执业中药师中药化学讲义.docx

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1、执业中药师中药化学讲义第一章总论主要考试内容：1.中药有效成分的提取与分离方法，十分是一些较为先进且应用较广的方法。2.各类化合物的构造特征与分类。3.各类化合物的理化性质及常用的提取分离与鉴别方法。4.常用重要化合物的构造测定方法。5.常用中药材中所含的化学成分及其提取分离、构造测定方法和重要生物活性。6.常用中药材使用时的注意事项和相关的质量控制成分。课程主要内容：内容总论绪论中药化学成分的一般研究方法*生物碱*糖和苷*醌类*香豆素和木脂素*各论黄酮*萜类和挥发油*皂苷*强心苷*主要动物药化学成分*其他成分各论学习思路学习方法：1.以总论为指导学习各论。2.注意总结归纳，在把握基本共同点的

2、情况下，分类记忆特殊点。3.注意理论联络实际，并以（药典）作为基本学习指导。4.发挥想象力进行联想记忆。1第一节绪论1.什么是中药化学？中药化学的概念中药化学是运用当代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。2.中药化学研究什么？中药化学研究内容包括各类中药的化学成分主要是生理活性成分或药效成分的构造特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的构造鉴定等。此外，还涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。中药化学是专业基础课，中药化学的研究，在中医药当代化和中药产业化中发挥着极其关键的作用。3.中药化学研究的意义注：本内容为第四节中药化学在中药质量控制中的意义1说明中药的药效物质

3、基础，探索中药防治疾病的原理2说明中药发放配伍的原理3改良中药制剂剂型、提高临床疗效4控制中药及其制剂的质量5提供中药炮制的当代科学根据6开发新药、扩大药源7构造修饰、合成新药第二节中药有效成分的提取与分离一、中药有效成分的提取、产地、药用部位、收集时间与加工注意：在提取前，应对所用材料的基源如动、植物的学名方法等进行考察，并系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经历。2一溶剂提取法注意:一般如无特殊规定，药材须经枯燥并适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触外表，提高提取效率。教材内容补充：溶剂提取法的原理根据中药化学成分与溶剂间“极性类似相溶的原理，根据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、

4、对杂质溶解度小的溶剂，根据“浓度差原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。其作用原理是溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，构成细胞内外的浓度差，将其渗出细胞膜，到达提取目的。一般提取规律：教材内容萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物由于极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中；糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；酸性、碱性及两性化合物，由于存在状态分子或离子形式随溶液而异，故溶解度将随pH而改变，可用不同pH的碱或酸提取。补充：溶剂的选择1.常见溶剂类型溶剂按极性可分为三类，即亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。常用于中药成分提取的溶剂按极性由弱到强的顺序如下：石油醚四

5、氯化碳苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇丙酮甲醇乙醇水。2.常见中药化学成分类型的极性：极性较大的：苷类、生物碱盐、糖类、蛋白质、氨基酸、鞣质、小分子有机酸、亲水性色素。极性小的：游离生物碱、苷元、挥发油、树脂、脂肪、大分子有机酸、亲脂性色素。以上不是绝对的，详细成分要详细分析。比方，有的苷类化合物极性很小，有的苷元极性很大。1.煎煮法3定义：中药材加水浸泡后加热煮沸。优点：简便缺点：需加热，含挥发性成分及加热易毁坏的成分不宜使用。多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药液黏度较大，过滤困难，不宜使用。对亲脂性成分提取不完全2.浸渍法定义：在常温或温热6080条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中

6、的有效成分的方法。优点：简便，适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药缺点：出膏率低以水为溶剂时，提取液易发霉变质3.渗漉法定义：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渗漉液的方法基本经过：药材浸润装筒浸渍渗漉优点：适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药似浸渍法，但提取效率高于浸渍法缺点：溶剂消耗量大耗时长，操作费事4.回流法与连续回流法定义：使用易挥发的溶剂加热回流或连续回流提取中药成分的方法优点：效率较高缺点：对热不稳定成分不宜使用溶剂消耗量大、操作费事耗时长4总结：方法煎煮浸渍渗漉回流连续回流5.水蒸气蒸馏法

7、水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被毁坏，且难溶或不溶于水的成分。当水沸腾时，该类成分随水蒸气带出，再用油水分离器或有机溶剂萃取法，将这类成分自馏出液中分离。适用成分：挥发性100有一定蒸汽压对水稳定不溶于水耐热如：中药中挥发油的提取常采用此法。操作优点缺点适用药物6.升华法固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的现象叫做升华。中药成分有少量具有升华性，如游离羟基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。如：樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因57.超声提取法定义：采用超声波辅助溶剂提取的方法超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中

8、高达20kHz的一种机械波。提取原理：超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用，能毁坏药材的细胞，使提取溶剂浸透到药材的细胞中，进而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分的提取率特点：不会改变有效成分的化学构造可缩短提取时间，提高提取效率8.超临界流体萃取法定义：采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法超临界流体SF：指处于临界温度Tc和临界压力Pc以上，介于气体和液体之间的、以流动形式存在的单一相态物质。密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。萃取选择性的决定因素：温度、压力、夹带剂的种类及含量常用的提取物质：C02、NH3、C2H6、C7H16、CCl2F2、N2O、SF6等

9、，实际最常用的为C02。1C02超临界流体萃取的特点：不残留有机溶剂、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；因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力；还可参加夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；适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，可高效快速地分析中药及其制剂中的有效成分。2局限性对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱；设备造价高，成本高；更换产品时设备清洗困难3夹带剂的作用6夹带剂

10、entrainer作为亚临界组分，挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量参加超临界流体中。作用：改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度。对溶质具有很好溶解性的溶剂也往往是很好的挟带剂，常用甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等。练习题最佳选择题对含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质中药的有效成分常选用的提取方法是A.浸渍法B.水蒸气蒸馏法C.煎煮法D.回流提取法E.升华法答疑编号501234010101正确答案A最佳选择题最常用的超临界流体是A.水B.甲醇C.二氧化碳D.三氧化二铝E.二氧化硅答疑编号501234010102正确答案C二、中药有效成分的分离与精制一根据物质溶解度差异进行分

11、离1.利用温度不同引起溶解度的改变进行分离主要包括：结晶与重结晶结晶：将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作。重结晶：从不纯的结晶经过进一步精制处理得到较纯结晶的经过原理：要分离物质在热的溶剂中溶解到达饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液因过饱和而析出晶体。操作：结晶用溶剂的选择：不与被结晶物质发生化学反响；对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；对杂质或冷热时都溶解留在母液中，或冷热时都不溶解过滤除去；7溶剂沸点较低，易挥发除去无毒或毒性较小，便于操作常用的重结晶溶剂有水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。当用单一溶剂不能到达结晶时，可用两种或两

12、种以上溶剂组成的混合溶剂进行结晶操作，即将对此物质溶解度很大的和溶解度很小的溶剂混合在一起。常用的有乙醇-水、乙醚-甲醇、醋酸-水、乙醚-丙酮等。注意：用于重结晶溶剂用量需适当，用量太大会增加溶解，析出晶体量少；用量太小在热过滤时会提早析出结晶造成损失。一般可比需要量多加20%左右。结晶纯度的断定方法：1结晶形态和色泽：一个纯的化合物一般都有一定的晶形和均匀的色泽。2熔点和熔距：单一化合物一般都有一定的熔点和较小的熔距12。3色谱法：单一化合物用两种以上溶剂系统或色谱条件进行检测，均显示单一的斑点。常用的有纸色谱、纸上电泳和薄层色谱。4高效液相色谱法HPLC：纯的化合物显示单一的谱峰。5其他方

13、法：质谱、核磁共振等。单峰表示纯化合物，双峰表示不纯的化合物。2.利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离在溶液中参加另一种溶剂以改变混合物的极性，使一部分物质沉淀析出，进而实现分离。水提醇沉法：在药材浓缩的水提液中参加数倍量的乙醇稀释。沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。醇提水沉法：在药材浓缩的水提液中参加数倍量的乙醇稀释。沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。另：醇/醚法、醇/丙酮法。可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等杂质留在母液中3.利用酸碱性不同进行分离对酸性、碱性或两性有机化合物来讲，参加酸、碱以调节溶液的pH，改变分子的存在状态游离型或解离型，进而改变溶解度实现分离。8酸提碱沉：

14、生物碱等碱性成分碱提酸沉：黄酮、蒽醌类等酸性成分内酯或内酰胺构造的成分可被皂化溶于水，借此与其他难溶于水的成分分离。4.利用沉淀试剂进行分离酸性或碱性化合物可通过参加某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。酸性化合物+钙盐、钡盐、铅盐沉淀H2S气体纯品碱性化合物+苦味酸盐、苦酮酸盐等有机酸盐先参加无机酸，再碱化纯品磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等无机酸盐二根据物质在两相溶剂中的分配比分配系数不同进行分离常见的方法有简单的液液萃取法和液液分配色谱LC或LLC等。液液萃取法的原理：1.分配系数K值溶质在任意不相混溶的两溶剂中的分配系数K：K=CU/CLK：分配系数；CU：溶质在上相溶剂中的浓

15、度；CL：溶质在下相溶剂中的浓度K在一定的温度及压力下为一常数K大于1倾向于溶解于上层，K小于1倾向于溶解于下层例：假定A、B两种溶质用三氯甲烷及水进行分配，A、B均为1.0g，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比VCHCl3/VH2O=1，则一次振摇分配平衡后：水的密度小于三氯甲烷，故水为上相，三氯甲烷为下相A：KA=CH20/CCHCl3=10则90%以上的溶质A将分配到水中，不到10%分配到三氯甲烷中B：KB=CH20/CCHCl3=0.1则不到10%的溶质B将分配到水中，90%以上的分配到三氯甲烷中2.分离因子分离因子表示分离的难易=KA/KB注：KAKB分离难易断定：100，仅作

16、一次简单萃取就可实现基本分离如上例；10010，通常需萃取1012次；2，需萃取100次以上；1,即KA/KB1，则无法分离93.分配比与pH以酸性物质HA为例，其在水中的解离平衡及解离常数K可用下式表示：酸性越强，Ka越大，pKa值越小。通常酚类化合物的pKa值一般为9.210.8，羧酸类化合物的pKa值约为5若使该酸性物质完全解离，即便HA均转变为A，则pHpKa+2若使该酸性物质完全游离，即便A均转变为HA，则pHpKa-2游离型极性小，易溶于小极性的有机溶剂；解离型极性大，易溶于水或亲水性有机溶剂碱性化合物与酸性相反，碱性越强，Ka越小，pKa值越大若pH3酸性条件大部分酸性物质将以非

17、解离形式HA游离形式存在，易分配于有机溶剂中；+碱性化合物则呈解离状态BH若pH12碱性条件这些物质将以解离形式A存在碱性化合物则呈游离状态B-4.液液萃取与纸色谱借助纸色谱PC来求解混合物不同组分在同一溶剂系统中的分配系数K，进而求解分离因子Rf值与分配系数K的关系：10r为纸层色谱定数，当层析滤纸湿重为干重的1.5倍时，r=2Rf与分离因子的关系：式中，RfaRfb5.液液分配柱色谱将两相中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相，填充在色谱管中，然后参加与固定相不相混溶的另一相溶剂作为流动相来冲洗色谱柱。常用载体：硅胶、硅藻土及纤维素粉等。常用反相硅胶填料有：RP-2-C2H5、RP-8-

18、C8H17、RP-18-C18H371正相色谱：被分离物质极性越大亲水性越强，越不易洗脱固定相：强极性溶剂，如水、缓冲溶液等流动相：弱极性有机溶剂，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等适用物质：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2反相色谱：被分离物质极性越小亲脂性越强，越不易洗脱固定相：可用石蜡油流动相：水或甲醇等强极性溶剂适用物质：脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等3加压液相柱色谱：载体：多为颗粒直径较小、机械强度及比外表积均大的球形硅胶微粒，如Zipax类薄壳型或外表多孔型硅球以及Zorbax类全多孔硅胶微球5快速色谱flashchromatography，约2.02105Pa、低压液相色谱LPLC，20.210Pa等11