【正文】 《 中藥化學執(zhí)業(yè)藥師考前輔導 》 主 編 宋少江 副主編 徐綏緒 編者 張梅 董淑華 第一章 總論 【 學習要點 】 ：溶劑提取法 （ 包括浸漬法 、 滲漉法 、 煎煮法 、 回流提取法 、 連續(xù)回流提取法等 ） 、水蒸氣蒸餾法 、 升華法等 。 ：結(jié)晶法 、 兩相溶劑萃取法 、 各種柱色譜法 （ 包括硅膠 、 氧化鋁 、 聚酰胺譜 、 凝膠柱色譜和大孔樹脂吸附色譜等 ） 。 、 膜過濾法和分餾法在中藥化學成分分離中的應用 。 。 UV 、 IR、 MS、 NMR等波譜方法的含義 、 原理及應用 。 【 重點與難點提示 】 一 、 有效成分常用提取方法及特點 1． 溶劑法 （ 1） 浸漬法 適用于成分遇熱不穩(wěn)定的或含大量淀粉 、 樹膠 、果膠 、 粘液質(zhì)中藥 。 （ 2） 滲漉法 消耗溶劑量大 、 費時長 、 操作比較麻煩 。 （ 3） 回流提取法 是用易揮發(fā)的有機溶劑加熱提取中藥成分的方法 ， 對熱不穩(wěn)定的成分不宜用此法 ， 且溶劑消耗量大 ， 操作繁雜 。 （ 4） 連續(xù)回流提取法 彌補了回流提取法中溶劑消耗量大 ， 操作繁雜的不足 ， 實驗室常用索氏提取器來完成本法操作 。 但此法時間較長 。 2． 水蒸氣蒸餾法：適用于具有揮發(fā)性的 ， 能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞 ， 且難溶或不溶于水的成分的提取 。 3． 升華法：適用于中藥中一些具有升華性質(zhì)的成分 ， 如樟木中的樟腦 ， 茶葉中的咖啡因等 。 二 、 中藥有效成分的分離與精制 1． 根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離 （ 1） 結(jié)晶法 將不是結(jié)晶狀態(tài)的固體物質(zhì)處理成結(jié)晶狀態(tài)的操作叫結(jié)晶；從不純的結(jié) 晶經(jīng)過進一步精制處理得到較純的結(jié)晶的過程稱為重結(jié)晶 。 （ 2） 在溶液中加入另一種溶劑以改變混合溶劑的極性 ， 使一部分物質(zhì)沉淀析出 ， 從而實現(xiàn)分離 。 如在藥材濃縮水提取液中加入數(shù)倍量高濃度乙醇 ， 以沉淀除去多糖 、 蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì) （ 水 /醇法 ） ；或在濃縮乙醇提取液中加入數(shù)倍量水稀釋 ，放置以沉淀除去樹脂 、 葉綠素等水不溶性雜質(zhì) （ 醇 /水法 ） 等 。 （ 3） 對酸性 、 堿性或兩性有機化合物來說 ， ?？赏ㄟ^加入酸或堿以調(diào)節(jié)溶液的 pH值 ， 改變分子的存在狀態(tài) （ 游離型或離解型 ） ， 從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離 。 例如 ， 一些生物堿類在用酸性水從藥材中提出后 ， 加堿調(diào)至堿性即可從水中沉淀析出 （ 酸 /堿法 ） 。 （ 4） 酸性或堿性化合物還可通過加入某種沉淀試劑使之生成水不溶性的鹽類等沉淀析出 。 例如酸性化合物可作成鈣鹽 、鋇鹽 、 鉛鹽等；堿性化合物如生物堿等 ， 則可作成苦味酸鹽 、苦酮酸鹽等有機酸鹽或磷鉬酸鹽 、 磷鎢酸鹽 、 雷氏鹽等無機酸鹽 。 得到的有機酸金屬鹽類 （ 如鉛鹽 ） 沉淀懸浮于水或含水乙醇中 ， 通入硫化氫氣體進行復分解反應 ， 使金屬硫化物沉淀后 ， 即可回收得到純化的游離的有機酸類化合物 。 2． 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離 （ 1） 液 液萃取法 ① 液 液萃取與分配系數(shù) K值 將兩種相互不能任意混溶的溶劑（ 例如氯仿與水 ） 置分液漏斗中充分振搖 ， 放置后即可分成兩相 。 此時如果其中含有溶質(zhì) ， 則溶質(zhì)在兩相溶劑中的分配比（ K） 在一定的溫度及壓力下為一常數(shù) ， 可以用下式表示： K＝ CU / C L K：表示分配系數(shù)； CU：表示溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度； CL：表示溶質(zhì)在下相溶劑中的濃度 。 ② 分離難易與分離因子 β分離因子 β值用來表示分離的難易 。 分離因子 β定義為A、 B兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值 。 即： β= KA / KB （ 注： KA＞ KB） 一般 ， β≥100， 僅作一次簡單萃取就可實現(xiàn)基本分離；但 100＞ β≥10， 則須萃取 10～ 12次； β≤2時 ， 要想實現(xiàn)基本分離 ， 須作 100次以上萃取才能完成； β≌ 1時 ， 則 KA ≌ KB， 意味著兩者性質(zhì)極其相近 ， 即使作任意次分配也無法實現(xiàn)分離 。 ③ 分配比與 pH 對酸性 、 堿性及兩性有機化合物來說 ， 分配比還受溶劑系統(tǒng)pH的影響 。 因為 pH變化可以改變它們的存在狀態(tài) （ 游離型或離解型 ） ， 從而影響在溶 劑系統(tǒng)中的分配比 。 以酸性物質(zhì) （ HA） 為例 ， 若使該酸性物質(zhì)完全離解則 pH ≌ pKa + 2； 使該酸性物質(zhì)完全游離 ， 則 pH ≌ pKa 2 一般 pH3時 ， 酸性物質(zhì)多呈非離解狀態(tài) （ HA） 、 堿性物質(zhì)則呈離解狀態(tài)（ BH＋ ） 存在；但 pH12,則酸性物質(zhì)呈離解狀態(tài) （ A） 、 堿性物質(zhì)則呈非離解狀態(tài) （ B） 存在 。 （ 2） 液 液分配色譜 將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上 ， 作為固定相 ， 填充在色譜管中 ， 然后加入與固定相不相混溶的另一相溶劑 （ 流動相 ） 沖洗色譜柱 。 物質(zhì)在兩相溶劑中相對作逆流移動 ， 在移動過程中不斷進行動態(tài)分配而得以分離的方法 。 正相色譜與反相色譜 液 液分配柱色譜用的載體主要有硅膠 、 硅藻土及纖維素粉等 。 通常 ， 分離水溶性或極性較大的成分固定相多采用強極性溶劑 ， 流動相則用弱極性有機溶劑 ，稱之為正相色譜；但當分離脂溶性化合物時 ， 則兩相可以顛倒 ，固定相可用石蠟油 ， 而流動相則用水或甲醇等強極性溶劑 ， 故稱之為反相分配色譜 。 常用反相硅膠薄層色譜及柱色譜的填料系將普通硅膠經(jīng)下列方式進行化學修飾 ， 鍵合上長度不同的烴基 （ R） 形成親脂性表面而成 。 根據(jù)烴基 （ R） 長度分別命名為 RP RP8及 RP18。 3． 根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離 以固 液吸附用得最多 ，并有物理吸附 、 化學吸附及半化學吸附之分 。 （ 1） 物理吸附基本規(guī)律 ——相似者易于吸附 固液吸附時 ， 吸附劑 、 溶質(zhì) 、 溶劑三者統(tǒng)稱為吸附過程中的三要素 。 物理吸附過程一般無選擇性 ， 但吸附強弱及先后順序都大體遵循 “ 相似者易于吸附 ” 的經(jīng)驗規(guī)律 。 硅膠 、 氧化鋁因均為極性吸附劑 ， 故有以下特點： ① 對極性物質(zhì)具有較強的親和能力 ， 極性強的溶質(zhì)將被優(yōu)先吸附 。 ② 溶劑極性越弱 ， 則吸附劑對溶質(zhì)將表現(xiàn)出較強的吸附能力 。溶劑極性增強 ， 則吸附劑對溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱 。 ③ 溶質(zhì)即使被硅膠 、 氧化鋁吸附 ， 但一旦加入極性較強的溶劑時 ， 又可被后者置換洗脫下來 。 （ 2） 活性炭 為非極性吸附劑 ， 與硅膠 、 氧化鋁相反 ， 對非極性物質(zhì)具有較強的親和能力 ， 在水中對溶質(zhì)表現(xiàn)出強的吸附能力 。 溶劑極性降低 ， 則活性炭對溶質(zhì)的吸附能力也隨之降低 。 （ 3） 聚酰胺吸附色譜法 屬于氫鍵吸附 ， 是一種用途十分廣泛的分離方法 ，極性物質(zhì)與非極性物質(zhì)均可適用 ， 但特別適合分離酚類 、 醌類 、 黃酮類化合物 。通常在含水溶劑中大致有下列規(guī)律： ① 形成氫鍵的基團數(shù)目越多 ， 則吸附能力越強 。 ② 成鍵位置對吸附力也有影響 。 易形成分子內(nèi)氫鍵者 ， 其在聚酰胺上的吸附即相應減弱 。 ③ 分子中芳香化程度高者 ， 則吸附性增強；反之 ， 則減弱 。 各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強 ， 可大致排列成下列順序： 水 → 甲醇 → 丙酮 → 氫氧化鈉水溶液 → 甲酰胺 → 二甲基甲酰胺 → 尿素水溶液 （ 4） 大孔吸附樹脂 是吸附性和分子篩性原理相結(jié)合的分離材料 ， 它的吸附性是由于范德華引力或產(chǎn)生氫鍵的結(jié)果 。 分子篩性是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)的性質(zhì)所決定 。 大孔吸附樹脂現(xiàn)在已被廣泛應用于天然化合物的分離和富集工作中 ， 如苷與糖類的分離 、 生物堿的精制 。 在多糖 、 黃酮 、 三萜類化合物的分離方面都有很好的應用實例 。 4． 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進行分離 （ 1） 常用的有透析法 、 凝膠濾過法 、 超濾法等 。 前兩者系利用半透膜的膜孔或凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子篩濾過作用；超濾法則利用因分子大小不同引起的擴散速度的差別 。 以上這些方法主要用于水溶性大分子化合物 ， 如蛋白質(zhì) 、 核酸 、 多糖類的脫鹽精制及分離工作 ， 對分離小分子化合物來說不太適用 。 （ 2） 凝膠濾過法 主要用于分離分子量 1000以下的化合物 。 也叫凝膠滲透色譜 、 分子篩濾過 、 排阻色譜 ， 系利用分子篩分離物質(zhì)的一種方法 。 ① SephadexG 型只適于在水中應用 ， 且不同規(guī)格適合分離不同分子量的物質(zhì) 。 ② 羥丙基葡聚糖凝膠 （ Sephadex LH20） 不僅可在水中應用 ， 也可在極性有機溶劑或它們與水組成的混合溶劑中膨潤使用 。 5. 根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進行分離 具有酸性 、 堿性及兩性基團的分子 ，在水中多呈離解狀態(tài) ， 據(jù)此可用離子交換法進行分離 。 離子交換法系以離子交換樹脂作為固定相 ， 用水或含水溶劑裝柱 。 當流動相流過交換柱時 ， 溶液中的中性分子及不與離子交換樹脂交換基團發(fā)生交換的化合物將通過柱子從柱底流出 ， 而具有可交換的離子則與樹脂上的交換基團進行離子交換并被吸附到柱上 ， 隨后改變條件 ， 并用適當溶劑從柱上洗脫下來 ， 即可實現(xiàn)物質(zhì)分離 。 三 、 結(jié)構(gòu)研究方法 1. 質(zhì)譜 （ MS） 可用于確定分子量及求算分子式和提供其它結(jié)構(gòu)信息 。 此外 ， 還可由分子離子丟失的碎片大小或由碎片離子的 m/z值以及裂解特征推定或者復核分子的部分結(jié)構(gòu) 。 2. 紅外光譜 分子中價鍵的伸縮及彎曲振動將在光的紅外區(qū)域 ， 即 4000～ 625cm1處引起吸收 。 測得的吸收圖譜叫紅外光譜 。 許多特征官能團可據(jù)此進行鑒別 。 某 些情況下 ， 紅外光譜可用于區(qū)別芳環(huán)的取代圖式及構(gòu)型 、 構(gòu)象等 。 3. 紫外 可見吸收光譜 UV光譜對于分子中含有共軛雙鍵 、 a, b不飽和羰基 （ 醛 、 酮 、 酸 、 酯 ）結(jié)構(gòu)的化合物以及芳香化合物的結(jié)構(gòu)鑒定來說是一種重要的手段 。 通常主要用于推斷化合物的骨架類型；某些場合下 ， 如香豆素類 、 黃酮類等化合物 ， 它們的 UV光譜在加入某種診斷試劑后可因分子結(jié)構(gòu)中取代基的類型 、數(shù)目及排列方式不同而發(fā)生不同的改變 ， 故還可用于測定化合物的精細結(jié)構(gòu) 。 4. 核磁共振譜 (1) 1HNMR 測定中通過化學位移 （ δ ） 、 譜線的積分面積以及裂分情況 （ 重峰數(shù)及偶合常數(shù) J） 可以提供分子中 1H的類型 、 數(shù)目及相鄰原子或原子團的信息 ， 對有機化合物的結(jié)構(gòu)測定具有十分重要的意義 。 (2) 13CNMR ① 噪音去偶譜 （ Proton noise ecoupling spectrum） 也叫全氫去偶（ Proton plete decoupling ， COM ） 或 寬 帶 去 偶 （ Broad band decoupling， BBD） 。 所有的 13C信號在圖譜上均作為單峰出現(xiàn) ， 故無法確定其上連接的 1H數(shù) ， 對判斷 13C信號的化學位移十分方便 。 ② DEPT （ Distortion1ess enhancement by polarization transfer ） DEPT法系通過改變照射 1H核的脈沖寬度 （ θ ） 或設定不同的弛豫時間（ De1ay time， 2D3） ， 使不同類型的 13C信號在譜圖上呈單峰并分別呈現(xiàn)正向峰或倒置峰 ， 故靈敏度高 ， 信號之間很少重疊 ， 目前已成為 13CNMR譜的一種常規(guī)測定方法 。 【 本章練習題 】 一 . A 型題 （ 單選 ） A .回流法 E .升華法 A壓力高 B吸附劑的顆粒小 C流速快 D有自動記錄 E操作簡單 A丙酮 B乙醇 C乙酸乙酯 D水 E正丁醇 ， 可以透過半透膜的成分為 A多糖 B蛋白質(zhì) C樹脂 D葉綠素 E無機鹽 A硅膠色譜法 BAl2O3色譜法 C凝膠過濾法 D聚酰胺 E離子交換樹脂 A丙酮 B甲醇 C二甲基甲酰 D水 E NaOH水溶液 A分餾 B回流法 C連續(xù)回流法 D水蒸氣蒸餾法 E升華法 , 固定相是 A纖維素 B濾紙所含的水 C展開劑中極性較大的溶劑 D醇羥基 E 有機溶劑 13C信號在圖譜上作為單峰出現(xiàn)采用的是技術(shù) A DEPT法 B全氫去偶技術(shù) C同位素法 D偏共振去偶 E選擇氫核去偶 10只適于在水中應用的是 A sephadex G B sephadex LH20 C硅膠 G D聚酰胺 E大孔吸附樹脂 A皂苷類 B糖類 C生物堿類