《天然药物化学基础》中专人卫版课件PPT下载

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天然药物化学MedicinalChemistryofNaturalProductsMedicinalChemistryofNaturalProducts主要参考书目吴立军《天然药物化学》（第5版）人民卫生出版社，2007汪茂田等《天然有机化合物提取分离与结构鉴定》化工出版社，2004徐任生等《天然产物化学》科学出版社，2004于德泉等《分析化学手册（7）》化学工业出版社，1999第一章总论绪论生物合成途径提取与分离方法结构鉴定方法绪论天然产物指在大自然中的生物体内存在的或代谢产生的有机物一.天然药物化学定义天然产物化学是研究包括一切源自植物、动物、昆虫、微生物的化学天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分（主要是活性成分）的一门学科二.天然药物研究的发展史1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机酸类物质。明代李延的《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。《本草纲目》卷39中记载了没食子酸制备过程，是世界上最早制得的有机酸，比舍勒的发明早了二百年。《本草纲目》卷34详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程。欧洲直至18世纪下半叶才提出了樟脑的纯品。于1806年由法国化学家F·泽尔蒂纳自鸦片中提取出吗啡碱。大量显著的生理活性成分，如土根碱、奎宁、辛可宁、番木鳖碱、咖啡因、阿托品毛地黄强心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等。1960年左右开始了对海洋天然产物的研究20世纪80年代以来，由于分子生物技术的迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供了新方法。吗啡是鸦片中最主要的生物碱(含量约10-15%)1806年法国化学家F·泽尔蒂纳首次从鸦片中分离出.三.主要研究内容和意义理化性质主要化学结构特点理化性质提取分离结构鉴定生物合成途径结构修饰或合成二次代谢产物天然药化的研究意义天然物及改性产物具独特功效是可持续发展的根本保证降低原药材毒性提高疗效控制天然药物及制剂质量药物提高人类生存质量特种功能的物质提供生活方便从分子层面了解认识天然物人工方式得目标产物造福人类探索天然药物治病机理功能性食品研究扩大天然药物的资源降低原植物毒性提高疗效天然药化研究目的中药现代化研究控制质量创新药物研究寻找新药或活性先导化合物相关的术语有效成分指单体化合物能用分子式和结构式表示具有一定的理化常数具有药效有效部位指具有生物活性的混合物如：总生物碱、总皂苷或总黄酮有效部位群含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分无效成分与有效成分共存的其它成分有效成分与无效成分是相对的生物活性成分经过不同程度药效试验或生物活性试验（体内、体外）证明对机体有一定生物活性有效成分和无效成分的关系二者的划分是相对的。随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。某些过去被认为是有效成分的化合物，经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证实是多肽而不是麝香酮等。标准提取物（standardizedextracts)指采用现代科学技术对传统中药材进行提取加工而得到的一种具有相对明确药效的物质基础以及严格质量标准的一种中药产品可作为中药制剂、保健品及化工产品的原料相对明确的物质基础可分为有效部位和有效成分质量控制应用指纹图谱特定的药理活性反映原中药材的特定功效一种中药材可有几种标准提取物每种标准提取物有一最佳的组分构成比例以体现不同的功效严格的质量标准植物基原、制备工艺、形状、鉴别、检查、含量测定等项目标准提取物的特点标准提取物的意义具有一致性标准的中药提取物。使生产的各批提取物具有活性成分一致性。标志化合物是草药的特征植化成分，同时作为标准提取物的标准。标志化合物在加工时不被破坏，有物种鉴别的功能。标志化合物不一定是活性化合物，如银杏提取物的标志化合物是24％的银杏黄酮醇，而银杏内酯和白果内酯是中药的活性成分。相关课程分析化学波谱分析其他学科生药药植无机化学有机化学四.天然药化研究现状及发展前景中医中药在临床应用了几千年其疗效经过了实践的检验并成为世界文化的一朵奇葩生产工艺比较落后质量监控亟待改进中医独特哲学思想西方人难以理解成为中药国际化的严重障碍新药研究与开发成为当今十分重要和紧迫的课题天然药化的进展合成研究手性合成研究样品消耗量大幅度降低微量、水溶性及不稳定成分研究结构研究周期缩短HOONHHHHOCH3吗啡C17H19NO3从发现到全合成148年（1804～1952）NHNOCOH3COH3COOCOCH3OCH3OCH3OCH3HHH利血平C33H40N2O9发现到全合成4年（1952～1956）OOOOOHOHOHOHOOHOHHOOH2NOHOHHOOHOHMeOHHOOHOHOHOHOHOHHOOHHONHNHOOOOHMeOHMeOHOHOHOHOOHMeOHOHOHHOOMeOMeMeOHOHOHOHHOOHOHHO沙海葵毒素C129H223N3O54（1974～1981）研究的重大转变活性成分研究转向微量、水溶性、大分子成分由单纯化学转向生物活性成分研究由单味中药转向复方中药生物活性检测转向分子水平天然药化研究发展趋势化学结构研究快速、微量、准确组织培养解决植物活性成分含量偏少合理保护药用资源注重结构改造和仿生合成五.研究天然产物的一般方法和程序STEP4毒理学药效学评价STEP3结构鉴定STEP2分离纯化STEP1提取按物质的种类六.天然药物化学成分的分类按物质的药效按其代谢途径按物质的结构按物质的溶解性按化合物酸碱性糖：多羟基醛和多羟基酮及其缩合产物苷：糖或糖的衍生物与非糖物质通过苷键连接OHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOOO葡萄糖毛莨苷糖和苷苯丙素类苯环和3个直链碳连在一起为单位构成的化合物HOHOOHHOHOCOOHOOOH咖啡酸香豆素去甲二氢愈创木脂酸醌类化合物苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物。OOOHOHH3COHOOCH3(CH2CH=CCH2)10CH3HCH3OCH3O辅酶Q10大黄素黄酮类泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互联结而成的一系列化合物OOOOHOOHOrutinoseOHOH芦丁萜类化合物由甲戊二羟酸衍生、符合（C5H8)n通式的化合物2C5单萜(C10)；4C5二萜(C20)；6C5三萜(C30)OHHOOHO穿心莲内酯OH薄荷醇HOCOOH齐敦果酸甾体及其苷类具有环戊烷并多氢菲结构的化合物及其苷HO胆固醇OOOHO(D-digitoxose)3羟基毛地黄毒苷生物碱类天然产物中含氮的有机化合物CHCHCH3OHNHCH3麻黄碱NHOOMeMeOMeO罂粟碱生物合成Biosynthesis生物合成的生物合成的内容和意义内容和意义植物代谢及植物代谢及代谢产物代谢产物主要的生物主要的生物合成途径合成途径一.生物合成的内容和意义生物合成是研究次级代谢产物的生源途径搞清楚从前体经各个中间体直至形成最终产物的历程进而用生物方法实现一般化学方法难以完成的反应生物合成的意义利用植物亲缘相关性研究生物合成理论有助于结构的推导推测天然化合物结构定向寻找活性成分植物化学分类A组织培养根据已建立的生物合成途径进行人工模拟工业生产有效成分生物调控提高活性成分含量仿生合成B二.植物代谢及其代谢产物一次代谢及其产物二次代谢及其产物二.一次代谢及其代谢产物一次代谢维持植物机体生命活动的代谢过程一次代谢产物保持生命特征所需生物高分子糖类、蛋白质、脂质、核酸一次代谢产物的作用植物的营养物质人类赖以生存的物质基础CO2+H2O叶绿素光合作用糖类＋O2五碳糖磷酸/解糖途径代谢三磷酸腺苷（ATP）辅酶I（NADPH）丙酮酸pyruvicacid磷酸烯醇丙酮酸（PEP）赤藓糖－4－磷酸（erytbrose-4-phosphate,E.4.P）核糖（合成核酸的重要原料）经氧化、脱羧后乙酰辅酶A（acetylCoA）三羧酸（TCA）有机酸＋丙二酸单酰辅酶A（合成脂质）＋氨基酸维持机体生命活动物质莽草酸循环植物体内的物质代谢与生物合成过程(二)二次代谢及其代谢产物二次代谢以代谢产物为原料（或前体）经不同途径进一步合成的过程二次代谢产物保证生物个性特征的发挥和生命运动的进行产生结构不同的化学物质二次代谢产物的作用维持植物的特性与特征重要的药物资源天然药化主要研究对象二次代谢主要途径二氧化碳.水莽草酸予苯酸芳香族氨基酸多酮香豆素.木脂素桂皮酸多肽生物碱黄酮酚萘.蒽醌甾.萜甲戊二羟酸单糖多糖.苷脂肪族氨基酸乙酰辅酶A丙酮酸三.主要的生物合成途径天然有机物是由一定的基本单位按不同方式组合而成通过研究将这些化合物按不同的基本单位进行分类自然界的化合物数目庞大结构千变万化非常复杂C2单位(醋酸单位)脂肪酸酚类、苯醌氨基酸单位生物碱类化合物C5单位(异戊烯单位)萜类、甾类C6单位香豆素木脂体等复合单位由上述单位复合而成（一）基本结构单位（二）主要的生物合成途径醋酸-丙二酸途径（AA-MA）氨基酸途径甲戊二羟酸途径（MVA）桂皮酸途径及莽草酸途径复合途径醋酸－丙二酸途径（acetate-malonatepathway,AA-MA）CH3COSCoACH2COSCoACOOHCH3COACPCOOHCH2COACPCH3COCH2COACPNADPHNADPCH3CHCH2COACPOHCH3CH=CHCOACPNADPHNADPCH3CH2CH2COACPCH3CH2CH2COCH2COACPCH3(CH2CH2)nCO-ACPCH3(CH2CH2)nCOOHCO2CH3COSHNNHOOOOHPOPOOOOOOOHOPOOONNNN合成脂肪酸类化合物CH3COSCoA+3CH2COSCoACOOHCH3COCH2COCH2COCH2COEnzbaccbaOHCOOHHOOHOHOHHOCH3OOOOHCH3O合成酚类化合物OOOHHOOCOH3COOHOHOOOCH3ClH3COOOCH3O桔霉素腐皮壳素灰黄霉素聚戊酮类聚己酮类聚庚酮类OOOHHOOHOOHHOOOOOOHHOOHOO聚辛酮类聚壬酮类聚癸酮类大黄素玉米赤霉素奥佛尼红素OOOOOOOCH3EnzOOHOHCH3OH3COOOOOOOCH3OHOHCH3OH3COOOOOCH3OOHOHCH3OH3COOOOOOOEnzCH3CH3OHOHOH3COOOOOOOCH3OHOCH3OH3COOEnzOCH3EnzOOORubrofusarinÁµ¶¾úË¿ºìËØtoralactoneacetylCoA+6malonylCoAtorachrysoneÈÕ±¾¾öÃ÷×ӵijɷÖphyscion´ó»ÆËؼ×ÃÑ合成萘、蒽醌类化合物acelylCoASCoAOOacelylCoAHOOCSCoAOHO2NADPH2NADPHOOCOHHO2ATP2ADPHOOCOPPHOATPADPCO2OPPOPP甲戊二羟酸途径（mevalonicacidpathy，MVA途径）焦磷酸二甲烯丙酯，DMAPP焦磷酸异戊烯酯，IPP甲戊二羟酸，MVADAPP或IPP头尾相互连接形成单萜、倍半萜或二萜三萜由两个倍半萜尾-尾相接而成，再经氧化、还原、脱羧、环合或重排，形成了种类繁多的萜类和甾类化合物。合成C6－C3骨架的化合物苯丙素类化合物经环化、氧化、还原等反应，生成C6－C2、C6－C1、C6等桂皮酸途径（cinnamicacidpathway）CO2HHHHH2NCO2HH2NHOCO2HHOMeOCOOHHOMeOCH2OHHOMeOCO2HHCOOHCO2HHOCOOHHOCO2HHOHOCOOHHOHOPALTALNH3NH3ËÉ°Ø´¼Ä¾ÖÊËر½±û°±ËáÀÒ°±ËᰢκËῧ·ÈËáÔ¶ù²èËá¶ÔôÇ»ù±½¼×Ëá±½¼×Ëá¹ðƤËá¶ÔôÇ»ù¹ðƤËáËÉ°Ø´¼莽草酸途径（shikimicacidpathway）COOHHOOHOHCOOHPOOHOHCOOHOOHCOOHCOOHPOOOHCOOHHOOCCOOHOOHCOOHNH2COOHONHCOOHNH2COOHNH2COOHOOHCOOHNH2OH合成芳香族的氨基酸氨基酸途径（anminoacidpathway）天然产物中生物碱类成分均由此途径生成。一般是氨基酸脱羧成为胺类，再经过一系列化学反应（甲基化、氧化、还原、重排等）后转变成为生物碱。HOHOCOOHHNH2HOHONH2HOCOOHHNH2CHOOHNHHOHOOHHNHH3COHOOHHNH3COHOOHHCH3CH3NHH3COHOOHNHH3COHOHHOHNHHOOdopafgrosinedemethylcoclaurinemagoocurarineanonaine合成生物碱类化合物复合途径醋酸-丙二酸-莽草酸途径醋酸-丙二酸-甲戊二羟酸途径氨基酸-甲戊二羟酸途径氨基酸-醋酸-丙二酸氨基酸-莽草酸途径OHCOOHOOOOOMVAAA-MAHOCOOHOHOHCOOHOH大麻萜酚酸大麻二酚酸提取分离方法天然产物的研究是从有效成分的提取、分离工作开始。提取工作前要大量查阅文献，充分了解、利用前人的经验。提取工作无固定模式溶剂法原理：相似者相溶范围：所有化学成分一.天然药物有效成分的提取(一)常用提取方法水蒸气蒸馏法原理：与水蒸气产生共沸物范围：挥发油升华法原理：遇热挥发，遇冷凝固范围：游离蒽醌等压榨法原理：机械挤压范围：新鲜药材、种籽植物油(二)溶剂提取法原理：相似相溶方法：通过选择适当溶剂将中药中的化学成分从药材中提取出来。常用溶剂的极性：水水>>甲醇甲醇>>乙醇乙醇>>丙酮丙酮>>乙酸乙酯乙酸乙酯>>乙醚乙醚>>氯氯仿仿>>苯苯>>环己烷环己烷>>石油醚石油醚溶剂选择对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小不与化学成分起化学变化经济、易得、使用安全常用溶剂提取工艺浸渍法将原料用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡出有效成分的一种方法渗漉法将原料粗粉装入渗漉筒内加入溶剂浸没原料漉液筒下放出，加入新溶剂煎煮法以水为溶剂将原料加热煮沸回流提取法以乙醇等易挥发的溶剂在回流条件下提取有效成分连续回流提取法回流提取法的改进常用索氏提取器完成升华法提取原料中具有升华性的成分SLNS-快速渗漉提取浓缩机组工艺流程图溶剂罐渗漉机滤液罐旋蒸仪浓缩罐冷却器真空泵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、热稳定成分回流提取法有机溶剂水浴加热—脂溶性成分热稳定成分溶剂量大连续回流提取有机溶剂水浴加热省溶剂效率高亲脂性成分索氏提取器时间长影响提取效果的因素提取温度提取方法及工艺设备条件溶剂用量和浓度差原料采集及粉碎度提取时间现代提取技术超临界流体萃取技术超声波提取技术微波提取技术组织破碎提取技术酶提取技术仿生提取技术超临界流体萃取（supercriticalfluidextraction,SFE)超临界流体萃取是一种以超临界流体（SCF）代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行萃取和分离的新技术。一般常用超临界CO2萃取法（SFE-CO2）较适用于亲脂性、分子量较小物质的萃取。极性大、分子量太大的物质如苷类、多糖类，要加夹带剂。夹带剂（entrainer)亚临界组分挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间以液体形式或相对小量加入超临界流体中作用改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度具有较好溶解性的溶剂是好的夹带剂甲醇、乙醇、丙酮、乙腈超临界流体萃取特点萃取介质无残留、无污染、成本低。速度快、收率高、工艺简单、操作方便萃取温度低，适用热敏性成分的提取分离。工艺条件容易控制,通过对温度和压力进行调节,可以实现选择性萃取和分离加入夹带剂可提取极性大的成分超临界流体萃取局限性对脂溶性成分的溶解能力强设备成本高，工业化难度大SFE－CO2工艺流程简图超声波提取技术(ultrasonicwaveextraction)应用超声波强化提取植物的有效成分，是一种物理破碎过程。是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸取方法。优点：室温提取，有效成分不易破坏，安全、收率高。缺点：投资大，规模小。微波提取技术（microwaweextraction,MVE)微波提取是利用微波能来提高萃取率的一种新技术。优点：设备简单、适用范围广、萃取效率高、节省时间、节省试剂、污染小等。缺点：规模小，成分易变化。组织破碎提取技术在适当溶剂存在下，利用高速机械剪切力、挤压力和搅拌力，迅速破坏植物细胞组织，使组织细胞内的化学成分与溶剂充分接触而达到快速溶解转移的效果。因没有合适设备未能推广，目前上市的“闪式提取器”即是为组织破碎法设计的一种新设备。具有快速、高效、节能，适用于多种溶剂和植物的根、茎、叶、花和果实等各个部位，操作简单方便，可选择提取所需成分，不需加热，投资小，规模可大可小等显著的优势。酶法提取技术(enzymeextraction)通过酶反应较温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放提取。酶提取技术需要选择合适的酶。研究较多的是纤维素酶，使植物细胞壁破坏，有利于有效成分的提取。优点：反应温和、提取效果好、收率高、节约能耗。缺点：酶的较选择困难半仿生提取技术(semi-biomicextraction，SBE）从生物药剂学角度，将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境，为经消化道给药的中药制剂设计的一种新的提取工艺。也就是先将药粉以一定pH的酸水提取，再用一定pH的碱水提取。优点：将有效成分的提取与在体内的吸收效果相结合，在一定程度上最大限度地保留有效成分、去掉杂质，因而选择性高，提高制剂质量。缺点：是一种新理念，目前这种方法仍沿袭高温煎煮法或其它传统提取方法，药材受热时间长，耗时耗能，有效成分易被破坏。二二..中草药有效成分的分离与精中草药有效成分的分离与精制制根据物质根据物质溶解度溶解度的差别进行分离的差别进行分离根据物质根据物质分配系数分配系数差异进行分离差异进行分离根据物质根据物质吸附性吸附性差异进行分离差异进行分离根据物质根据物质分子大小分子大小差异进行分离差异进行分离根据物质根据物质解离程度解离程度差异进行分离差异进行分离((一一))根据物质溶解度差别进行分离根据物质溶解度差别进行分离沉淀法通过加入某种沉淀试剂生成不溶性的盐等沉淀析出酸碱法通过调节溶液酸碱性分离酸、碱性或两性的化合物混合溶剂法利用在不同混合溶剂中的溶解性不同进行分离结晶和重结晶法利用物质在溶剂中的溶解度不同进行分离液-液萃取逆流分溶液滴逆流色谱高速逆流色谱气液分配色谱液-液分配色谱方法根据物质在两相溶剂中的分配系数的不同进行分离的方法原理((二二))根据物质分配系数的不同进行分离根据物质分配系数的不同进行分离分离因子β不同溶质在同一种溶剂中的浓度比分离因子越大越有利于萃取分离分配系数K同一种溶质在不同溶剂中的浓度比分配系数越大越有利于萃取分离K和β对酸性、碱性及两性化合物分配比受溶剂系统的pH值的影响用pH梯度萃取可分离酸性、碱性和两性化合物液－液萃取若分离因子大于50简单的萃取即可达到分离各成分在两相中分配系数相差越大分离效果越好利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数不同而分离逆流分溶法（CCD）是一种多次、连续的液－液萃取分离过程。逆流分溶仪用于此操作。分离因子或分配系数不够大时，采用CCD法进行分离。优点：条件温和、样品容易回收、适用于中等极性、不稳定物质的分离。缺点：试样的极性过大或过小不适宜。易乳化的系统不宜使用。逆流分溶法示意图液－液分配柱色谱基本原理一相固定在多孔的载体上为固定相被分离物质置于固定相上另一相即移动相洗脱或展开物质在固定相和移动相之间分配达到分离载体、固定液相、移动液相、被分离物质正相分配色谱以水或亲水性溶剂为固定相有机溶剂为移动相分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、甙类、糖类、有机酸等反相分配色谱以亲脂性有机溶剂为固定相以水或或亲水性溶剂为移动相用于分离脂溶性物质如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等加压液相柱色谱载体的粒度小、机械强度大、比表面积大的球形硅胶微粒加适当的压力使流动相通过固定相硅胶本身极性大，可用作正相色谱。若进行反相色谱，则需用修饰过的硅胶。一般是在硅胶上键合不同的烃基。根据烃基为乙基、辛基或十八烷基，分别命名为RP-2、RP-8、RP-18。液滴逆流色谱（DCCC）在液－液分配色谱基础上创建的液滴逆流色谱装置。类似于DCC流动相形成液滴通过固定相的液柱达到分离纯化。优点：防止乳化现象（不需振摇），降低样品因不可逆吸附引起的消耗，减少样品被污染几率和色谱峰托尾现象等。缺点：装置设备较复杂。液滴逆流装置示意图高速逆流色谱（HSCCC）与DCCC原理相同固定相固定于蛇行管中，流动相单向、低速通过固定相的液柱，实现连续逆流萃取分离。物理吸附如硅胶、氧化铝、活性炭、大孔吸附柱层析等色谱层析((三三))根据物质吸附能力差异进行分根据物质吸附能力差异进行分离离吸附层析的种类：化学吸附酸性化合物与碱性氧化铝吸附生物碱被酸性硅胶吸附有化学反应的吸附色谱半化学吸附如聚酰胺色谱层析等物理吸附又称表面吸附，由溶液的分子与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用而引起的定义无选择性，吸附与解析过程可逆、快速。应用广泛，如硅胶、氧化铝等色谱层析法特点相似相溶（按极性大小是影响物理吸附过程的主要因素）－“相似者易于吸附”，竞争机制基本规律极性强弱是支配物理吸附的主要因素极性是表示分子中电荷不对称程度，与偶极距、极化度、介电常数相对应。酸性、碱性、两性化合物的极性及吸附能力与其存在状态决定，并受溶液的pH值影响。常见的化合物和溶剂的极性羧酸>酚>水>醇>胺>酰胺>醛>酮>酯>醚>卤代烃化合物的极性水>甲醇>乙醇>丙酮>乙酸乙酯>氯仿>乙醚>二氯甲烷>苯>四氯化碳>环己烷>正庚烷>正己烷溶剂的极性极性强弱顺序决定着物质在吸附柱色谱时的洗脱规律和洗脱剂的选择原则意义化学吸附有选择性不可逆吸附吸附牢固特点产生化学反应酸性物质与氧化铝反应碱性物质与硅胶发生反应原理半化学吸附介于物理吸附和化学吸附之间特点原理以氢键的形式产生吸附应用聚酰胺对黄酮类醌类等分离氧化铝（aluminiumoxide）一般用于分离碱性化合物。具有较强的吸附性，吸附活性与含水量关系极大，含水量愈大，吸附能力愈弱。在一定温度下除去水分就可以使氧化铝活化，在氧化铝中加入一定量的水可改变其活性。硅胶（silicagel）吸附能力微弱于氧化铝，显微酸性。通式为SiO2.xH2O，分子中具有硅氧环交链结构，同时颗粒表面具有很多硅醇基，由于硅醇基能和许多化合物形成氢键而具有一定的吸附作用，所以硅胶吸附力的强弱与硅醇基的含量有关。硅胶吸附力的强弱与硅胶含水量的多少有关，含水量愈大，吸附能力愈弱。在一定温度下除去水分就可以使硅胶活化，在硅胶中加入一定量的水可改变其活性A硅胶的适用范围远比氧化铝广，亲脂性与亲水性成分都可应用。中草药中的各类成分都可用硅胶分离，碱性成分不宜B硅胶、氧化铝吸附色谱柱层析的应用特点为极性色谱层析材料，对极性成分吸附力强，对非极性成分吸附力弱；价格一般便宜，不需回收处理重复使用。吸附剂粒度一般100－200目即可，也可以用200－300或直接装薄层色谱规格的材料以提高分离效果。色谱柱的规格：高度：直径＝1：15～20装柱法：湿法装柱、干法装柱上样法：湿法上样、干法上样样品量：吸附剂＝1：30－60流动相选择：可借助TLC选择。TLC吸附力强，应选择使Rf值在0.2-0.3时最好。洗脱剂的极性逐步加大活性炭分为粉末状活性炭、颗粒状活性炭、锦纶活性炭活性炭为非极性色谱层析材料，对脂溶性成分吸附力强，对极性成分吸附力弱。水的洗脱力最弱，而有机溶剂较强。活性炭色谱是除去脂溶性色素、分离氨基酸、糖类及某些甙类等水溶性化合物的主要方法。聚酰胺（polyamide）聚酰胺是一类由酰胺聚合而成的高分子化合物，商品名为锦纶、尼龙。适合于酚类、醌类、黄酮类等酚性化合物的分离，极性与非极性物质均可使用；与鞣质的吸附作用很强，几乎不可逆，因此可用于脱鞣。性质特点：不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、氯仿及丙酮等有机溶剂，对碱稳定，对酸不稳定，可溶于浓盐酸、冰醋酸及甲酸中。吸附原理：氢键吸附。即通过酰胺上的羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。因此吸附的强弱取决于各种化合物与聚酰胺形成氢键能力的大小OCH2NHCH2CH2HOHO+HOCH3OCH2NHCH2CH2+HOCH3£¨Îü¸½£©£¨Ï´ÍѼÁ£©£¨ÍÑÎü¸½£©影响吸附能力的主要因素：形成氢键的基团数目越多，吸附能力越强。易形成分子内氢键者，在聚酰胺的吸附力会减弱。分子中芳香化程度高，则吸附性增强；反之，则减弱。溶剂对化合物形成氢键的能力在水中最强，在含水醇中则随着醇浓度的增高而减弱，在高浓度醇或其它有机溶剂中则几乎不缔合。聚酰胺的使用装柱与洗脱剂：水装柱，水溶液上样，水及含水醇洗脱。（对脂溶性的化合物，也可以用氯仿及氯仿甲醇洗脱。）溶剂对聚酰胺柱的洗脱能力强弱顺序为：水＜甲醇＜丙酮＜氢氧化钠水溶液＜甲酰胺＜二甲基甲酰胺＜尿素水溶液预处理与再生处理:先用10％醋酸、或3％氨水、或5％氢氧化钠洗，最后用水洗至中性大孔吸附树脂聚苯乙烯类高分子材料白色球形颗粒根据其表面修饰基团分为非极性和中等（弱）极性理化性质稳定不溶于酸和碱结构特点吸附性和分子筛相结合的分离材料吸附性是由于范德华力或弱氢键吸附结果分子筛是因多孔结构分离原理CH2CHCH2CHCH2CHCH2CH2CHCH2CHCH2CHCH2大孔吸附树脂的结构影响吸附因素1.树脂的比表面积、表面电性、能否与化合物形成氢键、孔径大小；2.非极性树脂在水中易吸附非极性化合物，弱极性树脂在水中易吸附弱极性化合物。选择型号时应根据化合物的极性予以选择。3.洗脱剂洗脱能力强弱（竞争机制）；4.化合物分子量大小、极性、能否形成氢键等因素均影响吸附能力。大孔树脂的使用装柱与上样：乙醇（水）溶胀，湿法装柱（一般用醇洗，递减含醇量），水洗至无醇味且柱子匀实，水溶液湿法上样（约1：10）。洗脱：水和含醇水梯度洗脱，最后也可以用丙酮或乙酸乙酯洗脱其中脂溶性成分。再生处理：50％丙酮或纯醇冲洗水冲洗1mol.L-1氢氧化钠水溶液冲洗至无色1mol.L-1盐酸洗至无色水洗至中性。（四）根据物质分子大小差别进行分离天然有机化合物分子大小各异，分子量从几十到几百万，因此也可以根据此进行分离。常用的有透析法、凝胶滤过法、超滤法、超速离心法等。透析法、超滤法、超速离心法主要用于分离（粗分）水溶性大分子化合物，如蛋白质、核酸等。凝胶过滤法可用于分离分子量1000以下的化合物。凝胶滤过法(gelfiltration)又称:凝胶渗透色谱(gelpermeationchromatography)分子筛滤过(molecularsievefiltration)排阻色谱(exclusionchromatogrphy)利用分子筛分离物质的方法凝胶柱的结构特点及性质：凝胶的种类及商品较多，一般在水中不溶但可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构。常用的有葡聚糖凝胶（SephadexG）类型和羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）类型。葡聚糖凝胶（SephadexG）交联度高表明加入的交联剂多，孔径小则网孔紧密，膨胀时的吸水量小交联度低表明加入的交联剂少，孔径大则网孔稀疏，膨胀时的吸水量大由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂（如环氧氯丙烷）交联聚合而成生成的凝胶颗粒网孔大小取决于所用交联剂的数量及反应条件并用交联度表示OCH2OHOHOHOOCH2OHOOHOOCH2OHOHOHOOOCH2OHOHOCH2CHOHCH2OOOHOHCH2OOCH2OHOHOHOOOCH2CHOHCH2O交联葡聚糖的化学结构葡聚糖凝胶商品型号按交联度大小分类，并用吸水量表示如SephadexG-25表示：G（Gel），25＝吸水量（2.5ml/g）×10。葡聚糖凝胶只能在水及含醇水中应用根据不同规格的孔径不同选择应用一般天然药物分子量在100-1500左右可选SephadexG-10，20，25羟丙基葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）为SephadexG-25经羟丙基化处理后得到的产物。葡萄糖部分羟基与羟丙基以醚键的形式结合，分子中的碳链加长，脂溶性增加。即可以在水相中进行，又可以在极性的有机溶剂中进行。R£OHR£OCH2CH2CH2OHôDZû»ù»¯凝胶的分离原理主要是分子筛作用，分子量大的不能或难以进入到凝胶颗粒内部，故在颗粒间隙移动，一般会随溶剂先下来；而分子量小的则可以渗入扩散到凝胶颗粒内部，通过色谱柱时阻力较大，故将较晚流出，不同分子量的分子进入到颗粒内部的程度不同，所受阻力也不相同，因而流出速度也不同，据此可将不同分子量的化合物分离。亦有反相分配色谱的作用。凝胶色谱分离示意图凝胶的使用装柱与洗脱剂：水中湿法装柱，水溶液湿法上样。预处理与再生处理：水洗含醇水洗（醇浓度逐步加大）醇洗SephadexLH-20比较昂贵，应注意再生处理和保存！膜分离技术(membraneseparationtechnique)原理以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力时，原料两侧组分选择性地透过膜，以到达分离纯化的目的。特点无相变；不用有机溶剂；选择性高；适用范围广。类型微滤、超滤、纳滤、反渗透（五）根据物质离解程度的不同进行分离对于具有酸性、碱性或两性基团的分子在水中多呈离解状态（正离子或负离子状态）可采用离子交换法或电泳技术（如高效毛细管电泳法）进行分离离子交换树脂是以离子交换树脂为固定相依据流动相中组分离子与平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行的一种层析方法离子交换色谱法（IEC)离子交换树脂可分为三部分：高分子聚合物基质：为苯乙烯通过二乙烯苯（DVB）交联而成的大分子网状结构。电荷基团：与高分子结合物共价结合形成带电的可进行离子交换的基团。平衡离子：结合于电荷基团上的相反离子，它能与溶液中的其他离子基团发生可逆的交换反应。平衡离子带正电的离子交换树脂能与带正电的离子基团发生交换，称阳离子交换树脂；平衡离子带负电的离子交换树脂能与带负电的离子基团发生交换，称阴离子交换树脂。R-X-Y++A+R-X-A++Y+R-X+Y-+A-R-X+A-+Y-阳离子交树脂：强酸性（－SO3-H+）弱酸性（－COO-H+）。阴离子交树脂：强碱性（－N(CH3)3Cl-）弱碱性（－NH2）。CHCH2CHCH2CHCH2SO3HSO3HSO3HCHCH2CHCH2CHSO3HSO3H离子交换树脂的结构分离原理：以离子交换树脂为固定相，当流动相流过交换柱时，溶剂中的中心分子以及不发生交换的化合物将首先通过柱子流出，而被交换的离子被交换吸附到柱子上，利用不同的洗脱剂即可实现物质的分离。离子交换树脂的使用装柱与洗脱剂：湿法装柱上样（水或含水溶剂）。水或酸碱洗脱剂（如NaOH水溶液，HCl水溶液等），或酸碱缓冲液（如磷酸盐缓冲液、氨水缓冲液、吡啶缓冲液等）。预处理在水中溶胀，水悬浮去掉杂质；酸碱交换浸泡，水洗至中性，再生处理阳离子交换树脂：酸洗碱洗酸洗阴离子交换树脂：碱洗酸洗碱洗离子交换树脂的应用用于不同电荷的分离：可以利用离子交换树脂将混合物分为中性化合物、酸性化合物、碱性化合物和两性化合物等几个部位。用于相同电荷的分离：根据其酸碱性强弱的不同，在树脂上吸附程度的不同，选用适当的洗脱剂（或梯度洗脱）进行分离。分离电荷相同且离解程度相近的化合物，可选用200－400目的微粒固定相用。薄层色谱在天然产物提取中的应用指导提取工艺的选择提取溶剂的选择确定提取次数萃取剂的选择A指导分离条件的选择选择柱色谱条件检查分离的效果B天然产物化学结构研究法结构研究是天然药化的重要研究内容。天然化合物结构研究的难度较大。结构确定的化合物，可进一步药效学、毒理学、全合成、半合成、结构修饰、改造、新药开发等工作。纯度鉴定熔点测定法：纯净的化合物熔点敏锐。TCL或PC：需用三种展开系统证明均为一个斑点。GC：适合于可以气化的样品。HPLC：适合所有化合物。GC和HPLC的优点突出，用量少、时间短、灵敏度高、准确度高。鉴定天然产物化学成分的一般步骤物理常数的测定：固体（晶体）：熔点、比旋度；液体：沸点、折光率及比旋度。分子式的测定：对化合物进行元素定性定量分析，求出实验式，目前常用MS法求出化合物的分子量，得出分子量。化合物功能基和分子骨架的推定：求出化合物的不饱和度：Ω=-I/2+/2+1ⅣⅢ，结合物理常数、化学反应、所测UV、IR、NMR、MS等波谱数据，。化合物结构式的确定质谱（MS）以某种方式使样品分子电离、裂解，然后按质荷比（m/z）大小把生成的各种离子分离，检测它们的强度，并按m/z的大小排列成谱。可用于确定分子量及求算分子式。提供其他结构信息，推测化合物结构。鉴定是否为同一化合物。紫外吸收光谱（UV）用紫外光为光源（200～400nm），照射样品溶液，测量其吸收度，并用波长对吸收度或摩尔吸收系数作图而得的吸收光谱图。分子结构中具有共轭双键、发色团和共轭体系的助色团的化合物在紫外光区产生紫外吸收光谱。可根据紫外吸收光谱曲线最大吸收峰的位置基吸收峰的数目和摩尔吸收系数来确定化合物的基本母核，或是确定化合物部分结构。可用于确定某样品是否已知化合物；确定未知不饱和化合物的结构骨架；异构体的确定。红外吸收光谱（IR）采用2.5～15μm(4000～667cm-1)范围内的不同波长的光波为光源，依次照射样品，经自动描绘所得的吸收光谱曲线。其横坐标是波数或波长，纵坐标是百分透光度。应用红外光谱测定分子中的基团，是利用各基团的特征吸收峰所出现的波长、强度和形状来判断的。核磁共振(NMR)是有磁矩的原子核（如1H、13C），在磁场的作用下，以射频照射，产生能级跃迁而获得的共振信号。1HNMR：提供分子中不同种类氢原子的情报：H的数目，不同环境下H的化学位移，偶合常数，从而分析H相邻基团的结构等。位移范围：0～20ppm。13CNMR：碳谱的主要特点是化学位移范围宽达300ppm以上。二者互为补充，提供化合物结构的许多重要的信息。谢谢大家！