天然药物化学复习资料(1).doc

1.按从低到高的极性顺序依次排列常用的有机溶剂
石油醚，苯，无水乙醚，氯仿，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇，水
（亲脂性：大 ———— 小 ，亲水性：小 ———— 大 ）
2.什么是超临界流体？用超临界流体萃取法提取挥发油有何优缺点。
超临界流体：物质处于其临界温度和临界压力以上状态时，形成一种既非液体也非气体的特殊相态。
优点：①可在低温下提取，热敏性成分尤其适用②缺无溶剂残留、能耗低、安全性高、无污③兼有萃取和分离的作用④产品纯度高，萃取速度快。
缺点：①对极性大或相对分子质量大的成分萃取较难，需加入与溶质亲和力较强的夹带剂以提高溶解度，或需在很高的压力下进行②所用设备属高压设备，投资较大，运行成本高，给工业化和普及带来一定的难度和限制。
3.植物资源有效成分的提取方法有哪些？
常用的提取方法: 溶剂提取法 （浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、 连续回流提取法
超声提取法）、水蒸气蒸馏法、升华法、超临界流体萃取法。
浸渍法：是将药材用适当的溶剂在常温或温热的条件下浸泡一定时间，浸出有效成分的方法
渗漉法：是将药材粗粉置渗漉装置中，连续添加溶剂使渗过药粉，自下而上流动，浸出有效成分的一种动态浸提方法。
煎煮法：是将药材加水加热煮沸，滤过去渣后取煎煮夜的一种传统提取方法
回流法：使用低沸点有机溶剂如乙醇、氯仿等加热提取天然药物中有效成分时，为减少溶剂的挥发损失，保持溶剂与药材持久的接触，通过加热浸出液，使溶剂受热蒸发，经冷凝后变为液体流回浸出器，如此反复至浸出完全的一种热提取方法。
连续回流法：是在回流提取的基础上改进的，能用少量溶剂进行连续循环回流提取，充分将有效成分浸出完全的方法。
超声提取法：是一种利用超声波浸提有效成分的方法，其基本原理是利用超声波的空化作用，破坏植物药材的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的强烈震动能传递巨大能量给浸提的药材和溶剂，使它们做高速运动，加强了胞内物质的释放、扩散和溶解，加速有效成分的浸出，极大地提高提取效率。
水蒸气蒸馏法：水蒸气蒸馏法的基本原理是利用水和与水互不相容的液体成分共存时，根据道尔顿分压定律，整个体系的总蒸汽压等于两组份之和，当总蒸汽压等于外界大汽压时，混合物开始沸腾并被蒸馏出来。水蒸气蒸馏装置由水蒸气发生器、蒸馏瓶、冷凝管和接收器四部分组成。
升华法：是利用某些固体物质具有在低于其熔点的温度下受热后，不经熔融就直接转化为蒸汽，遇冷后又凝固为原来的固体物质，使之从天然药物中提出的方法。
超临界流体萃取法：超临界流体萃取是一种利用某物质在超临界区域所形成的流体，对天然药物中有效成分进行萃取分离，集提取与分离与一体的新型技术。常用作超临界流体的物质有二氧化碳、氧化亚氮、乙烷、乙烯、甲苯等其中最常用于天然产物提取的是二氧化碳，因其具有无毒、不易燃易爆、安全价廉、有较低的临界压力（Pc=7.37Mpa）和临界温度（Tc=31.4℃）/对大部分物质不反应、可循环使用等优点。
4. 简述天然化合物结构研究的程序及采用的方法。
未知天然药物化学结构研究的主要程序：
初步推断化合物的类型→测定分子式，计算不饱和度→确定分子中含有的官能团或结构片段或基本骨架→推断并确定分子的平面结构→推断并确定分子的立体结构（构型构象）
采用的方法： 
确定分子式，计算不饱和度质谱法、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁共振波谱
5.实验室常用的色谱法有哪些以及它们的适用范围。
硅胶色谱法：适用于中性或者酸性成分的分离
聚酰胺色谱法：适用于能与聚酰胺形成氢键吸附的化合物如黄酮类鞣质等成分的分离。
活性炭色谱法：适用于分离水溶性成分如氨基酸、糖类及某些苷类等，也适用于大量制备性分离
离子交换色谱法：适用于分离有解离能力的酸性、碱性及两性化合物
大孔吸附色谱法：适用于水溶性成分如皂苷的分离
凝胶色谱法：适用于天然药物化学成分中大小分子化合物的分离
6.根据苷键原子的不同，可将苷类化合物分为几类？各类的含义是什么？
根据苷键原子的不同分为：
（1）氧苷：苷元与糖基通过氧原子相连，根据苷元与糖所喝的基团的性质不同分为：醇苷 氰苷 酚苷 酯苷
（2）硫苷（S－苷）：是糖的端基OH与苷元上巯基缩合而成的苷
（3）氮苷（N－苷）：糖的端基碳与苷元上的碳原子相连的苷，如萝卜苷、芥子苷
（4）碳苷（C－苷）：是一类糖基直接以C原子和苷元的C原子相连的苷。组成碳苷的苷元多为酚性化合物，如黄酮类、蒽醌。尤其以黄铜碳苷最为常见，黄铜碳苷的糖基均在A环的6位或8位。
7.简述影响香豆素荧光的因素和一般规律。
香豆素类成分在紫外光下多显蓝色或紫色荧光，C7位有羟基取代的香豆素蓝色荧光最强，甚至在可见光下即可辨认，加碱后荧光增强，颜色变为绿色；C7位羟基甲基化或为非羟基基团以及C7的邻位C6或C8位有羟基取代时，则荧光减弱或消失。
8.简述蒽醌类化合物的结构分类。
根据其还原程度的不同分为①蒽醌衍生物：大黄素型、茜草素型②蒽酚衍生物：蒽醌↔蒽酸↔蒽酮③二蒽酮类衍生物
9.醌类化合物的酸性大小与结构中哪些因素有关，其酸性大小有何规律？
醌类化合物结构中具有酚羟基、羧基，因此显酸性，其酸性强弱与分子中羧基、酚羟基的数目和位置有关：
①具有羧基的醌类酸性较强，可溶于碳酸氢钠水溶液中，2-羟基苯醌或位于萘醌核上的羟基，为插烯酸的结构，也表现出与羧酸相似的酸性而溶于碳酸氢钠水溶液中
②萘醌与蒽醌苯环上的β-羟基大于α-降级的酸性。这是因为α-羟基上的氢与相邻的羰基容易形成分子内氢键，减低质子的解离度，故酸性较弱。而β-羟基受羰基吸电子的影响，使羰基上氧原子的电子云密度降低，对电子的吸引力降低，质子的解离度增大，因此酸性较强。含β-萘醌核蒽醌可溶于碳酸钠中，而含α-羟基只能溶于强氧化钠中。
③酚羟基数目增多则酸性加强。羟基蒽醌的酸性一般随羟基的数目增多而增大，如3,6-二羟基蒽醌酸性大于3-羟基蒽醌。但出于相邻二羟基蒽醌的酸性比只有一个羟基的蒽醌酸性还弱，这是由于相邻羟基产生氢键缔合的影响。如1,2-二羟基蒽醌的酸性小于3-羟基蒽醌。
综上所述：
酸性顺序：-COOH ＞ 2个以上β-OH ＞一个β-OH ＞ 两个α-OH＞一个α-OH
依次溶于 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH
10.简述黄酮类化合物的基本母核及分类依据。
黄酮类化合物是泛指两个具有酚羟基的苯环（A与B环）通过中央三碳原子相互联结而成的一系列化合物。基本母核结构为：2-苯基色原酮。其分类依据是根据中央三碳链的氧化程度、B环（苯基）连接位置（2-位或3-位）连接位置、三碳链是否成环、3位是否有羟基取代等进行分类。
11.常见的黄酮类化合物的结构类型有哪些？
黄酮类、黄酮醇类、二氢黄铜类、二氢黄酮醇类、查尔酮类、异黄酮类。
12.黄酮类化合物都具有哪些主要的生物学活性。
抗菌、抗炎、降压、解痉、镇静、祛痰、止咳、活血、抗癌、止泻、解暑等功能。
13.简述利用碱提酸沉淀法提取槐米中芦丁的操作过程
将提取的槐花粗粉中加入约6倍量已煮沸的0.4%硼砂水溶液，搅拌下加入石灰乳至PH8-9，并保持该PH 20-30min，趁热过滤，反复两次；滤去药渣，讲水提取液在60-70℃用浓盐酸调PH8-9，搅拌，静置放冷，滤过水洗至洗液呈中性，60℃干燥；过滤，沉淀用热水或乙醇重结晶的芦丁结晶。
14.挥发油类成分主要由哪几类化合物组成。
（1）萜类化合物：挥发油中的萜类成分，主要是单萜及倍半萜化合物（薄荷醇）；（2）芳香族化合物：主要是萜源衍生物和苯丙环类衍生物（桂皮醛）；（3）脂肪族化合物：一些小分子脂肪族化合物（4）含硫含氮化合物
15.举例说明萜类化合物的结构类型
根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类，分为半萜（植物油）、单萜（挥发油）、倍半萜（挥发油）、二萜（树脂，苦味质，植物醇）、二倍半萜、三萜等。
并结合分子中有无形成环状及碳环的数目，进一步分为链状萜（柠檬醛）、单环单萜（薄荷醇）、双环萜（D-龙脑，俗称冰片）、环烯醚萜（辛醇）、链状倍半萜（金合欢醇）、环状倍半萜（青蒿素）、环状二萜（维生素A）
16.简述生物碱分离的几种常用方法。
1.利用碱性差异进行分离
PH梯度分离法
①混合物溶于稀酸水，逐渐调碱性，分别用CHCl3萃取PH由低到高，生物碱碱性弱到强
②混合物溶于CHCl3中，用缓冲液依次萃取：PH由高到低，生物碱碱性由强到弱
2.利用溶解度差异进行分离
（1）已知成分——查文献选择结晶溶剂
（2）未知成分——色谱方法进行溶剂的选择
3.利用特殊官能团进行分离
1）酚性或含羧基生物碱在碱性条件下成盐溶于水，可与一般生物碱分离。
2）内酯或内酰胺结构的生物碱可在碱性水液中加热开环生成溶于水的羧酸盐而与其他生物碱分离，在酸性下又环合成原生物碱而沉淀。
4.利用色谱法进行分离
1）吸附柱色谱：常用氧化铝或硅胶作为吸附剂，有时也用纤维素、聚酰胺等。
2）分配柱色谱：对某些结构特别相近的生物碱，可采用分配色谱法。
其他：高效液相色谱、离子交换法、大孔树脂吸附法、葡萄糖凝胶法、气象色谱法。
水溶性生物碱分离：沉淀法、溶剂法。
17.简述并举例说明诱导效应对生物碱碱性大小的影响。
如果生物碱分子结构中氮原子附近存在供电基团（如烷基），能使氮原子电子云密度增加，而使其碱性增强。但是叔胺碱性弱于仲胺，其原因是叔胺结构中的三个甲基阻碍了氮原子接受质子的能力，因而碱性降低。如碱性：季胺>仲胺>伯胺>叔胺>芳胺>酰胺.
如果生物碱分子结构中氮原子附近存在吸电基团（如苯基、羰基、酯基、醚基、羟基、双键），能使氮原子，电子云密度降低，而使其碱性减弱，如去甲麻黄碱的碱性小于苯异丙胺，而二氢石蒜碱的碱性大于石蒜碱。

18提取方法适用范围：
溶剂提取法：
1浸渍法：适用于遇热易破坏成分及含多糖物质较多的药材。
2渗漉法：适用于遇热易破坏成分，提取效率高。
3煎煮法：适用于不易被水、热破坏成分。
4回流法：适用于脂溶性成分，溶剂消耗较大。
5连续回流法：适用于药量少的脂溶性成分，溶剂用量小，因加热时间长，成分易被破坏。
6超声提取法：既适用于预热不稳定成分，也适用于各种溶剂的提取。
其他提取法：
1水蒸气蒸馏法：适用于能随水蒸气蒸馏且不溶于水的成分。
2升华法：适用于具有升华性成分。
3超临界流体萃取法：适用于挥发性、脂溶性、高热敏性及易氧化分解成分。
19天然化学成分提取的影响因素：溶剂的选择、提取的方式、原料的粉碎程度、浸出温度、浓度差、浸提时间
20两相溶剂萃取的基本原理利用混合物中各种成分在两相互不相容的溶剂中分配系数的差异而获得分离。常用的溶剂有：水、冰乙酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿。
逆流连续萃取法：是利用相对密度小的相液作为移动相（或分散相）逆流连续穿过相对密度大的作为固定相（或连续相）的相液，借以交换溶质而达到分离的操作方法。
21系统溶剂分离法：是一种选用不同极性的溶剂组成溶剂系统，按极性由小到大的顺序依次提取分离提取液中各种溶解度有差异的成分，是各种成分获得分离的方法。
22沉淀法：在天然药物的提取液中加入某些试剂，使欲分离成分或杂质产生沉淀或降低溶解性而从溶液中析出，从而获得有效成分或去除杂质的方法。
（酸碱沉淀法、试剂沉淀法、铅盐沉淀法）
23结晶法与重结晶法：是利用混合物中各种成分在溶剂中溶解度的差别，时所需成分以结晶状态析出，再进一步纯化处理，以达到分离精致目的的方法。
24透析法：是利用提取液中小分子物质可通过透析膜，而大分子物质不能通过透析膜的性质使相对分子质量差异较大的物质得到分离的方法。
25系统溶剂分离法：适用分离含有极性不同的各种化学成分的天然药物提取液及研究成分不明的天然产物。
两相溶剂萃取法：适用于分离在两相溶剂系统中分离系数不同的成分。
沉淀法：适用于分离能与特定试剂或溶剂生成沉淀的成分。
结晶法与重结晶法：适合于分离具有结晶通性的天然药物固体化学成分。
透析法：常用于分离纯化天然药物化学成分中水溶性的生物大分子。如：皂苷、蛋白质、多肽、多糖等
分馏法：常用于分离天然药物中沸点不同的液体混合成分。如挥发油、液体生物碱等。
26．强心苷是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物，由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷。
性质：1.性状：强心苷多为无色结晶或无定形粉末，中性物质，有旋光性，C17 侧链为b-构型的味苦，α-构型味不苦，但无效。对粘膜有刺激性。2．溶解度：强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关，一般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂；难溶于乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。3．脱水反应：强酸热水解时，苷元中羟基易脱水。4.水解性：温和酸水解得到原苷元和单糖、双糖；强烈酸水解得到脱水苷元和单糖；盐酸丙酮法得到原苷元与糖衍生物；酶催化水解末端的葡萄糖等；弱碱水解苷元或糖基上的酰基。

27.色谱分离法：是一种分离、纯化和鉴定化合物的现代理化分离分析方法。
色谱分离法的分类：
按色谱分离原理的不同分为：吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、电泳技术
按操作方式的不同分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、毛细管电泳色谱
按固定相或支持剂种类的不同分为氧化铝色谱、硅胶色谱、聚酰胺色谱、凝胶色谱
按移动相种类的不同分为气象色谱、液相色谱、超临界流体色谱法
色谱分离法的基本原理：利用混合物中在固定相和移动相中吸附、分配及其亲和力的不同，当两相做相对运动时，这些成分在两相间进行反复多次的吸附或分配，从而得到分离。
吸附色谱的原理：利用作为固体相的吸附剂对混合物中各种成分吸附能力的大小不同，使各成分得到相互分离。
常用的吸附剂有：硅胶、氧化铝、聚酰胺和活性炭
常见一些化合物官能团的极性大小顺序：RH（烷烃<烯烃<炔烃）<RX(卤烃)<-OCH3<-COOR<-C=O<-COH<-SH<-NH2<-OH<-Ar-OH<-COOH
如果被分离物质的极性较大，可选用活度较低的吸附剂和极性较大的移动相；如果被分离物质的的极性较小，可选用活度较高的吸附剂和极性较小的移动相。
分配色谱的原理：利用混合物中各成分在互不相溶的两相溶剂中分配系数的不同而获得分离。两相溶剂中的一相需作为固定相，常以某种惰性固体吸住浸相容剂，使之固定这种吸着了固定相溶剂的固体物质称为支持剂，另一相溶剂则作为固定相。
离子交换色谱的原理：利用离子交换树脂上的功能基能在水溶液中与溶液的其他离子进行可逆性交换的性质，以离子交换树脂作为固定相，使混合成分中离子型与非离子型物质或具有不同解离度的离子化合物得到分离。
凝胶色谱的原理：以凝胶作为固定相，选择适当的溶剂作为移动相，随着移动相的移动，由于受凝胶颗粒中网孔半径的限制，被分离试样中比网孔小的化合物可自由进入凝胶颗粒内部，而比网孔大的化合物不能进入凝胶颗粒内部倍排阻，只能通过凝胶颗粒外部的间隙，使混合物中分子量大小不同的化合物移动速率不同而得到分离。
正相色谱：硅胶、氧化铝或带有氨基、二醇基和氨基的极性固定相，非极性流动相的操作模式，依据溶质分子的极性大小进行分离，溶质分子与固定相的硅醇基等极性基团产生特异的极性相互作用，极性相互作用大的保留时间长，反之保留时间小。
反相色谱：C8作固定相
28紫外光谱（UV）；红外光谱（IR）；质谱（MS）：分子量；核磁共振谱（NMR）：氢谱（）碳谱（C’—NMR；H’—NMR）。
29生物碱：是一类含氮有机化合物，大多具有较复杂的环状结构，呈碱性，与酸结合成盐，并有较强的生物活性。
生物碱结构类型分类：有机胺类生物碱（麻黄碱）吡咯类生物碱（槟榔碱）吡啶类生物碱（一叶萩碱）喹啉类生物碱、异喹啉类生物碱。
生物碱的碱性强弱与氮原子的杂化方式、诱导效应、共轭效应、空间效应、分子内氢键形成
生物碱的碱性强度可用酸式解离常数PKa和碱式解离常数PKb表示：PKa=PKw-PKb=14-PKb. PKa越大碱性越强。
生物碱结构中的碱性基团的PKa值大小顺序如下：
胍基>季铵基>N-烷杂环>脂肪胺>芳胺~N-芳杂环>酰胺基~吡咯.
碱性：季仲伯叔芳酰
常见的生物碱碱性试剂：碘-碘化钾、碘化铋钾、镭化铵盐。
生物碱沉淀试剂：在酸性水溶液或稀醇溶液中，大多数生物碱能与某些试剂生成难溶于水的复盐或分子络合物，这种反应称为生物碱沉淀反应，这些试剂称为生物碱沉淀试剂。
30醌类化合物：是指分子内具有不饱和环和环二酮结构（醌式结构）及其容易转变为具有醌式结构的化合物。以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。基本结构类型：苯醌类（对苯醌）、萘醌类（紫草素）、菲醌类（邻菲醌、对）、蒽醌类（大黄素）。
31.萜类化合物：合成前体为甲化戊酸（MVA），萜类化合物的骨架一般以五个碳为基本单位，可以看做是异戊二烯的聚合物及其氧化衍生物。通式：（C5H8）n。
32萜类化合物生物学活性：抗癌、抗疟、抗菌痢、抗生育、抗菌消炎、驱蛔与杀虫活性、昆虫保幼激素、性引诱剂及驱避剂
挥发油：又称精油，是一类挥发性的、能随水蒸气蒸馏的油状液体的总称，大多具有令人愉快的芳香气味。
挥发油易溶于亲脂性有机溶剂，如石油醚、乙醚、苯、二硫化碳等。
反应挥发油品质的化学常数有：
酸值：中和1克挥发油（-CO2H、Ar-OH）所需要KOH毫克数，衡量挥发油中游离羧酸和酚类的总含量。
酯值：水解1克挥发油所需要KOH毫克数，衡量挥发油中酯类成分的总含量。
皂化值：完全皂化1克挥发油所需要KOH毫克数，衡量挥发油中游离羧酸和酚类以及酯类成分的总含量（=酸值+酯值）。
33皂苷：是苷元为三萜或螺旋甾烷类化合物的一类糖苷
34甾体皂苷：是一类由螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷。
35.性质：
性状:皂苷多数具有苦而辛辣味，对人体黏膜有刺激性，尤其鼻粘膜最敏感，吸入含皂苷的药材粉末即引起喷嚏。因此某些皂苷内服，能刺激消化道黏膜，产生反射性黏液腺分泌可由于祛痰止咳。
溶解性：皂苷一般可溶于水，易溶于热水，含水烯醇、热甲醇和热乙醇，几乎不溶或难溶与乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。次级皂苷在水中溶解度降低，易溶于醇，丙酮，乙酸乙酯。皂苷元不溶于水，可溶于苯、乙醚、氯仿等低级性溶剂。
表面活性：皂苷水溶液经强烈振摇后可产生持久性泡沫，并不因加热而消失，这是因为当皂苷分子内亲水性的糖和亲脂性的苷元的部分达到平衡状态时，有降低水溶液表面张力的作用
溶血性：大多数皂苷能破坏红细胞而有溶血作用，口服则无溶血作用。皂苷的溶血作用是因为多数皂苷能与红细胞膜上胆甾醇结合生成不溶于水的复合物，破坏了红细胞的正常渗透性,使细胞内渗透压增高而使细胞破裂，从而导致溶血现象。（有毒鱼作用）