16版 初级药师基础知识 5 54页

第 1页 天然药物化学 第一节 总 论 课程主要内容： 内容 总论 绪论 提取、分离与精制方法 各论 苷类 苯丙素类 醌类 黄酮 萜类和挥发油 甾体及皂苷 生物碱 其他成分 主要考试内容： 1.天然药物化学基本概念、研究内容及研究方法。 2.各类化合物的结构特征与分类。 3.典型化合物与生物活性。 4.各类化合物的理化性质及检识方法。 5.各类化合物的提取与分离方法。 一、绪论 1.天然药物化学的基本含义及研究内容 基本含义：天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。 研究内容：包括各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或有效成分）的结构特点、理化性质、 提取分离方法及主要类型化学成分的结构鉴定知识等。 有效成分：具有生理活性、能够防病治病的单体物质。 有效部位：具有生理活性的多种成分的组合物。 2.天然药物来源 包括植物、动物、矿物和微生物，并以植物为主，种类繁多。 3.天然药物化学在药学事业中的地位 （1）提供化学药物的先导化合物； （2）探讨中药治病的物质基础； （3）为中药炮制的现代科学研究奠定基础； （4）为中药、中药制剂的质量控制提供依据； （5）开辟药源、创制新药。 第 2页 二、中草药有效成分的提取方法 1.溶剂提取法 依据天然产物中各种成分的溶解性能，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，将 所需要的成分从药材组织内溶解出来的一种方法。 补充：溶剂提取法的原理 根据中药化学成分与溶剂间“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分 溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。 （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。 1）常用于中药成分提取的溶剂按极性由小到大的顺序如下： 石油醚＜苯＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水 溶剂类型 特点 适用类型 水 最安全的溶剂 氨基酸、蛋白质、糖类、生物碱盐、有机酸盐、无机盐等 亲水性有机 溶剂 能与水以任意比例混溶而不分 层 乙醇毒性小，溶解范围广，最 为常用 苷类、生物碱、鞣质及极性大的苷元等大极性的成分 亲脂性有机 溶剂 苯的毒性较大，很少使用 石油醚常用于脱脂 正丁醇用于萃取极性较大的苷 类 游离生物碱、有机酸、蒽醌、黄酮、香豆素、强心苷等中等极性和 小极性的化合物 1）浸渍法 定义：在常温或低热（溶剂不沸腾）条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。 优点：适用于遇热不稳定的成分。 缺点：①出膏率低； ②以水为溶剂时，提取液易发霉变质，需加入适量防腐剂。 2）渗漉法 定义：将药材装入渗滤筒中，不断向其上端添加新鲜的浸出溶剂，使溶剂渗过药材，从渗滤筒下端出 口流出浸出液的方法。 优点：适用于遇热不稳定的成分。 缺点：①溶剂消耗量大； 第 3页 ②耗时长，操作麻烦。 3）煎煮法 定义：在药材中加入水后加热沸腾、使有效成分溶于水而提取出来的方法。 优点：简便。 缺点：含挥发性成分或遇热易分解的成分不宜用此法。 4）回流法 与 5）连续回流法 定义：用沸点较低的有机溶剂（如乙醇）加热回流或连续回流提取药材成分的方法.（后者实验室常用 索氏（沙氏）提取器来完成本法操作） 优点：效率较高。 缺点：①对热不稳定成分不宜使用； ②溶剂消耗量大、操作麻烦、耗时长 第 4页 6）超临界流体萃取技术 物质在临界温度和临界压力以上状态时常为单一相态，此单一相态称为超临界流体。 定义：在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，通过控制不同的温度、压力以及不同种 类及含量的夹带剂，使超临界流体有选择性地将极性大小、沸点高低和分子量大小不同的成分依次萃取出 来，这种萃取方法称为超临界流体萃取法。 （采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。） 常用的超临界流体物质：二氧化碳（CO2） 常用的夹带剂：乙醇 优点：①提取物中不残留溶剂 ②适于对热不稳定成分的提取 7）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，能破坏药材的细胞，使提取溶剂渗透到药 材的细胞中，从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：①不会改变有效成分的化学结构； ②可缩短提取时间，提高提取效率。 8）微波提取法 定义：把微波作为一种与物质相互作用的能源来使用的提取方法。 提取原理：药材中极性物质如水可吸收微波，使介质内部温度迅速上升，造成内部压力过大，导致成 分流出溶解于溶剂中；另一方面，微波产生的电磁场可使部分成分向萃取溶剂界面扩散，加速其热运动， 既提高了提取率，又降低了提取温度，对不耐热物质实用性好。 2.水蒸气蒸馏法 用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分的提取。 主要用于挥发油的提取。 3.升华法 用于中药中一些具有升华性成分的提取，这些物质受热时不经过熔融直接转化为蒸气，遇冷后又凝结 成固体。 如茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑。 练习题 A1 型题 第 5页 对含有对热不稳定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 【正确答案】A A1 型题 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 【正确答案】C 三、中草药有效成分的分离与精制 1.溶剂萃取法 原理：利用混合物中各成分在两种互不相溶的溶剂中分配系数的不同而达到分离目的的方法。 分配系数差异越大，则分离效果越好。 如：正丁醇-水萃取法使皂苷（如人参皂苷） 2.沉淀法 原理：根据物质溶解度差异进行分离的方法。 （1）溶剂沉淀法 利用溶液中加入另一种溶剂使极性改变，某些成分溶解度也随之改变而析出沉淀。 ① 水/醇法：药材水提取浓缩液加入数倍量乙醇，多糖、蛋白质等水溶性大分子被沉淀； ② 醇/水法：药材醇提取浓缩液加入数倍量水，静置，沉淀除去树脂、叶绿素等脂溶性杂质； ③ 醇/醚（丙酮）法：药材醇提取浓缩液加入数倍量醚（或丙酮），可使皂苷析出，脂溶性杂质等留 在母液中。 （2）酸碱沉淀法 某些酸、碱或两性化合物可采用加入酸或碱调节溶液的 pH，分子的状态（游离型或解离型）发生变化， 而使其溶解度改变。 游离型极性小（亲脂性有机溶剂），解离型极性大（水，亲水性有机溶剂）。 如提取黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分，可采用碱提取酸沉淀法。 如一些生物碱的提取可以采用酸提取碱沉淀法。 （3）盐析法 原理：酸性或碱性化合物还可加入某种试剂使之生成在水中不溶的盐类而沉淀析出，与其他水溶性较 大的杂质分离。如酸性化合物可使之生成铅盐等。 第 6页 根据具体的化合物也可采用其他试剂，如从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。 第二节 苷 类 内容提要： 1.苷的定义 2.结构特点及典型化合物（O-苷、C-苷） 3.苷的理化性质（溶解度、苷键的裂解、检识） 4.苷的提取 一、苷的定义 苷类又称配糖体。是糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等与另一类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，其连接的键则称为苷键。 与苷元连接的单糖：最常见的有五碳糖，如 D-木糖、L-阿拉伯糖；甲基五碳糖，如 L-鼠李糖；六碳糖， 如 D-葡萄糖；六碳酮糖，如 D-果糖；糖醛酸，如 D 葡萄糖醛酸；双糖，如芸香糖。 由于单糖有α及β两种端基异构体，因此，形成的苷也有α-苷和β-苷之分。 二、苷的分类 1.按苷元化学结构分类：香豆素苷、黄酮苷、蒽醌苷、强心苷等。 2.按苷在植物体内的存在状况分类：原存在于植物体内的苷称为原生苷，提取分离过程中因水解而失 去一部分糖的苷称为次生苷。 如苦杏仁苷（原生苷），水解后失去一分子葡萄糖生成野樱苷（次生苷）。 3.按成苷键原子分类（最常见的苷类分类方式） 按苷键原子的不同可将苷分：O-苷、S-苷、N-苷和 C-苷，其中以 O-苷最为常见。 （1）O-苷 以苷元不同又可分为醇苷、酚苷、氰苷、酯苷和吲哚苷。 ① 醇苷 通过醇羟基与糖端基羟基脱水缩合而成的苷。 第 7页 其中强心苷、三萜皂苷和甾体皂苷是醇苷中的重要类型。 ② 酚苷 通过酚羟基而成的苷，如蒽醌苷、香豆素苷、黄酮苷等。 ③ 氰苷 主要是指一类α-羟腈的苷。 特点：易水解，尤其在酸和酶催化时水解更快。 如苦杏仁苷存在于苦杏仁中，它是α-羟腈苷。在体内缓慢水解生成很不稳定的α-羟基苯乙腈，继续 分解成苯甲醛（具有杏仁味）和氢氰酸，其中氢氰酸具有镇咳作用，但大剂量时有毒。 ④ 酯苷 苷元以羧基和糖的端基碳相连接。 特点：苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易为稀酸和稀碱所水解，如山慈菇苷 A。 （2）S-苷 由苷元上的巯基与糖的端基羟基脱水缩合而成的苷。如黑芥子中的黑芥子苷、萝卜中具有特殊气味的 第 8页 萝卜苷。 （3）N-苷 苷元上氮原子与糖的端基碳直接相连而成。 如生物化学中经常遇到的腺苷和鸟苷等。存在于中药巴豆中的巴豆苷，也为 N-苷。 （4）C-苷 由苷元中的碳原子直接与糖的端基碳原子相连的苷类。碳苷在蒽衍生物及黄酮类化合物中最为常见， 如芦荟苷、葛根素。 A1 型题： 苷的结构特征是 A.糖与非糖物质通过糖的 2 位碳原子连接 B.糖与非糖物质通过糖的 3 位碳原子连接 C.糖与非糖物质通过糖的端基碳原子连接 D.糖与非糖物质通过糖的 6 位碳原子连接 E.糖与非糖物质通过糖的 4 位碳原子连接 【正确答案】C 第 9页 A1 型题： 根据形成苷键的原子分类，属于 C-苷的是（ ） A.山慈菇苷 B.萝卜苷 C.巴豆苷 D.天麻苷 E.芦荟苷 【正确答案】E 三、苷的理化性质 1.性状 苷类多是固体，其中糖基少的可结晶，糖基多的如皂苷，则多具有吸湿性，为无定形粉末。 苷类一般稍有苦味，但也有极苦的，如龙胆苦苷；也有非常甜的，如甜菊苷。 2.旋光性 天然苷类多呈左旋。 苷水解后生成的糖多为右旋，因而常使混合物呈右旋。比较水解前后旋光性的变化，可用以检识苷类 的存在。 3.溶解性 大多数的苷具有一定的水溶性（亲水性），其亲水性随糖基的增多而增大； 大分子苷元如甾醇的单糖苷常可溶于低极性有机溶剂，一般情况下，苷类在甲醇、乙醇、含水的、丁 醇中溶解度较大。 碳苷无论在水中，还是在有机溶剂中，溶解度均较小。 4.苷键的裂解 （1）酸催化水解 苷键具有缩醛结构，易为稀酸催化水解。反应一般在水或稀醇溶液中进行。 常用的酸：盐酸、硫酸、甲酸等。 机制：苷原子先质子化，然后断键生成碳正离子或半椅型中间体，在水中溶剂化而成糖。 苷键酸水解的难易规律： ① 按苷键原子的不同，酸水解由易到难的顺序为：N-苷＞0-苷＞S-苷＞C-苷。 N 易接受质子，最易水解；而 C 上没有未共用电子对，不能质子化，最难水解。 第 10页 ② 吡喃糖中吡喃环的 C-5 上取代基越大越难水解，因此五碳糖最易水解，其顺序为：五碳糖>甲基五 碳糖>六碳糖>七碳糖，如果接有-COOH，则最难水解。 A1 型题： 最难发生酸水解反应的苷是 A.N-苷 B.酯苷 C.酚苷 D.S-苷 E.C-苷 【正确答案】E（N-苷＞0-苷＞S-苷＞C-苷） A1 型题： 最容易被酸水解的吡喃糖苷是 A.七碳糖苷 B.五碳糖苷 C.甲基五碳糖苷 D.六碳糖苷 E.糖上连接羧基的糖苷 【正确答案】B （2）酶催化水解 特点：专属性高、条件温和、可获知苷键的构型、并保持苷元结构不变的特点。 常用的酶有： ① 转化糖酶可水解β-果糖苷键 ② 麦芽糖酶可水解α-葡萄糖苷键 ③ 杏仁苷酶专属性较低，水解一般β-葡萄糖苷 ④ 纤维素酶是β-葡萄糖苷水解酶 （3）碱催化水解 稀碱催化水解多用于酯苷、酚苷的水解。 （4）Smith 裂解 第一步：在水或稀醇溶液中，用 NaI04 在室温条件下将糖氧化裂解为二元醛； 第 11页 第二步：将二元醛用 NaBH4 还原为醇，以防醛与醛进一步缩合而使水解困难； 第三步调节 pH2 左右，室温放置让其水解。 此法适宜于苷元结构容易改变的苷及碳苷的水解。但此法不适用于苷元上有 1，2-二醇结构的苷类。 5.苷的检识（Molisch 反应） Molish 反应（α-萘酚-浓硫酸试剂反应） Molish 试剂（α-萘酚-浓硫酸试剂）＋糖或苷 物质 操作： 于供试液中加入 3%α-萘酚乙醇溶液混合后，沿器壁滴加浓硫酸，使酸沉积于下层，在硫酸与供试液的 界面处产生紫色环。糖类也有此反应，单糖反应较多糖、苷类更迅速。 A1 型题： Molish 反应的试剂是 A.浓盐酸和α-萘酚 B.浓盐酸和α-萘酚 C.稀盐酸和α-荼酚 D.浓硫酸和α-萘酚 E.稀硫酸和α-萘酚 【正确答案】D 四、提取分离方法 1.原生苷的提取 提取原生苷需要抑制或破坏酶的活性（杀酶保苷） 一般常用的方法是：在中药中加入一定量的无机盐（如碳酸钙），采用甲醇或 70%以上乙醇提取，或将 药材直接加入到 50℃以上的水中进行提取，同时在提取中尽量勿与酸和碱接触，以免苷键被水解。 2.次生苷的提取 利用酶的活性，在有水的条件下，采取 30～40℃发酵的办法，然后根据苷类的极性大小，选择合适的 溶剂进行提取。 提取物质 提取溶剂 方法 原生苷 用 70%乙醇、甲醇或沸水提取 杀酶保苷，溶剂提取 次生苷 酶，醇 先酶解，后溶剂提取 苷元 小极性溶剂 先水解（乙酰解、酶解、氧化开裂法），后溶剂提取 A1 型题： 第 12页 提取一般苷类化合物常用的溶剂是 A.乙醚 B.含水乙醇 C.氯仿 D.石油醚 E.丙酮 【正确答案】B A1 型题： 从新鲜植物中提取原生苷时应注意考虑的是 A.苷的溶解性 B.苷的极性 C.苷元的稳定性 D.苷的酸水解特性 E.植物中存在的酶对苷的水解特性 【正确答案】E 第三节 苯丙素类 内容提要： 1.苯丙酸、香豆素、木脂素的典型化合物及生物活性； 2.香豆素的结构类型； 3.香豆素的理化性质和显色反应。 苯丙素的定义： 凡是由一个或几个 C6-C3 单位构成的天然成分均称为苯丙素类，包括苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、 香豆素、木脂素等。 一、苯丙酸 植物中分布的苯丙酸大多含有酚羟基，常见的有对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸等。 苯丙酸可以与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸结合成酯的形式存在，具有显著的生物活性。 如存在于金银花、菌陈中的绿原酸（也称为 3-咖啡酰奎宁酸）是由咖啡酸与奎宁酸形成的酯，具有抗 菌利胆的作用。 第 13页 阿魏酸以其钠盐的片剂、注射剂形式用于临床，具有抗血小板聚集的作用。 苯丙酸还可以聚合成二聚体或三聚体，如丹参中的水溶性成分丹酚酸 B。 药理实验证明丹参素、丹酚酸 B 具有耐缺氧、抗冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称“冠心病”）、增 加冠脉流量、抑制凝血和促进纤溶作用，是丹参治疗冠心病的有效成分。 二、香豆素 香豆素的母核为苯骈α-吡喃酮环 1.结构类型 （1）简单香豆素类： 指仅在苯环上有取代基的香豆素类。多数天然香豆素成分在 C-7 位有含氧基团，故伞形花内酯常可视 第 14页 为香豆素类的母体。 （2）呋喃香豆素类： 香豆素核上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋喃环，如补骨脂素、白芷内酯。 （3）吡喃香豆素类： 香豆素的 C-6 或 C-8 位上异戊烯基与邻位酚羟基环合成 2，2-二甲基-α-吡喃环结构，如花椒内酯。 2.理化性质及显色反应 （1）性状 游离香豆素类：都有完好的结晶，大多具香味。小分子的有挥发性，能随水蒸气蒸馏，并能升华。 香豆素苷类：多数无香味和挥发性，也不能升华。 （2）溶解性 游离的香豆素：一般不溶或难溶于冷水，可溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、乙醚； 香豆素苷：能溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。 （3）与碱的作用 具有内酯结构，在稀碱液中可水解开环，生成顺式邻羟基桂皮酸盐而溶于水，酸化又环合成游离香豆 素而沉淀析出。（可采用碱提酸沉分离） （4）显色反应 1）荧光性质 香豆素衍生物在紫外光下大多具有荧光，在碱液中荧光增强。 香豆素母体本身无荧光，但羟基衍生物可具有荧光。 香豆素类荧光与分子中取代基的种类和位置有一定关系： ① 在 C-7 位引入羟基即有强烈的蓝色荧光,加碱后可变为绿色荧光； ② 6，7-二羟基香豆素荧光较弱，7，8-二羟基荧光消失。 第 15页 ③ 羟基香豆素醚化后荧光减弱，呋喃香豆素的荧光也较弱。 2）异羟肟酸铁反应 由于香豆素类具有内酯环，在碱性条件下可开环，与盐酸羟胺缩合成异羟肟酸，然后再在酸性条件下 与三价铁离子络合成盐而显红色。 3）Gibbs 反应 Gibbs 试剂是 2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺，它在弱碱性条件下可与酚羟基对位的活泼氢缩合成蓝色化 合物。 4）Emerson 反应 Emerson 试剂是氨基安替比林和铁氰化钾，它可与酚羟基对位的活泼氢生成红色缩合物。 可用 Gibbs 反应和 Emerson 反应判断 C-6 位是否有取代基的存在。同理，8-羟基香豆素也可用此反应 判断 C-5 是否有取代。 显色反应 显色剂 适用类型 荧光性质 紫外光下 羟基衍生物 异羟肟酸铁反应 异羟肟酸铁试剂 香豆属内酯环 Gibbs 反应 Gibb 试剂 C6 位无取代 第 16页 （2,6-二氯（溴）苯醌氯亚胺） Emerson 反应 Emerson 试剂 （4-氨基安替比林和铁氰化钾） 3.典型化合物及生物活性 羟甲香豆素以片剂和胶囊剂的形式利胆药； 蛇床子和毛当归根中的蛇床子素（osthole）可抑制乙型肝炎表面抗原（HBsAg）； 中药秦皮中的七叶内酯及七叶苷是治细菌性痢疾的有效成分； 海棠果内酯具有很强的抗凝血作用 2 分子的 4-羟基香豆素和 1 分子甲醛缩合成的双香豆素（dicoumarol）存在于腐败的牧草中，牛羊食 后可因出血而致死。 黄曲霉毒素在极低浓度就能引起动物肝脏的损害并导致癌变。 临床上，以补骨脂素（psoralen）与长波紫外线联合使用治疗银屑病和白癜风等皮肤病已经有很长的 历史。 三、木脂素 定义：木脂素是一类由苯丙素双分子聚合而成的天然产物。多数为二聚物，少数为三聚物、四聚物。 组成木脂素的单位有：桂皮酸、桂皮醇、丙烯苯、烯丙苯。 鬼臼毒素类木脂素属于芳基四氢萘内酯木脂素，均显示强的细胞毒活性，能显著抑制癌细胞的增殖； 五味子果实中分得的五味子素、五味子醇等属于联苯环辛烯类木脂素，具有保肝和降低血清谷丙转氨 酶的作用； 水飞蓟宾属于苯骈二氧六环类木脂素，其结构中既有木脂素的结构，又有黄酮的结构，又称为黄酮木 脂素，具有保肝作用。 第四节 醌类化合物 内容提要： 1.苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌类化合物典型化合物及生物活性； 2.醌类化合物的理化性质； 3.醌类化合物的显色反应； 4.醌类化合物的提取与分离。 一、结构类型、典型化合物及生物活性 醌类化合物基本上具有αβ-α‘β’不饱和酮的结构。在许多常用中药如大黄、虎杖、丹参、紫草等 第 17页 中含此类化合物，其中许多有明显的生物活性。 醌类化合物从结构上分主要有苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等四类。 第 18页 1.苯醌 对苯醌：稳定，天热存在多为此类 邻苯醌：不稳定 多为对苯醌的衍生物，且醌核上多有-OH、-CH3、-OCH3 等基团取代 代表化合物： 广泛存在于生物界的泛醌类，又称为辅酶 Q 类，属于对苯醌，能参与生物体内的氧化还原反应过程， 其中辅酶 Q10 已经用于治疗高血压、心脏病及癌症。 维生素 K1 也属于苯醌类药。 2.萘醌 自然界得到的几乎均为α萘醌类 代表化合物：从中药紫草及软紫草中分得的一系列紫草素及异紫草素衍生物，具有止血、抗炎、抗菌、 抗病毒及抗癌作用。 第 19页 3.菲醌类 天热菲醌类衍生物包括邻醌及对醌两种类型 代表化合物：中药丹参根中提取得到多种菲醌衍生物，其中丹参醌Ⅰ、丹参醌ⅡA、丹参醌ⅡB、隐丹 参醌、丹参酸甲酯、羟基丹参醌ⅡA 等为邻醌类衍生物，而丹参新醌甲、丹参新醌乙、丹参新醌丙则为对醌 类化合物。 丹参醌类成分具有抗菌及扩张冠状动脉的作用。 丹参酮ⅡA 磺酸钠注射液已应用于临床，用于治疗冠心病、心肌梗死。 第 20页 丹参醌类结构上具有菲醌母核，但生源却属于二萜类。 4.蒽醌 （1）羟基蒽醌类 蒽醌类数量最多的一种，可以游离形式或与糖结合成苷的形式存在于植物体内。 代表化合物：如大黄和虎杖中的有效成分大黄素、大黄酸、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大黄素均属于 这一类型，对多种细菌具有抗菌作用。 （2）蒽酚或蒽酮类 蒽醌在酸性溶液中被还原生成蒽酚及其互变异构体蒽酮。该类物质主要存在新鲜植物中，长时间储存 后被氧化成蒽醌类成分。 代表化合物：如柯桠素（chrysarobin）以蒽酚或蒽酮的形式存在，两种形式相互转化，对真菌具有较 强的杀灭作用，是治疗疥癣等皮肤病有效的外用药。 蒽酮类成分芦荟苷属于碳苷类化合物，是芦荟中致泻的主要有效成分。 第 21页 （3）二蒽酮类 可看成是两分子蒽酮在 C10-C10’位或其他位脱氢而形成的化合物。这类物质多以苷的形式存在，如 代表化合物：二蒽酮类成分番泻苷 A、B、C、D 等为大黄及番泻叶中致泻的有效成分。 典型化合物 生物活性 苯醌类 辅酶 Q10 用于治疗高血压、心脏病及癌症 维生素 K1 用于各种维生素 K 缺乏引起的出血性疾 病的治疗 萘醌类 紫草和软紫草中的有效成分为紫草素及异紫草素 衍生物 具有止血、抗感染、抗菌、抗癌及抗病毒 等作用 菲醌类 丹参醌类 （丹参酮ⅡA 磺酸钠注射液） 用于治疗冠心病、心肌梗死 蒽醌类 羟基蒽醌 类 分大黄素、大黄酸、大黄酚、大黄素甲醚、芦荟大 黄素 对多种细菌具有抗菌作用 蒽酚或蒽 酮类 柯桠素 对真菌具有较强的杀灭作用 芦荟苷 芦荟中致泻的主要有效成分 二蒽酮类 番泻苷 A、B、C、D 大黄及番泻叶中致泻的有效成分 二、醌类化合物的理化性质与呈色反应 1.理化性质 （1）一般性状 颜色：①无酚羟基醌，则近乎无色；②母核引入-OH、-OCH3 等助色团越多，颜色越深，有黄、橙、棕红 色以至紫红色等。（天然多为有色晶体） 存在形式： 第 22页 ①醌、萘醌、菲醌多以游离状态存在，蒽醌往往以苷的形式存在。 ②游离的蒽醌类多为结晶状，苷类多数难以得到完好的结晶。 （2）升华性 游离的醌类化合物一般具有升华性——升华法；小分子的苯醌类及萘醌类还具有挥发性，能随水蒸气 蒸馏——水蒸气蒸馏法。 （3）溶解性 类型 极性 溶解性 游离醌类 较小 几乎不溶于水 溶于乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂 醌苷类 普通苷类 较大 易溶于甲醇、乙醇、热水 不溶于苯、乙醚等非极性溶剂 碳苷（芦荟苷） 较小 不溶于水 易溶于吡啶 4.酸性 醌类化合物多数具有酚羟基，有的带有羧基，所以表现出一定的酸性，易溶于碱性溶剂 醌类化合物的酸性规律： ①具有羧基的醌类化合物酸性较强； ②2-羟基苯醌或位于萘醌醌核上的羟基为插烯酸结构，也会显示出类似羧基的酸； ③蒽醌及萘醌苯环上的β-羟基酸性强于α-羟基酸性； ④羟基数目越多，酸性越强。 蒽醌类衍生物酸性强弱顺序： 含-COOH>2 个以上β-OH>1 个β-OH>2 个α-OH>1 个α-OH 第 23页 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 例：试比较以下三个化合物的酸性大小 【正确答案】C＞A＞B，蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含-COOH＞含两个以上β-OH＞含一个β -OH＞含两个以上α-OH＞含一个α-OH。 A1 选择题 酸性最强的蒽醌类衍生物中含有的基团是（ ） A.2 个β-OH B.3 个α-OH C.2 个β-OH，1 个α-OH D.1 个 COOH E.3 个α-OH 【正确答案】D，蒽醌类衍生物酸性强弱的排列顺序为：含-COOH＞含两个以上β-OH＞含一个β-OH＞ 含两个以上α-OH＞含一个α-OH。 2.显色反应 （1）菲格尔（Feigl）反应 醌类衍生物（包括苯醌、萘醌、菲醌及蒽醌）在碱性条件下加热能迅速被醛类还原，再与邻二硝基苯 第 24页 反应，生成紫色化合物。 （2）碱液呈色反应（ 反应） 羟基蒽醌及其苷类遇碱液呈红色或紫红色。 呈色反应与形成共轭体系的羟基和羰基有关。因此，羟基蒽醌及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色； 而蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物则需经过氧化成蒽醌后才能呈色。 三、醌类化合物的提取与分离 1.提取 （1）醇提取法：多以乙醇或甲醇为溶剂将游离蒽醌及苷提取出来。 （2）亲脂性有机溶剂提取法：天然苯醌和萘醌多呈游离状态，极性较小，多用氯仿、乙酸乙酯等亲脂 性有机溶剂提取。 （3）碱提酸沉法：对于含有酚羟基、羧基等显酸性的醌类化合物可用碱液进行提取，再酸化使其沉淀 析出。 （4）水蒸气蒸馏法：用于具挥发性的小分子苯醌及萘醌类化合物的提取。 2.醌类化合物的分离 （1）游离蒽醌及蒽醌苷类的分离 ①将醇提液浓缩后的混合物在氯仿-水、乙醚-水两相溶剂中进行液-液萃取。 ②将混合物置于回流或连续回流提取器中，以氯仿或乙醚等有机溶剂提取游离的蒽醌衍生物，蒽醌苷 类仍留在残渣中。 第 25页 （2）游离蒽醌的分离 pH 梯度萃取法 酸性强弱顺序： 含-COOH ＞ 2 个以上β-OH ＞ 1 个β-OH ＞ 2 个α-OH ＞ 1 个α-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH 第五节 黄酮类化合物 内容提要： 1.黄酮类化合物的定义、结构类型及生物活性 2.黄酮类化合物的理化性质（性状、溶解性、酸性、显色反应） 3.黄酮类化合物的提取与分离 经典定义：指基本母核为 2-苯基色原酮的一系列化合物。 现代定义：黄酮类化合物是泛指两个苯环（A-环与 B-环）通过中央三碳链相互连接而成的一系列化合 物，其基本碳架为 C6-C3-C6。 二、结构类型、典型化合物及生物活性 分类依据：根据中央三碳链的氧化程度、B 环连接位置（C-2 或 C-3 位）以及三碳链是否构成环状等特 第 26页 点，可将天然黄酮类化合物分为以下主要类型。 如表所示。 1.黄酮类 结构特点：C-3 位无氧取代基 代表化合物：黄芩中主要抗菌、消炎有效成分黄芩苷，该成分也是中成药“双黄连注射液”的主要活 性成分。 2.黄酮醇类 结构特点：C-3 位有含氧取代基 代表化合物：槐米中的槲皮素及其苷（芦丁），后者具有维生素 P 样作用，用于治疗毛细血管变脆引 起的出血症，并用作高血压的辅助治疗剂。 第 27页 银杏叶中分离出的黄酮类化合物具有扩张冠状血管和增加脑血流量的作用，如山柰酚、槲皮素等。 3.二氢黄酮（醇）类 结构特点：C-2、C-3 位双键被还原 代表化合物：陈皮中的橙皮苷具有和芦丁相同的用途，也有维生素 P 样作用，多作成甲基橙皮苷供药 用，用于治疗冠心病。 水飞蓟宾具有保肝、提高肝脏解毒能力的作用，临床上有水飞蓟宾胶囊剂及其片剂。 4.异黄酮类 结构特点：B 环连接在 C-3 位上 代表化合物：葛根总异黄酮有增加冠状动脉血流量及降低心肌耗氧量等作用，其主要成分有大豆素、 大豆苷及葛根素等，它们均能缓解高血压患者的头痛症状，大豆素还具有雌激素样作用。 葛根素注射剂引起急性血管内溶血属于Ⅱ型变态反应。 5.查耳酮类 结构特点：两个苯环之间的三碳链为开链结构 代表化合物：红花中有效成分为红花黄色素，具有治疗心血管疾病的作用，已应用于临床。 6.花色素类 又称花青素，是一类水溶性色素，多以苷的形式存在。 7.黄烷醇类 又称儿茶素类化合物，如中药儿茶的主要成分（+）-儿茶素。 B 型题 第 28页 A.黄酮醇 B.二氢黄酮 C.二氢黄酮醇 D.异黄酮 E.查耳酮 1.2，3 位有双键，3 位连有羟基的黄酮类化合物是（ ） 【正确答案】A 2.2，3 位无双键，3 位连有羟基的黄酮类化合物是（ ） 【正确答案】C 3.2，3 位无双键，3 位没有羟基的黄酮类化合物是（ ） 【正确答案】B 4.2，3 位有双键，3 位连有 B 环的黄酮类化合物是（ ） 【正确答案】D 三、理化性质及显色反应 1.性状 （1）形态 黄酮类化合物多为结晶性固体，少数（如黄酮苷类）为无定形粉末。 （可用结晶或重结晶法进行分离） （2）旋光性 游离的苷元中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其余均无光学活性。 黄酮苷类由于在结构中引入糖分子，故均有旋光性，且多为左旋。 （3）颜色 黄酮类化合物大多呈黄色，所呈颜色主要与分子中是否存在交叉共轭体系有关，助色团（-OH、-0CH3 等）的种类、数目以及取代位置对颜色也有一定影响。 黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰黄～黄色，查耳酮为黄～橙黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇及异黄酮类， 几乎无色，异黄酮显微黄色。 2.溶解性 黄酮类化合物的溶解度因结构类型及存在状态不同而有很大差异。 一般难溶或不溶于水。 易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液中。 黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子，分子间排列紧密，相互用力较大，故更难溶于水；而二氢 黄酮及二氢黄酮醇等，因系非平面性分子，分子间排列不紧密，相互作用力较小，有利于水分子进入，溶 解度稍大；花色苷元（花青素）类以离子形式存在，故水溶度较大。 第 29页 黄酮类化合物的羟基糖苷化后，水溶性相应加大，而在有机溶剂中的溶解度则相应减小。 3.酸碱性 （1）酸性 黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺 中。 酸性由强至弱的顺序： 7，4′-二 OH＞7-或 4′-0H＞一般酚羟基＞5-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 4%NaOH 7-和 4′-位酚羟基，受 p-π共轭效应影响,酸性较强；3 或 5-位酚羟基，可与 4-位的羰基形成分子内 氢键，故酸性最弱。 此性质可用于提取、分离及鉴别工作。 （2）碱性 黄酮类化合物分子中γ-吡喃酮环上的 1-位氧原子，因有未共用电子对,故表现出微弱的碱性，可与强 无机酸，如浓硫酸、盐酸等生成（钅羊）盐，该盐极不稳定，加水后即分解。 黄酮类化合物溶于浓硫酸中生成的（钅羊）盐，常常表现出特殊的颜色,可用于黄酮类化合物结构类型 的初步鉴别。某些甲氧基黄酮溶于浓盐酸中显深黄色,且可与生物碱沉淀试剂生成沉淀。 所生成的盐极不稳定，加水后即可分解。 4.显色反应 黄酮类化合物的颜色反应与分子中的酚羟基及γ-吡喃酮环有关。 （1）还原反应 1）盐酸-镁粉（或锌粉）反应 （最常用的反应） 多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮和二氢黄酮醇类化合物显橙红至紫红色，少数显紫色至蓝色，当 B 环上 第 30页 有-OH 或-OCH3 取代时，呈现的颜色亦即随之加深。但查耳酮、儿茶素类则无该显色反应。异黄酮类除少数 例外，也不显色。 注意：由于花青素及查耳酮等在浓盐酸酸性下也会发生色变，故需预先作空白对照实验。应先加盐酸 不显色，再加镁粉。 2）四氢硼钠（钾）反应 NaBH4 是对二氢黄酮（醇）类化合物专属性较高的一种还原剂。 方法：是在试管中加入 0.1ml 含有样品的乙醇液，再加等量 2%NaBH4 的甲醇液,1 分钟后，加浓盐酸或浓 硫酸数滴，生成紫至紫红色。 （2）金属盐类试剂的络合反应 黄酮类化合物分子中若具有 3-羟基、4-羰基或 5-羟基、4-羰基或邻二酚羟基等结构，则可以与许多金 属盐类试剂如铝盐、锆盐、锶盐等反应，生成有色的络合物或有色沉淀，有的还产生荧光。 1）铝盐 样品 + 1%AlCl3（三氯化铝） 黄色（紫外灯λmax＝415 nm 下呈亮黄色荧光） （4′-羟基黄酮醇或 7，4′-二羟基黄酮醇显天蓝色荧光） 2）锆盐 利用此反应鉴别黄酮类化合物分子中 3-或 5-OH 的存在与否： 3 位有羟基的黄酮类化合物与二氯氧锆形成的络合物 3）三氯化铁反应 多数黄酮类化合物因分子中含有酚羟基，可与 Fe3+反应呈蓝色。 四、提取与分离 黄酮类化合物的溶解性： 游离黄酮：多不溶于水； 第 31页 易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿； 溶于碱水。 黄酮苷类：多溶于水、甲醇、乙醇、丙酮； 不溶于氯仿、石油醚等低极性有机溶剂； 溶于碱水。 1.提取黄酮苷类 （1）溶剂法 乙醇和甲醇是最常用的黄酮化合物提取溶剂。利用黄酮类化合物与混入的杂质极性不同，选用不同溶 剂进行萃取可达到精制纯化的目的。 （2）碱提酸沉法 酚羟基黄酮→碱性水或碱性稀醇（如 50%的乙醇）浸出→浸出液经酸化→黄酮类化合物沉淀析出，或用 有机溶剂萃取。 芦丁、橙皮苷、黄芩苷均可用此法提取。 常用的碱性水溶液为稀氢氧化钠溶液和石灰水。 注意： ①碱浓度不宜过高,以免在强碱下加热时破坏黄酮类化合物母核。 ②加酸酸化时，酸性也不宜过强，以免生成（钅羊）盐，致使析出的黄酮类化合物又重新溶解，降低 产品收率。 ③当分子中有邻二酚羟基时，应加硼酸保护。 2.分离（pH 梯度萃取法） 酸性由强至弱的顺序 7，4′-二 OH＞7-或 4′-0H＞一般酚羟基＞5-OH 5%NaHCO3 5%Na2CO3 0.2%NaOH 4%NaOH 第 32页 总结： 中药 主要黄酮类成分 结构特点 主要生理活性 黄芩 黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、 汉黄芩素 均属黄酮类化合物。 汉黄芩苷（素）在 5 位有甲氧基 黄芩苷具有抗菌、消炎、降转氨酶等作用 “双黄连注射液”的主要活性成分 葛根 大豆素、大豆苷、葛根素 均属异黄酮类化合 物。 大豆苷为氧苷、葛根 素为碳苷 葛根总黄酮具有增加冠状动脉血流量及降低心肌 耗氧量等作用 银杏叶 山奈酚类、槲皮素类、木犀草 素类、二粒小麦黄酮儿茶素类、 双黄酮类 （总黄酮醇苷、萜类内酯） 分类较多 银杏黄酮类化合物具有扩张冠状血管和增加脑血 流量作用,银杏叶制剂是血小板激活因子抑制剂 续表 中药 主要黄酮类成分 结构特点 主要生理活性 槐花 芦丁、槲皮素 （总黄酮） 均属黄酮醇类化合 物 芦丁可治疗毛细血管脆性引起的出血症，并用做 高血压的辅助治疗剂 陈皮 橙皮苷 属二氢黄酮类化合 物 （用途同芦丁） 水飞蓟 水飞蓟宾 属二氢黄酮醇类化 合物 保肝、提高肝脏解毒 红花 红花黄色素 属查耳酮类 具有治疗心血管疾病的作用 A1 选择题 1.槐米中治疗出血症的有效成分是 A.槐二醇 B.芦丁 C.金丝桃苷 D.杜鹃素 E.槲皮素 【正确答案】B 第六节 萜类和挥发油 内容提要： 1.萜类化合物分类、代表化合物及生理活性； 2.挥发油的化学组成和通性； 3.挥发油的提取分离方法； 一、萜类化合物 萜类的定义 第 33页 是由甲戊二羟酸衍生，且分子式符合（C5H8）n 通式的化合物及其衍生物。 萜类化合物主要还是沿用经验异戊二烯法则分类，即按分子中异戊二烯单位的数目进行分类。 类别 碳原子数 异戊二烯单位数 存在形式 单萜 10 2 挥发油 倍半萜 15 3 挥发油 二萜 20 4 树脂、苦味素、植物醇、叶绿素 二倍半萜 25 5 海绵、植物病菌、昆虫代谢物 三萜 30 6 皂苷、树脂、植物乳汁 四萜 40 8 植物胡萝卜素 多萜 -7.5×103 至 3×105 >8 橡胶、硬橡胶 1.单萜 定义：单萜是指基本碳架由 2 分子异戊二烯单位构成，含有 10 个碳原子的萜烯及其衍生物。 性质：单萜类化合物是挥发油的主要组成成分之一，可随水蒸气蒸馏（单萜苷类不具随水蒸气蒸馏的 性质）； 具有较强的香气和生物活性 根据单萜结构中碳环的有无和多少，将单萜类分为无环（开链）、单环、双环及三环等结构种类。 分类 主要化合物 性质 无环单萜 香叶醇 （牻牛儿醇） 具有似玫瑰香气，可制香料； 可与无水氯化钙形成结晶性分子复合物； 具有抗菌、驱虫等作用 单环单萜 薄荷醇（左旋体习 称薄荷脑） 薄荷挥发油主要成分； 直接冷冻法制备； 具有弱的镇痛、止痒和局麻作用，亦有防腐、杀菌和清 凉作用。 辣薄荷酮（亦称为 胡椒酮） 存在于芸香草等多种中药挥发油中 具有松弛平滑肌的作用，是治疗支气管哮喘的有效 成分 续表 第 34页 分类 主要化合物 性质 双环单萜 龙脑 具升华性，有清凉气味； 具有发汗、止痛、镇痉和防虫腐作用 环烯醚萜类 （属单萜类化合物） 梓醇苷 地黄中降血糖的有效成分之一 具有利尿、缓泻作用 2.倍半萜 定义：倍半萜类是由 3 个异戊二烯单位构成的天然萜类化合物。 分布：倍半萜及其含氧化合物多与单萜类共存于植物挥发油中，是挥发油高沸程（250～280℃）的主 要组分，也有低沸点的固体。 分类 主要化合物 应用 链状倍半萜 合欢醇（法尼醇） 一种名贵香料 单环倍半萜 青蒿素 有很好的抗恶性疟疾活性 双环倍半萜 马桑毒素、羟基马桑毒素 治疗精神分裂症 薁类，如莪术醇 （来源于莪术、郁 金） 莪术醇具有抗肿瘤活性 莪术油具有抗病毒的作用 三环倍半萜 环桉醇 有很强的抗金黄色葡萄球菌作用和抗白色念珠菌活性 最佳选择题 第 35页 属于倍半萜类的化合物是 A.龙脑 B.梓醇苷 C.紫杉醇 D.青蒿素 E.穿心莲内酯 【正确答案】D 3.二萜 定义：二萜是由 20 个碳原子、4 个异戊二烯单位构成的萜类衍生物。 性质：绝大多数不能随水蒸气蒸馏。 多以双环、三环、四环的含氧衍生物为主。 分类 主要化合物 应用 双环二萜 穿心莲内酯 具有抗菌、消炎作用 穿琥宁注射液（脱水穿心莲内酯琥珀酸半酯单钾 盐化合物） 银杏内酯 治疗心脑血管疾病 三环二萜 雷公藤甲素、雷公藤乙素、雷公藤内酯及 16- 羟基雷公藤内酯醇 雷公藤甲素对乳癌和胃癌细胞系集落形成有抑制作用， 16-羟基雷公藤内酯醇具有较强的抗炎、免疫抑制和雄 性抗生育作用。 紫杉醇 具有抗癌活性 四环二萜 甜味苷 在医药、食品工业广泛应用。但近来甜菊苷有致癌作用 的报道，美国及欧盟已禁用。 4.三萜 定义：三萜是由 30 个碳原子、6 个异戊二烯单位构成的萜类衍生物。 性质：成苷后大多可溶于水，振摇后可生成胶体溶液，并产生持久性泡沫，因此称为皂苷。 一般所说的酸性皂苷主要是指分子中含有羧基的三萜皂苷。 （1）四环三萜 四环三萜的骨架与甾体相似，也具有环戊烷骈多氢菲的基本母核。 从滋补强壮中药黄芪、人参中分离的数种皂苷均属于四环三萜类。 如人参皂苷 Rg1 有轻度中枢神经兴奋作用及抗疲劳作用。 第 36页 （2）五环三萜 甘草酸及其苷元甘草次酸都具有促肾上腺皮质激素（ACTH）样活性； 其铵盐甘草酸单铵、甘草酸二铵（甘利欣）作为抗肝炎药已应用于临床； 从甘草中提制的甘草流浸膏还是复方甘草口服液和复方甘草片的主要有效成分。 练习题 倍半萜和二萜在化学结构上的明显区别是 A.氮原子数不同 B.碳原子数不同 C.氧原子数不同 D.碳环数不同 E.氧环数不同 【正确答案】B 属于二萜类的化合物是 A.原白头翁素 B.桂皮醛 C.青蒿素 D.新穿心莲内酯 E.α-细辛醚 【正确答案】D 二、挥发油 一、概述 第 37页 定义：挥发油又称为精油，是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相 混溶的挥发性油状成分的总称。 注意：挥发油是混合物。 2.挥发油的化学组成 类型 主要组成 代表化合物 萜类化合物 主要是单萜、倍半萜及其含氧衍生物 樟脑油中的樟脑（50%） 桉叶油中的桉油精（70%） 芳香族化合物 小分子苯丙素类衍生物； 萜原化合物； 具有 C6-C2 或 C6-C1 骨架的化合物 桂皮中的桂皮醛； 百里香酚； 花椒油素 脂肪族化合物 脂肪族化合物 陈皮中的正壬醇 人参挥发油中的人参炔醇 鱼腥草挥发油中的癸酰乙醛（即鱼腥草素） 甲基正壬酮等 其他类化合物 其他经过水蒸气蒸馏能分解出挥发性成分 如芥子油、原白头翁素、大蒜油等 鱼腥草挥发油中的癸酰乙醛，亦称鱼腥草素 具有抗菌活性鱼腥草注射液临床上曾出现过敏性休克、全身过敏反应和呼吸困难等反应。 3.挥发油的一般性质 （1）性状 ①挥发油大多为无色或淡黄色液体，有些挥发油溶有色素因而显特殊颜色。 ② 多具浓烈的特异性嗅味（其嗅味常是其品质优劣的重要标志），有辛辣灼烧感。大多数为香味。也 有少数挥发油具有异味，如鱼腥草挥发油有鱼腥味。 ③ 冷却条件下挥发油中的主要成分常可析出结晶，称“析脑”，这种析出物习称为“脑”，如薄荷脑、 樟脑等。滤去析出物的油称为“脱脑油”，如薄荷油的脱脑油习称“薄荷素油”，但仍含有约 50%的薄荷脑。 （2）挥发性 挥发油常温下可自然挥发，如将挥发油涂在纸片上，较长时间放置后，挥发油因挥发而不留油迹，脂 肪油则留下永久性油迹，藉此二者可相区别。 挥发油可随水蒸气蒸馏。 （3）溶解性 挥发油不溶于水，可溶于高浓度乙醇，易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等亲脂性有机溶剂，在低浓度 乙醇中溶解度较小。 （4）物理常数 1）比重：挥发油比重一般在 0.850～1.065 之间，多数挥发油比水轻，习称为“轻油”；也有少数挥 发油比水重，习称为“重油”。如丁香油、桂皮油均为“重油”。 2）折光性：挥发油具有较强的折光性，其折光率一般在 1.43～1.61 之间。 3）旋光性：挥发油几乎均有旋光性，其比旋度一般在+97°～+117°的范围内。 4）沸点：挥发油的沸点一般在 70～300℃之间。 （5）不稳定性 遇光、空气、加热易氧化变质。 挥发油长时间暴露在空气中或置于光线下，颜色会加深，且将失去原有的香味。因此，挥发油应置入 棕色瓶内，密塞，低温保存。 4.挥发油的检识 挥发油的气味、挥发性、物理常数等均可作为挥发油质量检查的指标。 第 38页 5.挥发油的提取 （1）水蒸气蒸馏法：采用直接加热蒸馏或通入水蒸气蒸馏 优点：设备简单、容易操作、成本低、提油率高等优点。 缺点：对热不稳定成分的挥发油容易产生相应成分的分解而影响挥发油的品质。 （2）超临界流体提取法： CO2 超临界流体应用于提取芳香挥发油。 优点：防止挥发油中易热解成分的破坏，提高产品质量，同时还可以提高回收率。 缺点：工艺技术要求高，设备费用投资大。 1）超临界流体：当一种物质处于其临界温度与临界压力以上的状态下，形成既非液体又非气体的单一 相态时，称为超临界流体。 特点：密度接近液体，黏度类似气体，扩散力、渗透性优于液体。因此，超临界流体比液体溶剂有更 佳的溶解力，有利于溶质的萃取。 2）超临界流体物质的选择： 最常用 CO2，其优点是易于操作；不易燃，性质稳定，生产安全；可防止被萃取物质的氧化；无毒、价 廉、来源容易。 3）超临界流体提取应用： 常用超临界流体提取天然产物，可以提高产品质量，提高收率。 6.挥发油的分离 （1）冷冻析晶法 将挥发油于 0℃以下放置使析出结晶，若无结晶析出可将温度降至-20℃，继续放置至结晶析出，再经 重结晶可得单体结晶。 主要分离对象：薄荷脑、樟脑。 注：本法操作简单，但对某些挥发性单体分离不够完全，而且大部分挥发油冷冻后仍不能析出结晶。 （2）分馏法 依据是单萜、倍半萜等各类成分的沸点不同 一般规律是沸点随分子量增大、双键增多而升高；含氧萜沸点随官能团的极性增大而升高。 第七节 甾体及其苷类 内容提要： 1.强心苷的结构特点、分类及理化性质 2.强心苷的检识反应 3.强心苷的代表化合物及生物活性 4.甾体皂苷的结构特点与分类 5.皂苷的理化性质及检识 6.皂苷的提取、分离及精制、代表化合物及生物活性 甾类化合物概述：自然界存在的甾类化合物，包括 C21 甾类、强心苷、蟾蜍配基、甾体皂苷、植物甾 醇、蜕皮激素类等。 作为药用的主要有强心苷、甾体皂苷等类型。 各类甾体成分 C17 位均有侧链，依据侧链结构不同可分为不同类型。 名称 A/B B/C C/D C17-取代基 强心苷 顺、反 反 顺 不饱和内酯环 甾体皂苷 顺、反 反 反 含氧螺杂环 第 39页 一、强心苷 定义：强心苷是生物界中存在的一类对心脏具有显著生物活性的甾体苷类。 大多分布在一些有毒的植物中，如毛花洋地黄、黄花夹竹桃、毒毛旋花子、铃兰等植物。 天然存在的强心苷元是 C-17 侧链为不饱和内酯环的甾体化合物。 1.强心苷的结构特点与分类 （1）强心苷元特点：可分为甾体母核、不饱和内酯环两部分。 （2）强心苷元的类型：依据不饱和内酯环的特点分为两类。 1）甲型强心苷元（强心甾烯类） 由 23 个碳原子组成，C-17 位结合有五元不饱和内酯环，也称为强心甾烯。天然存在的强心苷类大多属 于此种类型。如洋地黄毒苷元。 2）乙型强心苷元（海葱甾二烯或蟾蜍甾二烯类） 由 24 个碳原子组成，C-17 位结合有六元不饱和内酯环称为海葱甾烯或蟾酥甾烯。此种类型在自然界中 较少。如海葱苷元等。 （3）糖的类型 强心苷的糖除了常见的葡萄糖外，还有 2，6-二去氧糖，如 D-洋地黄毒糖、D-加拿大麻糖等，6-去氧 第 40页 糖如 L-黄花夹竹桃糖、D-洋地黄糖等。 （4）苷元与糖的连接方式： Ⅰ型强心苷：苷元-（2，6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如紫花洋地黄苷 A，毛花苷 C 。 Ⅱ型强心苷：苷元-（6-去氧糖）x-（D-葡萄糖）y，如黄夹苷甲，真地吉他林。 Ⅲ型强心苷：苷元-（D-葡萄糖）y，如绿海葱苷。 其中 x =1～3，y=1～2。天然存在的强心苷类以Ⅰ型及Ⅱ型较多，Ⅲ型较少。 2.强心苷的理化性质 （1）性状 强心苷多为无定形粉末或无色结晶，具有旋光性；味苦；强心苷对黏膜具有刺激性。 （2）溶解性 原生苷由于所含糖基数目多且具有葡萄糖，可溶于水、醇等溶剂，次生苷亲水性减弱可溶于乙酸乙酯、 含水氯仿等溶剂。 （3）苷键水解 1）酸催化水解 ① 温和酸水解 用 0.02～0.05mol／L 的盐酸或硫酸，在含水醇中经短时间加热回流，可使Ⅰ型强心苷中苷元与 2-去氧 糖或 2-去氧糖之间的苷键进行酸水解，但葡萄糖与 2-去氧糖之间的苷键在此条件下不易断裂。 ②强烈酸水解 Ⅱ型和Ⅲ型强心苷与苷元直接相连的均为α-羟基糖，用温和酸水解无法使其水解，必须增高酸的浓度 （3%～5%），延长作用时间或同时加压，才能使α-羟基糖定量地水解下来，但常引起苷元结构的改变，失 去一分子或数分子水形成脱水苷元。 强心苷酸水解反应 方法 试剂 裂解部位 特点及注意事项 温和 酸水 解 0.02～ 0.05mol/L 盐酸 或硫酸 苷元和α-去氧糖之 间、α-去氧糖与α-去 氧糖之间的糖苷键 ①α-去氧糖与α-羟基糖、α-羟基糖与α-羟基糖之间的苷键不易 断裂；②条件温和，对苷元的影响较小；③可使Ⅰ型强心苷水解为 苷元和糖；④此法不宜用于 16 位有甲酰基的洋地黄强心苷类的水解 强烈 酸水 解 3～5%的盐酸或 硫酸 所有苷键 ①适合于Ⅱ型和Ⅲ型强心苷水解； ②常引起苷元结构的改变，失去一分子或数分子水形成脱水苷元 2）酶水解 酶水解有一定的专属性。 含强心苷的植物中，有水解葡萄糖的酶存在，在 35～37℃的条件下能水解糖链末端的葡萄糖，生成次 第 41页 生苷。 例如：乙酰毛花苷 C（西地兰） 地高辛 3.强心苷的检识 强心苷的颜色反应可由甾体母核、不饱和内酯环和α-去氧糖产生。 （1）强心苷因有甾体母核可发生的反应 反应类型 反应试剂 现象 醋酐浓硫酸反应 样品溶于氯仿， 加硫酸-乙酐（1：20） 红→紫→蓝→绿→污绿，最后褪色 三氯化锑反应 喷 20%三氯化锑的三氯甲烷溶液（不 含乙醇和水），于 60～70℃加热 3～ 5 分钟 呈现灰蓝、蓝、灰紫等颜色 三氯醋酸反应（区别洋 地黄类强心苷的各种 苷元） 喷 25%的三氯乙酸-氯胺 T 试剂,晾 干后于加热数分钟，置紫外灯下观 察 洋地黄毒苷元衍生的苷类显黄色荧光；羟基洋地黄毒 苷元衍生的苷类显亮蓝色荧光；异羟基洋地黄毒苷元 衍生的苷类显蓝色荧光 （2）C-17 位上五元不饱和内酯环的颜色反应 甲型强心苷在碱性醇溶液中，由于五元不饱和内酯环上的双键移位产生 C-22 活性亚甲基，能与活性亚 甲基试剂作用而显色，乙型不能显色。 [亚硝酰铁氰化钠（Legal）反应]： 取样品乙醇提取液 2ml，水浴上蒸干，残渣用 1ml 吡啶溶解，加入 3%亚硝酰铁氰化钠溶液和 2mol／L 氢氧化钠溶液各 2 滴，若反应呈深红色并逐渐褪去，表示可能存在甲型强心苷。 （3）2-去氧糖颜色反应 [三氯化铁-冰醋酸（Keller-Kiliani）反应]： 取供试液 2ml，水浴蒸干，残渣以 5ml 冰醋酸溶解，加 20%三氯化铁水溶液一滴，混匀，沿管壁加入浓 硫酸 5ml，如有 2-去氧糖存在，冰醋酸层逐渐为蓝色，界面处呈红棕色或其他颜色（随苷元不同而异）。 只对游离的 2-去氧糖或 2-去氧糖与苷元连接的苷显色。 4.典型化合物及生物活性 强心苷是治疗心力衰竭不可缺少的药物，但临床应用中发现治疗指数狭窄和不易控制等缺点，故目前 仍有必要继续寻找和研究新的强心苷。 第 42页 洋地黄苷 C：亲水性强，适于注射外 洋地黄毒苷（digitoxin）：亲脂性强，多口服用于慢性病例； 羟基洋地黄毒苷（gitoxin）：乙酰化后，脂溶性提高，易吸收，吸收过程中脱去乙酰基，脂溶性降低， 蓄积性小； 异羟基洋地黄毒苷（地高辛，digoxin）：亲脂性降低，口服不易吸收，可注射用于急性病例，作用迅 速，蓄积性小； 去乙酰毛花苷（deslanoside）：亲水性更强，口服吸收不好，适于注射，毒性小，安全性大，为一种 速效强心苷。 二、甾体皂苷 甾体皂苷是一类由螺甾烷类化合物衍生的寡糖苷。 1.甾体皂苷的结构与分类 （1）甾体皂苷元的结构特征： 甾体皂苷元由 27 个碳原子组成，共有 A、B、C、D、E、F 六个环，E 环与 F 环以螺缩酮形式连接，它们 与甾体母核共同组成螺甾烷。 （2）甾体皂苷的类型： 依照螺甾烷结构中 F 环的环合态，可将其分为： 1）螺甾烷醇类，C-25 为 S 构型，如剑麻皂苷元，菝葜皂苷； 2）异螺甾烷醇类，C-25 为 R 构型，如薯蓣皂苷元，薯蓣皂苷； 3）呋甾烷醇类，F 环为开链型衍生物，如原薯蓣皂苷元，原菝葜皂苷。 第 43页 从纤细薯蓣的新鲜根茎中分离出的是呋甾烷醇类型的原薯蓣皂苷，根茎经长时间的放置后，则变为异 螺甾烷醇型的薯蓣皂苷。 薯蓣皂苷与原薯蓣皂苷广泛分布于薯蓣属植物中，两者是地奥心血康制剂中八种甾体皂苷中的主要成 分。 2.皂苷的理化性质 （1）性状 皂苷分子量较大，不易结晶，多为无色、白色无定形粉末，具有吸湿性。 多数皂苷具苦和辛辣味，对人体黏膜有刺激性。 （2）溶解度 ① 大多数皂苷极性较大，一般可溶于水，易溶于热水、稀醇，几乎不溶于或难溶于石油醚、苯、乙醚 等亲脂性溶剂。 ② 甾体皂苷元易溶于石油醚、氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂。 ③ 皂苷在含水正丁醇中有较大的溶解度，因此正丁醇常作为提取皂苷的溶剂。 （3）表面活性 皂苷水溶液经强烈振摇能产生持久性泡沫，且不因加热而消失，这是因为皂苷分子内亲水性的糖和亲 脂性的苷元部分达到平衡状态而使水溶液表面张力降低所致。但也有些皂苷起泡性不明显。 （4）溶血性 皂苷的水溶液大多数能破坏红细胞而有溶血作用，这是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶于水的 复合物,破坏了血红细胞的正常渗透性，致使胞内渗透压增加而发生崩裂，从而导致溶血现象。 各种皂苷的溶血作用强弱不同，可用溶血指数表示。 溶血指数：指在一定条件下（同一来源红细胞、等渗、恒温等）能使血液中红细胞完全溶解的最低皂 苷溶液浓度。 第 44页 例如：薯蓣皂苷的溶血指数为 1：400000，甘草皂苷的溶血指数为 1：4000。前者的溶血能力明显强于 后者。 并非所有皂苷都有溶血作用，一般单糖链皂苷溶血作用较明显（如薯蓣皂苷），双糖链皂苷溶血作用 较弱或无溶血作用（如 A 型人参皂苷），酸性皂苷（三萜皂苷，如甘草皂苷）则显示中等程度的溶血作用。 F 环开裂的呋甾烷醇类皂苷（如原菝葜皂苷）因不能和胆甾醇生成分子复合物，故不具有溶血性质，而 且其表面活性降低，但显示出抗真菌活性。 3.皂苷的提取 （1）提取通法 ① 醇提取浓缩-脱脂-正丁醇萃取法。药材以乙醇或甲醇提取，然后回收溶剂，于水溶液中加入乙醚萃 取，脂溶性杂质则转溶于乙醚溶剂中，与皂苷分离。然后，改用水饱和的正丁醇为溶剂继续对水溶液进行 两相萃取，则皂苷转溶于正丁醇，一些亲水性强的杂质如糖类仍留于水中，与皂苷分离。收集正丁醇溶液， 减压蒸干，得粗制的总皂苷。 ② 碱提酸沉法，如甘草酸的提取。 （2）皂苷元的提取 皂苷元多数难溶或不溶于水，先将皂苷水解得到皂苷元，再用两相萃取法。 注意：在加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈条件下皂苷元结构发生脱水、环合、双键位移等 的变化。 4.分离与精制 胆甾醇沉淀法： 将粗皂苷溶于少量乙醇中，再加入胆甾醇的饱和溶液，收集沉淀，用水、乙醇、乙醚顺次洗涤，以除 去糖类、色素和游离的胆甾醇。然后将沉淀干燥后，用乙醚回流提取，胆甾醇溶于乙醚中，残留物即为较 纯的皂苷。 与皂苷形成复合物的甾醇结构特点： ①C-3 位β-OH，如胆甾醇、β-谷甾醇等可与皂苷形成分子复合物； ②若 C-3 位α-OH 或 C-3 位β-OH 被酯化或成苷键者均不能生成难溶性的分子复合物。甾体皂苷与甾醇 形成的分子复合物较三萜皂苷稳定，但 F 环裂解的呋甾烷醇类皂苷则不能和甾醇形成分子复合物。 5.皂苷的检识 （1）泡沫试验： 第 45页 强烈振摇，产生持久性泡沫 注意：含蛋白质和黏液质的水溶液虽也能产生泡沫，但很快消失。另外，某些皂苷没有或仅有微弱的 泡沫反应。 （2）溶血试验： 取供试液 1ml，于水浴上蒸干，以 0.9%生理盐水溶解，加入几滴 2%红细胞悬浮液，于 37℃下观察，如 溶液由混浊变为澄清，则可能有皂苷存在。 注意：① 某些皂苷没有溶血作用 ② 植物中的某些萜类、胺类也有溶血作用。一般应先以胆甾醇沉淀法，如果经胆甾醇沉淀后的滤液不 再有溶血作用，而沉淀溶解后具溶血活性，则说明是皂苷引起的溶血现象。 （3）呈色反应 甾体皂苷、三萜皂苷都具有甾体母核的颜色反应，并可以区别二者。 [醋酐浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应] 甾体皂苷反应液产生黄-红-紫-蓝-绿-污绿等颜色，最后逐渐褪色； 三萜皂苷最终只能显示出红紫色或蓝色，再逐渐褪色。 6.典型化合物及生物活性 皂苷具有治疗心血管疾病、降血糖、抗菌、抗肿瘤、杀灭钉螺及免疫调节作用等活性。 菝葜皂苷具显著的抗真菌作用； 蜘蛛抱蛋皂苷具有较强的杀螺活性； 云南白药重楼中的皂苷Ⅰ、Ⅳ对 P350、L1210、KB 细胞具有显著的抑制作用； 临床上以黄山药中甾体皂苷为原料研制的地奥心血康，用以治疗冠心病、心绞痛等病症； 乙氧黄酮为蒺藜果实中提取的总皂苷制剂，临床用于心脑血管病的治疗，具有扩张冠状动脉、改善冠 状动脉循环作用，对缓解心绞痛、改善心肌缺血有较好的疗效。 此外，有一些甾体皂苷元如剑麻皂苷元是有价值的合成激素的原料。 第八节 生物碱 内容提要： 1.生物碱的含义 2.生物碱的分类、来源及生物活性 3.生物碱的理化性质 4.生物碱的提取与分离 一、生物碱的定义与分类 1.生物碱的定义 生物碱（Alkaloids）指来源于生物界的一类含氮有机化合物。 大多有较复杂的环状结构,氮原子结合在环内 （特例：有机胺类生物碱 N 原子不在环内）； 多呈碱性，可与酸成盐； 多具有显著的生理活性。 一般来说，除氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸以及含氮维生素等动、植物体必需的含 氮有机化合物外，其他含氮有机化合物均可视为生物碱。 2.主要类型、典型化合物及生物活性 （1）有机胺类：这一类生物碱的氮原子不在环状结构内，而是结合在侧链上，如麻黄碱、秋水仙碱等。 第 46页 麻黄碱有平喘、收缩血管、兴奋中枢神经的作用，临床上有盐酸麻黄碱片、茶碱麻黄碱片，用于平喘； 伪麻黄碱能选择性的收缩上呼吸道毛细血管，有解热镇痛作用。 秋水仙碱中氮原子在侧链上成酰胺状态，碱性近中性。临床上用以治疗急性痛风，并有抑制癌细胞生 长的作用。 （2）吡啶衍生物： 简单吡啶类生物碱如烟碱； 喹诺里西啶类生物碱是由两个哌啶共用一个氮原子的稠环衍生物，如苦参碱、氧化苦参碱，两者均能 抑制肉瘤 180 的生成，其中氧化苦参碱含有配位键，可溶于水。 （3）莨菪烷（颠茄烷类）衍生物： 由吡咯啶和哌啶骈合而成的杂环化合物 莨菪碱为左旋体，消旋化后成为阿托品，两者均有解痉镇痛和散瞳、解有机磷中毒作用； 东莨菪碱与莨菪碱生物活性相似，常作为防晕和镇静药物应用。 第 47页 （4）异喹啉衍生物： 存在于黄连、黄柏、三棵针中，具有抗菌作用的小檗碱 防己中的汉防己甲素、乙素，具有强镇痛作用的吗啡碱，可待因等均属于此类型生物碱。其中汉防己 乙素、吗啡碱有酚羟基，又属于酚性生物碱。 （5）其他类生物碱： 吡咯类生物碱，如党参中党参碱；吲哚生物碱，如麦角新碱、毒扁豆碱；喹啉衍生物，如喜树碱；萜 类生物碱，如乌头中乌头碱；甾体类生物碱，如贝母中的贝母碱。其中，喜树碱具有很强的抗肿瘤作用， 其衍生物羟喜树碱注射制剂临床上用于多种肿瘤的治疗。 生物碱类型 二级分类 结构特点 代表化合物 吡啶类 简单吡啶类 槟榔碱、次槟榔碱、烟碱、胡椒碱 双稠哌啶类 苦参碱、氧化苦参碱、金雀花碱 莨菪烷类 莨菪碱、东莨菪碱、古柯碱 异喹啉类 简单异喹啉类 萨苏林 苄基异喹啉类 罂粟碱、厚朴碱、去甲乌药碱 蝙蝠葛碱、汉防己甲（乙）素 原小檗碱类 小檗碱、延胡索乙素 吗啡烷类 吗啡、可待因、青风藤碱 吲哚类 简单吲哚类 大青素 B、靛青苷 色胺吲哚类 吴茱萸碱 单萜吲哚类 士的宁、利血平 双吲哚类 长春碱、长春新碱 有机胺类 麻黄碱、秋水仙碱、益母草碱 练习题 A 型题 苦参碱是 A.简单异喹啉类生物碱 B.苄基异喹啉类生物碱 C.原小檗碱型 D.色胺吲哚类生物碱 E.双稠哌啶生物碱 【正确答案】E 麻黄中生物碱的主要类型是 A.双稠哌啶类 B.有机胺类 C.异喹啉类 D.莨菪烷类 E.吲哚类 【正确答案】B 二、生物碱的理化性质 1.性状 第 48页 多为结晶形固体，少数为非晶形粉末； 具有固定的熔点，有的具有双熔点，个别的仅具有分解点； 少数小分子生物碱为液体，如烟碱、槟榔碱。 生物碱多具苦味,少数呈辛辣味或其他味道,如甜菜碱具有甜味。 生物碱一般无色或白色，少数有颜色，如小檗碱、蛇根碱呈黄色，药根碱、小檗红碱呈红色等。 个别生物碱在可见光下无色，而在紫外光下显荧光，如利血平。 个别小分子生物碱如麻黄碱、烟碱等具挥发性，可用水蒸气蒸馏法提取。 咖啡因等个别生物碱具有升华性。 B 型题 A.小檗碱 B.麻黄碱 C.槟榔碱 D.咖啡因 E.甜菜碱 1.性状为液态的 【正确答案】C 2.具有升华性的是 【正确答案】D 3.具有挥发性的是 【正确答案】B 4.有颜色的是 【正确答案】A 2.旋光性 含有手性碳原子或本身为手性分子的生物碱都有旋光性，且多为左旋。 一般左旋体活性显著强于右旋体，如 l-麻黄碱比 d-麻黄碱收缩子宫的活性大 1 倍；左旋莨菪碱的散瞳 作用比右旋莨菪碱的作用约大 100 倍。（少数右旋体生物活性强于左旋体，如 d-古柯碱的局部麻醉作用强 于 l-古柯碱） 3.碱性及表示方法 （1）碱性的来源：生物碱分子中含有氮原子，氮原子上有一孤对电子，能接受质子，因而表现出碱性， 与酸结合成盐。 （2）碱性的表示方法 生物碱碱性强弱用 pKa 表示，pKa 越大，碱性越强。 生物碱的碱性强弱与 pKa 的关系： ①强碱：pKa>12，如胍类、季铵碱类； ②中强碱：pKa7～12，如脂胺类、脂氮杂环类； 第 49页 ③弱碱：pKa2～7，如芳胺类、六元芳氮杂环类； ④近中性碱（极弱碱）：pKa<2，如酰胺类、五元芳香氮杂环类生物碱。 4.溶解性 （1）游离生物碱 1）亲脂性生物碱 多数仲胺碱和叔胺碱为亲脂性 易溶于极性小的有机溶剂如氯仿、乙醚、乙酸乙酯等，难溶于水，多数脂溶性生物碱在氯仿中的溶解 度均较大，这是因为氮原子的未共用电子对与氯仿中的氢形成分子间氢键，产生溶剂化作用的结果。 可溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等。 不溶或难溶于水，但溶于酸水。 2）亲水性生物碱 ① 季铵碱型生物碱：为离子型化合物，易溶于水和酸水，可溶于甲醇、乙醇及正丁醇等极性较大的有 机溶剂，难溶于亲脂性有机溶剂。 ② 含 N→O 配位键的生物碱：具有配位键,可溶于水，如氧化苦参碱。 ③ 小分子生物碱：少数分子较小而碱性较强的生物碱，既可溶于水，也可溶于三氯甲烷，如麻黄碱、 烟碱等。 ④ 酰胺类生物碱：由于酰胺在水中可形成氢键，所以在水中有一定的溶解度，如秋水仙碱、咖啡碱等。 3）具有特殊官能团的生物碱 ①具有酚羟基或羧基的生物碱：具有酸、碱两性，故即可溶于酸水，又可溶于碱水。 ②具有酚羟基的生物碱（又称酚性生物碱），可溶于氢氧化钠等强碱性溶液，如吗啡； ③具有羧基的生物碱，可溶于碳酸氢钠等弱碱溶液，如槟榔碱。 （2）生物碱盐 一般能溶于水。多数生物碱及其盐在极性大的溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮中一般都能溶解。 第 50页 一般生物碱无机酸盐的水溶性大于有机酸盐。 生物碱的无机含氧酸盐的水溶性大于不含氧酸盐。季铵型生物碱在水中的溶解度较大，但与盐酸或氢 碘酸成盐后，水溶性明显减小。 有些生物碱盐难溶于水，如小檗碱盐酸盐、麻黄碱草酸盐等。 类型 溶解性 游离生 物碱 亲脂性生物碱 大多数叔胺碱为亲脂性，一般能溶于有机溶剂，尤其易溶于亲脂性有机溶剂， 热别易溶于氯仿。溶于酸水，不溶或难溶于水和碱水 亲水性生物碱 主要指季氨碱和某些含氨-氧化物的生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇，难溶于 亲脂性有机溶剂 具特殊官能团 的生物碱 两性生物碱 即可溶于酸水，也可溶于碱水，但在 PH8-9 时易产生沉淀 具内脂或内 酰胺结构 在碱水中，其内酯（或内酰胺）结构可开环形成羧酸盐溶于水中，继之加酸 复又还原 类型 溶解性 生物碱 盐 一般溶解 性 易溶于水，可溶于醇类，难溶于亲脂性有机溶剂。生物碱在酸水中成盐溶解，调碱性后又游离 不同的酸 的盐 通常生物碱的五级酸盐水溶性大于有机酸盐；无机酸盐中韩养酸盐的水溶性大于卤代酸盐；小 分子有机酸盐大于大分子有机酸盐 5.沉淀反应 （1）生物碱沉淀试剂：最常用碘化铋钾试剂（Dragendoff 试剂），产生橘红色沉淀。 （2）反应条件 除苦味酸试剂外，其他生物碱沉淀反应一般都在酸性水溶液中进行。 原因：生物碱在酸性条件下成盐，易溶于水与沉淀试剂反应，所生成沉淀易于观察。 判定注意事项： ①对生物碱定性鉴别时，应用三种以上试剂分别进行反应，均阳性或阴性方有可信性。 ②仲胺一般不易与生物碱沉淀试剂反应，如麻黄碱、吗啡、咖啡碱等。 ③水溶液中如有蛋白质、多肽、氨基酸、鞣质等亦可与此类试剂产生阳性反应，故应在被检液中除掉 这些成分。 三、生物碱的提取与分离 1.总生物碱的提取 （1）酸水提取法 溶剂：1%～5%的硫酸、盐酸或醋酸为溶剂 第 51页 纯化方法：酸提取液→调 pH 至中性→碱化游离→亲脂性有机溶剂萃取 （2）醇类溶剂提取法 溶剂：甲醇、乙醇，或酸性乙醇或甲醇（含 0.5%～1.0%硫酸或醋酸） 提取方法：渗漉法、浸渍法、回流法、连续回流 纯化方法：酸醇提取液→调 pH 至中性→碱化游离→亲脂性有机溶剂萃取 （3）亲脂性有机溶剂提取法 溶剂：氯仿等亲脂性有机溶剂提取游离生物碱 提取方法：回流法、连续回流 提取前应先用少量碱水（氨水、石灰乳等）与原料拌匀至湿润，使生物碱由盐转为游离碱，再用上述 溶剂提取。 酚性生物碱能与氢氧化钠成盐，不宜用氢氧化钠溶液。 2.生物碱的分离方法及应用 （1）利用生物碱的碱性差异进行分离：pH 梯度萃取法。 具体方法有两种： ①总生物碱溶于亲脂性有机溶剂，用 pH 由高至低的酸性缓冲溶液依次萃取，生物碱可按碱性由强至弱 先后成盐依次被萃取出而分离 ②总生物碱溶于酸水，逐步加碱使 pH 值由低至高分离。生物碱按由弱到强的顺序依次游离转溶于有机 溶剂中而依次被萃取出来。 （2）利用生物碱及其盐的溶解度差异进行分离 游离生物碱：如苦参中苦参碱和氧化苦参碱的分离。 （氧化苦参碱的极性大于苦参碱，难溶于乙醚） 汉防己中汉防己甲素和汉防己乙素的分离。 （汉防己甲素的极性小于汉防己乙素，可溶于冷苯） 生物碱盐：如麻黄中分离麻黄碱、伪麻黄碱。 （在草酸中溶解度不同，麻黄碱溶解度小于伪麻黄碱） （3）利用生物碱的特殊官能团进行分离： 含有酚羟基，可将其溶于氯仿中，用稀氢氧化钠水溶液萃取（如吗啡碱） 带羧基的生物碱还具有较强的酸性，可用碳酸氢钠水溶液将其从氯仿溶液中萃取出来。 第九节 其他成分 内容提要： 1.鞣质 2.有机酸 3.氨基酸、蛋白质 4.多糖 一、鞣质 1.鞣质的定义 鞣质又称鞣酸或单宁，存在于植物界的一类结构比较复杂的多元酚类化合物。鞣质能与蛋白质相结合 形成不溶于水的沉淀，故能与生兽皮中的蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又难以透水的皮革，所以 第 52页 称为鞣质。 2.除去鞣质的方法 鞣质因有较多酚羟基容易被氧化，致使中药制剂易于变色、浑浊或沉淀，从而影响制剂的质量。 除去鞣质的方法有：（1）热处理冷藏法；（2）石灰沉淀法：（3）明胶沉淀法 （1）热处理冷藏法 鞣质在水溶液中是一种胶体状态，高温可破坏胶体的稳定性，低温可使之沉淀。 因此可先将药液蒸煮，然后冷冻放置，过滤，即可除去大部分鞣质。 （2）石灰沉淀法 利用鞣质与钙离子结合生成水不溶性沉淀，故可在中药的水提液中加入氢氧化钙，使鞣质沉淀析出； 或在中药原料中拌入石灰乳，使鞣质与钙离子结合生成水不溶物，使之与其他成分分离。 （3）明胶沉淀法 在中药的水提取液中，加入适量 4%明胶溶液，使鞣质沉淀完全，滤除沉淀，滤液减压浓缩至小体积， 加入 3～5 倍量的乙醇，以沉淀过剩的明胶。 二、有机酸 1.有机酸的定义 有机酸是一类含羧基的化合物（不包括氨基酸），广泛分布在植物界，多数与金属离子或生物碱结合 成盐的形成存在，也有结合成酯的形式存在。 2.结构和分类 有机酸按其结构的特点可分为芳香族、脂肪族和萜类有机酸三大类。 （1）芳香族有机酸 芳香酸在植物界中分布十分广泛，主要是苯丙酸及其衍生物。尤以对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸和 芥子酸较为多见。 代表化合物： ①绿原酸为 3-咖啡酰奎宁酸，是金银花抗菌有效成分和菌陈利胆有效成分； ②水杨酸以其二乙胺盐或镁盐的形式作为消炎镇痛非甾体抗感染药应用于临床。 ③广防己、青木香等药材中含有马兜铃酸，可导致急性肾衰竭、急性肾小管坏死等严重毒副作用，建 第 53页 议在服用含马兜铃酸的中药材或中成药时，必须在医师的指导下使用，严格控制剂量和疗程，并在治疗期 间注意肾小管及肾小球功能的监测。 （2）脂肪族有机酸 脂肪酸也广泛存在于植物界中，如中药中普遍存在着柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸等。脂肪酸为 带有羧基的脂肪族化合物，分子式少于 8 个碳的有机酸被称为低级脂肪酸，8 个碳以上者为高级脂肪酸。若 按其所含官能团分类，又可分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、多元羧酸、羟基酸、酮酸等。 （3）萜类有机酸 属于萜类化合物，如甘草次酸、齐墩果酸等。 3.提取与分离 通常采用以下方法提取与分离有机酸。 （1）有机溶剂提取法 游离有机酸易溶于亲脂性有机溶剂而难溶于水。 （2）离子交换树脂法 将中药的水提取液直接通过强碱性阴离子交换树脂柱，使有机酸根离子交换到树脂柱上，碱性成分和 中性成分则流出树脂柱被除去，接着用水洗净树脂，再用稀氨水洗脱树脂柱，从树脂上交换下来的有机酸 以铵盐的形式存在于洗脱液中，将洗脱液减压蒸去过剩的氨水，加酸酸化，总有机酸即可游离析出。 三、氨基酸、蛋白质 1.氨基酸 定义：一类既含氨基又含羧基的化合物。它们中有很多是组成蛋白质分子的基本单位，是人体必不可 少而又不能自身合成的物质，故这些氨基酸被称为必需氨基酸。（必须氨基酸和非必需氨基酸） 性质：氨基酸为酸碱两性化合物，一般能溶于水，易溶于酸水和碱水，难溶于亲脂性有机溶剂。 可用茚三酮作为氨基酸检识的试剂。 有些氨基酸为中药的有效成分。 ① 天冬、玄参中的天门冬素具有镇咳和平喘作用； ② 三七中的田七氨酸具有止血作用。 2.蛋白质 蛋白质和酶是生物体最基本的生命物质。蛋白质分子中的氨基酸残基由肽键连接，形成含多达几百个 氨基酸残基的多肽链。 性质：多数可溶于水，形成胶体溶液，加热煮沸则变性凝固而自水中沉淀析出。不溶于有机溶剂，如 中药制剂生产中常作为杂质，采用水煮醇沉法使蛋白质沉淀除去。 大多数情况，蛋白质被作为杂质除去。但近几十年来，发现有些中药的蛋白质具有一定的生物活性。 第 54页 例如：天花粉中的天花粉蛋白有引产作用，临床用于中期妊娠引产；半夏鲜汁中的半夏蛋白具有抑制 早期妊娠作用。 四、多糖 由 10 个以上的单糖通过糖苷键聚合而成的化合物称为多糖，通常是由 D-葡萄糖、D-半乳糖、L-阿拉伯 糖、L-鼠李糖、D-半乳糖醛酸和 D-葡萄糖醛酸等聚合而成的高分子化合物（几十至近千个单糖形成的高聚 物）。 性质：多糖无甜味，大多不溶于水，也不溶于稀醇等有机溶剂。有的多糖可以溶于热水或碱水，所以 采用水提醇沉法从植物中提取多糖或除去多糖。 水不溶性多糖：直链糖分子，如纤维素，甲壳素等。 水溶性多糖：①如淀粉、菊糖、黏液质、果胶等。（多为动、植物体内贮存营养的物质） ②如人参多糖、黄芪多糖、刺五加多糖、昆布多糖等。（植物体内的初生代谢产物，常具有多方面的 生物活性） 黄芪多糖可增强机体的免疫功能； 香菇多糖、灵芝多糖等有抗肿瘤的作用； 昆布中的昆布素有治疗动脉粥样硬化的作用， 银耳多糖能有效的保护肝细胞。