天然产物提取分离与结构鉴定
天然产物的分离和结构表征
天然产物的分离和结构表征天然产物是指来源于植物、动物或微生物等自然界中的有机化合物，是一种丰富的有机化合物资源。
其作用广泛，从药用到工业应用，都有重要的地位。
然而，从混合物中获取有用成分并进一步进行结构表征是天然产物研究不可避免的过程。
本文将就天然产物的分离和结构表征进行讨论。
一、天然产物的分离天然产物存在于多种混合物中，因此分离是首要的任务。
传统的分离方法包括萃取、蒸馏和结晶等，但这些方法往往效率不高且操作繁琐。
而现代化学技术的应用使得天然产物的分离变得更加简单，效率也更高。
下面介绍几种常用的天然产物分离方法：1. 液-液萃取法液-液萃取法是一种在两种不同相的液体之间萃取天然产物的方法，通常使用有机溶剂和水溶液进行。
有机溶剂在水中易沉淀，从而实现分离。
此法操作简单，但当液体相间的差别不大时，此法不太适用。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是利用活性炭对一些天然产物吸附性较好的性质进行分离。
此法对硅氧烷类、鞣质类、黄酮类、核苷类等成分具有良好的选择性吸附作用，分离效果较好。
3. 薄层色谱法薄层色谱法通常是将样品涂布在硅胶薄层上，经过溶剂柱层析，溶剂从样品中流过，将物质分离成不同的色带。
此法操作简单，效率较高。
但对于具有相似极性的化合物，此法效果不佳。
以上三种方法都可以用于天然产物的分离，不同的方法适用于不同的混合物。
分离后的单一化合物中也可能存在多种异构体或同分异构体，因此需要进一步进行结构表征。
二、天然产物的结构表征天然产物的结构多种多样，因此需要寻找合适的方法进行结构表征。
本章将介绍常用的几种方法。
1. 紫外吸收光谱紫外吸收光谱是一种通过吸收紫外光的分子能级实现分子结构表征的方法。
不同化合物的吸收峰位置和强度不同，因此可以通过紫外吸收光谱进行鉴定。
此法操作简单，但对于不含吸收基团的化合物就不适用。
2. 红外光谱红外光谱法是将光能引入样品，测量样品对光谱的吸收和反射来进行分析化学的一种方法。
各种化学键的振动使得基团结构具有独特的吸收峰。
分析天然产物的分离与鉴定方法
分析天然产物的分离与鉴定方法天然产物是指从动植物中提取的具有药用、保健或化妆品等用途的化合物。
由于天然产物的复杂性和多样性，分离和鉴定方法对于研究和应用具有重要意义。
本文将从分离和鉴定两个方面进行探讨。
一、分离方法1. 薄层色谱法（TLC）TLC是一种简单、快速且经济的分离方法，常用于初步筛选和纯化天然产物。
通过将待测样品溶解在合适的溶剂中，然后在薄层硅胶或薄层聚脂酰胺基质上涂布样品，再将其置于合适的溶剂系统中进行展开。
展开过程中，不同组分会在硅胶上以不同速度移动，从而实现分离。
之后，可以使用紫外灯或化学试剂对分离的斑点进行检测和定性分析。
2. 柱层析法柱层析法是一种常用的分离方法，根据化合物在固定相和流动相之间的相互作用力差异实现分离。
常见的柱层析方法包括正相层析和反相层析。
正相层析使用极性较大的固定相，适用于分离极性化合物；反相层析则使用非极性固定相，适用于分离非极性化合物。
柱层析法可以通过调整流动相的组成、流速和温度等参数来实现分离和纯化。
3. 液液萃取法液液萃取法是一种将目标化合物从混合物中转移到溶剂中的方法。
通常使用有机溶剂作为萃取剂，将其与待测样品混合，通过摇床或离心机等设备进行充分混合，然后分离出有机相。
有机相中含有目标化合物，可以通过蒸发或浓缩等方法进行纯化。
二、鉴定方法1. 紫外-可见光谱法（UV-Vis）紫外-可见光谱法是一种常用的分析方法，可用于确定天然产物的吸收峰和吸收强度，从而推测其结构和功能。
通过将样品溶解在适当的溶剂中，然后使用紫外-可见光谱仪测量样品在一定波长范围内的吸收情况。
根据吸收峰的位置和形状，可以初步判断天然产物的结构特征。
2. 质谱法（MS）质谱法是一种高灵敏度的分析方法，可用于确定天然产物的分子量和分子结构。
通过将样品转化为气态或溶液态，然后使用质谱仪对样品进行离子化和分析。
质谱仪可以根据离子的质荷比和相对丰度，推测化合物的分子式和结构。
3. 核磁共振波谱法（NMR）核磁共振波谱法是一种常用的分析方法，可用于确定天然产物的结构和功能。
天然产物的提取分离和结构鉴定
操作方法：用易挥发的有机 溶剂加热回流提取。
特点：溶剂消耗较少，浸出效 率较高。但受热易破坏的成分 不宜用此法，且溶剂消耗量仍 大，操作较麻烦。
连续回流提取法：
操作方法
为了弥补回流提取法 中需要溶剂量较大、操作 较麻烦的不足，可采用连 续回流提取法。实验室常 用脂肪提取器或称索氏提 取器。
特点
特点：节约溶剂，提取 率高；但提取液受热时 间长，受热易分解的成 分不宜用此法
末装在渗漉器中，不断 添加新溶剂，使其渗透 过药材，自上而下从渗 漉器下部流出浸出液的 一种浸出方法。
渗漉
原理
当溶剂渗进原料 溶出成分比重加大而 向下移动时，上层的 溶液或稀浸出液便置 换其位置，造成良好 的浓度差，使扩散能 较好地进行。
特点
特点：浸出效率较高， 浸出液较澄清。
溶剂消耗量大、费 时长。
❖ 大蒜素、丹皮酚、麻黄碱
适用范围
具有挥发性，能随 水蒸气蒸出而不被破坏 与水不发生反应；难容 或不溶于水
装置图
3 分馏法
❖ 利用沸点不同进行分馏，再精制纯化 ❖ 如：在分离毒芹总碱中的毒芹碱和羟基毒芹
碱时，利用沸点不同进行常压或减压分馏
❖ 吸附目的：
4 吸附法
❖ 1.吸附除去杂质，常指鞣质色素
力之上的条件下，从液体或固体物料中萃取出待分 离的组分的一种方法。 超临界流体：
由于接近液体的密度使之具有较高溶解度,由于接 近气体的粘度, 使之具有良好的流动性能,扩散系数 介于气液之间,使之对待萃取的物料组织有良好的渗 透性,这些特征大大提高了溶质进入超临界流体的传 质速率。
液体
气体
超临界流体 优良性能的萃取剂
Chapter 2
天然产物的提取分离和结构 鉴定
天然产物分离纯化与结构鉴定
天然产物分离纯化与结构鉴定天然产物是指来源于动、植物等自然界的物质，具有复杂的结构和多样的生物活性。
在天然产物研究中，分离纯化和结构鉴定是至关重要的步骤。
本文将详细讨论天然产物分离纯化与结构鉴定的方法和技术。
天然产物分离纯化是指从复杂的混合物中分离出目标化合物的过程。
由于天然产物的复杂性和多成分性，分离纯化是一个繁琐且具有挑战性的过程。
在进行分离纯化之前，首先需要对天然产物样品进行初步提取，通常使用有机溶剂如乙酸乙酯、甲醇等进行提取。
接下来，通过一系列的分离技术，如柱色谱、层析等，将混合物中的杂质逐步去除，最终获得纯净的目标化合物。
柱色谱是天然产物分离纯化中常用的方法之一。
它基于目标化合物在不同的固定相材料上的亲、疏水性的差异进行分离。
常见的柱色谱包括正相柱色谱、反相柱色谱和离子交换柱色谱等。
正相柱色谱适用于亲水性化合物的分离，而反相柱色谱适用于疏水性化合物的分离。
离子交换柱色谱则适用于带电离子的分离。
通过调整使用的溶剂体系和流动相条件，可以实现目标化合物的有效分离纯化。
除了柱色谱外，层析也是常用的分离纯化方法之一。
层析分离是基于目标化合物在静态相和动态相之间的分配行为进行的。
其中，薄层层析和凝胶层析是比较常见的方法。
薄层层析使用薄层硅胶或薄层氧化铝作为固定相，通过与流动相的相互作用，实现目标化合物的有效分离。
凝胶层析则使用凝胶材料，如聚丙烯酰胺凝胶，通过分子尺寸和空隙的差异实现分离。
分离纯化得到的目标化合物需要进行结构鉴定。
在天然产物的结构鉴定中，核磁共振（NMR）技术是一种重要的手段。
核磁共振通过对原子核在磁场中的行为进行探测，提供了丰富的结构信息。
常用的核磁共振技术包括质子核磁共振（^1H-NMR）、碳核磁共振（^13C-NMR）等。
通过获取样品在核磁共振谱图中的峰位信息和耦合常数信息，可以确定化合物的结构。
除了核磁共振外，质谱技术也是天然产物结构鉴定的重要手段。
质谱技术可以提供化合物的分子质量和碎片信息，通过与数据库进行比对，可以确定化合物的结构。
天然产物的分离提取与结构鉴定研究
天然产物的分离提取与结构鉴定研究天然产物是指存在于自然界中，由生物合成的化合物，以其多样性、结构复杂性和生物活性而受到科学家们的广泛关注。
其中，植物和微生物（如细菌、真菌和海洋微生物）是人们最为关心的来源。
天然产物的分离提取与结构鉴定是研究天然产物的重要环节，既能揭示它们的化学特性和作用机理，也可以为新药物的研发和创制提供重要的依据。
天然产物的分离提取是将混合物中的单一成分分离出来，然后通过化学方法、生物方法或物理方法进行提取。
其中，化学方法包括色谱法、层析法、沉淀法等。
色谱法是最常用的一种方法，例如气相色谱法、液相色谱法等。
色谱法是将混合物利用不同化学特性进行分离的方法，其优点是分离效果好、准确度高、重现性好。
而生物方法包括发酵法、平板法、深层发酵法等。
发酵法是最常用的一种方法，利用微生物合成特定的天然产物，通过培养、提取和纯化等步骤得到纯品。
物理方法主要包括冷却结晶法、加热蒸馏法、萃取、吸附法和膜分离等，物理方法一般作为前期浓缩提取，得到化合物粗提物。
天然产物的结构鉴定是分离提取后的重要工作环节，分离提取得到的单一成分为化合物，需要对其进行化学、物理、光谱等方法进行分析，从而确定其化学结构。
其中光谱法是最常用的方法，包括紫外线吸收光谱法、红外线光谱法、核磁共振光谱法等。
其中，质谱分析结构鉴定是当前分子分析领域的主流技术，逐渐替代了传统的结构鉴定技术。
质谱分析技术广泛应用于生物医药、食品安全、环境监测等领域，具有分析速度快、准确度高、灵敏度高的特点。
天然产物的分离提取与结构鉴定的研究在我国已有多年的历史，目前已经取得了许多成果。
例如，提取自中药杜鹃花的槲皮素化合物可用于防止肝癌的发生，提取自天然植物中的植物固醇可以用于制备胆固醇降低的药物，大黄中的大黄素可用于改善心血管系统疾病等。
此外，我国科学家还发掘了许多新的天然产物，如安息香酚、吲哚生物碱等，这些化合物可用于疾病预防、治疗和治愈。
总之，天然产物的分离提取与结构鉴定是研究天然产物的重要环节，它为新药物的研发和创制提供了重要支持。
第2章 天然产物的提取分离和结构鉴定
2．1．1 天然产物化学成分的 预试验
一般应先进行预试验以初步了解所含成分情况，然 后再进行有计划有针对性的提取和分离。
天然产物成分预试验方法的基本原理是根据各成分
极性的不同，先系统地分成几个不同部分，然后利 用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱、薄板色谱， 定性判断各部分中可能含有的化合物类型。
2．1．3．1 溶剂法
(4)液—液分配萃取 利用混合物中的各成分在两种互不相溶的溶剂中， 由于分配系数不同而达到分离的目的。 若所需成分是脂溶性，可用有机溶剂如苯、氯仿或 乙醚与水进行液液萃取，可除去水溶性物质糖类、 无机盐等。若所需成分是亲水性物质，其水溶液用 弱亲脂性溶剂，如乙酸乙酯、丁醇、戊醇等萃取； 有时可在氯仿或二氯甲烷中加少量甲醇或乙醇进行 萃取。
(4)液—液分配萃取
2．1．3．1 溶剂法
(5)反应溶剂萃取
通常内酯类化合物不溶于水，其内酯环遇碱水解 成为羧酸盐而溶于水，再加酸酸化，可重新形成内 酯环，回复原物不溶于水，从而与其他杂质分开。 例：将蛔蒿粉末用石灰乳调匀，加热水提取，山道 年成为山道年酸钙被水提出，水提取液过滤浓缩后， 加酸酸化，山道年沉淀析出，滤集，用乙醇重结晶 可得纯晶；
2．1．1 天然产物化学成分的 预试验
根据相似相溶的原理，极性大的成分在极性溶剂中
溶解度大，极性小的成分则易溶于非极性溶剂；选 择适当的溶剂，极性由小到大，或由大到小，可顺 次将极性比较相近的成分分开。 常用溶剂的极性次序为(从小到大)： 石油醚<环己烷<苯<氯仿(二氯甲烷)一乙醚<乙酸乙酯 <正丁醇<丙醇、乙醇<甲醇<水<含盐水
2．1．3．4 吸附法
目的：一种是吸附除去杂质，这常指鞣质色素；一 种是吸附所需物质。 常用的吸附剂有氧化铝、氧化镁，酸性白土和活性 炭等。 例：毛茛苷
天然产物提取分离鉴定
6. 盐析法 盐析法通常是往植物水提取液中加入易溶性无机盐至一定浓度或达 到饱和状态，使某些成分在水中的溶解度降低，沉淀析出或被有机溶剂 提取出，常用的化合物如氯化钠，氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁等， 譬如，三颗针根粉用稀酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐 酸盐，又如滇三七粉先用戊醇提取得三七皂苷甲，残渣用乙醇提取，醇 提物加水溶解，滤去不溶物加硫酸镁饱和即析出三七皂苷乙。 7. 透析法 利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半 透膜的性质而达到分离的方法。常用于纯化皂苷、蛋白质、多肽和多糖 等化合物，用透析法可以除去其中无机盐、单糖、双糖等。反之也可将 大分子的杂质留在半透膜内，而小分子物质通过半透膜进入膜外溶液， 而加以分离精制，透析是否成功与膜孔的大小密切相关，根据欲分离成 分分子的大小选择适当规格的透析模. 8. 升华法 固体物质加热时，直接变成气态，遇冷凝结成原来的固体，此现象 称为升华，植物中凡具有升华性质的化合物，均可用此法进行纯化，例 如樟木中樟脑（camphor），茶叶中的咖啡碱 .
③ 展开 展开缸如需预先用展开剂饱和，可在缸中加入足够量的展开剂，并在壁 上贴二条与缸一样高、宽的滤纸条，一端浸入展开剂中，密封缸顶的盖，使系统 平衡将点好样品的薄层板放入展开缸的展开剂中，浸入展开剂的深度为距薄层板 底边0.5-1.0cm（切勿将样点浸入展开剂中），密封缸盖，待展开至规定距离（一 般为薄层板的4/5左右），取出薄层板，晾干。 ④ 显色和Rf值 显色剂是多种多样的，下面是实验室常用的几种。
天然产物的分离与精制
对于上述方法提取得到的有些是混合物。尚需进一步分离及精制。 1. 根据物质溶解度差别进行分离
天然产物的分离和结构鉴定
天然产物的分离和结构鉴定配合现代科技的不断发展，天然产物的分离和结构鉴定已经成为了化学和生命科学领域的重要研究内容。
天然产物是指在大自然条件下生长的植物、动物、微生物、矿物等自然物质所含的化学物质。
这些物质成分复杂、结构多样，具有很强的生物活性和药用活性。
天然产物的分离和鉴定对于药学、生物技术等领域的发展具有重要意义。
一、天然产物的分离天然产物的分离是指从天然物中分离出具有特定功能的单一物质，通常采用化学提取和分离技术。
化学提取与分离技术包括筛选、溶剂抽提、蒸馏、萃取、结晶、层析、电泳等。
1. 筛选法筛分是分离和分选颗粒材料、颗粒杂质等的一种基本方法。
将天然物中的颗粒材料通过筛子筛选分离。
2. 溶剂抽提法溶剂抽提法是最常用的天然产物分离方法之一，可以通过惰性溶剂将天然产物提取出来。
常用的溶剂有甲醇、乙醇、氯仿、丙酮等。
3. 蒸馏法蒸馏法是一种将液体混合物进行分离的方法，天然产物的蒸馏最主要的方式是蒸馏提取精油。
4. 萃取法萃取法是指将天然产物中目标化合物沉淀或浸取到有机溶剂或水中进行提取。
此外，超声波萃取等方法也被广泛应用。
5. 结晶法结晶法是利用物质在不同温度下的溶解度差异和结晶能力分离物质的方法。
常用的方法包括真空结晶、常压结晶和熔融结晶等。
6.层析法层析法是通过用固定相和流动相在一定条件下进行分层，将混合物中的目标化合物逐层逐步分离。
常用的层析法包括薄层层析、柱层析、气相色谱、液相色谱等。
7. 电泳法电泳法是通过在外电场的作用下，将分子有序地移动，实现分子分离的方法。
电泳法包括直流电泳、凝胶电泳、等电聚焦电泳等。
二、天然产物的结构鉴定天然产物的结构鉴定是指揭示物质结构的化学和物理方法。
结构鉴定包括化学分析、谱学分析和物理化学性质分析等。
1. 化学分析化学分析是通过一系列化学反应来鉴定物质，根据不同化学反应的结果推断出分子的结构。
2. 谱学分析谱学分析是用特定的物理信号或波长来确定物质分子结构的方法，包括红外光谱、质谱、核磁共振等。
生物天然产物的分离提取与结构鉴定
生物天然产物的分离提取与结构鉴定随着近年来生物技术的不断发展，生物天然产物在各种领域中已经得到了广泛的应用。
例如，在药物研发、食品、化妆品、农业和环境保护等领域中，生物天然产物都有着重要的作用。
因此，在生物产业中分离提取和结构鉴定技术变得尤为重要。
本文将介绍生物天然产物分离提取的方法以及结构鉴定的常见技术，希望对从事生物产业相关工作的人员有所启发。
一、生物天然产物的分离提取方法生物天然产物是指从动植物、微生物等天然资源中获得的物质，其具有较高的生物活性和药理活性。
因此，如何高效地从这些天然资源中提取出这些物质是十分必要的。
下面将介绍几种常见的生物天然产物分离提取方法：1. 溶剂萃取法溶剂萃取法是最常见的生物天然产物分离提取方法之一，也是最基础的方法。
它的原理是利用物质在不同溶剂中的不溶性差异性质，将其分离。
例如，将植物中的有效成分萃取出来。
不过，这种方法有一定缺点，会受到样品、溶剂、操作难度等因素的影响，可能造成提取效率较低的问题。
2. 分子筛法分子筛法又称吸附分离法，它是一种在分子水平上进行分离的技术，常用于分离具有极弱极性的天然产物，如萜烯、萜类物等。
分子筛法利用具有强吸附特性的分子筛，使其中具有相应性质的分子在分子筛上聚集。
这种方法具有分离度高、速度快的优点。
3. 离子交换法离子交换法是利用不同离子的相互作用，分离药物成分的一种方法。
该方法的原理是利用强酸、强碱树脂的酸度或碱度将分子分别聚集在树脂中，然后将吸附在树脂上的目标分子用适当溶剂洗脱下来，实现目标分子的分离纯化。
4. 液相色谱法液相色谱法是一种广泛用于生物天然产物分离纯化的分析方法，其原理是利用物质在不同液相之间快速分配差异来分离。
该方法的用途十分广泛，能分离直链类化合物、环烷类化合物等物质。
由于具有多种液相和固定相可供选择，因此液相色谱法是最常用的分离提取方法之一。
二、生物天然产物的结构鉴定方法一旦成功分离提取出生物天然产物，接下来就要进行结构鉴定。
天然产物的提取与结构鉴定
天然产物的提取与结构鉴定天然产物是指存在于自然界中的化学物质，可以通过提取和结构鉴定来研究其性质和应用。
提取天然产物是将其从植物、动物或微生物中分离出来，而结构鉴定则是确定其化学结构的过程。
本文将介绍天然产物的提取方法、结构鉴定技术以及其在药物研发和化妆品等领域的应用。
一、天然产物的提取方法天然产物的提取方法多种多样，常用的有溶剂提取、蒸馏提取、萃取和微生物发酵等。
其中，溶剂提取是最常见的方法之一。
它利用溶剂的性质将目标物溶解，然后通过挥发溶剂或蒸发溶剂将其分离。
另一种有效的提取方法是蒸馏提取。
在这种方法中，通过加热使天然产物挥发，然后将挥发物与冷凝的液体分离。
这种方法适用于挥发性较高的天然产物。
此外，还可以利用萃取技术提取天然产物。
该方法通过不同物质间的分配行为，将目标物萃取到某种溶剂中。
常见的萃取方法有液-液萃取和固-液萃取。
对于一些微生物产生的天然产物，可以借助微生物发酵的方法进行提取。
通过培养合适的微生物，并调节培养环境条件，使其产生目标物质。
然后，通过分离和纯化技术将目标物质从发酵液中提取出来。
二、天然产物的结构鉴定技术提取得到天然产物后，需要进行结构鉴定以了解其化学特性。
常用的结构鉴定技术包括质谱法、核磁共振法、红外光谱法和X射线衍射分析等。
质谱法是一种分析化学常用的技术，可以确定化合物的相对分子质量、分子结构以及化学组成等信息。
通过质谱仪产生的质谱图谱来分析天然产物的分子离子峰和碎片峰，从而推断其组成和结构。
核磁共振(NMR)法可以提供化合物分子结构的详细信息。
通过测定样品中的核磁共振信号，可以确定化学环境、原子数量、化学位移等数据，进而推测分子的结构。
红外光谱法则能够通过记录样品与红外辐射的相互作用来鉴定分子的官能团和官能团的变化。
这种方法可用于确定天然产物中存在的羟基、酮基、酸基等官能团。
X射线衍射分析是一种结构澄清的有效技术。
通过对天然产物样品进行X射线衍射实验，可以确定其晶体结构，揭示分子的排列方式和空间结构。
天然产物的分离和结构鉴定
天然产物的分离和结构鉴定随着人们对健康和自然食品的需求日益增加，对于天然产物的分离和结构鉴定的研究也变得越来越重要。
天然产物可以是来自于动物、植物或微生物的有机化合物, 这些有机化合物在药物发现和食品科学上有着非常重要的应用。
天然产物的分离和结构鉴定是天然产物化学的两个重要方向。
一、天然产物的分离天然产物的分离是指从天然产物混合物中分离出单一的化合物。
通常采用的方法是由萃取开始，然后通过采用色谱技术和试管中薄层层析来最终分离和纯化单一的天然物质。
1. 萃取萃取是从每种混合物中提取出所需的化合物的最常用方法。
萃取的基本原理就是用一种溶剂来分离混合物中两种不相溶的化合物。
通常选用的溶剂是水，甲醇，乙醇等极性溶剂和石油醚，硝基苯等非极性溶剂。
它们之间的选择要依据于被提取化合物的疏水程度。
2. 色谱技术色谱技术是天然产物化合物分离和纯化的重要手段之一，包括气相、液相、离子交换、和凝胶过滤等等。
色谱法被广泛应用于天然产物的分离和纯化，其中，逆相高效液相色谱法是最为常见的一种。
3. 薄层层析薄层层析是常见的天然产物分离方法之一。
其本质就是建立一个标准熟悉的系统，根据分子的极性和大小的差异，分离出单一化合物。
通过反复试验，可以优化实验体系，以达到最优的法向系数，减少某些化合物的运移，选择出更具代表性的成分进行结构鉴定。
二、天然产物的结构鉴定天然产物的结构鉴定是必不可少的，只有暴露一种新的天然化合物的结构，才能为药物发现、食品营养评定等领域提供更多的可能性。
1. 波谱技术波谱技术是化学分析的重要手段之一。
在有机结构鉴定中，核磁共振和红外光谱是最常用的技术。
这些技术是根据被分析化合物分子内部的基团振动特征而得出的。
2. 质谱技术质谱技术是用于确定天然产物化合物的分子质量和结构的重要技术。
该技术利用化合物的分子离子的结构信息，发射出特征的质谱峰，从而得到化合物的分子结构信息。
3. 稳定同位素示踪稳定同位素示踪是一种非常有价值的分析方法，可以识别和定量天然产物的化合物中所含的稳定同位素。
天然产物的提纯技术和结构鉴定
天然产物的提纯技术和结构鉴定天然产物是指来自自然界的、具有生物活性的化合物，广泛分布于动植物体内、微生物、海洋、矿物等自然资源中，对人类健康和医药做出了巨大贡献。
然而，在天然产物的应用过程中，存在着大量的复杂性和不确定性。
因此，天然产物的提纯技术和结构鉴定研究显得尤为重要。
一、天然产物的提纯技术天然产物的提纯技术是将混杂在复杂的物质体系中的目标化合物进行分离和纯化，从而得到单一的目标化合物的方法或工艺。
目前，天然产物的提纯技术主要包括分配萃取法、硅胶色谱法、逆流色谱法、高效液相色谱法、毛细管电泳及逆流溶剂萃取等。
其中，高效液相色谱法是当前应用最广泛的一种技术，具有分离效率高、分离速度快、分离准确度高等特点。
高效液相色谱法是在铆钴分析仪器仪表的支持下进行的。
这种技术的原理是将不同组分在固定相和流动相之间进行不同程度的分配，通过分子大小、形状、极性和疏水性等特点进行区分，从而实现对目标化合物的纯化和分离。
在高效液相色谱法中，流动相可以根据目标化合物的化学性质和特点进行调整，可以选择不同的固定相，使用不同的操作条件来达到目标化合物的纯化。
二、天然产物的结构鉴定天然产物的结构鉴定是指确定天然产物的化学组成和分子结构的过程，具有重要的指导意义和应用价值。
在结构鉴定中，主要涉及到的方法为光谱学、色谱法和质谱分析法等。
其中，光谱法分为核磁共振光谱、红外光谱、紫外光谱、荧光光谱和拉曼光谱等多种。
比如，核磁共振光谱法是一种基于核自旋磁矩的技术，一般应用于有机物和生物大分子的结构鉴定。
核磁共振光谱法具有所需样品少、非损伤性强等优点。
通过核磁共振光谱法可以确定天然产物的化学键信息，包括化学位移、偶合常数和化学位置等，从而推断出天然产物的化学结构。
在实际鉴定过程中，核磁共振光谱法也需要与其他光谱法相结合，在多方面、多角度地鉴定天然产物的化学组成和分子结构，从而确定其生物活性。
总之，天然产物的提纯技术和结构鉴定对于科学家和医学界来说都是至关重要的。
天然产物的提取分离和结构鉴定
（十）色谱分离
• 分离结构相似的天然药物化学成分，采用前九种方 法纯化分离，一般都难以得到较纯的单一化合物， 只能采用色谱法来进行分离
（九）结晶与重结晶
• 原理：一般情况下，一种固体成分达到一定纯 度，在某种条件下就会结晶析出，分离结晶与 母液，从而得以纯化分离。
• 适用范围：待分离成分能结晶且在结晶溶剂中 热时溶解度大，冷时溶解度小，杂质在结晶溶 剂中冷热均不溶或均溶解。
• 结晶的关键是？
结晶的关键是选择合适的溶剂
• 合适的溶剂指：
(2)溶剂选择与被提取成分对照表
选择的溶剂
被提取成分
石油醚 苯、乙醚、氯 仿、乙酸乙酯 正丁醇 乙醇、甲醇
水
脱脂（脂类、色素、萜类等）
甾类、萜和挥发油、生物碱、 各种苷元
苷
蛋白、多糖以外的各类成分
苷、生物碱盐、鞣质、氨基 酸、蛋白、糖
(3)溶剂选择的原则
① 目标成分易溶，杂质成分难溶； ② 惰性，不与目标成分反应，即使发生反应
示意图
常压升华
减压升华
4、提取液的浓缩方法
• （1）常压蒸馏
– 一般是浓缩低沸点有机溶剂时使用
• （2）减压蒸馏
– 浓缩较高沸点溶剂时可以使用
• （3）旋转蒸发
– 浓缩较高沸点溶剂如甲醇、乙醇、正丁醇、 水 等时使用。
• （4）薄膜蒸发
– 一般是浓缩较大量溶剂时使用此法，并可 用于 大生产。
• （5）喷雾干燥
渗漉装置
索氏提取装置
• ④连续回流提取法（索氏提取）
– 适用范围：以醇或其他有机溶剂为溶剂的体系.
• ⑤超声法
– 适用范围：适用于任何溶剂提取体系。
• ⑥微波辅助法
天然产物的提取和结构鉴定
通过化学反应对天然产物的官能团和结构 特征进行分析，确定其化学结构。
利用各种波谱技术，如红外光谱、核磁共 振谱等，对天然产物的分子结构和组成进 行分析。
X射线晶体学
计算机模拟法
通过X射线分析天然产物的晶体结构和分子 排列，确定其化学结构。
利用计算机模拟技术对天然产物的分子结 构和性质进行预测和模拟。
根据物质之间的相似相溶原理， 选择与目标成分极性相似的溶剂 进行提取，从而提高提取效率。
分子间作用力
利用物质分子之间的作用力，如 范德华力、氢键等，将目标成分 从原料中分离出来。
酸碱性质
利用目标成分的酸碱性质，选择 适当的酸碱溶液进行提取，使目 标成分溶解或释放。
提取过程
原料预处理
对原料进行破碎、粉碎、干燥等预处 理，以便于后续的提取操作。
天然产物的提取和 结构鉴定
目录
• 天然产物提取 • 天然产物结构鉴定 • 天然产物提取与结构鉴定的关系 • 天然产物提取与结构鉴定的应用 • 天然产物提取与结构鉴定的挑战与展望 • 相关文献与资料
01
CATALOGUE
天然产物提取
提取方法
溶剂提取法
利用不同溶剂将天然产物从原料中溶解 出来，常用的溶剂包括水、乙醇、甲醇
量子化学原理
利用量子化学方法对天然产物分子进行计算和模拟，预测其性质和结 构。
结构鉴定过程
样品制备
将天然产物样品进行适当处理，以便进行后 续分析。
波谱分析
利用各种波谱技术对天然产物进行分析，获 取分子结构和组成信息。
初步分析
通过物理和化学性质分析，初步判断天然产 物的类型和可能的结构。
结构解析
结合分析结果，对天然产物的化学结构进行 解析和确定。
天然产物的分离纯化和结构鉴定
天然产物的分离纯化和结构鉴定天然产物是指来自生物体内的化学物质，通常具有一系列的生物活性和药物作用。
天然产物的分离纯化和结构鉴定是合成药物和生物药物开发的重要环节，同时也是天然产物研究的基础。
一、天然产物的分离纯化天然产物通常以微量存在于生物体内，因此需要进行分离和纯化。
分离纯化的方法通常借助于化学性质和物理性质的差异，包括柱层析、高效液相色谱、凝胶过滤等传统方法，以及近年来发展起来的超高效液相色谱、离子交换层析等技术。
以柱层析为例，柱层析法是指通过在柱子内部填充不同填料或添加溶剂等措施，将混合物中不同化合物按照其化学性质分离纯化的一种方法。
该方法在天然产物研究中得到了广泛应用。
在柱层析过程中，通过调整某些条件，如pH值、溶剂组成等，可以有效分离不同成分。
柱层析法具有分离效果好、适用范围广、可重复性高等优点，但也存在一些不足，如分离过程比较费时，操作较为繁琐等。
二、天然产物的结构鉴定结构鉴定是天然产物研究的重要环节。
天然产物的结构鉴定通常通过质谱和核磁共振等技术实现。
其中，质谱技术是指利用质谱仪将天然产物进行离子化，再通过对产生的离子的质量/电荷比进行测量，从而对其分子结构进行分析的方法。
核磁共振技术利用核磁共振现象，通过对反应物的核磁共振信号进行测量，进而鉴定天然产物的分子结构。
以质谱技术为例，质谱技术在天然产物结构鉴定中得到了广泛应用。
质谱技术在分析样品的过程中，主要是将样品分析成电离产物，并将电子通过磁场或电场分离出来，最终生成质谱图。
根据质谱图的形状和峰的位置，可以推出化合物的分子式、分子量、稳定性等信息。
通过联合其他仪器，如核磁共振等技术，可以进一步获得天然产物的结构信息。
质谱技术具有样品消耗量少、分辨率高、分析结果准确等优点，然而分析结果受复杂杂质的影响较大，同时出现在天然产物分子之间的相似结构常常会导致分析结果的误判。
结构鉴定虽然在天然产物中十分常见，但该技术在应用中也存在一定的局限性，例如效果与纯度有关、贴合样品要求高等，因此在实际运用中，还需要掌握多种技术和方法，以取得更为精准的结果。
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定课件
➢ 因此大孔吸附树脂在干燥状态下其内部具有较
高的孔隙率，且孔径较大，在100～1000nm之间，
故称为大孔吸附树脂。
43
大孔吸附树脂优势
➢ 表面积较大，且交换速度较快 ➢ 机械强度高 ➢ 抗污染能力强，可重复使用 ➢ 理化性质稳定，热稳定好 ➢ 在水溶液和非水溶液中都能使用
44
(4) 根据物质的分子大小差别进行分离
5
石油醚－苯－氯仿－乙醚－乙酸乙酯－丙酮－乙醇－甲醇－水
----亲水性强的化合物在水中溶解度较大,亲脂性 强的化合物在油中的溶解度较大。这种亲水性或亲 脂性的强弱是和化合物的结构直接相关。简言之, 在多数情况下凡化合物与水的结构相似,就具有亲 水性,与油脂的结构相似,就具有亲脂性。这就是所 谓 “相似相溶”原则。
VaporLeabharlann Boiling flask containing high-density extracting solvent and extracted solute
28
Lower-density solvent extraction
Condensate
Extracting solvent
High-density solution being extracted
33
34
➢ 影响液滴逆流分配的主要因素有： ➢ 被分离成分在两相溶剂间的分配系数要大； ➢ 形成大小合适的移动相液滴，这与两相间的界面 张力、密度差、输液管口径和萃取管材料等有关， 可以采用数根萃取管预试液滴的形成情况而确定； ➢ 液滴间的间隔，与泵的送液速度有关，送液速度 过快，液滴间几无间隔变成线流通过固定相，通常 也可经过小样探索而定。
1. 天然产物化学成分的预试验 p11, 天然产物化学成分的预试验流程
天然产物的提取分离和结构鉴定
c.溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，一 旦加入极性较强的溶剂时，又可被 置换洗脱下来。
OH
A
ⅠCHCl3： MeOH(7:3) ⅡCHCl3： MeOH(3:7)
OH
B
HO
OH
2. 非极性吸附剂（活性炭）：
对非极性物质亲和能力强，溶剂极 性降低，则活性炭对溶质的吸附能 力也随之降低；反之，则提高。
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
2. 影响因素：
a.一般非极性化合物在水中易被非极 性树脂吸附，极性化合物在水中易 被极性树脂吸附。
b.物质在溶剂中的溶解度大，树脂对 此物质的吸附力就小，反之就大。
c. 分子量小、极性小的化合物与非极 性大孔吸附树脂吸附作用强；反之， 与极性大孔吸附作用强。能与大孔 吸附树脂形成氢键的化合物易吸附。
Kor/w=1/r(Rf/1-Rf)
当层析滤纸湿重（W湿）为干重（W 干）的1.5倍时，r=2
设A、B两种（或两组）物质的Rf值 分别为 Rfa 及 Rfb 。
β=Rfa(1-Rfb/1-Rfa) （ Rfa ＞ Rfb）
当β＞50时，简单萃取即可，β＜50 时，则需采用逆流分溶法。
主要分离方法
通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄 酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上 的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰 基形成氢键缔合而产生吸附。
H2C NH
OC CH2
H2C CH2
HN CO
H2C
CH2 OC
NH H2C
CH2 H2C
CO HN
CH2
固定相
O
O
HO
移动相
2. 吸附强弱规律（含水溶剂中）
a. 形成氢键的基团数目越多，则吸附 能力越强。
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• (2) 亲水性有机溶剂：以乙醇最常用。高浓度提 取亲脂性成分，低浓度提取亲水性成分。
• (3) 亲脂性有机溶剂：
• 具有较强的选择性，对挥发油、油脂、叶绿 素、树脂、内酯、某些生物碱及一些苷元均可 提取出来。
特点：浸出效率较高， 浸出液较澄清。
溶剂消耗量大、费时 长。
（3）煎煮法 以水为溶剂，对遇热易破坏和挥发性 成分有影响，对含多量淀粉、黏液质的原 料也不适用。
传统的中药煎制。
（4）回流提取法 使用有机溶剂。对遇热易破坏的成分有影响。
（5）连续回流提取法
循环使用挥发性的有机溶剂，在脂肪提取器中连 续提取的方法。 提取效率高，节省溶剂。但不适于热不稳定成分的提 取。
具体的回流时间是不一样的，有的 是按文献要求提取一定时间，有的是提 取至提取液无色，又比如用乙醚提取样 品中的脂肪时是以抽提管中流出的乙醚 挥发后不留下油迹为抽提终点。总之就 是要提取完全为止。
旋转蒸发
旋转蒸发
薄膜蒸发
6、影响溶剂提取法的因素
（1）生物材料的粉碎度
材料细，面积大，扩散快，效果好。 但是太细，吸附作用大，易糊化，扩散慢， 同时植物细胞也会遭受破坏，大量蛋白质、 淀粉被提出，产生沉淀或胶束状，影响提 取。
第二章
天然产物的提取 分离和结构鉴定
第一节 天然产物的提取
• 一、基本概念 • 1、提取：利用适当的溶剂或方法，将所
要成分尽可能从原料中完全提出的过程。 • 2、分离：将提取物中所含的各种成分一
一分开，并将得到的单体加以精制的过 程。
研究天然产物化学成分的基本步骤
总提取物
提取
原材料
初步分离
不同部位
也可采用混合溶剂，常用的有水和乙醇。不同 比例的溶剂可提出不同成分，如CHCl3-C2H5OH(95:5)
可提取出强心甙、有机酸、叶绿素等。
索式提取器的组成
连续回流 (索氏提取)
操作步骤：
①.把滤纸做成与提取器大小相应的滤纸筒，然后 把需要提取的样品放入滤纸筒内，装入提取器。 注意:
a.滤纸筒既要紧贴器壁，又要方便取放。（滤纸筒上可以 套一圈棉线，方便提取完成后取出滤纸筒。） b.被提取物高度不能超过虹吸管，否则被提取物不能被溶 剂充分浸泡，影响提取效果。被提取物亦不能漏出滤纸筒， 以免堵塞虹吸管。如果试样较轻，可以用脱脂棉压住试样。
3. 非极性溶剂
亲脂性有机溶剂，如乙醚、氯仿、乙酸乙酯、苯 、石油醚、环己烷等。适合提取：除蛋白质、粘液 质、果胶、淀粉与部分多糖外，大多可溶；部分脂 溶成分亦可溶。通过调节乙醇浓度、加酸、加碱可 改变分离效果。
常见溶剂极性的强弱顺序 ：
水>甲醇>乙醇>丙酮>乙酸乙酯> 乙醚>氯仿>苯>石油醚
• 4、溶剂的选择
精细பைடு நூலகம்离纯化
单体化合物
目的化合物
结构修饰 人工合成
二、提取方法
溶剂提取法 溶剂 水蒸气蒸馏法
水 亲水性有机溶剂 亲脂性有机溶剂
超临界流体萃取法（SFE） 升华法
压榨法
（一）溶剂提取法
溶剂提取法原理——“相似相溶” 溶剂的选择取决于被提取成分化学结构、 溶解性及溶剂的性质。 注意： 乙醇、甲醇虽然属于亲水性溶剂，可与水混溶， 但很多亲脂性成分可溶于乙醇、甲醇，所以乙醇或甲 醇提取液中既有水溶性成分，也有很多脂溶性成分。
②.在提取用的烧瓶中加入提取溶剂和沸石
（没有沸石可以用玻璃珠或碎瓷片，目的就 是防止暴沸）。
③.连接好烧瓶、提取器、回流冷凝管，接通冷
凝水,加热。沸腾后，溶剂的蒸气从烧瓶进到冷 凝管中，冷凝后的溶剂回流到滤纸筒中，浸取 样品。溶剂在提取器内到达一定的高度时，就 携带所提取的物质一同从侧面的虹吸管流入烧 瓶中。溶剂就这样在仪器内循环流动，把所要 提取的物质集中到下面的烧瓶内。
花、叶可适当粗些，皮、茎、根宜细 些。
（2）提取温度
一般使用常温，在不破坏有效成分的条 件下加热不要超过80˚C。
解吸：溶解阶段 细胞内容物与细胞组织之间有亲和 力，溶剂破除这种亲和力。
扩散：置换阶段 利用细胞内的渗透力产生的压差而抽
提出来，用溶剂占领内容物的位置而 将内容物置换出来。
• 2、选择溶剂的要点
* 对所要成分溶解度大 * 沸点适中容易回收 * 低毒安全 * 廉价
天然产物成分中，萜、甾等大环、稠环化 合物极性小，易溶于氯仿、乙醚等；糖、苷等 易溶于水、乙醇等极性溶剂中；酸碱性成分因 存在状态不同溶解性不同。
• 溶剂提取法
•
根据天然成分的溶解性不同，选用
对所需成分溶解度大而对其他成分溶解度
小的溶剂，将所需成分从生物材料中溶解
出来的一种提取方法。
1、溶剂提取法的原理
选择溶剂依据相似相溶原理。
溶剂提取是指溶剂进入生物体细胞， 溶解或分散其有用物质而变成浸出物的全 过程。
包括浸润、解吸和扩散三个阶段。
浸润：渗透阶段 溶剂通过细胞壁渗透到细胞中。
最常用的溶剂为乙醇。
3、常用溶剂的分类
1.强极性溶剂
水及酸水或碱水等，适合提取无机盐、可 溶性糖、多酚类、氨基酸、水溶性蛋白质、有 机酸盐、生物碱盐、苷类等。
2. 弱极性溶剂
亲水性有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮。 适合提取极性小的成分，但渗透性差，易燃、易 挥发，常有毒性；样品中水分多则提取效果差
加入溶剂浸泡
浸渍法
粉碎好的药材放入提取用的容中，加 入溶剂使没过药面，浸泡12小时。
滤出溶剂，加入新的溶剂继续提取
12小时后
（2）渗漉法
向原料粗粉中不断添 加溶剂，使其渗过原 料，从渗漉筒下端出 口流出浸出液的一种 浸出方法。
（2）渗漉
原理
特点
当溶剂渗进原料 溶出成分比重加大而 向下移动时，上层的 溶液或稀浸出液便置 换其位置，造成良好 的浓度差，使扩散能 较好地进行。
优缺点：沸点低，浓缩回收方便，但易燃、有 毒、价贵，穿透力差。
5、溶剂提取的方法
浸渍法（泡药酒） 渗漉法
溶剂提取的方法
煎煮法（煎中药） 回流提取法 连续回流提取法
适用范围
（1）浸渍
特点
适用于较易提取的 有效成分遇热易破坏以 及含多量淀粉、树胶、 果胶、粘液质的天然物 的提取。
特点：浸出率较差，特 别是用水为溶剂，其提 取液易于发霉变质，须 注意加入适当的防腐剂。