浙江大学远程教育学院《天然药物化学》课程作业答案第一章总论一、略,见教材相关内容。
二、填空题1、略,见教材相关内容(第一页)。
2、略,见教材相关内容(第一页)。
3、中华人民共和国药典,一部。
4、分子筛色谱分子筛作用孔径大小分子量大小5、多孔结构可解离基团物理吸附增强6、化学位移面积积分和偶合裂变情况三、问答题1、略(见教材中第1页相关内容)2、中药有效成分的提取方法有:⑴溶剂提取法;⑵水蒸气蒸馏法;⑶升华法等。
其中溶剂法又分为:⑴浸渍;⑵渗漉法;⑶煎煮法;⑷回流提取法;⑸连续回流提取法;⑹超临界流体萃取法;⑺超声提取法;⑻微波提取法等。
其中溶剂提取法最为常用。
3、中药有效成分的分离精制方法有:⑴溶剂法;⑵沉淀法;⑶分馏法;⑷膜分离法;⑸升华法;⑹结晶法;⑺色谱法。
其中最常用的方法是溶剂法和色谱法,并且色谱法又可分为两相溶剂萃取法、逆流分溶法(常压逆流分溶、液滴逆流色谱、高速逆流色谱等)、液-液分配柱色谱(常压柱色谱和高压液相色谱、涡流色谱、反相离子对高压液相色谱等)、等基于“分配”原理的色谱,还有吸附色谱(硅胶、氧化铝、聚酰胺和大孔树脂等作为“吸附剂”的色谱)、凝胶色谱(分子筛原理)、离子交换树脂色谱(阴阳离子交换原理)和分子蒸馏技术等诸多分离方法。
4、略(找出教材相关内容并注明页码)5、略(见《天然药物化学》第六版(吴立军主编)p43~44和p46~47,或者第七版(裴月湖娄红祥主编)p35~36和p33)6、溶剂种类及其极性大小顺序(第六版p22,或第七版p21和p30),以及属于亲脂性溶剂和亲水性溶解请见课件或教材相关内容。
沸点特别低而需隔绝明火的溶剂:乙醚,石油醚。
毒性特别大的溶剂:苯,氯仿,甲醇。
密度大于1(比水重)的溶剂是三氯甲烷(氯仿)和二氯甲烷。
7、硅胶、氧化铝、聚酰胺和Sephadex LH-20等分离材料分别属于酸性吸附剂、碱性吸附剂、H键吸附剂和葡聚糖凝胶排阻剂,其分离原理:前两种为极性吸附剂,H键吸附和分子筛原理(展开分析见教材)。
硅胶适用于分离中性或酸性的极性中等或较小的化合物;氧化铝适用于分离碱性的极性中等或偏小的生物碱类成分;聚酰胺适用于分离具有酚羟基、羧基、氨基或共轭体系的能与聚酰胺形成H键吸附的化合物(同时具有分配色谱的分离原理,当有机溶剂洗脱时);Sephadex LH-20属于葡聚糖凝胶类材料,主要靠分子筛原理分离成分,但同时具有H键吸附的双重作用,故主要适用于分子大小不同的化合物。
8、四大波谱技术名称和特点:⑴红外光谱:主要用于检查功能基;⑵紫外光谱:主要用于检查共轭体系或不饱和体系大小;⑶核磁共振光谱:主要用来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、构象的结构信息等;⑷质谱:主要用于检测和确证化合物分子量及主要结构碎片。
9、对于不同极性的化学成分,总体上须按照“相似相溶原则”来进行相应溶剂的选择。
(具体内容请根据所学内容进行展开)10、提取:选用甲醇、乙醇或适当浓度的含水醇来进行浸渍或回流提取,回收溶剂,可得苷和苷元的混合物浸膏粗品。
分离:根据苷和苷元的极性情况,选用水和不同极性的亲脂性有机溶剂如石油醚、氯仿、乙醚、乙酸乙酯或正丁醇等进行两相溶剂萃取分离,分别回收有机溶剂,即可分别得到苷类和苷元的粗品。
11、①黄夹苷A、黄夹苷B、黄夹次苷A、黄夹次苷B、黄夹次苷C、黄夹次苷D和单乙酰黄夹次苷B等6种强心苷的化学结构,请参见天然药物化学本科教材第7版第29页;其极性大小顺序:黄夹苷A > 黄夹苷B >> 黄夹次苷D> 黄夹次苷C> 黄夹次苷A > 黄夹次苷B> 单乙酰黄夹次苷B;②选用甲醇、乙醇或适当浓度的含水醇来进行浸渍或回流提取,回收溶剂,可得苷和苷元的混合物浸膏粗品;③根据苷和苷元的极性情况,选用水和氯仿或乙醚进行两相溶剂萃取分离,分别回收溶剂,即可分别得到其苷类混合物和苷元的粗品;④苷类成分的色谱分离:HPLC色谱,遵守分配原理;硅胶色谱,遵守吸附原理;Sephadex LH-20凝胶色谱,遵守分子筛原理。
操作方法和试剂条件请根据所学内容自行正确选择。
⑤化学方法鉴别苷和苷元:molish反应,α-萘酚—浓硫酸试剂,结果两液交界面出现紫红色环的为苷类,否则为苷元。
12、紫外吸收一般都具有“加和性”的特点。
酸性条件:香豆素以闭环的内酯型存在(游离状态),体现其真正的香豆素吸收峰;碱性条件:多数香豆素以开环的邻羟基桂皮酸衍生物存在(成盐状态),吸收峰显著红移,且吸收系数值增大;中性条件:有些香豆素处于闭环的内酯型和开环的离子型的动态平衡中,此时所表现的紫外吸收峰实际上是二者的总和。
即最终结果:出现四个吸收峰。
亮菌甲素在50%乙醇中的紫外吸收λnm ( logε):当有HCl 存在时2个吸收峰为254 ( 3.95 )、370 ( 4.38 );当有KOH存在时2个吸收峰为284 ( 3.79 )、427 ( 4.70 );在中性溶液中出现四个吸收峰为254 ( 3.9 )、283 ( 3,65 )、370 ( 4.23 )、427 ( 4.21 ) 。
13、红外光谱图中羰基、双键和苯环的波段位置一般有一定的规律性,与芳环共轭的α-吡喃酮的羰基:1750~1700 cm-1;(有取代时,也可能移至1680~1660 cm-1);与羰基共轭的3,4位烯键峰:1640~1625 cm-1;苯环特征吸收峰:1660~1600cm-1(三个较强吸收峰)和700~900 cm-1。
14、识别1H-NMR谱图信息的四个要素和分别能解决的问题:(1) 化学位移( chemical shift,δ) :一般在0~20范围内,用来确定H所处化合物功能基中的化学环境;(2) 峰面积:面积积分确定氢质子个数;(3) 信号的裂分(s, d, t, q; dd, dt, td; …):周围H的个数或组数决定峰的裂分方式——低级裂分(符合n+1规律,对应峰形s, d, t, q…,)和高级裂分(dd, dt, td; …);(4) 偶合常数( J ) :周围H的距离远近和立体空间障碍决定偶合程度大小。
15、单晶X射线衍射技术的特色和原理:独立的结构分析方法,一般用于测定有机单晶结构。
主要选用金属钼靶(Mo)和铜靶(Cu)以产生特征谱的X射线,钼的波长:0.071073 nm,铜的波长:0.154178 nm,而碳氢氧氮的成键原子间的键长值分布范围0.08~0.16 nm,正巧相符。
因而,此技术具有能定量给出分子立体结构参数和分子相对构型、绝对构型(构型确定、构像分析、晶型及分子排列规律、异构体及含量测定、溶剂与结晶水含量等),以及测定生物大分子晶体结构(10万以上)等多方面优点。
16、伞形花内酯的分子量可通过质谱(MS,尤其是HR-MS)来进行测定。
其MS谱图中可能出现的裂解碎片有分子离子峰及其碎片离子峰,其质荷比(m/z)主要有162和134、133、105、77等。
(碎片离子结构请参考教材或课件相关内容)。
第二章糖和苷类化合物一、填空题1、强酸芳胺酚类缩合浓硫酸α-萘酚,糖类苷类两液交界面出现紫红色环2、配糖体;糖或糖的衍生物,糖的端基碳原子;苷元,配基;N-苷,O-苷,S-苷,C-苷。
4、亲脂性,亲水性;增大。
5、酸水解,碱水解,酶水解,Smith水解;两相酸水解,酶水解。
6、酯苷,酚苷,烯醇苷,β位有吸电子基团。
7、α-葡萄糖苷,β-葡萄糖苷。
8、共存,迅速干燥9、ESI-MS(或FAB-MS,或HR-MS等),分子离子峰(即M+),EI—MS,碎片离子峰二、单选题1、D三、简答题1、排列出下列化合物酸水解由易到难的顺序,并说明理由EBDAC;水解难易顺序的理由,见教材相关“水解原理及影响因素”内容。
2、用指定的化学方法鉴别下列各组化合物①Molish反应:B在两液交界面出现紫红色环,A呈阴性结果。
②菲林反应:B有砖红色沉淀产生,A呈阴性结果。
3. 答案参考教科书(第六版第90~97页或第七版第75~82页)或相关课件内容。
4. 答案参考教科书(第六版第90~97页或第七版第75~82页)或相关课件内容。
5. 糖类常用的鉴别反应有:银镜反应、费林反应和molish反应等;各反应的特点是:前两者为还原反应,糖部分必须有还原性才能反应,后者为氧化反应,凡有糖结构的地方皆能反应。
各有何特点?第三章苯丙素类化合物一、填空题1、简单苯丙素类,香豆素类,木脂素,木质素类,黄酮类。
2、C7位,7-羟基香豆素(伞形花内酯);简单香豆素呋喃香豆素吡喃香豆素其他香豆素。
3、开环,闭环,碱溶酸沉挥发性二、简答题1、比较下列化合物R f值的大小R f值从大到小的排列顺序是:7-甲氧基香豆素、7-羟基香豆素、7,8-二羟基香豆素、7-O-葡萄糖基香豆素。
2、完成下列化学反应式-OCOO-O-(顺式结构)-OCOO-O-(反式结构)3、用指定的方法鉴别下列化合物⑴ 化学方法① 两种物质中异羟肟酸铁反应显红色的是伞形花内酯(香豆素),盐酸-镁粉反应显红色的是槲皮素(黄酮类)。
② Molish 反应两液交界面曾现紫红色环的是C ;其余化合物中不能和三氯化铁试剂反应生成绿色的是A ;再余下的两个化合物中,能与Gibb ’s 试剂反应产生蓝色或Emerson 试剂反应产生红色的是B ,不能与Gibb ’s 试剂或Emerson 试剂反应(但能与三氯化铝试剂)产生相应颜色变化的是D 。
⑵ 波谱方法线型呋喃香豆素、角型呋喃香豆素的1H -NMR 具有相同特征,又有典型区别。
相同的特征是呋喃环上2个H 形成AB 系统,偶合常数约为2-3 Hz 。
典型区别是线型呋喃香豆素为香豆素母核上6、7取代,因此5-H 、8-H 分别呈现单峰;而角型呋喃香豆素为香豆素母核上7、8取代,因此5-H 、6-H 形成AB 系统,均为双峰,其偶合常数约为8 Hz ,依据此可以明确区别线型呋喃香豆素和角型呋喃香豆素。
4、略(查看教材相关内容,见第六版p129或第七版p106~107)5、波谱综合解析题(1)根据升华性及UV 、异羟肟酸铁反应,应为游离香豆素。
(2)H -NMR :δ 3.96 (3H, s),应为甲氧基峰,因其为单峰并化学位移在3.5 ~ 4.0范围内;δ6.11为酚羟基峰,因加氘代试剂消失;δ 6.38和δ 6.90均为1H 、单峰,前者应为C 8峰,后者应为C 5峰;δ 6.26为C 3-H ,δ7.60为C 4-H ,因偶合常数为9 ~10范围内。
据此,甲氧基和酚羟基应在C 6和C 7位。
综上所述,此化合物结构式可能为: O O AH 3COHO O OB HO H 3COMS 的各相应质荷比(m/z )的碎片: 192 (分子离子峰M +), 177(M +-CH 3), 164(M +-CO ), 149(M +-CH 3-CO ), 121(M +-CH 3-CO -CO )。