天然药物化学重点知识总结

第一章总论

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。其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药效成分）的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。

 一.中草药有效成分的提取

从药材中提取天然活性成分的方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法及升华法等。

(一)  常用提取方法

方法

原理

范围

溶剂法

相似相溶

所有化学成分

蒸馏法

与水蒸气产生共沸点

挥发油

升华法

遇热挥发，遇冷凝固

游离蒽醌

（二）溶剂提取法

●溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据“相似相容”原理进行的，通过选择适当溶剂将中药中的化学成分从药材中提取出来的一种方法。（考试时请这样回答哦！）

＊ 常用溶剂极性有弱到强排列：石油醚＜环己烷＜苯 ＜乙醚＜氯仿＜醋酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水（丙酮，乙醇，甲醇能够和水任意比例混合。）

＊ 常用溶剂的性质：亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂、水

＊ 一般情况下，分子较小，结构中极性基团较多的物质亲水性较强。而分子较大，结构上极性基团少的物质则亲脂性较强。

●天然药物中各类成分的极性

·多糖、氨基酸等成分极性较大，易溶于水及含水醇中；

·鞣质是多羟基衍生物，列为亲水性化合物；

·苷类的分子中结合有糖分子，羟基数目多，能表现强亲水性；

·生物碱盐，能够离子化，加大了极性，就变成了亲水性化合物；

·萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于氯仿、乙醚等亲脂性溶剂中；

·油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性成分，易溶于石油醚等强亲脂性溶剂中

总之，天然化合物在溶剂中的溶解遵循“相似相溶”规律。即极性化合物易溶于极性溶剂，非极性化合物易溶于非极性溶剂，分子量太大的化合物往往不溶于任何溶剂。

溶剂提取法的关键是选择适宜的溶剂(选择溶剂依据:根据溶剂的极性和被提取成分及其共存杂质的性质，决定选择何种溶剂)(各溶剂法分类见《天然药物化学辅导教材》P5)

（三）水蒸气蒸馏法

只适用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。天然药物中的挥发油、某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚性物质如牡丹酚等的提取可采用水蒸气蒸馏法。

（四）升华法

某些固体物质如水杨酸、苯甲酸、樟脑等受热在低于其熔点的温度下，不经过熔化就可直接转化为蒸气，蒸气遇冷后又凝结成固体称为升华。天然药物中有一些成分具有升华性质，能利用升华法直接中药材中提取出来。但天然药物成分一般可升华的很少。

果蔬脱水新技术实质上升华脱水法。

（五）超临界二氧化碳流体萃取法（了解部分，见《天然药物化学辅导教材》P6）三、中草药有效成分的分离与精制

(一)  根据物质溶解度不同进行分离

1. 原理: 相似相溶    

2. 方法: 结晶法、试剂沉淀法、酸碱沉淀法、铅盐沉淀法、盐析法

(二)  根据物质分配系数的不同进行分离

K = CU / CL（CU：上相，CL：下相），K值与萃取次数成反比，即K值越大，萃取次数越少，反之越多。

⑴分配系数（K值）与萃取次数的关系

原理:  利用物质在两种互不相溶的溶剂中的分配系数的不 同达到分离 。  

分配系数K值:一种溶质在两相溶剂中的分配比。K值在一定的温度和压力下为一常数。

⑵分离因子（β值）与分离难易的关系

分离因子β：两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。b = KA / KB (KA>KB)

b值越大，越易分离； b =1时，无法分离。

⑶ 酸碱度（pH值）对分配比的影响

溶剂系统PH的变化影响酸性、碱性、及两性有机化合物的存在状态（游离型或离解型），从而影响在溶剂系统中的分配比。（游离型------极性小的溶剂；离解型-------极性大的溶剂）

◆PH12，酸性物质呈离解型（A－）、碱性物质以游离型（B）存在。

【纸色谱法 PC】（以滤纸纤维为惰性载体的平面色谱）

支持剂：纤维素（滤纸）       固定相：纤维素上吸附的水(20-25%)

展开剂：与水不相混溶的有机溶剂或水饱和的有机溶剂

Rf值： A、物质极性大， Rf值小；                 B、 物质极性小， Rf值大。

应用：适合于分离亲水性较强的物质。

【液-液分配柱色谱法】（固定相主要为化学键合）

柱色谱：将吸附固定液的载体装入色谱管中进行分离和检测混合物成分的色谱法。

按是否加压分：常压柱色谱、加压柱色谱    按相极性分：正相色谱、反相色谱

载体：硅胶（含水17%以上）、硅藻土及纤维素等

●正相色谱：固定相＞流动相（极性）

固定相：水、缓冲溶液      流动相：氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂

洗脱顺序：极性小的化合物先出柱，极性大的化合物后出柱

应用：适用于水溶性或极性较大的化合物，如生物碱、苷、糖类、有机酸等。

●反相色谱：固定相＜流动相（极性）

固定相：石蜡油，化学键合相（如十八烷基硅胶键合相）

流动相：水、甲醇、乙腈等强极性有机溶剂

洗脱顺序：极性大化合物，先出柱；极性小化合物，后出柱。

应用：适合于脂溶性成分，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。

..根据物质吸附性差别进行分离

【吸附色谱法】利用同一吸附剂对混合物中各成分吸附能力的不同而达到分离的色谱方法。

吸附类型：1.物理吸附（溶液分子与吸附剂表面分子的分子间作用力）：硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂的吸附。相似者易吸附

2.化学吸附：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，生物碱被酸性硅胶吸附等。

3.半化学吸附：如聚酰胺与黄酮类、蒽醌类等化合物之间的氢键吸附。介于物理吸附与化学吸附之间。

【固-液吸附柱色谱】

将待分离混合物样品加在装有吸附剂的柱子中，再加适当的溶剂(洗脱剂)冲洗，由于吸附剂对各组分吸附能力不同，各组分在柱中向下移动的速度不同，吸附力最弱的组分随溶剂首先流出，通过分段定量收集洗脱液而使各组分得到分离。

固-液吸附三要素：吸附剂、溶质、溶剂

●吸附剂的种类及特点    1.极性吸附剂（氧化铝、硅胶）特点：

a.对极性强的物质吸附能力强。

b.溶剂极性减弱，则吸附剂对溶质的吸附能力增强；反之，则减弱。

c.溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，一旦加入极性较强的溶剂时，又可被置换洗脱下来。

为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离。通常在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱溶剂中常加入适量的醋酸（或氨、吡啶、二乙胺），以防止拖尾，改善分离效果。

●非极性吸附剂（活性炭）特点：

 活性炭因为是非极性吸附剂，对非极性物质具有较强的亲和能力。在水中对溶质表现出强的吸附能力，溶剂极性降低，则活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。

当用活性炭作吸附剂进行层析时，下列洗脱剂的洗脱能力由小列大为：水 、l0％ 、20％ 、30％ 、50%、75％ 、95％的乙醇。【聚酰胺吸附色谱法】

通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。

●吸附强弱规律（含水溶剂中）a.形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。

形成氢键的能力与溶剂有关，一般在水中形成氢键的能力最强，在有机溶剂中较弱，在碱性溶液中最弱。               c.分子中芳香化程度越高，则吸附性能越强。

b.易形成分子内氢键的化合物，其吸附性能减弱。

在聚酰胺柱色谱分离时，通常用水装柱，样品也尽可能作成水溶液上柱以利聚酰胺对溶质的充分吸附，形成较窄的原始谱带。随后用不同浓度的含水醇洗脱，并不断提高醇的浓度，逐步增强从柱上洗脱物质的能力。

甲酰胺、二甲基甲酰胺及尿素水溶液因分子中均有酰胺基，作为第三者可以同时与聚酰胺及酚类等化合物形成氢键缔合，故有很强的洗脱能力。此外，水溶液中加入碱或酸均可破坏聚酰胺与溶质之间的氢键缔合，也有较强的洗脱能力。

●各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强排序为：

  水→甲醇→丙酮→氢氧化钠水溶液→甲酰胺→二甲基甲酰胺→尿素水溶液

●应用          a.特别适合于酚类、醌类、黄酮类化合物的制备和分离。

b.对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其它极性与非极性化合物的分离也有着广泛应用。

c.用于提取物的脱鞣质处理

【大孔吸附树脂的吸附】

由于吸附性和分子筛原理，有机化合物吸附力的不同及分子量的不同，在大孔吸附脂上经一定的溶剂洗脱而分开。 ①吸附性-----范德华引力或产生氢键的结果。

②分子筛------本身多孔性结构所决定。            大孔吸附树脂：分为极性和非极性

●影响因素：

a.一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性化合物易被极性树脂吸附。

糖是极性的水溶性化合物，与D型非极性树脂吸附作用很弱，据此经常用大孔吸附树脂将中药的化学成分和糖分离。

b.物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。

c.分子量小、极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强；反之，与极性大孔吸附树脂吸附作用强。

d.能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易吸附。

●洗脱液的选择：最常用的水、乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯

对非极性大孔树脂：洗脱液极性越小，洗脱能力越强；

对极性大孔树脂：洗脱液极性越大，洗脱能力越强。

●应用   广泛应用于天然化合物如苷与糖类的分离、生物碱精制。

主要用于水溶性大分子化合物的分离和精制：如多糖、蛋白质、多肽类化合物分离。

  (四)  根据物质分子大小差别进行分离

【凝胶色谱法】：将含有大小不同分子的混合物样品液，通过多孔性凝胶（固定相），用洗脱剂将分子量由大到小的化合物先后洗脱的一种分离方法。

 (五)  根据物质解离程度不同进行分离

天然有机化合物中，具有酸性、碱性及两性基团的分子，在水中多呈离解状态，据此可用离子交换法或电泳技术进行分离。以下仅简单介绍离子交换法。

●.原理：是以离子交换树脂作为固定相，用水或含水溶剂为流动相。当流动相流过交换柱时，溶液中的中性分子及不与离子交换树脂交换基团发生交换的化合物将通过柱子从柱底流出，而具有可交换的离子则与树脂上的交换基团进行离子交换并被吸附到柱上，随后改变条件，并用适当溶剂从柱上洗脱下来，即可实现物质分离。

●结构及性质：离子交换树脂外观均为球形颗粒，不溶于水，但可在水中膨胀。

●吸附规律：阳离子交换树脂——分离碱性成分；阴离子交换树脂——分离酸性成分

●.应用：主要用于能产生离子型的成分如氨基酸、肽类、生物碱、有机酸、酚类等。

四、结构研究法            结构测定常用的波谱分析

【紫外-可见吸收光谱uv】凡具有不饱和键的化合物，特别是存在共扼不饱和键的化合物，在紫外-可见光谱（200－700 nm）中有特征吸收峰，所以紫外光谱适用于鉴定不饱和键的有无，或用以推测这些不饱和键是否共扼。

【红外光谱  IR】红外光谱能充分反映官能团与波长的关系，所以对确定未知物的结构非常有用。 常见官能团伸缩振动区：①O-H、N-H （3750－3000 cm-1）               ②C-H （3300－2700 cm-1 ）

③C≡C（2400－2100 cm-1 ）   ④C=O  （1900－1650 cm-1 ）     ⑤C=C   （1690－1600 cm-1 ）

【质谱 MS】就是化合物分子经电子流冲击或用其他手段打掉一个电子后，形成正电离子，在电场和磁场的作用下，按质量大小排列而成的图谱。用质谱测定有机分子的分子量。

【核磁共振谱（NMR）】1H–NMR和13C-NMR能提供分子中有关氢及碳原子的类型、数目、互相连接方式、周围化学环境以及构型、构象等结构信息。

● 氢谱（H—NMR）       

1H –NMR通过测定化学位移（δ）、  质子数以及裂分情况（重峰数及偶合常数J）可以得出分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。

①化学位移：在有机化合物中虽同为氢核，如果它们所处的化学环境不同，则它们共振时所吸收的能量就稍有不同，在波谱上就显示出共振峰位置的移动。这种因化学环境变化引起的共振谱线的位移称为化学位移，用符号δ表示。

②质子数：根据氢谱的上峰的积分面积并结合已知的分子式求得每个信号所相当的氢的个数，现在1H–NMR可以直接给出每个信号代表的质子的个数，并可以直接获得分子中总的质子数。

③信号的裂分及偶合常数（J）：磁不等同的两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生裂分，而出现s（singlet,单峰）、d（doublet,双峰）、t（triplet,三重峰）、q（quartet，四重峰）、m（multiplet，多重峰）等。峰裂分数：n+1规律

④裂分间的距离称为偶合常数（J）,单位Hz。其大小取决于间隔键的距离。间隔的键数越少，则J的绝对值越大；反之，越小。按间隔键的多少可分为偕偶（J2） 、邻偶（J3）及远程偶合（J远） 。  

※一般相互偶合的两个或两组1H核信号其偶合常数相等（Jab=Jba）。

课后作业

一、名词解释

1.天然药物化学：是指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。其学习内容包括天然药物化学的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离以及主要类型化学成分的结构鉴定等等。

2.有效成分：是指具有生理活性有药效、能治病的成分。   有效部位：是指具有一种主要有效成分或组成相似的有效成分的部位。无效成分：没有生理活性、没有药效、不能治病的成分

4.溶剂提取法、系统溶剂提取法（略）

第二章 糖和苷概述 糖是多羟基醛或酮类化合物及其聚合物；苷的共性是糖和苷键。

第一节   单糖的立体化学

一、单糖结构式的表示方法：优势构象式、Haworth、Fischer

Fischer投影式⑴主碳链上下排列，取代基左右排列。⑵羰基一端在上方。⑶主碳链上下两端价键和所结合的基团指向纸面后方,水平方向的价键和与之相结合的基团指向纸面前方。

※因此，Fischer投影式只能在纸面上转动n180（n=1,2,3…）或转n90°,而不能使之翻转

二、单糖的氧环（ 各种糖之间的转化 ）

三、单糖的绝对构型

Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH,OH向右———D型；  OH向左———L型。

Haworth投影式：看不对称C-R的朝向（旋转）R面上———D型；   R面下———L型。

四、单糖的端基差向异构

单糖成环后形成了一个新的手性碳原子，该碳原子为端基碳，形成一对异构体为端基差向异构体，有α、β两种构型。

Fischer投影式：看距羰基最远的不对称C-OH与C1-OH关系同侧——α型 异侧——β型。

Haworth投影式：看距羰基最远不对称C-R与C1-OH关系（旋转）异侧———α型； 同侧———β型。

五、单糖的构象

呋喃糖的五元氧环基本为一平面。吡喃糖的六元氧环有船式和椅式两种构象，以椅式C为主。根据C（椅式）的存在形式又可分为C1式和1C式。     

直立键和平伏键的具体写法：①在C1式中位于C4、C2面上和C1、C3、 C5面下的基团为竖键。

②平伏键（e键）与环上的键隔键平行。               ③横键或竖键在环的面上面下交替排列。

·α-L、β-D ，C1式 ，C1-OH在e键（平伏键）     ·α-D、β-L ，C1式 ，C1-OH在a键（直立键）

                                第二节 糖和苷的分类

糖类物质根据其能否水解和分子量的大小分为单糖、低聚糖、多糖

一.单糖类

天然单糖以五碳糖、六碳糖最多，多数在生物体内呈结合状态，只有葡萄糖、果糖等少数以单糖存在。结构见课本p57

 二.低聚糖

由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。

·按单糖个数可以分为二糖、三糖等      ·按是否具有还原性分为还原糖和非还原糖

·具有游离醛基或通基的糖为还原糖。如果二糖都以半缩醛或半缩酮上的羟基通过脱水缩合而成的聚糖没有还原性，为非还原糖。

三、多聚糖

由十个以上的单糖通过苷键连接而成的糖。

① 植物多糖：淀粉、纤维素、果聚糖、半纤维素、树胶、粘液质

② 动物多糖：糖原、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸

四、苷类

苷是由糖及其衍生物的半缩醛或半缩酮的羟基与非糖物质（苷元）脱水形成的一类化合物。新生成的化学键即位苷键。（知道各类特点即可）

第三节 糖和苷的性质       

 一、 糖和苷的物理性质

●溶解性       糖：小分子极性大，水溶性好，随着聚合度增高，水溶性下降。多糖难溶于冷水，或溶于热水成胶体溶液，难溶于高浓度的乙醇。单糖极性 > 双糖极性 。

①苷——亲水性（其大小与连接糖的数目、性质有关）。※ C-苷在水或有机溶剂中的溶解度都较小。   

 ②苷元——为亲脂性。 可溶于乙醚、氯仿等有机溶剂中。

●味觉    ①单糖～低聚糖——甜味。  ②多糖——无甜味。（随着糖的聚合度增高，则甜味减小。）   

③苷类——苦（人参皂苷）、甜（甜菊苷）等。

●旋光性:数值上相接近的一个便是与之有相同苷键的一个。利用旋光性 → 测定苷键构型

 ※糖有旋光性。天然存在的单糖左旋、右旋的均有，但以右旋的较多。

※苷类具有旋光性，天然苷类多呈左旋。苷类水解后，由于生成的糖常是右旋的，因而使混合物呈右旋。

二、糖和苷的化学性质  

●氧化反应：单糖分子中有醛（酮）、伯醇、仲醇和邻二醇等结构    

①其易氧化程度为：醛（酮）基＞伯醇基＞仲醇基 . ②反应速度：顺式＞反式（因顺式易形成环式中间体）.③对固定在环的异边并无扭曲余地的邻二醇羟基不反应。④.反应在水溶液中进行（或含水溶液）。⑤反应定量进行。                                          

 ●糠醛（酚醛缩合）反应；也叫Molish反应）-----是糖的检识反应，也是苷类的检识反应。

现象：（界面处）紫色环。                         ※碳苷和糖醛酸与Molish试剂往往不反应。

第四节 苷键的裂解

1、按裂解的程度可分：全裂解和部分裂解；2、按所用的方法可分：均相水解和双相水解； 3、按照所用催化剂的不同可分：酸催化水解、碱催化水解、酶解、过碘酸裂解、乙酰解等。

●酸催化水解：阳碳离子

【酸水解难易程度规律】有利于苷键原子质子化和中间体形成的因素均有利于水解。

①按苷键原子的不同，苷类水解从易到难的顺序为：N-苷＞ O-苷＞ S-苷＞ C-苷。

注意： （N碱性最强，最易质子化，所以N-苷最易水解。）

②N-苷的N原子在酰氨及嘧啶环上，很难水解（由于受到强的吸电子效应，碱性几乎消失。）

③酚苷及烯醇苷比其它醇苷易水解。如苯酚苷（因苷元部分有供电结构。）

④.2,6-二去氧糖苷＞2-去氧糖苷＞6-去氧糖苷＞2-羟基糖苷＞2-氨基糖苷（由于氨基、羟基均可与苷键原子争夺质子）

⑤呋喃糖苷＞吡喃糖苷（因五元呋喃环中各取代基处在重叠位置，水解时形成中间体使张力减小。

  酮糖多为呋喃糖结构，醛糖多为毗喃糖结构，故酮糖苷较醛糖苷易水解。）

⑥.在吡喃糖苷中由于C5-R会对质子进攻苷键造成一定的位阻，故R愈大，则愈难水解。

五碳糖苷＞甲基五碳糖苷＞六碳糖苷＞七碳糖苷＞糖醛酸苷

⑦当苷元为小基团——横键的苷键比竖键易水解，（横键上原子易于质子化）

  当苷元为大基团——苷键竖键比横键易水解。（苷的不稳定性促使其水解）

●碱催化水解

通常苷键对碱稳定，但某些特殊的苷如：酯苷、酚苷、与羰基共轭烯醇苷——易被碱水解

●酶催化水解反应（反应条件温和、专属性高、能够获得原苷元）   常用的苷键水解酶：

  杏仁苷酶—水解—β-六碳醛糖苷键       纤维素酶—水解—β-D-葡萄糖苷键

  麦芽糖酶—水解—α-D-葡萄糖苷键       转化糖酶—水解—β-果糖苷键

●过碘酸裂解反应（Smith降解法）

·特点：反应条件温和、易得到原苷元；可通过产物推测糖的种类、糖与糖的连接方式以及氧环大小。

·适用范围：苷元不稳定的苷和碳苷（得到连有一个醛基的苷元），不适合苷元上有邻二醇羟基或易被氧化的基团的苷。·所用试剂为：NaIO4、NaBH4

·产物：多元醇、羟基乙醛、苷元       

·碳苷是很难用酸催化水解的，而用Smith裂解获得连有一个醛基的苷元。

                                   第五节 糖及苷的提取分离

一、提取

▲糖苷类具多羟基，极性较大，易溶于水，难溶于低极性有机溶剂，但苷类化合物的溶解度则因苷元性质不同而有较大差异。

▲糖的提取方法：根据它们对水和醇的溶解度不同而采用不同的方法。如单糖包括小分子低聚糖可用水或50 ％醇提取；多糖根据可溶于热水，而不溶于醇的性质提取。

依据：①多糖溶于热水中，采用水煎煮法提取。②多糖不溶于醇，采用逐步提高醇的浓度、使多糖分级在醇中析出，以达到纯化和分离。

▲苷类提取常用的方法：

 ※若提取的是原生苷，需抑制或破坏酶的活性，采用热乙醇或沸水提取；

 ※若提取次生苷可用酶解方法，酶解后用适当浓度醇或乙酸乙酯提取；

 ※若提取苷元可先酸水解或酶解，再用低极性有机溶剂（乙醚或氯仿）提取。

抑制或破坏酶活性的方法：

①在中药中加入一定量的碳酸钙 ②采用甲醇、乙醇或沸水提取③在提取过程中还须尽量勿与酸和碱接触。否则，得到的不是原生苷，而是已水解失去一部分糖的次生苷，甚至是苷元。

二、分离

●活性炭柱层析：活性碳为非极性吸附剂，吸附量大、分离率高。

对于糖的吸附力：多糖 > 低聚糖 > 单糖

【方法】以活性碳装柱→上样→水洗脱（单糖）→递增浓度乙醇洗脱（二糖、三糖、低聚糖、直至总苷被依次洗脱）。

●凝胶柱层析：利用分子筛原理。对于不同聚合度的糖类及其水溶性成分的分离特别有效，方法快速、简单、条件温和。

洗脱顺序：随分子量由大及小依次流出。

●离子交换柱色谱   ①除去水提液中的酸、碱性成分和无机离子。

②制成硼酸络合物——强碱性阴离子交换树脂（不同浓度的硼酸盐洗脱）

●季铵盐沉淀法  ●.分级沉淀法    ●蛋白质去除法

三、糖和苷的检识

利用糖的还原性和糖的脱水反应所产生的颜色变化、沉淀生成等现象来进行理化检识，利用纸色谱和薄层色谱进行色谱检识。

●理化检识  ①. Molish反应:检识糖或苷类化合物。若在两液面间有紫色环产生，则含有糖或苷类化合物。        ②.Fehling试剂反应 ：检验还原糖存在。

③.Tollen反应：检验还原糖存在。

●色谱检识     ★纸色谱 （PC）     ★薄层色谱 （TLC）

比较下列成分（苷元相同）Rf值的大小：苷元＜单糖苷＜双糖苷

特点：增加糖在固定相中溶解度，使硅胶吸附能力下降，利于斑点集中，可增加样品载样量。

显色剂：除纸层析外，还有—硫酸/乙醇液、茴香醛-硫酸试剂、苯胺-二苯胺磷酸试剂。

思考：1．写出Smith裂解反应的反应式。

2．写出D-葡萄糖、L-鼠李糖、D-葡萄糖醛酸、芸香糖的结构式。

3．苷键具有什么性质，常用哪些方法裂解？苷类的酸催化水解与哪些因素有关？水解难易有什么规律？

4．苷键的酶催化水解有什么特点。

第三章苯丙素类

概述：苯丙素是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。

第一节 苯丙酸类

结构特点： C6-C3结构，具有酚羟基取代的芳香羧酸。

熟悉常见苯丙酸类型结构：对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、芥子酸。

第二节 香豆素类

是顺邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳香气味。其基本骨架为苯骈α-吡喃酮，7-位常有羟基或醚基。部分香豆素在生物体内以邻羟基桂皮酸苷的形式存在，酶解后苷元邻羟基桂皮酸立即内酯化而成香豆素。

一、香豆素的结构类型

●简单香豆素类（七叶内酯）     

只在苯环上有取代的香豆素类。取代基包括羟基、甲氧基、亚甲二氧基和异戊烯氧基等。多数在7位上有含氧官能团的存在；异戊烯氧基除直接在O上外，在6和8位出现多（电负性高）

●呋喃香豆素类---环合时脱去3个C   苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环 。

①线型（6 ,7呋喃骈香豆素型）：C6-异戊烯基和C7-OH环合（补骨脂内酯）

②型（7,8呋喃骈香豆素型）：C8-异戊烯基和C7-OH环合（白芷内酯）

●喃香豆素类(pyranocoumarins    ①线型  ②角型

●它香豆素（菌甲素、棠果内酯）

α-吡喃环上有取代的一类香豆素。C3、4上常有苯基、羟基、异戊烯基取代。

二、香豆素的化学性质

●酯性质和碱水解反应

香豆素内酯环发生碱水解的速度主要与C7位取代基的性质有关。其水解由易到难为：

7-OCH3供电子共轭效应使羰基C难以接受OH-的亲核反应；   7-OH在碱液中成盐。

如C8的适当位置有羰基、双键、环氧等结构时，和水解新生成的酚羟基发生缔合、加成等作用，可阻碍内酯的恢复，保留顺式邻羟桂皮酸的结构。

●酸的反应  ①环合反应：异戊烯基易与邻酚羟基环合

用途：该反应可用来决定酚羟基和异戊烯基间的相互位置。

②.醚键的开裂：烯醇醚，遇酸易水解（东莨菪内酯）   ③双键加水反应

黄曲霉素B1 （高毒）  ------   黄曲霉素B2a（低毒）

●显色反应    ①异羟肟酸铁反应---所有内酯结构的显色反应（鉴定内酯环的存在）：碱性条件下，香豆素内酯开环，并与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，再在酸性条件下与三价铁离子络合成盐而显红色。     

 ②酚羟基反应：判断游离酚羟基的有无。具酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与三氯化铁试剂络合而产生不同的颜色。。

【注意Ⅰ】若香豆素酚羟基的对位未被取代，或6-位上没有取代，其内酯环碱化开环后，可与Gibb’s试剂、Emerson试剂反应。机制如下：

 Gibb’s反应：符合以上条件的香豆素乙醇溶液在弱碱条件下，2,6-二氯(溴）苯醌氯亚胺试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成蓝色化合物。

有游离酚-OH，且-OH对位无取代者（+）显蓝色；对位有取代者（-）。

Emerson反应：符合以上条件的香豆素的碱性溶液中，加入2%的4-氨基安替匹林和8%的铁氰化钾试剂与酚羟基对位活泼氢缩合成红色化合物。

【注意Ⅱ】Gibb’s反应和Emerson反应的要求是：必须有游离的酚羟基，且酚羟基的对位无取代。

判断香豆素C6位是否有取代基的存在，可使其内酯环碱化开环生成一个新的酚羟基，然后再用Gibb’s试剂或Emerson试剂反应加以鉴别。

同样，8-羟基香豆素也可用此反应判断C5位是否被取代。

香豆素的C6位有无取代基，可借水解内酯开环后，生成一个新的酚羟基，再利用Gibb或Emerson反应来加以区别。

 四、香豆素的提取分离方法

●系统溶剂提取法： 一般可用甲醇或乙醇从植物中提取，然后用石油醚、乙醚、乙酸乙酯、丙酮和甲醇依次提取浸膏，分成极性不同的部位。

亲脂性香豆素---亲脂性较弱香豆素-----香豆素苷类

●香豆素的分离方法①真空升华或蒸馏法：

某些小分子的香豆素类具挥发性，可用蒸馏法与不挥发性成分分离，常用于纯化过程。

②酸碱分离法         ·具酚羟基的香豆素类溶于碱液加酸后可析出。

·香豆素的内酯环性质，在碱液中皂化成盐而加酸后恢复成内酯析出。

【注意】

·.碱液水解开环时，要注意碱液的浓度和加热时间，否则将引起降解反应而使香豆素破坏，或者使香豆素开环而不能合环。

·对酸碱敏感的香豆素用此法可能得到次生产物。

●色谱方法（使结构相似的香豆素得到分离）

①吸附剂：硅胶、中性氧化铝和酸性氧化铝。②洗脱剂：己烷、乙醚、乙酸乙酯等混合溶剂。

第三节 木脂素一. 概述

①木脂素是一类由两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物。  ②大多呈游离状态，少数与糖结合成苷而存在于植物的木部和树脂中，故称之木脂素。

③组成木脂素的单体主要有四种：

·桂皮酸         ·桂皮醇      ·丙烯苯           ·烯丙苯

前两种γ-C原子是氧化型的，组成的聚合体称为木脂素。后两种γ-C原子是非氧化型的，组成的聚合体称为新木脂素。

思考：1．为什么可用碱溶酸沉法提取分离香豆素类成分？分析说明提取分离时应注意什么问题？

2．如何用化学方法鉴别6，7-二羟基香豆素和7-羟基-8-甲氧基香豆素？

3．中药补骨脂中抗白癜风的主要有效成分是什么，写出其结构式，并分析有哪些性质？

4．写出异羟肟酸铁反应的反应式。

第四章醌类化合物

醌类化合物:是指分子内具有醌式结构（对醌型、邻醌型）或容易转变成这样结构的天然有机化合物。   

天然醌类化合物主要分为：苯醌 、萘醌 、菲醌 、蒽醌。

一 、苯醌类（benzoquinones）  （结构请见课本p143）

二、萘醌类（naphthoquinones） （结构请见课本p145）

三、菲醌类 （结构请见课本P146）     分类：邻菲醌（I）、邻菲醌（II）、对菲醌 。

四、蒽醌类 （结构请见课本p147）

（一）蒽醌衍生物—羟基蒽醌                                                    

 1.大黄素型（结构请见课本p147）：   羟基分布在两侧的苯环上，多数化合物程黄色。

2.茜草素型 ：羟基分布在一侧的苯环上，化合物颜色较深，多为橙黄色或橙红色。

(二)蒽酚(或蒽酮)衍生物     多蒽酚在酸性条件下被还原，生成蒽酚及其互变异构体蒽酮，蒽酚(或蒽酮)的羟基衍生物，一般存在与新鲜植物中。

(三)二蒽酮类衍生物     二蒽酮类可看成是两分子蒽酮相互结合而成的化合物。如，大黄及番泻叶中的致泻的只要有效成分番泻苷A,B,C,D等皆为二蒽酮衍生物。

第二节 醌类化合物的生物活性

一、泻下作用   二、抗菌作用  三、其它：抗真菌作用、抗癌抗肿瘤

第三节 醌类化合物的理化性质一、物理性质

(一)性状        无酚羟基取代，基本上无色。取代的助色团越多，颜色越深。苯醌和萘醌多以游离态存在。蒽醌结合成苷，极性较大，难以结晶。

二）升华性      游离的醌类化合物一般具有升华性。小分子苯醌及萘醌具挥发性，可随水蒸汽蒸馏。

注：游离醌类化合物，生物碱，小分子游离型的香豆素一般有升华性。

（三）溶解性        游离醌类苷元极性小，溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂。

结合成苷后极性大，可溶于甲醇、乙醇、在热水中可以溶解。注意避光保存。

二、化学性质（重点）

（—）酸性-- “碱溶酸沉法”

醌类的酸性强弱与分子结构中羧基、酚羟基的数目及位置有关。

酸性：-COOH>含二个以上β-OH>含一个β-OH>含二个α-OH>含一个α-OH

故从有机溶剂中依次用5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH  5%NaOH水溶液进行梯度萃取，达到分离目的。

（二）碱性：可接受强酸质子生成红色盐。但以酸性为主。

（三）颜色反应---氧化还原性质以及分子中的酚羟基性质。

1. Feigl反应   在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。

2.无色亚甲基蓝显色反应—苯醌及萘醌类的专用显色剂（蓝色斑点）。可与蒽醌类化合物相区别。

3.Borntrāger`s反应，羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，使颜色加深，多呈橙，红，紫红色，蓝色。如：羟基蒽醌类化合物遇碱显红~紫色

4.与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven法）（苯醌、萘醌）专属反应

苯醌及萘醌类化合物当其醌环上有未被取代的位置时，可在氨碱性条件下与一些含活性次甲基试剂的醇溶液反应，生成蓝绿色或蓝紫色。

5.与金属离子的反应（α-酚羟基、邻位二酚羟基；Pb2+,Mg2+）。

第四节 醌类化合物的提取分离

一、游离醌类的提取方法      

1.有机溶剂提取法（氯仿、苯）2.碱提酸沉法。3.水蒸汽蒸馏法（分子量小的苯醌及萘醌类）4.超临界法

二、游离羟基蒽醌的分离（pH梯度萃取法、硅胶柱色谱法、聚酰胺色谱法）

三、蒽醌苷类与蒽醌衍生物苷元的分离

四、蒽醌苷类的分离    1.铅盐法(H2S)       2.溶剂法(n-BuOH)

3.色谱法(硅胶柱色谱、反相硅胶柱色、葡聚糖凝胶柱色谱法、制备色谱

第五节　醌类化合物的结构测定一、醌类化合物的紫外光谱

苯醌类主要有三个吸收峰，萘醌主要有四个吸收峰，当分子中放入-OH,-OMe等助色基时，吸收峰红移。

羟基蒽醌    第Ⅰ峰：230nm     第Ⅱ峰： 240∽260nm(a)       第Ⅲ峰：262 ∽ 295nm(b)第Ⅳ峰：305 ∽389nm(a)   第Ⅴ峰：＞400nm(b)

二、醌类化合物的红外光谱

羟基蒽醌类化合物在红外区域有vc=o(1675~1653)cm, vOH=(3600~3130). V芳环（1600~1480）

三、醌类化合物的１H-NMR谱

1.蒽醌母核芳氢的核磁共振信号，α位:C=O负屏蔽区δ8.07，β位:δ6.67

思考：1．醌类化合物分哪几种类型，写出基本母核，各举一例。

2．蒽醌类化合物分哪几类，举例说明。

3．简述蒽醌的溶解性。

4．为什么β-OH蒽醌比α-OH蒽醌的酸性大。

第五章   黄酮类化合物 （重点哦！！）

重点：黄酮类化合物的理化性质及显色反应      

1、溶解性

A、黄酮、黄酮醇、查耳酮平面性强，排列紧密，分子间引力大，不溶于水。

B、二氢黄酮、二氢黄酮醇-非平面性分子，排列不紧密，引力降低，溶解度稍大。

C、花色苷元因以离子形式存在，具盐通性，亲水性强。

D、苷元中引入羟基水溶性增强。

E、羟基经甲基化后，水溶性减低。

F、羟基经羟基糖苷化后，水溶度加大。

G、黄酮苷一般溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中，糖链越长，溶解度越大。

H、与糖的结合位置有关(3-O大于7-O葡萄糖苷)。

2、 酸性:具有酚羟基，显酸性。   7，4`-二羟基>7-或4`-OH>一般酚羟基>5-OH

3、显色反应   

（一）还原显色反应  1.盐酸-镁(锌)粉反应---最常用的颜色反应。黄酮(醇) 、二氢(醇)类及其苷类显红色至紫红色，B环上有羟基或甲氧基取代时颜色加深.

2.四氢硼钠(钾)反应---二氢黄酮、二氢黄酮醇专属反应（红色、紫红色）

（二）金属盐类试剂的络合反应（铝、铅盐、锆、镁盐）

1.铝盐(1%三氯化铝、硝酸铝)。络合物多为黄色，λmax=415nm。4`-羟基黄酮醇或 7,4`-二羟基黄酮醇显天蓝色荧光。

2.铅盐。邻二酚羟基：3-OH、4-酮基 或5-OH、4-酮基   一般酚羟基---碱性醋酸铅

3.锆盐-枸椽酸显色反应。 3-OH+ZrOCl2——黄色——+枸椽酸，黄色褪去

                   5-OH+ZrOCl2——黄色——+枸椽酸，黄色不褪                 

4.镁盐。二氢黄酮、二氢黄酮醇天蓝色荧光。黄酮、黄酮醇、异黄酮显黄、橙黄、褐色

5氯化锶(SrCl2)。具邻二酚羟基生成绿-棕色、黑色沉淀

6.三氯化铁反应。一般仅在含有氢键缔合的酚羟基时，才呈现明显反应。

(三)硼酸显色反应---亮黄色

(四)碱性试剂显色反应。

1.二氢黄酮类开环,转变成查耳酮,显橙-黄色.

2.黄酮醇类先呈黄色,通空气变棕色.

3.邻二酚羟基或3,4`-二羟基,碱液中不稳定,易被氧化,黄色→深红色→绿棕色沉淀.

思考题：预测芦丁的显色反应结果。

HCl-Mg反应 （+）    HCl-Zn反应 （+）       NaBH4反应  （-）

锆-枸橼酸反应   黄色，加枸橼酸,褪色         SrCl2反应  （+）

硼酸+草酸反应 （+）黄色                     Molish反应  （+）

黄酮类化合物的提取与分离

一、提取与粗分

苷类及极性较大的苷元：乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇、水、稀碱性水或碱性醇、甲醇-水(破坏酶的活性)。       苷元：乙醚、氯仿、乙酸乙酯

碱提取酸沉淀法        原理：酚羟基与碱成盐，溶于水；加酸后析出。

碱：Ca(OH)2，即石灰乳或石灰水。

优点：①含酚羟基化合物成盐溶解②含COOH杂质（如果胶、粘液质、蛋白质等）形成不溶的沉淀。

注意：碱性不宜过强，以免破坏黄酮母核；酸化时，酸性不宜过强，pH为3－4，以免形成yang盐而溶解。

二、分离

聚酰胺色谱：    原理:氢键吸附,酰胺羰基与酚羟基形成氢键。

影响吸附力因素:(1)形成氢键的基团数目(多,强)，(2)位置(形成分子内氢键,吸附力减小)(3)分子内芳香化程度越高,共轭双键越多,吸附力越强，(4 )不同类型黄酮类化合物,吸附强弱顺序：黄酮醇﹥黄酮﹥二氢黄酮醇﹥异黄酮。(5)溶剂介质有关。水中﹥ 有机溶剂﹥碱性溶剂

溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力强弱顺序：

水﹤甲醇(乙醇)﹤丙酮﹤稀NaOH(NH3.H2O)﹤甲酰胺﹤二甲基甲酰胺(DMF)﹤尿素水溶液。

(6)苷与苷元的洗脱

• 甲醇-水:苷先洗脱出来     非极性固定相   反相色谱

• 氯仿-甲醇:苷元先洗脱下来   极性固定相    正相色谱

黄酮类化合物的检识与结构鉴定

紫外可见光谱在黄酮类鉴定中的应用---判断黄酮类化合物类型                          

共性：B环OH增加，峰带I 向长波位移，波长增大，特别是4’-OH，红移大；

A环OH增加，峰带II 波长增大。

带Ⅱ(nm)

带Ⅰ (nm)

黄酮类型

250~280

310~350

黄酮

250~280

330~360

黄酮醇(3OH取代)

250~280

350~385

黄酮醇(3OH游离)

（1）NaOMe,主要是判断是否有 4`-OH，3,4`-二OH或3,3`,4`-三OH

（2）乙酸钠   判断是否有7-OH     ①7-OH，带Ⅱ红移5-20nm。②4`-OH，带I红移40-65nm。

（3）醋酸钠/硼酸：判断A环或B环是否有邻二酚羟基

• 带I红移12-30nm，A环有邻二酚羟基。

• 带Ⅱ红移5-10nm，B环有邻二酚羟基。

• （5，6-位邻二酚羟基除外）

（4）AlCl3、 AlCl3/HCl    判断有无邻二酚羟基，3-OH、5-OH

铝络合物相对稳定性：黄酮醇3-OH＞黄酮5-OH ＞二氢黄酮5-OH ＞邻二酚OH ＞二氢黄酮醇3-OH。

氢核磁共振在黄酮类结构分析中的应用

（一） Ａ环质子：１．５,７－二羟基黄酮类化合物。d,Ｈ--６位于较高磁场

（二）  Ｂ环质子：１．４`－氧取代黄酮类化合物。２． ３`,４`－二氧取代及黄酮醇

（三）  Ｃ环质子—主要依据

１．黄酮类：H-3尖锐单峰,δ6.30。  2.异黄酮类：羰基β位,S,低场，δ7.60-7.80。

(四)糖上的质子

成苷时，其Ｈ-1``质子处于较低的磁场区,约5.0。   3-O-苷,其Ｈ-1``质子化学位移5.8，其它均小于5.2

苷化位移:苷元成苷后与糖相连的碳原子向高场位移,其邻、对位碳原向低场位移,且对位碳原子的位移幅度大而且恒定。

黄酮类化合物-O-糖苷中糖的连接位置

成苷位置

6

7

8

2`

3`

4`

5`

6`

7-O-糖

+0.8

-1.4

+1.1

7-O-鼠李糖

+0.8

-2.4

+1.0

7-O-葡萄糖

+0.4

+2.0

-1.2

+1.4

0

思考：1. 黄酮类化合物分类依据是什么？主要分那些类型？

2.简述章黄酮类化合物酸性判断的依据？

3. 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的原理？

4. 写出芦丁和槲皮素的结构式，如何采用化学方法鉴别？

第六章   萜类和挥发油

第一节  概   述

一、一）．萜类的含义：凡由甲戊二羟酸衍生而来的、且分子式符合 (C5H8)n 通式的衍生物。

二）链状单萜

橙花醇(nerol): 沸点255~260oC。与二苯胺基甲酰氯→二苯胺基甲酰酯↓ →皂化后蒸馏

香茅醇(香茅醇):存在于香茅油、玫瑰油等多种植物的挥发油中，以左旋体的经济价值较高。

柠檬醛：反式为α- 柠檬醛（香叶醛），顺式为β-柠檬醛（橙花醛），通常是混合物，以反式柠檬醛为主。与NaHSO3形成结晶性的加成物→稀酸稀碱→蒸馏．

香茅醛：是香茅醇的氧化产物，大量存在于香茅油、桉叶油、柠檬油中，也是重要的柠檬香气香料。与NaHSO3形成结晶性的加成物

(三) 环状单萜 

焦磷酸香叶酯(GPP)→焦磷酸橙花酯(NPP→具薄荷烷(menthane)骨架的阳碳离子→薄荷烷衍生物。     ①l-menthol习称“薄荷脑”，具镇痛和止痒、防腐和杀菌作用。

薄荷醇有三个手性碳原子，8个立体异构体。

②紫罗兰酮为环香叶烷结构，紫罗兰酮:α-及β-紫罗蓝酮(β-ionone) 。与NaHSO3加成物+水+食盐→饱和溶液→ α-紫罗兰酮↓(小叶状结晶)

③龙脑俗称“冰片”，又称樟醇，为白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气，有升华性。 ④樟脑(camphor)习称辣薄荷酮，为白色结晶性固体，易升华，具有特殊钻透性的芳香气味。局部刺激和防腐作用，可用于神经痛、炎症和跌打损伤的擦剂。樟脑可作为强心剂，其强心作用是由于其在体内氧化成π-氧化樟脑和对氧化樟脑所致。

（四) 卓酚酮类 (troponoides)

1.卓酚酮具有芳香化合物性质, 具有酚的通性，显酸性，酸性强弱：酚Rg3

第七节　结构测定

1、化学法

用Liebemman-Burchard反应和Molish反应鉴定三萜皂苷。

通过苷键裂解，而到小分子的苷元和糖，使结构测定简单化。

苷元结构确定可采用氧化、还原、脱水、甲基或双键转位、乙酰化、甲酯化等化学反应将未知苷元结构转变为已知化合物，然后将其IR、mp、Rf或其它光谱数据与已知物数据对照的方法推测其结构。

二、三萜的波谱特征

1、紫外光谱(UV)

结论：共轭体系使π　π*跃迁向长波方向移动（红移）。共轭体系越大向长波方向移动移动越大。结构中有一个孤立双键:205-250nm 处有微弱吸收;

麦氏重排：条件：分子中存在一个不饱和基团， γ位置的H能够移动。

RDA开裂：环己烯结构类型的化合物能发生RDA开裂，一般生成一个带正电荷的共轭二烯游离基和一个中性分子。

小结：第一节       掌握三萜及三萜皂苷的定义   

      第三节       掌握四环三萜的结构分类，每种类型的主要结构特点及代表化合物。   

      第四节       掌握五环三萜的结构分类，每种类型的主要结构特点及代表化合物。  

第五节       掌握三萜类化合物的颜色反应，三萜皂苷的表面活性和溶血作用。

第六节       熟悉三萜类化合物提取分离的一般方法。

第七节     了解三萜类化合物的一般的光谱特征及其在结构鉴定中的应用。

思考：1、取两只试管，各装1ml远志水提液，分别加2ml0.1M的HCl和2ml0.1M NaOH，强烈振摇1min，比较两只试管的泡沫高度。

2、取两只试管，各装1ml麦冬水提液，分别加2ml0.1M的HCl和2ml0.1M NaOH，强烈振摇1min，比较两只试管的泡沫高度。

3、某植物的水溶液：1.振摇后产生大量泡沫；2. 加入鞣质后产生白色沉淀；3.将水该溶液煮沸后再振摇，泡沫显著减少，表明此植物中含有：     A　粘液质　　B 皂苷　　 C　蛋白质　　D 多糖

4、人参总皂苷的酸水解产物进行硅胶柱色谱分离，可得到（　　）

A 　20(S)-原人参二醇    B　20(S)-原人参三醇    C　人参三醇    D　人参二醇    E　齐墩果酸

思考：1．简述熊果酸与齐墩果酸的红外光谱区别。

2．简述柴胡皂苷a的分子组成，及在提取过程中为什么要加入少量吡啶。

3．《药典》人参鉴别方法：取试样0.5g，加乙醇5ml，振摇5min，滤过。取滤液少量，置蒸发皿中蒸干，滴加三氯化锑饱和的氯仿溶液，再蒸干，显紫色。试解释，与三氯化锑显色成分是什么，为什么用乙醇提取？

4．简述四环三萜皂苷元结构的异同点。

5．哪些试验常用于检测药材中皂苷的存在？

第八章  甾体及其苷类

一、 甾体概述

母核：环戊烷骈多氢菲         

取代基：在甾体母核上，大都存在C3羟基，可和糖结合成苷C10、C13、C17侧链大多为β-构型。

（2）C3 –OH和C10-CH3（均为β）     顺式：β型

C3-OH（为α）和 C10-CH3（为β） 反式：α型

颜色反应：甾类成分在无水条件下，用酸处理，能产生各种颜色反应，与三萜化合物类似

1）. Liebermann-burchard反应：最后显绿色。

2）. Salkowsk反应 ：将样品溶于氯仿，沿管壁滴加浓硫酸，氯仿层显血红色或青色，硫酸层显绿色荧光。

3）. 三氯化锑或五氯化锑反应  

4）. Rosenheim 反应     毛地黄毒苷类：黄色

羟基毛地黄毒苷类：蓝色

异羟基毛地黄毒苷类：灰蓝色

二、主要甾体化合物

A）C21甾体化合物（21个C，分I型和II型，在植物体中除游离存在外，可与糖结合成苷）

性质：1）亲脂性较强 。        2）颜色反应 ：  Keller—kiliani 颜色反应（含2-去氧糖）。

B）强心苷（植物中有强心作用的甾体苷类化合物，但应注意强心苷的治疗剂量与中毒剂量相距极小。由强心苷元与糖两部分构成。C3位-OH多为β-型，少数为α-型, C14位-OH都是β-型，C17位侧链大多是β-构型，个别为α-构型，α型无强心作用）

母核：甲型（C17位侧链为五元环以强心甾为母核命名）、乙型（C17位侧链为六元环以海葱甾为母核命名）

糖部分：2-OH糖及2-去氧糖（多见）

连接方式（一般初生苷其末端多为葡萄糖）：Ⅰ型:  苷元-(2,6-去氧糖) -(D-葡萄糖)。 Ⅱ型:  苷元-(6-去氧糖) -(D-葡萄糖)。 Ⅲ型：苷元-（D-葡萄糖）。

性质：1）强心苷多为无色结晶或无定形粉末，一般可溶于水、丙酮及醇类等极性溶剂

      2）内酯环的水解：当用NaOH或KOH的水溶液处理强心苷，内酯环开裂，酸化环，但在强心苷的醇溶液中加NaOH或KOH，内酯环开裂，酸化后不能闭环。 

3）苷键的水解A. 温和酸水解（去氧糖的苷键）。B.  强酸水解（2－羟基糖的苷键，但由于比较强烈，常引起苷元的脱水）。C. 盐酸丙酮法(糖分子中C2-OH与C3-OH与丙酮发生反应，可得到原来的苷元和糖的衍生物)。 D．酶水解法（有水解葡萄糖的酶，无水解2-去氧糖的酶，所以能水解分子中的葡萄糖而保留2-去氧糖）。 E．碱水解法（苷键不被碱水解）。

使酰基水解（NaHCO3、KHCO3使2-去氧糖上的酰基水解，而2-羟基糖及苷元上的酰基多不被水解。Ca(OH)2、Ba(OH)2使2-去氧糖、2-羟基糖及苷元上的酰基水解；NaOH碱性太强，不但使所有酰基水解，还使内酯环开裂，故很少使用。）   

F．颜色反应  1）作用于甾体母核的反应    2）作用于不饱和内酯环的反应（与活性亚甲基试剂作用而显色，乙型强心苷无此类反应）。 3）2-去氧糖产生的反应。（双K反应，醋酸层渐呈蓝或蓝绿色。只对游离的2-去氧糖或在反应条件下能水解出2-去氧糖的强心苷显色。但若不显色，不能说明无2-去氧糖） 。                             提取分离：1）得原生苷（抑制酶的活性）；得次级苷（利用酶的活性）

          2）纯化（溶剂法、 铅盐法、吸附法）

          3）分离（两相溶剂萃取法、逆流分配法、色谱分离）

生理活性要求：1）含甾体母核（C/D顺）。2）C17位侧链必须有不饱和内酯环，且为b-构型，若异构化为a-型或开环或不饱和内酯环被氢化或双键位移，强心作用将变得很弱，甚至消失。3）C14位上-OH只有是b-构型的才有效。4）甲型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：苷元二糖苷>三糖苷。

单糖苷的毒性次序为： 葡萄糖苷>甲氧基糖苷>6-去氧糖苷 >2, 6-去氧糖苷

乙型强心苷元及其苷的毒性规律一般为：苷元>单糖苷>二糖苷

乙型强心苷元的毒性>相应的甲型强心苷元

C）甾体皂苷（由螺甾烷类化合物与糖结合的寡糖苷。）

  结构分类（依照螺甾烷结构中C25的构型和F环的环合状态）

螺甾烷醇类（C25为S构型）、异螺甾烷醇类（C25为R构型)、

呋甾烷醇类（F环为开链衍生物）、变形螺甾烷醇类（F环为五元四氢呋      

性质：（1）颜色反应.甾体皂苷与醋酐－浓硫酸的颜色反应，最后出现绿色；三萜皂苷最后出现红色。  三萜皂苷三氯醋酸加热到100℃显色，而甾体皂苷加热到60℃就显色。 F环裂解的双糖链皂苷对盐酸二甲氨基苯甲醛(E试剂）能显红色，对茴香醛试剂（简称A试剂）显黄色，而F环闭环的单糖链皂苷和螺旋甾烷衍生皂苷元，只对A试剂显黄色，而对E试剂不显色。

（2）能与碱式铅盐、钡盐形成沉淀。

（3）表面活性及溶血作用  （F环开裂的皂苷往往不具有溶血作用，而且表面活性降低，含有C3位β-OH的甾醇都可与皂苷结合生成难溶性分子复合物，三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷的稳定。

提取分离：

1）得皂苷（甲醇或乙醇提取－正丁醇萃取－柱色谱分离）

2）得皂苷元（将皂苷水解，然后用低极性溶剂提取皂苷元或先用极性溶剂如乙醇、将皂苷提出，再加酸加热水解，滤出水解物，然后用低极性溶剂提取皂苷元。）

波谱：IR（在25S型皂苷或皂苷元中，吸收强度B带>C带。在25R皂苷或皂苷元中吸收强度则是B带麻黄碱>去甲麻黄碱 。  

氮杂缩醛(酮)生物碱 的 氮原子不处在桥头，强碱性；氮原子处在桥头，碱性相对较弱。 

3．诱导-场效应: 对第二个氮原子产生两种降低其碱性的作用。

4．共轭效应 （ 形成p-π共轭，碱性较弱。苯胺型、酰胺型）

5．空间效应（氮原子周围的取代基分子较大，氮原子难于接受质子，碱性降低）

6．氢键效应（形成稳定的分子内氢键，可使碱性增强。）

生物碱结构中的碱性基团与碱性强弱之间的关系为：

胍基＞季铵碱＞脂肪胺和脂杂环＞芳胺和吡啶环＞多氮同环芳杂环＞酰胺基和吡咯环。

四、生物碱沉淀反应

（1）通常在酸性水溶液中生物碱成盐状态下进行；（若在碱性条件下则试剂本身将产生沉淀）

（2）在稀醇或脂溶性溶液中时，含水量>50%；（当醇含量>50%时可使沉淀溶解）

（3）沉淀试剂不易加入多量。（如：过量的碘化汞钾可使产生的沉淀溶解）

五、生物碱检识（显色反应、纸色谱、色谱检识、HPLC）

薄层色谱：极性吸附剂（硅胶和氧化铝）一般用来分离和检识弱极性和中等极性的生物碱，活性炭等非极性吸附剂常用于分离极性较强的生物碱。

六、生物碱提取分离

A）总生物碱的提取(初步分离:将生物碱粗分为弱碱性生物碱、中强碱性和强碱性生物碱、水溶性生物碱三部分，再根据结构中是否有酸性基团（主要指酚羟基），分为酚性和非酚性两类。)

1. 水蒸气蒸馏法:：如麻黄碱及液体生物碱。

2. 升华法：如咖啡碱。

3. 溶剂法：用于大多数生物碱。主要用于总生物碱提取

（1）. 水或酸水提取法（利用生物碱盐易溶于水）

（2）. 醇提取法（游离生物碱及其盐一般能溶于乙醇和甲醇。）

（3）. 有机溶剂提取法（利用游离生物碱易溶于低极性有机溶剂进行提取。）

 ① 提取前需用碱碱化预处理。 ② 只提取亲脂性生物碱，亲水性生物碱不被提出。 ③ 杂质少，易于进一步纯化。 ④ 毒性大，易燃易爆。

4.利用生物碱特殊功能基不同进行分离

（1）、有无酚羟基——利用酚羟基可溶于NaOH溶液，用NaOH溶液处理与无酚羟基者分离。　　

（2）、有无内酯（内酰胺）结构——利用内酯、内酰胺在苛性碱溶液中加热可开环生成溶于水的羧酸盐，与无内酯、内酰胺结构的生物碱分离。 

（3）、制备功能基衍生物——利用仲胺可与亚硝酸生成亚硝基衍生物，或与氯乙酰或氯甲酸乙酯生成相应的酯等，与叔胺分离。

生物碱的净化（1）. 离子交换树脂法  （2）. 有机溶剂萃取法  （3）. 沉淀法

B）生物碱单体的分离

1)利用生物碱碱性的差异进行分离(注意较高的pH的碱性溶液中易于消旋化)

2)利用色谱法进行分离得到生物碱单体纯品

3)沉淀法：将碱水液用酸调pH弱酸性，加生物碱的沉淀试剂，使水溶性生物碱与试剂生成不溶于水的复合物或盐而析出，滤取沉淀，净化、分解即得水溶性生物碱。(如用磷钨酸、硅钨酸作沉淀剂时，所得的生物碱复合物沉淀用氢氧化钡或氢氧化钙分解。如用重金属盐作沉淀剂，则所得的生物碱沉淀物可通硫化氢气体分解。)

补充部分内容：洋金花洋金花是中药麻醉药的主药，其具有止咳平喘、解痉止痛作用，主要有效成分是生物碱。

检 识这类生物碱均能和生物碱的沉淀试剂反应，生成沉淀。鉴别这些生物碱的化学反应有以下几种： 　

① 氯化汞反应： 可区别莨菪碱和东莨菪碱。莨菪碱能和氯化汞的乙醇溶液反应，生成黄色沉淀，加热后沉淀转为红色；而在同样条件下，东莨菪碱只能生成白色沉淀。这是由于莨菪碱碱性强，加热时使氯化汞转变为砖红色的氧化汞，而东莨菪碱碱性弱，只能与氯化汞生成白色的分子复盐。 ② Vitali反应： 除樟柳碱外，洋金花中的具有莨菪酸结构的生物碱用发烟硝酸处理进行硝化反应，而后再和苛性碱的醇溶液反应，发生双键重排生成具有醌式结构的衍生物，呈现深紫色，最后消失。③ 过碘酸乙酰丙酮反应： 用于鉴别樟柳碱。樟柳碱分子中的羟基莨菪酸具有邻二羟基结构，可被过碘酸氧化生成甲醛，再在乙酸中与乙酰丙酮反应，缩合生成黄色的二乙酰基二甲基二氢吡啶。

七、思考题

1. 何谓生物碱？它有哪些通性？

2. 简述生物碱碱性强弱与分子结构的关系，为何芳氮杂环的碱性比脂氮杂环的碱性弱？

3. 生物碱的雷氏盐沉淀反应操作条件是什麽？在生物碱提取分离及鉴别时如何应用，应注意何问题？

4． 生物碱的提取方法有哪些？如果用亲脂性有机溶剂提取生物碱，通常用哪些碱湿润药材，为什么？何种情况下可用水或酸水湿润药材？