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木脂素结构性质提取方法及其鉴别
● 氢核磁共振(1H-NMR)谱: 化学位移范围:在0~20 ppm 三大要素:化学位移(δH)、偶合常数(J)及峰面积。 灵敏度高,样品用量少(1-5 mg),测试时间短 ●碳核磁共振(13C-NMR)谱: 化学位移范围:在0~250 ppm 要素:化学位移(δC) 灵敏度较低,样品用量较多(5-20 mg),测试时间 长
O MeO
O O O
呋胡椒脂酮 futoenone
(十一)联苯类(biphenylenes)
OH
OH
厚朴酚 honokiol
(十二)倍半木脂素(sesquilignans)和二木脂素( dilignans)分别由3分子和4分子苯丙素聚合而成。
O O HO OMe
MeO O
OH
OMe
拉帕酚A lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱppaol A
1、溶剂提取法
一般来说,两种基本母核相同的成分,其分子中功能基的 极性越大,或极性功能基数量越多,则整个分子的极性大 ,亲水性强,而亲脂性就越弱,其分子非极性部分越大, 或碳键越长,则极性小,亲脂性强,而亲水性就越弱。
1、溶剂提取法
各类溶剂的性质,同样也与其分子结构有关。 这样,我们就可以通过对天然产物成分结构分析,去估计 它们的此类性质和选用的溶剂。 总的说来,只要天然产物成分的亲水性和亲脂性与溶剂的 此项性质相当,就会在其中有较大的溶解度,即所谓“相 似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自天然产物中提取所 需要成分的依据之一。
三、提取分离
一般宜先查阅有关资料,搜索比较该种或该类成分的各种 提取方案,尤其是工业生产方法,在根据具体条件加以选 用。从天然产物中寻找未知有效成分或有效部位时,情况 比较复杂。只能根据预先确定的目标,在适当的活性测试 体系指导下,进行提取、分离并以相应的动物模型筛选、 临床验证、反复实践,才能达到目的。 天然产物的有效成分往往需要从复杂的均相或非均相体系 中提取出来,然后通过分离和去除杂质以达到提纯和精制 的目的。
木脂素
木脂素
木脂素类天然产物是植物界中分布十分广泛的一大类 代谢产物,由于最早期是从树脂提取中分离得到,因而 得名木脂素。目前已从樟科、松科、胡椒科、爵床科、 肉豆蔻科、五味子科、木兰科、菊科等上百个科的植物 中发现不同结构类型的木脂素类化合物,尤其在松柏纲 植物中最为多见,且含量较高。由于木脂素类化合物在 植物生态学、人类营养、健康保护以及疾病治疗中的重 要生物学作用和功能,一直备受研究者的关注。
一、结构类型 二、理化性质 三、提取分离 四、结构鉴定 五、生物活性 六、结构修饰和化学合成
一、结构类型
常见类型如下: (一)二芳基丁烷类(dibenzylbutanes)
MeO CH2OH CH2OH
MeO
OMe OMe
叶下珠脂素 phyllanthin
(二)二芳基丁内酯类( dibenzyltyrolactones)
1.已知化合物鉴定的一般程序 ①测定样品熔点,与已知品的文献值对照,比较是否一致 或接近。 ②测定样品与标准品的混溶点,所测值不下降。 ③将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱,比较其Rf值是否 一致。 ④测样品的红外光谱或标准谱图进行比较,是否完全一致 。
2.未知化合物的结构测定方法 ①测定样品的物理常数,如熔点或沸点,比旋度或折光率 等,查文献,初步判断样品是已知还是未知物,若是未知 物,按以下程序: ②进行检识反应,确定样品是哪个类型的化合物,如生物 碱、黄酮、强心苷等 ③分子式的测定,通过元素分析和分子量的测定,计算其 分子式。MS ④结构分析,测样品的UV、IR、MS、NMR ⑤结构验证
五、生物活性
1.抗肿瘤作用 2.肝保护和抗氧化作用 3.对中枢神经系统的作用——如:镇静、兴奋作用 4.血小板活化因子拮抗活性 5.抗病毒作用 6.平滑骨解痉作用 7.毒鱼作用 8.杀虫作用
六、天然产物的结构修饰与化学合成
1.天然产物的结构修饰 2.天然产物的化学合成
1.天然产物的结构修饰
为提高药物的治疗效果,降低毒副作用,适应制 剂要求,方便应用,可将药物化学结构进行修饰。 修饰方法根据药物结构而定,近年来发展很快。 保持药物的基本结构,仅在某些功能基上作一定 的化学结构改变,称为化学结构修饰。药物经化 学修饰得到的化合物,在人体内又转化为原来的 药物而发挥药效时,称原来的药物为母体药物 (Parent Drug),修饰后的化合物为药物前体 (Prodrug),亦称前体药物,简称前药。
1、溶剂提取法
提取方法:用溶剂提取天然产物成分,、常用浸渍法、渗 漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时, 原料的粉碎度、提取时间、提取温度、设备条件等因素也 都能影响提取效率,必须加以考虑。
四、结构鉴定
天然产物一般鉴定:1、已知化合物 2、未知化合物 主要方法: 化学法 光谱法
天然产物一般鉴定方法
谱图解析
以 2-(3-甲氧基-4-羟基苯基)-3-甲基-5-丙烯基-7甲氧基-2,3-二氢苯并呋喃 1 为例,进行谱图解 析,其分子结构、核磁氢谱见图 2.4、2.5
ChemNMR H-1 Estimation
6.41
H
1.71 6.62
1.34 6.53 3.83
3.73
O OH
5.0
H
6.06 6.52
OH
二、理化性质
形态:多呈无色晶形,新木脂素不易结晶 溶解性:游离——亲脂性,难溶水,溶苯、氯仿等 成苷——水溶性增大 挥发性:多数不挥发,少数有升华性质 旋光性:大多有光学活性,遇酸易异构化。 如: 芝麻脂素为双四氢呋喃类木脂素,2个四氢呋喃环顺式骈环,有2个手性碳, 故有4个异构体。 d-芝麻脂素(d-sesamin)——系从麻油的非皂化物中获得,右旋体; d-表芝麻脂素(d-episesamin)——上者在盐酸乙醇液中加热转化而来。 即细辛脂素。 l-表芝麻脂素——从细辛根中得到,左旋体; l-芝麻脂素——由上者在盐酸乙醇液中加热部分转化获得。
1、溶剂提取法
溶剂的选择:运用溶剂提取法的关键,是选择适当 的溶剂。溶剂选择适当,就可以比较顺利地将需要 的成分提取出来。 选择溶剂要注意以下三点:①溶剂对有效成分溶解 度大,对杂质溶解度小;②溶剂不能与中药的成分 起化学变化;③溶剂要经济、易得、使用安全等。
1、溶剂提取法
常见的提取溶剂可分为以下三类: 1)水:水是一种强的极性溶剂。 2)亲水性的有机溶剂:也就是一般所说的与水能混溶的 有机溶剂,如乙醇(酒精)、甲醇(木精)、丙酮等,以 乙醇最常用。 3)亲脂性的有机溶剂:也就是一般所说的与水不能混溶 的有机溶剂,如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二 氯乙烷等。
UV:判断分子结构中是否存在共轭体系 IR:确定分子结构中的官能团 MS:可确定分子量,计算分子式,解析分子结构 NMR 1H-NMR:可以得知共振原子的相对数目及化学环境 13C-NMR:推导化合物的基本骨架
核磁共振谱( NMR)
● 1945年,F. Bloch和E. M. Purcell 几乎同时发现了核磁共 振现象,获得1952年诺贝尔物理奖 ●核磁共振:氢核磁共振(1H-NMR)谱 碳核磁共振(13C-NMR)谱 ●天然药物化学成分以有机物为主,分子结构中必然有C 、H原子,它们的结合类型、化学环境不同,均可用NMR 测定,是天然化合物结构测定的重要手段。
1、溶剂提取法
天然产物成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。 溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂,被溶 解物质也有亲水性及亲脂性的不同。 有机化合物分子结构中亲水性基团多 其极性大而疏于油;有的亲水性基团少,其极性小而疏于 水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小,是和化合物的 分子结构直接相关
O O
3.73
5.35 6.58 6.55
图 2.5 化合物 1 的核磁氢谱图数据
1H NMR 谱图分析:(400 MHz, CDCl3) δ (ppm)6.98 处积分为 1 的单峰,6.90 积分为 2 的单峰为一组芳香质子,6.78 处积分为 2 的单峰为另一组芳香质子,显 示该化合物结构中存在两个取代苯环;6.36 处积分为 1 的 dd 峰,偶合常数为 15.6 Hz 和 1.6 Hz 和 6.12 处积分为 1 的多重峰分别为 8 位,9 位的氢,归属为两个烯 质子;5.85 处积分为 1 的单峰为 4 位的羟基氢;3.89,3.88 处两个积分为 3 的单 峰为 3 位和 7 位 OCH3上的氢;5.10 处积分为 1 的双峰偶合常数为 9.6 Hz,显示 为苄基质子,结合 3.45 处积分为 1 的多重峰和 1.38 处积分为 3 的双峰,可推断 该化合物为苯并呋喃新木脂素,它们分别为 2 位、3 位上的质子以及 3 位甲基氢 。 1.87 处积分为 3 的 dd 峰归属为 9 位甲基氢。与已知化合物 licarin A 对照,波谱 数据基本一致(表 2.1),鉴定为 licarin A。
O O
奥托肉豆蔻脂素 otobain
(四)四氢呋喃类(tetrahydrofurans) 因氧原子连接位置的不同,可形成7-O-7’、7-O-9’和9O-9’三种四氢呋喃结构。
O
O
O
7-O-7'
7-O-9'
9-O-9'
(五)双四氢呋喃类(furofurans)
由二个取代四氢呋喃单元形成四氢呋喃骈四氢呋喃结构。
O O O
O O
O
(+)-细辛脂素
(六)联苯环辛烯类(dibenzocyclooctenes)
OMe MeO
MeO MeO
MeO OMe
五味子甲素 (+)-deoxyschizandrin
(七)苯骈呋喃类(benzofurans) 包括苯骈呋喃及其二氢、四氢和六氢衍生物
MeO
O MeO OMe
O
一、天然产物有效成分分离方法的原理 溶剂提取法与水蒸气蒸馏法的原理、操作及其特点 二、天然产物有效成分分离与精制 天然产物有效成分各种分离方法的原理