天然产物的提取分离和结构鉴定
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与结构鉴定
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。
•
微波加热机制：
加热机制
极性分子作用机制: 极性分子存在一定的偶极 矩，当它处于一定的静电场中时，偶极分子就有呈方 向性的趋势，即带正电的一端朝向负极，带负电的一 端朝向正极。当电磁场方向变化时，偶极子的取向也 随之改变，分子发生摆动。
当微波的频率较高时，如 2450MHz ，即1秒钟内 电场变化 2.45×109 次，极性分子也随之发生 2.45×109次的摆动。由于分子的热运动和相邻分子 间的相互作用，阻碍和干扰分子随电场的摆动，产生 类似摩擦的作用，使分子获得能量并以热的形式表现 出来。
液体
气体
超临界流体 优良性能的萃取剂
溶剂萃取和超临界萃取的对比
溶剂萃取
超留，纯净
存在重金属
无重金属
溶剂的溶解能力为定值
溶解能力随温度和压力变化
可能使用高温，热敏物质分解 通常在较低温度下，不分解
存在无机盐被萃取的问题
无无机盐残留
溶剂选择性差
选择性好
需额外的操作单元来脱除溶解 在线分离，有效物质收率高
提取效率高，节省溶剂。但不适于热不稳定成分的 提取。
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)
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。
天然产物的分离纯化与结构鉴定
天然产物的分离纯化与结构鉴定天然产物是指来源于动植物自然界的化学物质，其结构多样，活性强大，因此备受药物研究的青睐。
不同于合成化合物，天然产物不仅成分复杂，且存在于生物复杂的代谢环境中，因此在提纯、分离和结构鉴定上面临着诸多挑战。
本文将就天然产物的分离纯化与结构鉴定等方面中的技术难点，作一探讨与总结。
一、提纯与分离技术天然产物的提取和分离早期依赖于人工方法，如萃取、洗涤和析出等手段，但这种方法有很多不足之处，如选择性差、操作不方便、分离效率和质量不高等等。
随着科学技术的发展，人们逐渐发现了各种新的技术手段，如色谱法、电泳法、质谱法、光谱法、核磁共振等。
1. 色谱法色谱法是一种高效分离和提纯化合物的方法。
其原理是根据化合物在吸附剂上的不同亲和性分离大量混合的化合物M。
常用的承载柱有硅凝胶柱、反相柱、离子交换柱、凝胶层析柱等。
例如，在分离枳壳中的枳壳苷时，可以使用高效液相色谱法，其机理是利用分子结构的特异性，通过选定不同的柱包含不同的静电交换基团和分子大小。
通过控制移动相，即可实现对枳壳苷的高效分离。
2. 电泳法电泳法是一种分离化学品的非常有用的手段。
当各种化学品从一个涂层到另一个涂层时，会经历由电场引起的电迁移，其速度如下：V = μFV：迁移速度；μ：活动迁移度；F：电场强度。
依照化学品的电荷大小，电泳法可分为离子电泳和凝胶电泳。
离子电泳法用于分离电充分子，并且常用于核酸和蛋白质分析。
凝胶电泳法是一种凝胶阻滞技术，用于分离没有电荷或对电荷太大的大分子。
3. 质谱法质谱法是将物质分离后，将它们向质量谱仪中输送，再将化学分子分解成离子，然后用静电场分离并加速这些离子，最后通过检测器确定质子每摩尔质量的基础离子的离子数目或其他信息。
依据质谱仪所使用的分子离化方法或用于形成离子的电喷泵况，质谱法可分为化学离子化谱法、微波激励离子化谱法、直接组成分析谱法、等离子质谱法和时间飞行质谱法等。
4. 光谱法光谱法是一种基于分子结构的分析技术。
天然有机习题(09.9)
第l章绪论1. 什么是天然产物？什么是天然产物化学？2. 二次代谢产物的生物合成途径主要有哪些？3. 什么是“先导化合物”？举例说明“先导化合物”在药物研究开发中的重要作用。
第2章天然产物的提取分离和结构鉴定1. 选择题（1）两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的( )a、比重不同b、分配系数不同c、萃取常数不同d、介电常数不同（2）采用铅盐沉淀分离化学成分时常用的脱铅方法是( )a、硫化氢b、石灰水c、雷氏盐d、氯化钠（3）化合物进行反相分配柱色谱时的结果是( )a、极性大的先流出b、极性小的先流出c、熔点低的先流出d、熔点高的先流出（4）天然药物水提取液中，有效成分是多糖、欲除去无机盐，采用( )a、透析法b、盐析法c、蒸馏法d、过滤法（5）在硅胶柱色谱中（正相）下列哪一种溶剂的洗脱能力最强（）a、石油醚b、乙醚c、乙酸乙酯d、甲醇（6）测定一个化合物分子量最有效的实验仪器是（）a、元素分析仪b、核磁共振仪c、质谱仪d、红外光谱仪（7）在苯环分子中，两个相邻氢的偶合常数为（）a、2~3Hzb、0~1Hzc、7~9Hzd、10~16Hz（8）弱极性大孔吸附树脂适用于从下列何种溶液中分离低极性化合物（）a、水b、氯仿c、稀醇d、95%乙醇2. 填空题（1）吸附色谱法常选用的吸附剂有、、和等。
（2）聚酰胺吸附色谱法的原理为适用于分离、和等。
（3）凝胶色谱法是以为固定相，利用混合物中各成分的不同进行分离的方法。
其中分子量的成分易于进入凝胶颗粒的网孔，柱色谱分离时被洗脱；分子量的成分不易进入凝胶颗粒的网孔，而被洗脱。
（4）超临界流体提取法是一种较新的技术，作为超临界流体实际应用较多，适合于提取的成分。
3. 常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？4. 溶剂提取的方法有哪些？它们都适合哪些溶剂的提取？5. 两相溶剂萃取法是根据什么原理进行的？在实际工作中如何选择溶剂？6. 聚酰胺吸附力与哪些因素有关？7. 凝胶色谱的原理是什么？8. 对天然产物化学成分进行结构测定之前，如何检查其纯度？9. 用结晶法分离纯化天然产物化学成分时，在操作上有何主要要求？10. 某无色有机液体化合物，具有类似茉莉清甜的香气，在新鲜草莓中微量存在，在一些口香糖中也有使用。
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1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
天然产物的提取分离和结构鉴定 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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
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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。
天然产物化学成分提取分离方法
3、调节pH
调节溶液的pH值，改变分子的存在状态（游离型或 解离型），从而改变溶解度而实现分离。
4、盐析沉淀 通过加入某种沉淀试剂使之生成不溶于水的盐类沉
•3.混合溶剂提取——采用两种或两种以上混合溶 剂进行提取，有时会提高提取效率。
二、天然产物化学成分的传统提取方法
（一）溶剂提取法
•提取原理:根据天然产物化学成分与溶剂间“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，将所提成分从天然材料中溶解出来。
1.系统预试验——根据各成分极性的不同，选择不同极 性的溶剂，将天然产物化学成分系统的分成几个不同的 部分，然后再利用显色反应或沉淀反应或结合纸色谱、 薄层色谱定性判断各部分中可能含有的化合物成分类型。
2.单项预试验——
生物碱：在酸性条件下与碘化铋钾显棕黄色或橘 红色沉淀。
黄酮：黄酮类化合物的乙醇溶液中加入镁粉，滴 入浓盐酸后振荡，泡沫显桃红色。
（四）分馏法 （利用沸点不同）
（五）吸附法（氧化铝、氧化镁、活性炭等）
（六）沉淀法
铅盐法：利用乙酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质 生成难溶性的铅盐。
脱铅方法：硫化氢气体
（七）盐析法（提取液中加入无机盐）
（八）透析法
利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，大分子 物质不能通过的性质达到分离的方法。
三、天然产物化学成分的现代提取方法 （强化溶剂提取法）
(1)溶剂的分类: 强极性溶剂——水、酸水、碱水 亲水性有机溶剂——甲醇、乙醇、丙酮(可与水 任意混溶) 亲脂性有机溶剂——乙醚、氯仿、苯、石油醚 等(不与水混溶)
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天然产物化学
实际操作过程:
控制体系的压力和温度萃取出所需要的物 质，然后通过降压或升温的方法，降低超 临界流体的密度，使萃取物得到分离。
常用作超临界流体的物质：二氧化碳等
适用范围：挥发油及脂溶性成分
缺点：所需仪器设备价格昂贵
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天然产物化学
CO2作为超临界流体具有下列优点：
① 临界温度为31.2℃（近于室温）；
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天然产物化学
操作过程
取粗提物，选用3-4种不同极性的溶剂，由 低至高分步进行提取；使总提取物中各组 分，依其在不同极性溶剂中溶解度的差异 而得到分离。 若所需成分是脂溶性,可用有机溶剂如苯、 氯仿、或乙醚与水进行萃取，可除去水溶 性物质糖类、无机盐； 若所需要的成分是亲水性物质，其水溶液 用弱亲脂性溶剂如乙酸乙酯、丁醇等萃取。 有时可在氯仿或二氯甲烷中加入少量甲醇 或乙醇进行萃取。
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天然产物化学
其他萃取方法简介
A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系 数（K）的比值称为分离因子β。 β=KA/KB（KA＞KB）
♪ 当β≥100，一次萃取可分离； ♪ 10≤β＜100,10～12次；β≤2，100次； ♪ 当β≌1时，则KA≌KB，意味着两种溶质 性质极其相近，无法实现分离。
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常用的醇: 甲醇、乙醇以及不同浓度的甲 醇、乙醇水溶液 适用范围：除蛋白质和多糖以外的其他 各种水溶性和脂溶性成分。 优点：较为便宜易得，醇兼有亲水性和 亲脂性，对植物细胞渗透力强，可提多 种成分。 缺点：易燃，甲醇有一定毒性。
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天然产物化学
③ 亲脂性有机溶剂提取法
常用有机溶剂：正丁醇、乙酸乙酯、 氯仿、 乙醚、苯以及石油醚等 适用范围：有机溶剂种类不同，提取 成分不同。通常规律如下：
谱分离。
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天然产物化学
（二）酸碱法
原理：根据酸性化合物溶于碱水，碱 性化合物溶于酸水，酸水碱水均不溶 的为中性化合物的原理分离酸性、碱 性和中性化合物。 适用范围：含有酸性、碱性成分或酸 碱度有差异的混合物中各组分的分离。
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天然产物化学
（三）沉淀法
原理：利用混合物中各组分溶解度的 差异或通过加入化学试剂、溶剂或改 变pH值等改变溶解度将混合物中某组 份沉淀出来. 适用范围：能与特定试剂生成沉淀、 或溶解度有显著差异或改变条件后溶 解度有显著差异的组份的分离。
② 临界压力在73个大气压，易于操作；
③ 安全、不燃烧、化学上安定；
④ 可防止被萃取物的氧化；
⑤ 无毒；
⑥ 价廉易得。
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天然产物化学
（5）根据操作方法不同，溶剂法分为：
·煎煮法
·浸渍法 ·渗漉法 ·连续回流提取法 ·超声法 ·微波法
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天然产物化学
①煎煮法：
♪ 适用范围：以水为溶剂的体系
②浸渍法(浸泡法)
→水。
极性最大的有机溶剂：甲醇 极性最小的有机溶剂：环己烷 溶解范围最广的有机溶剂：乙醇
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天然产物化学
(2)溶剂选择与被提取成分对照表
选择的溶剂 石油醚 苯、乙醚、氯 仿、乙酸乙酯 被提取成分 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
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天然产物化学
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天然产物化学
实 验 室 蒸 馏 法 萃 取 精 油 装 置
冷凝
收集区
原料料液
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天然产物化学
3、升华法
原理：利用某些具有升华性质的化合物遇 热汽化上升，遇冷后又凝固的性质从原料 中提取该类成分。
适用范围：具有升华性质，而且化学结构 遇热稳定、不易被破坏的化合物。 由于特异性高，所得化学成分较纯.
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天然产物化学
1、溶剂提取法
原理：利用天然产物的化学成分在特定
溶剂中能够溶解的性质。
溶剂选择的依据
— “相似者相溶”
原则；
天然产物多数情况下采用溶剂提取法。
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天然产物化学
（1）常用溶剂
按亲水性 / 极性 从小到大的顺序：
环己烷∼石油醚→苯→乙醚→氯仿→
乙酸乙酯 →正丁醇→丙酮→乙醇→甲醇
原理：利用吸附材料如大孔吸附树脂、活性 碳、聚酰胺等对不同化合物吸附能力的不同， 不同洗脱剂对不同化合物洗脱能力的不同， 来纯化分离混合物中的不同组分。
适用范围：与吸附材料吸附力不同的化学成 分的纯化分离。
操作方法：先吸附，后洗脱不同成分。
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天然产物化学
例：毛茛甙
取新鲜植物用稀酸磨匀，压榨取汁；
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天然产物化学
操作方法：
♪ 加入化学试剂、溶剂或改变pH条件等使 沉淀产生，然后分离沉淀与母液。
常用沉淀方法：
♪ ① 水提取液加醇沉淀多糖和蛋白质等水 溶性杂质（水/醇法）； ♪ ② 乙醇浓缩提取液中加水稀释沉淀除去 树脂、叶绿素等脂溶性杂质（醇/水法）
41Βιβλιοθήκη 天然产物化学♪ ③ 醇溶液加乙醚（醇/醚法）或丙酮 （醇/酮法）沉淀皂苷。 ♪ ④ 调pH值沉淀生物碱、有机酸、氨 基酸； ♪ ⑤ 有机酸生成铅盐沉淀、生物碱作成 雷氏盐沉淀等。 ♪ ⑥ 加生物碱或明胶沉淀鞣质。
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正丁醇
乙醇、甲醇 水
天然产物化学
(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 反应也应该属于可逆性的；
③ 经济、安全、后续操作容易进行。
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天然产物化学
溶剂提取法的分类
（4）、根据提取溶剂的种类不同 可以将溶剂提取法分为四种. 水提取法 醇提取法 亲脂性有机溶剂提取法 超临界流体萃取法
加活性炭吸附，然后加适量硅藻土， 使与炭混合均匀，过滤，加水洗涤， 以除去过剩的酸和没有吸附的杂质；
然后用50乙醇脱附，稀醇洗脱减压蒸 干，加甲醇分步结晶即得。
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天然产物化学
（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。
⑥微波辅助法
♪ 适用范围：适用于极性较大的溶剂体系。
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天然产物化学
影响提取效率的因素
1、药材的粉碎度
♪ 过大不利于溶剂接触 ♪ 过碎，比表面积过大，吸附作用增强影 响扩散速率
2、提取温度
3、提取时间
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天然产物化学
2、水蒸气蒸馏法
原理：利用某些挥发性成分能随水蒸气蒸 发的性质。 挥发油专属提取方法 适用范围：能随水蒸气蒸发而且化学结构 遇热稳定、不易被破坏的的挥发油、小分 子生物碱或酚类化合物。 优点：对于具有挥发性，而且化学结构遇 热稳定、不易被破坏的化合物，该方法特 异性高，所得化学成分较纯。
适用范围：大分子化合物（蛋白质、肽、 多糖）与小分子化合物（无机盐、单糖、 双糖）的分离。
例如：蛋白及多糖的纯化常用此法。
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天然产物化学
(七)分馏法
原理：利用各类成分沸点不同
适用范围：主要用于挥发油中各类成 分的分离纯化。 操作方法：
♪ ♪ ① 常压分馏 ② 减压分馏
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天然产物化学
（八）吸附法
♪ 正丁醇 —— 苷类；
♪ 乙酸乙酯 —— 黄酮类；
♪ 氯仿 —— 生物碱类及苷元类；
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天然产物化学
♪乙醚、苯——游离的黄酮、香豆素、蒽醌、 甾类、萜类等苷元以及挥发油等；
♪石油醚—— 挥发油、脂类、色素、树脂 优点：选择性强，可除去水溶性杂质。
缺点：◆ 价格昂贵；多数易燃，特别是乙 醚；◆ 有些毒性大，如苯和氯仿(现多为甲 苯 等代替)；◆不适于大规模生产。
♪ 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
♪ 工业化生产经常采用喷雾干燥浓缩水溶 液。
（6）冷冻干燥
♪ 一般是浓缩水溶液时使用此法，由于是 低温干燥，尤其适用对热敏感化学成分 的浓缩.
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天然产物化学
第二节 天然产物的分离与精制
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天然产物化学
（一）两相溶剂萃取法
原理：利用混合物中各组分在两相溶 剂中的分配系数不同进行纯化分离.如 果各成分分配系数相关越大，则分离 效率越高。 适用范围：在两相溶剂中分配系数不 同的混合物中各组分的纯化分离。
生物技术及应用专业
天然产物化学
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天然产物化学
第二章 天然产物的
提取分离和结构鉴定
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天然产物化学
获得天然产物化学成分的基本步骤
原材料 提取 总提取物
目的化合物
初步分离 不同部位 单体化合物 精细分离纯化
3
结构修饰 人工合成
天然产物化学
第一节 天然产物的提取方法
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天然产物化学
天然产物的预处理
如无特殊规定，原料须干燥并适当粉 碎，以利增大与溶剂的接触面积，提 高萃取/提取效率。
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天然产物化学
④ 超临界流体萃取技术
超临界流体（SCF）：当一种物质处于其 临界温度与临界压力以上的状态时，将形 成既非液体又非气体的单一相态。 超临界流体特点: 兼有气、液两重性，即密 度接近于液体，而粘度和扩散系数又与气 体相似，因而它不仅具有与液体溶剂相当 的萃取能力，而且具有优良的传质效果。
的溶剂中分配系数不同经多次转移而使其分离。
溶剂的选择：两相系统互不相溶，单一组分在溶剂
系统中的分配系数差别越大越好，含溶质的相不易 乳化。
分离酸、碱或两性化合物时,缓冲液是很好的溶剂,
其优点在于改变其pH值而改变溶质的分配系数.
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天然产物化学
③液滴逆流分配法（DCCC）
使流动相呈液滴形式垂直上升或下降， 通过固定相的液柱，实现物质的逆流色