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杏 林 春

桔 井 流 香 三 世 业 , 杏 林 飞 雨 万 家 春

 
 
 

日志

 
 

中药化学一  

2009-08-31 14:23:19|  分类: 中药学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第一章       总论
【学习要点】1.掌握有效成分常用提取方法及特点:溶剂提取法(包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等)、水蒸气蒸馏法、升华法等。2.掌握有效成分常用分离纯化方法及特点:结晶法、两相溶剂萃取法、各种柱色谱法(包括硅胶、氧化铝、聚酰胺谱、凝胶柱色谱和大孔树脂吸附色谱等)。3.熟悉透析法、膜过滤法和分馏法在中药化学成分分离中的应用。4.熟悉薄层色谱和纸色谱在中药化学成分鉴别中的应用。 5.了解有效成分结构研究中UV 、IR、MS、NMR等波谱方法的含义、原理及应用。
【重点与难点提示】
一、有效成分常用提取方法及特点
1.溶剂法
 (1)浸渍法 适用于成分遇热不稳定的或含大量淀粉、树胶、果胶、粘液质中药。
 (2) 渗漉法 消耗溶剂量大、费时长、操作比较麻烦。
 (3)回流提取法 是用易挥发的有机溶剂加热提取中药成分的方法,对热不稳定的成分不宜用此法,且溶剂消耗量大,操作繁杂。
 (4)连续回流提取法 弥补了回流提取法中溶剂消耗量大,操作繁杂的不足,实验室常用索氏提取器来完成本法操作。但此法时间较长。
  2.水蒸气蒸馏法:适用于具有挥发性的,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,且难溶或不溶于水的成分的提取。
 3.升华法:适用于中药中一些具有升华性质的成分,如樟木中的樟脑,茶叶中的咖啡因等。
二、中药有效成分的分离与精制
1.根据物质溶解度差别进行分离
(1)结晶法 将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作叫结晶;从不纯的结
晶经过进一步精制处理得到较纯的结晶的过程称为重结晶。
(2)在溶液中加入另一种溶剂以改变混合溶剂的极性,使一部分物质沉淀析出,从而实现分离。 如在药材浓缩水提取液中加入数倍量高浓度乙醇,以沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质(水/醇法);或在浓缩乙醇提取液中加入数倍量水稀释,放置以沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质(醇/水法)等。
(3)对酸性、碱性或两性有机化合物来说,常可通过加入酸或碱以调节溶液的pH值,改变分子的存在状态(游离型或离解型),从而改变溶解度而实现分离。例如,一些生物碱类在用酸性水从药材中提出后,加碱调至碱性即可从水中沉淀析出(酸/碱法)。
 (4)酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。例如酸性化合物可作成钙盐、钡盐、铅盐等;碱性化合物如生物碱等,则可作成苦味酸盐、苦酮酸盐等有机酸盐或磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏盐等无机酸盐。得到的有机酸金属盐类(如铅盐)沉淀悬浮于水或含水乙醇中,通入硫化氢气体进行复分解反应,使金属硫化物沉淀后,即可回收得到纯化的游离的有机酸类化合物。
2.根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
(1)液-液萃取法
①液-液萃取与分配系数K值 将两种相互不能任意混溶的溶剂(例如氯仿与水)置分液漏斗中充分振摇,放置后即可分成两相。此时如果其中含有溶质,则溶质在两相溶剂中的分配比(K)在一定的温度及压力下为一常数,可以用下式表示:
K=CU / C L
K:表示分配系数;CU:表示溶质在上相溶剂中的浓度;CL:表示溶质在下相溶剂中的浓度。
②分离难易与分离因子β分离因子β值用来表示分离的难易。分离因子β定义为A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。
即:                          â= KA / KB (注:KA>KB)
一般,â≥100,仅作一次简单萃取就可实现基本分离;但100>β≥10,则须萃取10~12次;β≤2时,要想实现基本分离,须作100次以上萃取才能完成;β≌ 1时,则KA ≌ KB,意味着两者性质极其相近,即使作任意次分配也无法实现分离。
③分配比与pH 对酸性、碱性及两性有机化合物来说,分配比还受溶剂系统pH的影响。因为pH变化可以改变它们的存在状态(游离型或离解型),从而影响在溶 剂系统中的分配比。
以酸性物质(HA)为例,若使该酸性物质完全离解则pH ≌pKa + 2;
使该酸性物质完全游离,则pH ≌ pKa - 2  
一般pH<3时,酸性物质多呈非离解状态(HA)、碱性物质则呈离解状态(BH+)存在;但pH>12,则酸性物质呈离解状态(A-)、碱性物质则呈非离解状态(B)存在。
(2)液-液分配色谱 将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上,作为固定相,填充在色谱管中,然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂(流动相)冲洗色谱柱。物质在两相溶剂中相对作逆流移动,在移动过程中不断进行动态分配而得以分离的方法。
       正相色谱与反相色谱  液-液分配柱色谱用的载体主要有硅胶、硅藻土及纤维素粉等。通常,分离水溶性或极性较大的成分固定相多采用强极性溶剂,流动相则用弱极性有机溶剂,称之为正相色谱;但当分离脂溶性化合物时,则两相可以颠倒,固定相可用石蜡油,而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂,故称之为反相分配色谱。  
常用反相硅胶薄层色谱及柱色谱的填料系将普通硅胶经下列方式进行化学修饰,键合上长度不同的烃基(R)形成亲脂性表面而成。根据烃基(-R)长度分别命名为RP-2、RP-8及RP-18。
3.根据物质的吸附性差别进行分离 以固-液吸附用得最多,并有物理吸附、化学吸附及半化学吸附之分。
 (1)物理吸附基本规律——相似者易于吸附  固液吸附时,吸附剂、溶质、溶剂三者统称为吸附过程中的三要素。物理吸附过程一般无选择性,但吸附强弱及先后顺序都大体遵循“相似者易于吸附”的经验规律。硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂,故有以下特点:
  ①对极性物质具有较强的亲和能力,极性强的溶质将被优先吸附。
  ②溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出较强的吸附能力。溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。
  ③溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。
2)活性炭 为非极性吸附剂,与硅胶、氧化铝相反,对非极性物质具有较强的亲和能力,在水中对溶质表现出强的吸附能力。溶剂极性降低,则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。
(3)聚酰胺吸附色谱法  属于氢键吸附,是一种用途十分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可适用,但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。通常在含水溶剂中大致有下列规律:
① 形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。
    ②成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。
③分子中芳香化程度高者,则吸附性增强;反之,则减弱。
      各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强,可大致排列成下列顺序:
    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
(4)大孔吸附树脂  是吸附性和分子筛性原理相结合的分离材料,它的吸附性是由于范德华引力或产生氢键的结果。分子筛性是由于其本身多孔性结构的性质所决定。大孔吸附树脂现在已被广泛应用于天然化合物的分离和富集工作中,如苷与糖类的分离、生物碱的精制。在多糖、黄酮、三萜类化合物的分离方面都有很好的应用实例。
4.根据物质分子大小差别进行分离
 (1)常用的有透析法、凝胶滤过法、超滤法等。前两者系利用半透膜的膜孔或凝胶的三维网状结构的分子筛滤过作用;超滤法则利用因分子大小不同引起的扩散速度的差别。以上这些方法主要用于水溶性大分子化合物,如蛋白质、核酸、多糖类的脱盐精制及分离工作,对分离小分子化合物来说不太适用。

2)凝胶滤过法 主要用于分离分子量1000以下的化合物。也叫凝胶渗透色谱、分子筛滤过、排阻色谱,系利用分子筛分离物质的一种方法。
① SephadexG 型只适于在水中应用,且不同规格适合分离不同分子量的物质。
   ② 羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)不仅可在水中应用,也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨润使用。
   5. 根据物质离解程度不同进行分离  具有酸性、碱性及两性基团的分子,在水中多呈离解状态,据此可用离子交换法进行分离。离子交换法系以离子交换树脂作为固定相,用水或含水溶剂装柱。当流动相流过交换柱时,溶液中的中性分子及不与离子交换树脂交换基团发生交换的化合物将通过柱子从柱底流出,而具有可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上,随后改变条件,并用适当溶剂从柱上洗脱下来,即可实现物质分离。
三、结构研究方法
1. 质谱(MS)
可用于确定分子量及求算分子式和提供其它结构信息。此外,还可由分子离子丢失的碎片大小或由碎片离子的m/z值以及裂解特征推定或者复核分子的部分结构。
   2. 红外光谱 
分子中价键的伸缩及弯曲振动将在光的红外区域,即4000~625cm-1处引起吸收。测得的吸收图谱叫红外光谱。许多特征官能团可据此进行鉴别。某 些情况下,红外光谱可用于区别芳环的取代图式及构型、构象等。
3. 紫外-可见吸收光谱
 UV光谱对于分子中含有共轭双键、a, b-不饱和羰基(醛、酮、酸、酯)结构的化合物以及芳香化合物的结构鉴定来说是一种重要的手段。通常主要用于推断化合物的骨架类型;某些场合下,如香豆素类、黄酮类等化合物,它们的UV光谱在加入某种诊断试剂后可因分子结构中取代基的类型、数目及排列方式不同而发生不同的改变,故还可用于测定化合物的精细结构。
4. 核磁共振谱
    (1) 1H-NMR  测定中通过化学位移(δ)、谱线的积分面积以及裂分情况(重峰数及偶合常数J)可以提供分子中1H的类型、数目及相邻原子或原子团的信息,对有机化合物的结构测定具有十分重要的意义。                               
(2) 13C-NMR
①噪音去偶谱(Proton noise ecoupling spectrum)也叫全氢去偶(Proton complete decoupling,COM)或宽带去偶(Broad band decoupling, BBD)。所有的13C信号在图谱上均作为单峰出现,故无法确定其上连接的1H数,对判断13C信号的化学位移十分方便。
②DEPT(Distortion1ess enhancement by polarization transfer)  DEPT法系通过改变照射1H核的脉冲宽度(θ)或设定不同的弛豫时间(De1ay time,2D3),使不同类型的13C信号在谱图上呈单峰并分别呈现正向峰或倒置峰,故灵敏度高,信号之间很少重叠,目前已成为13C-NMR谱的一种常规测定方法。
【本章练习题】
一 . A 型题(单选)
1.樟木中樟脑的提取方法采用的是
A .回流法  B.浸渍法  C.渗漉法  D.连续回流  E .升华法
2.高压液相色谱分离效果好的一个主要原因是
  A压力高   B吸附剂的颗粒小  C流速快  D有自动记录  E操作简单
3.极性最小的溶剂是
A丙酮  B乙醇  C乙酸乙酯  D水  E正丁醇
4.采用透析法分离成分时,可以透过半透膜的成分为
  A多糖B蛋白质C树脂D叶绿素E无机盐
5.利用氢键缔和原理分离物质的方法是
A硅胶色谱法  BAl2O3色谱法  C凝胶过滤法  D聚酰胺  E离子交换树脂
6.聚酰胺色谱中洗脱能力强的是
A丙酮  B甲醇  C二甲基甲酰  D水  E NaOH水溶液
7.利用中药中各成分沸点的差别进行提取分离的方法是
A分馏  B回流法  C连续回流法  D水蒸气蒸馏法  E升华法
8.纸上分配色谱, 固定相是
A纤维素 B滤纸所含的水 C展开剂中极性较大的溶剂 D醇羟基 E 有机溶剂
9.所有的13C信号在图谱上作为单峰出现采用的是技术
A DEPT法  B全氢去偶技术  C同位素法  D偏共振去偶 E选择氢核去偶
10只适于在水中应用的是
A sephadex G  B sephadex LH-20  C硅胶G  D聚酰胺 E大孔吸附树脂
11.在大孔吸附树脂色谱柱上被水最先洗脱下来的成分是
A皂苷类 B糖类C生物碱类 D强心苷类E黄酮苷类
12 DEPT谱中,出现倒峰的是(è=135o )
A季碳B叔碳C仲碳D伯碳E全部
13自中药中提取含挥发性成分时不宜采用的方法是
A浸渍法   B 渗漉法   C 煎煮法   D 回流提取法   E连续提取法
14用于判断分子结构中是否有无共轭体系的是
A  IR  B UV      C  MS         D  1H-NMR          E  13C-NMR
15两相溶剂萃取法分离混合物中各组分的依据是
A结构类型不同B化学性质不同C极性差异较小D极性差异较大E分配系数不同
16离子交换色谱法,适用于下列(  )类化合物的分离
 A萜类 B生物碱 C淀粉 D甾体类 E 糖类
17碱性氧化铝色谱通常用于( )化合物的分离
A香豆素类B生物碱类C酸性D酯类E黄酮类
18用TLC检测化合物的纯度时,多采用
A一种展开系统B二种展开系统C三种展开系统D四种展开系统E一种展开系统并更换多种显色方式
19不易燃的有机溶剂是
 A甲醇 B丙酮C乙酸乙酯 D石油醚E四氯化碳
20 与水不能互溶的溶剂是
A甲醇   B 乙醇C丙酮 D正丁醇E冰醋酸
二  B型题(配伍题)
[21—25]
A 大孔吸附树脂  B 凝胶过滤法  C 硅胶色谱法  D 液-液萃取法  E 聚酰胺
21根据分子大小进行分离的方法是
22主要用于极性较大的物质的分离和富集的吸附剂是
23用正丁醇将皂苷类成分从水溶液中分离出来的方法是
24分离黄酮苷元类成分最适宜的方法是
25常用于分离酸性物质的吸附剂是
[26—30]
A 酸碱法 B 水醇法  C醇醚法  D 活性炭  E 热析法 
26欲纯化总皂苷通常采用方法是
27提取生物碱常用方法是
28用于除去亲脂性色素的是
29除去生药中多糖常用的方法是
30在溶液中加入无机盐促使有效成分析出的方法是
[31-35]
A  季胺生物碱  B 纤维素  C 皂苷类  D 油脂  E 黄酮苷类
31从中药的乙醇提取液中加入数倍量石油醚后可能析出的成分是
32采用碱提酸沉法的成分是
33在中药醇提液加入数倍量水后可能析出的成分是
34能溶于石油醚的是
35能溶于水的是
三x题型(多项选择题)
36提取分离中药有效成分时需加热的方法是
A 浸渍法  B 回流法  C 盐析法  D 升华法  E 渗漉法
37不与水互溶的溶剂
A 乙醇  B 乙醚  C 乙酸乙酯  D 正丁醇  E丙酮
38通常认为是无效成分或是杂质的是
A 皂苷类  B 树脂  C 萜类  D 氨基酸类  E 油脂
39利用分子筛原理对物质进行分离的方法
A 透析法  B 硅胶色谱  C 凝胶过滤法  D 聚酰胺   E Al2O3
40可用于化合物的纯度测定的方法有
A 薄层色谱(TLC)  B 气相(GC)  C HPLC   D 熔点  E 均匀一致的晶型
第二章      生物碱
【学习要点】
1.掌握生物碱的含义及结构特征。
2.掌握生物碱的性状、旋光性。
3.掌握生物碱的酸碱性,碱性强弱的影响因素,生物碱和生物碱盐的溶解性及其应用。
4.掌握常用生物碱沉淀试剂的名称、沉淀反应条件和阳性结果的判定及其作用。
5 掌握生物碱的提取分离原理和方法。
6.掌握生物碱的色谱检识方法。
7.掌握苦参中所含主要生物碱的结构类型、提取分离方法和生物活性。
8.掌握麻黄、黄连中所含主要生物碱的结构类型、鉴别方法、提取分离方法及生物活性。
9.熟悉生物碱的分类及其在动、植物界的分布和存在情况。
10.熟悉分离水溶性生物碱的常用方法和原理。
11.熟悉汉防己中所含主要生物碱的化学结构类型、理化性质。
12.熟悉洋金花中所含主要生物碱的化学结构类型、理化性质和鉴别反应。
13.熟悉马钱子、乌头的主要化学成分的结构类型、毒性和鉴别方法。
14.了解生物碱的显色反应。
【重点与难点提示】一、结构与分类
1.吡啶类生物碱的结构特征及代表化合物。①简单吡啶类:多呈液态,如槟榔碱、烟碱。②双稠哌啶类:喹诺里西丁母核。如苦参碱。
2.莨菪烷类的结构特征及代表化合物 是莨菪烷衍生物的氨基醇和不同有机酸缩合而成的酯类化合物。如莨菪碱、古柯碱。
3.异喹啉类的结构特征及代表化合物。
①简单异喹啉类 如萨苏林等②苄基异喹啉类  重要的化合物如厚朴碱、罂粟碱、dl-去甲乌药碱、汉防己甲素、汉防己乙素碱等。③原小檗碱类  如小檗碱、巴马亭、药根碱等④吗啡烷类  如吗啡碱、可待因等。
4.吲哚类的结构特征及代表化合物。主要由色氨酸衍生而成。
①单吲哚碱类生物碱 如板蓝根中的大青素B等。结构中除吲哚核外, 别无杂环(如色胺tryptamine等)。②色胺吲哚类生物碱 只有色胺部分组成的结构,如吴茱萸中的吴茱萸碱
③双吲哚类生物碱  本类由不同单萜吲哚类生物碱经分子间缩合而成。典型例子是 从长春花分得的抗癌药长春碱、长春新碱等。④单萜吲哚类生物碱  结构复杂,如利血平。
5. 有机胺类生物碱 特点是氮原子不在环状结构内,其代表性化合物如麻黄碱、伪麻黄碱等。
二、生物碱的碱性,碱性强弱的影响因素
1.生物碱的碱性表示方法  分别用酸式离解指数pKa和碱式离解指数pKb表示。pKb值越小, 酸性越大;相反, pKa值越大, 碱性越强。为统一强度标准, 碱性强度也用pKa值表示。
pKa=pKw-pKb=14-pKb 
2.碱性强弱与生物碱分子结构的关系  生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化度、诱导效应、共轭效应、空间效应以及分子内氢键形成等有关。
(1) 氮原子的杂化度  生物碱分子中氮原子孤电子对处于杂化轨道中, 其碱性强度随杂化度升高而增强, 即sp3> sp2>sp。
(2) 电性效应与碱性的关系
①诱导效应  生物碱分子中氮原子上电荷密度受到分子中供电基(如烷基等)和吸电基(如芳环、酰基、醚氧、双键、羟基等)诱导效应的影响。供电基使电荷密度增多, 碱性变强;吸电基则降低电荷密度, 碱性减弱。
②共轭效应  若生物碱分子中氮原子孤电子对成p-ð共轭体系时, 通常情况下, 其碱性较弱。生物碱中,  常见的p-ð共轭效应主要有苯胺型和酰胺型。
(3)空间效应  尽管质子的体积较小, 但生物碱氮原子质子化时, 仍受到空间效应的影响, 使其碱性增强或减弱。甲基麻黄碱(pKa 9.30)碱性弱于麻黄碱(pKa 9.56), 原因是甲基的空间位阻。
(4) 分子内氢键形成  分子内氢键形成对生物碱碱性强度的影响颇为显著。如和钩藤碱盐的质子化氮上氢可与酮基形成分子内氢键, 使其更稳定。而异和钩藤碱的盐则无类似氢键的形成, 故前者碱性大于后者

 

 

三、生物碱的提取分离原理和方法
1.生物碱的提取方法(1)水或酸水提取  提取原理是生物碱盐类易溶于水, 难溶于有机溶剂;其游离碱易溶于有机溶剂, 难溶于水。(2)醇类溶剂 本法基于生物碱及其盐类易溶于甲醇或醇。故用醇代替水或酸水提取生物碱。(3)亲脂性有机溶剂提取  一般操作方法是将提取材料用碱水(石灰乳、Na2CO3溶液或10%氨水等)润湿后, 再用有机溶剂如CH2Cl2、CHCl3、CCl4或苯等直接进行固-液提取。回收有机溶剂后即得亲脂性总生物碱。(4)雷氏铵盐法  季胺生物碱常采用沉淀法进行提取。操作如下:①将季胺生物碱的水溶液, 用酸水调到弱酸性, 加入新鲜配制的雷氏铵盐饱和水溶液至不再生成沉淀为止。滤取沉淀, 用少量水洗涤1~2次, 抽干, 将沉淀溶于丙酮(或乙醇)中, 过滤, 滤液即为雷氏生物碱复盐丙酮(或乙醇)溶液。②于此滤液中, 加入Ag2SO4饱和水液, 形成雷氏铵盐沉淀, 滤除, 滤液备用。③于滤液中加入计算量BaCl2溶液, 滤除沉淀, 最后所得滤液即为季胺生物碱的盐酸盐。
2.生物碱的分离方法
(1)利用生物碱的碱性差异进行分离  可采用不同的pH值下, 用水不溶性有机溶剂萃取进行生物碱的分离。若欲利用这种方法系统分离生物碱, 则常采用pH梯度萃取。
(2)利用生物碱及其盐溶解度的差异进行分离  某些生物碱对有机溶媒的溶解度不同, 由此可以将它们彼此分离。
(3)色谱法 该法广泛地用于生物碱的分离。绝大多数采用吸附色谱, 但应用分配色谱的实例亦不少。高速逆流色谱仪的出现, 则更开拓了这方面的应用。吸附剂多用硅胶、氧化铝、纤维素、聚酰胺等。
(4)其它方法  利用使欲分离生物碱分子中某种基团如羟基、内酯或内酰胺等, 发生可逆性化学转换的方法进行分离。如苦参碱分离中应用内酰胺开环-闭环反应等。
四、生物碱沉淀反应
1.常用生物碱沉淀试剂的名称 有碘化铋钾试剂(Dragendorff's reagent)、改良的碘化铋钾试剂、碘-碘化钾试剂(Wagner's reagent)、碘化汞钾试剂(Mayer's reagent)和硅钨酸试剂(Bertrad's reagent)等。
2.沉淀反应条件和阳性结果的判定及其应用。
(1)反应条件 稀酸水中进行。
(2)阳性结果判断 应用三种以上沉淀试剂分别进行反应,如均能发生沉淀反应,可判断为阳性。麻黄碱、咖啡碱需用其他检识反应鉴别,在生物碱的检识中还应注意假阳性结果的排除。
【本章练习题】
一 . A 型题(单选)
1生物碱沉淀反应宜在( )中进行
A酸性水溶液 B95%乙醇溶液 C氯仿 D碱性水溶液 E碱性醇溶液
2碱性类似于季胺生物碱的是
A氮杂缩醛型  B氧化叔胺型  C酰亚胺型  D仲胺型  E芳香胺型
3下列生物碱中Pka最大的是
A氨  B甲胺  C二甲胺 D三甲胺 E苯胺
4下列不能溶于水的生物碱是
A莨菪碱  B小檗碱  C麻黄碱  D氧化苦参碱  E咖啡碱
5可见光下无色紫外光显荧光的化合物是
A小檗碱 B药根碱 C利血平 D一叶秋碱 E蛇根碱
6 既可溶于酸水也可溶于碱水的生物碱是
A小檗碱  B槟榔次碱  C麻黄碱 D秋水仙碱  E莨菪碱
7  酰胺型生物碱碱性弱是由于
A氮原子杂化方式 B诱导效应 C共轭效应 D空间位阻 E氢键作用
8下列哪种是生物碱沉淀试剂
A盐酸镁粉  B异羟肟酸铁  C没食子酸  D苦味酸  E氢氧化钠
9. 不能与一般生物碱沉淀试剂产生沉淀反应的 
A. 咖啡碱   B. 小檗碱   C. 莨菪碱   D. 厚朴碱   E. 苦参碱
10. 雷氏铵盐可用于沉淀分离
A. 伯胺碱   B. 仲胺碱   C. 叔胺碱   D. 季铵碱   E. 酰胺碱
11. 麻黄碱在水中呈
A. 左旋     B. 右旋     C. 外消旋    D.内消旋    E. 无旋光性
12. 用亲脂性有机溶剂提取生物碱时,一般需将药材用(  )湿润
A. 酸水     B. 碱水     C. 甲醇      D. 乙醇     E. 石油醚
13. 除去水溶性生物碱中的亲水性杂质可用 (  )反复萃取
A. 甲醇     B. 乙醇     C. 乙醚      D. 氯仿     E. 正丁醇
14. 将总生物碱溶于稀酸水中, 调节PH值由低到高,用氯仿依次萃取出
A. 碱性由强到弱的生物碱   B. 碱性由弱到强的生物碱   C. 极性由强到弱的生物碱D. 极性由弱到强的生物碱   E. 分子量是由小到大的生物碱
15. 分离苦参中苦参碱和氧化苦参碱是利用二者
A. 极性不同   B. 碱性不同  C. 成盐后水溶性不同  D. 酸性不同   E. 有特殊官能团
16. 可用气相色谱法检识的是
A. 苦参碱   B. 小檗碱   C. 乌头碱    D. 马钱子碱    E. 麻黄碱
17. 可用于麻黄碱的鉴别反应的是
A. 碘化铋钾   B. 碘—碘化钾   C. 铜络盐反应   D. 苦味酸  E. 雷氏铵盐
18. 小檗碱属于 (   )类生物碱
A.吡啶    B. 莨菪烷    C. 异喹啉    D. 吲哚    E. 有机胺
19用pH梯度萃取法从氯仿中分离生物碱时,可顺次用(      )缓冲液萃取。
A.  pH= 8~3  B.  pH= 6~8 C.  pH= 8~14  D.  pH= 3~8  E. pH= 14~8
20生物碱的盐若从酸水中游离出来,pH应为(     )
A.  pH < Pka  B.  pH > Pka  C.  pH = PKa  D. pH = PKb  E. pH <7
二  B型题(配伍题)
[21—25]
A游离生物碱B生物碱盐C纤维素D油脂E苷类
21.能溶于苯溶液的是
22.能溶于氯仿溶液的是
23.能溶于丙酮溶液的是
24.能溶于甲醇溶液的是
25.能溶于水溶液的是
[26—30]
A小檗碱 B麻黄碱C莨菪碱 D吗啡E乌头碱 
26具有解痉镇痛、散瞳功效的是
27具有镇痛、镇咳作用的是
28黄连中的抗菌成分是
29能够收缩血管、兴奋中枢神经的是
30有剧毒的是
三x题型(多项选择题)
31下列作法不合理的是 (     )
A. 用稀酸水渗漉, 然后通过阳离子交换树脂提取苦参中的总生物碱
B. 用水蒸汽蒸馏法提取麻黄碱
C. 当黄连与甘草, 黄芩, 大黄等中药配伍时, 一起煎煮提取有效成分更好
D. 用煎煮法提取马钱子碱
E. 将乌头经水浸, 加热等炮制后, 再用于处方中
32生物碱的碱性强弱可与下列(    )情况有关。
A.生物碱中N原子具有各种杂化状态  B.生物碱中N原子的电性效应
C. 生物碱中N原子的空间效应   D. 分子内氢键效应  E.  以上均无关          
33不适合于氧化铝分离的物质是
A.生物碱 B.鞣质 C.黄酮 D.蒽醌 E.香豆素
34.使生物碱碱性减小的吸电子基团有
A.烷基 B.羰基 C.醚基 D.酯基 E.苯基
35.常用生物碱沉淀试剂包括
A. 碘化铋钾  B. 碘碘化钾 C. 苦味酸  D枸橼酸  E. 雷氏铵盐
第三章      苷类
【学习要点】
1.掌握苷类化合物的结构特征、分类及苷和苷键的定义。
2.掌握苷类化合物的一般性状、溶解度和旋光性。
3.掌握苷键的酸催化水解法和酶催化水解法。
4.掌握苷类化合物的提取方法及注意事项。
5.掌握中药中苷类化合物的显色反应:
6.熟悉苷的碱催化水解法和氧化开裂法。
7.熟悉苷类化合物中常见糖的种类、结构和纸色谱鉴定法。
8.熟悉苦杏仁中所含主要苷的化学结构类型、理化性质及鉴定方法。
9.了解苷类化合物中糖链部分结构的测定方法。
【重点与难点提示】
一、苷的结构与分类  苷类亦称配糖体,是由糖或糖的衍生物,如氨基酸、糖醛酸等与另一非糖物质(称为苷元或配基)通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化合物。
1.根据苷元化学结构的类型可将苷分为黄酮苷、蒽醌苷、苯丙素苷、生物碱苷、三萜苷等。
2.根据苷在生物体内是原生的还是次生的可将苷分为原生苷和次生苷
3.根据苷键原子又可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。
二、苷的理化性质及提取
1.苷键的裂解
(1)酸催化裂解: 酸催化水解常用的试剂是水或稀醇,常用的催化剂是稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等。其反应机理是苷键原子先被质子化,然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅型的中间体,该中间体再与水结合形成糖,并释放催化剂质子。
凡有利于苷键原子质子化和中间体形成的一切因素均有利于苷键的水解。通常苷水解的难易程度有以下规律:
①在形成苷键的N、O、S、C四个原子中,水解的难易程度是C-苷>S-苷>O-苷>N-苷。
②因p-ð共轭作用,酚苷及烯醇苷的苷元在苷键原子质子化时芳环或双键对苷键原子有一定的供电作用,故酚苷及烯醇苷比醇苷易于水解。
③由于氨基和羟基均可与苷键原子争夺质子,特别是2-NH2和2-OH糖,当2位被质子化后使端基碳原子的电子云密度降低,不利于苷键原子的质子化,故氨基糖特别是2-氨基糖苷最难水解,其次是2-OH糖苷,然后依次是6-去氧糖、2-去氧糖和2,6-二去氧糖苷。
④由于五元呋喃环是平面结构,各取代基处于重叠位置比较拥挤,酸水解时形成的 中间体使拥挤状态有所改善,环的张力减少,故呋喃糖苷较吡喃糖苷的水解速率大50~100倍。
⑤由于酮糖多数为呋喃糖,而且在端基上又增加了一个-CH2OH大基团,更增加了呋喃环的拥挤状况,故酮糖较醛糖易水解。
⑥在吡喃糖苷中由于C5-上R会对质子进攻苷键造成一定的位阻,故R愈大,则愈难水解。其水解的难易程度是糖醛酸>七碳糖>六碳糖>甲基五碳糖>五碳糖。
⑦当苷元为小基团时,由于横键上的原子易于质子化,故横键的苷键较竖键易水解。当苷元为大基团时,其空间因素占主导地位,苷元的脱去有利于中间体的稳定,故竖键的苷键较横键易水解
(2) 酶催化水解:具有反应条件温和,专属性高,根据所用酶的特点可确定苷键构型,根据获得的次级苷、低聚糖可推测苷元与糖及糖与糖的连接关系,能够获得原苷元等特点。
转化糖酶只水解β-果糖苷键,麦芽糖酶只水解α-D-葡萄糖苷键,纤维素酶只水解β-D-葡萄糖苷键,杏仁苷酶只水解β-六碳醛糖苷键。
(3) Smith降解法,是一个反应条件温和、易得到原苷元、通过反应产物可以推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小的一种苷键裂解方法。该法特别适合于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解。(4)碱催化水解:酰苷、酚苷、与羰基共轭的烯醇苷可被碱水解。
2. 显色反应:Molish反应可检识糖及苷类化合物的存在。反应的试剂是浓硫酸和α-萘酚。
3.苷的提取及注意事项:多用水或醇提取,提取原生苷时注意抑制或破坏酶的活性。
三、结构鉴定
1糖的种类和比例 
一般是将其苷键全部水解,然后再用纸色谱或薄层色谱的方法检出糖的种类,经显色后用薄层扫描的方法测定出各糖之间的分子比。当然也可采用气相色谱或HPLC的方法对各单糖进行定性定量分析。
2糖与苷元的连接位置 
糖连接位置的测定多是将被测物全甲基化,然后水解所有的苷键,用气相色谱的方法对水解产物进行定性定量分析。通常具有游离羟基的部位即是糖的连接位点。目前多用苷化位移来确定。糖的端基羟基成苷后,端基碳(C1)和苷元的α-C的化学位移均向低场移动,而相邻的碳(β-C)稍向高场移动,偶尔也有稍向低场移动的,这种苷化前后的化学位移变化,称做苷化位移。
3糖的连接顺序及位置
早期解决糖链连接顺序的方法主要是部分水解法,即稀酸水解、甲醇解、乙酰解、碱水解等方法,将糖链水解成较小的片段(各种低聚糖),然后根据水解所得的低聚糖推断整个糖链的结构;质谱分析是解决低聚糖及其苷中糖连接顺序的一个有力工具,在了解了糖的组成后,可根据质谱中的裂解规律和该化合物的裂解碎片推测低聚糖及其苷中糖链的连接顺序;现在测定糖链结构最常用的方法是NMR和2D-NMR法。
4苷键的构型 
苷键构型的确定方法有核磁共振法、酶解法、分子旋光差法(Klyne法)等,其中目前最常用的是核磁共振法。①根据端基质子的偶合常数确定苷键的构型。
对绝大多数吡喃糖,当苷键为β-D型时,偶合常数为6~8Hz;当苷键为α-D时,偶合常数为2~4Hz。但甘露糖和鼠李糖无法用此方法确定它们的苷键构型。②在吡喃糖中端基碳的碳氢偶合常数(1JC1-H1)也可用于确定苷键的构型。当偶合常数为170~175Hz左右时,为α-D或β-L型苷键;偶合常数为160~165Hz左右时,为β-D或α-L型苷键。
【本章练习题】
一 . A 型题(单选)
1.  苷键构型有α、β两种,水解β苷键应选
A.0.5%盐酸   B.4%氢氧化钠     C.苦杏仁酶   D.麦芽糖酶   E. NaBH4
2.  属于甲基五碳糖的是
A. D-葡萄糖    B. D-果糖    C. L-阿拉伯糖    D. L-鼠李糖   E. D-半乳糖
3.  在吡喃糖苷中,最易水解的是
A..七氧糖苷    B. 五碳糖苷  C. 甲基五碳糖苷  D.六碳糖苷   E. 糖醛酸苷
4.  天然产物中最难水解的是
A. 氨基糖苷    B. 羟基糖苷  C. 糖醛酸苷     D. 去氧糖苷   E. 硫苷
5.  能水解α-葡萄糖苷键的酶是
A. 酯酶        B. 杏仁苷酶  C. 纤维素酶     D. 转化糖酶   E. 麦芽糖酶
6. 糖的纸色谱显色剂是
A. ALCl3      B.苯胺-邻苯二甲酸   C.碘化铋钾   D. 醋酸铅  E. FeCl3
7. Molish试剂的组成是
A.á-萘酚/浓硫酸  B.邻苯二甲酸一苯胺C.蒽酮/浓硫酸 D.苯酚/浓硫酸E.醋酐/浓硫酸
8. 碳苷类化合物可采用
A.碱水解     B.酶解     C.Smith降解     D.酸水解  E.甲醇解
9. 从新鲜的植物中提取原生苷时,应注意考虑的是
A.苷的溶解性 B.苷的酸水解性C.苷元的稳定性 D.植物中的酶对苷的水解特性 E.苷的旋光性
10. 确定苷键构型,可采用
A.乙酰解反应  B.分子旋光差(Klyne法) C.弱酸水解  D.碱水解  E.强酸水解
二  B型题(配伍题)
[11—15]
A. 芸香糖      B. D-果糖     C. D-夫糖    D. D-半乳糖  E. L-阿拉伯糖
11.属于六碳酮糖的是 
12.属于五碳糖的是   
13.属于六碳醛酸的是 
14.属于二糖的是     
15.属于甲基五碳糖的是
[16—20]
A.五碳糖苷B.甲基五碳糖苷C.六碳糖苷D.七碳糖苷E.糖醛酸苷
16.酸催化水解最易水解的苷是
17.酸催化水解较易水解的苷是
18.酸催化水解易水解的苷是
19.酸催化水解较难水解的苷是
20.酸催化水解最难水解的苷是
[21-25]
A.醇苷B.氰苷C.酚苷D.酯苷E.吲哚苷
21.苷元是吲哚醇的苷
22.主要是指á-羟氰的苷称为
23.通过羟基与糖端基羟基脱水生成的苷是
24.通过醇羟基与糖端基羟基脱水生成的苷是
25.通过酚羟基与糖端基羟基脱水生成的苷是
三x题型(多项选择题)
26.可用于确定糖连接顺序的方法是 
A. 稀酸水解   B. 质谱分析   C. 2D-NMR    D. 酶解     E. NOE差谱技术
27. 能用C1-H 和 C2-H的偶合常数(J值) 来判断苷键构型的糖
A. D-葡萄糖   B. D-半乳糖    C. D-甘露糖   D. L-鼠李糖  E. D-阿洛糖
28. Smith 裂 解 法 所 使 用 的 试 剂 是 ( )
A.NaIO4    B.NaBH4    C.NaOH    D.AlCl3   E. 苯酚/浓硫酸
29. 自中药中提取原生苷可采用的方法有
A水浸泡法B.沸水煮沸法C.乙醇提取法D.乙醚提取法E.酸水提取法
30. 苷类化合物确定糖链结构要解决的问题是
A.糖链中糖的元素比B.糖链中糖的种类和比例C.糖之间的连接位置D.糖之间的连接顺序E.糖之间苷键的构型
第四章      醌类
【学习要点】
1.掌握苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌类化合物的分类及基本结构。
2.掌握醌类化合物的颜色、升华性、溶解性及与结构的关系。
3.掌握蒽醌类化合物的酸性及酸性强弱与结构的关系。
4.掌握蒽醌类化合物的显色反应。                  
5.掌握蒽醌类化合物的一般提取分离方法。
6.掌握大黄中所含主要醌类化合物的化学结构、提取分离方法。
7.掌握丹参中所含主要醌类化合物的化学结构、鉴定方法和生物活性。
8.熟悉蒽醌类化合物的IR光谱特征。
9.熟悉紫草中主要化学成分的结构类型。
10.熟悉蒽醌还原态的结构及其显色反应。
11.了解蒽醌类化合物的MS裂解规律。
12.了解虎杖中主要化学成分的结构类型。
【重点与难点提示】 一、醌的结构与分类
1.天然醌类化合物主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。

        苯醌                                         萘醌
 

 

     

菲醌                                       蒽醌 
 

 


 

 

 

 2.蒽醌类成分包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原产物,如氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮及蒽酮的二聚体等。蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物一般存在于新鲜植物中,该类成分可以慢慢被氧化成蒽醌类成分;中药大黄、番泻叶中致泻的主要成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮类衍生物。
二、理化性质
1酸性:酸性强弱与取代基位置关系
含-COOH>含2个以上b-OH>含一个b-OH>含二个a-OH>含一个a-OH。
可从有机溶剂中依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、1%NaOH及5%NaOH水溶液进行梯度萃取,达到分离的目的。
2重要的呈色反应
(1)Feigl反应:醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应,生成紫色化合物。
(2)Borntrager反应:羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变,会使颜色加深。多呈橙、红、紫红色及蓝色。
(3)无色亚甲蓝显色试验:无色亚甲蓝溶液用于PPC和TLC作为喷雾剂,是检出苯醌类及萘醌类的专用显色剂。
(4)活性次甲基试剂的反应:鉴别醌环上有未被取代的苯醌及萘醌类化合物
三、结构测定
1. IR:羟基蒽醌类化合物在红外区域有nC=O(1675~1653cm-1)、nOH(3600~3130cm-1)及n芳环(1600~1480cm-1)的吸收。其中nC=O吸收峰位与分子中a-酚羟基的数目及位置有较强的规律性,对推测结构中a-酚羟基的取代情况有重要的参考价值。
蒽醌类nC=O与a-OH数目及位置的关系
2蒽醌母核有四个吸收峰,分别由苯样结构及醌样结构引起,羟基蒽醌衍生物的紫外吸收基本与上述蒽醌母核相似。此外,多数在230 nm附近还有一强峰,故羟基蒽醌类化合物有五个主要吸收带。
    第Ⅰ峰:230 nm左右
    第Ⅱ峰:240~260 nm(由苯样结构引起)
    第Ⅲ峰:262~295 nm(由醌样结构引起)
    第Ⅳ峰:305~389 nm(由苯样结构引起)
    第Ⅴ峰:>400 nm(由醌样结构中的C=O引起)
以上各吸收带的具体峰位与吸收强度均与蒽醌母核上取代基的性质、数目及取代位置有关。
    3 MS:共同特征是分子离子峰通常为基峰,且出现丢失1-2个分子CO的碎片离子峰。
【本章练习题】
一 . A 型题(单选)
1.     Borntrager’s 反应呈阳性的物质是
A. 苯醌    B. 萘醌   C. 菲醌   D. 羟甲基蒽醌   E. 羟基蒽醌
2.     主要成分不是醌类化合物的中药是
A. 大黄    B. 茜草   C. 丹参   D. 花色素       E. 紫草
3. 酸性最强的蒽醌是 
A. 含一个β-OH    B. 含一个α-OH   C.含3个α-OH D. 含2个α-OH    E. 含2个β-OH
4.下列能提取含1个α-OH的蒽醌的溶剂是
A. 5%Na2CO3溶液 B.5%NaHCO3溶液  C. 5%NaOH溶液D. 1%NaOH溶液  E. 1%NaHCO3溶液
5. 用于确定蒽醌羟基位置的试剂是
A. 5%NaHCO3  B. 醋酸铅  C. 碱式醋酸铅   D. 醋酸镁   E. ALCl3
6. Feigl反应用于检识
    A.苯醌     B.萘醌     C.蒽醌     D.所有醌类化合物  E. 羟基蒽醌
7. 无色亚甲蓝显色反应可用于检识
    A.蒽醌     B.香豆素     C.黄酮类     D.萘醌   E.黄酮
8. 能被碱催化水解的苷是
   A.碳苷键   B.蒽酚苷    C.糖醛酸苷键     D.醇苷键    E.去氧糖苷键
9. 常存在于新鲜植物中的成分是
A.苯醌   B.萘醌   C.菲醌   D.蒽    E.蒽酮
10.游离醌的质谱裂解特征是首先脱去
A.H2O  B.-CH3  C. CO  D. CO2    E.苯环
11. 能用水蒸汽蒸馏法提取的化学成分是
   A.三萜皂苷  B.苯醌  C.蒽醌  D. 多糖  E. 强心苷
12. 3羟基蒽醌中,酸性最强的是
A. 1-羟基蒽醌  B.2-羟基蒽醌  C. 1,2-二羟基蒽醌 D. 1,8-二羟基蒽醌  E. 3,6-二羟基蒽醌
13. 蒽醌类常用的粗分方法为
A渗漉法B.pH梯度萃取法 C超临界萃取法 D盐析法 E煎煮法
14. 检查中药是否会含羟基蒽醌类成分,常用
A.无色亚甲蓝  B.5%盐酸水溶液 C.5%NaOH水溶液 D.甲醛  E.水
15. 游离醌类不易溶于下列哪种溶剂
A乙醇  B乙醚  C氯仿  D丙酮  E水
16. 羟基位置不同的蒽醌类化合物常用哪种试剂区别
A.5%盐酸水溶液  B.5% NaOH水溶液 C. 0.5%醋酸镁醇溶液 D. 5%NaHCO3
E. 5%Na2CO3
17. 以色谱法分离游离蒽醌衍生物, 一般不用哪种吸附剂
A. 硅胶  B. 磷酸氢钙  C. 聚酰胺  D. 氧化铝  E. Sephadex LH—20
18. 下列哪种天然药物主要有效成分为醌类化合物
A. 人参  B. 甘草  C. 大黄  D. 灵芝  E. 银杏
19. 下列化合物多显酸性的是
A. 糖苷B. 生物碱 C. 萜类 D.蒽醌  E. 强心苷
20.以色谱法分离游离蒽醌衍生物, 不用哪种吸附剂
A. 硅胶 B. 离子交换树脂 C. 聚酰胺 D. 氧化铝   E. Sephadex  LH—20
二  B型题(配伍题)
[21—25]
A.大黄酚  B.大黄素  C.大黄素甲醚  D.芦荟大黄素  E.大黄酸
21. 酸性最强的是  
22. 用pH梯度萃取法分离,5%NaHCO3萃取层可分离得到的是
23. 在硅胶薄层色谱中以氯仿为展开剂,Rf值最大的是
24. 在硅胶柱色谱中,以氯仿、甲醇混合溶剂洗脱,最后出柱的是
25. 酸性最弱的是
[26—30]
A 紫草素 B 丹参醌Ⅰ C 大黄素  D 番泻苷A   E 大黄素蒽酮
26. 具有止血、抗炎、抗菌、抗瘤等作用的是
27. 遇碱液显色的是
28. 具有抗菌及扩张冠状动脉作用的是
29. 具有致泻作用的是
30. 不稳定的化合物是
三x题型(多项选择题)
31.Feigl 反应呈阳性的是 
A. 紫草        B. 大黄素     C. 茜草素       D.丹参    E. 番泻苷A
32.可用于提取分离游离的羟基蒽醌的方法是
A. Al2O3   B. pH梯度萃取法 C. 水蒸气蒸馏法 D. 硅胶柱  E. 碱提酸沉法
33. 醌类具有哪些理化性质
A. 多为有色晶体, 颜色由黄, 棕, 红, 橙至紫红色 B. 游离醌多易溶于有机溶剂, 几乎不溶于水 C. 多表现一定酸性 D. 多用水蒸气蒸馏法提取E. 可通过菲格尔反应鉴别
34. 下列哪些成分常存在于新鲜植物中
A. 蒽醌  B. 萘醌  C. 菲醌  D. 蒽酮  E. 蒽酚
35. 羟基蒽醌类成分可发生下列哪些反应
A.无色亚甲蓝 B.菲格尔反应C.Bortrager 反应 D.Legal反应 E.活性次甲基试剂


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