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文檔簡(jiǎn)介
1、中藥化學(xué)考前輔導(dǎo)大綱第一章緒論(略)第二章中藥有效成分的提取與分離本節(jié)是本章重點(diǎn),考試時(shí)一般常側(cè)重于提取分離方法的原理、適用范圍和特點(diǎn)提問(wèn),因此對(duì)幾種常用提取方法優(yōu)缺點(diǎn)及適用性要了解掌握,如:溶劑法其原理是根據(jù)化合物的溶解性能選擇適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒▽⒅兴幍幕瘜W(xué)成分從藥材中提取出來(lái)。常用方法及其特點(diǎn)見(jiàn)表1。溶劑提取法方法特點(diǎn)缺點(diǎn)適用浸漬法不加熱提取效率低水提液容易霉變適用于對(duì)熱不穩(wěn)定的成分及含大量淀粉、樹膠、果膠、黏液質(zhì)中藥的提取滲濾法不加熱提取效率高于浸漬法溶劑消耗量大費(fèi)時(shí)煎煮法可明火加熱溶劑溶劑只能用水提取時(shí)間比上兩法短提取含揮發(fā)性成分或有效成分遇熱易分解、含淀粉多的中藥不宜用。適用于對(duì)熱穩(wěn)定
2、的成分回流提取法加熱提取效率咼提取溶劑為有機(jī)溶劑溶劑消耗量大需一定的設(shè)備。連續(xù)回流提取法加熱提取效率最高且節(jié)省溶劑提取溶劑為有機(jī)溶劑需一定的設(shè)備利用溶劑法提取時(shí),要從化學(xué)成分及溶劑兩方面來(lái)理解方法的原理與應(yīng)用,因此要熟悉主要化學(xué)類型成分的極性、溶解性及特點(diǎn),這部分內(nèi)容請(qǐng)參看表2-4。根據(jù)相似相溶原則選擇提取溶劑,相似指的是結(jié)構(gòu)或極性相似,即所選溶劑的極性要與所提取成分的極性相似。常見(jiàn)溶劑的極性大小順序是:水乙醇、甲醇、丙酮丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯環(huán)己烷石油醚(注意:丁醇和其后的溶劑與水不完全混溶)。根據(jù)選擇的溶劑以及成分的特點(diǎn),選擇提取方法。如含淀粉較多的藥材不宜用水煎煮法提取、含揮發(fā)性成分的藥
3、材不宜用煎煮法提取、親脂性成分多用有機(jī)溶劑提取故采用回流或連續(xù)回流提取法。水蒸氣蒸餾法具有揮發(fā)性,熱穩(wěn)定性和水不溶性的成分可選用該法。升華法具升華性的成分選用該法。分離與純化一般是利用物質(zhì)的溶解度、官能團(tuán)性質(zhì)及極性特點(diǎn)進(jìn)行化合物的分離與純化,常用方法見(jiàn)表2。表2中藥化學(xué)成分分離純化常用方法原理方法類型具體方法備注利用化合物溶解度差異結(jié)晶法利用不同溫度可引起物質(zhì)溶解度改變的性質(zhì)來(lái)分離物質(zhì)沉淀法加溶劑在溶液中加入另一種溶劑,改變?nèi)軇┑臉O性,使一部分物質(zhì)沉淀析出如水提醇沉法(除去多糖或蛋白質(zhì))、醇提水沉法(除去樹脂或葉綠素)、醇提乙醚沉淀或丙酮沉淀法(使皂貳沉淀析出)加試劑加入某種沉淀試劑,使生成水
4、不溶性的鹽類沉淀,如生物堿沉淀試劑、重金屬鹽類(醋酸鉛等)pH法調(diào)節(jié)PH酸提堿沉法(使堿性成分沉淀,用于生物堿的分離)堿提酸沉法(使酸性成分沉淀,用于黃酮、蒽醌、有機(jī)酸及內(nèi)脂等成分分離)等電點(diǎn)法使蛋白質(zhì)沉淀分配液-液萃?。ㄔ诜忠河袡C(jī)溶劑與水根據(jù)物質(zhì)在兩相相互不能任意混溶的溶劑中分配系數(shù)不同進(jìn)行分離(選擇與水不相混溶的有機(jī)溶劑)漏斗中進(jìn)行)有機(jī)溶劑與PH不同的水溶液對(duì)酸性、堿性及兩性有機(jī)化合物來(lái)說(shuō),都具有游離型和解離型,在不同條件下,二者可互相轉(zhuǎn)化,故在兩相中的分配系數(shù)不同。色譜法紙色譜法原理與液-液萃取法基本相冋分配柱色譜法正相色譜:固定相為強(qiáng)極性溶劑,如水、緩沖溶液等,流動(dòng)相多用弱極性有機(jī)溶
5、劑。反相色譜:固定相為低極性有機(jī)溶劑,流動(dòng)相用強(qiáng)極性溶劑。吸附色譜法吸附柱色譜法根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進(jìn)行分離,對(duì)于極性吸附劑(硅膠、氧化鋁等)化合物極性大吸附力強(qiáng);對(duì)于非極性吸附劑(活性炭)化合物極性小吸附力強(qiáng)。聚酰胺屬于氫鍵吸附,特別適合分離酚類、醌類、黃酮類等化合物離子交換色譜法離子交換樹脂根據(jù)物質(zhì)解離程度不冋以離子交換進(jìn)行分離。用于可離子化的物質(zhì)女如生物堿、有機(jī)酸等。分子篩色譜法凝膠排阻色譜按物質(zhì)分子大小不冋進(jìn)行分離,大分子物質(zhì)比小分子物質(zhì)易洗脫。透析法透析袋(膜)多用于水溶性的大分子和小分子物質(zhì)的分離,如蛋白質(zhì)、酶、多糖分離過(guò)程中的脫鹽。沸點(diǎn)差異分餾法多用于揮發(fā)油成分掌握了以上內(nèi)容,考
6、試中的一些問(wèn)題例如,最省溶劑(效率最高)的提取方法、極性最?。ù螅┑娜軇┗蛉軇O性順序、用于中藥水提液中親水性成分萃取的溶劑(極性較大又與水不混溶)或可溶于親脂性有機(jī)溶劑的成分類型或反過(guò)來(lái)苷元等低極性化合物可溶于何類溶劑以及各方法的原理等就較容易了。第三章生物堿本章是本教材的重點(diǎn),因此考試也是重點(diǎn)。學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時(shí),抓住生物堿的通性這一關(guān)鍵,掌握了通性,就能靈活應(yīng)用于生物堿的提取分離及檢識(shí)。第一節(jié)概述這一節(jié)要掌握生物堿的含義:生物堿是指一類來(lái)源于生物界(以植物為主)的含氮的有機(jī)化合物,多數(shù)生物堿分子具有較復(fù)雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu),且氮原子在環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi),大多呈堿性。一般具有生物活性。同時(shí)還要了解有些生物堿并不
7、完全符合上述生物堿的的含義,如麻黃堿的氮原子不在環(huán)內(nèi),咖啡不呈堿性;有些來(lái)源于生物界的含氮衍生物又不屬于生物堿的范疇,如氨基酸、氨基糖、肽類、蛋白質(zhì)、維生素等。第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類這一節(jié)與實(shí)例的內(nèi)容結(jié)合復(fù)習(xí),掌握幾個(gè)重要生物堿(如小檗堿、烏頭堿、麻黃堿、莨菪堿、苦參堿馬錢子堿、粉防己堿等)的結(jié)構(gòu)分類,故此處略。第三節(jié)理化性質(zhì)這一節(jié)內(nèi)容為生物堿通性,其中生物堿的堿性占主導(dǎo)地位,是難點(diǎn)也是考點(diǎn),因此必須掌握,復(fù)習(xí)時(shí)將影響牛物堿堿性強(qiáng)弱的因素歸納總結(jié)便于記憶。首先明確季銨類生物堿堿性最強(qiáng),排除季銨堿后,分析氮原子在分子中的雜化方式,這是決定生物堿堿性強(qiáng)弱的本質(zhì),氮原子的雜化方式與堿性強(qiáng)弱的關(guān)系表現(xiàn)為:S
8、P3雜化SP2雜化SP雜化,因此一般堿性脂氮雜環(huán)芳氮雜環(huán)。爾后分析氮原子周圍的化學(xué)環(huán)境,主要為電效應(yīng)和立體效應(yīng),而電效應(yīng)的影響較明顯,主要有誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng),這兩種效應(yīng)的影響均為如增加氮原子上電子云密度則使生物堿堿性增加,降低氮原子上電子云密度則使生物堿堿性降低。在誘導(dǎo)效應(yīng)中主要是氮原子a、B位取代基,如、果為供(斥)由子基(主要為甲基)取代,可增加氮原子由子云密度,則使堿性增加,而吸電子基(如羥基、雙鍵、羰基等)可降低氮原子電子云密度,使堿性隆低。共軛效應(yīng)多以吸電子共軛為多,即共軛體系與氮原子形成P-n共軛,使氮原子電子云密度降低,則牛物堿堿性降低。在電效應(yīng)中特別要注意氮原子鄰位羥基、雙鍵
9、,在立體條件允許下,反而使生物堿堿性大大增加。影響生物堿堿性的因素還有空間效應(yīng)、氫健效應(yīng)等。以上簡(jiǎn)單概述了影響生物堿堿性的因素,請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合教材復(fù)習(xí)。另外生物堿堿性強(qiáng)弱的表示也是一個(gè)考點(diǎn),雖不難但容易記混,其實(shí)只要牢記最常用的pKa(生物堿共軛酸的離解常數(shù)Ka的負(fù)對(duì)數(shù)或叫酸式離解指數(shù))值大生物堿的堿性強(qiáng)這一點(diǎn),其余的可據(jù)此推出。即堿性強(qiáng):pKa值大、pKb值小、Kb值大、Ka值??;堿性弱:pKa值小、pKb值大、Kb值小、Ka值大。關(guān)于生物堿堿性方面的考題各種題型都有可能,如果是選擇題,常有備選答案為常見(jiàn)取代基或上述影響因素,請(qǐng)你選擇使生物堿堿性降低(升高)的正確答案,這樣的問(wèn)題,在多項(xiàng)選擇題
10、時(shí)容易有遺漏。還可以有排列堿性強(qiáng)弱順序、從備選答案中選出堿性最強(qiáng)(弱)的具體的生物堿(如常見(jiàn)的小檗堿等)或氮原子類型(季銨、芳氮雜環(huán)等)等。還可有論述題(如影響因素全面論述)、簡(jiǎn)答題(影響因素某一方面回答)以及名詞解釋(如pKa的含義)其它通性在一定程度上均與堿性有關(guān):如溶解性,親脂性生物堿多為大分子堿性成分,游離狀態(tài)易溶于有機(jī)溶劑(如氯仿、乙醚、甲醇、乙醇等)難溶于水;由于有堿性,則可與酸成鹽而易溶于水、甲醇、乙醇不溶于親脂性有機(jī)溶劑。強(qiáng)堿性的季銨生物堿由于是離子型化合物,故易溶于水,稱為水溶性生物堿(尚有一些小分子量生物堿、具有N-O配位鍵的生物堿等也為水溶性生物堿),親水性生物堿也可以溶
11、于甲醇、乙醇、正丁醇等極性有機(jī)溶劑。生物堿鹽溶解性因成鹽的酸的種類不同而有差異。一般與無(wú)機(jī)酸生成的鹽的水溶性大于有機(jī)酸鹽;無(wú)機(jī)酸鹽中含氧酸鹽的水溶性大于鹵代酸鹽;在有機(jī)酸鹽中,小分子有機(jī)酸或多羥基酸鹽的水溶性大于大分子有機(jī)酸鹽。當(dāng)然也有一些生物堿鹽的溶解性不符合上述規(guī)律,此外結(jié)構(gòu)中有酚羥基、羧基等酸堿兩性生物堿還可溶于堿性溶液。在生物堿溶解性方面的考題,除了有簡(jiǎn)答、論述性的外,選擇題出題常與實(shí)例相結(jié)合(此處略)。生物堿的沉淀反應(yīng)大多數(shù)生物堿在酸水或稀醇中能與某些試劑反應(yīng)生成難溶于水的復(fù)鹽或分子絡(luò)合物,這些試劑稱為生物堿沉淀試劑。常用的生物堿沉淀試劑有碘化物復(fù)鹽、重金屬鹽、大分子酸類等。常見(jiàn)的生
12、物堿沉淀試劑有碘-碘化鉀試劑、碘化鉍鉀試劑、碘化汞鉀試劑等。生物堿沉淀反應(yīng)的條件一般在酸性水溶液中進(jìn)行,特別要注意假陽(yáng)性(中藥中有些非生物堿類物質(zhì)也能與生物堿沉淀試劑產(chǎn)生沉淀,如蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、鞣質(zhì)等)及假陰性(如麻黃堿、咖啡堿等)問(wèn)題。生物堿沉淀反應(yīng)常應(yīng)用于指導(dǎo)生物堿的提取分離、生物堿的分離純化及鑒別。有關(guān)生物堿沉淀反應(yīng)的考點(diǎn),一般在三方面,其一沉淀反應(yīng)條件和溶液性質(zhì)、其二沉淀反應(yīng)試劑種類及產(chǎn)物類型、其三沉淀反應(yīng)的用途。題型主要為選擇題、簡(jiǎn)答題。第四節(jié)提取與分離生物堿的提取分離大致有總生物堿的提取、堿性不同生物堿的粗分離以及單體生物堿的分離。方法有經(jīng)典的溶劑法(包括酸堿梯度溶劑法)、離
13、子交換樹脂法、沉淀法及層析法。這一節(jié)實(shí)質(zhì)是對(duì)生物堿性質(zhì)堿性、溶解性的綜合利用,考點(diǎn)也在于此,因此出題常以設(shè)計(jì)提取分離流程(親脂性牛物堿與親水性牛物堿、酚性堿與非酚性堿、強(qiáng)堿與弱堿)、論述(常用方法、溶劑)、簡(jiǎn)答(實(shí)例中一些單體生物堿的分離)等題型。設(shè)計(jì)流程需要掌握原則,被分離物質(zhì)的性質(zhì)與選用的方法、溶劑不能矛盾,如題目要求從藥材中提取總親脂性牛物堿,則應(yīng)將藥材堿化后用親脂性有機(jī)溶劑回流提取,如要求提取總牛物堿,則用醇溶液提??;如要求分離得到酚性生物堿,則利用酚性生物堿可溶于苛性堿水溶液的性質(zhì)從,用氫氧化鈉(鉀)水溶液從含有親脂性總堿的親脂性有機(jī)溶劑中萃取,(注意常有在醇液中加水性或有機(jī)溶劑萃取
14、是錯(cuò)誤的)。利用堿度分離一般采用PH梯度法。簡(jiǎn)答題中如一對(duì)單體生物堿的分離,需掌握單體生物堿的特性可有極性不同(如粉防己甲素與粉防己乙素)、堿性不同(莨菪堿與東莨菪堿)溶解度或鹽溶解度不同(苦參堿與氧化苦參堿、麻黃堿與偽麻黃堿等)。比較特殊的水溶性生物堿的分離可用沉淀法(在除去脂溶性生物堿后的水液中調(diào)PH酸性后加生物堿沉淀試劑如雷氏鹽試劑(季胺堿),將水溶性生物堿沉淀,再進(jìn)行分解得到);溶劑法(在除去脂溶性生物堿后的水液中用正丁醇萃?。┘半x子交換法等。第四節(jié)色譜鑒別用于生物堿的色譜鑒別主要是吸附薄層色譜法,對(duì)于以硅膠為吸附劑的薄層鑒別要注意硅膠本身的弱酸性對(duì)生物堿層析的影響,色譜過(guò)程一般在堿性
15、條件下進(jìn)行。顯色觀察多數(shù)生物堿需用改良碘化鉍鉀試劑噴灑,顯示桔紅色斑點(diǎn),注意有些生物堿不與改良碘化鉍鉀試劑顯色(如麻黃堿),應(yīng)選用該生物堿的特殊顯色試劑,個(gè)別本身有紫外吸收或本身有顏色的生物堿(如小檗堿)可在UV燈下或可見(jiàn)光下直接觀察。第五節(jié)實(shí)例實(shí)例因即反映生物堿通性又體現(xiàn)生物堿個(gè)性因此是考試重要內(nèi)容(其它章節(jié)也如此),通性的內(nèi)容需要掌握原則,而實(shí)例的內(nèi)容就需要記憶。考試一般考查的側(cè)重點(diǎn)在常見(jiàn)(主要)生物堿的結(jié)構(gòu)類型、特性(堿性、溶解性、化學(xué)反應(yīng))、分離及鑒別。麻黃(以麻黃堿、偽麻黃堿、甲基麻黃堿為例)內(nèi)容1-麻黃堿d-偽麻黃堿甲基麻黃堿共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型仲胺叔胺有機(jī)胺結(jié)構(gòu)區(qū)別C1為R構(gòu)型C1為S
16、構(gòu)型性質(zhì)堿性pKa9.58pKa9.74(共軛酸穩(wěn)定性強(qiáng))堿性較弱溶解性草酸鹽難溶于水;鹽酸鹽易溶于氯仿!草酸鹽易溶于水;鹽酸鹽難溶于氯仿!!可溶于水,易溶有機(jī)溶劑反應(yīng)與生物堿沉淀試劑不反應(yīng)其他有揮發(fā)性分離草酸鹽難溶于水草酸鹽易溶于水鑒另U一硫化碳-硫酸銅(+)黃色沉淀硫酸銅-氫氧化鈉活性止咳、平喘、發(fā)汗古參(以古參,堿和氧化古參堿為例)內(nèi)容古參堿氧化苦參堿共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型雙稠哌定結(jié)構(gòu)區(qū)別N1為環(huán)叔胺N1與氧原子以配位鍵結(jié)合N2為飽和環(huán)酰胺性質(zhì)堿性N1環(huán)叔胺,堿性強(qiáng)溶解性可溶于水、乙醚水溶性強(qiáng),不溶于乙醚反應(yīng)飽和環(huán)酰胺加堿開溶解環(huán)加酸環(huán)合析出,可用于分離其他分離溶于乙醚不溶于乙醚鑒別生物堿沉淀反
17、應(yīng)活性消腫利尿、抗腫瘤黃連(小檗堿)內(nèi)容小檗堿結(jié)構(gòu)類型芐基異喹啉原小檗堿型(不飽和)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)季銨性質(zhì)堿性堿性強(qiáng)溶解性可溶于水,鹽酸鹽水溶性降低反應(yīng)與生物堿沉淀試劑反應(yīng)其他有醇式、季銨式、醛式互變異構(gòu)體分離鹽酸鹽水溶性降低的特點(diǎn)鑒別生物堿沉淀反應(yīng)、丙酮加成反應(yīng)生成丙酮小檗堿加成物、漂白粉反應(yīng)活性抗菌漢防己(粉防己甲素、粉防己乙素、輪環(huán)藤酚堿)內(nèi)容粉防己甲素粉防己乙素輪環(huán)藤酚堿共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型雙芐基異喹卩丿怵原小檗堿型芐基異喹啉結(jié)構(gòu)區(qū)另UC7OCH3C7OH性質(zhì)堿性叔胺,堿性較強(qiáng)季銨,堿性最強(qiáng)溶解性可溶冷苯不溶于冷苯可溶于水反應(yīng)具生物堿通性其他分離冷苯分離或極性差沉淀法鑒別生物堿沉淀反應(yīng)活性鎮(zhèn)痛、消
18、炎、利尿洋金花(莨菪堿邙阿托品)、東莨菪堿、山-1莨菪堿、樟柳堿和N-去甲莨菪堿。)內(nèi)容莨菪堿邙阿托品)東莨菪堿章柳堿共同點(diǎn)結(jié)構(gòu)類型莨菪烷衍生物結(jié)構(gòu)區(qū)別莨菪?;鵆7OC6莨菪酰基C7OC6羥基莨菪?;再|(zhì)堿性叔胺,堿性較強(qiáng)堿性低于莨菪堿溶解性具生物堿通性反應(yīng)其他變旋邙阿托品為莨菪堿的外消旋體)分離極性及堿性差鑒別旋光、HgCl2加熱為紅色沉淀、Vitali反應(yīng)(+)HgCl2加熱為白色沉淀、Vitali反應(yīng)(+)DDL反應(yīng)(過(guò)碘酸乙酰丙酮)(+)、Vitali反應(yīng)(-)生物堿沉淀反應(yīng)生理活性鎮(zhèn)靜、麻醉解痙鎮(zhèn)痛,解有機(jī)磷中毒和散瞳作用烏頭烏頭和附子主要含二萜生物堿,屬于四環(huán)或五環(huán)二萜類衍生物。較
19、重要和含量較高的有烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿,由于在C-14和C-8位有兩個(gè)酯鍵,故稱為雙酯型生物堿。烏頭堿、次烏頭堿和美沙烏頭堿等雙酯型生物堿,具麻辣味,毒性極強(qiáng),是烏頭的主要毒性成分。若將雙酯型經(jīng)堿水解除去酯基,生成單酯型生物堿(烏頭次堿)或醇胺型生物堿(烏頭原堿),則毒性降低。雙酯型生物堿親脂性較強(qiáng);單脂型生物堿由于酯健被水解,親脂性較弱。第四章苷類本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在苷的性質(zhì)及提取通法。第一節(jié)概述苷類又稱配糖體。是糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等與另一非糖物質(zhì)通過(guò)糖的端基碳原子連接而成的化合物。其中糖部分稱為苷元或配基。其連接的鍵稱為苷鍵,形成苷鍵的原子為苷原子。由于單糖有a及B兩種端基
20、異構(gòu)體。因此形成的苷也有a-苷和B-苷之分。由D型糖衍生而成的苷,多為B-苷(例如B-D-葡萄糖苷),而由L型糖衍生的苷,多為a-(例如a-L-鼠李糖苷)。常見(jiàn)的糖有L-阿拉伯糖(L-Ara)、D-葡萄糖(D-Glu)、L-鼠李糖(L-Rha)等。這一節(jié)的考點(diǎn)在定義上,一般以名詞解釋的形式出現(xiàn)。第二節(jié)結(jié)構(gòu)與分類本節(jié)的重點(diǎn)在分類,多以名詞解釋的形式出現(xiàn),如何謂氰苷、酚苷、碳苷、次生苷等,也有以化合物為備選答案,選擇化合物類型,如選出S-苷、C-苷等,這些是需要記憶的內(nèi)容,但將講義上化合物均背下來(lái)需花費(fèi)較大精力,因此,從應(yīng)試的角度背化合物時(shí)可選一些典型的化合物如S-苷的代表化合物芥子苷類、C-苷中
21、的蘆薈苷等,答題時(shí)可用排除法,這樣可減輕背化合物的負(fù)擔(dān),當(dāng)然從掌握知識(shí)的目的,有精力多記還是應(yīng)該盡量多記。分類要點(diǎn):根據(jù)苷元的結(jié)構(gòu)分:如氰苷、香豆素苷、黃酮苷、蒽醌苷、皂苷、強(qiáng)心苷等。按苷類在植物體內(nèi)的存在狀況分:如存在于植物體內(nèi)的苷稱為原生苷,水解后失去一部分糖的稱為次生苷。例如苦杏仁苷是原生苷,水解后失去一分子葡萄糖而成的野櫻苷就是次生苷。按苷鍵原子分:如O-苷、S-苷、N-苷和C-苷,其中最常見(jiàn)的是O-苷。O-苷根據(jù)生成苷鍵的羥基性質(zhì)分為:醇苷(通過(guò)醇羥基與糖端基羥基脫水而成的苷),如具有致適應(yīng)原作用的紅景天苷,殺早抗菌作用的毛莨苷,解痙止痛作用的獐牙菜苦苷等。酚苷(通過(guò)酚羥基而成的苷,
22、如天麻中的天麻苷。氰苷(以a-羥腈脫水而成的苷)如存在于苦杏仁種子中的苦杏仁苷,易被酸和酶所催化水解。水解所得到的苷元a-羥基苯乙腈(苦杏仁腈)很不穩(wěn)定,易分解生成苯甲醛和氫氰酸(HCN微量服用有鎮(zhèn)咳作用,過(guò)量則會(huì)中毒)。苯甲醛具有特殊的香味,可用于鑒別苦杏仁苷,或利用氫(氰酸可使三硝基苯酚試紙顯磚紅色,鑒定苦杏仁苷的存在。另外如垂盆草苷屬于丫-羥腈苷,也是氰苷。酯苷(苷元以羧基和糖的端基碳相連接,這種苷的苷鍵既有縮醛性質(zhì)又有酯的性質(zhì),易為稀酸和稀堿所水解。如山慈菇苷A)。吲哚苷(如蓼藍(lán)中特有的靛苷)。S-苷糖端基羥基與苷元上巰基縮合而成的苷。如蘿卜苷、芥子苷(包括黑芥子(Brassianig
23、ra)中的黑芥子苷)。芥子苷經(jīng)其伴存的芥子酶水解,生成的芥子油含有異硫氨酸酯類、葡萄糖和硫酸鹽,具有止痛和消炎作用。N-苷糖上端基碳與苷元上氮原子相連的苷稱為N-苷。如生物化學(xué)中經(jīng)常遇到的腺苷和鳥苷等。如巴豆苷。C-苷是一類糖基不通過(guò)O原子,而直接以C原子與苷元的C原子相連的苷類。C-苷在蒽衍生物及黃酮類化合物中最為常見(jiàn)。碳苷類具有溶解度小,難水解的共同特點(diǎn)。如牡荊素、蘆薈苷即是C-苷類。第三節(jié)理化性質(zhì)苷類成分的結(jié)構(gòu)共同點(diǎn)是糖及苷鍵部分,這部分是苷類共性所在,而苷元部分是特性所在,本章主要在于苷的共性,特性將在有關(guān)章節(jié)學(xué)習(xí)。苷鍵裂解是苷共性中的重點(diǎn),也是本章難點(diǎn)和考點(diǎn),復(fù)習(xí)時(shí)要抓住關(guān)鍵,即水解
24、反應(yīng)的原理,由于酸水解是苷結(jié)構(gòu)研究首選方法,故重點(diǎn)復(fù)習(xí)酸水解。苷鍵具有縮醛結(jié)構(gòu),易為稀酸催化水解。水解反應(yīng)是苷原子先質(zhì)子化。然后斷鍵生成陽(yáng)碳離子或半椅型中間體,在水中溶劑化而成糖。酸催化水解的難易與苷鍵原子的電子云密度及其空間環(huán)境有密切的關(guān)系,只要有利于苷鍵原子的質(zhì)子化就有利于水解,因此水解難易的規(guī)律可從苷鍵原子、糖、苷元三方面來(lái)討論。(1)按苷鍵原子不同,酸水解的易難順序?yàn)椋篘-苷O-苷S-苷0苷(原子的電負(fù)性)。(2)糖上取代基的影響:苷鍵鄰近取代基對(duì)苷鍵原子電子云密度影響較大,如2-氨基糖較2-羥基糖難水解,2-羥基糖又較2-去氧糖難水解。(3)吡喃糖苷中吡喃環(huán)的C-5上取代基越大越難水
25、解,因此五碳糖最易水解,其順序?yàn)槲逄继羌谆逄继橇继瞧咛继恰H绻佑?COOH,則最難水解。(4)呋喃糖苷較吡喃糖苷易于水解。(5)酮糖較醛糖易水解。(6)芳香族苷(如黃酮苷、蒽醌苷)水解比脂肪族苷(如萜苷、甾苷)容易得多??荚嚂r(shí)可有選擇題形式,選擇比較酸水解速度快慢、難易;可有論述題形式,從全面論述酸水解影響因素等。對(duì)干酶催化水解考點(diǎn)主要在專屬性。應(yīng)該熟記幾個(gè)常見(jiàn)酶如轉(zhuǎn)化糖酶,水解B-果糖苷健。麥芽糖酶專使a-葡萄糖苷鍵水解。杏仁苷酶是一種B-葡萄糖苷水解酶、纖維素酶也是B-葡萄糖苷水解酶。pH條件對(duì)酶水解反應(yīng)是十分重要的,芥子苷酶水解芥子苷,在pH7時(shí)酶解生成異硫氰酯,在pH34時(shí)酸解生
26、成腈和硫黃。氧化開裂法常用是Smith裂解法,此法條件溫和,特別適用干一般酸水解時(shí)苷元結(jié)構(gòu)容易改變的苷以及難水解的C-苷。例如人參皂苷苷元不穩(wěn)定,用酸水解得不到真正的苷元,用Smith裂解法就可以得到真正的苷元。Smith裂解反應(yīng)分3步:加過(guò)碘酸(多用NaIO4)試劑一氧化、加四氫硼鈉(NaBH4)試劑一還原、加稀酸(HC1)水解。顯色反應(yīng)最常用的是Molish反應(yīng)Molish試劑由濃硫酸和a-萘酚組成??蓹z識(shí)糖和苷的存在,但因試劑組成有濃硫酸故不能用干紙層析的顯色。第三節(jié)提取與分離提取原生苷時(shí),必須設(shè)法抑制或破壞酶的活性。一般常用方法是在中藥中加入碳酸鈣,或采用甲醇、乙醇或沸水提取。同時(shí)盡量
27、避免與酸、堿接觸。提取次生苷時(shí)要利用酶的活性。提取苷元可有兩種方法,其一先水解然后用親脂性有機(jī)溶劑提取,其二先用醇提取,再將總提取物水解,用親脂性有機(jī)溶劑提取。采用溶劑萃取法分離時(shí),一般可用乙醚或氯仿萃取得到苷元,用醋酸乙酯萃取得到單糖苷,用正丁醇萃取得到多糖苷。第四節(jié)鑒別與結(jié)構(gòu)測(cè)定這一節(jié)不是重點(diǎn)但是難點(diǎn),主要將精力放在用哪個(gè)方法解決結(jié)構(gòu)測(cè)定的什么問(wèn)題。如苷健構(gòu)型的確定,常用三種方法1利用酶水解進(jìn)行測(cè)定如麥芽糖酶能水解的為a-苷鍵,而杏仁苷酶能水解的為B-苷鍵。2利用1HNMR進(jìn)行測(cè)定1HNMR:葡萄糖B-苷鍵酩2=6-9業(yè),_苷鍵JH1-H2=3-4HZ。鼠李糖、甘露糖不能用上法鑒別。分子量
28、的測(cè)定采用質(zhì)譜法,可用快原子轟擊(FAB)、場(chǎng)解吸(FD)、電噴霧(ESI)法。單糖之間的連接位置的確定將苷全甲基化,然后水解苷鍵,鑒定所有獲得的甲基化單糖,其中游基的羥基的部位就是連接位置。第五章醌類本章重點(diǎn)是蒽醌類,由干該類化合物的光譜規(guī)律性較好,故常有結(jié)構(gòu)解析的考題,而一般考生對(duì)結(jié)構(gòu)解析接觸較少,從而感到這部分內(nèi)容難復(fù)習(xí)、難掌握。就此在本次串講中將結(jié)合實(shí)例復(fù)習(xí)。第一節(jié)結(jié)構(gòu)與分類醌類化合物從結(jié)構(gòu)上分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等四類。一苯醌類二萘醌類紫草及軟紫草中的紫草素、異紫草素屬干萘醌化合物,為紫草的有效成分。三菲醌類丹參含有多種菲醌衍生物,丹參菲醌類成分的鑒別可用濃硫酸試劑。四蒽醌類
29、蒽醌類成分包括蒽酮及其不同還原程度的產(chǎn)物。按母核可分為單蒽核及雙蒽核,按氧化程度又可分為氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮、蒽酚及蒽酮的二聚物,蒽醌類化合物結(jié)構(gòu)存在氧化還原及互變異構(gòu)的關(guān)系是這類化合物的特點(diǎn),在植物體中這種關(guān)系也是存在的,可以轉(zhuǎn)化。單蒽核類蒽醌及其苷類分為大黃素茜草素型大黃素型:羥基分布干兩側(cè)的苯環(huán)上,如大黃中的大黃酸、大黃素、大黃酚、大黃素甲醚和蘆薈大黃素屬干此類。茜草素型:羥基分布在一側(cè)苯環(huán)上,如茜草中的茜草素、羥基茜草素和偽羥基茜草素等。蒽酚或蒽酮類蒽醌在酸性溶液中被還原,則生成蒽酚及其互變異構(gòu)體蒽酮。雙蒽核類二蒽酮類衍生物二蒽酮以苷的形式存在。若催化加氫還原則生成二分子蒽酮,用FeC
30、l3氧化則生成二分子蒽醌大黃、番瀉葉中致瀉的主要成分番瀉苷A、B、C、D等皆為二蒽酮類衍生物。第二節(jié)理化性質(zhì)醌類的性質(zhì)重點(diǎn)的是酸性,特點(diǎn)是有顏色和升華性(成苷后無(wú),溶解性比較符合一般規(guī)律。酸性的規(guī)律如下:帶有羧基的蒽醌類衍生物酸性強(qiáng)于不帶羧基者,能溶于NaHCO3的水溶液。如羥基位于苯醌或萘醌的醌核上屬插烯酸的結(jié)構(gòu),酸性與羧基類似。蒽醌a-位的羥基可與醌核上的C=O形成分子內(nèi)氫鍵,使酸性降低,因此a-羥基蒽醌的酸性弱于B-羥基蒽醌衍生物。故不溶于碳酸氫鈉及碳酸鈉溶液,只能溶于氫氧化鈉溶液。羥基數(shù)目越多,酸性越強(qiáng)。隨著羥基數(shù)目的增加,無(wú)論a位或B位,其酸性都有一定程度的增強(qiáng)。蒽醌類衍生物酸性強(qiáng)弱
31、的排列順序?yàn)楹珻OOH含二個(gè)以上B-OH含一個(gè)B-OH含二個(gè)以上aOH含一個(gè)aOHo相應(yīng)的在堿性溶液中的溶解性順序如下:帶COOH或二個(gè)BOH可被碳酸氫鈉提出;帶一個(gè)BOH可被碳酸鈉提出;帶二個(gè)或多個(gè)aOH可被1%氫氧化鈉提出;帶一個(gè)aOH則只能溶于5%氫氧化鈉。顯色反應(yīng)Feigl的反應(yīng)醌類衍生物在堿性條件下加熱與醛類、鄰二硝基苯反應(yīng),生成紫色化合物。無(wú)色亞甲藍(lán)反應(yīng)無(wú)色亞甲藍(lán)乙醇溶液專用于鑒別苯醌及萘醍。樣品在白色背景下呈現(xiàn)出藍(lán)色斑點(diǎn),可與蒽醌類區(qū)別。Borntrager反應(yīng)羥基蔥醍在堿性溶液中,顏色變紅一紫紅色。蒽酚、蒽酮、二蒽酮類(-)化合物需先氧化成蒽醌后才能呈色。與金屬離子的反應(yīng)具有a
32、-酚羥基或鄰二酚羥基蒽醌類化合物,可與Pb2+、Mg2+等金屬離子形成絡(luò)合物。與Mg2+(常用醋酸鎂試劑)形成的絡(luò)合物具有一定的顏色規(guī)律,可用于鑒別。如果結(jié)構(gòu)只有一個(gè)a-OH或一個(gè)B-OH或二個(gè)OH不在同環(huán)上,顯橙黃至橙色;如已有一個(gè)aOH,并另有一個(gè)OH在鄰位顯藍(lán)至藍(lán)紫色,若在間位則顯橙紅至紅色,在對(duì)位則顯紫紅至紫色。(單不橙,鄰藍(lán),間紅,對(duì)紫)!醋酸鎂反應(yīng)在結(jié)構(gòu)測(cè)定時(shí)可提供化合物羥基取代位置的初步信息。第三節(jié)提取與分離蒽醌苷類和游離蒽醌衍生物的分離利用溶解性不一樣,后者易溶于有機(jī)溶劑如氯仿,前者易溶于水。游離蒽衍生物的分離常利用其酸性用pH梯度萃取法;另外柱色譜也是常用手段,常用的吸附劑有
33、硅膠、磷酸氫鈣、聚酰胺,一般不用氧化鋁,以免發(fā)生不可逆的化學(xué)吸附。講義中大黃中蒽醌類化合物的提取分離流程,是比較經(jīng)典的游離蒽醌類化合物的分離方法,把原理搞懂,考試中如有設(shè)計(jì)不同酸性游離蒽醌化合物提取分離方法的,可靈活套用。第四節(jié)結(jié)構(gòu)測(cè)定對(duì)蒽醌類化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定較有意義的方法如紫外光譜法,可以根據(jù)第1峰(230nm左右)的峰位推測(cè)母核上羥基取代的多少,羥基數(shù)目越多,則吸收峰波長(zhǎng)越長(zhǎng)。根據(jù)第III峰(262295nm左右)的峰位和吸收強(qiáng)度,推測(cè)是否有B-酚羥基取代。第V峰(400nm以上)主要受a-酚羥基數(shù)目的影響,數(shù)目越多,紅移越多。紅外光譜法對(duì)推測(cè)a-羥基取代十分有意義,根據(jù)C=0吸收峰的峰位和
34、峰數(shù),可推測(cè)a-酚羥基的數(shù)目和位置。當(dāng)C=O峰為2個(gè),峰位相差大于40cm-1,說(shuō)明為1,8-二羥基蒽醌,如峰位相差小于40cm-1則為1-羥基蒽醌;當(dāng)只有一個(gè)C=O峰,表明為其他類型的a-酚羥基取代,具體視峰位而定,峰位越向地波數(shù)移,a-酚羥基取代越多。結(jié)構(gòu)解析實(shí)例:自某中藥分得一黃色結(jié)晶,分子式CHO,不溶于水,可溶于5%碳酸鈉,呈紅色,醋酸鎂試劑反應(yīng)呈橙紅色。15105IR:vcm-i3480,1655,1634iHNMR:6ppm7.22(1H,dJ=8Hz),7.75(1H,d,J=8Hz),7.61(1H,m),8.07(1H,d,J=8.5),7.62(1H,d,J=8.5),3
35、.76(3H,S)o用醋酐乙酰化得1個(gè)乙?;难苌?;用醋酐-濃硫酸乙?;?個(gè)乙?;难苌?。請(qǐng)推出結(jié)構(gòu),解釋理由,并歸屬質(zhì)子信號(hào)。解析如下:1黃色結(jié)晶,不溶于水,可溶于碳酸鈉并呈紅色,示可能為游離羥基蒽醌化合物,且結(jié)構(gòu)中有B羥基(酸性較強(qiáng))醋酸鎂試劑反應(yīng)呈橙紅色,示該羥基蒽醌結(jié)構(gòu)有a-酚羥基,并與B-羥基不是鄰位取代模式(反應(yīng)為藍(lán)紫色為取代鄰位)IR有兩個(gè)C=0峰,其中vcm-11655為正常的未締合C=0峰,1634為締合的C=O峰,且兩者相差僅21,示只有1側(cè)C=O締合且只有1個(gè)a-酚羥基。1HNMR:6ppm7.22(1H,dJ=8Hz),7.75(1H,d,J=8Hz),7.61(
36、1H,m),8.07(1H,d,J=8.5),7.62(1H,d,J=8.5),為5個(gè)芳?xì)滟|(zhì)子信號(hào),其中7.22(lH,dJ=8Hz),7.75(1H,d,J=8Hz),7.61(1H,m)為相鄰狀態(tài),示有一側(cè)苯環(huán)只有一取代,且在a位;剩下2個(gè)為相鄰芳?xì)湫盘?hào),提示另一側(cè)苯環(huán)為相鄰2取代;3.76(3H,S)是甲氧基的3個(gè)質(zhì)子信號(hào)。5衍生物制備試驗(yàn)可知該化合物有2個(gè)羥基:用醋酐-濃硫酸乙?;ㄗ顝?qiáng)的乙酰化試劑)得到2個(gè)乙?;难苌铮欢幂^弱的試劑一一醋酐乙?;?個(gè)乙酰基的衍生物,表示該羥基為B-酚羥基;所以該化合物應(yīng)有1個(gè)B-酚羥基和1個(gè)a-酚羥基。綜合分析:根據(jù)上述該化合物取代基的類型、數(shù)
37、目及位置為:共有3個(gè)取代基,分別是1個(gè)B-酚羥基、1個(gè)a-酚羥基和1個(gè)甲氧基,其中有2個(gè)在一側(cè)苯環(huán)并呈相鄰形式,由醋酸鎂反應(yīng)已知不是鄰二羥基取代,故這2個(gè)相鄰取代只能是1個(gè)羥基和1個(gè)甲氧基,而且只能B位是羥基、a位是甲氧基,如果這一側(cè)羥基不是在B位而是在a位,那么,另一側(cè)的一取代就要在B位,這樣就不能滿足1HNMR提示的相鄰三個(gè)芳?xì)涞臈l件,因此可能的結(jié)構(gòu)應(yīng)該為1,6-二羥基,5-甲氧基蒽醌。第六章香豆素和木脂素香豆素和木脂素雖不是一類化合物,但在植物體內(nèi)都是由苯丙氨酸和酪氨酸脫氨基生成桂皮酸的衍生物而成,故放在一章。本章的考點(diǎn)主要在化合物母核的特點(diǎn)、顏色反應(yīng)及結(jié)構(gòu)解析等,題型有選擇題、簡(jiǎn)答題及
38、解析題,對(duì)于顏色反應(yīng)可從反應(yīng)試劑組成、反應(yīng)條件、作用基團(tuán)和反應(yīng)結(jié)果幾個(gè)方面出題,甚至有可能以簡(jiǎn)答題形式考查反應(yīng)原理及反應(yīng)的化學(xué)方程式,如異羥肟酸鐵反應(yīng)等。第一節(jié)香豆素結(jié)構(gòu)與分類香豆素從結(jié)構(gòu)上可以看作是鄰羥基桂皮酸的內(nèi)酯(結(jié)構(gòu)特點(diǎn))。其母核名稱為苯駢a-吡喃酮。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征可分為五大類,即簡(jiǎn)單香豆素類、呋喃香豆素類、吡喃香豆素、異香豆素和其它類。性質(zhì)性狀香味、揮發(fā)性和升華性是游離的香豆素的三大特點(diǎn),香豆素苷多無(wú)香味、揮發(fā)性也不能升華。與堿的作用香豆素類及其苷因分子中具有內(nèi)酯環(huán),在強(qiáng)堿溶液中內(nèi)酯環(huán)可以開環(huán)生成順鄰羥基桂皮酸鹽,但加酸又可重新閉環(huán)成為原來(lái)的內(nèi)酯,為可逆反應(yīng)。但如與堿長(zhǎng)時(shí)間加熱,則可
39、轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的反鄰羥基桂皮酸鹽,加酸也不能環(huán)合而為不可逆反應(yīng),因此用堿提取香豆素時(shí),必須注意堿液的濃度,并應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間加熱,以防破壞內(nèi)酯環(huán)。提取與分離游離香豆素大多是低極性和親脂性的,一部分與糖結(jié)合的極性較大,故開始提取時(shí)先用系統(tǒng)溶劑法較好。還可利用它的內(nèi)酯性質(zhì)以堿溶酸沉淀法提取,或利用它的揮發(fā)性以真空升華或水蒸汽蒸餾的方法來(lái)分離純化。熒光性質(zhì)及顯色反應(yīng)熒光性質(zhì)是香豆素類突出的性質(zhì),一般香豆素母體本身無(wú)熒光,羥基香豆類在紫外光下多顯出藍(lán)色熒光,在堿溶液中熒光更為顯著。因此熒光性質(zhì)常用于香豆素的檢識(shí)。顯色反應(yīng)1異羥肟酸鐵反應(yīng)由于香豆素類具有內(nèi)酯環(huán),在堿性條件下可開環(huán),與鹽酸羥胺縮合成異羥肟酸,然后
40、再于酸性條件下與三價(jià)鐵離子絡(luò)合成鹽而顯紅色2三氯化鐵反應(yīng)具有酚羥基的香豆素可與三氯化鐵試劑產(chǎn)生顏色反應(yīng)Gibbs反應(yīng)(6-位無(wú)取代,即酚羥基對(duì)位)Gibbs試劑是2,6-二氯(溴)苯釀氯亞胺,它在弱堿性條件下可與酚羥基對(duì)位的活潑氫縮合成藍(lán)色化合物.Emnerson反應(yīng)(6-位無(wú)取代)Emerson試劑是氨基安替經(jīng)林和鐵氰化鉀,它可與酚羥基對(duì)位的活潑氫生成紅色縮合物。Gibbs反應(yīng)和Emerson反應(yīng)都要求必須有游離的酚羥基,且酚羥基的對(duì)位無(wú)取代才顯陽(yáng)性,利用這一點(diǎn)配合內(nèi)酯在堿性下開環(huán)的性質(zhì),可以用Gibbs反應(yīng)和Emerson反應(yīng)判斷香豆素的C6位是否有取代基的存在,具體是堿水解前先加試劑反應(yīng)
41、,如反應(yīng)為(一),則進(jìn)行堿水解,使內(nèi)酯環(huán)開裂,從而生成一個(gè)新的酚羥基,然后再用Gibbs或Emerson反應(yīng)加以鑒別,如為(+)即表示C6位無(wú)取代。結(jié)構(gòu)測(cè)定考試時(shí)作結(jié)構(gòu)解析題時(shí),首先確定母核類型,可通過(guò)題的敘述,如為白色結(jié)晶或粉末,而后通過(guò)化學(xué)反應(yīng),如異羥肟酸鐵反應(yīng)、Gibbs反應(yīng)等,則可能是香豆素。香豆素1HMNR譜特點(diǎn)是:(1)H-3和H-4約在66.17.8產(chǎn)生兩組二重峰J值約為9Hz),其中H-3的化學(xué)位移值約為6.16.4,H-4的化學(xué)位移值均為7.58.3分別是香豆素母核上芳?xì)湫盘?hào)中最高場(chǎng)和最低場(chǎng)。(2)多數(shù)香豆素C7有氧取代,故苯環(huán)上有其余三個(gè)芳質(zhì)子,H-5呈d峰,67.38,H
42、-6和H-8在較高場(chǎng)處,66.87,2H,m峰,這組信號(hào)夾在H-3和H-4信號(hào)之間;如果8位有取代,則H-5、H-6與H-3和H-4樣為兩組二重峰,但J值比H-3、H-4的J值小,為8-8.5Hz左右可以區(qū)別。第三節(jié)木脂素木脂素是一類由苯丙素雙分子聚合(多在B位)而成的天然成分,組成木脂素的單體有四種:桂皮酸,偶有桂皮醛;桂皮醇;丙烯苯;烯丙苯。已知的木脂素按其基本骨架及綜合情況,可分為八種類型:因木脂素結(jié)構(gòu)多樣,故理化性質(zhì)主要為取代基的性質(zhì),如酚羥基(FeCl3反應(yīng))、亞甲二氧基(Labat試劑反應(yīng))等。第七章黃酮本章是本教材的重點(diǎn),內(nèi)容較多,但規(guī)律性較好,因此考試也是重點(diǎn)。本章的考點(diǎn)主要在
43、結(jié)構(gòu)分類、性質(zhì)(顏色、溶解性、酸性及顏色反應(yīng))、提取分離及結(jié)構(gòu)解析。在試卷中各種題型都有可能有黃酮的內(nèi)容。第一節(jié)結(jié)構(gòu)與分類根據(jù)中央三碳鏈的氧化程度、B環(huán)連接位置(2位或3位)以及三碳鏈?zhǔn)欠駱?gòu)成環(huán)狀等特點(diǎn),可將主要黃酮類化合物分類,重點(diǎn)掌握黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇及異黃酮的母核結(jié)構(gòu),另外這幾種類型的代表化合物可結(jié)合實(shí)例。黃酮苷類除O-苷外,還發(fā)現(xiàn)有C-苷,如葛根黃素等。第二節(jié)理化性質(zhì)一性狀游離的黃酮苷元母核中,除二氫黃酮、二氫黃酮醇、黃烷及黃烷醇有旋光性外,其余均無(wú)光學(xué)活性。苷類由于在結(jié)構(gòu)中引入糖的分子,故有旋光性,且多為左旋。黃酮類化合物的顏色與分子中是否存在交叉共軛體系、助色團(tuán)(O
44、H、OCH3等)取代的種類、數(shù)目以及取代位置有關(guān)。二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮類,因不具有交叉共軛體系或共軛鏈短,故不顯色(二氫黃酮及二氫黃酮醇)或顯微黃色(異黃酮)。當(dāng)黃酮、黃酮醇分子中尤其在7位及4位引入-OH及-OCH3等助色團(tuán)后,則因促進(jìn)電子移位、重排,而使化合物的顏色加深?;ㄉ丶捌滠赵念伾SpH不同而改變,一般顯紅(pHV7)、紫(pH=8.5)、藍(lán)(pH8.5)等顏色。二溶解性一般黃酮苷元難溶或不溶于水,易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有機(jī)溶劑及稀堿水溶液中。黃酮、黃酮醇、查耳酮等平面性強(qiáng)的分子,因分子與分子間排列緊密,分子間引力較大,故難溶于水;而二氫黃酮和二氫黃酮醇等,因
45、系非平面性分子,故分子與分子間排列不緊密,分子間引力降低,有利于分子進(jìn)入,在水中溶解度稍大。至于花色苷元(花青素)類雖也為平面性結(jié)構(gòu),但因以離子形式存在,具有鹽的通性,故親水性較強(qiáng),水中溶解度較大。黃酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等強(qiáng)極性溶劑中;但難溶或不溶于苯、氯仿等有機(jī)溶劑中。糖鏈越長(zhǎng),則水中溶解度越大。糖的結(jié)合位置不同,對(duì)苷的水中溶解度也有一定的影響,一般3-O-葡萄糖苷的水溶性大于7-O-葡萄糖苷。這一段內(nèi)容,考試時(shí)即可有選擇題形式,還可有論述題形式,因此即要記住各類型黃酮化合物顏色特點(diǎn)、溶解性的特點(diǎn),又要知道其所以然。三酸性與堿性(一)酸性黃酮類化合物因分子中多具有酚羥基,故顯酸性,可
46、溶于堿性水溶液等。由于酚羥基數(shù)目及位置不同,酸性強(qiáng)弱也不同,酸性強(qiáng)弱順序依次為7,4-二羥基7或4-羥基一般酚羥基5-羥基(二)堿性丫-吡喃環(huán)上的1位氧原子,因有未共用的電子對(duì),故表現(xiàn)微弱的堿性,可與強(qiáng)無(wú)機(jī)酸,如濃硫酸、鹽酸等生成鹽,但生成的鹽極不穩(wěn)定,遇水即分解。四顏色反應(yīng)講義將顏色反應(yīng)從原理的角度分類,便于學(xué)習(xí)時(shí)理解。為應(yīng)用及復(fù)習(xí)應(yīng)考,在此將顏色反應(yīng)從是母核還是取代基的反應(yīng)這一角度進(jìn)行歸納見(jiàn)表3表3黃酮類顏色反應(yīng)類型反應(yīng)名稱化合物及取代基陽(yáng)性結(jié)果備注作用于母核鹽酸/鎂粉黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇紅色鈉汞齊黃酮、二氫黃酮、異黃酮、紅色與HCl-Me配合可鑒別異黃酮四氫硼鈉二氫黃酮、二
47、氫黃酮醇紅色鑒別二氫黃酮類五氯化銻查爾酮紅色沉淀鑒別查爾酮取代基鋯鹽/枸櫞酸3-OH、5-OH黃色加酸后有5-OH者退色三氯化鋁4-OH或7,4-OH黃酮醇藍(lán)色熒光醋酸鎂二氫黃酮、二氫黃酮醇藍(lán)色熒光氨性氯化鍶鄰二酚羥基黑色沉淀第三節(jié)提取與分離黃酮類化合物的提取分離比較特殊的方法為:利用其酸性1堿提取沉淀法一些黃酮苷類可溶于水,但難溶于酸性水,故可用堿水提取,再將堿水提取液調(diào)成酸性,黃酮苷類可沉淀析出。如蘆丁、橙皮苷、黃芩苷等。須注意,所用堿液濃度不宜過(guò)高;加酸酸化時(shí),酸性也不宜過(guò)強(qiáng)。當(dāng)藥材含有大量果膠、黏液等水溶性雜質(zhì)時(shí)(如花、果類藥材),宜用石灰乳或石灰水代替其他堿性水溶液進(jìn)行提取。2梯度p
48、H萃取法根據(jù)黃酮類苷元酚羥基數(shù)目及位置不同其酸性強(qiáng)弱也不同的性質(zhì),可以將混合物溶于有機(jī)溶劑(如乙醚)后。依次用5%NaHCO3、5%Na2CO3、0.2%NaOH、4%NaOH溶液萃取,來(lái)達(dá)到分離的目的。一般規(guī)律大致如下:7,4-二羥基7或4-羥基一般酚羥基5-羥基酸性強(qiáng).r弱弱堿溶于NoHcOs溶于N#CO3溶于不同濃度的NaOH強(qiáng)堿根據(jù)分子中特定官能團(tuán)進(jìn)行分離1聚酰胺柱色譜酚羥基聚酰胺的吸附強(qiáng)度主要取決于黃酮類化合物分子中羥基的數(shù)目與位置及溶劑與黃酮類化合物或與聚酰胺之間形成氫鍵締合能力的大小,規(guī)律如下:苷元相同,洗脫先后順序一般是:叁糖苷、雙糖苷、單糖苷、苷元。母核上增加羥基,洗脫速度即
49、相應(yīng)減慢。不同類型黃酮類化合物,先后順序一般是:異黃酮、二氫黃酮、黃酮、黃酮醇。分子芳香核共軛雙鍵多者易被吸附,故查耳酮往往比相應(yīng)的二氫黃酮難于洗脫。2醋酸鉛沉淀法鄰二酚羥基有鄰二酚羥基的成分可被醋酸鉛沉淀,不具有鄰二酚羥基的成分可被堿式醋酸鉛沉淀,據(jù)此可將兩類成分分離。3硼酸絡(luò)合法鄰二酚羥基具有鄰二酚羥基的黃酮苷元可與硼酸絡(luò)合,生成物易溶于水,借此可與不具上述結(jié)構(gòu)的黃酮苷元類化合物用萃取法分離。關(guān)于黃酮化合物提取分離方法??键c(diǎn)1。苷與苷元分離利用溶解性(也可以用聚酰胺色譜法)。2。酸性不同分離一一PH梯度法;3。鄰二酚羥基分離一一鉛鹽法、硼酸絡(luò)合法;4。羥基數(shù)目不同分離一一聚酰胺色譜法。考試
50、中常將以上混合在一起要求設(shè)計(jì)提取分離方法。第四節(jié)色譜檢識(shí)色譜法在黃酮類化合物鑒別中主要應(yīng)用紙色譜(PC)、硅膠薄層色譜及聚酰胺薄層色譜第五節(jié)結(jié)構(gòu)測(cè)定黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)測(cè)定是本章的重點(diǎn)及難點(diǎn),考試時(shí)主要有選擇題和結(jié)構(gòu)解析題形式,選擇題主要是一些規(guī)律性的東西,需要記憶;而結(jié)構(gòu)解析要求能熟練運(yùn)用光譜知識(shí),因此比較難。紫外光譜首先要熟記各黃酮類型化合物在甲醇溶液中的UV光譜特征,以此確定結(jié)構(gòu)類型:表4黃酮類化合物的甲醇溶液的UV光譜化合物結(jié)構(gòu)類型帶I(300-400nm)帶II(240-280nm)備注黃酮310-350250-280黃酮醇350-385250-280帶I紅移異黃酮310-330(肩峰
51、)245-275(主峰)桂皮?;到y(tǒng)破壞,故帶I為弱峰,帶II為主峰二氫黃酮及二氫黃酮醇300-330(肩峰)275-295(主峰)同異黃酮,但主峰比異黃酮紅移(大于270nm)用甲醇光譜確定母核類型后,加入各種診斷試劑進(jìn)一步得到取代基的信息。常用的診斷試劑有甲醇鈉(NaOMe)、醋酸鈉(NaOAc)、醋酸鈉-硼酸(NaOAc-H3BO3)、三氯化鋁(A1C13)、三氯化鋁-鹽酸(AlCHCl)等。加入診斷試劑后黃酮及黃酮醇類化合物的紫外光譜位移及其結(jié)構(gòu)特征歸屬見(jiàn)表5。表5加入診斷試劑的黃酮及黃酮醇類化合物UV圖譜及結(jié)構(gòu)特征的歸屬診斷試劑帶II帶I歸屬NaOMe紅移4060nm強(qiáng)度不降示有4-
52、OH紅移5060nm強(qiáng)度下降示有3-OH,但無(wú)4-OH吸收譜隨時(shí)間延長(zhǎng)而衰退示有對(duì)堿敏感的取代基,如3,4-;3,3,4-;5,6,7-;5,7,8-;3,4,5-羥基取代等NaOAc(未熔融)紅移520nm示有7-OH在長(zhǎng)波一側(cè)有明顯肩峰示有4-OH,但無(wú)3-或7-OH吸收譜圖隨時(shí)間延長(zhǎng)而衰退示有對(duì)堿敏感的取代基(同上)NaOAc/H3BO3紅移1230nm示B環(huán)有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)紅移510nm示A環(huán)有鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)(但不包括5,6-位)Al及A1C13/HC1AlCl3/HCl譜圖=AlCl3譜圖示結(jié)構(gòu)中無(wú)鄰二酚羥基AlCl3/HCl譜圖工AlCl3譜圖峰帶I紫移3040nm峰帶I紫移506
53、5nm示結(jié)構(gòu)中可能有鄰二酚羥基示B環(huán)上有鄰二酚羥基示A、B環(huán)上均可能有鄰二酚羥基AlCl3/HCl譜圖=MeOH譜圖示無(wú)3-及/或5-OHAlCl3/HCl譜圖工MeOH譜圖峰帶I紅移3555nm峰帶I紅移60nm峰帶I紅移5060nm峰帶I紅移1720nm示可能有3-及/或5-OH示只有5-OH示只有3-OH示可能同時(shí)有3-及5-OH除5-OH外尚有6-含氧取代氫核磁共振譜推測(cè)黃酮類化合物母核類型可以利用C環(huán)質(zhì)子:表6黃酮類化合物C環(huán)質(zhì)子1HNMR信號(hào)類型2-H3-H備注黃酮/6.3(1H,S,尖峰)黃酮醇/二氫黃酮5.2(1H,dd,J=ll/5Hz)2.8(2H,m,J=17/11/5H
54、z)信號(hào)在咼場(chǎng)區(qū)二氫黃酮醇4.8-5.0(1H,d,J=1Hz)4.3-4.1(1H,d,J=11Hz)異黃酮7.6-7.8(1-H,S)/氫核磁共振譜推測(cè)黃酮類化合物取代類型可以利用A、B環(huán)質(zhì)子:表7氫核磁共振譜推測(cè)黃酮類化合物取代類型A環(huán)取代類型5-H7-H6-H8-H5,7-二羥基/65.76.9J8=2.5Hz,6-H在較咼場(chǎng)7-羥基8.0J=9Hz/6.3-7.1B環(huán)取代類型26354-氧取代7.9-8.1(2H,J=8.5)6.5-7.1(2H,J=8.5)第八章強(qiáng)心苷本章的考點(diǎn)是強(qiáng)心苷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、溶解性及顏色反應(yīng),而結(jié)構(gòu)中有2-去氧糖是影響強(qiáng)心苷各個(gè)性質(zhì)的根本。結(jié)構(gòu)與分類一苷元部
55、分強(qiáng)心苷由強(qiáng)心苷元和糖縮合而成。強(qiáng)心苷元屬甾體衍生物,其結(jié)構(gòu)特征是甾體母核的C-17位上連接一個(gè)不飽和內(nèi)酯環(huán)。根據(jù)甾體母核C-17位上連接的不飽和內(nèi)酯環(huán)的不同,可將強(qiáng)心苷元分為兩類。1甲型強(qiáng)心苷元(強(qiáng)心甾烯類)甲型強(qiáng)心苷元由23個(gè)碳原子組成,母核稱為強(qiáng)心甾。其C-17位上連接的是五元不飽和內(nèi)酯環(huán),即一Y-內(nèi)酯。2乙型強(qiáng)心苷(蟾蜍甾烯類)乙型強(qiáng)心苷元由24個(gè)碳原子組成,母核稱為海蔥甾或蟾蜍甾。其C-17位上連接的是六元不飽和內(nèi)酯環(huán),即0,Y8-雙烯-內(nèi)酯。二糖部分在強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)中有2(a)-去氧糖(如D-洋地黃毒糖)是強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)之一,還有2,6-二去氧糖甲醚(如L-夾竹桃糖、D-加拿大麻糖)
56、等。三苷元和糖的連接方式強(qiáng)心苷類按與苷元與糖的連接方式不同分為以下三種類型:I型強(qiáng)心苷:苷元-(2,6-二去氧糖)X-(D-葡萄糖)YII型強(qiáng)心苷:苷元-(6-去氧糖)X-(D-葡萄糖)YIII型強(qiáng)心苷:苷元-(D-葡萄糖)Y紫花樣地黃苷A和洋地黃毒苷均屬I型強(qiáng)心苷,真地吉他林為II型強(qiáng)心苷,綠海蔥苷則屬III型強(qiáng)心苷。理化性質(zhì)溶解性強(qiáng)心苷一般可溶于丙酮、甲醇、乙醇及水等極性溶劑,難溶于乙醚、苯、石油醚等非極性溶劑。弱親酯性苷溶于氯仿-乙醚(2:1),親酯性苷略溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇(3:1)。由于強(qiáng)心苷結(jié)構(gòu)中有2-去氧糖,故其溶解性能與所含糖基的數(shù)目、糖基的種類及苷元中羥基取代的
57、不同而異。例如烏本苷(烏本苷-L=鼠李糖)雖是單糖苷,但其分子中共有8個(gè)羥基(其中5個(gè)羥基存在于苷元部分),水溶性較大(1:75),難溶于氯仿。洋地黃毒苷是三糖苷,但其中2個(gè)是2-去氧糖,則親水性降低,親脂性增加,反而易溶于氯仿。水解性由于2-去氧糖的存在強(qiáng)心苷在很溫和條件下可發(fā)生苷鍵的裂解。如用0.20.5mol/L的鹽酸或硫酸溫和酸水解,在含水醇中經(jīng)短時(shí)間(半小時(shí)至數(shù)小時(shí))加熱回流??墒笽型強(qiáng)心苷水解生成苷元和糖。紫花洋地黃苷A稀酸洋地黃毒苷元+2分子D-洋地黃毒糖+洋地黃雙糖(D-洋地共同毒糖B-D-葡萄糖)。但結(jié)構(gòu)中無(wú)2-去氧糖,則需在強(qiáng)烈條件下水解,酶水解含強(qiáng)心苷的植物中均有水解B-
58、D-葡萄糖苷鍵的酶共存,但無(wú)水解a-去氧苷鍵的酶存在。所以酶能水解除去強(qiáng)心苷分子中的葡萄糖而保留a-去氧糖。堿水解在堿試劑的作用下,可使強(qiáng)心苷分子中?;猓瑑?nèi)酯環(huán)開裂、20(22)轉(zhuǎn)位及苷元異構(gòu)化等。(1)酰基的水解弱堿(碳酸氫鈉、碳酸氫鉀)、中等強(qiáng)度的堿(氫氧化鈣和氫氧化鋇),它們能選擇的水解苷元或糖基上的酰基而不影響內(nèi)酯環(huán)。碳酸氫鈉或碳酸氫鉀主要使a-去氧糖上的酰基水解;氫氧化鈣或氫氧化鋇可以使a-去氧糖、a-羥基糖和苷元上的?;?。(2)內(nèi)酯環(huán)的水解在水溶液中,氫氧化鈉、氫氧化鉀能使強(qiáng)心苷的內(nèi)酯環(huán)開裂,酸化后又可重新閉環(huán)。醇溶液中,氫氧化鈉、氫氧化鉀亦能使內(nèi)酯環(huán)開裂,但同時(shí)還使其結(jié)構(gòu)
59、異構(gòu)化,故酸化也不再有可逆變化。甲型強(qiáng)心苷在氫氧化鉀的醇性溶液中,通過(guò)內(nèi)酯環(huán)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移、雙鍵轉(zhuǎn)移形成C-22活性亞甲基。乙型強(qiáng)心苷在醇性氫氧化鉀溶液中,不能發(fā)生雙鍵轉(zhuǎn)移,故亦不能形成活性亞甲基。鑒別:強(qiáng)心苷的顏色反應(yīng)特點(diǎn)是沒(méi)有專屬反應(yīng),一般通過(guò)3部位的反應(yīng)進(jìn)行鑒別:1、甾體母核的顯色反應(yīng),如醋酐-濃硫酸反應(yīng)(Liebermann-Burchard反應(yīng))強(qiáng)心苷溶于氯仿,加冷醋酐-濃硫酸(3:2)混合液數(shù)滴,反應(yīng)液呈黃一紅一藍(lán)一紫一綠的顏色變化,最后褪色。2、a、B不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng),甲型強(qiáng)心苷再堿性醇溶液中,雙鍵由20(22)轉(zhuǎn)移到20(21),生成C-22活性亞甲基,能與活性亞甲基試劑作用
60、而顯色。乙型強(qiáng)心苷在堿性醇溶液中不能產(chǎn)生活性亞甲基,無(wú)此類反應(yīng)。因此,a、B不飽和內(nèi)酯環(huán)的顯色反應(yīng)可用于區(qū)別甲型強(qiáng)心苷與乙型強(qiáng)心苷。女如亞硝酰鐵氰化鈉試劑(Legal反應(yīng))、間二硝基苯試劑(Raymond反應(yīng))、3,5-二硝基苯甲酸試劑(Kedde反應(yīng))、堿性苦味酸試劑(Baljet反應(yīng))3、a-去氧糖的顯色的反應(yīng),如Keller-Kiliani(K.K)反應(yīng),這一反應(yīng)是a-去氧糖的特征反應(yīng),游離的a-去氧糖才能呈色。因此苷元與由1分子a-去氧糖和葡萄糖或其他羥基糖相連接的雙糖、叁糖所組成的強(qiáng)心苷,在此條件下不會(huì)水解出游離的a-去氧糖而不呈色。噸氫醇反應(yīng),只要分子中有a-去氧糖即可呈色。第九章
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