大孔吸附树脂课件.ppt

《大孔吸附树脂课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大孔吸附树脂课件.ppt（99页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1,第二章 天然药物化学,主讲人 李桂英,2,主要内容,一、天然药物化学的含义二、天然药物化学的研究内容三、天然药物化学在天然药物研究中的作用四、天然药物化学与其它相关学科的关系五、天然药物化学的研究方向,3,一、天然药物化学的含义：,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。二、天然药物化学的研究内容：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。此外，还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。,4,I.天然药物的来源：,来自植物、动物、矿物和微生物。其中以植物来

2、源为主，种类繁多。以中草药为例，仅本草纲目（明，李时珍）中就记载1892种。本草纲目拾遗（清，赵学敏）又补充1021种。相信随着科学技术的进步，这个数字还会不断变化、发展。,5,例如，近来号称“生命摇篮”、占地球表面积2/3的海洋中所含生物资源正在不断得到开发。又如，随着生命科学的进步，许多内源性生理活性物质也正在不断地被揭露出来，还将发现更多的新的天然药物等等。天然药物是药物的一个重要组成部分。在中国，天然药物又称为中草药。,6,II天然药物能够防治疾病的物质基础：,是其中所含有的有效成分。（一）有效成分：一般是指化学上的单体化合物，即能用分子式表示，并具有生理活性和一定的物理常数。这一类化

3、学成分往往具有一定的生物活性，能起到治疗疾病的作用。,7,例如，中药麻黄中含有左旋麻黄素等多种生物碱物质，以及挥发油、淀粉、树脂、叶绿素、纤维素、草酸钙等其他成分。其中，左旋麻黄素具有平喘、解痉的作用，被认为是麻黄的代表性有效成分；,8,中药甘草中含有甘草酸等多种皂苷以及黄酮类、淀粉、纤维素、草酸钙等成分。其中，甘草酸则具有抗炎、抗过敏、治疗胃溃疡的作用，被认为是甘草的代表性有效成分。但淀粉、树脂、叶绿素等则一般认为是无效成分或者杂质。,9,（二）无效成分：在众多的成分中，有些化学成分如蛋白质、碳水化合物、色素、油脂、树脂和无机盐等，如百合中含有4%的蛋白质，甘草中含有513%的还原糖，何首乌

4、中含有45%的淀粉，叶绿素分布更为广泛。而这些成分一般无生物活性，不起药效。,10,有效成分和无效成分的划分也是相对的。随着科学的发展，某些过去认为是无效的成分，如一些多糖、蛋白质和油脂，现在已发现了它们新的生物活性。,11,一种天然药物可以有一个或多个有效成分，往往具有多种临床用途，如鸦片中的吗啡具有镇痛作用；罂粟碱有解痉作用；而可待因具有止咳作用，它们只分别部分地代表了鸦片的临床疗效，因此对天然药物有效成分的研究必须慎密地、系统地、全面地进行，才能真实地反映中药原有的生物活性。,12,另外，过去在测定一个化合物结构时，往往需要化学方法进行降解或制成适当衍生物进行比较才有可能被确认，因此一般

5、需要至少几百毫克甚至几克的纯物质。十几毫克乃至几十毫克的物质往往因为无法测定而被束之高阁。现在，由于科学技术的进步，尤其是核磁共振（NMR）、质谱(MS)及X-射线单晶衍射以及计算机的广泛应用，结构测定需要的试样量已大幅度降低，十几毫克甚至几毫克就可以完成测定工作。目前，我国天然药物化学研究工作的步伐已经大大加快，研究水平也有很大提高，大体上已经接近发达国家的水平。,13,（三）生物合成途径：,了解化学成分在植物体内的生成、衍变过程。1）生物合成过程：天然药物，其所含有的成分也是多种多样的。那么，这些成分究竟是怎样产生的？它们之间又有什么联系呢？下图是植物体内的物质代谢与生物合成过程：,14,

6、上述过程因为对维持植物生命活动来说是不可缺少的过程，且几乎存在于所有的绿色植物中，故习惯上称之为一次代谢过程。一次代谢产物：如糖、蛋白质、脂质、核酸等，这些对植物有机体生命活动来说，是不可缺少的物质。,15,二次代谢过程：在特定条件下，一些重要的一次代谢产物，如乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸及一些氨基酸等，作为原料或前体，又进一步生成如生物碱、萜类等化合物。因为这一过程并非在所有的植物中都能发生，对维持植物生命活动来说又不起重要作用，故称之为二次代谢过程。二次代谢产物：生物碱、萜类等化合物。植物中的二次代谢产物，又多具有明显的生理活性，成为天然药物化学的主要研究对象。,16,2）生物合成

7、假说的提出：,随着众多的天然化合物不断分离和结构的确定，人们发现有许多化合物，不仅结构相似而且其性质也有许多相似之处。例如在比较茴香脑、丁香酚等化合物结构时，发现它们都具有相同的C6-C3 骨架，它们可能由酪氨酸及多巴代谢而来；比较罂粟碱、木兰碱、小檗碱等结构，发现它们的结构中也都包含有多巴的骨架，它们系由多巴经下列途径与芳香醛类化合物缩合而成。,17,再如，在萜类化合物中，常可看到不断重复出现的C5单位骨架，意味着它们具有共同的生物合成途径，即异戊二烯法则。,18,19,而在新生霉素的结构中看出含有糖、酪氨酸、对羟基苯甲酸及异戊烯的结构片段了。,20,3）天然化合物的主要生物合成途径如下：,

8、醋酸-丙二酸途径：脂肪酸类、酚类、蒽酮类等类化合物均由这一途径生成。这一过程的出发单位是乙酰辅酶A，但实际上起延伸碳链作用的是丙二酸单酰辅酶A。碳链的延伸由缩合及还原两个步骤交替而成，得到的饱和脂肪酸均为偶数；碳链为奇数的脂肪酸，起始物质不是乙酰辅酶A，而是丙酰辅酶A。,21,甲戊二羟酸途径：从甲戊二羟酸生成萜的途径。焦磷酸二甲烯丙酯(DMAPP)及其异构体焦磷酸异戊烯酯(IPP)，它们均由MVA变化而来，在相互衔接时一般为头-尾相接，但三萜的生物合成，则是两个倍半萜尾-尾相接而成。各种萜类分别经由对应的焦磷酸酯得来，三萜及甾体则由角鲨烯转变而成。,22,23,桂皮酸途径：天然化合物中具有C6

9、-C3骨架的苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类以及具有C6-C3-C6骨架的黄酮类化合物极为多见。其中的C6-C3骨架均由苯丙氨酸经苯丙氨酸脱氨酶(PAL)脱去氨后生成的桂皮酸而来。如下图：,24,氨基酸途径：生成天然产物中的生物碱类成分。有些氨基酸脱羧成为胺类，再经过一系列化学反应（甲基化、氧化、还原、重排等）后转变成为生物碱。,25,26,复合途径：结构稍为复杂的化合物，如查耳酮类、二氢黄酮类化合物，其分子中各个部位不可能来自同一生物合成途径，即复合生物合成途径。生物合成是天然药物化学学科中一个重要的领域。了解生物合成的有关知识，不仅对天然化合物进行结构分类或者推测天然化合物的结构有帮

10、助，而且对植物化学分类学以及仿生合成等学科的发展有着重要的理论指导意义，对采用组织培养方法进行物质生产也有实际指导意义。,27,如：在进行人参组织培养时，为了提高皂苷的含量，曾试验加入不同的生物合成前体物质。结果表明：加入甲戊二羟酸及金合欢醇时，皂苷的含量可增加2倍。,28,（四）天然药物有效成分的提取、分离：I、提取法：,从药材中提取天然活性成分的方法，常用的提取方法有溶剂提取法、水蒸汽蒸馏法及升华法。此外还有压榨法、超临界二氧化碳提取法等。但任何一种溶剂或任何一种方法所得的提取液或提取物，仍然包含几种或更多的理化性质较类似的化合物，仍需进一步分离、精制，最后才能得到单体。,29,1）溶剂提

11、取法：是根据“相似相溶”的原理进行的。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。用溶剂从中药中把所需要的成分溶解出来，而对其他成分则不溶或少溶。该法是提取中药有效成分最常用的方法。,30,中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。,31,（1）选择溶剂的理论根据：常见溶剂的极性强弱顺序如下：石油醚苯氯仿乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水 溶质的极性:烷烯醚酯酮醛胺醇酸选择合适的溶剂，一般要注意以下几点：A 所选溶剂要对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小。B 溶剂不能与中草药的有效成分起不可逆的化学变化。C 溶剂要

12、经济易得、使用安全。,32,（2）溶剂的选择：水：优点：价廉易得，极性最强，穿透力强，溶解范围广，如中药中常见的苷类，多糖，生物碱盐类，有机酸盐类等。缺点：不宜保存，浓缩困难，提取液含杂质较多。,33,亲水性有机溶剂：主要是指甲醇、乙醇及丙酮等。优点：既可溶于水，又可以任意比与亲脂性有机溶剂相混溶，穿透力较强，溶解范围广，易浓缩保存，价格较低。以乙醇最为常用。95%乙醇：生物碱；挥发油；树脂；及叶绿素；60-70%乙醇：苷类 缺点：易燃，甲醇毒性大。,34,亲脂性有机溶剂：如石油醚、苯、乙醚、氯仿、正丁醇等。优点：极性小，可用于提取亲脂性成分，如挥发油、油脂、叶绿素、树脂、植物甾醇、内酯、某些

13、生物碱及某些苷元等。提取液含杂质少，易于浓缩。缺点：有毒，价贵，易挥发，穿透力弱等。,35,（3）常用提取方法：浸渍法：是在常温或低温（80）条件下，用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。本法加溶剂量以漫过药材稍多为度，一般浸三次，头次一日左右，二、三次时间可缩短。此法简单方便，适合于一些遇热不稳定的成分的提取。但耗时长，浓缩困难，浸出效果差。例如：泡茶，泡人参酒等。,36,渗漉法：是不断向粉碎的中药材中添加新鲜的浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种方法。优点：提取效率高于浸渍法。缺点：溶剂消耗量大，费时长。,37,煎煮法：是在中药材中加入水后加热煮沸，将有效成分提取出

14、来的方法。优点：简便易行。缺点：含挥发性成分或有效成分遇热易分解的中药材不宜用此法。一般23次，每次数0.51小时。,38,回流提取法：是用易挥发的有机溶剂，加热回流提取中药成分的方法。但对热不稳定的成分不宜用此法，且溶剂消耗量大，操作麻烦。一般提取两次（1h，0.5h）。优点：效率较冷渗法高。缺点：不适用于对热不稳定成分的提取。,39,连续提取法：弥补了回流提取法中溶剂消耗量大，操作太繁琐的不足，实验室常用索氏提取器来完成本法操作。优点：效率高；缺点：提取时间长，不适用于对热不稳定的成分的提取。,40,超临界流体CO2萃取法：可用于挥发油等的提取，临界状态下的CO2的极性相当于正己烷，因此可

15、以用于提取极性比较小的成分。优点：不残留有及溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、操作方便；无传统溶剂法提取的易燃易爆的危险，减少环境污染，无公害，产品是纯天然的；萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；也适用于极性较大和分子量较大物质的萃取；萃取介质可循环利用，成本低；可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速的分析中药及其制剂中的有效成分。,41,超声波提取技术：是采用超声波辅助提取溶剂进行提取的方法。超声波技术在中药提取中的应用近年来发展的较为广泛，如在对皂苷类成分的提取中，加水煎煮或有机溶剂浸泡的方法提取，则耗时长、提出率低。而

16、采用超声波技术则可大大缩短提取时间。优点：提高了浸出率、节约药材、节省时间、杂质少等。,42,超声波提取技术，是中药制药彻底改变传统的水煮醇沉提取方法的新方法、新工艺。与水煮、醇沉工艺相比，超声波提取具有如下突出特点：（1）无需高温。在4050水温下超声波强化提取，无水煮高温，不破坏中药材中某些具有热不稳定、易水解或氧化特性的药效成份。超声波能促使植物细胞破壁，提高中药的疗效。（2）常压提取，安全性好，操作简单易行，维护保养方便。（3）提取效率高。超声波强化提取2040分钟即可获最佳提取率，提取充分，提取量是传统方法的二倍以上。据统计，超声波在6570C工作效率非常高。而温度在65C内中草药的

17、有效成份基本没有受到破坏。基本上可提取有效成份的90%以上。,43,（4）具有广谱性。适用性广，大多数的中药材各类成份均可超声提取。（5）超声波提取对溶剂和目标提取物的性质（如极性）关系不大。因此，可供选择的提取溶剂种类多、目标提取物范围广泛。（6）减少能耗。由于超声提取无需加热或加热温度低，提取时间短，因此大大降低能耗。（7）药材原料处理量大，成倍或数倍提高，且杂质少，有效成分易于分离、净化。（8）提取工艺成本低，综合经济效益显著。（9）超声波具有一定的杀菌作用，保证提取液不易变质。,44,微波提取技术：微波加热是能量直接作用于被加热物质。空气及容器对微波基本上不吸收和反射，保证了能量的快速

18、传递和充分利用。,45,微波提取的优点：微波提取大大降低了提取时间，提高了提取速度，传统提取方法需要几小时至几十小时，超声提取也需半小时到一小时，微波提取只需几秒到几分钟，提取速率提高了几十至几百倍，甚至几千倍。,46,微波提取的缺点：只适合于热稳定性的物质，对热敏感性物质，微波加热易导致变形或失活；另外，要求物料有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破，产物也就难以释放出来；微波提取对组分的选择性差。,47,（4）影响提取的因素：粉碎度、温度、时间等。：粉碎度的影响：溶剂提取过程包括渗透、溶解、扩散等过程，药材粉末越细，药粉颗粒表面积越大，上述过程进行得越快，提取效率就越高。但

19、粉碎过细，表面积太大，吸附作用增强，反而影响扩散作用。另外含蛋白质、多糖类成分较多的药材用水提取时，药材粉碎过细，虽有利于有效成分的提取，但蛋白质和多糖等这类杂质也溶出较多，使提取液粘稠，过滤困难，影响有效成分的提取和进一步分离。因此通常用水提取时，可采用粗粉或薄片；用有机溶剂提取时，以能通过20目筛为宜。,48,温度的影响：一般为60，最高不超过100。温度增高，分子运动加快，溶解、扩散速度也加快，有利于有效成分的提出，所以热提常比冷提效率高。但温度过高，有些成分被破坏，同时杂质也溶出增多。故一般加热不超过60，最高不超过100。,49,时间影响：有效成分的提出随提取时间的延长而增加，直到药

20、材细胞内外有效成分的浓度达到平衡为止。所以不必无限制的延长提取时间。一般用水加热提取以每次0.51小时为宜；用乙醇加热提取每次以1时为宜。,50,2）水蒸汽蒸馏法：适用于具有挥发性的、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、且难溶或不溶于水的成分的提取。如挥发油的提取。,51,3）升华法：固体物质在受热时不经过熔融直接转化为蒸气，蒸气遇冷后又凝结成固体的现象叫做升华。中药中有一些成分具有升华的性质，能利用升华法直接从中药中提取出来。如樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡因等。,52,（四）天然药物有效成分的提取、分离：II、中草药有效成分的分离法：,用上述提取方法所得的多为混合物，须进一步分离及精制。常用方法如下：1

21、）根据物质溶解度差别进行分离：如结晶法、沉淀法等。2）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离：如萃取法。3）根据物质的吸附性差别进行分离：有物理吸附、化学吸附及 半化学吸附之分。4）根据物质分子大小差别进行分离：常用的有透析法、凝胶滤过法、超滤法、超速离心法等。5）根据物质离解程度不同进行分离：如天然有机化合物中，具有酸性、碱性及两性基团的分子，可用离子交换法或电泳技术进行分离。,53,1）根据物质溶解度差别进行分离：（1）结晶法：利用温度不同引起溶解度的改变分离物质的方法。（2）沉淀法：在溶液中加入另一种溶剂以改变混合溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。如在药材浓缩水提取液中加

22、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（水/醇法）；或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（醇/水法）等。,54,沉淀法对酸性、碱性或两性有机化合物来说，可通过加入酸或碱以调解溶液的PH值，改变分子的存在状态（游离型或离解型），从而改变溶解度而实现分离。例如，一些生物碱类在用酸性水从药材中提出后，加碱调至碱性即可从水中沉淀析出（酸/碱法）。,55,酸性或碱性化合物还可通过加入某种沉淀试剂使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。例如酸性化合物可做成钙盐、钡盐、铅盐等；碱性化合物如生物碱等，则可做成苦味酸盐、苦酮酸盐等有机盐。得到的有机酸金属盐类（

23、如铅盐）沉淀，悬浮于水或含水乙醇中，通入硫化氢气体进行复分解反应，使金属硫化物沉淀后，即可回收得到纯化的游离的有机酸类化合物。,56,生物碱等碱性有机化合物的有机酸盐类则可悬浮于水中，加入无机酸，使有机酸游离后，先用乙醚萃取除去。然后再进行碱化、有机溶剂萃取。回收有机溶剂，即可得到纯化了的碱性有机化合物。,57,沉淀法流程：中药的水提取液 或乙醇提取液 加入饱和的中性醋酸铅 溶液至不再产生沉淀为止 中药提取液 铅盐沉淀 加入碱式醋（含酸性及邻二 酸铅溶液 酚羟基物质）悬浮于水或乙醇中，铅盐沉淀 中药提取液 通入H2S气体 脱铅处理 同上 溶液 PbS 含单酚羟基及 通入CO2 以除去多余H2S

24、 醇羟基物质等 含酸性及邻二酚羟基物质,58,2）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离：常用的方法有：（1）液-液萃取法：方法：将两种相互不能任意混溶的溶剂（例如氯仿与水）置分液漏斗中充分振摇，放置后即可分成两相。乳化的处理：将乳状液分出，更换新溶剂。将乳状液抽滤。将乳状液加热或冷冻。加入一种表面活性更大的表面活性剂，如戊醇等。长时间放置。,59,（2）连续萃取法-逆流分溶法（CCD）：是一种多次、连续的液-液萃取分离过程。如下图：在No.0漏斗中溶人溶质并加入流动相。振摇使两相溶剂充分混合，静置分层后，分出流动相，令其移入No.1管，再在No.0管中补加新鲜流动相，再次振摇混合，静置分层

25、并进行转移。如此连续不断地操作下去，溶质即在两相溶剂中，不断地重新分配并达到分离的目的。,60,（3）液-液分配柱色谱：用的载体主要有硅胶、硅藻土及纤维素粉等。正相色谱：分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂如水、缓冲溶液等。流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂，称为正相色谱。反相色谱：当分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂等时，则两相可以颠倒，固定相可用液状石蜡，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相分配色谱。,61,液-液分配柱色谱也可以在硅胶薄层色谱上进行。因此，液-液分配柱色谱的最佳分离条件可以根据相应的薄层色谱结果（

26、正相柱用正相板，反相柱用反相板）进行选定。,62,3）根据物质的吸附性差别进行分离：有物理吸附、化学吸附及半化学吸附之分。物理吸附：也叫表面吸附。特点是无选择性、吸附与解吸附过程可逆、可快速进行，故在实际工作中用得最广。如采用硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂进行的吸附色谱。化学吸附：如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等。因为具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不可逆，故用得较少。半化学吸附：氢键吸附。如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附，力量较弱，介于物理吸附与化学吸附之间。,63,(1)物理吸附：大体遵循“相似者易于吸附”的经验规律。硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂，有

27、以下特点：对极性物质具有较强的亲和能力，极性强的溶质将被优先吸附。溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质将表现出较强的吸附能力；溶剂极性增强，则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极性较强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。,64,活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶、氧化铝相反，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。,65,(2)极性及其强弱判断：官能团的极性强弱顺序排列：,66,溶剂极性的大小可以根据介电常数（）的大小来

28、判断：,67,(3)简单吸附法进行物质的浓缩与精制：简单吸附，如在结晶及重结晶过程中加入活性炭进行脱色等操作，在物质精制过程中应用很广。此外，从大量稀水溶液中浓缩微量物质时，有时也采用简单吸附方法。例如，采用活性炭吸附法成功地从一叶萩水浸液中提取一叶萩碱。方法为：将水浸液PH调至碱性（PH8.5），分次加入活性炭，搅拌，静置，直到上清液检查无生物碱反应为止。滤集吸碱炭末，干燥后与苯回流，回收苯液即得一叶萩碱。,68,(4)吸附柱色谱法用于物质的分离：硅胶、氧化铝吸附柱色谱过程中，吸附剂的用量一般为试样量的30-60倍。试样极性较小、难以分离者，吸附剂用量可适当提高至试样量的100-200倍。,

29、69,(5)聚酰胺吸附色谱法：聚酰胺吸附属于氢键吸附，是一种用途十分广泛的分离方法，极性物质与非极性物质均可适用，但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。,70,形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。易形成分子内氢键的，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。如：分子中芳香化程度高者，则吸附性增强。如：,影响聚酰胺吸附能力大小的因素：,71,各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱至强的顺序：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,72,(6)大孔吸附树脂：通常分为非极性和极性两类。大孔吸附树脂的吸附原理：是吸附性和分子筛性原理相结合的分离材料。影响吸附的因素：a.一般非极性化合物在水中易被非

30、极性树脂吸附，极性物质在水中易被极性树脂吸附。b.被吸附的化合物结构的影响：分子量大、极性小的化合物与非极性大孔吸附树脂吸附作用强；能与大孔吸附树脂形成氢键的化合物易被吸附。c.洗脱剂的影响：一般先用蒸馏水洗脱，再用浓度逐渐增高的乙醇、甲醇洗脱。多糖、蛋白质等水溶性杂质随着水流出，极性小的物质后洗出。,73,d.PH值的影响：碱性物质一般在碱性溶液中进行吸附，在酸性溶液中进行解吸附；酸性物质一般在酸性溶液中进行吸附，在碱性溶液中进行解吸。例如麻黄碱，在PH值为11.0时吸附量最高，当PH值为5.0、7.0时，由于麻黄碱已质子化，所以吸附量极少。e.温度的影响：大孔树脂的吸附是一种物理吸附，低温

31、不利于其吸附。f.其他影响因素：样品在上柱之前一般要经过预处理，预处理不好则会使大孔树脂吸附的杂质过多，从而降低其对有效成分的吸附。,74,大孔吸附树脂的预处理与再生：市售的大孔树脂一般含有未聚合的单体、致孔剂、分散剂和防腐剂等，使用前必须经过处理。一般选用甲醇、乙醇或丙酮连续洗涤数次，洗至加适量水无白色浑浊现象，再用蒸馏水洗至无醇味即可。,75,树脂的再生：通常可以用有机溶剂来实现，乙醇是常用的再生剂。采用80%左右的含水醇、丙酮进行洗涤，再生效果很好；树脂上的低极性有机杂质，可采用低极性有机溶剂进行洗脱。,76,洗脱液的选择：洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。对非极性大孔树脂，洗脱

32、液极性越小，洗脱能力越强。对于中等极性的大孔树脂和极性较大的化合物来说，则选用极性较大的溶剂为宜。,77,大孔吸附树脂在中药研究中的应用：现在已被广泛应用于天然化合物的分离和富集工作中。如：苷与糖类的分离，生物碱的精制等。,78,4）根据物质分子大小差别进行分离：天然有机化合物分子，分子量从几十几百万，故也可据此进行分离。常用的有透析法、凝胶滤过法、超滤法、超速离心法等。透析法、凝胶滤过法系利用半透膜的膜孔或凝胶的分子筛滤过作用；超滤法则利用因分子大小不同引起的扩散速度的差别；超速离心法则系利用溶质在超速离心作用下具有不同的沉降性或浮游性。以上这些方法主要用于水溶性大分子化合物，如蛋白质、核酸

33、、多糖类的脱盐精制及分离工作，对分离小分子化合物来说不太适用。而凝胶滤过法，它可用于分离分子量1000以下的化合物。,79,（1）透析法：透析法是利用小分子及小离子在溶液中可通过半透膜而大分子及大离子不能通过的性质，借以达到分离。如分离纯化皂苷、蛋白质、多肽、多糖等成分时，即可用透析法除去小分子杂质如无机盐、单糖、双糖等。,80,（2）凝胶滤过法：也叫凝胶渗透色谱、分子筛滤过、排阻色谱。分离原理：系利用分子筛分离物质的一种方法。其中所用载体，如葡聚糖凝胶，当在水中充分膨胀后装入色谱柱中，加入试样混合物，用同一溶剂洗脱时，由于凝胶网孔半径的限制，大分子将不能渗入凝胶颗粒内部（即被排阻在凝胶粒子外

34、部），故在颗粒间隙移动，并随溶剂一起从柱底先行流出；小分子因可自由渗入并扩散到凝胶颗粒内部，故通过色谱柱时阻力增大、流速变慢，将较晚流出。即按分子由大到小的顺序先后流出并得到分离。,81,结果：大分子先流出，小分子后流出。,82,5）根据物质离解程度不同进行分离：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。以下简介离子交换法。（1）离子交换法分离物质的原理：以离子交换树脂作为固定相，用水或含水溶剂装柱。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

35、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来，即可实现物质分离。,83,（2）离子交换法的应用：天然药物水提取物中的酸性、碱性及两性化合物可按下列图式进行有效的分离：,84,（五）有效成分的鉴定和结构测定：,从天然药物中分离得到的单体，即使具有很强的活性与较大的安全性，但如果结构不清楚，则无法进一步开展其药效学和毒理学研究，也不可能进行人工合成或结构修饰、改造工作，更谈不上进行高质量的新药研究开发，其学术及应用价值将会大大降低。,85,与合成化合物相比，对天然化合物进行结构研究难度较大。因为合成化合物原料已知，反应条件一定时可能得到什么产物、结构可能发生什么

36、改变，事先均可作出某种程度的推测。但天然化合物即使不是新化合物，“未知”因素仍然很多。,86,因此，进行结构研究，主要依靠谱学分析的方法解决问题。即尽可能在不消耗或少消耗试样的条件下通过测定得到各种图谱，获取尽可能多的结构信息，加以综合分析，并充分利用文献数据进行比较鉴别。,87,1、化合物的纯度测定,在结构研究前必须首先确定化合物的纯度。纯度不合格，会给结构测定工作带来更大难度，甚至会导致结构测定工作的失败。纯度检查的方法很多，如 1）物理常数：检查有无均一的晶形；熔点（熔距一般在0.5,有的在1-2）；沸点；比旋度；折光率等。借助文献可判断。,88,2）化合物纯度检查的方法，还有最常用色谱

37、法：如：（1）TLC或PC：通常试样在三种展开剂以上系统均呈现单一斑点时，方可确认其为单一化合物。（2）气相色谱GC或HPLC：用量少，灵敏度高。但均需昂贵的仪器。,89,2、结构研究的主要程序：,首先判断化合物是已知还是未知：1）美国化学文摘（CA）2）联机检索已知化合物鉴定：（1）有标准品(或对照品):测混熔点(相同溶剂结晶)；TLC(三种系统)；IR谱等.（2）无标准品:与文献值对照(mp,IR,UV,1H-NMR,13C-NMR等)(相同的溶剂)。,90,2、结构研究的主要程序：,91,三、天然药物化学在天然药物研究中的作用：,对天然药物有效成分进行提取、分离，主要是为了：1.探索天然

38、药物防治疾病的机理：药代动力学。2.改进药物剂型，提高临床疗效：汤片针。3.控制天然药物及其制剂的质量：质量标准科学化。4.提供中药炮制的现代科学根据：观察炮制加工过程中有 效成分的结构变化。5.开辟药源，创制新药：根据有效成分的结构在植物界寻 找新药源；通过人工合成等等。,92,四、天然药物化学与其它相关学科的关系,1.天然药物化学与基础课的关系 天然药物化学就是利用其相关的基础课如分析化学、生物化学的研究方法从天然药物中提取活性成分，并分离和纯化。利用有机化学、无机化学、生物化学的基本理论对活性成分的性质进行研究，确定活性成分的结构，并对其进行合成或必要的结构改造，以便其能成为高效低毒的临

39、床用药。,93,2.天然药物化学与专业课的关系 药剂学：通过天然药物有效成分的研究，为药剂学的研究提供更可靠的科学依据，如剂改，只有通过已知的有效成分才成为可能。生药学：生药的鉴别，基源、性状、显微鉴别一直占主导地位，有其有效的一面，但由于其不直接通过有效成分的鉴别，因此，我们说其鉴别方法缺少科学性，而只有通过天然药化学活性成分的研究，才能使生药的鉴别的科学性得到提高，如TLC、HPLC等等较科学的方法在生药学中的引用。,94,五、天然药物化学的研究方向：,目前我国天然药物化学研究依其目的不同可分为3个方面：1.以阐明药用生物有效成分，获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的，进行提取

40、分离条件、结构鉴定、一般活性究；,95,2.以解决自然资源，有限的活性化合物或其前体的来源为目的，进行半合成及生物转化研究；,96,3以获得高效低毒的创新药为目的。以天然活性化合物为先导物，合成一系列结构类似物进行构效关系研究。由此可见，天然药物研究，已经从最初对天然来源活性化合物被动全盘地接受，到积极主动地改进的研究。,97,天然药物化学研究应注意的问题：,1注意传统中药用药经验优势和资源优势相结合。目前选用的研究对象大多为我国传统中药，但还应扩大筛选研究范围。我国有丰富的天然生物资源及民间、民族用药，它们也应能成为创制新药的来源。,98,2 我国利用海洋药物有悠久的历史，目前已有700多个中成药组方中有海洋生物。海洋生物中已发现有多肽类、大环聚酯类、萜类、聚醚类等多种生物活性物质，从中发现了一批重要的抗癌、抗病毒活性物质，显示出海洋药物研究利用具有十分广阔的前景，是创新药物的又一丰富来源。3应注意结构新颖的、小分子活性化合物的研究。,99,4应重视筛选研究具有新的、特殊作用机制的先导化合物。如我国目前天然药物研究中涉及较多的抗癌药物研究，其筛选大多以细胞毒性为指标，针对其它特殊作用机制的化合物研究不多。今后应特别注意寻找有防止肿瘤转移、抗多药耐药和免疫抑制作用及作用于其它新靶点的先导化合物。,