中药化学辅导1.docx

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1、中药化学辅导：醌类化合物苯醌、萘醌和菲醌结构与分类醌类是指分子中具有不饱和环二酮结构的一类化合物，在许多中药中都含有醌类。中药中所含的醌类化合物按其结构可分为苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌4种类型。苯醌苯醌主要包括对苯醌和邻苯醌两类。其中邻苯醌不稳定，故存在于中药中的苯醌多数为对苯醌的衍生物，天然存在的对苯醌的生物多为黄色结晶，如黄精中的黄精醌。萘醌天然存在的萘醌化合物多数是1.4二萘醌的衍生物，为橙色或橙红色结晶，少数呈紫色。如胡桃叶中的胡桃醌，又如紫草中的紫草素。菲醌天然的菲醌衍生物包括邻菲醌及对菲醌两种。如中药丹参中所含有的丹参醌类成分，具有增加冠脉流量的作用。 检识反应醌类的检识反应与其分子结

2、构及官能团有关。1. 显色反应醌类的显色反应，常见于以下几种：karius反应：醌类化合物（蒽醌除外）的乙醚液，加入乙二胺，可呈现各种不同的颜色。Feigl反应：所有醌类化合物在碱性条件下，与甲醛和邻二硝基苯加热反应，发生氧化还原反应而呈紫色。该反应的机理是：醌类在碱性条件下与甲醛作用还原生成对二苯酚，对二苯酚与二硝基苯作用生成紫色的物质，反应式与活性亚甲基试剂的反应：无羟基的苯醌和萘醌类化合物在碱性条件下，能与一些含有活性亚甲基的化合物，如丙二酸二乙酯，乙酰乙酸乙酯等先发生加成反应，然后再被氧化生成蓝色或蓝紫色。该颜色不稳定，逐渐变成紫色，紫红色或绿色，最后成为暗红黄色。反应式分子中有羟基，

3、则以上反应速度减慢或不反应。提取与分离常见的醌类化合物质抽取分离方法: 水蒸气蒸馏法适用于小分子的游离醌类化合物的提取，由于其具有挥发性，可随水蒸气馏出，故可用此法提取，如白雪花中蓝雪醌的提取，流程图如下：白雪花粗粉加水浸泡水蒸气蒸馏馏出液放置 结晶抽滤 结晶甲醇重结晶蓝雪醌（mp：7576） 碱提酸沉法适用于具有酚羟基的醌类化合物，由于其可溶于碱液，加酸后又沉淀析出，故可用此法提取，例如后述的大黄中几种游离蒽醌的提取分离。 有机溶剂提取法游离的醌类可溶于苯、乙醚等溶剂，故中药用这类溶剂提取后，当浓缩提取液至少量时，醌类化合物即可析出结晶。由以上方法得到的结晶往往是一种混和物，故常用色谱法再经

4、进一步分离才能得到纯品。来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：组成苷的苷元和单糖的鉴定苷先行酸或酶水解得到苷元及糖，再分别进行。 苷元的结构鉴定 苷元的结构类型不一，需通过化学反应先确定结构类型和基本母核结构，再按照类型分别进行。组成苷中糖的种类鉴定糖的鉴定主要用层析法。糖类PC的层析条件与hRf值（Whatmann1号滤纸）糖类SiO2TLC层析条件及其hRf值苷中单糖种类的测定采用GLC法时，可将单糖作成三甲基硅醚（TMS）衍生物或乙酸酯衍生物，以降低糖的极性。苷中糖的数目的测定用于测定糖的种类的方法可以用于测定糖的数目，一般在测定糖的种类的同时即可测定糖的数目。 来源:考试大-执业药

5、师考试 中药化学辅导：苷类结构测定实例从连翘Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl.果实中分离到一浅黄色粉末状化合物,具有很强的体外抑制cAMP磷酸二酯酶作用。其结构测定工作如下：（1）理化常数测定：沸点mp：144150（MeOH）； 比旋光度D20：-18.6（C=0.8，EtOH）（2）分子量及分子式：分子式：C29H360152H2O元素分析C（52.39）、H（6.00）分子量：624 FD-MS：m/z647（M+Na，100），485（647-咖啡酸，24），335（647Na的双电荷阳离子，16）（3）化学反应及水解产物的测定：A样品处理：流程图B鉴定

6、：三甲基硅醚衍生物经GLC测定为鼠李糖和D-葡萄糖（1：1），由以上说明该化合物是含有葡萄糖和鼠李糖的酯苷。（4）光谱分析确定连接位置及苷键构型： IR v maxKBrcm-1 36003100 （OH）1700 （共轭系统）1600 （芳环） 1H-NMR (ppm) 1.23 (3H，d，J=6.0HZ )鼠李糖上的甲基2.80 (2H，t，J=7.0HZ )ArCH24.35 (1H，d，J=8.0HZ )葡萄糖端基质子4.63 (1H，s )鼠李糖端基质子5.26 (1H，br，s )COOCH6.30 (1H，d，J=15.0HZ )ARCH=CH6.537.10 (6H，m )

7、芳环质子7.56 (1H，d，J=15.0HZ )ARCH=CH此外，样品的乙酰化物在1H-NMR谱中可见9个乙酰基，其中4个是酚羟基上的乙酰基。来源:考试大-执业药师考试 13C-NMR 将样品的碳谱数据与已知化合物的碳谱进行比较，确定连接位置和苷键构型。连翘酯苷的13C-NMR化学位移 来源:考试大-执业药师考试中药化学辅导：苷键构型的研究测定糖与苷元之间的苷键以及糖与糖之间的苷键的方法有三种 Klyne公式法 NMR谱法酶水解利用酶水解的专属性：麦芽糖酶水解-苷键；苦杏仁苷酶水解-苷键。Klyne经验公式计算单糖端基碳的构型不同，对糖分子的旋光贡献也不同。将苷和苷元的分子旋光差与组成该苷

8、的糖的一对甲苷（即-和-型苷）的分子比旋度进行比较，在数值上接近的一个便是与之有相同的苷键构型。如下：MD=MD苷MD苷元常见糖的甲苷的分子比旋表利用NMR谱法1. 1N-NMR法如果C2上H为E键，则无法用NMR法确定构型，如鼠李糖苷、甘露糖苷。2. 13C-NMR谱利用碳谱的化学位移和偶合常数推测苷键的构型。在糖与苷元连接后,糖中端基碳原子的化学位移明显增加,而其他碳原子的化学位移变动不大。利用某些-和-构型的甲苷中，端基碳原子的化学位移相差较大，判断苷键的构型。常见糖的-和- 甲基吡喃糖苷的化学位移此外，还可利用碳谱中的偶合常数J确定苷键的构型。几种甲苷的和构型的JC1-H1值(Hz)

9、来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷的提取和分离苷的提取由于苷结构特点及性质,提取苷类化合物一般需要注意三方面： 酸 提取过程中避免接触 碱 才能提得原存于植物体中的原生苷。酶设法抑制或破坏酶的活性。 各种苷类分子，由于苷元不同、连接糖的种类和数目也不同，因而极性差异很大，很难用统一的方法提取苷类，目前常根据大多数苷类在甲醇、乙醇或乙酸乙酯中溶解度较大，而采用这些溶剂提取。 下面介绍一种系统溶剂提取法，此方法按溶剂极性由小到大的次序提取得到极性不同的苷。 苷的分离纯化溶剂处理法用合适的溶剂溶出苷类成分，少溶或不溶出杂质。某些酸性苷难溶于酸性水而能溶于碱性水，故用碱水提取后，再于提取液中

10、加入酸，苷类即可析出沉淀。如蒽醌苷、黄酮苷等。来源:考试大-执业药师考试 铅盐处理法利用铅盐在水或稀醇中能够沉淀出多种类型植物成分的性质，达到除去杂质，提纯苷类的目的。 用法 沉淀杂质，苷类留在溶液中。 沉淀苷类，杂质留在溶液中（需收集沉淀，脱铅处理，释放出苷类）。常用的铅盐中性醋酸铅(Pb(Ac)2) 可与具有邻二酚羟基、羧基及多元酚结构的苷类结合生成沉淀。碱式醋酸铅(Pb(OH)Ac) 除以上外，尚可以与单元酚以及中性大分子物质如中性皂苷、糖类等结合生成沉淀。大孔树脂纯化法大孔树脂的特点及性能：不含交换基团、具有大孔结构的高分子亲脂性物质吸附剂；以范德华力吸附有机物质，其吸附性能主要取决于

11、吸附剂表面的亲水性或亲脂性；特别适合从很低浓度的水溶液中分离低极性或非极性的化合物。 在苷类成分分离中的应用原理：选用弱极性型的大孔树脂，利用其对极性物质吸附力弱的特点，除去提取液中与苷共存的糖类、鞣质类等极性较大的化合物。提取液 通过弱极性大孔树脂 树脂 流出液（强极性物质） 水洗 树脂 流出液（糖类） 不同浓度醇洗 不同的苷柱色谱分离法 柱色谱分离法 获得苷的单体 根 据层析原理层析方法适 用其 它苷的极性吸附吸附柱层析极性较低的苷及苷元吸附剂：Al2O3SiO2分配系数分配分配柱层析极性较大的苷支持剂：SiO2纤维素 流动相：水饱和的溶剂分子量大小分子筛凝胶柱层析苷与苷元或分子量不同的苷

12、SephadexG；水洗脱SephadexLH-20：可用有机溶剂洗脱芳香族苷元的酚羟基数目氢键缔合聚酰胺柱层析芳香族苷吸附剂：聚酰胺粉组成复杂的苷类，需反复上柱或多种方法互相配合。 来源:考试大-执业药师考试中药化学辅导：苷裂解反应其它反应碱催化水解（-消除反应） 碱催化水解主要用于酚苷、酯苷、烯醇苷及苷键-位有吸电子基，如羰基、羧基。这些苷键有酯的性质，遇碱可以发生水解，-位有吸电子基使-氢活化，碱液中易与苷键起消除反应使苷键裂解。 脂肪族苷元和糖形成的苷对碱稳定。酶催化水解酶催化水解的特点是专属性很强、条件温和。 常用的酶： 麦芽糖酶 选择性地水解-葡萄糖苷键 苦杏仁苷酶 水解一般的-葡

13、萄糖苷键和有关的六碳醛糖苷 转化糖酶 水解-果糖苷键 纤维素酶 水解-葡萄糖苷键 芥子苷酶 水解芥子苷有些酶的水解反应与pH有关，如芥子苷酶水解芥子苷时，pH7或弱酸时，生成的产物为糖和异硫氰酸酯，而在pH34时酶解则生成腈和糖。有些低聚糖苷由于组成糖链的糖的种类不同，可采用混合酶，常用的混合酶有粗橙皮酶、高淀粉酶、粗柑橘苷酶或以上这些酶的混合物。乙酰解反应乙酰解是以CH3CO+（Ac+）为进攻基团，其开裂苷键的难易有与酸水解相似之处，如五碳糖苷键比六碳糖苷键易开裂。但也有与酸水解不同之处。苷键乙酰解难易与其邻位是否有可乙酰化的羟基有关，如果在苷键的邻位有羟基，可使乙酰解的速度降低。乙酰解的试

14、剂：乙酸酐与不同酸的混合液。苷键乙酰解在双糖中一般规律为: 1-6键1-4键1-3键1-2键。 乙酰解可用于多糖苷的结构研究中，糖与糖连接位置的确定。来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷裂解反应氧化开裂反应氧化开裂反应Smith降解法是常用的氧化开裂法，用过碘酸氧化邻二醇，使苷类或多糖的糖环开裂，可以容易的进行酸水解，得到完整的苷元，避免了因用剧烈方法而使苷元结构被破坏。Smith降解法适用于难水解的C-苷及某些用酸水解苷元结构易发生改变的苷类（如人参皂苷）。步骤从Smith降解法得到的产物，常因糖不同而异，从而可推测糖的类型。Smith 降解反应的产物组成苷的糖类型常见的糖葡萄糖gl

15、u甘露糖man半乳糖gal果糖fru鼠李糖rha夫糖fuc阿拉伯糖ara木糖xylC-苷类用Smith降解法可获得接有醛基的苷元。来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷裂解反应酸催化水解苷在水或稀醇中加酸可水解。机理苷键原子首先发生质子化，然后苷键断裂生成苷键和糖的阳碳离子中间体，在水中阳碳离子经溶剂化，再脱去氢离子而形成糖分子。下面以葡萄糖苷为例，说明其反应历程。从以上反应机理可以看出： 苷键酸催化水解的难易，关键的一步是苷键原子质子化，只要有利于苷键原子质子化的就有利于水解的进行。影响苷键原子质子化的因素主要有三方面： 苷键原子的碱度影响苷键原子质子化的因素 苷键原子的空间环境 苷键

16、原子上的电子云密度 苷键原子对酸水解的影响：酸水解易难顺序为: N-苷O-苷S-苷C-苷 糖对酸水解的影响：a 具有五元呋喃环的呋喃糖苷比六元吡喃糖苷容易水解。b 酮糖苷较醛糖苷易水解。c 五碳糖苷甲基五碳糖苷六碳糖苷七碳糖苷糖醛酸苷。d 2、3-去氧糖苷2-去氧糖苷3-去氧糖苷2-羟基糖苷2-氨基糖苷。 苷元对酸水解的影响：芳香族苷较脂肪族苷易水解。酸水解条件比较 酸水解试 剂反应温度反应时间加压特点及应用缓和酸水解0.10.5HCl、H2SO4；15 Hac等。低温或室温短时间不加压可得到次生苷 获知糖连接顺序的信息强烈酸水解110HCl、H2SO4等。直火或沸水浴长时间可加压得到单糖及苷

17、元（对酸不稳定的苷元可破坏结构）了解糖的种类、数量等信息。来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷的理化性质苷的理化性质特点由于苷的结构是由糖、苷元及苷键 (包括苷原子）三部分组成，因此苷类的理化性质也是由这三部分引起。其中苷元部分有不同的结构类型，从而使不同类型的苷表现其特有的性质；而糖部分和苷键部分则使苷类具有某些相似的性质，也就是说，苷的性质有共性的一方面，也有个性的一方面。一般形态 多数为固体（糖基少的可为晶体，糖基多的可呈无定型粉末），有吸湿性。 苷的一般形态 多数为无色（有些因苷元影响而呈色，如黄酮苷、花色苷、蒽醌苷等呈一定颜色）。 一般无味（个别有甜味或苦味）。 溶解度一般讲

18、苷与它的苷元比较，苷具有一定的亲水性，一般可溶于热水、甲醇、乙醇等极性有机溶剂；而苷元为亲脂性，大多易溶亲脂性有机溶剂，难溶于水。 影响苷的溶解度的因素 与组成的糖的数目、性质有关：糖数增多、苷元比例相应减小，则苷的亲水性增大。与苷元的结构有关：脂肪族大分子苷元（如甾醇苷、萜醇苷等）的单糖苷，由于糖所占的比例相应变小，则亲脂性增加。碳苷在水或其他溶剂中溶解度均较小。显色反应苷是糖的衍生物，因此苷具有糖的一些呈色反应，并且是苷共有的反应，最常用的是Molish反应。 反应原理：单糖在浓酸（4-10N）下加热失去三分子水, 生成具有呋喃环结构的糖醛衍生物，再与芳香胺类或酚类缩合生成有色物。苷需在酸

19、存在下先水解成单糖，再行脱水生成相应的产物：甲基五碳糖生成5-甲基糠醛；六碳糖生成5-羟甲基糠醛；糖醛酸往往脱羧形成糠醛。 Molish反应的试剂是浓硫酸和-萘酚，阳性结果为二层界面呈紫色环。裂解反应苷键是苷分子特有的化学键，其易裂解而生成糖和苷元。苷键的裂解反应是研究苷及多糖类的重要反应。 强烈酸水解 苷元（或脱水、异构化苷元等）+ 单糖 缓和酸水解 次生苷 + 单糖 裂解模式： 苷 Smith降解 苷元 + 多元醇等 酶水解 苷元（或次生苷） + 单糖（双糖等） 碱水解 苷元 + 糖来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷的分类其他分类方法苷的分类方法还有如下： 葡萄糖苷 单糖苷 单糖

20、链苷 鼠李糖苷 双糖苷 双糖链苷按糖的名称 按糖的数目 按糖链数目 木糖苷 叁糖苷 叁糖链苷 由葡萄糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称葡萄糖苷。由鼠李糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称鼠李糖苷。由木糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称木糖苷。由一个单糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称单糖苷。由一个双糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称双糖苷。由一个叁糖的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称叁糖苷。由一条糖链的端基碳原子与非糖物质结合的苷，称单糖链苷。由两条糖链的端基碳原子分别与一个非糖物质结合的苷，称双糖链苷。由叁条糖链的端基碳原子分别与一个非糖物质结合的苷，称叁糖链苷 来源:考试大-执业药

21、师考试 中药化学辅导：苷的分类按苷类在植物体内的存在状况分类 原生苷原生苷是原存在于植物体内的苷。苷 次生苷次生苷是含有两个以上糖的原生苷，经水解失去一部分糖而得到的苷称为次 生苷或次级苷。如苦杏仁苷被酶水解后失去一分子葡萄糖而生成的野樱苷， 即是次生苷。 来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷的分类按苷元的化学结构类型分类按苷元的化学结构类型分类根据苷元的化学结构类型，苷类可分为若干类。 氰苷 吲哚苷 香豆素苷 苷 蒽醌苷 黄酮苷 木脂素苷 来源:考试大-执业药师考试 中药化学辅导：苷的分类按苷（键）原子分类根据苷键原子不同，可分为如下类型： 氧苷 氧苷是糖的端基碳原子与非糖部分的-O

22、H、-COOH缩合，苷键原子是氧原子的苷类化合物。根据苷元的结构又可有如下类别： 1. 醇苷是苷元分子中的醇羟基与糖的的端基碳原子缩合而成的苷。如毛茛苷、红景天苷、龙胆苦苷等。2. 酚苷是苷元分子中的酚羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。苯酚苷、萘酚苷、蒽醌苷、香豆素苷、黄酮苷、木脂素苷等属于酚苷。如熊果苷、天麻苷等。3. 酯苷苷元分子中的羧基与糖端基碳原子以酯键缩合而成的苷。其苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易被稀酸和稀碱水解。如山慈姑苷A和B。4. 氰苷主要指具有-羟基腈的苷。这种苷在不同条件下易被稀酸和酶催化水解，生成的苷元-羟基腈很不稳定，立即分解为醛（酮）和氢氰酸； 而在浓酸作用下苷元中

23、的-CN基易氧化成-COOH基，并产生NH4+；若在碱性条件下，苷元容易发生异构化而生成-羟基羧酸盐。氰苷的降解氰苷的代表化合物是苦杏仁中的苦杏仁苷。属于氰苷的实例还有亚麻氰苷、百脉根苷、垂盆草苷。5. 吲哚苷是苷元结构中的吲哚醇羟基与糖的端基碳原子缩合而成的苷。此类在天然界中数目较少，靛苷是蓼蓝植物叶中的一种吲哚苷，被酸水解后生成的苷元吲哚醇（indoxyl）在空气中易被氧化成暗蓝色的靛蓝（indigo），具有清热解毒作用的中药青黛即粗制靛蓝。靛蓝的异构体靛玉红（indirubin）是板蓝根中的抗癌有效成分。 硫苷苷元通过硫原子与糖的端基碳原子连接，称为硫苷。硫苷主要存在于十字花科植物中，如

24、黑芥子苷、萝卜苷等都是硫苷。氮苷苷元通过氮原子与糖的端基碳原子连接，称为氮苷。如中药巴豆中的巴豆苷。碳苷苷元的碳原子直接与糖的端基碳原子以碳-碳键连接，称为碳苷。碳苷的苷元常有黄酮、查耳酮、色酮、蒽酮、蒽醌、没食子酸等，其中以黄酮碳苷最多见。碳苷分子中的糖多数接在苷元分子中有间二酚或间三酚结构的环上，是由酚羟基邻位或对位的活泼氢与糖的端基羟基脱水缩合而成。碳苷类具有溶解度小，难溶于水的共同特点。近年发现的碳苷例如芦荟苷、牡荆素、芒果苷、荭草素等。 中药化学辅导：苷的含义、结构苷的含义苷类又称配糖体，生物化学中多称苷，是由糖与非糖物质结合而成的一类化学成分。在植物体内，各种类型的天然成分都有可能

25、与糖结合成苷，因此苷类在植物界的分布非常广泛，尤以高等植物更为普遍。苷类化合物的生理活性多种多样，如在心血管系统、呼吸系统、消化系统、神经系统以及抗菌消炎、增强机体免疫功能、抗肿瘤等方面都有不同的活性，是当今研究中药中不可忽视的一类成分。苷的结构苷是由糖或糖的衍生物如糖醛酸、氨基糖等与非糖物质，通过糖的端基碳原子连接而成的化合物，其中非糖部分称为苷元或配基（aglycone），糖端基碳与苷原子之间连接的键称为苷键。在苷的生成过程中糖的端基碳原子上的羟基通常与苷元分子中的羟基、羧基、氨基、巯基或活泼氢原子等不同基团缩合脱水，因而在苷的分子中，苷键部分常含有氧、氮、硫、碳等不同的原子，称为苷（键）

26、原子。 苷元 组成苷的苷元结构包罗万象，其基本母核结构类型差别很大，这也是苷种类繁多的主要原因。例如常见的苯环、芳稠环、苯骈吡喃酮、内酯、萜类、甾体、生物碱、木脂素等均可作为苷元。苷的很多理化性质是由苷元引起的。糖组成苷的糖既有单糖也有二糖、三糖等低聚糖，最常见的单糖是D-葡萄糖。下面列出一些常见糖的哈沃斯（Haworth）式结构。如：1. 五碳醛糖：D-木糖、L-阿拉伯糖、D-核糖2. 甲基五碳醛糖：L-鼠李糖、D-夫糖来源:考试大-执业药师考试 3. 六碳醛糖：D-葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖4. 六碳酮糖：D-果糖5. 糖醛酸：D-葡萄糖醛酸 D-半乳糖醛酸由于单糖有及两种端基异构体，因此形成的苷也有-苷和-苷之分，但要注意的是，- D-型糖和-L-型糖，两者端基碳原子的绝对构型是一样的。- D-型糖、-L-型糖来源:考试大-执业药师考试