū)風、健胃、解熱、鎮(zhèn)痛、抗菌消炎作用。如: 柴胡中的揮發(fā)油具有退熱的功效；丁香油（主要成分為丁香酚）具有局部麻醉、止痛的功效；土荊芥油具有驅(qū)蟲的功效；臨床上使用的有樟腦、冰片、薄荷腦等。大體可分4類:1) 萜類化合物 揮發(fā)油中的萜類成分，主要是單萜、倍半萜和它們含氧衍生物，如薄荷油、樟腦等；2) 芳香族化合物 如桂皮醛、茴香醚、丁香酚等；3) 脂肪族化合物 如正癸烷（n-decane 存在于桂花的頭香成分中）和小分子醇、醛及酸類化合物（如正壬醇n-nonyl alcohol，存在于陳皮揮發(fā)油中）；4) 其它類化合物 除上述三述化合物外，還有一些揮發(fā)油樣物質(zhì)，如大蒜油（mustark oil）等，也能隨水蒸餾，故也稱之為“揮發(fā)油”。（二）揮發(fā)油的提取1. 水蒸氣餾法：P油 + P水= Patom; 裝置；重蒸；鹽析；萃取。2. 油脂吸收法 3. 溶劑萃取法: 用石油醚（3060）等低沸點有機溶劑；4. CO2超臨界流體萃取法: 夾帶劑：乙醇；具有防止氧化、防止熱解、提高品質(zhì)等優(yōu)點。5. 冷壓法（三）揮發(fā)油成分的分離1. 冷凍析晶2. 真空分餾法3. 化學方法 (1) 堿性成分2） 酚、酸性成分（3）醇性成分酯化物溶于Na2CO3溶液， Et2O洗去未作用的揮發(fā)油，堿溶液皂化， Et2O萃取，Et2O層即得原有萜醇。（4） 醛、酮類成分A. NaHSO3飽和溶液，分出水層，酸化，乙醚萃取，即得；B. Girard 試劑法 （T or P): 回流1hr, 乙醚洗去不具羰基化合物，再以酸處理，復得羰基化合物。Girard 試劑法: 一類帶有季銨基團的酰肼 (與含羰基的萜類反應)4. 層析分離AgNO3絡合層析：2% AgNO3； 柱層析;四、揮發(fā)油成分的鑒定1. 物理常數(shù): 比重(d); D20; 折光率.2. 化學常數(shù): 酸值、酯值、皂化值。 皂化值 = 酸值 + 酯值3. 官能團的鑒定 (1) 酚類： FeCl3乙醇液； (2) 羰基化合物： Tollen反應 Ag(NH3)2NO3; (3) 不飽和化合物、奧類： Br2/ CHCl3; (4) 內(nèi)酯： Legal 反應 Na2Fe(NO)CN5, OH-. 三萜及其皂苷一、概述 多數(shù)三萜（triterpenoid）是由30個碳原子組成的萜類化合物，根據(jù)“異戊二烯定則”，多數(shù)三萜被認為是由6個異戊二烯縮合而成的.該類化合物在自然界廣泛存在，有的以游離形式皂苷元存在，有的則與糖結(jié)合成苷的形式存在.該苷類化合物多數(shù)可溶于水，水溶液振搖后產(chǎn)生似肥皂水溶液樣泡沫，故被稱為三萜皂苷（triterpenoid saponin），該類皂苷多具有羧基，所以有時又稱之為酸性皂苷。當原生苷由于水解或酶解，部分糖被降解時，所生成的苷叫次皂苷三萜是由鯊烯 (squalene) 經(jīng)過不同的途徑環(huán)合而成的四環(huán)三萜 (tetracyclic triterpenoids) 1、達瑪烷型 ( Dammaranes )2、羊毛脂烷型 ( Lanostanes )3、甘遂烷型 ( Tirucallanes )4、環(huán)阿屯烷型 ( Cycloartanes )5、葫蘆烷型 （Cucurbitanes） 6、楝烷型（Meliacanes）三、五環(huán)三萜(Pentacyclic Triterpenoids) 1、齊墩果烷型 ( Oleananes ） 2、烏蘇烷型（Ursanes） 3、羽扇豆烷型（Lupanes） 4、木栓烷型（Friedelanes）2.顏色反應 三萜化合物（苷元和苷）在無水條件下，與強酸、三氯乙酸或Lewis酸（氯化鋅、三氯化鋁、三氯化銻）作用，會產(chǎn)生顏色變化或熒光。 全飽和、且C-3位又無羥基或羰基的化合物呈陰性反應。(1) 醋酐-濃硫酸反應（Liebermann-Burchard反應） 樣品溶于醋酐中，加硫酸-醋酐（1：20），可產(chǎn)生黃紅紫藍等顏色變化。 甾體：綠色。(2) 五氯化銻反應（Kahlenberg反應） 將樣品氯仿或醇溶液點于濾紙上，噴以20%五氯化銻的氯仿溶液，干燥后60-70加熱，顯藍色、灰藍色，灰紫色等多種顏色斑點。 酸性皂苷：藍紫色； 中性皂苷：黃色。(3) 三氯醋酸反應（Rosen-Heimer反應） 將樣品溶液滴在濾紙上，噴25%三氯醋酸乙醇溶液，加熱至100 ，生成紅色漸變?yōu)樽仙?甾體：60 即顯色。(4) 氯仿-濃硫酸反應（Salkowski反應） 樣品溶于氯仿，加入濃硫酸后，在氯仿層呈現(xiàn)紅色或藍色，并有綠色熒光出現(xiàn)。(5) 冰醋酸-乙酰氯反應（Tschugaeff反應） 樣品溶于冰醋酸中，加乙酰氯數(shù)滴及氯化鋅結(jié)晶數(shù)粒，稍加熱，則呈現(xiàn)淡紅色或紫紅色。3. 表面活性4. 溶血作用5. 沉淀反應皂苷的水溶液可以和鉛鹽、鋇鹽、銅鹽等產(chǎn)生沉淀。酸性皂苷（通常指三萜皂苷）的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其他中性鹽類即生成沉淀。中性皂苷（通常指甾體皂苷）的水溶液則需加入堿式醋酸鉛或氧化鋇等堿性鹽類才能生成沉淀。三萜皂苷元提取與分離方法1、醇類溶劑提取后，提取物依次用石油醚、氯仿、乙 酸乙酯等溶劑進行分步提取，然后進一步分離 ；三萜成分 (苷元) 主要來自氯仿部位；2、制備成衍生物（甲基化物、乙?；铮┰僮鞣蛛x；3、以皂苷形式存在的，水解后用氯仿等溶劑萃取，然 后進行分離。酸水解、堿水解、溫和酸水解、酶水 解、Smith裂解。 注意: 酸水解時易發(fā)生苷元的結(jié)構變化(一) MSEI-MS主要用于三萜類化合物(甙元)。雙鍵存在，C環(huán)易發(fā)生RDA裂解；-H存在，易發(fā)生麥式重排。甾體及其苷類具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾核，四個環(huán)不同的稠合方式, 通常C3位的羥基與糖成苷, C17位有側(cè)鏈。根據(jù) C17位側(cè)鏈不同，天然甾類分為很多類型。一、 C21甾類含21個碳原子的甾體衍生物，具抗炎、抗腫瘤、抗生育等多種活性，都以孕甾烷（pregnane）或其異構體為骨架二、強心苷類C17側(cè)鏈為,- C17側(cè)鏈為,;,-五元不飽和內(nèi)酯 六元不飽和內(nèi)酯1. 內(nèi)酯環(huán)反應: KOH/H2O開環(huán) 環(huán)合2. 內(nèi)酯環(huán)雙鍵氧化3. 5或 14羥基脫水4. C3-OH與C10-醛基形成半縮醛6. 鄰二羥基氧化顏色反應1.不飽和內(nèi)酯