中药化学成分的研究的一般方法

高，操作不当，可影响渗漉效率，甚至影 响正常操作。
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提取
43
提取
热提法 煎煮法：是我国最早使用的传统浸出方法。
容器：一般为陶器、砂锅或铜制器皿 优点：简单易行 缺点：杂质多，易霉变，挥发性成分及加热易破坏的 成分不宜用此法，含多糖类成分较多的中药，煎煮后 粘 度大，难过滤。
（一）提取 热提法
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（3）木脂类
成分简介
主要性质：两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物
溶解性：游离：亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿乙醚、 乙醇等。
成苷：水溶性增大
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5、黄酮类
成分简介
两个苯环通过中间三碳相互连接而成的一系列化合物
主要性质：母核构型：C6-C3-C6 多具有酚羟基，显酸性
溶解性：游离：易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶 剂及稀碱溶液中。
H
大黄素 -CH3
-OH
R2
O
R1
芦荟大黄 -CH2OH 大黄素甲醚 -CH3
大黄酚 -CH3
主要性质：分子中具有醌式结构的化合物
H -OCH3
H
分子中多具有酚羟基，有一定的酸性
溶解性：游离：多溶于乙醇、氯仿等有机溶剂，微溶或难溶于水 成苷：极性增大，易溶于甲醇、乙醇中，可溶于热水
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4、苯丙素类 （1）简单苯丙素类
缺点：挥发性强、多易燃（除氯仿）、价格较贵、毒性大 、设备要求高、且它们穿透植物组织能力弱、需长时间反 复提取才能提取完全。
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提取
常用溶剂极性
水 甲醇、乙醇
丙酮
极性大
正丁醇 乙酸乙酯
乙醚
氯仿
二氯甲烷
苯 四氯化碳
石油醚
极性小
常用提取溶剂特点
1．比水重的有机溶剂：氯仿 2．与水分层的有机溶剂：环己烷 ~ 正丁醇 3．能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇 4．与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮 ~ 甲醇 5．极性最大的有机溶剂：甲醇 6．介电常数最小的有机溶剂：石油醚 7．水中萃取苷类、水溶性生物碱成分的有机溶剂：正丁醇 8．溶解范围最广的有机溶剂：乙醇
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。
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3、提取方法
提取
冷提法： X浸渍法 Y渗漉法
热提法： X煎煮法 Y回流提取法 Z连续回流提取法（索氏提取法）
冷提法
浸渍法（静态提取）：
提取
优点：不用加热，简便易行。 缺点：浸出率低，若用水为溶剂，其提取液易发霉。 应用：适用于遇热易破坏、挥发的成分，也适用于
原理：利用超声波产生的强烈的空化效应、机
械振动及加热效应等多种作用来增大物质分子 运动频率和速度，破坏植物的细胞，增加溶剂 穿透力，加速药物有效成分进入溶剂，促进提 取的进行。
特点： z无需高温加热
z常压提取
z提取效率高
z提取时间短
z能耗少
z药液杂质少，有效成分易于分离、纯化。
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z简单易行，设备的维护和保养方便
糖—X—苷元 苷键
糖-OH + H-(C)苷元-H2O
苷键原子 糖- (C)苷元
溶解性
苷能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶 于乙醚或苯中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯 仿中。
苷元则大多难溶于水，可溶于乙醇、甲 醇，溶于有机溶剂。
毛茛苷
红景天苷
苦杏仁苷
8
成分简介
3、醌类
OH O OH
苷元名称 R1
R
大黄酸 -COOH
±：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。
22
10、鞣质
成分简介
又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物的总称
主要性质：可与蛋白质结合形成致密、柔
韧、不易腐败又难透水的化合 物。 其水溶液遇重金属盐如醋酸铅、 醋酸铜等能产生沉淀，还能与
蛋白质、生物碱盐类形成沉淀。
溶解性：能溶于水、乙醇、丙酮、乙酸乙
酯等极性大的溶剂，不溶于石油 醚、氯仿、苯等极性小的有机溶 剂，可溶于乙醇与乙醚的混合液。
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生合成途径
第二节 各类中药化学成的主要生物合成途径
一次代谢产物 每种植物中普遍存在的维持有机 体正常生存的必需物质，如叶绿 素、糖类、蛋白质、脂类和核酸 等。
二次代谢产物
含淀 粉或粘液质多的成分。 器具：除铁以外的任何容器。
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渗漉法（动态提取） 药材粉碎后，加入渗漉桶中（见图）
结束渗漉：当颜色极浅或渗漉液体积相当于原药 材重量的10倍时，一般认为基本提取 完全。或通过定性反应实验判断。
优点：适合提取热不稳定化合物，杂质少 缺点：溶剂用量大，提取时间长 注意：渗漉法对药材的粒度及工艺条件要求较
成苷：易溶于水、甲醇、乙醇等极性溶剂。
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6、萜类和挥发油 （1）萜类
成分简介
凡由甲戊二羟酸衍生且基本母核的分子式符合 (C5H8)n通式的衍生物
结构特征：基本母核的分子式符合(C5H8)n 主要性质：单萜和倍半萜具挥发性；
二萜和二倍半萜一般结晶
溶解性：游离：亲脂性，难溶于水。 单萜和倍半萜——水蒸气蒸馏； 内酯结构的萜类：溶于碱水，酸化后，又从水中析出； 苷化后具有一定的亲水性。
中药化学成分研究的一般方法
3
成分简介
第一节 中药化学成及生物合成简介 一、各类成分简介
单糖
结构特点：单分子，无色结晶 溶 解 性：易溶于水，难溶于无水乙醇，不溶于有机溶剂
低聚 糖
结构特点：结构特点：2 ～9个单糖脱水缩合而成 溶 解 性：易溶于水，难溶或几乎不溶于等有机溶剂。
故含有低聚糖的水提液中加入乙醇会析出沉淀。
成分简介
结构上属于苯丙烷衍生物，依C3侧链的结构变 化，可分为苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸 等类型
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（2）香豆素类
成分简介
一类具有苯骈α-吡喃酮母核的天然化合物的总称
主要性质：由顺邻羟基桂皮酸脱水而形成的内酯；在稀碱溶 液中可水解开环，生成顺邻羟基桂皮酸的盐，加 酸后可环合成原来的内酯。
溶解性：游离：溶于沸水，甲醇、乙醇和乙醚； 成苷：溶于水、甲醇、乙醇
14
15
6、萜类和挥发油 （2）挥发油
成分简介
一类可随水蒸气蒸馏、与水不相溶的油状液体物 质
主要性质：无色或淡黄色的透明油 状液体，具芳香味，常温下能挥发， 有较强的折光性和旋光性。
溶解性：易溶于大多数有机溶剂， 如乙醚、苯、石油醚、 乙醇等。
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7、生物碱
成分简介
是一类存在于生物体内的含氮有机化合物，具有 碱性，能与酸结合成盐
LGY
中药化学
2017.3.3
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第二章 中药化学成分的一般研究方法
石河子大学2药学院
研究对象
中药防病治病的药效物质基础 ——中药化学成分
中药中含有哪些典型化学成分？ 各类型化学成分在中药中如何形成的？ 如何从中药中将目标化学成分提取出来？ 如何将提取物分离成单体化合物？ 如何鉴定单体化合物的化学结构？
结构特征：30个碳原子组成的萜类化合物 主要性质：水溶液多具有发泡性、溶血性 及鱼毒性
溶解性：苷元：亲脂性溶剂中，不溶于水。 三萜皂苷：难溶于石油醚、乙醚 等溶剂，可溶于水，易溶于热水、 稀醇、热甲醇或热乙醇中。 含水丁醇或戊醇对皂苷的溶解度 较大，常作为提取皂苷的溶剂
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成分类型
水 醇类
亲脂性有机溶剂
虹吸支管
缺点：不适于提取挥发性及不稳定物质; 溶剂量大，操作繁琐
加热
烧瓶 溶剂
提取浓缩机组
结构示意图
提取
（二）水蒸气蒸馏法
挥发油多用此法，要求能挥发、 与水不混溶、遇水稳定。
提取
49
提取
（三）升华法
用于具有升华性的成分提取，如某些小分子香豆素， 蒽醌，樟脑等。
50
提取
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（四）超声波提取法
结构特征：环戊烷骈多氢菲甾核 主要性质：水溶液多具有发泡性、溶血 性及鱼毒性
溶解性：苷元：亲脂性溶剂中，如石油 醚、氯仿等，而不溶于 水。
甾体皂苷：一般可溶于水，易 溶于热水、稀醇，不溶或难 溶于石油醚、苯、乙醚等亲 脂性溶剂
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9、三萜类化合物
成分简介
是一类基本骨架由30个碳原子组成的萜类化合物
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）
+
+
－

（亲脂性）
－
+
+
油脂、蜡
－
+
+
提取
工 业 生 产 使 用 超 声 波 提 取 仪
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（五）微波提取法
原理：利用不同组分吸收微波能力差异，使基
回流提取法：
优点：提取效率较冷浸法高 缺点：提取成分受热时间较长。
遇热不稳定、易变化的 成分不宜采用此法
连续回流提取法：
冷凝水出口
应用：一般挥发性有机溶剂提取中草药有 效成分时，不论小型实验还是大型生产均 以连续提取法为好。
冷凝管 冷凝水入口
装置：实验室常用索氏提取器。
药材
优点：所用溶剂量较少，提取成分较完蒸气全支，管 提取效率高。
提取
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： 由分子中官能团的种类、数目、及排列方式等综 合因素决定。
分子较小，极性基团多的物质： 亲水性较强—易溶于亲水性溶剂
分子较大，极性基团少的物质： 亲脂性较强—易溶于亲脂性溶剂
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提取
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。
生物碱
苯丙素类 木脂素类 香豆素类
如查尔酮、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
第一节 中药化学成及生物合成简介
提取
基本指导原则：应根据被提取成分的主要理化 性质，同时考虑各种方法的原理和特点进行选 定；要以生物活性或药理学指标为引导。
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提取
提取：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。
结构特征：含氮有机化合物 主要性质：碱的性质——与酸结合成盐
溶解性：游离：不溶于水或难溶于水，能溶于乙醇、氯仿、丙 酮、乙醚和苯等有机溶剂。
生物碱盐：尤其是无机酸盐和小分子有机酸盐则易溶 于水及乙醇，不容或难溶于常见的有机溶剂。
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成分简介
8、甾体类化合物 是一类结构具有环戊烷骈多氢菲甾核的化合物
常见基团极性；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。
OH
O
A
B
C
OCOCH3
提取
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。
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。
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提取
Hale Waihona Puke Baidu
亲水性有机溶剂：指与水能混溶的有机溶剂。
特点：对细胞穿透力强
常用：甲醇
、乙醇
、丙酮
等
优点：提取范围广、效率高、沸点低、可回收利
用、不易酶变、极性可调、价廉；
缺点：易燃
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提取
亲脂性有机溶剂：指与水不能混溶的有机溶剂
常用：石油醚、苯 等
、乙醚、氯仿
、乙酸乙酯
优点：选择性能强、不易提出亲水性杂质、易用混合溶剂
多糖
结构特点：10个以上单糖脱水缩合而成高聚物 溶 解 性：大都不溶于水，即使溶了也只能生成胶体溶
液。（一般难溶于60%以上的乙醇及其他有 机溶剂）
单 糖
5
低 聚 糖
6
多 糖
O O O O O O O O O
7
成分简介
2、苷类
苷键原子 X=O、N、S或C等
结构特征
是糖或糖的衍生物与非糖物质（称为苷元 或配基）通过糖的的端基碳原子连接而成的化 合物
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（一）溶剂提取法 1、提取溶剂
提取
1）理想溶剂：有效成分溶解性大，无效 成分溶解性小，与植物成分不起化学反 应；安全、成本低；
31
2）溶剂分类：
提取
水：强极性溶剂
应用：适于提取盐、糖类、分子不大的多糖、鞣质、 氨基酸、蛋白质、有机酸盐、生物碱盐等水溶性成分。 优点：价廉易得，安全 缺点：杂质多，回收麻烦，易发霉变质
经典的提取方法：如溶剂法、水蒸气蒸馏 法、升华法等。
现代的提取方法: 超临界提取法、超声提取 法、微波提取法
29
（一）溶剂提取法
提取
原理：溶剂 →组织细胞 →溶解可溶物 →溶液（提取液）
根据化学成分与溶剂间“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。
在特定的条件下，一些重要的一次代谢 产物，如乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A， 莽草酸及一些氨基酸等作为前体或原料， 进一步经历不同的代谢过程，生成生物 碱、黄酮、萜类、皂苷等。。
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萜类 甾体类化合物
脂肪酸类 酚类 醌类
¾醋酸-丙二酸途径（AA-MA途径 ¾甲戊二羟酸途径（MVA途径） ¾莽草酸途径（shikimic acid pathway） ¾氨基酸途径（amino acid pathway） ¾复合途径