01-2第四节 植物化学成分结构研究方法[详版课资]
植物化学研究植物的化学成分和化学反应
植物化学研究植物的化学成分和化学反应植物化学是研究植物的化学成分和化学反应的学科。
通过分析植物的化学成分，我们可以了解植物的生长和发育过程，以及其对外界环境的适应能力。
同时，植物化学还可以应用于药物开发、食品科学和农业生产等领域。
一、植物化学成分植物化学成分是指植物体内存在的各种化学物质，包括有机化合物、无机化合物和微量元素等。
植物的化学成分非常多样化，可以分为三大类：一是主要营养成分，如碳水化合物、蛋白质和脂类等；二是次生代谢产物，如生物碱、鞣质和挥发性油等；三是微量元素，如铁、锌和锰等。
不同的植物含有不同组成和含量的化学成分，这些成分决定了植物的生理功能和用途。
二、植物化学反应植物体内的化学反应非常丰富多样，包括合成反应、分解反应和转化反应等。
植物通过这些化学反应实现自身的生长和发育，并对外界环境做出相应的响应。
合成反应是指植物体内的化学物质经过一系列酶催化反应合成新的化学物质，如植物合成蛋白质的过程。
分解反应是指植物体内的化学物质经过酶催化反应分解为较简单的物质，如植物分解脂类的过程。
转化反应是指植物体内的化学物质在一定条件下发生变化，如植物中的某些成分在提取或处理过程中发生转化。
三、植物化学在药物开发中的应用植物化学在药物开发中发挥着重要作用。
许多药物的活性成分来自于植物中的化学物质。
通过从植物中分离和提取活性成分，并进行结构分析和药理学研究，可以发现新的药物候选物。
例如，从中草药中提取的化合物中发现了抗癌药物紫杉醇。
因此，植物化学的研究对新药物的发现和开发具有重要意义。
四、植物化学在食品科学中的应用植物化学在食品科学中的应用主要体现在食品添加剂和食品营养成分的研究中。
植物提取物中的有效成分可以用作天然食品添加剂，改善食品的口感、保鲜性和色泽等。
同时，植物化学的研究还可以揭示食物中的营养成分和抗氧化物质等对人体健康的作用机制，为食品的营养价值评价和设计提供科学依据。
五、植物化学在农业生产中的应用植物化学在农业生产中的应用主要体现在农药和肥料的研发方面。
植物合成药物的化学成分分析研究
植物合成药物的化学成分分析研究植物一直以来都是人类药物学研究的重要来源之一。
植物合成药物的化学成分分析研究，则是获取药物原始材料的重要手段。
本文将从两个方面介绍植物合成药物的化学成分分析研究：一是植物纯化化学成分的方法；二是现代技术在分析植物化学成分方面的应用。
一、植物化学成分的纯化方法植物化学成分主要存在于植物的不同部位，如根、茎、皮、叶、花、果等。
因此，提取植物中化学成分的纯度是分析其成分的第一步。
1.溶剂提取法溶剂提取法是目前提取植物中化学成分最常用的方法之一。
该方法利用不同极性的溶剂，如水、甲醇、乙醇等，在植物中提取可溶性的化合物。
如所得溶液可进一步进行分配分离，以获得目标化合物。
2. 逆流蒸馏法逆流蒸馏法主要用于提取具有挥发性的植物成分。
它利用温度升高时物质挥发的特性，控制蒸馏温度，分离目标化合物。
例如，利用逆流蒸馏法从草本植物中提取挥发油。
3. 层析法层析法可以用于分离、纯化、结构鉴定不同大小、不同极性和不同结构的化合物。
它将混合物分到不同的斑点，并使用不同的建筑材料分离化合物。
二、现代技术在分析植物化学成分方面的应用1. 气质联用技术气质联用技术主要基于气相色谱技术和质谱技术的耦合，可以高效分析和鉴定化合物。
它最常用于分析挥发性化合物，如香料、精油、树脂和天然通气等。
2. 高效液相色谱技术高效液相色谱技术是最广泛应用于植物化学成分分析的色谱方法。
它是一种将分离两相挥发物与固定相相互作用的流体动力技术。
高效液相色谱技术可以分离、纯化和测量非挥发性化合物。
3. 核磁共振技术核磁共振技术是一个极其高级的技术，用于确认材料所含的结构。
它主要依赖于样品中原子核的自旋，通过样品对放置于磁场中的放射性经常。
总之，化学分析技术使我们可以更好地理解植物，在科学上发现更多的植物化学物质，从而产生更多的健康或其他方面的好处。
因此，化学成分分析已经成为植物合成药物研究的重要手段。
为发现有效的药物治疗方案，植物合成物质的分析和鉴定将是未来的研究重点。
植物化学成分结构研究方法
●核磁共振：
氢核磁共振（1H-NMR)谱 碳核磁共振（13C-NMR)谱
天然药物化学成分以有机物为主，分子结构中必然有C、H原子， 它们的结合类型、化学环境不同，均可用NMR测定，是天然化合 物结构测定的重要手段。
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测量方法：利用原子核在磁场中发生 能级跃迁时，核磁矩方向改变产生 感应电流来测定核磁共振信号。
多的现象。
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自旋偶合的原因：自旋质子产生的一个小 磁场可通过成键电子的传递，对邻近的 质子产生影响。
远程偶合：相隔三个键以上的偶合。远程 偶合只发生在中间插入双键或三键的两 个质子。
偶合常数J：裂分峰之间共振吸收之差。
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化学等价：指化学位移相同的自旋核。 磁等价：一组化学位移相同的自旋核，若
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紫外光谱 用波长在200～400nm之间的连续光 扫描记录下来的图谱，吸收带比较宽；
红外光谱 用波长在800nm～20μm之间的连续 光扫描记录下来的图谱，谱线比较尖锐；
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岛津 2450/2550PC
傅立叶变换红外光谱仪
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核 磁 共 振 仪
质 谱 仪
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紫外光谱(Ultra-Violet, UV)
特点：比测透过率法灵敏度高。
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1、化学位移定义
化学位移：同种核由于在分子中的化学环 境不同而在不同共振磁场显示吸收峰的 现象。（化学位移值是外磁场强度的百 万分之几）
化学环境：指核外电子以及邻近的其它原 子核的核外电子的运动情况。
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屏蔽效应 局部屏蔽效应 远程屏蔽效应
局部屏蔽效应：核外成键电子对核产生 的屏蔽作用。
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人工合成进行确认
波谱、化学方法 推测出结构式
第五章植物化学成分的结构鉴定方法
第五章植物化学成分的结构鉴定方法植物化学成分是植物的一部分，可以被用来促进植物健康和成长，所以了解其结构鉴定对于植物生命学中的应用非常重要。
本文介绍了常用的植物化学成分结构鉴定方法。
一、经典植物化学成分鉴定方法
1.植物柱色谱分析：植物柱色谱是植物化学成分结构鉴定中最常用的一种方法，可以快速准确地鉴定出一种特定的植物化学成分。
它通过将植物样品加入一定的溶剂，将植物物质进行精细离子化，并使其在柱上进行分离，从而得到不同植物化学成分在柱上的分布情况。
2.吸收波长法：吸收波长法也是一种常用的植物化学成分结构鉴定方法。
它可以根据植物化学成分吸收的特定波长进行鉴定。
它的优点是快速准确，可以在极短的时间内准确鉴定出植物中的各种植物化学成分，但它的缺点是容易受到外界干扰。
3.植物紫外发射谱法：植物紫外发射谱法是利用植物一些特定光谱线的发射强度来鉴定植物化学成分的结构的一种方法。
它的优点是可以以极低的成本快速准确鉴定出植物物质的结构特征，但缺点是需要高精度仪器设备和技术。
二、质谱法
质谱法在植物学上被广泛用于植物化学成分的结构鉴定。
植物化学成分分析方法
植物化学成分分析方法植物化学成分分析方法是研究植物中不同成分的组成和化学性质的重要手段。
通过对植物中的化学成分进行分析，可以了解植物的生理活性物质、药物活性成分以及营养价值等方面的信息。
下面将介绍几种常用的植物化学成分分析方法。
一、色谱分析法色谱分析是一种重要的分离和测定植物中化学成分的方法。
常见的色谱分析方法包括气相色谱（GC）和液相色谱（LC）等。
气相色谱常用于分离挥发性成分，如香气物质和挥发油中的化学成分。
液相色谱则可以用于分离非挥发性成分，如植物中的多种类生物碱和多酚类物质。
二、光谱分析法光谱分析是利用物质对电磁波的吸收、发射或散射等现象进行定性和定量分析的方法。
常见的光谱分析方法包括紫外-可见吸收光谱分析、红外光谱分析和质谱分析等。
紫外-可见吸收光谱分析可以用于检测植物中的花色素和生物碱等成分；红外光谱分析能够提供植物中功能性基团的信息，并可以检测有机物的结构；质谱分析则可以测定分子的分子量和分子结构等。
三、质量测定法质量测定是通过测量物质的质量或质量变化，来进行定量分析的方法。
常见的质量测定方法包括荧光法、比色法和重量法等。
荧光法可用于测定植物中的荧光素、酚类物质等；比色法可用于测定植物样品中的多酚类物质，如茶多酚和花青素等；重量法则通过称量样品的质量差异来确定其中的化学成分。
四、核磁共振核磁共振（NMR）技术是利用原子核在外磁场作用下发生能级跃迁，产生特定频率的电磁辐射，进而对物质进行分析的方法。
通过核磁共振技术，可以研究植物中复杂物质的结构、组成和存在状态等。
核磁共振技术在确定植物中的有机物质和天然产物结构上具有重要的应用价值。
五、微生物学方法微生物学方法是通过诱导并利用微生物的特异代谢来对植物中的化学成分进行分析。
例如，利用微生物在特定条件下对植物样品进行发酵，可以产生特定代谢产物，通过对代谢产物的分离和分析，可以揭示植物中的特定成分。
综上所述，植物化学成分分析方法多种多样，每种方法都有其独特的优势和适用范围。
植物资源学——植物化学知识.ppt
生源研究的意义
1．了解各类成分的生物合成途径以及某种 成分最初由何种物质（这种物质称为前体 Precursors）形成和各种中间产物后，就可 以人为地在植物中注入前体或中间产物来 增加所需成分的积累和产量。达到人工控 制、定向培育的目的。
例如在枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头 酶（Aconilase）就可以增加枸椽酸在植物 体内的积累，因枸椽酸的生成过程中必须 有此种酶的存在。
生源研究主要是研究各类成分在体内生物 合成的途径，各种酶在过程中所起的作用 以及过程中所产生的各种中间产物的化学 并测定它们的结构。
生源的研究有多种设想与途径，形成了多 种学说，如异戊二烯法则、醋酸学说等已 普遍应用于研究药用植物有效成分的生物 合成及其途径。
随着同位素示踪技术和化学技术的发展， 生源研究的进展也更为迅速。
氨基酸途径合成生物碱等成分。
（一）糖类及甙类
糖类(suger,saccharides)又称碳水化合物 (carbohydrates)，广泛分布于生物体内， 为植物光合作用的初生产物。糖类不仅是 植物体内的贮藏养料，而且是生物合成其 他有机化合物的前体。
按照组成糖类成分的糖基个数，可将糖类 分为单糖、低聚糖和多糖三类。
第二章 植物化学的基本理论与研究方法
一、植物的化学成分 二、植物化学成分研究方法
一、植物的化学成分
包括植物体及其代谢的所有化学成分。
生长条件不同有较大差别。
主要有以下八大类：糖类及甙类、脂类、 氨基酸蛋白质类、维生素、生物碱、挥 发油和萜类、色素、鞣质等。
植物化学成分的生源学说
Bigin
多糖：纤维素、半纤维素、菊糖（Inulin）、淀 粉、树胶及粘液质等。
树胶：杂多糖，由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、 甘露糖、木糖等聚合成。
中药化学成分的一般研究方法
tp:三相点, cp:临界点, G:气相, L:液相, S:固相, SF:超临界流体
温度℃
压力(ATM)
•
G
S
L
SF
t p
5.2
71.5
-57
0
31.3
cp
纯CO2热力学相图
CO2相的物理性质
相 气体 超临界流体 液体
（二）沉淀法
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
密度(g/ml)
扩散系数(cm2/s)
粘度(g/cm•s)
(0.6~2.0)X10-3
0.01~1.0
(0.5~3.5)X10-4
0.2~0.9
(0.5~3.3)X10-4
(2.2~9.9)X10-4
0.8~1.0
(0.5~2.0)X10-5
(0.3~2.4)X10-2
密度：气体＜超临界流体≈液体 （具有液体的溶解能力）
一次代谢及二次代谢
一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等。为植物机体不可缺少的物质。 二次代谢产物：在特定的条件下，一些重要的一次代谢产物作为原料或前体，进一步经过不同的代谢过程，产生特定的化学成分（如生物碱、萜类、黄酮类等）。并非植物机体中必不可少。不同的植物能产生不同的二次代谢产物。受来源、环境、季节等多种因素影响。
植物成分分析
一、绪论11，植物成分分析的内容:1、成分: 1）有机化合物（天然产物）2）无机化合物2、内容: 1）成分提取2）成分分离3）成分鉴定4）成分分析2，植物化学成分的提取:1、传统溶剂提取法：有常温提取和高温提取途径，包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法和连续回流提取法等。
浸渍法(常温提取)：常温下浸泡植物组织，提取有效成分。
取样—细碎—浸泡—过滤—浓缩提取液采用极性依次增大的溶剂提取，如二氯甲烷—甲醇—水渗漉法（常温提取）：将适度粉碎的植物体置渗漉筒中，由上部不断添加溶剂，溶剂渗过植物体层向下流动过程中浸出提取成分的方法。
渗漉属于动态浸出方法，溶剂利用率高，有效成分浸出完全，可直接收集浸出液。
适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材提取。
但对新鲜的及易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。
该法常用不同浓度的乙醇或白酒做溶剂，故应防止溶剂的挥发损失。
煎煮法（高温提取）：系指用水作溶剂，加热煮沸浸提植物成分的一种方法。
适用于有效成分能溶于水，且对湿、热较稳定的成分。
该法浸提成分范围广，往往杂质较多，给精制带来不利，且煎出液易霉败变质。
回流提取法（高温提取）：用乙醇等易挥发的有机溶剂提取原料成分，将浸出液加热蒸馏，其中挥发性溶剂馏出后又被冷却，重复流回浸出容器中浸提原料，这样周而复始，直至有效成分回流提取完全的方法。
回流法提取液在蒸发锅中受热时间较长，故不使用于受热易破坏的原料成分的浸出。
2、水蒸气蒸馏法：概念：系指将含有挥发性成分的药材与水共蒸馏，使挥发性成分随水蒸气一并馏出，经冷凝分取挥发性成分的浸提方法。
该法适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、在水中稳定且难溶或不溶于水的药材成分的浸提。
分类：水蒸气蒸馏法可分为共水蒸馏法、通水蒸气蒸馏法、水上蒸馏法。
为提高馏出液的浓度，一般需将馏出液进行重蒸馏或加盐重蒸馏。
常用设备为多能提取罐、挥发油提取罐。
3、超临界流体提取法：概念：指利用超临界流体[处于临界温度（Tc）与临界压力（Pc）以上的流体]提取植物有效成分的方法。
植物化学第三章---植物化学成分的结构鉴定
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红外光谱
红外光是电磁波的一种形式，波长在0.75～1000µm之间， 在波谱图中通常用波数表示，波数v与波长的关系为： v（cm-1）=1/ λ=h/c 通常在波谱分析中将红外光分为近红外、中红外和远红外 三个波段，其中中红外区（4000～400 cm-1）是有机化合 物红外吸收的重要范围。
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（一）4000～2500 cm-1（X-H伸缩振动区）
羟基
吸收范围：3650～3200 cm-1 游离羟基仅存在于气态或低浓度的非极性溶剂中，红 游离羟基 外吸收出现在较高的波数（3640～3610 cm-1），峰形 尖锐。 缔合羟基易形成氢键相连的多聚体，键力常数（k）下 缔合羟基 降，红外吸收位置移向较低的波数（3300 cm-1附近）， 峰形宽而钝。
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同位素离子峰（ 同位素离子峰（M+1峰） 峰
isotopic ion peak
由于同位素的存在， 由于同位素的存在，可以看到比分子离子峰大一个质量单 位的峰；有时还可以观察到 位的峰；有时还可以观察到M+2，M+3。。。。； ， 。。。。；
例如：CH4 M=16 例如： 12C+1H×4=16 M 分子离子峰 × 同 13C+1H×4=17 M+1 × 位 12C+2H+1H×3=17 M+1 素 × 峰 13C+2H+1H×3=18 M+2 ×
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另外在某些情况下，如香豆素类、黄酮类化合物， 它们的UV光谱在加入某些诊断试剂 加入某些诊断试剂后可因分子结 加入某些诊断试剂 构中取代基的类型、数目及位置的不同而发生改 变，因此可以应用 谱推断该类化合物的精细结 应用UV谱推断该类化合物的精细结 应用 构。
植物化学成分分析
植物化学成分分析第一章引言植物化学成分分析是指对植物体中的成分进行分离、鉴定和定量，从而得到植物中各种化学成分的结构、性质和量，从而揭示植物物质基础和生理代谢机制的研究方法。
植物化学成分分析是植物化学研究的重要方向之一，具有广泛的应用领域。
第二章植物化学成分分析的方法植物化学成分分析的方法包括分离、鉴定和定量。
2.1 分离植物中的化学成分是一种复杂的混合物，分离是分析化学的基础。
常规的分离方法包括溶剂提取、渗透、柱层析、凝胶层析、电泳和毒性检测等。
2.2 鉴定分离得到的物质通过鉴别，可分辨成分之间的差异，从而确定物质的组成和结构。
鉴定方法包括光谱学、成分分析、微量元素分析、色谱法、质谱法等。
2.3 定量定性后，可以通过定量分析，得到组分的量和含量。
定量方法包括重量法、吸光度法、滴定法、荧光法、放射性分析和电化学分析等。
第三章植物化学成分分析的应用3.1 药物发现和开发大量植物因其化学成分具有药物效应而被广泛应用于药物研究和治疗。
例如，某些药物习惯应用于死亡的日本罪犯进行处死，因为其效果如此快速。
3.2 植物鉴定植物化学成分分析可以用于植物鉴定。
植物有许多生物活性化学成分，利用这些成分可以识别每个植物的身份。
3.3 保健品许多植物化合物因其抗氧化、抗癌和免疫增强特性而被广泛用于制备保健品。
例如，NAを飲むのと同様に、Mareeは日本の妻の祖母とともに人参をとったことを述べています。
3.4 食品和香料添加剂许多植物化合物因其芳香、味道和其他性能而被用作食品和香料添加剂。
例如，茴香籽是一种常用的香料，而香草味史密斯是用来调味糖果、甜点和其他食品的一种常用香料。
第四章结论植物化学成分分析是研究植物生理和代谢机制，发掘其生物活性成分并应用于医学、保健和其他领域的重要方法。
随着分析技术和设备的逐步发展，将有更多的化学成分被发现和应用。
植物化学成分的提取与分析研究
植物化学成分的提取与分析研究随着生物技术的快速发展，越来越多的科学家开始研究植物化学成分的提取与分析。
植物化学成分不仅对药学领域有着重要的应用，还可以用于食品、化妆品等领域。
在本文中，我们将探讨植物化学成分的提取方法、分析技术及其应用。
一、植物化学成分的提取方法提取是植物化学成分分析的第一步，有多种提取方法可供选择。
通常采用萃取法、超声波法、微波辅助萃取法等提取手段。
这些方法都有各自的优缺点，选择哪种方法应根据实验需求进行权衡。
萃取法是一种经典的提取方法，使用有机溶剂进行物质的分离。
它广泛应用于植物化学成分的提取。
常用的有机溶剂有丙酮、氯仿、乙醇等。
萃取时间、萃取温度和萃取溶剂的种类和比例对提取效果都有影响。
超声波法是一种以超声波为能量源进行提取的方法。
该方法具有高效、快速、无需高温高压等特点。
超声波的作用是产生微小气泡，使溶剂穿透植物细胞较快地进行提取。
这种方法对一些难以溶解的物质具有优势。
微波辅助萃取法是一种利用微波的特性进行分离的方法。
该方法将样品加入溶剂中，然后在微波辐射下进行提取。
与传统的萃取方法相比，微波辅助萃取法具有提取速度快、效果好、操作简便等优点。
但是，对于一些易燃和易爆的溶剂，要注意安全。
二、植物化学成分的分析技术分析化学是对物质进行定量、定性分析的一门学科。
在植物化学成分的分析中，常用的分析技术有色谱、质谱、核磁共振等。
色谱是一种广泛应用于各种分析领域的技术。
在植物化学成分的分析中，常用气相色谱、液相色谱等。
其中，气相色谱常用于分离和鉴定挥发性化合物，如芳香族化合物、萜类化合物、酯类化合物等。
质谱是一种利用离子源将样品转化为离子，通过质量分析器分析离子质量的技术。
它常用于化合物的结构分析及定量分析。
在植物化学成分的分析中，可通过质谱技术对元素含量进行分析、对各种化合物进行鉴定。
核磁共振是一种物理学技术，通过对核自旋状态的变化进行检测和分析。
在植物化学成分的分析中，核磁共振可用于鉴定各种天然产物、化学成分、化合物中的各种基团。
植物化学分析植物的化学成分
植物化学分析植物的化学成分植物化学分析植物是地球上最早出现的生命形式之一，通过光合作用将阳光转化为能量，并且通过化学物质与外界环境进行交流。
植物中存在着丰富多样的化学成分，这些化学成分既是植物生理活动的产物，也是植物与外界互动的媒介。
了解植物的化学成分不仅可以揭示植物的生命活动机制，还有助于研发新药物、保护植物资源以及改善人类生活质量。
一、植物的化学成分简介植物的化学成分主要包括有机物和无机物两大类。
有机物是指由含碳原子的化合物，如蛋白质、糖类、核酸等。
无机物是指除了碳原子以外的其他元素，如矿物质、微量元素等。
有机物是植物中重要的化学成分，其中蛋白质是植物体内的基本组成部分，参与了植物的生理过程，如光合作用、呼吸作用等。
糖类在植物体内起到能量储存和传递的作用，如葡萄糖、果糖等。
核酸是植物细胞中的遗传物质，包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），它们参与了植物的遗传信息传递和蛋白质合成过程。
无机物是植物体内的辅助成分，虽然在量上比有机物少，但是对植物生长发育起着重要的作用。
植物的无机元素主要包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、铁、锌等。
这些无机元素是构成植物细胞和植物体结构的基础，同时也是植物体内许多酶的活性中心。
二、植物化学分析方法为了分析植物中的化学成分，科学家们发展出了各种各样的植物化学分析方法。
以下是常用的几种方法：1. 色谱法：色谱法是根据化学物质在特定条件下在固定相和流动相之间的分配行为来进行分析的方法。
常用的色谱法有气相色谱法、液相色谱法和薄层色谱法等。
2. 质谱法：质谱法是通过将化合物转化为气相离子，并根据其质荷比进行质谱图谱的分析方法。
质谱法可以提供化合物的分子量、结构以及其它相关信息。
3. 光谱法：光谱法是通过物质吸收、发射或散射光线时的特性作为分析方法。
常用的光谱法有紫外可见光谱法、红外光谱法和核磁共振光谱法等。
4. 范德华吸附法：该方法是通过将植物样品与吸附剂接触，使化学成分在吸附剂上发生分离，从而进行分析。
植物中的化学成分及其生物活性研究
植物中的化学成分及其生物活性研究在自然界中，植物是地球上最为丰富的生物源。
植物的生命力和生存能力都源于其复杂而又精细的化学成分。
科学家们一直在探索植物中的化学成分，以及它们在生物活性中的作用。
这篇文章将介绍植物中的化学成分及其生物活性研究的最新进展。
一、植物中的化学成分植物中的化学成分有很多种，包括单糖、多糖、脂肪酸、氨基酸、酚类、色素、生物碱、二萜类等等。
其中，生物碱和二萜类是比较活性的化学成分，因此在药物研究中应用较多。
1. 生物碱生物碱是植物中常见的一类天然有机化合物，具有丰富的生物活性。
生物碱具有多种作用，如抗炎、抗微生物、抗肿瘤等。
其中，阿片类生物碱作为一种镇痛药物已被广泛应用。
2. 二萜类二萜类是一类广泛存在于植物中的天然化合物，具有多种生物活性。
二萜类可以用于治疗疼痛、抗炎、抗氧化等。
此外，二萜类还可以用于生物防治和虫害控制。
二、植物中的化学成分的生物活性研究1. 抗氧化活性许多植物中的化学成分具有较强的抗氧化活性。
抗氧化活性是指抑制自由基产生或清除自由基的能力。
自由基是细胞中的一类活性分子，过多的自由基会对细胞产生损伤，而抗氧化物质能够减少自由基对细胞的损伤。
当细胞内的自由基生成过多时，会产生氧化应激，从而引起细胞死亡。
因此，抗氧化化合物具有保护细胞的作用。
2. 抗肿瘤活性许多植物中的化学成分具有抗肿瘤活性。
抗肿瘤活性是指具有抑制癌细胞增殖和转移的能力。
植物中的二萜类、生物碱等都具有较强的抗肿瘤活性。
其中，阿片类生物碱可以抑制癌细胞的生长，且用量较小，不影响正常细胞。
三、结语总的来说，植物中的化学成分是一种重要的天然资源，被广泛用于医药、化妆品、农业等领域。
随着生物技术的不断发展，越来越多的植物中化学成分的生物活性得到了研究和探索，我们相信未来将会有更多的植物化学成分被发现，并应用于各个领域。
植物药用植物的化学成分研究
植物药用植物的化学成分研究植物药物在人类生活中起着重要的作用，它们不仅可以缓解病痛，还能促进康复和增强免疫系统。
然而，要了解植物药用植物的功效，我们需要深入研究它们的化学成分。
本文将重点探讨植物药用植物的化学成分研究的重要性、研究方法和一些成功的案例。
一、研究的重要性植物药用植物的化学成分研究对于深入了解植物的药用价值至关重要。
通过分析和鉴定植物中的化学成分，我们可以确定植物的主要活性成分和药理作用机制。
这对于进一步研发和利用植物药物以及开发新药有着重要意义。
二、研究方法1. 萃取法：通过溶剂提取法，我们可以将植物中的化学成分浸入溶剂中，从而获得植物提取物。
常用的溶剂包括乙醇、乙醚和水。
提取物可以用于后续的分析和鉴定实验。
2. 层析法：层析法是一种通过不同溶剂极性和植物化学成分的亲和性来分离化合物的方法。
常见的层析方法包括薄层层析和柱层析。
通过层析法，我们可以分离出植物中的不同成分，并进一步分析其结构。
3. 质谱分析：质谱分析是一种通过测量化合物的质荷比来确定其分子结构的方法。
常用的质谱技术包括质子化电喷雾质谱（ESI-MS）和飞行时间质谱（TOF-MS）。
质谱分析可以帮助我们鉴定植物药物中的复杂化合物。
三、成功案例1. 阿司匹林：阿司匹林是一种常见的药物，常用于缓解痛风和减轻炎症。
它最初是从柳树皮中分离出的水杨酸。
通过对柳树皮的化学成分研究，科学家们发现了水杨酸的药理作用，并进一步开发出了阿司匹林。
2. 青蒿素：青蒿素是一种广泛用于抗疟疾的药物。
它最初是从青蒿植物中分离出来的。
通过对青蒿植物的化学成分研究，科学家们发现了青蒿素对疟原虫的杀伤作用，并最终开发出了抗疟疾的药物。
3. 白藜芦醇：白藜芦醇是一种存在于葡萄皮和红酒中的化合物。
通过对白藜芦醇的研究，科学家们发现它具有抗氧化、抗炎症和抗肿瘤的活性。
这使得白藜芦醇成为心脑血管疾病和癌症防治的重要药物。
四、总结植物药用植物的化学成分研究对于深入了解植物的药用价值具有重要意义。
中药化学成分结构研究简介.pptx
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
一、鉴定中药化学成分的一般步 骤
• （一）化合物的纯度检查 • （二）分子式的测定 • （三）化合物功能团和分子骨架的推定 • （四）化合物结构式的确定
二、结构测定中的常用波谱简
介
• 目前，波谱分析等近代技术已成为确定 中药有效成分化学结构的主要手段，随 着新技术的不断开发利用，使其进一步 具备了灵敏度高、选择性强、试样用量 少以及快速、简便的优点，同时准确性 也大大提高。波谱的应用已成为广大药 学工作者必须掌握的一门技术。这里将 结构测定中常用的四种波谱作一简要的 介绍。
01-2第四节 植物化学成分结构研究方法
• ● 氢核磁共振（1H-NMR)谱：
化学位移范围：在0～20 ppm
三大要素：化学位移(ppm)、偶合常数(J)及峰 面积。 灵敏度高，样品用量少（1～5 mg），测试时 间短 化学位移范围：在0～250 ppm
●碳核磁共振（13C-NMR)谱：
要素：化学位移(ppm)
-1之间，其中1600cm-1以上为化
合物的特征基团区，1000-500cm-1为指纹区。
作用 主要用于定性分析，功能基的确认，芳环取代类型的判
断等。
优点： 任何气态、液态、固态样品均可测定；
每种化合物都有红外吸收； 常规红外光谱仪价格低廉； 样品用量少（只需ห้องสมุดไป่ตู้-10 μg）
助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原
深色位移：由于基团取代或溶剂效应，最大
吸收波长变长，也叫红移（red shift）；
浅色位移：由于基团取代或溶剂效应，最大
吸收波长变短，也叫蓝移（blue shift）；
具有相同基本骨架化合物的UV光谱相同，但并 非是同一化合物；
测定范围 波数600～4000cm
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2、化学位移的表示
采用 相对数值表示法。
δ/ppm(1 ppm=10-6)
规定四甲基硅烷(TMS,（CH3)4Si)吸收 峰的δ值为0，其右边峰的δ值为负，左 边为正。
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•电负性
•各向异性效应
•氢键的去屏蔽效应
•溶剂效应
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电负性 电负性大的原子或基团
（产生-I效应）使δ增大（屏蔽作 用减小，去屏蔽作用增大）。
● 某些成分或功能基，可以和一些特定试剂产生 各种颜色或沉淀，有助于判断化合物类型和功能 基： 生物碱类大都能和生物碱沉淀试剂产生沉淀；
化学成分研究方法
（二)根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
(1)正相色谱与反相色谱：液一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如生物碱、苷类、糖类、有 机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、 缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等 弱极性有机溶剂，称之为正相色谱；但当分离脂溶 性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时， 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 (reverse phase partition chromatography)。
因为酚类化合物的pKa值一般为9．2～ 10．8，羧酸类化合物的pKa值约为5，故 pH3 以下大部分酚酸性物质将以非离解形 式(HA)存在，易分配于有机溶剂中；而 pH12以上时，则将以离解形式(A一)存在， 易分配于水中。
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（二)根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
我们也可以由文献上给出的pKa值求出各碱 性物质呈游离型或离解型时的pH条件。 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。据此， 可采用下图所示在不同pH的缓冲溶液与有 机溶剂中进行分配的方法，使酸性、碱性、 中性及两性物质得以分离。
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（二)根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
乳化的概念： 乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体， 如油与水，在容器中分成两层，密度小的油 在上层，密度大的水在下层。若加入适当的 表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水 中，形成乳状液，该过程叫乳化。（如果发 生乳化，难以分离）
植物成分分析
实验一、分离鉴定植物组织中的氨基酸目的意义层析分离技术（或称色层分析技术）是一种物理分离技术，是利用混合物中各组分的物理化学性质（如吸附力、分子大小和形状、分子亲和力、分子极性、分配系数等）的差别，使各组分以不同程度分布在两相中，达到分离的目的。
根据层析方法所依据的理化性质的不同，层析技术可分为吸附层析、分配层析、离子交换层析、排阻层析、亲和层析等。
根据固定相支持剂的质地和形状等的不同，层析技术可分为纸层析、薄层层析、薄膜层析、柱层析等。
层析分离技术因其操作简便，不需要很复杂的设备，样品用量可大可小，故既可用于实验室的分离分析，又适用于工业生产中产品的分离制备。
它与光学仪器配合，可组成各种自动化分离分析仪器，进一步显示了层析分离技术的优越性。
在生化技术领域里，层析技术已成为一项最常用的分离分析方法。
此项技术可用于研究物质组成和分离纯化各种成分。
通常用于分离分析氨基酸、核苷酸、糖类、激素、维生素等成分。
其优点是能够分离与分析在组成、结构及性质上极为相似的物质，设备简单，操作容易，样品用量少，结果较准确。
本实验目的在于掌握层析法的一般原理和操作技术，学会氨基酸的鉴定方法。
一、纸层析法（一）原理纸层析是分配层析的一种，即以分配系数的不同，使不同物质在不同相中不同程度地分配，从而达到分离的目的。
一种物质在不同的溶剂中具有不同的溶解度。
所谓分配系数就是一种溶质在两种存在于同一系统而相互不溶的溶剂中溶解达到动态平衡时，溶质在两相中的浓度比值，通常用α表示：溶剂中溶质的浓度溶剂中溶质的浓度ba =α各种物质的分配系数在一定条件下是一个常数。
将两种溶剂中的一相用一种支持剂加以固定，称为固定相。
让另一相从这相上流过，称为流动相。
这样，分配系数可表示为：流动相中溶质的浓度固定相中溶质的浓度=α纸层析是以滤纸作支持剂的分配层析。
层析溶剂是选用有机溶剂和水组成的。
由于滤纸纤维与水有较强的亲和力，能吸附22％左右的水，而与有机溶剂的亲和力很弱，它可以在纸的毛细管中流动。
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具有相同基本骨架化合物的UV光谱相同，但并 非是同一化合物；
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测定范围 波数600～4000cm -1之间，其中1600cm-1以上为化
合物的特征基团区，1000-500cm-1为指纹区。
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岛津 2450/2550PC
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傅立叶变换红外光谱仪
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核 磁 共 振 仪
质 谱 仪
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测定范围：波数200～400nm 之间 作用： 提供基本骨架信息; 样品中杂质的测定 定量分析 特点： 液态样品才能测定； 常规紫外光谱仪价格低廉； 样品用量少（只需5-10 μg）
场解析电离质谱(FD-MS)、快原子轰击质谱(FAB-MS)、电喷雾电离质谱
(ESI-MS) ：用于糖苷、肽、核酸类、可确定分子量。
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5. 旋光谱和圆二色散光谱（ORD and CD）
旋光谱(optical rotatoty dispersion,ORD)和圆二色谱 (circular dichroism,CD,需对紫外可见光有吸收)：
也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一 致性）
薄层层析（三种展开系统和三种显色方法）
高效液相层析；
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● 某些成分或功能基，可以和一些特定试剂产生 各种颜色或沉淀，有助于判断化合物类型和功能 基：
生物碱类大都能和生物碱沉淀试剂产生沉淀；
羟基蒽醌类遇碱呈红色；
盐酸一镁粉试剂能和许多黄酮类化合物呈色。
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氢键的去屏蔽效应 使δ值移向低
场。羧酸的δ值≈10-12
溶剂效应
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四、自旋-自旋偶合
-CH3
-CHO
-CH3 -CHO
乙醛的低分辨核磁共振谱 乙醛的高分辨核磁共振谱
自旋-自旋偶合：自旋核之间的相互作用。 自旋-自旋裂分：因自旋偶合而引起谱线增
多的现象。
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自旋偶合的原因：自旋质子产生的一个小 磁场可通过成键电子的传递，对邻近的 质子产生影响。
如： 芳香环: 1600-1480cm-1， OH: >3000 cm-1, C=O : 1700 cm-1.
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三要素：位置、强度、峰形
特征基团区
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指纹区
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● 如果被测定物是已知物，只要和已知对 照品做一张共红外光谱图，二者红外光谱完 全一致则为同一物质；
● 如无对照品也可检索有关红外光谱数据 图谱文献。
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NOESY
O
EtO
R
H
OH
O
ORBiblioteka OEtHOH
O
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HMQC
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作用：
用于确定分子量； 求算分子式； 提供其他的结构信息；
特点：
适宜测定极性偏小和中等极性的化合物； 常规质谱仪价格比较便宜，一些特殊质谱
仪很昂贵； 样品用量少（只需5～10 μg）
远程偶合：相隔三个键以上的偶合。远程 偶合只发生在中间插入双键或三键的两 个质子。
偶合常数J：裂分峰之间共振吸收之差。
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化学等价：指化学位移相同的自旋核。
磁等价：一组化学位移相同的自旋核，若 与组外其它核的自旋偶合彼此之间也相 同，则该组核为磁等价核。如：
ClCH2CH3
BrCH=CH2
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3
人工合成进行确认
波谱、化学方法 推测出结构式
分子量分子式的确定
推测母体结构类型 功能基情况
纯度鉴定
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纯度确定--最基本的条件
检查纯度的方法：
外观、颜色、形态是否均一； 测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、
折光率等，这些物理常数都反映了化合物的纯 度。
如果可能是已知物，用已知结构的对照品进行 对照测定或测定它们的共熔点等；
解决手性中心附近有生色团(含通过化学转换可变成生色团的化 合物，如-OH、C=O)的化合物的绝对构型或优势构象的。
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对每一个具体的结构类型：要掌握下 面的主线
植物来源 提取分离
结构特点
理化性质
结构测定 生物活性
在理解的基础上，用自己的语言来消 化和记忆，善于归纳和总结，做到触类 旁通，举一反三。
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一、单项选择题
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. 分离系数不同
D. 萃取常数不同 E. 介电常数不同
2．原理为氢键吸附的色谱是（ ）
A. 离子交换色谱 B. 凝胶滤过色谱 C. 聚酰胺色谱
D. 硅胶色谱
天然药物化学成分以有机物为主，分子结构中必然有C、H原子，
它们的结合类型、化学环境不同，均可用NMR测定，是天然化合
物结构测定的重要手段。
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测量方法：利用原子核在磁场中发生 能级跃迁时，核磁矩方向改变产生 感应电流来测定核磁共振信号。
特点：比测透过率法灵敏度高。
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1、化学位移定义
注：电负性对δ影响是通过化学键 起作用的，它产生的屏蔽效应属 于局部屏蔽效应。
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•各向异性效应
分子中某些基团的电子云排布不呈球形 对称，它对邻近氢核产生一个各向异性 的磁场，从而使某些空间位置上的核受 屏蔽，而另一些空间位置上的核去屏蔽 的现象。
注：各向异性对δ影响是通过空间位置起 作用的，它产生的屏蔽效应属于远程屏 蔽效应。
第四节 植物化学成分结构研究方法
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1
一、结构研究的一般程序与方法
1.推断化合物结构类型 注意观察样品在提取、分离过程中的行为—测定有关物理化学性质，如不同 pH、不同溶剂中的溶解度及层析行为、化学定性反应等—结合文献调研 2.测定分子式及计算不饱和度 （1）元素定量分析和相对分子质量测定 （2）高分辨质谱（high resolution mass spetrometry, HR-MS)法 不饱和度（degree of unsaturation): Ω=C+1-H/2-X/2+N/2 C：化合物中C原子的数目
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• ● 氢核磁共振（1H-NMR)谱：
化学位移范围：在0～20 ppm
三大要素：化学位移(ppm)、偶合常数(J)及峰
面积。
灵敏度高，样品用量少（1～5 mg），测试时 间短
●碳核磁共振（13C-NMR)谱：
化学位移范围：在0～250 ppm
要素：化学位移(ppm)
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● 1945年，F. Bloch和E. M. Purcell 几乎同时发现了核磁共 振现象，获得1952年诺贝尔物理奖。
● 核磁共振仪器的发展：
40 60 90 100 300 500 600 750 MHz
●核磁共振：
氢核磁共振（1H-NMR)谱 碳核磁共振（13C-NMR)谱
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生色团 产生紫外吸收的不饱和基团，如C=C, C=O, O=N=O等；
助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原 子），它连到生色团上时，能使后者吸收波 长变长或吸收强度增加，如-OH, -NH2, -Cl 等；
深色位移：由于基团取代或溶剂效应，最大 吸收波长变长，也叫红移（red shift）；
化学位移：同种核由于在分子中的化学环 境不同而在不同共振磁场显示吸收峰的 现象。（化学位移值是外磁场强度的百 万分之几）
化学环境：指核外电子以及邻近的其它原 子核的核外电子的运动情况。
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屏蔽效应 局部屏蔽效应 远程屏蔽效应
局部屏蔽效应：核外成键电子对核产生 的屏蔽作用。
远程屏蔽效应：分子中其它原子和基团 的核外电子对核产生的屏蔽作用。
灵敏度较低，样品用量较多（5～20 mg），测 试时间长
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C=C
C=O
C=C-O
溶剂 CH2
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适用范围：信号过于复杂、重叠严重时，而对结
构推断产生困难时，可以简化谱图，有助判断；
特点：
对测试仪器要求比较高（超导核磁共振仪）； 谱图测试价格比较贵； 测试时间长，样品用量比较多（只需5～20 mg）
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● 鉴别功能基的化学反应：
三氯化铁反应、三氯化铝反应等等。
利用在酸水或碱水中的溶解度情况，提示该化 合物碱性功能基或酸性功能基的存在以及有无内 酯、内酰胺结构。
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7
● 化学降解法
将复杂分子通过氧化、还原等化学反应， 降解为几个结构比较简单又稳定的小分子化合 物，通过对降解产物的结构鉴定，再按降解机 理合理地推导出原来可能的化学结构式。
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一、基本原理
质谱（MS）：有机化合物分子在电子 流的轰击下，失去电子变成离子， 离子再在电场和磁场的综合作用下， 按照质量和电荷之比（质荷比m/z） 的大小顺序记录下来的图谱。
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质谱中常见的几种离子峰
分子离子峰 M + e- → M+ + 2 e-
碎片离子峰 同位素离子峰
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● 特点：
需用化合物量大； 反应剧烈； 主要产物得率少又费时； 现在较少应用，仅保留一些比较简单规律性又较
强的降解反应
● 衍生物制备－用化学方法研究结构的一 种常用手段，对结构推定有一定意义。