中药化学课件---第二章中药化学成分提取分离方法

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(1)质子宽带去偶(BBO): 也叫全氢去 偶(COM). 噪音去偶.
采用宽频电磁辐射照射所有1H核使之饱和后测得的 13C- NMR谱(即去掉所有氢核对碳核的偶合影响)。
40
特征:图谱简化,每个碳原子都为单峰,互不
重叠。
方便于判断碳信号的化学位移。
伯、仲、叔碳峰增强,季碳为弱峰(照射1H核
9
特点:具有液体和气体的双重特性,
如:密度与液体近似 黏度与气体近似 扩散系数是液体 的100倍
对很多物质有很强 的溶解能力
中药提取常用的超临界流体 :二氧化碳
10
优点:
1.临界温度(Tc=31.4)接近室温, 热敏成 分稳定. 2.临界压力(Pc=7.37 MPa)不高, 易操作. 3.本身呈惰性,与化合物不反应. 4.价格便宜.
溶解范围广 穿透能力强 易得、安全
生物碱盐 苷类 糅质 糖类 氨基酸 蛋白质
煎煮法
渗漉法
3





有些苷类成分的酶解 有些脂溶性成分溶解不完全 水提液易发霉、变质 水溶性杂质多,过滤困难 沸点高,浓缩困难
4
亲水性有机溶剂
(和水可任意混溶) 溶解范围广 水溶性杂质溶出少 乙醇 可抑制酶的活性 提取液不易发霉、变质 大部分可回收利用 但有挥发性、易燃烧 除多糖、 蛋白质外 大多数 化学成分 均可溶解 渗滤法 浸渍法 回流法 连续回流法
产生NOE效应)
无法区别碳上连接的1H核数目。
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(2)偏共振去偶:(此法现已基本上被 DEPT所替代)
仅保留直接与碳原子相连1H核对碳的偶合J 1CH (即去掉氢核对碳核的远程偶合J 2CH J 3CH)
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物理吸附(表面吸附) 无选择性、吸附 可逆、可快速进行,应用较多
吸 附 性 差 别
硅胶 氧化铝 活性炭 化学吸附
极性吸附剂 极性吸附剂 吸附性差别 非极性吸附剂 有选择性、吸附牢固或不可 逆、洗脱难, 应用较少 半化学吸附 吸附力介于上述二者之间
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吸 附 性 差 别
碱性氧化铝对酚酸类(黄酮、蒽醌)的吸附 酸性硅胶对生物碱的吸附 聚酰胺 (氢键吸附) 大孔吸附树脂 吸附原理(范德华引力或产生氢键) 分子筛原理(本身多孔性结构的性质决定的)
4000
3600
3000
1500
1000
625cm-1
特征频率区 特征官能团的鉴别
指纹区
29 化合物真伪的鉴别
羟基(酚羟基、醇羟基) 3600~3200 cm-1 游离羟基 ~3600 cm-1 氢键缔合羟基 3400~3200 cm-1 羰基 1600~1800 cm-1 酮 ~1710 cm-1 酯1710~1735 cm-1 芳环 1600、1580、1500cm-1 有2~3个峰 双键 1620~1680 cm-1
算,13C信号将不断增强,噪音则越来越弱。
经过若干次的扫描及累加计算,最后即得到
一张好的NMR谱。由于该装臵的出现及计算机 的引入,才使得13C-NMR用于有机化合物结构 研究成为可能。
信息参数:化学位移(δC)、异核偶合常数
(JCH)、驰豫时间(T1)
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(1)
化学位移:大致范围 (δC ) 0-200ppm
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分 子 大 小 差 别
透析法 (半透膜膜孔的 分子筛作用) 凝胶滤过法 (三维网状 结构的分子筛作用) 超滤法 (分子大小不 同引起的扩散速度的 差别) 超速离心法 (溶质在 超速离心作用下沉降 性的差别)
蛋白质的脱盐精制 蛋白、多糖的分离及 小分子化合物的分离 大分子化合物精制分离 同上
17
25
三、结构研究
化合物纯度的判定方法 1.结晶均匀、一致。 2.熔点明确、敏锐(0.5~1.0℃) 3.TLC (PPC):三种以上不同展开剂展开, 均呈现单一斑点。 4.HPLC、GC也可以用于化合物纯度的判断。
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(二)四大光谱在结构测定中的应用
紫外 — 可见光谱(UV -VIS)—— 共轭 体系特征 分子中电子跃迁(从基态至激发态)。 n-π*、π-π* 跃迁可因吸收紫外光及 可见光所引起,吸收光谱将出现在光的紫 外区和可见区(200~700nm)
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1H-NMR核磁共振辅助技术: (1)重氢 (D2O) 交换 —— 推断活泼质子 (羟基)的存在与否 (2)核增益效应(NOE):指在核磁共振中选 择性照射一种质子使其饱和,则与该质子在 立体空间位臵上接近的另一或数个质子信号 强度增高的现象。 (3)溶剂位移:苯诱导位移 ——由于溶剂分 子(苯)的接近,对化合物将发生不同的屏 蔽及去屏蔽作用,使质子化学位移发生变化 的现象。
电子云密度小,处于高场,δ值大
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~0.9-C-CH3
常见结构的化学位移大致范围 ~2.1-COCH 3 (要求熟记)
~3.0-NCH3 -CHO -COOH Ar-H

~1.8-C=C-CH3
~3.7-OCH3 -C=C-H
11
10
9
8
7
6 5 (δppm)
4
3
2
1
0
推断化合物的结构(含1H核基团的结构)
第二章
中药化学成分提取分离方法
1
一、中药化学成分的提取
(一)溶剂提取法


依据:化学成分的溶解性(极性)
关键:提取溶剂的选择

溶剂的选择原则:相似相溶的原则,
价廉、易得、无毒、安全等。

提取方法:浸渍法、渗漉法、煎煮法、
回流提取法、连续回流提取法。
2
常用提取溶剂性能特点
提取溶剂 强极性溶剂 水 性能特点 适宜提取成分 提取方法
5
甲醇 溶解特点与乙醇相似,但有毒
丙酮 溶解性能同乙醇,但沸点低、易挥发,
不常于提取溶剂;对色素溶解性好, 常用于分离、精制。
6
亲脂性有机溶剂
对化合物溶解选择性较强
水溶性杂质少、易纯化 挥发性大、易燃烧 有毒、价格昂贵, 对提取设备要求高 穿透力较弱,提取时间长 作为提取溶剂不常用 苷元 某些苷类 游离生物碱
7
连续回流法 回流法

乙醚 氯仿
bp.35℃,极易燃
bp.61℃、d 1.48,不易燃,毒性大 对生物碱溶解性好
苯 bp.80.1℃,毒性大 石油醚 沸程30~60℃、60~90℃、
90~120℃ 脱脂、脱色
8
(二)水蒸气蒸馏法
适用于挥发性成分(主要 是挥发油)的提取 (三)二氧化碳超临界流体萃取技术(CO2-SFE) CO2-SFE :以超临界流体作为萃取 介质的一种提取新技术。 超临界流体:处于临界温度(Tc)、临界压力 (Pc)以上,介于气体与液体之间 的流体。

200nm
400
紫外区(UV)
700nm
可见区(VIS)
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应用:
推断化合物的骨架类型——
共轭系统。
取代基团的推断。如加入诊断试剂推断黄酮
的取代模式(类型、数目、排列方式)
用于含量测定(以最大吸收波长作为检测波
长进行含量测定)。
28
红外光谱(IR)
分子中价键的伸缩及弯曲振动所引起的吸收而测 得的吸收图谱,称为红外光谱。
11
超临界流体萃取中药成分的主要优点:
1. 可以在接近室温下工作,防止热敏成分 的破坏或逸散。 2. 萃取过程几乎不用有机溶剂,萃取物中 无溶剂残留,对环境无污染。 3. 提取效率高,节约能耗。
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二.中药化学成分分离与精制方法
分离依据 分 配 系 数 ( ) 差 异 分离方法 分离原理或特点
二相萃取法 逆流分溶法(CCD) 液滴逆流色谱法(DCCC) 高速逆流色谱法(HSCCC) 液-液分配柱色谱 正相色谱和反相色谱 加压液相色谱法 正相色谱和反相色谱 快速色谱 低压液相色谱(LPLC) 中压液相色谱(MPLC) 高压(效)液相色谱法(HPLC)
两个化合物完全相同的条件 1、 特征区完全吻合 2、 指纹区也需完全一致
1H-NMR(核磁共振氢谱): 信息参数:化学位移(δ)、峰面积、峰裂分 (s 、d、t、q、m)及偶合常数(Ј)
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(1)化学位移(δppm):
与1H核所处的化学环境(1H核周围的
电子云密度)有关
电子云密度大,处于高场,δ值小
13
K
溶解度差异
溶ຫໍສະໝຸດ Baidu解 度 差 异
溶剂沉淀法 水提醇沉法(水/醇法) 醇提水沉法(醇/水法) 醇/醚(丙酮)法 酸/碱法 碱/酸法 试剂沉淀法 钙、钡、铅盐沉淀法 生物碱沉淀试剂沉淀法 结晶及重结晶
除去多糖、蛋白质等水溶性杂质 除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质 皂苷的纯化(除去脂溶性杂质) 生物碱的分离纯化 酸性成分(如苷元)的分离纯化 酸性成分的分离 生物碱的分离纯化 化合物的进一步精制
氧化铝 活性炭
吸附原理 吸附原理
非极性吸附剂 从稀水溶液中富集微量物质 吸附规律与上相反 脱色(脂溶性色素)
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聚酰胺
氢键吸附 酚羟基数目多,吸附力强 能形成分子内氢键者,吸附力下降 黄酮、蒽醌的芳香化程度高 吸附力增强
水洗脱力弱
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大孔吸附树脂
吸附原理 非极性化合物易被非极性树脂 吸附---糖与苷的分离 分子筛原理 在溶剂中溶解度增大,吸附力 下降(从水提液富集苷类) 非极性树脂,极性小的溶剂洗脱力强
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液-液分配色谱(分配原理)
类 型 固定相 流动相 应 用
正相色谱
水 > BAW系统
极性、中极性物质分离
(以PPC为例)
反相色谱 ODS<甲醇-水 乙腈-水 最广泛,非极性、
中极性各类物质分离
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加压液相色谱
类 型
分析用高压液相色谱(HPLC) 制备用高压液相色谱(HPLC) 中压液相色谱 ( MPLC ) 低压液相色谱 ( LPLC ) 5.05~20.2 ×105 < 5.05 ×105
压 力(Pa)
> 20.2 ×105
分离规模
1mg左右 > 5mg > 100mg 10mg~1g
快速色谱
约2.02 ×105
> 10mg
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葡聚糖凝胶色谱
类 型 葡聚糖凝胶 原 理 溶胀溶剂 分子筛 水 (大→小) 应 用 多糖、多肽、 蛋白质分离
羟丙基 分子筛 水、极性 适于不同类型 葡聚糖凝胶 (糖苷) 有机溶剂 吸附原理 或二者的混合溶剂 (苷元) 化合物分离
不同系统偶合常数 (J Hz) 大小
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芳环
双键
J邻6~10Hz J间 0~3Hz J对0~1Hz J顺7~11 Hz J反12~18 Hz
饱和烃类相邻碳原子上质子偶合常数的大小 与两个氢原子之间的立体夹角θ有关
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θ=60°
J = 2-4 Hz θ=180° J = 9-10 Hz 环己烷及其类似物相邻碳原子上质子的偶合 常数 Jaa 10-13Hz ( θ=180°) Jae 2-5Hz ( θ=60°) Jee 2-5Hz ( θ=60°)
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(二)峰面积: 磁等同质子的数目 —— 用积分曲线面积(高度)表示 (三)峰裂分及偶和常数:
磁不等同两个或两组1H核在一 定距离内相互自旋偶合干扰, 发生的分裂所表现出的不同裂分 峰裂分的数目 符合 n+1 规律 ( n = 磁等同质子的数目 ) s d t q m 单峰 双峰 三重峰 四重峰 多重峰 峰裂分的距离 用偶合常数(J)表示
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13C-NMR(
核磁共振碳谱 ):
FT-NMR: 即脉冲傅里叶变换核磁共振。其装 臵原理为采用强的脉冲照射使分子中所有的
13C
核同时发生共振,生成在驰豫期内表现为
指数形式衰减的正弦波信号(自由诱导衰减; FID)经傅里叶变换即成为正常的NMR 信号。
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随着脉冲扫描次数的增加及计算机的累加计
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离子交换吸附树脂
树脂类型
阳离子交换树脂
原理
离子交换
应 用
从酸水溶液中吸附碱性 成分(生物碱) 除去酸性、中性成分
强酸性(R-SO3-H+) 阳离子 弱酸性(-COO-H+)
阴离子交换树脂
离子交换
从碱水溶液中吸附酸性
成分(有机酸) 除去碱性、中性成分
强碱性(RN+(CH3)3CI-) 阴离子
弱碱性 (伯、仲、叔胺)
离 离子交换树脂法 解 程 度 阳离子交换树脂 不 阴离子交换树脂 同
氨基酸、生物碱、 有机酸的分离
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常用色谱分离方法介绍 :
吸附剂
硅胶
分离原理
吸附原理
吸附色谱 吸附规律


弱酸性、极性吸附剂 广泛(酸、碱及 化合物极性越大、 中性成分均可) 吸附能力强(难洗脱) 溶剂极性越小,吸附力越强 碱性、极性吸附剂 吸附规律同上 碱性、中性成分 (酸性成分与铝络合)
不同 13C 核δC大小与13C 核所处的化学环境(周围 电子云密度)有关
主要结构13C 核δC的大致范围 ( 要求熟记 ) 饱和碳原子(0~60) c=c Ar 50~80 (c-o) 150~220( c=o)
200
150
100
50
( δC ppm )
0
39
用于13C 核类型的推断
常用13C- NMR测定技术及其特征:
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