16版 初级药师基础知识 5

天然药物化学

第一节总论

课程主要内容：

主要考试内容：

1.天然药物化学基本概念、研究内容及研究方法。

2.各类化合物的结构特征与分类。

3.典型化合物与生物活性。

4.各类化合物的理化性质及检识方法。

5.各类化合物的提取与分离方法。

一、绪论

1.天然药物化学的基本含义及研究内容

基本含义：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的一门学科。

研究内容：包括各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或有效成分）的结构特点、理化性质、提取分离方法及主要类型化学成分的结构鉴定知识等。

有效成分：具有生理活性、能够防病治病的单体物质。

有效部位：具有生理活性的多种成分的组合物。

2.天然药物来源

包括植物、动物、矿物和微生物，并以植物为主，种类繁多。

3.天然药物化学在药学事业中的地位

（1）提供化学药物的先导化合物；

（2）探讨中药治病的物质基础；

（3）为中药炮制的现代科学研究奠定基础；

（4）为中药、中药制剂的质量控制提供依据；

（5）开辟药源、创制新药。

二、中草药有效成分的提取方法

1.溶剂提取法

依据天然产物中各种成分的溶解性能，选用对需要的成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂，将所需要的成分从药材组织内溶解出来的一种方法。

补充：溶剂提取法的原理

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。

（1）常见溶剂类型

溶剂按极性可分为三类，即亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。

1）常用于中药成分提取的溶剂按极性由小到大的顺序如下：

石油醚＜苯＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水

溶剂类型特点适用类型

水最安全的溶剂氨基酸、蛋白质、糖类、生物碱盐、有机酸盐、无机盐等

亲水性有机溶剂能与水以任意比例混溶而不分

层

乙醇毒性小，溶解范围广，最

为常用

苷类、生物碱、鞣质及极性大的苷元等大极性的成分

亲脂性有机溶剂苯的毒性较大，很少使用

石油醚常用于脱脂

正丁醇用于萃取极性较大的苷

类

游离生物碱、有机酸、蒽醌、黄酮、香豆素、强心苷等中等极性和

小极性的化合物

1）浸渍法

定义：在常温或低热（溶剂不沸腾）条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。

优点：适用于遇热不稳定的成分。

缺点：①出膏率低；

②以水为溶剂时，提取液易发霉变质，需加入适量防腐剂。

2）渗漉法

定义：将药材装入渗滤筒中，不断向其上端添加新鲜的浸出溶剂，使溶剂渗过药材，从渗滤筒下端出口流出浸出液的方法。

优点：适用于遇热不稳定的成分。

缺点：①溶剂消耗量大；

②耗时长，操作麻烦。

3）煎煮法

定义：在药材中加入水后加热沸腾、使有效成分溶于水而提取出来的方法。

优点：简便。

缺点：含挥发性成分或遇热易分解的成分不宜用此法。

4）回流法与 5）连续回流法

定义：用沸点较低的有机溶剂（如乙醇）加热回流或连续回流提取药材成分的方法.（后者实验室常用索氏（沙氏）提取器来完成本法操作）

优点：效率较高。

缺点：①对热不稳定成分不宜使用；

②溶剂消耗量大、操作麻烦、耗时长

6）超临界流体萃取技术

物质在临界温度和临界压力以上状态时常为单一相态，此单一相态称为超临界流体。

定义：在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，通过控制不同的温度、压力以及不同种类及含量的夹带剂，使超临界流体有选择性地将极性大小、沸点高低和分子量大小不同的成分依次萃取出来，这种萃取方法称为超临界流体萃取法。

（采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。）

常用的超临界流体物质：二氧化碳（CO2）

常用的夹带剂：乙醇

优点：①提取物中不残留溶剂

②适于对热不稳定成分的提取

7）超声提取法

定义：采用超声波辅助溶剂提取的方法。

超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。

提取原理：超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用，能破坏药材的细胞，使提取溶剂渗透到药材的细胞中，从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分的提取率。

特点：①不会改变有效成分的化学结构；

②可缩短提取时间，提高提取效率。

8）微波提取法

定义：把微波作为一种与物质相互作用的能源来使用的提取方法。

提取原理：药材中极性物质如水可吸收微波，使介质内部温度迅速上升，造成内部压力过大，导致成分流出溶解于溶剂中；另一方面，微波产生的电磁场可使部分成分向萃取溶剂界面扩散，加速其热运动，既提高了提取率，又降低了提取温度，对不耐热物质实用性好。

2.水蒸气蒸馏法

用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分的提取。

主要用于挥发油的提取。

3.升华法

用于中药中一些具有升华性成分的提取，这些物质受热时不经过熔融直接转化为蒸气，遇冷后又凝结成固体。

如茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑。

练习题

A1型题

对含有对热不稳定的有效成分常选用的提取方法是

A.浸渍法

B.水蒸气蒸馏法

C.煎煮法

D.回流提取法

E.升华法

【正确答案】A

A1型题

最常用的超临界流体是

A.水

B.甲醇

C.二氧化碳

D.三氧化二铝

E.二氧化硅

【正确答案】C

三、中草药有效成分的分离与精制

1.溶剂萃取法

原理：利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离目的的方法。

分配系数差异越大，则分离效果越好。

如：正丁醇-水萃取法使皂苷（如人参皂苷）

2.沉淀法

原理：根据物质溶解度差异进行分离的方法。

（1）溶剂沉淀法

利用溶液中加入另一种溶剂使极性改变，某些成分溶解度也随之改变而析出沉淀。

①水/醇法：药材水提取浓缩液加入数倍量乙醇，多糖、蛋白质等水溶性大分子被沉淀；

②醇/水法：药材醇提取浓缩液加入数倍量水，静置，沉淀除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质；

③醇/醚（丙酮）法：药材醇提取浓缩液加入数倍量醚（或丙酮），可使皂苷析出，脂溶性杂质等留在母液中。

（2）酸碱沉淀法

某些酸、碱或两性化合物可采用加入酸或碱调节溶液的pH，分子的状态（游离型或解离型）发生变化，而使其溶解度改变。

游离型极性小（亲脂性有机溶剂），解离型极性大（水，亲水性有机溶剂）。

如提取黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分，可采用碱提取酸沉淀法。

如一些生物碱的提取可以采用酸提取碱沉淀法。

（3）盐析法

原理：酸性或碱性化合物还可加入某种试剂使之生成在水中不溶的盐类而沉淀析出，与其他水溶性较大的杂质分离。如酸性化合物可使之生成铅盐等。