中药化学--总论

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中药化学

• 总论
  • 几个重要概念
    • 有效成分
      • 单一化合物且临床有效
    • 有效部位
      • 指一类或几类有效成分的混合物。 如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等
    • 无效成分
      • 有效成分与无效成分以及毒性成分是相对的
  • 有效成分的提取方法
    • 溶剂法
      • 常用溶剂
      • 极性
      • 基本原理
        • 相似相溶
      • 提取方法
        • 浸渍法
          • 冷提法 对热不稳定的成分
        • 渗漉法
          • 冷提法 对热不稳定的成分
        • 煎煮法
          • 只能用水作提取溶剂
        • 回流提取法
        • 连续回流提取法
          • 节省溶剂
          • 受热时间长
    • 水蒸气蒸馏法
      • 必须满足3个条件
        • 挥发性
        • 热稳定性
        • 水不溶性（或虽可溶于水，但经盐析后可被与水不相混溶的有机溶剂提出，如麻黄碱）
    • 升华法
      • 有些固体物质受热后会直接汽化，遇冷后又凝固为原来的固体化合物。
    • 超临界流体萃取法（SFE）
      • 超临界流体(SF)是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体 超临界萃取(SEF)技术是指在不改变化学组成的条件下，用压力和温度的改变对超临界流体溶解能力的影响而进行高效提取的方法。
        • 提取效率高、操作周期短，传质速度快，渗透能力强，蒸发潜能低，选择性易于调节
        • 可以在室温条件下工作，防止某些对热不稳定的成分被破坏或逸散
        • 萃取过程中几乎不用有机溶剂萃取物，无有机溶剂残留，对环境无污染
  • 中药化学成分的分类提取
    • 水溶性成分
      • 各类型苷类、生物碱盐、鞣质、有机酸盐、多糖、蛋白质、氨基酸
    • 脂溶性成分
      • 选取石油醚、三氯甲烷、乙醚和乙酸乙酯等溶剂
      • 如游离醌类化合物、游离的生物碱、香豆素、有机酸、黄酮等成分的提取
    • 不同极性成分
      • 浓度90%以上乙醇
        • 苷元、挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等
      • 50%～70%的乙醇
        • 苷类、生物碱
      • 乙醇含量大于40%
        • 延缓多种成分如酯类、苷类等的水解
      • 乙醇含量20%以上
        • 防腐作用
    • .挥发性成分
      • 水蒸气蒸馏法、二氧化碳超临界流体萃取法、亲脂性溶剂提取法
    • 酸性成分的提取
      • 碱提酸沉法
    • 碱性成分的提取
      • 酸提碱沉法。 具有一定碱性的中药化学成分，如生物碱在植物体内一般以盐的形式存在，常用无机酸水溶液进行提取
    • 水溶性大分子成分
      • 多糖类
        • 水提醇沉法
      • 小分子物质为提取的目标成分时
        • 醇提水沉法
      • 蛋白质 （或酶）的提取
        • 中性的水或氯化钠水溶液---盐析法、等电点法、色谱法 （离子交换色谱法、葡聚糖凝胶色谱法等）
  • 有效成分分离与精制
    • 根据物质溶解度差别
      • 利用温度不同引起溶解度的改变（结晶法）
      • 改变混合溶剂的极性
        • 水提醇沉法
          • 浓缩水提取液中加入数倍量高浓度乙醇，以沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。
        • 醇提水沉法
          • 在浓缩乙醇提取液中加入数倍量水稀释，放置以沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质
      • 调节溶液的pH值，改变分子的存在状态
      • 沉淀法
        • 铅盐沉淀法（不提倡）
        • 试剂沉淀法
    • 根据在两相溶剂中分配比的差异
      • 影响分离的因素
        • 分离因子β，分配系数K β= KA/ KBKA>KB, K=CU/CL （CU, CL被分离物质在上相和下相中浓度）
        • 根据β值的大小可判断是否能分离及萃取的次数
          • β≥100，简单的一次萃取，可基本分离
          • 100>β≥10，10-12次萃取
          • β≤2，100次以上萃取
          • β≈1，无法分离
        • 高效液相色谱法
        • 液滴逆流色谱法DCCC
        • 高速逆流色谱法HSCCC
      • 常用方法
        • 液-液萃取法
        • 液-液分配色谱
          • 正相色谱法
            • 固定相极性>流动相极性
            • 固定相：用强极性溶剂，如水、缓冲溶剂等
            • 流动相：用弱极性有机溶剂，如氯仿、乙酸乙酯、丁醇等
          • 反相色谱法
    • 分子大小
      • 凝胶滤过色谱 （排阻色谱，分子筛色谱）GFC
        • 主要用于分离蛋白质、酶、多肽、氨基酸、多糖、苷类、甾体以及某些黄酮、生物碱等
        • 分类
          • 葡聚糖凝胶 （SephadexG）
            • 由葡聚糖和甘油基通过醚键 （—O—CH2—CHOH—CH2—O—）相交联而成的多孔性网状结构物质
          • 羟丙基葡聚糖凝胶 （SephadexLH）
            • 是在SephadexG分子中的羟基上引入羟丙基而成醚键 （—OCH2CH2CH2OH），故既具亲水性又具亲脂性
              • 与SephadexG相比，不仅可在水中应用，也可在极性有机溶剂或它们与水组成的混合溶剂中膨胀后使用
      • 大孔树脂色谱MRC
        • 大孔树脂色谱 （macroreticularresinchromatography，MRC）是吸附和分子筛原理相结合的色谱方法，色谱行为具有反相性质。 大孔树脂是一类没有可解离基团、具有多孔结构、不溶于水的固体高分子物质，是继离子交换树脂之后发展起来的一类新型分离材料
        • 影响因素
          • 化合物极性的大小
            • 极性较大的化合物一般适于在极性大的大孔树脂上分离
          • 化合物体积的大小
            • 体积越大，吸附力越强
          • 溶液的pH值
            • 酸性化合物在适当的酸性溶液
      • 超滤法
        • 微滤
          • 采用多孔半透膜截流0.02～10μm的微粒
            • 般用作中药有效成分溶液的预处理
        • 超滤
          • 非对称膜或复合膜截流0.001～0.02μm的大分子溶质
            • 常用于除去黄酮、生物碱、皂苷等中药有效成分提取液中的鞣质、多糖、树胶等大分子杂质。
        • 纳滤
          • 复合膜截流1nm以下的分子或高价粒子
            • 常用于除去皂苷、蛋白质、多肽、多糖等大分子有效成分溶液中的无机盐、单糖、双糖等小分子杂质。
    • 根据物质吸附性的差别
      • 常用的吸附剂
        • 硅胶
        • 氧化铝
          • 碱性或中性亲脂性成分的分离
        • 活性炭
          • 非极性吸附剂，分离水溶性物质，如氨基酸、糖类、苷类
        • 聚酰胺
          • 含酚羟基的化合物，如黄酮、蒽醌类等的分离。
      • 吸附作用
        • 物理吸附
          • 基于化合物的极性
            • 硅胶（极性吸附剂）
              • Si－OH的表面含量在液－固吸附色谱中很重要，因为人们通常认为Si－OH是强吸附位点
            • 氧化铝
              • 氧化铝呈碱性，对于分离一些碱性中草药成分，如生物碱类的分离颇为理想
              • 不宜用于醛、酮、酸、内酯等类型的化合物分离。因为碱性氧化铝可与上述成分发生次级反应，如异构化、氧化、消除反应等。
              • 稀硝酸或稀盐酸处理氧化铝后（酸性氧化铝），适合于酸性成分的层析。
            • 活性炭（非极性吸附剂）
        • 化学吸附
          • 黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附， 或生物碱被酸性硅胶吸附
        • 半化学吸附
          • 氢键吸附 聚酰胺对黄酮类、醌类等的吸附
    • 离子交换法IEC
      • 利用混合物中各成分解离度差异进行分离的方法
        • 固定相：离子交换树脂
        • 流动相：水或与水混合的溶剂
        • 解离度大 （酸性或碱性强）的化合物易交换在树脂上，相对来说也难被洗脱下来
  • 鉴别和结构鉴定
    • 理化鉴定
      • 熔点
        • 固体纯物质的熔点，其熔距应在0.5～1.0℃范围内，如熔距过大，则可能存在杂质，应进一步精制或另用不同的溶剂进行重结晶，直至熔点恒定为止
      • 沸点
        • 除高沸点物质外，其沸程不应超过±5℃
      • 比旋度、折光率和比重
        • 液体纯物质还应有恒定的折光率及比重
    • 分子式的确定
      • 质谱法 MS、高分辨质谱法HR-MS
    • 结构骨架与官能团的确定
    • 紫外光谱
      • 测定仅需要少量的纯样品，主要提供化合物分子中共轭体系
    • 红外光谱
      • 官能团的确认、芳环取代类型的判断
    • MS质谱
      • 确定化合物分子质量、元素组成、由裂解碎片检测官能团
      • EI-MS电子轰击色谱
      • FAB-MS 快原子轰击色谱
    • 核磁共振谱 （NMR）
      • 1H-NMR谱
        • NOE，核增益效应。NOE是在核磁共振中选择地照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间位置上接近的另一个或数个质子的信号强度增高的现象
      • 13C-NMR
        • 提供碳的信息类型数目相互关系，反应参数：化学位移（δ），异楞耦合常数（JCH）以及驰豫时间（T1）
    • 旋光光谱（ORD）和圆二色谱（CD）
      • 用于测定手性化合物的构型和构象。确定官能团在手性分子中位置等。
    • X射线衍射法（X-ray）
      • 原子的排列关系，以及化学结构