亲脂性生物碱:大多数叔胺碱和仲胺碱为亲脂性,一般能溶于有机溶剂,尤其易溶于亲脂性有机溶剂,如苯、乙醚、卤代烷类(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳),特别易溶于氯仿。溶于酸水,不溶或难溶于水和碱水。
亲水性生物碱:主要指季铵碱和某些含氮-氧化物的生物碱。这些生物碱可溶于水、甲醇、乙醇,难溶于亲脂性有机溶剂。
绝大多数生物碱分布在高等植物,尤其是双子叶植物中,如毛茛科、罂粟科、防己科、茄科、夹竹桃科、芸香科、豆科、小檗科等。
(2)极少数生物碱分布在低等植物中。
(3)同科同属植物可能含相同结构类型的生物碱。
(4)一种植物体内多有数种或数十种生物碱共存,且它们的化学结构有相似之处。
存在形式:有机酸盐、无机酸盐、游离状态、酯、苷等。
十字科蔬菜具体有: 1、白菜类:小白菜、菜心、大白菜、紫菜薹、红菜薹等。
2、甘蓝类:椰菜、椰菜花、芥蓝、青花菜、球茎甘蓝等。
3、芥菜类:叶芥菜、茎芥菜(头菜)、根芥菜(大头菜)、榨菜等。十字花科植物,可以合成较高浓度的芥子油,菜粉蝶对芥子油具有趋化性,因此会将卵产于十字花科植物叶片上,于是菜青虫也就集中在了十字花科植物叶片上。
双子叶植物纲五桠果亚纲的1科。一年生、二年生或多年生草本,叶互生,基生叶呈莲座状无托叶;叶全缘或羽状深裂。
花两性,双面对称,排成总状花序。
本科植物含芥子苷、脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸等)、生物碱、酚性物质(槲皮素及山奈酚)、黄酮醇、芸香苷、肌醇、强心苷、皂苷、苦味质、靛红等成分,其中不少成分具有生理活性,在民间也广为应用,如糖芥属、桂竹香属,种子多含强心苷类,故用作强心利尿药;芸苔属、欧白芥属、播娘蒿属等,植物中多含硫苷类,水解后产生硫氢酸对羟基苄酯或异硫氰酸烯丙酯,外用可消炎,内服可为刺激性祛痰药。
水溶性生物碱(alkaloid)就是存在于自然界(主要为植物,但有的也存在于动物)中的一类可溶于水含氮的碱性有机化合物,有似碱的性质,所以过去又称为赝碱。
大多数有复杂的环状结构,氮素多包含在环内,有显著的生物活性,是中草药中重要的有效成分之一。具有光学活性。但也有少数生物碱例外。
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 (KAKB)
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)
◆PH3,酸性物质多呈游离型(HA)、碱性物质则呈离解型(BH+);
◆ 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)
菲fěi 微,薄。 菲才。菲仪。菲酌。菲薄。 古代指芜菁一类的植物,花紫红色,可作菜用。 菲(fēi) 形容词性 花草的香气很浓的,常叠用。 菲薇:草木茂密的样子。 菲菲,香也。——《广雅》 芳菲菲兮满堂。——《楚辞·东皇太一》 别来春物已再菲,西望不见红日围。——苏轼《作书寄王晋卿忆前年寒食北城之游》 名词性
1、一种无色结晶烃,分子式C14H10,熔点约100度,其母核由某些生物碱降解生成,用于染料和药物。
2、菲律宾的简称 菲(fěi) 名词性 1、菲菜,一种芜菁类植物,又名芴。古书上指萝卜一类的菜 菲,芴也。——《说文》 菲,芴。——《尔雅》。注:“即土瓜也。” 采葑采菲。——《诗·邶风·谷风》 又如:采菲(采集菲菜) 2、“菲”通“剕”。刖足,即断足,古代五刑之一 治古无肉刑,而有象刑:墨黥;慅婴;共、艾毕;菲,对屦;杀、赭衣而不纯。——《荀子·正论》
3、“菲”通“屝”。草鞋,蔴鞋 不杖,不菲,不次。——《礼记·曾子问》 手为错,足下无菲。——《古诗·孤儿行》
4、薄酒 形容词性 1、微薄,使之微薄 又如:菲陋(才学微薄);菲葑(比喻微贱之人);菲才寡学(才能小而学识浅);菲己(待己菲薄) 2、简单粗劣的衣食,形容生活俭朴;恶衣菲食---清、唐甄《大命》 动词性 轻视,瞧不起
利用物质在碱性溶液中生成易溶物,在酸性溶液中生成沉淀的性质,用碱提取,酸沉淀达到提纯或分离的目的。
通常指味苦的、溶液能使特定指示剂变色的物质(如使石蕊变蓝,使酚酞变红等),其水溶液的PH值大于7。
在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子,与酸反应形成盐和水。典型的碱如胺类物质(包括氨水,化学式:NH3·H2O),烧碱(氢氧化钠,化学式:NaOH),熟石灰[氢氧化钙,化学式:Ca(OH)2]等。碱的更广义的概念是指提供电子的物质,或是接受质子的物质。
亲水性生物碱主要指季铵碱和某些含氮-氧化物的生物碱。这些生物碱可溶于水、甲醇、乙醇,难溶于亲脂性有机溶剂。通常指季铵生物碱和仲胺生物碱
1. 季铵碱型生物碱: 为离子型化合物,易溶于水和酸水,可溶于甲醇、乙醇及正丁醇等极性较大的有机溶剂,难溶于亲脂性有机溶剂。2. 含N-氧化物结构的生物碱: 具有配位键,可溶于水,如氧化苦参碱。3. 小分子生物碱: 少数分子较小而碱性较强的生物碱,既可溶于水,也可溶于三氯甲烷,如麻黄碱、烟碱等。4. 酰胺类生物碱: 由于酰胺在水中可形成氢键,所以在水中有一定的溶解度,如秋水仙碱、咖啡碱等。
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