1第五章植物化学成分的结构鉴定1.结构鉴定的研究程序2.结构鉴定的一般方法3.常见天然活性成分的特性及测定方法（自学）
第一节结构研究的程序
一、化合物纯度的判定方法1．结晶均匀、一致。2．熔点明确、敏锐（0.5~1.0℃）3．TLC (PPC):三种以上不同展开剂展开，均呈现单一斑点。4．HPLC、GC也可以用于化合物纯度的判断。
二、未知化合物的结构分析分子量和分子式的确定推断可能含有的官能团、结构碎片和基本骨架
测定分子的平面结构推断并确定分子的构型、构象等的主体结构
第二节四大光谱在结构测定中的应用紫外—可见光谱（UV -VIS）——共轭体系特征
分子中电子跃迁（从基态至激发态）。n-π*、π-π* 跃迁可因吸收紫外光及可见光所引起，吸收光谱将出现在光的紫外区和可见区（200～700nm）
200nm 400 700nm紫外区（UV）可见区（VIS）
应用：推断化合物的骨架类型——共轭系统。取代基团的推断。如加入诊断试剂推断黄酮的取代模式（类型、数目、排列方式）
用于含量测定（以最大吸收波长作为检测波长进行含量测定）。2
红外光谱（IR）分子中价键的伸缩及弯曲振动所引起的吸收而测得的吸收图谱，称为红外光谱。
4000 3600 3000 1500 1000 625cm-1特征频率区指纹区特征官能团的鉴别化合物真伪的鉴别
羟基（酚羟基、醇羟基）3600~3200 cm-1游离羟基~3600 cm-1氢键缔合羟基3400~3200 cm-1羰基1600~1800 cm-1酮~1710 cm-1酯1710~1735cm-1芳环1600、1580、1500cm-1 有2~3个峰双键1620~1680 cm-1
两个化合物完全相同的条件1、特征区完全吻合2、指纹区也需完全一致
1H-NMR（核磁共振氢谱）:信息参数：化学位移（δ）、峰面积、峰裂分（s 、d、t、q、m）及偶合常数（Ј）
（1）化学位移（δppm）: 与1H核所处的化学环境（1H核周围的电子云密度）有关
电子云密度大，处于高场，δ值小电子云密度小，处于高场，δ值大
~0.9-C-CH3
~1.8-C=C-CH3
~2.1-COCH3
~3.0-NCH3
~3.7-OCH3
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0-COOH -CHO Ar-H -C=C-H
常见结构的化学位移大致范围（要求熟记）
(δppm)推断化合物的结构（含1H核基团的结构）
（二）峰面积: 磁等同质子的数目——用积分曲线面积（高度）表示（三）峰裂分及偶和常数:磁不等同两个或两组1H核在一定距离内相互自旋偶合干扰，发生的分裂所表现出的不同裂分
符合n+1 规律( n = 磁等同质子的数目) 用偶合常数（J）表示
峰裂分的数目峰裂分的距离
不同系统偶合常数(J Hz) 大小s 单峰d 双峰t 三重峰q 四重峰m 多重峰
芳环J邻6~10HzJ间0~3HzJ对0~1Hz双键J顺7~11 HzJ反12~18 Hz
饱和烃类相邻碳原子上质子偶合常数的大小与两个氢原子之间的立体夹角θ有关3
θ=60°J = 2－4 Hzθ=180°J = 9－10 Hz环己烷及其类似物相邻碳原子上质子的偶合常数
Jaa10－13Hz ( θ=180°)Jae 2－5Hz ( θ=60°)Jee2－5Hz ( θ=60°)
1H-NMR核磁共振辅助技术
：
（1）重氢(D2O) 交换——推断活泼质子（羟基）的存在与否（2）核增益效应（NOE）：指在核磁共振中选择性照射一种质子使其饱和，则与该质子在立体空间位置上接近的另一或数个质子信号强度增高的现象。（3）溶剂位移：苯诱导位移——由于溶剂分子（苯）的接近，对化合物将发生不同的屏蔽及去屏蔽作用，使质子化学位移发生变化的现象。
13C-NMR（核磁共振碳谱）：
FT-NMR: 即脉冲傅里叶变换核磁共振。其装置原理为采用强的脉冲照射使分子中所有的13C 核同时发生共振，生成在驰豫期内表现为指数形式衰减的正弦波信号（自由诱导衰减；FID）经傅里叶变换即成为正常的NMR 信号。
随着脉冲扫描次数的增加及计算机的累加计算，13C信号将不断增强，噪音则越来越弱。
经过若干次的扫描及累加计算，最后即得到一张好的NMR谱。由于该装置的出现及计算机的引入，才使得13C-NMR用于有机化合物结构
研究成为可能。
信息参数：化学位移（δC）、异核偶合常数（JCH）、驰豫时间（T1）
(1) 化学位移：大致范围(δC）0-200ppm不同13C 核δC大小与13C核所处的化学环境（周围电子云密度）有关
用于13C 核类型的推断( δCppm)150~220( c=o)200 150 100 50 0c=c Ar50~80 (c-o)
饱和碳原子（0~60）主要结构13C 核δC的大致范围( 要求熟记)
常用13C-NMR测定技术及其特征：(1)质子宽带去偶（BBO）: 也叫全氢去偶（COM）. 噪音去偶.
采用宽频电磁辐射照射所有1H核使之饱和后测得的13C-NMR谱（即去掉所有氢核对碳核的偶合影响）。4
特征：图谱简化，每个碳原子都为单峰，互不重叠。
方便于判断碳信号的化学位移。伯、仲、叔碳峰增强，季碳为弱峰（照射1H核产生核增益效应效应）
无法区别碳上连接的1H核数目。
（2）偏共振去偶：（此法现已基本上被DEPT（无畸变极化转移增强法）所替代）
仅保留直接与碳原子相连1H核对碳的偶合J 1CH（即去掉氢核对碳核的远程偶合J 2CH J 3CH）
伯（-CH3) 表现为四重峰（q）仲（-CH2-) 三重峰(t)
叔（-CH-) 双峰(d) 季（-C-）单峰(s)
碳核（伯、仲、叔、季）类型的判断
（3）DEPT (无畸变极化转移增强法) ：（为13C-NMR谱的一种常规测定方法）
通过改变照射1H核的脉冲宽度（或设定不同的驰豫时间）使不同类型13C信号在谱图上呈单峰，并分别呈现正向峰或倒置峰
脉冲宽度峰的特征Θ=450 CH3↑CH2↑CH↑(↑代表正向峰)
Θ=900 CH ↑
Θ=1350CH3↑CH↑CH2↓（↓代表倒置峰）
可用于区别伯（CH3）、仲（CH2）、叔（CH）碳信号与质子宽带去偶谱比较，还可以确定季碳（-C-）信号
二维核磁共振谱（2D-NMR谱）质谱（MS）:1．确定分子量（高分辨质谱可将分子量精确到小数点后三位）, 计算分子式。2．提供其他结构信息。如黄酮类，依碎片离子峰可以确定A-环, B-环的取代模式。3．与标准图谱比较用于化合物的鉴别（相同条件下，其裂解是符合一定规律的）。4．依裂解特征及碎片离子推定或复核未知化合物分子的部分结构。质谱主要离子源的电离方式及特点：电子轰击质谱（EI-MS）：目前常用。但对于热敏成分及难于气化的成分（醇、糖苷、部分羧酸等）大分子物质（多糖、肽类）难以气化
测不到分子离子峰亦无法测得分子量5
电离新方法（样品不必加热气化而直接电离）
化合物乙酰化或三甲基硅烷化（TMS化）制成热稳定性好的挥发性衍生物进行测定
解决措施(1)场解析质谱FD-MS
(2)快原子轰击质谱FAB-MS(3)化学电离质谱CI-MS(4)电喷雾电离质谱ESI-MS(5)基质辅助激光解吸电离质谱( MALDI-MS )(6)场致电离(FI-MS)(7)串联质谱（MS-MS）1第二节植物中各类化学成分分析
一生物碱类成分分析生物碱是生物界除生物体必须的含氮化合物（如氨基酸、蛋白质和B族维生素等）之外的所有含氮有机化合物，因其结构中氮原子上的未共享电子对而大多具有碱性。
生物碱绝大多数具有显著的生物活性,因此植物制剂中有含有生物碱类成分的中药时，常选择该制剂含有的生物碱成分作为定性定量的依据。
（一）生物碱类成分的主要性质及分析特征1、结构特征生物碱大多由C、H、N、O元素组成，极少数分子中尚含有其他元素；大多结构复杂，结构类型较多.
结构中的氮原子有多种形式：脂氮、芳氮；季胺、叔胺、仲胺及伯胺；游离状态和与酸结合状态；还有以氮氧配位键形式存在的。
此外，结构中除烷烃、羟基取代外还有羧基、酚羟基等酸性官能团及酯键的取代。
2、理化性质（1）物理性状多数生物碱为结晶型固体，少数为无定型粉末，还有一些小分子生物碱为液体，例如槟榔碱、菸碱等；液体状的生物碱及个别小分子生物碱尚有挥发性甚至升华性，如麻黄碱具有挥发性、咖啡因具有升华性等。一般生物碱为无色或白色，但结构中具有较长共轭体系，并有助色团的，可显不同颜色。生物碱结构中如有手性碳原子或为手性分子的具有旋光性，并大多与生物碱的生理活性有关，通常左旋体比右旋体生理活性强。
（2）溶解性由于生物碱结构复杂，生物碱的溶解性也是多样化。
大多数生物碱成分极性较小，游离状态下难溶于水，易溶氯仿、乙醚、乙醇、丙酮及苯等有机溶剂，
与酸结合生成生物碱盐后水溶性增加，但与生物碱结合的酸不同，生成的盐水溶性也有差异，一般含氧无机酸及小分子有机酸的生物碱盐水溶性较大。
季铵型生物碱、有氮氧配位键的生物碱易溶于水，液体生物碱及一些小分子固体生物碱则既溶于水也可溶于有机溶剂。
含有酸性官能团或酯键的生物碱还可溶于一些碱液或热苛性碱液。