第一章总论
目的与要求：掌握天然药物化学的概念、研究内容；掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法；了解天然药物生物合成途径；熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法；了解天然药物化学的发展史、现状及发展和学习天然药物化学的重要意义。
重点与难点：天然药物化学的概念、研究内容；天然药物化学成分提取分离的原理及方法；天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法。
§ 1－1 绪论
一、天然药物化学的含义及研究内容
1、天然药物化学的含义及研究内容
天然药物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点，理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践性科学。
由于现代科学技术进步，特别是将波谱解析方法（NMR、MS、IR、UV）用于推导化合物的结构，甚至用X－晶体衍射来确定化合物结构的发展，以及分离手段的进步，天然药化的发展速度大为加快，发现的新化合物数目大为增加，微量成分、水溶性成分的分离、提纯；稳定性差的活性物资的分离等也不再是难题了。天然药物化学本身也已不再是原先的分离提取、结构鉴定，而是逐步发展成生物活性测定指导下的分离提取、结构鉴定，及半合成修饰和全合成紧密结合的一门学科。
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，进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究；
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；
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，研究在不断深入。
单体：即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。
有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。
无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。
有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。
有毒成分：能导致疾病的化学成分。
有效成分和无效成分的关系：二者的划分也是相对的。一方面，随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。
另外，一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物，或它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物，以及它们以原型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防病治病的作用，这些化学成分无疑也应被视为有效成分。另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物，经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。
2、天然药物与中药的区别
天然药物：是指人类在自然界中发现并可直接供药用的植物、动物或矿物，以及基本不改变其药理化学属性的加工品。
中药：凡是以中国传统的医药学理论（如四气五味、升降浮沉、归经、补泻润燥、配伍反畏等）为指导，来解释其作用和用途而用以防病、治病、保健的药物，均可称为中药。
传统中药复方：严格按中医基础理论组方，按中医的征候用药，通常方中用药多是传统的中药材，采用的剂型多为传统剂型（丸、散、膏丹、汤剂等）。
现代复方中药：按照中医理论下组方，但功能主治采用非传统术语表述或制剂工艺采用现代方法（如醇提、提挥发油等）制备。现代复方中药处方中包括中药材和中药提取物。
我们都能够理解中医和西医的区别。尽管中医和西医研究的都是人的健康问题，都是要把非健康的人变成健康的人。但是由于研究的理论和方法的区别，而成为两种医学。同样道理，中药和天然药物虽然经常都在面对自然界中的动植物，都想把它们用来解决人的健康问题，但是它们在研究理论方法上存在着明显的差异，这种差异就是某些中药研究者呼吁要改变的东西。但事实上，这种差异已经把中药和天然药物区分开了，成为了两种概念：
（1）解决的问题不同
中药要解决的是中医临床诊断后所认定的症结，服务于辩证施治的需要。天然药物要解决的是现代医学诊断出的疾病，服务于现代医学临床的需要。
（2）研究对象不同
中药研究的对象包括天然动植物药，也包括矿物药，甚至包括化学药品：升红丹、轻粉等。中药研究的对象还包括一些生化药品：豆豉、神曲等。天然药物的研究对象就是指天然的动植物药材。
（3）研究的方法不同
中药研究是按照升降浮沉特征、对应人体的变化、采用君臣佐使的配伍方式制备的。天然药物研究是按照和现代化学药物研究同样的方式来进行的。
（4）研究人员不同
不懂得中医的基本道理就无法研究中药；不懂得现代药物研究就不能研究天然药物。换句话说，研究天然药物的人可以对中医一无所知，研究中药的可以不熟悉现代药物研究。
二、天然药物化学的研究目的及意义
1、探讨天然药物防病治病的原理（物质基础）。
通过对天然药物特别是中草药进行有效成分的研究，不仅可以阐明产生功效的究竟为何物物质，也为探索防治疾病的原理提供了前提和物质基础。如，现代研究证明，麻黄中的挥发油成分α-松油醇是其发汗
散寒的有效成分；其平喘的有效成分是麻黄碱和去甲麻黄碱；而利水的有效成分则是伪麻黄碱。如：民间草药鹤草芽驱蛔，其成分鹤草酚也是我国发现，现已合成成功。
阐明中药复方配伍的原理
中药配伍中可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分在药理作用方面的相互作用，也可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。一般来说，后者常发生在中药方剂的煎煮或其它剂型制备过程中，从而使方剂中的有效成分无论在质的方面，还是在量的方面都与单味药有所改变。
生脉散为中医古典精方，古代医家用于抢救热伤元气，脉微欲绝等危重病人。经研究，其三味药单用均不如复方。以红参-麦冬-五味子（1：3：1.5）水煎，发现生成一种新物质，经结构测定为5-羟甲基糠醛（5-HMF），该物质三味药中只有五味子少量含有，药效试验表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生脉散的疗效。
阐明中药炮制的原理
研究重要中药炮制前后化学成分或有效成分的变化，将有助于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制品的质量标准、丰富中药炮制的内容。如对于黄芩炮制的研究。黄芩有浸、烫、煮、蒸等炮制方法。过去南方认为“黄芩有小毒，必须用冷水浸泡至色变绿去毒后，再切成饮片，叫淡黄芩”。而北方则认为“黄芩遇冷水变绿影响质量，必须用热水煮后切成饮片，以色黄为佳”。经中药化学的研究表明，黄芩在冷水浸泡过程中，其有效成分黄芩苷可被药材中的酶水解成黄芩素，后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。可见用冷水浸泡的方法炮制，使有效成分损失导致抑菌活性降低，而用烫、煮、蒸等方法炮制时，由于高温破坏了酶的活性，使黄芩苷免遭水解，故抑菌活性较强，且药材软化易切片。因此，认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。
2、从天然药物中研制开发新药，开辟新的药源。
这是我们学习天然药物化学的主要目的。有人预测，未来的天然药物将与化学药物平分秋色，与生物药一起构成三足鼎立之势。
（1）西药药源的扩大
在天然药物的研究中发现了各种生理活性的成分，如：抗菌消炎药，西药有抗菌素，现在发现天然药物中有很多成分有抗菌消炎的作用。如：黄连素、双黄连粉针（复方）、穿心连内酯、芦荟系列药品等。这些发现，使抗菌素的药源扩大了。
（2）中药药源的扩大
黄连素是黄连中的主要成分，现在又发现小檗科、防已科、芸香科的一些植物中含此成分。所以，这些植物均可以做为提取黄连素的原料。再如：有抗菌作用的芦荟，品种繁多，众所周知。这些发现使中药的药源扩大了。
3、实现中药现代化的需要
改进药物剂型，提高制剂质量，提高疗效，降低毒付作用。同时也有利于天然药物制剂的质量，药物越纯，质量越易控制。天然药物的提取、分离、纯化的过程就是取其精华去其糟粕的过程。也是中药现代化的过程。
改进中药制剂剂型，提高药物质量和临床疗效：
为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效”（高效、速效、长效）、“三小”（剂量小、毒性小、
副作用小）、“三便”（贮存、携带、服用方便）的新型中药，中药化学在中药制剂的研制中，起着十分重要的作用。
建立和完善中药材和中成药的质量标准：
为了更好地控制中药的质量，在严格按照中药材栽培质量管理规范（GAP）的要求进行中药材栽培、生产，以及严格按照药品生产质量管理规范（GMP）的要求进行中药制剂生产的同时，现在越来越多地应用中药化学的检识反应、鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对中药材及其制剂进行定性鉴别和含量测定，并尽可能对其生产的全过程进行监控。
在中药材和中成药的质量控制中，如果能确定其有效成分，则应以其有效成分为指标，建立定性鉴别和含量测定的方法，以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时，可以采用该主要化学成分或标志性化学成分为指标进行。
GAP-中药材生产质量管理规范；GMP-药品经营管理规范；GCP-药品临床实验管理规范；GLP-药品非临床研究质量管理规范；GSP-药品供应管理规范
4、从天然物中研制高质量的保健品
这是维护身体健康，实现美好梦想的需要，随着医疗由治病到预防为主的观念转变，保健为了健康被重视，健康是人生第一财富。要做好人体保健，必须学好天然药化。研制出好的、真的天然保健品，为维护人类健康做出贡献。
三、天然药物化学的历史、发展及现状
1、历史
天然药物在中国起步于明代，1575年《医学入门》和《本纲》中都记载了从五倍子中得到没食子酸的过程，为世界上最早制得的有机酸，它比瑞典药师及化学家舍勒从天然药物中制得到有机酸要早200年，还有如用升华法制取樟脑的过程见于1711年，而欧州直到18世纪下半叶才提出樟脑的纯品，由此可见，古代中国的医药化学在当时世界上居于领先地位，故有“医药化学源于中国”的高度评价，这是我们应当引以自豪的。
1769年酒石酸的分离瑞典化学家舍勒K.W. Schelle
1806年从鸦片中分离出吗啡(Morphine)
2、发展
尽管它的发明历史比较久远，但是它真正的发展历史并不然。所以，天然药化的发展体现了这样三个字：新、兴、快
新：
（1）发展历史短：天然药化做为一个学科而存在看，它是个新学科，因为它是伴随着新中国的诞生和发展而发展起来的，所以它与中草药学相比应为新学科。
（2）它的研究理论和方法新，它采用现代的有机化学，分析化学等理论及当代最先进的物理方法（例：四大光谱等）。就连最简单的提取现在都采用超声波、微波提取了，大家知道的中药煎煮一次至少要30分钟以上，用超声波、微波提取时间明显减少，但提取效果却增加。
（3）天药的成果多为新的，首次的、领先的，这在天然药化的研究论文中是常见的、多见的。
兴：
即兴盛，兴盛的标志是三多一大：研究者多、成果多、传媒宣传多、研究领域不断扩大。
（1）研究者多。
A、由于全世界都在研究癌症、冠心病、高血压、爱滋病、糖尿病、气管炎等，人们发现天然药物中有治疗这些疾病的药物，这就引起了研究者的兴趣。所以，研究的人就多了。
B、另一原因是由于新技术的采用为研究者提供了方便，快捷的条件，使药物的研究速度加快了。因此，也吸引了不少的人。
（2）成果多
研究者多，所以成果就多了，各种杂志、学报、中草药等刊物大量报道着天然药化的研究成果及发现。如：抗Ca药物美登木素分离成功，红豆杉中的紫杉醇半合成成功，大蒜和生姜的有效成分研究等等。（3）传媒宣传多
电视报纸上宣传多几乎每天都会看到天然药品、化妆品、食品、饮品等信息。这些都是天然药化工作者的汗水和结晶。目前，国家新药报批有要求，天然药物必须完成化学成分的实验标准，否则不能问世。（4）领域扩大
A、天然化妆品类：护肤、沐浴、清洁护发等品种繁多。70年代后期化妆品工业就有一个口号“一切返回大自然”，人们对自然化妆品类的需求与日俱增。
B、天然食品、饮品业：以天然饮料为龙头的系列天然饮品、食品、小食品等发展迅速，势不可挡，这些领域都是我们的开发战场。例如安利产品（注：正确对待）。
快：
即速度快，本学科发展速度快，真可谓日新月异的在变化着，前进着。快的表现：
（1）新理论、新技术的采用，使得从前研究一种药物要十几年，现在时间可减半，有些3-4年即可完成。从时间上看，比原来快。
（2）知识更新及新知识应用快，我们的教材更换频率加快；结构测定早就采用四大光谱了，近年又使用二维、三维光谱；提取已采用微波、超声波了，天然药物可以制成纳米微粒了……等等。
（3）内外交流快：
国内外有专门信息机构收集最新的研究成果，所以对外交流就快了。通过网络、新媒体、电视的发展协助宣传，这几年一个可喜的现象，就是天然药化的知识已经走进千家万户普及甚广。如：人们在购食品、水果、蔬菜时首先要问、要考虑的是营养，是含有什么物质（东西）。我们的术语叫成分或营养素。人每天吃的都是天然物质，常听到的是：西红柿含VC、茄子含Fe、香蕉含鞣质、菠菜含有机酸不能与豆付同食，否则会导致肾结石……。着实懂得不少，实在是社会进步了，人们的生活品味提高了，人们不再以吃的饱，而是以吃的好为准。因为人人都希望健康长寿，所以都在关心研究保健。这种保健意识的提高使天然药化知识逐渐被人们接受。
3、现状及发展趋势
（1）社会背景
a.民族药、传统药在历史上对人类的防病治病、康复保健和生育繁衍起到了巨大的作用。
b. 20世纪80年代以来，
* 化学合成药物开发愈来愈难
* “回归大自然”浪潮高涨
* 医疗模式由单纯的“治疗医学”、“生物医学”向“生物—心理—社会医学”转变
* 单纯的治疗转变为预防、保健、治疗、康复相结合
* 传统药、植物药重新受到重视
（2）当今世界植物药开发研究的发展趋势
* 植物药的使用方式：
药品、保健品、饮食补充剂、化妆品等
* 原料：植物药粗提物
标准化提取物
单一成分及以其为先导化合物的合成、半合成的衍生物
①利用现代分离手段和结构测定的先进技术以及现代活性筛选体系，发现新的活性化合物和先导化合物。
②用近代的活性筛选体系，对已发表过的天然产物样品重新进行活性筛选。
③对单一或“复方”药用植物的提取物进行多靶点的追踪筛选。
④采用天然药物的粗提取物或标准化提取物作为保健食品或饮食补充剂。
（3）天然药物（植物药）研究的国内外现状
1)国内植物药品种的开发研究：
a. 从药用植物中提取分离单一化学成分，通过活性筛选、药理毒理等实验创制新药。
b. 提取分离植物药的有效部位或有效部位群，弄清其大部分化学成分，制成标准化提取物，研制新药。
c. 以中医理论为基础的中药复方制剂，以粗提物为主要形式，有相关化合物的质量指标。
d. 以植物的标准化提取物为原料，开发功能性食品、饮料、化妆品等。
2)国外植物药品种的开发研究：
a. 欧洲：以药用植物的复合活性成分为主，开发以标准化提取物制成的新药。
b. 美国：
* 过去：寻找单一活性化合物，或以其为先导化合物开发新药。
* 当前：研究开发植物药的复合活性组分和复方为近年来选题的热点。
（4）存在的主要问题和差距
存在的问题：
一、一些研究者只是单纯进行化学研究，满足于发现一些新化合物发表文章，对活性则极不重视，很少有人进行活性成分研究。为了能够发现新的化合物或新的结构，一些人对有临床多个经验积累的中药或民间药兴趣不大，宁可去研究寻找新的植物资源，而不管它是否有活性或是否有临床经验。
二、活性成分研究的思路和方法不当。多半只是将分离得到的化合物在测定结构后，再送至有关活性筛选部门进行活性筛选。较少有人采用活性指导下的导向分离方法，那些含量甚微、又难于分离的活性成分在分离途中可能丢失，丢失了也难于察觉。
三、化学家与生物学家相互脱节。生物学家尽管不断宣布在身体机能、细胞或基因调控方面有新的发现，但未能投入实际应用，并在此基础上建立起新的灵敏、简便、可靠的活性筛选体系。化学家即便想进行活性成分研究，也常常无法进行。
四、未能充分重视中医药的传统经验。中药多以汤剂形式应用，但是水溶性成分很少成为化学研究者的工作对象。迄今多沿用西方做法，将中药当作一般的植物药进行研究。但中药很少单用，多为组方用药，中药的疗效主要是方剂的药效。但中药方剂的有关成分的研究，化学家很少涉足。
五、多采用西医哲学思想研究中药。西医多强调外因的作用，中医强调治本或者标本兼治，因此研究中药活性成分时如果选用的是体现西医哲学思想的活性筛选模型，用作阳性对照的又是那些符合西医对症
治疗的观点、作用剧烈的西药时，则中药活性成分的研究结果常常令人失望。在研究常用中药、尤其是中药中的上品或其制剂时，这种情况更为多见，导致研究成效不大。
六、从中药或天然药物中得到的活性成分，往往未做进一步的结构修饰或者结构改造，并就结构－活性相关问题进行深入探讨，对创新药物的贡献不大。研究成果也未能更好地用于指导中药制剂的标准化、规范化，对推动中药现代化起的作用不大。
主要的差距：
1）活性筛选方法、技术和模型相对落后
2）产业化提取、分离、纯化的工程技术比较薄弱。
* 大部分植物药厂具备提取、蒸发、干燥设备
* 部分药厂具备树脂分离技术和设备
* 膜分离、低压柱层析、CO2超临界萃取等技术和设备，尚未达到工程化的程度或尚处于初期未成熟阶段
天然药化的未来发展前景是灿烂广阔的。因为我国有着丰富的天然物资源。从蛇分泌液中制取的抗栓酶、银杏系列药物、丹参注射液等为心脑血管疾病的常用药。从银杏及叶子中提取的双黄酮是心血管的首选药物，银杏叶子出口，前几年价很高，富了一大批人。在云南农村当地农民称之为“摇钱树”。
§ 1－2 生物合成
一、一次代谢及二次代谢
一次代谢产物：
植物体（绿色植物）以二氧化碳及水为原料，通过光合作用、三羧酸循环、固氮反应等一系列物质代谢与生物合成途径，生成糖、蛋白质、脂质、核酸等植物体生命活动必需物质的过程称为一次代谢过程，产物称一次代谢产物。
也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。
此外，一次代谢产物还包括乙酰辅酶A，丙二酸单酰辅酶A，莽草酸及一些氨基酸等。
二次代谢产物：
也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成分是植物来源中药的主要有效成分。植物体在特定的条件下，以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为原料和前体，经历不同的代谢途径，生成生物碱、萜类等化合物的过程称为二次代谢过程。二次代谢产物很多都具有明显的生理活性，是天然药物化学的主要研究对象。
二、生物合成假说的提出
三、主要的生物合成途径
（一）醋酸——丙二酸途径（AA－MA途径）
（二）甲戊二羟酸途径（mevalonic acid pathway）
（三）桂皮酸途径（cinnamic acid pathway）
（四）氨基酸途径（amino acid pathway）
（五）复合途径
四、生物合成的研究意义
天然药物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径，各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。
生源研究的意义:
1）有助于对天然化合物进行结构分类或推测结构；
2）对植物化学分类学及仿生合成等学科的发展有重要的理论指导意义；
3）对采用组织培养方法进行物质生产有实际指导意义。
§ 1－3 提取分离方法
一、有效成分的提取
（一）常用溶剂的特点：
环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇
极性：小————大
亲脂性：大————小
亲水性：小————大
1、比水重的有机溶剂：氯仿
2、与水分层的有机溶剂：环己烷～正丁醇
3、能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇
4、与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：丙酮～甲醇
5、极性最大的有机溶剂：甲醇
6、极性最小的有机溶剂：环己烷
7、介电常数最小的有机溶剂：石油醚
8、常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇
9、溶解范围最广的有机溶剂：乙醇
（二）各种提取方法：
常见的提取方法有：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。其中，溶剂提取法应用最广。
1、溶剂提取法
（1）溶剂提取法的原理：
根据相似者相溶原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来。
（2）各种溶剂提取法
溶剂提取法一般包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等，其使用范围及特点见下。
浸渍法：水或有机溶剂，不加热，效率低，适用于各类成分，尤遇热不稳定成分，出膏率低，易发霉，需加防腐剂
渗漉法：有机溶剂，不加热，脂溶性成分消耗溶剂量大，费时长
煎煮法：水，直火加热，水溶性成分，易挥发、热不稳定不宜用
回流提取法：有机溶剂，水浴加热，脂溶性成分热不稳定不宜用，溶剂量大
连续回流提取法：有机溶剂，水浴加热，节省溶剂、效率最高，亲脂性较强成分，用索氏提取器，时
间长
2、水蒸气蒸馏法
适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分的提取，如挥发油、小分子的香豆素类、小分子的醌类成分。
3、升华法
固体物质受热不经过熔融，直接变成蒸汽，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质，可以利用升华法直接自中草药中提取出来。如樟脑、咖啡因。
二、分离与精制
（一）根据物质溶解度差别进行分离
1、结晶及重结晶法
利用不同温度可引起物质溶解度的改变的性质以分离物质。将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作称结晶；将不纯的结晶进一步精制成较纯的结晶的过程称重结晶。
（1）溶剂选择的一般原则：
不反应；冷时对所需要的成分溶解度较小，而热时溶解度较大；对杂质溶解度很大或很小；沸点低，易挥发；无毒或毒性小。若无理想的单一溶剂时，可以考虑使用混合溶剂。一般常用甲醇、丙酮、氯仿、乙醇、乙酸乙酯等。
（2）结晶操作：
结晶操作实际是进一步分离纯化过程，一般是应用适量的溶剂在加热至沸点的情况下将化合物溶解，制成过饱和溶液，趁热过滤去除不溶性杂质，放置冷处，以析晶。
（3）结晶纯度的判定：
结晶形态和色泽：单一化合物的结晶具有结晶形状均一和均匀的色泽。
熔点和熔距：单一化合物具有一定的熔点和较小的熔距，结晶前后的熔点应一致，熔距很窄，在1℃~2℃的范围内。但要注意双熔点，如汉防己乙素、芫花素及一些与糖结合的苷类化合物。
色谱法：单一化合物在薄层色谱或纸色谱层析中经三种不同的溶剂系统展开，均为一个斑点者。
2、沉淀分离法：
（1）改变溶液的极性：
在中草药提取液中加入另一种溶剂以改变混合物溶剂的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。如：水—醇法除多糖、蛋白质等水溶性杂质；醇—水法除树脂、叶绿素等水不溶性杂质；醇—醚法或醇—丙酮法使苷类成分，而脂溶性树脂等杂质则存留在母液中。
（2）改变溶液的pH：
对酸性、碱性或两性有机化合物来说，通常通过加入酸、碱以调节溶液的pH，以改变分子的存在状态（游离型或解离型），从而改变溶解度而实现分离。
如：酸提碱沉法，碱提酸沉法等。
（3）加入沉淀试剂：
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沉淀等析出。如加入铅盐、雷氏铵盐等。
3、盐析法：
中草药的水提取液中,加入无机盐至一定浓度或达到饱和状态,使某些成分在水中的溶解度降低,沉淀析出或被有机溶剂提取出的分离方法。常用的无机盐: NaCl、Na2SO4、MgSO4、(NH4)2SO4 等
例: 三七皂苷乙----三七的水提取液中加MgSO4至饱和
小檗碱盐酸盐----三颗针根粉的稀酸提取液中加NaCl至饱和
（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离。
1、两相溶剂萃取法
（1）原理：利用混合物中各成分在两相互不相溶的溶剂中分配系数的不同而实现分离。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。
①分配系数K值（即分配比）：溶质在两相溶剂中的分配比（K）在一定温度及压力下为一常数
②分离难易与分离因子b：分离因子b可以表示分离的难易。分离因子b可定义为A、B两种溶质在同一溶剂系统中分配系数的比值。一般情况下，b≥100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离；但100≥b≥10时，则需萃取10~12次；b≤2时，要实现基本分离，需作100次以上萃取才能完成。b≌1时，则KA≌KB，意味着两者性质及其相似，即使作任意次分配也无法实现分离。
实际工作中，尽量选择分离因子b值大的溶剂系统，以求简化分离过程，提高分离效率。
③分配比与pH：对酸性、碱性及两性化合物来说，分配比还受溶剂系统的影响。因为pH的变化可以改变它们的存在状态（游离型或解离型），从而影响在溶剂系统中的分配比。
酚类化合物的pKa值一般为9.2~10.8，羧酸类化合物的pKa值约为5。
一般pH<3时，酸性物质多呈非解离状态（HA）、碱性物质则呈解离状态（BH+）存在；但pH>12，则酸性物质多呈解离状态（A—）、碱性物质则呈非解离状态（B）存在。据此，可采用在不同pH的缓冲溶液与有机溶剂中进行分配的方法，使酸性、碱性、中性及两性物质的以分离。
pH梯度萃取分离模式图见P21。
（2）各种萃取方法：
①简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。
②逆流连续萃取法：是一种连续的两相溶剂萃取法。其装置可具有一根、数根或更多根的萃取管。
③逆流分配法（CCD）：又称逆流分溶法、逆流分布法或反流分布法，与两相溶剂逆流萃取法原理一致，对于分离具有非常相似性质的混合物效果较好。
④液滴逆流分配法（DCCC）：本法必须选用能生成液滴的溶剂系统，且对高分子化合物的分离效果较差，处理样品量小，并要有一定的设备，操作较繁琐。
一般b>50时，简单萃取即可分离，b<50时，则易采用逆流分溶法。
2、纸色谱（PPC）：纸色谱的原理与液—液萃取法基本相同。
原理：分配原理
支持剂：纤维素
固定相：水
流动相：水饱和的有机溶剂
Rf值：化合物极性越小，Rf值越大；反之，化合物极性越大，Rf值越小。
应用：用作微量分析，特别适合于亲水性较强的成分，其层析效果往往比吸附薄层色谱效果好。但纸层析一般需要较长的时间。
3、液—液分配柱色谱：
原理：分配原理
支持剂：硅胶、硅藻土、纤维素粉等
正相分配色谱：固定相：水、缓冲溶液
流动相：固定相饱和的氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂
洗脱顺序：化合物极性越小，越先出柱；反之，化合物极性越大，越后出柱。
应用：通常用于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。
反相分配色谱：固定相：石蜡油、化学键合固定相
流动相：固定相饱和的水或甲醇等强极性有机溶剂
洗脱顺序：化合物极性越大，越先出柱；反之，化合物极性越小，越后出柱。
应用：适合于分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。
4、液—液分配薄层色谱法：
液—液分配色谱法也可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（正相柱用正相薄层色谱，反相柱用反相薄层色谱）进行选定。
5、化学键合固定相：
常用反相硅胶薄层色谱及柱色谱的填料是普通硅胶经下列方式进行化学修饰，键合上长度不同的烃基（R）、形成亲油表面而成。其中以硅烷化键合型最为常用，其根据烃基（R）长度（—C2H5、—C8H17、—C18H37、）分别命名为：RP—2、RP—8、RP—18。三者亲脂性强弱顺序如下：RP—18> RP—8> RP—2。
键合固定相的作用并非只是分配，也有一定的吸附作用。
6、加压相色谱法：
加压相色谱法又分为：快速柱色谱（约2.02´105Pa），Lobar低压柱色谱（<5.05´105Pa），中压柱色谱（5.05~20.2´105Pa），分析用HPLC，制备用HPLC（>20.2´105Pa）。
固定相：RP—2、RP—8或RP—18
流动相：水—甲醇或水—乙腈
洗脱顺序：化合物极性越大，越先出柱；反之，化合物极性越小，越后出柱。
应用：通常用于分离水溶性或极性较大的成分，如苷类、酚性化合物等。
（三）根据物质的吸附性差别进行分离
其中以固—液吸附用的最多，并有物理吸附（硅胶、氧化铝、活性炭为吸附剂进行的吸附色谱）、化
学吸附（黄酮等酚酸性物质被氧化铝吸附、生物碱被酸性硅胶吸附等）及半化学吸附（聚酰胺与黄酮类、醌类等酚性化合物之间的氢键吸附，吸附力较弱，介于物理吸附与化学吸附之间）之分。
1、物质的吸附规律：
（1）物理吸附过程一般无选择性，但吸附强弱大体遵循“相似者易于吸附” 的经验规律。
（2）被分离的物质与吸附剂、洗脱剂共同构成吸附层析的三要素，彼此紧密相连。
常用的极性吸附剂：硅胶、氧化铝。硅胶显微酸性，适于分离酸性和中性化合物，分离生物碱时需在流动相中加入适量的有机碱；氧化铝呈碱性，适于分离生物碱等碱性成分，不宜用于分离有机酸、酚性等酸性成分。均为极性吸附剂，故有以下特点（P26）：
①被分离物质极性越强，吸附力越强。强极性溶质将优先被吸附。
②溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质的吸附能力越强。随溶剂极性的增强，则吸附剂对溶质的吸附力将减弱。
③当加入极性较强的溶剂后，先前被硅胶或氧化铝所吸附的溶质可被置换而洗脱出来。
常用的非极性吸附剂：活性炭。对非极性物质具有较强的亲和力，在水中对溶质表现出强的吸附能力。从活性炭上洗脱被吸附的物质时，溶剂的极性越小，洗脱能力越强。
2、极性及其强弱判断：
（1）官能团的极性强弱（P26表1－3）：
（2）化合物的极性与官能团极性、数量、位置等因素决定。
（3）溶剂的极性可大体根据介电常数的大小来判断。介电常数越大，则极性越大。
3、吸附柱色谱法用于物质的分离：
以硅胶或氧化铝为吸附剂进行柱色谱分离时：
（1）尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，或用极性稍大的溶剂溶解样品后，以少量吸附剂拌匀挥干，上柱。
（2）一般以TLC展开时使组分Rf值达到0.2~0.3的溶剂系统作为最佳溶剂系统进行洗脱。实践中多用混合的有机溶剂系统。
（3）为避免化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝作为吸附剂进行分离。通常在分离酸性（或碱性）物质时，洗脱溶剂中常加入适量的醋酸（或氨、吡啶、二乙胺），以防止拖尾、使斑点集中。
4、聚酰胺吸附色谱法：
（1）原理：氢键吸附。
一般认为系通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。
（2）吸附能力的强弱（P29）
通常化合物在水溶剂中大致有以下规律：
①形成氢键的基团数目越多，则能力越强。
②成键位置对吸附能力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附响应减弱。
③分子中芳香化程度高这，则吸附性增强；反之，则减弱。
一般情况下，各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力由弱致强的大致顺序如下：
水—甲醇—乙醇—氢氧化钠水溶液—甲酰胺—二甲基甲酰胺—尿素水溶液
其中，最常应用的洗脱系统是：乙醇—水
（3）应用：
①特别适合于酚类、黄酮类化合物的制备和分离。
②脱鞣质处理
③对生物碱、萜类、甾类、糖类、氨基酸等其他极性与非极性化合物的分离也有着广泛的用途。
5、大孔吸附树脂：通常分为极性和非极性两类。
（1）原理：吸附性和分子筛性相结合。吸附性是由范德华引力或氢键引起的。分子筛是由于其本身多孔性结构产生的。
（2）影响因素：
①一般非极性化合物在水中易被非极性树脂吸附，极性化合物在水中易被极性树脂吸附。糖是极性水溶性化合物，与D型非极性树脂吸附作用很弱。
②物质在溶剂中的溶解度大，树脂对此物质的吸附力就小，反之就大。
（3）应用：广泛应用于化合物的分离与富集工作中。如：苷类与糖类的分离，生物碱的精制，多糖、黄酮、三萜类化合物的分离等。
（4）洗脱液的选择：洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。最常用的是乙醇—水。
（四）根据物质分子大小进行分离
1、凝胶过滤法：
（1）原理：分子筛原理。即利用凝胶的三维网状结构的分子筛的过滤作用将化合物按分子量大小不同进行分离。
（2）出柱顺序：按分子由大到小顺序先后流出并得到分离。
（3）常用的溶剂：
①碱性水溶液（0.1mol/L NH4OH）含盐水溶液（0.5mol/L NaCl等）
②醇及含水醇，如甲醇、甲醇—水
③其他溶剂：如含水丙酮，甲醇-氯仿
（4）凝胶的种类与性质：种类很多，常用的有以下两种：
① Sephadex-G：只适用于水中应用，且不同规格适合分离不同分子量的物质。
② Sephadex LH-20：为Sephadex G-25经羟丙基化后得到的产物，具有以下两个特点：具有分子筛特性，可按分子量大小分离物质；在由极性与非极性溶剂组成的混合溶剂中常常起到反相分配色谱的作用，适合于不同类型有机物的分离。
应用最广。
2、膜过滤法：
（1）概念：膜过滤法是一种用天然或人工合成的膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯或富集的方法。
（2）分类：膜过滤技术主要包括渗透、反渗透、超滤、电渗析、液膜技术等。
3、透析法：
透析法是膜过滤法中的一种。
（1）原理：透析法是利用小分子物质在溶液中可通过半透膜、而大分子物质不能透过半透膜的性质，以达到分离的目的，本质上是一种分子筛作用。
（2）应用：对于生物大分子，一般可以通过透析法进行浓缩和精制。如药用酶的精制。
分离和纯化皂苷、蛋白质、多肽、多糖等大分子物质，可将其留在半透膜内，而将如无机盐、单糖、双糖等小分子的物质透过半透膜，进入膜外的溶液中，而加以分离精制。应用：
（五）根据物质解离程度不同进行分离
具有酸性、碱性、两性基团的化合物在水中多呈解离状态，据此可用离子交换法进行分离。
原理：离子交换原理
固定相：离子交换树脂
流动相：水或含水溶剂
洗脱液：强酸性阳离子交换树脂（H型）——稀氨水洗脱
强碱性阴离子交换树脂（OH型）——稀氢氧化钠洗脱
1、分类：根据交换基团不同分为：
①阳离子交换树脂
强酸性（—SO3-H+）
弱减性（—COO-H+）
②阴离子交换树脂
强碱性[—N+（CH3）3Cl]
弱减性（—NH2及仲胺、叔胺基）
2、应用：
①用于不同电荷离子的分离，如水提取物中的酸性、碱性、两性化合物的分离。
②用于相同电荷离子的分离，如同为生物碱，但碱性强弱不同，仍可用离子交换树脂分离。
（六）根据物质的沸点进行分离——分馏法
1、概念：分馏法是利用中药中各成分沸点的差别进行提取分离的方法。一般情况下，液体混合物沸点相差100℃以上时，可用反复蒸馏法；沸点相差25℃以下时，需用分馏柱；沸点相差越小，则需要的分馏装置越精细。
2、应用：挥发油、一些液体生物碱的提取分离常采用分馏法。
§ 1－4 结构研究法
一、化合物的纯度测定
方法：检查有无均匀一致的晶形，有无明确、敏锐的熔点（熔距一般为1~2℃）及色谱法。其中色谱法包括：TLC、PC、GC、HPLC。
二、结构研究的主要程序
1.初步推断化合物类型
2.测定分子式，计算不饱和度。
3.确定分子式中含有的官能团，或结构片段，或基本骨架。
4.推断并确定分子的平面结构
5.推断并确定分子的主体结构（构型、构象）
文献检索、调研工作贯穿结构研究工作的整个过程。利用中、外文主题索引按中药拉丁文学名进行检索，来获得已分出化合物的种类、个数、性质、用到的提取方法、提取溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等信息。
获得文献后，最好整理成一览表以方便检索比较。已知化合物，还需做混合熔点测定和混合的IR光谱；未知化合物，需按测定程序进行，如有不对称中心，还需测定绝对构型。
三、结构研究中采用的主要方法
1、确定分子式，计算不饱和度
a.元素定量分析配合分子量测定
元素定性分析——如钠融法，分析化合物中含有几种元素。
元素定量分析——确定各元素百分含量，根据倍比定律确定分子中的原子比
分子量测定：冰点下降法、沸点上升法、粘度法、凝胶滤过法及质谱法。
b.同位素丰度比法
c.高分辨质谱（HR-MS）法
HR-MS还可以给出化合物的精确分子量。从氢核磁共振波谱和碳核磁共振波谱中可直接获得碳氢的个数，再结合质谱给出的分子量的信息，就可以得到氧的个数，用这种方法也能确定化合物的分子式。
d.不饱和度
u=Ⅳ－Ⅰ/2 ＋Ⅲ/2 ＋1
Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分别代表一、三、四价原子的数目。
2、质谱法
常用的质谱有：电子轰击质谱（ EI - MS）、场解析电离质谱（FD-MS）、快原子轰击质谱（FAB-MS）、电喷雾电离质谱（ESI-MS）等。质谱常用于确定分子量，并可求算分子式和提供其它结构信息。
3、红外光谱
利用分子中价键的伸缩及弯曲振动在4000~625cm-1红外区域引起的吸收，而测得的吸收图谱。包括特征频率区和指纹区，可用于鉴别羟基、氨基、双键、芳环等特征官能团以及芳环取代类型。
4、紫外-可见吸收光谱
由电子能级跃迁产生的吸收图谱，在200～700nm范围内，含有共轭双键、发色团及具有共轭体系的助色团分子的化合物具有紫外-可见吸收。主要用来推断化合物的骨架类型。
5、核磁共振波谱（NMR）
核磁共振波谱是化合物分子在磁场中受到另一射频磁场的照射，当照射场的频率等于原子核在外磁场的回旋频率时，有磁距的原子核就会吸收一定的能量产生能级的跃迁，即发生核磁共振，以吸收峰的频率对吸收强度作图所得到的图谱。
1H–NMR和13C-NMR，能提供分子中有关氢及碳原子的类型、数目、互相连接方式、周围化学环境以及构型、构象等结构信息。在进行中药有效成分的结构测定时，NMR谱与其它光谱相比其作用更为重要。
（1）1H-核磁共振（1H –NMR）
1H –NMR通过测定化学位移（δ）、质子数以及裂分情况（重峰数及偶合常数J）可以得出分子中1H 的类型、数目及相邻原子或原子团的信息。
化学位移（δ）：是指1H核因为周围化学环境的不同，其外围电子云密度，以及绕核旋转时产生的磁的屏蔽效应也就不同。在一定的外磁场作用下其回旋频率也不同，因而需要相应频率的射频磁场才能发生共振而得到吸收信号。这些信号将会出现在不同的区域，我们在实际应用当中以四甲基硅烷TMS为内标物，将其化学位移定为0，测定各质子共振频率与它的相对距离，这个相对值就是质子的化学位移值。
质子数：过去是根据氢谱的上峰的积分面积并结合已知的分子式求得每个信号所相当的氢的个数，现在1H–NMR可以直接给出每个信号代表的质子的个数，并可以直接获得分子中总的质子数。
信号的裂分及偶合常数：磁不等同的两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生裂分，而出现单峰，双峰，多重峰等。裂分间的距离称为偶合常数。其大小取决于间隔键的距离。按间隔键的多少可分为偕偶、邻偶及远程偶合。
此外还有同核去偶、重氢交换，加入反应试剂、及各种双照射技术等许多帮助结构分析的辅助技术。（2）13C-核磁共振（13C-NMR）
脉冲傅立叶变换核磁共振技术及计算机的引入，才使13C-NMR得以投入实际应用。
13C-NMR在确定化合物结构时比1H–NMR起着更为重要的作用。
13C-NMR中常应用的参数是碳核的化学位移，异核偶合常数（JCH）及弛豫时间（T
1），其中我们常应用的是化学位移。13C-NMR谱中13C- 13C之间的偶合很弱，一般不予考虑，而1H-13C之间的偶合作用却很强。
常见的13C-NMR谱类型及其特征：
a.噪音去偶谱（全氢去偶或宽带去偶）
采用宽频电磁辐射照射1H，使其对13C偶合全部消除，13C信号以单峰形式出现，对于判断其化学位移十分方便。
b.选择氢核去偶及远程选择氢核去偶：
对某个氢核进行选择性照射，以消除其偶合影响，与之相关联的13C信号发生改变，根据峰的裂分变化情况，结合化学位移，可以推断分子中存在的片段结构。
c.DEPT谱：
通过改变照射1H核的脉冲宽度（θ）或设定不同的弛豫时间，使不同类型的13C在图谱上呈现单峰并分别呈现正向峰或倒置峰。
θ= 45?时季C信号消失，其它都向上
θ= 90?时季C信号消失，CH3 , CH2信号消失，CH↑
θ= 135?时季C信号消失， CH3, CH ↑， CH2↓
（3）二维核磁共振波谱（2D-NMR）
2D-NMR技术使一维核磁共振谱中复杂和堆积难于分辨的信号得以识别。
包括：同核的1H- 1H化学位移相关（1H- 1HCOSY）谱，异核的13C- 1HCOSY谱、以及NOESY（示氢核之间的NOE关系）谱等。
?同核的1H-1H化学位移相关谱（1H-1HCOSY），是同一个偶合体系中质子之间的偶合相关谱。可以用来确定质子的化学位移以及质子之间的偶合关系和连接顺序。
?1H检测的异核化学位移相关谱特别是13C-1H化学位移相关谱，对于鉴定化合物的结构是十分重要的方法。它包括HMQC谱和HMBC谱。
?HMQC谱是通过1H检测的异核多量子相关谱，此谱反映1H核和与其直接相连的13C的关联关系。
HMBC谱是通过1H检测的异核多键相关谱，反映1H核和与其远程偶合的13C的关联关系。
（4）NOESY谱（1H 核之间NOE相关）
NOE效应：选择照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间位置上接近的另一个或数个质子信号强度增高的效应称为核的Overhauser效应，简称NOE。
NOE主要用来确定两种质子在分子立体空间结构中是否距离相近，若存在NOE，则表示相近； NOE 越大，则两者在空间的距离就越近。NOE是确定分子中某些基团的位置，立体构型和优势构象的重要手段之一。
NOESY谱是为了在二维图谱上观察NOE效应而开发出来的新技术。在其谱中，空间相近的质子间NOE效应可以观测到，并能作为相关峰出现在图谱上。
6、旋光光谱（ORD）
用不同波长的偏振光照射光学活性化合物，并用波长对比旋［α］× 10-2或分子比旋［φ］×10-2作图，得到的曲线即为旋光光谱。
主要有三种谱线类型：
（1）平坦谱线
（2）单纯Cotton效应谱线
（3）复合Cotton效应谱线
旋光光谱及其Cotton效应谱线特征与分子的立体化学结构密切相关，对于推断非对称分子的构型与构象有着重要的意义。
思考题：
1．中草药有效成分的提取方法有哪些？其各自的使用范围及其优缺点是什么？
2．分离中草药成分常用的色谱方法有哪些？他们分别适用于哪些类别化合物的分离？各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么？
3．化合物在进行结构鉴定前应注意什么问题？进行结构鉴定常用哪些方法？这些方法可以解决结构式中的什么问题？
药物化学合成实验 实验一 阿司匹林（Aspirin ）的合成 一、目的要求 1. 掌握酯化反应和重结晶的原理及基本操作。 2. 熟悉搅拌机的安装及使用方法。 二、实验原理 阿司匹林为解镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进一步扩大到预防血栓形成，治疗心血管疾患。阿司匹林化学名为2-乙酰氧基苯甲酸，化学结构式为： OCOCH 3 COOH 阿司匹林为白色针状或板状结晶，mp.135~140℃，易溶乙醇，可溶于氯仿、乙醚，微溶于水。 合成路线如下： OCOCH 3COOH OH COOH (CH 3CO)2O H 2SO 4CH 3COOH ++ 三、实验方法 （一）酯化 在装有搅拌棒及球形冷凝器的100 mL 三颈瓶中，依次加入水杨酸10 g ，醋酐14 mL ，浓硫酸5滴。开动搅拌机，置油浴加热，待浴温升至70℃时，维持在此温度反应30 min 。停止搅拌，稍冷，将反应液倾入150 mL 冷水中，继续搅拌，至阿司匹林全部析出。抽滤，用少量稀乙醇洗涤，压干，得粗品。 （二）精制 将所得粗品置于附有球形冷凝器的100 mL 圆底烧瓶中，加入30 mL 乙醇，于水浴上加热至阿司匹林全部溶解，稍冷，加入活性碳回流脱色10 min ，趁热抽滤。将滤液慢慢倾入75
mL热水中，自然冷却至室温，析出白色结晶。待结晶析出完全后，抽滤，用少量稀乙醇洗涤，压干，置红外灯下干燥（干燥时温度不超过60℃为宜），测熔点，计算收率。 （三）水杨酸限量检查 取阿司匹林0.1 g，加1 mL乙醇溶解后，加冷水定适量，制成50 mL溶液。立即加入1mL新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀；30秒内显色，与对于照液比较，不得更深（0.1%）。 对照液的制备：精密称取水杨酸0.1 g，加少量水溶解后，加入1 mL冰醋酸，摇匀；加冷水定适量，制成1000 mL溶液，摇匀。精密吸取 1 mL，加入1 mL乙醇，48 mL水，及1 mL新配制的稀硫酸铁铵溶液，摇匀。 稀硫酸铁铵溶液的制备：取盐酸（1mol / L）1 mL，硫酸铁铵指示液2 mL，加冷水适量，制成1000 mL溶液，摇匀。 （四）结构确证 1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。 2. 核磁共振光谱法。 思考题： 1. 向反应液中加入少量浓硫酸的目的是什么？是否可以不加？为什么？ 2. 本反应可能发生那些副反应？产生哪些副产物？ 3. 阿司匹林精制选择溶媒依据什么原理？为何滤液要自然冷却？
第一章总论 教学时数：6学时 目的与要求：掌握天然药物化学的概念、研究内容；掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法；了解天然药物生物合成途径；熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法；了解天然药物化学的发展史、现状及发展和学习天然药物化学的重要意义。 重点与难点：天然药物化学的概念、研究内容；天然药物化学成分提取分离的原理及方法；天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法。 § 1－1 绪论 一、天然药物化学的含义及研究内容 1、天然药物化学的含义及研究内容 天然药物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点，理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践性科学。 由于现代科学技术进步，特别是将波谱解析方法（NMR、MS、IR、UV）用于推导化合物的结构，甚至用X－晶体衍射来确定化合物结构的发展，以及分离手段的进步，天然药化的发展速度大为加快，发现的新化合物数目大为增加，微量成分、水溶性成分的分离、提纯；稳定性差的活性物资的分离等也不再是难题了。天然药物化学本身也已不再是原先的分离提取、结构鉴定，而是逐步发展成生物活性测定指导下的分离提取、结构鉴定，及半合成修饰和全合成紧密结合的一门学科。 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，进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究；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；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，研究在不断深入。 单体：即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。 有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。 无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。 有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。 有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。 有毒成分：能导致疾病的化学成分。 有效成分和无效成分的关系：二者的划分也是相对的。一方面，随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。 另外，一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物，或它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物，以及它们以原型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中
《药物化学实验》课程教学大纲 【课程名称】药物化学实验（Medicinal Chemistry in Experiments） 【课程代码】10031011 【适应专业】制药工程 【授课对象】普通本科 【课程简介】药物化学实验是独立开设的一门必修课，使学生加深理解药物化学的一些基本理论和基础知识，了解和掌握合成药物的基本过程和方法。通过选择真实临床药物分子盐酸乙哌立松、贝诺酯、苯妥英钠、奥沙普嗪，采用连续多步实验进行合成，通过对实际药物分子的合成，进一步掌握有机化学的基本实验技能和技巧，学习连续多步反应的操作，在基础和应用方面加深对有机化学、药物化学和药物合成的理解和学习。 【教学目的和基本要求】通过药物的一般鉴别实验，掌握离子或官能团的鉴别方法、鉴别原理及操作。通过药物的物理性质实验，掌握药物物理常数的测定方法。通过典型的药物合成实验，掌握简单药物的制备方法，理解制备原理，了解在制备过程中的质量要求和质量控制，从而选择合理的质量检验方法。通过实验，培养学生具有从事药物化学工作的基本技能和观察、分析、解决问题的能力；培养学生理论联系实际，实事求是的工作作风，良好的工作习惯和严谨的科学态度。 【综合性、设计性实验项目数】9 【主要仪器设备】天平、熔点测定管、恒温水浴箱、真空泵、干燥箱、蒸发器、电炉、常用玻璃仪器、常用实验装置（回流装置、蒸馏装置） 【参考学时】54学时 【课程内容和学时分配】 序 号实验名称 学 时 每 组 人 数 必 做 选 做 实验类型 内容提要 验 证 基本 操作 综 合 设 计 1 药物水解变质实 验 3 1 √√ 1．青霉素钠或青霉素钾的水 解实验。 2．尼可刹米的水解实验。 3．盐酸普鲁卡因水解实验。 4．苯巴比妥钠水解实验。
第一章总论 1主要的生物合成途径P8 （一）醋酸-丙二酸途径（AA-MA途径）：脂肪酸类、酚类、蒽醌类等 （二）甲戊二羟酸途径（MV A途径）：萜类、甾体化合物 （三）桂皮酸途径及莽草酸途径：C6-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 （四）氨基酸途径：生物碱类 （五）复合途径：复杂的天然产物 ①醋酸-丙二酸-莽草酸途径；②醋酸-丙二酸-甲戊二羟酸途径：③氨基酸-甲戊二羟酸 途径；④氨基酸-醋酸-丙二酸途径；⑤氨基酸-醋酸-莽草酸途径。 2二次代谢（名词解释）：以一次代谢产生的代谢产物为原料（或前体），又进一步经历不同的代谢过程生成其他化合物的过程。（其他化合物：生物碱、萜类等）P6 3天然产物提取常用的溶剂极性大小的比较：常见溶剂极性强弱如下：P18（比较） 乙酸＞吡啶＞水>乙腈>甲醇>乙醇>丙酮>醋酸乙酯>乙醚>氯仿>二氯甲烷>苯＞三氯乙烯>四氯化碳>二硫化碳＞石油醚（低沸点→高沸点） 4天然药物提取方法，P18渗漉法：是不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其浸过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种方法。 煎煮法：是在中药材中加入水后加热煮沸，将有效成分提取出来的方法。 5正相色谱：分离水溶性或极性较大的成分，固定相多采用强极性溶剂，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂。 反相色谱：分离脂溶性化合物，固定相可用液体石蜡，流动相则用水或甲醇等强极性溶剂。第二章糖和苷 1糖的绝对构型，在哈沃斯(Haworth)式中，只要看六碳吡喃糖的C5（五碳呋喃糖的C4）上取代基的取向，向上的为（ D ）型，向下的为（ L ）型。 2 苷类的溶解性与苷元和糖的结构均有关系。一般而言，苷元是（亲脂性）物质而糖是（亲水性）物质，所以，苷类分子的极性、亲水性随糖基数目的增加而（增加）。 3 苷类是（糖类）与另一非糖物质通过（糖苷键）连接而成的一类化合物，苷中的非糖部分称为（苷元）。由三部分组成：糖、非糖部分、苷键原子。 4 苷中的苷元与糖之间的化学键称为（糖苷键），苷元上形成苷键以连接糖的原子，称为（苷键原子）。根据苷键原子又可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。 硫苷：通过苷元上的巯基与糖或糖的衍生物的半缩醛（半缩酮）羟基脱一分子水缩合而成的化合物。氮苷：通过苷元上的胺基与糖或糖的衍生物的半缩醛（半缩酮）羟基脱一分子水缩合而成的化合物。 5原生苷：是指天然药物中原始存在状态的苷。也称第一苷。 次生苷：是指原始苷被部分切去糖后生成的苷，也叫第二苷。彻底切去糖的非糖部分称为苷。 6 P81简答：酸催化水解的反应原理：苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体，该中间体再与水结合形成糖，并释放催化剂质子。 水解难易程度的影响因素：①苷键原子的电子密度：N＞O＞S＞C；②苷键原子的空间环境：位阻大，水解难；③糖上取代基：取代基越多，水解越难；④苷分子的稳定性及其水解产物的稳定性：苷分子内张力大，利水解，苷元分子大的易于小的，苷键为竖键的易于横键，产物苷元和糖稳定利水解。 氮原子虽然碱性较强，易于质子化，但当氮原子在酰胺或嘧啶环上时，由于受到强烈的p-
手性药物萘普生的光学拆分法制备 一：实验目的 掌握用光学拆分法制备手性药物萘普生，了解拆分消旋化合物的原理，学习用旋光仪分析手性药物中间体光学纯度的方法。 二：实验原理 具有手性的药物其对映体往往有完全不同的药理活性，单一对映体的手性药物因其药效高、副作用低和安全等优点，受到了化学家和制药企业的重视，近二、三十年，手性药物得到了很大的发展，其销售额以每年15％的速度在增长。 萘普生为非甾体类抗炎镇痛药，用于治疗风湿性和类风湿性关节炎、胃关节炎、强直性脊柱炎、痛风、关节炎、腱鞘炎.亦可用于缓解肌肉骨骼扭伤、挫伤、损伤以及痛经等所致的疼痛。研究表明（S）-萘普生的药效是（R）-萘普生的28倍。 目前获得单一手性化合物的方法主要有：①手性源合成法：以手性物质为原料合成其他手性化合物。②不对称催化合成法：是在催化剂或酶的作用下合成得到单一对映体化合物的方法。③外消旋体拆分法：是在拆分剂的作用下，利用物理化学或生物方法将外消旋体拆分成两个对映体，其中化学拆分法是工业生产上广泛应用的方法。化学拆分法是利用如果外消旋体分子含有的活性基团与某一光学活性试剂（拆分剂）进行反应，生成两种非对映异构体的盐或其它复合物，再利用它们物理性质（如溶解度）和化学性质的不同将两者分开，最后把拆分剂从中分离出去，便可得到单一对映体。 本实验拆分的反应式如下： H3CO CHCOOH CH3 (±)-萘普生 H3CO CHCOOH CH3 (+)-萘普生 (-)-葡辛胺 拆分 反应结束后得到的产物（S）-萘普生，需测定其对映选择性，即产物的对映体过剩（ee 值）。其测定方法有多种，本实验利用的是旋光仪的方法。 三、仪器和试剂 旋光仪；熔点仪；磁力搅拌器（带加热控温）；搅拌子；100 ml烧瓶；冷凝管；布氏漏斗；烘箱；小勺。 主要原料、试剂的规格和用量 名称规格用量外消旋萘普生 C.P. 2.5 g （—）-葡辛胺 C.P. 3.2 g 甲醇 C.P. 50 mL 氢氧化钠 A.R. 少量 盐酸少量
药物化学实验讲义 前言 药物化学实验是依据药物化学教学大纲的要求编写的，目的是通过实验加深理解药物化学的基本理论和基本知识，掌握合成药物的基本方法；掌握对药物进行结构修饰的基本方法，了解拼合原理在药物化学中的应用；进一步巩固有机化学实验的操作技术及有关理论知识，培养学生理论联系实际的作风，实事求是，严格认真的科学态度与良好的工作习惯。 本实验教材是在药化教研室教学经验的集体总结并结合其他兄弟院校的实验素材下编写而成的，限于水平，难免有误，我们要在使用过程中不断总结经验，进一步修正提高。
2005年10月 目录 实验室基本知识 (3) 实验一苯妥英钠的合成 (6) 实验二扑热息痛的合成 (9) 实验三The Preparation of Acetylsalicylic Acid (11) 实验四苯乐来的合成 (13) 实验五盐酸普鲁卡因的合成 (16) 实验六磺胺醋酰钠的合成 (20) 实验七美沙拉秦的合成 (22)
实验室基本知识 一、实验室安全 药物化学和有机化学一样是一门实践性很强的学科，因此，在进入实验室工作之前，希望参加实验者必须对实验课程的内容，要有充分的准备，而且要通晓实验室的一些基本规则，遵守实验室安全操作须知，才能避免可能发生的一些危险情况。 (一)眼睛安全防护 在实验室中，眼睛是最容易受到伤害的。飞溅出的腐蚀性化学药品和化学试剂，进入眼睛会引起灼伤和烧伤；在操作过程中，溅出的碎玻璃片或某些固体颗粒，也会使眼睛受到伤害。为了安全起见，在某些实验中，需戴防护目镜。 倘若有化学药品或酸、碱液溅入眼睛，应赶快用大量的水冲洗眼睛和脸部，并赶快到最近的医院进行治疗。若有固体颗粒或碎玻璃粒进入眼睛内，请切记不要揉眼睛，并赶快到最近的医院进行诊治。 (二)预防火灾 有机药物合成实验室中，由于经常使用挥发性的，易燃性的各种有机试剂或溶剂，最容易发生的危险就是火灾。因此在实验中应严格遵守实验室的各项规章制度，从而可以预防火灾的发生。 在实验室内禁止吸烟。实验室中使用明火时应考虑周围的环境，如周围有人使用易燃易爆溶剂时，应禁用明火。 一旦发生火灾，不要惊慌，须迅速切断电源、熄灭火源，并移开易燃物品，就近寻找灭火的器材，扑灭着火。如容器中少量溶剂起火，可用石棉网、湿抹布或玻璃盖住容器口，扑灭着火；其他着火，采用灭火器进行扑灭，并立即报告有关部门或打119火警电话报警。 在实验中，万一衣服着火了，切勿奔跑，否则火借风势会越烧越烈，可就近找到灭火喷淋器或自来水龙头，用水冲淋使火熄灭。 (三)割伤，烫伤和试剂灼伤处理 1.割伤 遇到割伤时，如无特定的要求，应用水充分清洗伤口，并取出伤口中碎玻璃或残留固体，用无菌的绷带或创口贴进行包扎、保护。大伤口应注意压紧伤口或主血管，进行止血，并急送医疗部门
药物化学实验教学讲义 制药与生命科学学院 药学教学研究室 2008年9月
药物化学实验内容计划 教学目的和对学生要求： 药物化学实验教学是药物化学课程的重要组成部分，是更好掌握药物合成的基本操作技能，提高学生分析和解决问题能力，使同学进一步理论联系实际，养成严密科学态度和良好工作作风必不可少的教学环节，为此，提出如下实验须如： 1．遵守实验室制度，维护实验室安全。不违章操作、严防爆炸、着火、中毒、触电、漏电等事故的发生。若发生事故应立即报告指导教师。 2．实验前作好预习，明确实验内容，了解实验的基本原理和方法，安排好当天计划，争取准时结束，实验过程应养成及时记录的习惯，凡是观察到的现象和结果以及有关的重量、体积、温度或其它数据，应立即如实记录。实验完毕后认真总结，写好报告，将精制所得产物包好，贴上标签（写下日期、样品名称、重量）交给老师。 3．实验室中保持安静，不许大声喧嚷，不许抽烟，不迟到不随便离开，实验台面保持清洁，使用过的仪器及时清洗干净后，存放实验柜内。废弃的固体和滤纸等丢人废物缸内，绝不能丢人水槽和窗外，以免堵塞和影响环境卫生。 4．公用仪器及药品用完后立即归还原处，破损仪器应填写破损报告单、注明原因。节约用水、用电、节约试剂，严格药品用量。 5．保持实验室内整洁，学生采取轮流值日，每次实验完毕，负责整理公用仪器。将实验台、地面打扫干净、倒清废物缸，检查水、电（是否关闭水龙头、拉下总电闸刀，拔下电插头）。关闭门窗。
实验一仪器设备的认识和使用 学时：2 一实验目的： 让即将做该实验的学生初步认识所要接触的仪器设备，并且学会其使用和维护的方法。 二操作： 1．认识每一个玻璃仪器，了解其用途 2．掌握实验室每个设备的使用
第一章总论 1. 天然药物化学概述：天然药物化学是药物化学的一个分支学科。它主要用现代科学理论和技术方法研究天然化学物资；具体内容包括主要类型的天然化学成分的结构类型、提取分离方法、结构测定等。 来源: 植物（为主）、动物、矿物天然药物中的活性成分是其药效的物资基础。 2. 提取分离的方法 1）提取前文献查阅综述和药材生药鉴定 2）提取方法 （一）溶剂提取法原理：“相似者相溶”，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。 常见溶剂的极性强弱顺序：石油醚（低沸点—高沸点）＜环己烷＜二硫化碳＜四氯化碳＜三氯乙烯＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜乙腈＜水＜吡啶＜乙酸分类：①浸渍法②渗漉法：不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口流出浸出液的方法。缺点：消耗溶剂量大，费时长，操作麻烦。 ③煎煮法④回流提取法⑤连续回流提取法：可弥补回流提取法中溶剂消耗量大，操作台繁琐的不足，实验室常用索氏提取器（沙氏）来完成本法操作。缺点：时间长，受热易分解的成分不宜使用此法。⑥超临界流体萃取技术⑦超声波提取技术 （二）水蒸气蒸馏法 ①适用范围：具有挥发性、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、且难容或不溶于水是我成分的提取。 ②原理：给予两种互不相溶的液体共存时，各组分的蒸汽压和它们在纯粹状态时的蒸汽压相等，而另一种液体的存在并不影响它们的蒸汽压，混合体系的总蒸汽压等于两纯组分蒸汽压之和，由于体系中的蒸汽压比任何一组分的蒸汽压都高，所以混合物的沸点比任一组分的沸点为低。 （三）升华法原理：遇热挥发使用范围：游离蒽醌 （四）压榨法原理：机械挤压适用范围：新鲜药材，种子植物油 3）分离纯化法 ①根据物质溶解度的不同进行分离 a. 温度不同,溶解度不同 b. 改变溶液的极性去杂 c. 酸碱法 d. 沉淀法 ②根据物质分配比不同极性分离 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 a. 液-液萃取法 b.反流分布法 c.液滴逆流层析法 d.高速逆流层析法 e.GC法 f.LC法：LC分配层析载体主要有---硅胶,硅藻土，纤维素等；有正反相之分；压力有低、中、高之分; 载量有 分析、制备之分。 ③根据物质吸附性不同极性分离 a. ※极性吸附剂（如SiO2，Al2O3...）极性强，吸附力大 ※非极性吸附剂（如活性炭－对非极性化合物的吸附力强（洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大）。 b. 化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小而定；
天然药物化学实验讲义目录 一、芦荟粗多糖的提取及鉴定 二、大黄中蒽醌苷元的提取、分离与鉴别 三、槐米中芦丁、槲皮素的提取、分离与鉴别 四、八角茴香挥发油的提取及鉴别 五、黄柏中生物碱的提取、分离和鉴别 六、茶叶中咖啡因的提取 前言 《天然药物化学实验》是一门实践性很强的课程，理论教学与实验教学是一个不可分割的完整体系。通过实验课的学习使学生能印证并加深理解课堂讲授的理论知识，掌握由天然药物中提取、分离、精制有效成分，并对其进行鉴别的基本方法和技能，提高学生独立动手、观察分析、解决问题的能力，培养学生严谨的科学态度和良好的科研作风。
实验一芦荟粗多糖的提取及鉴定 一、实验目的 1、水提醇沉法提取多糖的原理和方法 2、掌握高速冷冻离心机、旋转蒸发器等仪器的用法 3、了解芦荟多糖在医药中的应用 二、实验原理 芦荟的多糖类可增强人体对疾病的抵抗力，治愈皮肤炎、慢性肾炎、膀胱炎、支气管炎等慢性病症，抑制、破坏异常细胞的生长的作用，从而达到抗癌目的。植物体内的可溶性糖主要是指能溶于水及乙醇的单糖和寡聚糖，所以本实验采用水提醇沉法提取芦荟中的粗多糖。 三、试剂、材料及仪器 1、试剂：盐酸、无水乙醇、丙酮、乙醚、葡萄糖对照品、苯酚、浓硫酸 2、材料和仪器：芦荟叶、烧杯、移液管、量筒、容量瓶、玻璃棒、旋转蒸发仪、电子天平、真空泵、电热恒温水浴锅、紫外-可见分光光度计、高速离心机、真空冷冻干燥机。 四、实验方法与步骤 1、取芦荟鲜叶50g，洗净，去掉叶尖和叶底，在蒸馏水水中浸泡0.5h,已除去由表面滲出的黄色液体。然后切去表皮，将内层凝胶（匀浆后）置于烧杯中，加入三倍蒸馏水，置于55℃恒温水浴锅中加热浸提4h。 2、浸提液离心分离（2500r/min，5min）并过滤（直接6层纱布过滤），将所得液汁减压浓缩（至30ml），用6mol/L的盐酸调pH值3.2左右，向经过调酸处理的芦荟凝胶浓缩汁中缓慢加入6倍量的95％乙醇，边加边搅拌大约需要15～30min，室温下静置2h，离心分离(2500r/min，7min)得多糖沉淀。依次用乙醇、丙酮和乙醚洗涤，然后真空干燥（通风橱干燥），最终得到的沉淀即为芦荟多糖粗品。 3、芦荟多糖的鉴定 对芦荟多糖的鉴定利用改进的苯酚一硫酸法。苯嘞一硫酸试剂能与芦荟多糖中的己糖起显色反应，在一定波长下其吸光度的变化与多糖含量呈线性关系。采用苯酚一硫酸显色法鉴定芦荟多糖，芦荟中的多糖在硫酸的作用下，先水解成单糖，并迅速脱水生成糠醛衍生物，然后和苯酚缩合成有色化合物共轭酚在490nm处有最大波长，由此可以鉴定出芦荟中的多糖(图1)。
药物化学实验Experimental Medicinal Chemistry 2013年03月
常用实验仪器与装置 一、常用标准接口玻璃仪器 1．标准接口玻璃仪器 标准接口玻璃仪器是具有标准磨口或磨塞的玻璃仪器。由于口塞尺寸的标准化、系统化，磨砂密合，凡属于同类规格的接口，均可任意互换，各部件能组装成各种配套仪器。当不同类型规格的部件无法直接组装时，可使用变径接头使之连接起来。使用标准接口玻璃仪器既可免去配塞子的麻烦手续，又能避免反应或产物被塞子沾污的危险；口塞磨砂性能良好，密合性可达较高真空度，对蒸馏尤其是减压蒸馏有利，对于毒物或挥发性液体的实验较为安全。 标准接口玻璃仪器，均按国际通用的技术标准制造。当某个部件损坏时，可以选配。 标准接口仪器的每个部件在其口、塞的上或下显著部位均具有烤印的白色标志，表明规格。常用的有10，12，14，16，19，24，29，34，40等。 下面是标准接口玻璃仪器的编号与大端直径： 编号1012 14 16 19 24 29 34 40 大端直径/mm10 12.5 14.5 16 18.5 24 29.2 34.5 40 有的标准接口玻璃仪器有两个数字，如10/30，10 表示磨口大端的直径为10mm，30 表示磨口的高度为30mm。 2．标准接口玻璃仪器简介 图2-1 为药物化学实验常用的标准接口玻璃仪器。 圆底烧瓶二颈烧瓶三颈烧瓶梨形烧瓶
蒸馏头克氏蒸馏头蒸馏弯头二口接管 具支弯接管弯接管真空弯接管三叉弯接管 温度计套管搅拌器套管弯形干燥管变径接头 空气冷凝管直形冷凝管球形冷凝管恒压（滴液）漏斗图2-1 药物化学实验常用的标准接口玻璃仪器
药物化学实验讲义 适用专业：13药学本科 学时安排：48
实验内容 实验一药物氧化变质实验 实验二盐酸普鲁卡因的水解变质实验实验三几种有机药物的定性鉴别 实验四阿司匹林的合成 实验五磺胺醋酰钠的合成 实验六烟酸的合成 实验七对乙酰氨基酚的合成 实验八苯佐卡因的合成
实验一药物氧化变质实验 一、实验目的： 1．理解药物结构与氧化反应的关系及原理。 2．掌握影响药物氧化变质反应的外界因素。防止药物氧化及水解变质反应的常用方法。 二、实验原理： 1、有机药物具有还原性，药物或其水溶液露置日光、受热、遇空气中的氧能被氧化而变质，其氧化速率、药物颜色随放置时间延长而加快、加深。氧化剂、微量重金属离子的存在可加速、催化氧化反应的进行。加入少量抗氧剂、金属络合剂，可消除氧化反应的发生或减慢反应速率。 三、实验器材： 试药：维生素C、水杨酸钠、盐酸氯丙嗪、3%过氧化氢溶液、2%亚硫酸钠溶液、硫酸铜试液、0.05mol/L EDTA溶液、10%氢氧化钠试液等。 仪器：电子天平（感量为1/100）、试管、小锥型瓶（100ml）、水浴锅等。 四、实验内容与方法： 1、样品溶液的配制：取对氨基水杨酸钠0.5g、维生素C0.25g、盐酸氯丙嗪50mg，分别置于小锥形瓶中，各加蒸馏水30ml，振摇使溶解；分别用移液管将上述三种药品各均分成五等份，放于具塞试管中，试管加塞编号。 2、将上述三种药品的1 号管，同时拔去塞子，暴露在空气中，同时放入日光的直接照射下，观察其颜色变化。 3、将上述三种药品的2号管，分别加进3%过氧化氢溶液10滴，同时放入沸水浴中加热，观察并记录5、20、60min的颜色变化。 4、将上述三种药品的3号管，分别加进2%亚硫酸钠溶液2ml，再加进3%过氧化氢溶液10滴，同时放入沸水浴中加热，观察并记录 5、20、60min的颜色变化。 5、将上述三种药品的4号管，分别加进硫酸铜溶液2滴，观察颜色变化，并记录。
药物化学实验 必做实验： 1.苯妥英锌； 2.磺胺醋酰钠； 3.苯佐卡因； 4. 扑热息痛的合成 河北联合大学药学院药物化学学科 2012年3月
实验一苯妥英锌（Phenytoin-Zn）的合成 一、目的要求 1. 学习二苯羟乙酸重排反应机理。 2. 掌握用三氯化铁氧化的实验方法。 二、实验原理 苯妥英锌可作为抗癫痫药，用于治疗癫痫大发作，也可用于三叉神经痛。苯妥英锌化学名为5,5-二苯基乙内酰脲锌，化学结构式为： H N N O O Zn 2 苯妥英锌为白色粉末，mp.222~227℃（分解），微溶于水，不溶于乙醇、氯仿、乙醚。合成路线如下： C CH O [O]C C O O C C O O +C O NH2 NH2 NaOH H N ONa O HCl H N OH O ZnSO4 H N O O Zn 2 NH3H2O . 三、实验方法 （一）联苯甲酰的制备 投入3.0g安息香，9ml冰醋酸，10%浓度CuSO4·5H2O水溶液20滴，1.5g硝酸铵*，沸石一粒，加入到100ml单口球形瓶中，装好回流冷凝管，回流反应60min。将反应液倾入盛有50 mL水的烧杯中，用少量水洗涤球形瓶合并至烧杯，搅碎产物，抽滤，结晶用少量水洗，干燥，得粗品2.1—2.4g，收率70—80%。如果要制备纯品，可以将粗品可以用75%乙醇重结晶，产品mp94-96℃。 *该方法是改进的氧化安息香为二苯基乙二酮的方法，使用二价铜离子为催化剂，硝酸盐为氧化剂。请思考原理。
（二）苯妥英的制备 在装有球形冷凝器的100 mL圆底烧瓶中，依次加入联苯甲酰2 g，尿素0.7 g，20% 氢氧化钠6 mL，50% 乙醇10 mL及沸石一粒，直火加热，回流反应30 min，然后加入沸水60 mL，活性碳0.3 g，煮沸脱色10 min，放冷过滤。滤液用10 % 盐酸调pH 6，析出结晶，抽滤。结晶用少量水洗，干燥，得粗品，计算收率。 （三）苯妥英锌的制备 将苯妥英0.5 g置于50 mL烧杯中，加入氨水（15 mL NH3.H2O + 10mL H2O），尽量使苯妥英溶解，如有不溶物抽滤除去。另取0.3 g ZnSO4.7H2O加3 mL水溶解，然后加到苯妥英铵水溶液中，析出白色沉淀，抽滤，结晶用少量水洗，干燥，得苯妥英锌，称重，测分解点，计算收率。 注释： 1. 制备联苯甲酰时，直火加热至中沸，通过测其熔点控制质量。 2. 苯妥英锌的分解点较高，测时应注意观察。 实验二磺胺醋酰钠（Sulfacetamide Sodium）的合成 一、目的要求 1. 通过磺胺醋酰钠的合成，了解用控制pH、温度等反应条件纯化产品的方法。 2. 加深对磺胺类药物一般理化性质的认识。 二、实验原理 磺胺醋酰钠用于治疗结膜炎、沙眼及其它眼部感染。磺胺醋酰钠化学名为N-[（4-氨基苯基）-磺酰基]-乙酰胺钠-水合物，化学结构式为： NH2 2NCOCH3 H2O . 磺胺醋酰钠为白色结晶性粉末；无臭味，微苦。易溶于水，微溶于乙醇、丙酮。合成路线如下：
天然药物化学总结归纳 第一节总论 一、绪论 1.天然药物化学研究内容:结构特点、理化性质、提取分离方法及结构鉴定 ⑴有效部位：具有生理活性的多种成分的组合物。 ⑵有效成分：具有生理活性、能够防病治病的单体物质。 2.天然药物来源：植物、动物、矿物和微生物，并以植物为主。 3.天然药物化学在药学事业中的地位： ⑴提供化学药物的先导化合物； ⑵探讨中药治病的物质基础； ⑶为中药炮制的现代科学研究奠定基础； ⑷为中药、中药制剂的质量控制提供依据； ⑸开辟药源、创制新药。 二、中草药有效成分的提取方法 1.溶剂提取法：据天然产物中各成分的溶解性能，选用对需要的成分溶解度大而对其他成分溶解度小的溶剂, ⑴常用的提取溶剂： 各种极性由小到大的顺序如下： 石油醚﹤苯﹤氯仿﹤乙醚﹤二氯甲烷﹤乙酸乙酯﹤正丁醇﹤丙酮﹤乙醇﹤甲醇﹤水 亲脂性有机溶剂亲水性有机溶剂 ⑵各类溶剂所能溶解的成分： 1）水：氨基酸、蛋白质、糖类、生物碱盐、有机酸盐、无机盐等 2）甲醇、乙醇、丙酮：苷类、生物碱、鞣质等极性化合物 3）氯仿、乙酸乙酯：游离生物碱、有机酸、蒽醌、黄酮、香豆素的苷元等中等极性化合物 石油醚：脱脂，溶解油脂、蜡、叶绿素等小极性成分；正丁醇：苷类化合物。 ⑶溶剂提取的操作方法： 1）浸渍法：遇热不稳定有效成分，出膏率低，（水为溶剂需加入适当的防腐剂） 2）渗漉法： 3）煎煮法：不宜提取挥发性成分或热敏性成分。（水为溶剂） 4）回流提取法：不适合热敏成分；（乙醇、氯仿为溶剂） 5）连续回流提取法：不适合热敏性成分。 6）超临界流体萃取技术：适于热敏性成分的提取。超临界流体：二氧化碳；夹带剂：乙醇； 7）超声波提取技术：适用于各种溶剂的提取，也适用于遇热不稳定成分的提取 2.水蒸气蒸馏法：挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分。（挥发油的提取。） 3.升华法：具有升华性的成分（茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑） 三、中草药有效成分的分离与精制 1.溶剂萃取法: ⑴正丁醇-水萃取法使皂苷转移至正丁醇层（人参皂苷溶在正丁醇层，水溶性杂质在水层）。 ⑵乙酸乙酯-水萃取法使黄酮苷元转移至乙酸乙酯层 2.沉淀法: ⑴溶剂沉淀法： 1）水／醇法：多糖、蛋白质等水溶性大分子被沉淀； 2）醇／水法：除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质。 ⑵酸碱沉淀法： 1）碱提取酸沉淀法:黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分。 2）酸提取碱沉淀法:生物碱。 ⑶盐析法：三颗针中提取小檗碱就是加入氯化钠促使其生成盐酸小檗碱而析出沉淀的。
实验一 磺胺嘧啶锌(Sulfadiazine-Zn) 与磺胺嘧啶银（Sulfadiazine-Ag ）的合成 一、目的要求： 了解拼合原理在药物结构修饰中的应用。 二、实验原理 磺胺嘧啶银为应用烧伤创面的磺胺药，对绿脓杆菌有强的抑制作用，其特点是保持了磺胺嘧啶与硝酸银二者的抗菌作用。除用于治疗烧伤创面感染和控制感染外，还可使创面干燥，结痂，促进愈合。但磺胺嘧啶银成本较高，且易氧化变质，故制成磺胺嘧啶锌，以代替磺胺嘧啶银。其化学名分别为2-（对氨基苯磺酰胺基）嘧啶银（SD-Ag ）、2-（对氨基苯磺酰胺基）嘧啶锌（SD-Zn ），化学结构式分别为： NH 2 SO 2N N N NH 2 SO 2N N N NH 2SO 2N Zn N N 磺胺嘧啶银为白色或类白色结晶性粉末，遇光或遇热易变质。 在水、乙醇、氯仿或乙醚中均不溶。磺胺嘧啶锌为白色或类白色粉末，在水、乙醇、氯仿、或乙醚中均不溶。 合成路线如下： NH 3.H 2O H 2O ++SO 2N N N NH 2 SO 2N N N NH 4 NH 2 SO 2N N N NH 4 NH 2 NH 2SO 2N N N NH 2 SO 2N N N NH 2SO 2N Zn N N
三、实验方法 （一）磺胺嘧啶银的制备 取磺胺嘧啶5 g，置50 mL烧杯中，加入10% 氨水20 mL溶解。再称取AgNO33.4 g置50 mL烧杯中，加10 mL氨水溶解，搅拌下，将AgNO3-氨水溶液倾入磺胺嘧啶-氨水溶液中，片刻析出白色沉淀，抽滤，用蒸馏水洗至无Ag+反应，得本品。干燥，计算收率。 （二）磺胺嘧啶锌的制备 取磺胺嘧啶5 g，置100 mL烧杯中，加入稀氨水（4 mL浓氨水加入25 mL水），如有不溶的磺胺嘧啶，再补加少量浓氨水（约1 mL左右）使磺胺嘧啶全溶。另称取硫酸锌3 g，溶于25 mL水中，在搅拌下倾入上述磺胺嘧啶氨水溶液中，搅拌片刻析出沉淀，继续搅拌5 min ，过滤，用蒸馏水洗至无硫酸根离子反应（用0.1 M氯化钡溶液检查），干燥，称重，计算收率。 （三）结构确证 1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。 2. 核磁共振光谱法。 注释： 合成磺胺嘧啶银时，所有仪器均需用蒸馏水洗净。 思考题： 1. SD-Ag及SD-Zn的合成为什么都要先作成铵盐？ 2. 比较SD-Ag及SD-Zn的合成及临床应用方面的优缺点。
《天然药物化学实验讲义》 实验须知 天然药物化学实验教学是天然药物化学课程的重要组成部分，是使学生进一步理论联系实际，掌握天然药物有效成分提取、分离和检定的基本操作技能，提高学生分析和解决问题能力。养成严密科学态度和良好工作作风必不可少的教学环节。为此，提出下列实验须知： 1．遵守实验室制度，维护实验室安全，不违章操作，严防爆炸、着火、中毒、触电、漏水等事故的发生。若发生事故应立即报告指导教师。 2．实验前作好预习，明确实验内容，了解实验的基本原理和方法，安排好当天计划，争取准时结束。实验过程应养成及时记录的习惯。凡是观察到的现象和结果及有关的重量、体积、温度或其他数据，应立即如实记录，实验完毕后，认真总结，写好报告，提取纯化所得单体产物包好，贴上标签（日期、样品名称、纯度、mp、bp、TLC、重量）交给老师。 3．实验室中保持安静，不许大声喧嚷，不许抽烟、不迟到、不随便离开，实验台面应保持清洁，使用过的仪器及时清洗干净，存放在实验柜内，废弃的固体和滤纸等丢入废物缸内，绝不能丢入水槽、下水道和窗外，以免堵塞和影响环境卫生。 4．公用仪器及药品用完后立即返还原处，破损仪器应填写破损报告单，注明原因。节约用水、用电、药用试剂。严格药品用量。 5．保持实验室内整洁，学生采取轮流值日，每次实验完毕，负责整理公用仪器，将实验台、地面打扫干净，倒清废物缸，检查水、电和门窗是否关闭。
实验一薄层板的制备、活度测定及应用 一、目的要求 1．掌握硅胶薄层板的制备及薄层层析的操作方法 2．掌握硅胶薄层活度的测定方法 3．应用薄层层析法检测识中草药化学成分 二、实验材料 薄层层析用硅胶G，硅胶F，羧甲基纤维素钠，0.01%二甲基黄（Dimethy-yellow. P-Dimethylaminoazobenzene），苏丹红（Sudan Ⅲ），靛酚蓝（Indophenol blue 4-Tapnthoquinone-4-dimethyl aminoaniline），苯，微量点样管，10×20cm玻璃板20块，碾钵7套。 三、实验操作 （一）薄层板的制备 1．硅胶薄层的制备 （1）硅胶G薄层取硅胶G或硅胶GF一份，置烧杯中加水约5份混合均匀，
第一章 总论（6学时） 溶剂提取法 提取水蒸气蒸馏法（适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、且难溶或不溶于水的成分） 升华法 溶剂法 离子交换树脂法 沉淀法 结晶法 色谱法 超临界流体萃取 超滤法、透析法、分馏法 天然药物化学成分按其生物合成途径划分： 2.溶剂提取法与水蒸气蒸馏法的原理、操作及其特点 溶剂提取法 ·根据被提取成分的性质和溶剂性质 浸渍法
渗漉法 煎煮法 提取方法回流提取法 连续回流提取法 超临界流体萃取法 超声波提取法 微波提取法 ·溶剂极性由弱到强的顺序如下： 石油醚(低沸点→高沸点) < 二硫化碳 < 四氯化碳 < 苯 < 二氯甲烷 < 乙醚 < 氯仿< 醋酸乙酯 < 正丁醇 < 丙酮 < 乙醇 < 甲醇 < 水 < 乙酸 ·选择溶剂的要点：能有效的提取成分；相似相溶，沸点适中易回收；低毒安全。 ·水蒸气蒸馏法的原理：这类成分有挥发性，在100℃时有一定蒸汽压，当水沸腾时，该类成分一并随水蒸汽带出，再用有机溶剂萃取，既可分离出。 3. 层析方法（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、离子交换树脂、大孔树脂法及分配层析）和两相溶剂萃取法的原理及方法。
·系统分离法（先极性小的溶剂）：石油醚→Et2O→EtOAc→EtOH→水。 ·正相正相分配柱色谱：固定相的极性＞流动相，极性小的先流出，适合极性大的物质。 基本结构单位： C2单位(醋酸单位)：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物; C5单位(异戊烯单位)：如萜类、甾类等; C6单位：如香豆素、木脂素等苯丙素类化合物; 氨基酸单位：如生物碱类化合物;
复合单位：由上述单位复合构 途径 生成物 醋酸-丙二酸途径 （AA-MA） 脂肪酸类、酚类、蒽酮类等 甲戊二羟酸途径 （ MVA ） 萜类等 桂皮酸及莽草酸途径苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体、 黄酮类等 氨基酸途径生物碱类 复合途径 第二章糖和苷（6学时） 掌握：1.掌握苷键的定义和苷的结构特征、苷的分类 苷类又称配糖体(glycosides)，是由糖或糖的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子联接而成的化合物。
第一章总论 一、选择题(选择一个确切的答案) 1、高效液相色谱分离效果好的一个主要原因是(B ): A、压力高 B、吸附剂的颗粒小 C、流速快 D、有自动记录 2、下列溶剂中亲水性最小的是(C): A、Me2CO B、Et2O C、CHCl3 D、n-BuOH 3、纸上分配色谱, 固定相是( B ) A、纤维素 B、滤纸所含的水 C、展开剂中极性较大的溶剂 D、醇羟基 4、利用较少溶剂提取有效成分,提取的较为完全的方法是( A ) A、连续回流法 B、加热回流法 C、透析法 D、浸渍法 5、某化合物用氯仿在缓冲纸色谱上展开, 其R f值随pH增大而减小这说明它可能是( A ) A、酸性化合物 B、碱性化合物 C、中性化合物 D、酸碱两性化合物 6、离子交换色谱法, 适用于下列( B )类化合物的分离 A、萜类 B、生物碱 C、淀粉 D、甾体类 7、碱性氧化铝色谱通常用于( B )的分离, 硅胶色谱一般不适合于分离( A ) A、香豆素类化合物 B、生物碱类化合物 C、酸性化合物 D、酯类化合物 8、下列溶剂中极性最强的是（D）A? A、Me2CO B、Et2O C、CHCl3 D、n-BuOH 9、由高分辨质谱测得某化合物的分子式为C38H44O6N2，其不饱和度为（C） A. 16 B. 17 C. 18 D. 19 10、从药材中依次提取不同的极性成分，应采取的溶剂极性顺序是（B） A、水－EtOH－EtOAc－Et2O－石油醚 B、石油醚－Et2O－EtOAc－EtOH－水 C、石油醚－水－EtOH－Et2O－EtOAc 二、用适当的物理化学方法区别下列化合物 1. 用聚酰胺柱色谱分离下述化合物, 以不同浓度的甲醇进行洗脱, 其出柱先后顺序为( C)→( A)→( D)→( B ) O O OH OH HO O O OH OH HO OH OH O O O O O glu O Rha O O OH OH O O CH3 A B C D
天然药物化学实验指导 何祥久，刘一品编写 武汉大学药学院 2009年6月
《天然药物化学》实验规则 1. 实验前必须预习实验内容，了解实验原理和操作规程。随时记录实验项目及其现象，以撰写正式实验报告。 2. 实验前应清点并检查仪器是否完整，装置是否正确，合格后方可进行实验。实验时不准做与实验无关的事情，严禁吸烟，不得擅自离开实验室，并应随时注意反应情况，仪器是否漏气、破裂等。 3. 药品仪器都须节约爱护使用；公用物品，用后立即放归原处，以便他人使用。不可调错瓶塞，以免污染。器皿用后要洗刷干净。 4. 操作易燃性有机溶剂，回流、蒸馏、减压蒸馏时，不能明火直接加热，要放沸石或一端封死的毛细管。若在加热时发现未放沸石则应冷却后再加，防止爆沸冲出。减压系统应装有安全瓶。加液时应停火或远离火源，勿漏气开口，冷凝水要通畅。启封易挥发溶剂瓶盖时，脸面要避开瓶口慢慢开口，以防气体冲脸上，危机尊容。 5. 有毒、腐蚀性药品应妥善保管，操作后要立即洗手。勿沾及五官、创口及身体暴露部位，以免中毒、损伤皮肤。 6. 实验中，应在通风橱中使用毒气或腐蚀性气体，必要时，可戴防护用具进行工作。 7. 若将玻璃管插入塞中时，可在塞孔中涂些水或甘油等润滑剂，用布包住玻璃管使其旋转而入，防止折断割伤。 8. 实验台上勿放置与实验无关物品，随时保持水槽、仪器、桌面、地面整洁。 9. 实验结束时，应将门、窗、水、电、煤气关好，室内打扫干净，并清点仪器后方可离开实验室。 10．实验室常见的事故如下，应予以特别注意： (1) 蒸馏或回流时，发现未放沸石，未等溶液冷却就补加沸石，结果溶液冲出瓶外， 容易引起火灾。 (2) 蒸馏易燃物时，未通冷却水，大量蒸气逸出易引起火灾。 (3) 蒸馏易燃物时塞子漏气引起火灾。 (4) 用三角烧瓶做减压装置的受器，结果炸裂。 (5) 减压操作结束后，放气太快，使压力计冲破。 (6) 使用真空干燥器时，未关闭真空泵就直接开干燥器的放气阀，结果使泵内的机油 被吸到干燥器中，使样品被污染等。
天然药物化学复习重点 第一章总论 天然药物中化学成分的分类 1. 有效成分：天然药物中具有一定的生物活性、能起到防治疾病作用的单体化合物。 2. 有效部位:为具有一定生物活性的多种单体化合物的混合物。如人参总皂苷、银杏总黄酮、灵芝多糖等。 一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动来说不可缺少的物质。 二次代谢产物：生物碱、萜、香豆素、黄酮、醌类等对维持植物生命活动不起重要作用,且并非在 所有植物中都能产生。由一次代谢产物产生，常为有效成分。 一、提取法： 1。溶剂提取法（ｓolvent ｅxtractiｏn) 原理：相似相溶 理想溶剂（idｅal sｏlvｅnts ）: （１)对有效成分溶解度大；（2)对无效成分溶解度小; （３）与有效成分不起化学反应;（4）安全，成本低，易得。 二分离方法 1. 根据溶解度差别进行分离 1．1 结晶法（纯化时常用） 条件：合适的溶剂;浓度；温度 1。2 沉淀法: a 溶剂沉淀法：改变极性，如水提醇沉法 ｂ酸碱沉淀法：改变ｐH,处理酸、碱、两性成分; c 沉淀试剂:如铅盐沉淀法，酸性、酚性成分加中性PｂAc2,形成沉淀。 2。2 酸碱性成分的分离—pH—梯度萃取法 按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质，改变pH值使酸碱成分呈不同状态。 3。２硅胶、氧化铝： ①被分离物质吸附力与结构的关系 被分离物质极性大,吸附力强,Rｆ值小，洗脱难， 后被洗脱下来. 官能团极性大小排列顺序： —CＯOH > Aｒ－ＯH 〉 R-ＯＨ〉 R－NH2， RNHR ’, RNR ’Ｒ＂ > R-CO—N Ｒ＇Ｒ＂> RCHO 〉 RCOR ' 〉 RCOOR ’ > RＯR ' >RH ②溶剂（洗脱剂）的极性与洗脱力的关系 洗脱剂极性越大, 洗脱力越强． 3．3 聚酰胺 ①吸附力与结构的关系 a．形成氢键的基团数目越多，吸附力越强； b.形成分子内氢键者, 吸附力减少; c。芳香化程度越高或共轭键越多,吸附力越强； ｄ．芳香苷苷元＞苷，单糖苷>双糖苷>叁糖苷