2020年第二章中药化学成分的一般研究方法(总论)参照模板

优点：应用范围广，易过滤，不霉变，易浓缩回收。
缺点：价高、不安全，需回流设备。
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• （3）亲脂性的有机溶剂：这些溶剂的选择性能强，用于亲脂 性成分的提取，如游离生物碱、苷元、挥发油等。
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优点：提取专属性强，易回收浓缩。
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缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。
• （四）提取方法：
• 提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。
第二章 中药化学成 分的一般研究方法
（总论）
•
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第一节 中药化学成分及生物合成简介
• 一、 中药化学成分类型简介
• 本小节主要介绍各类成分的基本概念，了解中药中一般都有 那些类型的化学成分。重点掌握各类成分的一般溶解性，为理解
提取、分离一般方法打基础。各类成分的详细内容在各论中具体 学习。
各类成分的性质在概念中只介绍极性，溶解性在后面以列表形 式介绍。
物碱。
• (五)复合途径
• 许多二级代谢产物由上述生物合成的复合途径生成。即分子 中各个部分由不同的生物合成途径产生。如查耳酮类、二氢黄 酮类化合物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生 成，再在各种酶作用下生成黄酮。一些萜类生物碱分别来自甲 戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸-丙二酸途径。
•
• 1 酚和醌类 这类物质的生物合成过程中只发生缩合反应。乙 酰辅酶A直线聚合后再进行环合生成各种酚类化合物。
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CH3-CO-S-CoA + 3 COOH
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CH2-CO-S-CoA
•
乙酰辅酶A
丙二酸单酰辅酶A
•
CH3-CO-CH2-CO-CH2-CO-CH2-CO-------Enz
• 上述多酮环合则生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。
(2) 取代基极性大小：在化合物母核相同或相近情况下，化合 物极性大小主要取决于取代基极性大小。
常见基团极性大小顺序如下；酸＞酚＞醇＞胺＞醛＞酮＞酯 ＞醚＞烯＞烷。
举例：判断下列各组化合物极性大小。
A
B
C
•
OMe MeO
CH CH CH3 OH NHCH3
H3C N H
OMe MeO
N CH3 H
麻黄碱
O
OH
蝙蝠葛碱
中药化学成分不但数量繁多，而且结构千差万别。所以
极性问题很复杂。但依据以上两点，一般可以判定。需要
大家判断的大多数是母核相同或相近的化合物，此时主要 依据取代基极性大小。
2 常见中药化学成分类型的极性：
极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、 鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。
8 鞣质：又称单宁或鞣酸，为一类分子较大、结构复杂的多 元酚类化合物的总称。可与蛋白质结合成难溶于水的鞣酸蛋白。 为亲水性物质。
9 植物色素：为植物中具有颜色的成分的总称。依溶解性又分 为水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有颜色的苷、花青素， 后者主要包括叶绿素、胡罗卜素等
10 油脂和蜡：油脂为一分子甘油和三分子脂肪酸脱水结合形 成的酯。主要在种子中。常温下为液体。蜡为高级不饱和脂肪酸 和一元醇生成的酯。主要在植物茎、叶的表面。常温下为固体。 均为亲脂性成分
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四 超临界提取法。（SFE）
•
1 特点：与经典溶剂提取法比较，不用有机溶剂，而是选
用一种称为超临界流体（SF）的物质替代有机溶剂提取。
•
2 优点：1）可在低温下提取，“热敏性”成分尤其适用。
2）无溶剂残留，对作为制剂的中药提取物的提取是一大优势。
3） 提取与蒸馏合为一体，无需回收溶剂。4） 具选择性分离。
• 水蒸气蒸馏提取的装置有两种，一是水蒸气蒸馏装置，二是 共水蒸馏装置。
• 三 升华法：中药中的某些固体成分在受热低于其熔点的温 度下，不经液态直接成为气态，经冷却后又成为固态，从而 与中药组织分离这种性质称为升华，这种提取方法称为升华 法。中药成分有少量具有升华性，如游离羟基蒽醌类成分， 一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。
极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、 大分子有机酸、亲脂性色素。
以上不是绝对的，具体成分要具体分析。比如，有的苷 类化合物极性很小，有的苷元极• 性很大。
（三） 提取溶剂及溶剂的选择：
1. 常用提取溶剂的分类与极性： 1）分类：通常分三类：水类；亲水性有机溶剂；亲脂性有 机溶剂。
2）极性大小：水(H2O)＞甲醇(MeOH)＞乙醇(EtOH)＞丙酮 （Me2CO）＞正丁醇(n-BuOH)＞乙酸乙酯(EtOAc)＞乙醚 (Et2O)＞氯仿(CHCl3 ) ＞苯（C6H6)＞四氯化碳(CCl4)＞正己烷 ≈石油醚(Pet.et)。
+
－
•
（亲脂性）
－
+
+
• 油脂、蜡
－
+
+
• ±：单糖：无水醇难溶；多糖；对醇60%以上难溶。蛋白质、酶；对水热水 沉淀；对醇60%以上沉淀。
•
• 二 中药化学成分的主要生物合成途径
• （一） 乙酸-丙二酸（AA-MA）途径
• 以乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A起延伸碳链的作用。 通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。
•
•
第二节 中药有效成分的提取方法
本节介绍中药化学成分的提取方法，主要介绍溶剂提取法。
重点：溶剂提取法的原理，化学成分的极性、常用溶剂、极 性大小顺序及提取溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。
常用三种方法，溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。另外 新方法还有超临界提取法。
提取的概念：指用选择的溶剂或适当的方法，将所要的成分 溶解出来并同中药组织脱离的过程。
• 以香豆素生合成简图示意本途径如下：
COOH
COOH
H
NH2
•
HO
OH
OH
•
莽草酸
苯丙氨酸
• (四) 氨基酸途径
COOH
桂皮酸
OO
香豆素
• 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸，如鸟氨酸、 赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等，经脱羧成为胺类, 再经 过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、重排等) 生成各种生
水类还包括酸水、碱水；
亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；
亲脂性有机溶剂为正丁醇后所有的。这三类溶剂间互溶情况： 水和亲水性有机溶剂可互溶，水和亲脂性有机溶剂间不互溶， 有机溶剂间除甲醇和石油醚不互溶外，其它均互溶。
3）溶剂极性大小的实质：介电常数不同，介电常数大的溶 剂极性大，介电常数小的溶剂极性小。如，己烷为1.9，氯仿 为5.2，水为80。
液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分。但缺点为溶液体积大， 时间长。
• 3 煎煮法：为中药水提取最常用的方法。将中药粗粉用水加
热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎煮法必须以水为溶剂。
此法提取效率高，但遇热破坏成分要注意。且含多糖多的成分过
滤困难。
•
•
4 回流法：用于以有机溶剂加热提取成分。优点为提取效
• (三)莽草酸途径
• 具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。 如由此途径生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂 皮酸，再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1结构 的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等。
• 此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸 生成各种Fra Baidu bibliotek丙素类化合物。现也• 被称为桂皮酸途径 。
• 1 浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温下浸 泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或含多糖较多
的中药的提取。缺点为浸出效果较差，水提取液易发霉，提取液 体积大，浸出时间长。
• 2 渗泸法：将中药粗粉装于渗泸筒中，不断添加溶剂渗过药 粉，从渗泸筒下端不断流出渗泸液。各类溶剂均可。此法由于溶
缺点：用水提取易酶解苷类成分，且易霉坏变质。某些含 果胶、粘液质类成分的中草药，其水提取液常常很难过滤。沸水 提取时，中草药中的淀粉可被糊化，而增加过滤的困难。故含淀 粉量多的中草药，不宜磨成细粉后加水煎煮。
（2）亲水性的有机溶剂：以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比 较好。亲水性的成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖 等外，大多能在乙醇中溶解。
• 一 溶剂提取法
• （一） 提取原理：根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相 溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解 度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成 分从药材中溶解出来的方法。
•
（二）化学成分的极性：被提取成分的极性是选择提取溶剂 最重要的依据。
1 影响化合物极性的因素： (1) 化合物分子母核大小（碳数多少）：分子大、碳数多，极 性小；分子小、碳数少，极性大。
•
• 成分类型
水 醇类 亲脂性有机溶剂
• 游离生物碱
－
+
+
• 生物碱盐
+
+
－
• 苷类
+
+
－
• 苷元
－
+
+
• 挥发油
－
+
+
• 糖类（单糖低聚糖） +
±
－
•
（多糖）
＋
±
－
• 有机酸（大分子） －
+
+
•
（小分子） +
+
－
• 树脂
－
+
+
• 氨基酸
+
+
－
• 蛋白质、酶
±±
－
• 鞣质
+
+
－
• 色素（亲水性）
+
率高，但受热易破坏成分不宜用此法。缺点为溶剂消耗量大，
需回流设备，需几次提取方可提取完全。
•
5 连续回流法：以索氏提取器（亦称脂肪抽出器）回流提
取。克服了回流法溶剂需要量大、需几次提取的缺点。缺点为
提取时间长，受热破坏成分不能用此法。
• （五）影响提取效率的因素：
• 1 药材粉碎度：药粉越细、表面积越大，提取效率越高。但 太细，药粉对成分的吸附也越强。因此水提取宜用粗粉；用有 机溶剂可细些,以20目为好。
6 树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化 而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。树脂具亲脂性。按结 构又分为树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇 （分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物） 类。
7 氨基酸、蛋白质和酶：
（1） 氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。构成蛋白质的多为α氨基酸。为亲水性。在等电点时，溶解度最小。
•
2. 提取溶剂的选择：
1）提取溶剂的选择原则：（1）要对所提取成分溶解度大； 对杂质溶解度小。（2）要与所提取成分不起意外的化学变化。 （3）要廉价、易得、安全。其中（1）是最主要的。
2）提取溶剂的选择：
（1）水：为极性最大的溶剂，也最常用。可溶解苷类、生物 碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、有机酸盐、 亲水性色素、无机盐。其中蛋白质不溶于热水。
以上三类为主要的有效成分类• 型。
4 糖类：为中药中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、 多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由2~9个单糖脱水缩合而 成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高 聚物。
5 有机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物 中多以金属离子或生物碱盐的形式存在。按分子大小又分为小分 子有机酸和大分子有机酸。前者极性大，具亲水性；后者极性小， 具亲脂性。
•
（2） 蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种α-氨基酸通过肽键首 尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。但二者分子量不同，一 般将分子量在5×103以下称为多肽，而介于5×103~1×107之间称 为蛋白质。蛋白质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙 醇及其它有机溶剂中变性沉淀。
（3） 酶：是有机体内具有催化作用的蛋白质，其催化作用具 有专属性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性质和蛋白质 相同。
1 生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化
合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性； 生物碱盐具亲水性。
2 苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非 糖部分叫苷元。苷具亲水性，苷元具亲脂性。
3 挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状
液体的总称。具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。挥 发油具亲脂性。
• 2 提取温度：一般热提效率高，但要考虑有些成分温度高易 破坏，应选择适宜温度。
• 3 提取时间：一般提取时间长提出量大。但被提成分在细胞 内外溶解一旦平衡，时间长即无意义。一般热水提以1/2~1hr 为宜，乙醇提1hr为宜。
•
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• 二 水蒸气蒸馏法：适于具有挥发性、可随水蒸气蒸馏不被 破坏，与水不反应、且与水分层的成分的提取。中药中主要 用于挥发油、某些挥发性生物碱、少数挥发性蒽醌苷元、香 豆素苷元的提取。
• （二） 甲戊二羟酸（MVA）途径
• 起始物质为MVA，在ATP作用下，按如下路线合成：
•
•
甲戊二羟酸（ MVA） HOOC HO
O
OH
2ATP
O P2O5H2
• 焦磷酸二甲烯丙酯
ADP ATP
2ADP HO
O P2O5H2
焦磷酸异戊烯酯
HOOC
O
CO2
P2O5H2
甲戊二羟酸5－焦磷酸
• 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。