中药中香豆素类化合物提取分离技术课件.ppt

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1、山西生物应用职业技术学院,山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院,山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院,山西生物应用职业技术学院 山西生物应用职业技术学院,山西生物应用职业技术学院,中药化学实用技术,学习情景四,中药中香豆素(Coumarin)类化学成分的提取分离技术,学习情境四 中药中香豆素类化合物的提取分离技术,熟练进行秦皮、蛇床子中香豆素的提取分离操作；能进行前胡中香豆素的提取分离操作。,教学内容,香豆素类化学成分的结构、性质及提取分离知识,秦皮中香豆素类化合物的提取分离技术,秦皮中香豆素类成分的的提取分离及鉴定,学习提示,香豆素的结构与特点,一,香豆素的理化性

2、质及检识,香豆素类化学成分的提取分离,香豆素,顺式邻羟基桂皮酸 苯骈-吡喃酮,简单香豆素类,呋喃香豆素类,吡喃香豆素类,其他香豆素,简单香豆素,仅在苯核上具有取代基的香豆素。常见取代基为羟基、甲氧基、亚甲氧基和异戊烯氧基等。这一类香豆素多数在C7位上连有含氧基团，7-羟基香豆素（伞形花内酯）可以认为是香豆素类成分的母体，其他如在C5、C6、C8位上也会有含氧基团取代。异戊烯基常连接在C6和C8上。,呋喃香豆素,由香豆素核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合而成。成环后有时可因降解而失去3个C原子。呋喃香豆素又分为线型和角型两种类型。,1.线型分子 由C6-异戊烯基与C7-羟基环合而成（即6，7-呋喃香

3、1.豆），3个环是处于一直线上的；补骨脂内酯 花椒毒内酯 2.角形分子 由C8-异戊烯基与C7-羟基成环（即7，8-呋喃香素），三个环处在一折线上。,异补骨脂 茴芹内酯,吡喃香豆素,由香豆素苯环上异戊烯基和邻位羟基环合形成2，2-二甲基-吡喃环结构。同呋喃香豆素类似，也分成线型（6，7-吡喃香豆素）和角型（7，8-吡喃香豆素）两种类型根据酬和位置分。,花椒内酯 邪蒿内酯,其他香豆素,主要包括指在-吡喃酮环上有取代的一类香豆素（多在C3或C4上，例如calanolide A）；双香豆素类（双七叶内脂）；异香豆素类（茵陈内脂）。,calanolide A,茵陈内酯,紫苜蓿酚,内酯环的水解,二、香豆

4、素的理化性质,溶解性,性状,显色反应,游离香豆素多为结晶性物质，有一定熔点，多有芳香气味。分子量小的有挥发性，能随水蒸气蒸出，并能升华。香豆素苷多数无香味和挥发性，也不能升华。,、-不饱和内酯环在稀碱液的条件下，可被水解开环，生成顺邻羟基桂皮酸盐，该盐经酸化即闭环恢复成原来的内酯结构，该性质可用于提取分离。,1.内酯的颜色反应（异羟肟酸铁反应）2.酚羟基的颜色反应3.Gibbs反应 4.Emerson反应,游离香豆素能溶于沸水，易溶于甲（乙）醇、氯仿、乙醚等，可溶于石油醚。香豆素苷类能溶于水、甲醇、乙醇，而难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。,荧光性,香豆素母核本身无荧光，但羟基香豆素类化合物在

5、紫外光下大多显蓝色或蓝绿色荧光，在碱液中更加显著。香豆素的荧光性质可用于香豆素成分的检识鉴别。,色谱检识,1.薄层色谱法2.纸色谱法,内酯环的水解,【注】如果与碱液长时间加热，水解产物顺邻羟桂皮酸衍生物则转变为反邻羟基桂皮酸的衍生物，再经酸化也不能环合成内酯，故提取时要注意碱的浓度与作用时间。,内酯的颜色反应,“异羟肟酸铁反应”在碱性条件下，内酯开环，与盐酸羟胺中的羟基缩合生成异羟肟酸，然后在酸性条件下再与三价铁盐络合而显红色。,酚羟基的颜色反应,三氯化铁反应 具有酚羟基取代的香豆素类在水溶液中可与Fe3+络合而产生绿色至墨绿色沉淀。重氮化反应 若酚羟基的邻对位无取代时，可与重氮化试剂反应产生

6、红色至紫红色。,其他的颜色反应,Gibbs反应 香豆素类成分在碱性条件（pH 910）下内酯环水解生成酚羟基，如果其对位（6位）无取代，与2，6二氯苯醌氯亚胺（Gibbs试剂）反应显蓝色。Emerson反应与Gibbs反应类似，香豆素类成分如在6位无取代，内酯环在碱性条件下开环后与4氨基安替比林和铁氰化钾（Emerson试剂）显红色。,三 香豆素的提取与分离,溶剂提取法,香豆素的提取与分离,提取,分离,碱溶酸沉法,水蒸气蒸馏法,色谱法,酸碱分离法,超临界流体萃取法,分步结晶法,真空升华或蒸馏法,（二）香豆素的分离,酸碱分离法：弱酸性和中性香豆素的混合物，可利用碱水酸沉法分离。,色谱法：柱色谱分

7、离中多采用硅胶吸附剂，慎用氧化铝，否则会使香豆素结构发生变化。此外还可用葡聚糖凝胶色谱进行分离。,分步结晶法：该方法适用于含量较高的香豆素。可利用含氧香豆素在石油醚中溶解度小的特点，在含香豆素的乙醚提取液中，逐步加人石油醚，使香豆素逐步析出。,真空升华或蒸馏法：香豆素类易升华的性质使之与不挥发性成分分开。对于热稳定性好的香豆素，此法是非常方便实用的。但对于热不稳定的香豆素往往会因此引起重排或降解。,任务一 秦皮中香豆素类化学成分的提取分离技术,秦皮中香豆素类化学成分的提取分离技术,必备知识,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,熟练进行秦皮中香豆素类化合物的提取、分离及鉴定操作

8、。学会秦皮中香豆素类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,二 秦皮中香豆素类化学成分的提取分离技术,秦皮为木犀科植物苦栎白蜡树Fraxiuusrhyuchophylla Hance.、白蜡树F.chinensis Roxb.、尖叶白蜡树F.chinensis Roxb.Var.acuminate Lingelsh.或宿柱白蜡树F.stylosa Lingelsh.的干燥枝皮或干皮。具有清热燥湿、收涩、明目等功效。临床主治慢性菌痢，对慢性支气管炎亦有一定疗效。秦皮含有七叶内酯、七叶苷、秦皮素以及秦皮苷等香豆素类化合物，此外还有鞣质、皂苷、树脂和脂溶性色素等成分。七叶内酯和七叶苷为其主要成分，具有抗炎

9、、镇痛、止咳、祛痰与平喘等功效。,秦皮中七叶内酯和七叶苷的提取分离工艺流程,课 堂 互 动,用95%乙醇回流提取和减压浓缩是各应注意什么问题?,（三）秦皮中香豆素类的提取分离,（二）秦皮中主要有效成分的性质,（一）秦皮中主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）秦皮中主要有效成分及结构,秦皮含有七叶内酯、七叶苷、秦皮素以及秦皮苷等香豆素类化合物，此外还有鞣质、皂苷、树脂和脂溶性色素等成分。七叶内酯和七叶苷为其主要成分，具有抗炎、镇痛、止咳、祛痰与平喘等功效。,glc-O,七叶内酯,七叶苷,（二）秦皮中主要有效成分的性质,七叶内酯(aescule-tin,七叶素）为无色或淡黄色针状结晶，熔点276

10、，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、稀碱水，略溶于水，难溶于氯仿等亲脂性有机溶剂；七叶苷(aesculin)为无色或浅黄色针状结晶，熔点206，溶于甲醇、乙醇、碱水或水，难溶于乙酸乙脂，不溶于氯仿。两者均显明显的蓝色荧光。,（二）秦皮中主要有效成分的性质,秦皮素(fraxetin)分子式C10H8O5，相对分子质量208.16。片状结晶（乙醇水溶液），熔点227228。溶于乙醇及盐酸水溶液，微溶于乙醚和沸水。秦皮苷(fraxin)分子式C16 H18O10，相对分子质量370.30。水合物为黄色针状结晶（水或稀乙醇溶液），无水物熔点205。微溶于冷水，易溶于热乙醇及热水。,秦皮素 R=H 秦皮

11、苷 R=glu,1,2,提取分离依据,根据秦皮中七叶苷和七叶内酯均溶于热乙醇的性质，用乙醇为溶剂进行回流提取。,利用七叶苷和七叶内酯均不溶于氯仿的性质除去亲脂性杂质。利用在乙酸乙酯中的溶解度差异分离二者。,（三）秦皮中香豆素类成分的提取分离,苦枥白蜡树中秦皮素、秦皮苷的提取分离,四 知识拓展,（一）白蜡树树皮中七叶素的提取分离 索氏提取器内，用95%乙醇回流提取，回收溶剂，浓缩物加硫酸水浴加热后冷却过滤，滤液用乙醚萃取，回收乙醚，放置析晶，甲醇重结晶得七叶素。工艺流程如下：,四 知识拓展,（二）苦枥白蜡树中秦皮素、秦皮苷的提取分离工艺流程如下：,四 知识拓展,（三）白蜡树树皮中七叶素的提取分离

12、工艺流程,任务二 蛇床子中香豆素类化学成分的提取分离,蛇床子中香豆素类化学成分的提取分离,必备知识,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,熟练进行蛇床子中香豆素类化合物的提取、分离及鉴定操作。学会蛇床子中香豆素类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,二 蛇床子中香豆素类化学成分提取分离技术,蛇床子为伞形科植物Cnidium monnieri(L.)Cuss的果实。主产于河北、山东、江苏等地。具有温肾助阳，祛风燥湿，杀虫的功能，用于男子阳痿，阴囊湿痒，女子带下阴痒、宫寒不孕、风湿痹痛、疥癣湿疮等的治疗。,蛇床子中蛇床子素和欧前胡素的提取分离工艺流程,（三）蛇床子中主要有效成分的提取分

13、离,（二）蛇床子中主要有效成分的性质,（一）蛇床子中主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）蛇床子中主要有效成分,蛇床子主含挥发油和香豆素类成分。果实含挥发油1.3%。香豆素类成分包括蛇床子素(osthole)、欧前胡(imperatorine)、佛手柑内酯(bergapten)、异虎耳草(isopimpinelline)等成分。,（二）蛇床子中香豆素类成分的结构、性质,蛇床子素 棱柱状结晶（乙醚），针状结晶（稀乙醇），熔点8384，溶于甲醇、乙醇、氯仿、丙酮、乙酸乙酯和沸石油醚，不溶于水和冷石油醚。,欧前胡素 棱柱结晶（乙醚），长细针晶（热水），熔点102，不溶于水，易溶于沸水，易溶于氯仿、

14、溶于苯、乙醇、乙醚、石油醚和碱性氢氧化物。,佛手柑内酯 白色带丝光的针状结晶，熔点188190，易溶于氯仿，微溶于苯、乙酸乙酯和乙醇，不溶于水，具有升华性。,异虎耳草素 淡黄色结晶，熔点189191。,课 堂 互 动,蛇床子中化学成分的溶解性有什么特点？如何利用其特点进行提取分离？,抗心律失常作用,（三）蛇床子中香豆素类成分的生物活性,生物活性,抗菌、抗病毒作用,抗变态反应,蛇床子素对须发藓菌有较强抑制作用，花椒毒酚则具有显著的抗霉菌作用。,蛇床子总香豆素能直接扩张豚鼠器官平滑肌，对豚鼠吸入致痉剂所致的药物性哮喘有明显的保护作用，在体外能拮抗组织胺、慢反应物质引起的肠肌收缩，对小鼠被动性皮肤过

15、敏反应有抑制作用，同时有一定的祛痰作用。,抗炎作用,蛇床子素具有钙拮抗剂的作用。,蛇床子总香豆素对角叉菜胶和鸡蛋清引起的大鼠足趾肿胀均有明显的抑制作用。,四 知识拓展,蛇床子膏的制备工艺流程 蛇床子粗粉用70%乙醇浸提3次，合并提取液，减压回收乙醇，得稠膏。然后加稠膏3倍量的氯仿回流提取，过滤，减压回收氯仿，得含蛇床子素的干膏。工艺流程如下：,任务三 前胡中香豆素类化学成分的提取分离,前胡中香豆素类化学成分的提取分离,必备知识,相关知识链接及拓展,课堂互动,目标测试,一 学习目标,熟练进行前胡中香豆素类化合物的提取、分离及鉴定操作。学会前胡中香豆素类化合物的色谱鉴定技术。,学习目的,二 前胡中

16、香豆素类化学成分提取分离技术,前胡为伞形科植物白花前胡(Peucedanum praeruptorum Dunn.）的干燥根。具有散风清热、降气化痰的功效，用于风热咳嗽痰多、痰热喘满、咯痰黄稠等症。主产于浙江、江西、四川等省。,白花前胡成分白花前胡丙素的提取分离工艺流程,（三）前胡中主要有效成分的提取分离,（二）前胡中主要有效成分的性质,（一）前胡中主要有效成分及结构,三 必备知识,（一）前胡中主要有效成分,前胡中主要含有香豆素类化合物，主要有效成分为白花前胡丙素（Praeruptorin C）。白花前胡丙素和其消旋体白花前胡甲素为其主要活性成分，研究表明白花前胡丙素与其消旋体白花前胡甲素(p

17、raeruptorin A)具有相似的药理作用。此外，前胡中还含有白花前胡乙素（Praeruptorin B）、白花前胡丁素（Praeruptorin D）、白花前胡戊素（Praeruptorin E）等成分。,（二）前胡中香豆素类成分的性质、结构,(1)白花前胡甲素 分子式C20 H22O5，相对分子质量342.40。(2)白花前胡丙素 分子式C21H22 O7，相对分子质量386.41。白色针晶，熔点136138。(3)白花前胡丁素 分子式C24 H26 O7,相对分子质量426。无色针晶，熔点174176。(4)白花前胡戊素 分子式C24 H28O7，相对分子质量428.46。,白花前胡

18、甲素 白花前胡丙素,课 堂 互 动,根据白花前胡丙素的提取分离工艺分析白花前胡丙素的溶解性特点。,四 知识链接,白花前胡成分提取分离,五 知识拓展,商品前胡的药用原植物还有紫花前胡，但是2005版药典未收载。紫花前胡中主要含有的香豆素类成分有紫花前胡素D、紫花前胡素F、Pd-C-、Pd-C-、（+）-3/S-decursinol等成分。,紫花前胡素D R1=H R2=当归酰基紫花前胡素F R1=乙酰基 R2=H,化合物紫花前胡素D 化合物紫花前胡素F 化合物Pd-C-化合物Pd-C-化合物（+）-3/S-decursinol,学 习 小 结,香豆素类化合物,提取分离,提取、分离,结构测定,理化

19、性质,性状、溶解性、荧光反应、内酯环的碱水解,结构类型,简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素、其他香豆素,应用实例,紫外、红外、核磁、质谱,秦皮、蛇床子、前胡,检识反应,显色反应、色谱检识,（一）学习内容,（二）学习方法与体会,香豆素类化合物由于结构特殊，既具有酯类化合物的某些特性，也具有苷类化合物的特性。在学习过程中要重点掌握香豆素的结构特点和理化性质，以及提取分离和鉴定方法。通过理论学习和实训操作使学生达到能灵活运用掌握的知识分析提取分离工艺流程的原理。具有用化学方法鉴别香豆素类化合物的能力，能设计简单的提取分离流程。,六 目 标 检 测,一、选择题（一）单项选择题1、下列化合物具有强烈天蓝

20、色荧光的是A.七叶内酯 B.大黄素 C.大豆皂苷 D.甘草酸2、异羟肟酸铁反应的现象是A.绿色 B.蓝色 C.红色 D.黑色3、FeCl3试剂反应的条件是A.内酯环 B.酚羟基 C.芳环 D.甲氧基4、异羟肟酸铁反应作用的基团是A.酚羟基 B.芳环 C.甲氧基 D.内酯环5、秦皮中的七叶内酯属于下列哪类香豆素成分A.异香豆素 B.简单香豆素 C.吡喃香豆素 D.呋喃香豆素6、香豆素的基本母核是A.苯丙素 B.顺式邻羟基桂皮酸 C.苯并-吡喃酮 D.桂皮酸衍生物7、下列化合物脱水后能生成香豆素的是A.桂皮酸衍生物 B.苯并-吡喃酮 C.顺式邻羟基桂皮酸 D.苯丙素,8、游离香豆素可溶于热的氢氧化

21、钠水溶液是由于其结构中存在A.酚羟基对位的活泼氢 B.酮基 C.甲氧基 D.内酯环9、异补骨酯素属于A.呋喃香豆素 B.简单香豆素 C.吡喃香豆素 D.异香豆素10、七叶内酯具有A.升华性 B.香味 C.两者均无 D.两者均有（二）多项选择题1、含有香豆素的中药有A.秦皮 B.厚朴 C.五味子 D.补骨脂 E.大黄 2、游离的小分子香豆素提取可用A.碱溶酸沉淀法 B.水蒸气蒸馏法 C.色谱法 D.升华法 E.有机溶剂法3、提取游离香豆素的方法有A.酸溶碱沉法 B.乙醚提取法 C.碱溶酸沉淀法 D.热水提取法 E.乙醇提取法4、蛇床子中主要含有的化学成分有A.槲皮素 B.蛇床子素 C.欧前胡素

22、D.佛手柑内醋 E.大黄素5、前胡中主要含有的化学成分有A.白花前胡甲素 B.白花前胡戊素 C.白花前胡丙素 D.欧前胡素 E.花色素（三）简答题1.香豆素类化合物具有哪些理化性质？2.简述薄层色谱中展开剂的pH值对弱酸性香豆素Rf值的影响离？,实训 秦皮中七叶苷和七叶内酯的提取、分离和鉴定,【实训目的】,1.能够运用回流和连续回流法、减压浓缩法对秦皮中七叶苷和七叶内酯进行提取和精制。2.会用显色反应、色谱法进行香豆素类成分的检识。,【化学成分概述】,秦皮为木樨科植物白蜡树、苦枥白蜡树、尖叶白蜡树、宿柱白蜡树的干燥枝皮或干皮。秦皮主要含七叶内酯、七叶苷、秦皮素、秦皮苷等，结构见前述。,【实训原

23、理】,本实验是根据秦皮中的七叶内酯、七叶苷均能溶于沸乙醇，可用沸乙醇将两者提取出来，然后利用两者在醋酸乙酯中的溶解度不同进行分离。,【设备、仪器及药品】索氏提取器、分液漏斗、50ml圆底烧瓶、冷凝 管、水浴锅、硅胶G薄层板、紫外光灯（254nm）、95%乙醇、氯仿、醋酸乙酯、盐酸、盐酸羟胺、甲醇、氢氧化钠、三氯化铁、正丁 醇、醋酸、秦皮苷标准品。,【操作步骤】,1、七叶内酯、七叶苷的提取分离 秦皮粗粉150g置索氏提取器中，用乙醇回流提取4次，减压浓缩，回收乙醇，得浓缩物。浓缩物用水温热溶解加等体积氯仿萃取2次，除去非极性杂质。水液挥取残留的氯仿，加等体积的醋酸乙酯萃取2次合并萃取液。水液浓缩

24、析晶滤过，甲醇、水反复重结晶得七叶苷。醋酸乙酯液加无水硫酸钠脱水，减压蒸干，残留物用甲醇溶解，适当浓缩后放置过夜析晶滤过，水、甲醇反复重结晶的七叶素。2、鉴定（1）荧光：取样品少量，加入乙醇0.5ml，用毛细管滴于滤纸上，在紫外灯下观察。（2）三氯化铁反应：取样品少量，加入乙醇0.5ml，加入1%三氯化铁试剂23滴，观察颜色变化。（3）内酯的颜色反应：取样品少量，加0.5ml乙醇溶解，加10%盐酸羟胺甲,【操作步骤】,醇溶液数滴，10%氢氧化钠56滴，水浴加热2分钟放冷后加5%盐酸数滴（pH 34），加5%三氯化铁23滴，观察颜色变化。（4）薄层检识吸附剂：硅胶GF254薄层板样品：秦皮提取物1%甲醇溶液对照品：2%秦皮甲素标准品甲醇液；2%秦皮乙素标准品甲醇液展开剂：三氯甲烷-甲醇-甲酸（610.5）显色：三氯化铁-铁氰化钾试液（11）,