极性强弱
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常见溶剂极性强弱如下:水(极性最大)>甲酰胺>甲醇>乙腈>乙醇>丙醇>丙酮>二氧六环>四氢呋喃>甲乙酮>正丁醇> 醋酸乙酯>yi醚>异丙醚>二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>氯丙烷>甲苯>四氯化碳>二硫化碳>环己烷>己烷>庚烷>煤油(极性最小),请参考!化合物名称极性粘度沸点吸收波长i-pentane(异戊烷) 0 - 30 -n-pentane(正戊烷) 0 0.23 36 210 Petroleum ether(石油醚) 0.01 0.3 30~60 210Hexane(己烷) 0.06 0.33 69 210 Cyclohexane(环己烷) 0.1 1 81 210Isooctane(异辛烷) 0.1 0.53 99 210 Trifluoroacetic acid(三氟乙酸) 0.1 - 72 - Trimethylpentane(三甲基戊烷) 0.1 0.47 99 215 Cyclopentane(环戊烷) 0.2 0.47 49 210n-heptane(庚烷) 0.2 0.41 98 200Butyl chloride(丁基氯; 丁酰氯) 1 0.46 78 220 Trichloroethylene(三氯乙烯; 乙炔化三氯) 1 0.57 87 273Carbon tetrachloride(四氯化碳) 1.6 0.97 77 265 Trichlorotrifluoroethane(三氯三氟代乙烷) 1.9 0.71 48 231i-propyl ether(丙基醚; 丙醚) 2.4 0.37 68 220Toluene(甲苯) 2.4 0.59 111 285p-xylene(对二甲苯) 2.5 0.65 138 290 Chlorobenzene(氯苯) 2.7 0.8 132 -o-dichlorobenzene(邻二氯苯) 2.7 1.33 180 295Ethyl ether(二yi醚; 醚) 2.9 0.23 35 220Benzene(苯) 3 0.65 80 280Isobutyl alcohol(异丁醇) 3 4.7 108 220 Methylene chloride(二氯甲烷) 3.4 0.44 240 245Ethylene dichloride(二氯化乙烯) 3.5 0.78 84 228n-butanol(正丁醇) 3.7 2.95 117 210n-butyl acetate(醋酸丁酯;乙酸丁酯) 4 - 126 254n-propanol(丙醇) 4 2.27 98 210Methyl isobutyl ketone(甲基异丁酮) 4.2 - 119 330 Tetrahydrofuran(四氢呋喃) 4.2 0.55 66 220 Ethyl acetate(乙酸乙酯) 4.30 0.45 77 260 i-propanol(异丙醇) 4.3 2.37 82 210 Chloroform(氯仿) 4.4 0.57 61 245 Methyl ethyl ketone(甲基乙基酮) 4.5 0.43 80 330 Dioxane(二恶烷; 二氧六环; 二氧杂环己烷) 4.8 1.54 102 220 Pyridine(吡啶) 5.3 0.97 115 305 Acetone(丙酮) 5.4 0.32 57 330 Nitromethane(硝基甲烷) 6 0.67 101 330 Acetic acid(乙酸) 6.2 1.28 118 230 Acetonitrile(乙腈) 6.2 0.37 82 210 Aniline(苯胺) 6.3 4.4 184 - Dimethyl formamide(二甲基甲酰胺) 6.4 0.92 153 270 Methanol(甲醇) 6.6 0.6 65 210 Ethylene glycol(乙二醇) 6.9 19.9 197 210 Dimethyl sulfoxide(二甲亚砜DMSO) 7.2 2.24 189 268 Water(水)10.2 1 100 268。
溶剂的电阻率对涂料施工的影响由于静电喷涂施工具有:所获涂膜均匀、装饰性好、生产率高、适合批量生产、涂料利用率高、能减少溶剂扩散污染的优点。
因此许多用户采用静电喷涂的方式进行涂料产品的涂装,在配制静电喷涂涂料时,电阻率则成为一个重要的指标,最佳的涂料电阻率是静电喷涂施工的必要的参数之一。
组成涂料的各个组分,包括成膜物、颜料、添加剂和溶剂都会影响涂料的电阻率。
但是选择成膜物和颜料往往是出于对涂膜所需要的装饰性能、机械性能、耐老化性能等多方面的考虑而确定的,而以变更这些组分来调节涂料的电阻率,在大多数情况下是不现实的,添加剂的用量一般较少,为达到特定的目的而选择特定的添加剂,往往比较严格,因此,通过溶剂的选择来调整涂料的电阻率就显得十分必要了。
不同种类的溶剂,依据其极性程度不同,具有不同的电阻率。
醇类溶剂、酮类溶剂和乙二醇醚类溶剂极性较强,具有低的电阻率;烃类和酯类溶剂的极性较弱,具有较高的电阻率。
当一种高电阻率溶剂和一种低电阻率溶剂混合时,产生中等的电阻率。
混合溶剂的电阻率取决于溶剂的组成,将丁醇(极性)加入二甲苯和IBIB(非极性)溶剂内,电阻率迅速下降,而用甲基戊基酮与二甲苯及IBIB混合时,电阻率则呈较平稳的改变。
溶剂分子极化程度大小(也即溶剂极性强弱)是由其偶极矩决定的,而偶极矩又与其介电常数有关。
所谓介电常数是指在同一电容器内,用某物质作为电介质时的电容(C)和为真空时的电容(C0)的比值,即E=C/C0,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力,介电常数愈小,绝缘性能愈好(即电阻率愈高)。
涂料的电阻值可以用电导率仪或旋转兆欧表测定。
在涂料用静电喷涂的方式施工时,首选的自然是容易带电的涂料,但是在实际工作过程中,往往遇到某些不易带电的涂料,这些难以带电的涂料分为两类:第一类是不易接受静电荷的涂料;第二类是具有特别高或特别低电阻值的涂料。
对于第一类涂料,常采用的方法是控制性地加入极性溶剂,从而改变其带电性能,顺利地进行静电喷涂;对于第二类涂料则分别添加极性和非极性溶剂,将其电阻值调整到适当的范围。
植物化学复习题_植物化学植物化学复习题1、什么是有效成分、无效成分、各主要包括哪些化合物?答:有效成分指一般具有一定生理活性,能用一定的分子式或结构式表达,有一定物理常数的单体化合物,如生物碱、黄酮、蒽醌、强心苷等。
无效成分是指与有效成分共存的其他成分。
如植物中普遍存在的无明显生理活性的化合物,如糖类、脂肪、蛋白质、色素、树脂等。
2、怎样判断化合物的极性大小?请将各种基团按极性大小排列。
答:极性强弱是支持物理吸附过程的主要因素。
所谓极性乃是一种抽象概念,用以表示分子中电荷不对称的程度,并大体上与偶极矩、极化度及介电常数等概念相对应。
化合物的极性由分子中所含功能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。
①分子量相近的情况下,极性基团越多,极性越大;②在极性基团的种类、数目相同的情况下,分子量越大,极性越小;③分子量相近、极性基团的种类、数目相同的情况下,能形成分子内氢键者极性较小。
常见的基团极性由小到大的顺序为:烷烃、烯烃、醚类、硝基化合物、二甲胺、酯类、酮类、醛类、硫醇、胺类、酰胺、醇类、酚类、羧基类。
3、中性醋酸铅和碱性醋酸铅沉淀范围有什么不同?答:中性醋酸铅可与酸性或酚性物质结合成不溶性铅盐,因此有机酸、蛋白质、氨基酸、粘液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮等都能与其生成沉淀。
碱性醋酸铅沉淀范围更广,除上述能被中性醋酸铅沉淀的物质外,还可沉淀具有醇羟基、酮基、醛基结构的物质。
4、如果某植物含脂溶性的酸性、酚性、碱性、中性等成分和水溶性成分,请设计提取分离流程。
答:植物用乙醇提取,提取液回收乙醇至无醇味,加PH3水稀释溶解,用与水不相溶的有机溶剂萃取,有机相中含脂溶性酸性成分,其中水相加碱调PH12,用氯仿等与水不相溶的有机溶剂萃取,有机溶机中含有脂溶性的碱性物质,碱水液中为水溶性成分,有机相分别用PH9、PH13的缓冲液萃取,有机相中含有脂溶性的中性物质。
各缓冲液分别用酸调PH3、PH6后再用与水不相溶的有机溶剂萃取,分别在有机相中得到有机酸和酚类物质。
一、 填空题1.电离的形式有 热电离 、 光电离 、 碰撞电离 及 表面电离 。
2.汤逊放电理论认为导致气体间隙击穿的主要电离因素为 电子崩和阴极上的r 过程 而流注放电理论认为气体间隙击穿的主要电离为 光电离 ,并且强调了 二次电子崩的作用。
3. 金属氧化物避雷器的残压是指 放电电流通过避雷器的时,其两端之间的 电压峰值 。
4.影响液体电介质击穿电压的因素有 电场均匀程度、液体压力、温度、电压作用时间5. 累暴日 是指一年中有雷暴的天数。
6.电压直角波经过串联电容后,波形将发生变化,变成 指数 波。
7.电气设备绝缘试验可分为两大类: 耐压试验 和 检查性试验 。
8.电介质的极化强弱可用 介电常数 的大小来表示。
它与该介质分子的极性强弱有关,还受到温度 、 外加电场频率 等因素的影响。
)9.国家标准中的标准雷电冲击电压波形参数为__121.2(130%),50(120%)T s T s μμ=±=±__ __.10.电介质的极化强弱可用 介电常数 的大小来表示。
它与该介质分子的极性强弱有关,还受到 温度 、 外加电场频率 等因素的影响。
11. 根据导电的介质不同,电介质的电导可分为( 离子电导 )和( 电子 )。
12.电介质的极化通常有( 电子式 )、( 离子式 )、(偶极子式 )、( 夹层)等几种基本形式。
13.固体介质的击穿分为( 热击穿 )、(电击穿)、( 老化击穿 )三种不同形式。
14.根据输电线路发生的雷击过电压的形成过程,可将其分为( 感应雷过电压)和( 直击雷过电压 )两种。
15.避雷器的类型主要有( 保护间隙 )、( 管式避雷器)、( 阀型避雷器 )等。
16.衡量输电线路防雷性能优劣的技术指标主要有(耐雷水平 )和( 雷击跳闸律)。
18.电力系统中最基本的防雷保护装置有( 避雷针 )、( 避雷线 )、( 避雷器)和( 接地装置 )。
变电站进线保护段的作用是 限制流经避雷器的雷电流和限制入侵波的陡度 。
极性吸附剂:硅胶、氧化铝非极性吸附剂:活性炭对极性物质亲和力强对非极性成分吸附强溶剂极性增强溶剂极性增强吸附剂对溶质的吸附力降低吸附剂对溶质的吸附力增强溶质可被极性强的溶剂洗脱溶质可被极性弱的溶剂洗脱极性及强弱判断:R-COOH﹥Ar-OH﹥R-OH﹥R-NH-﹥R-CO-NH-﹥R-CHO﹥R-CO-R﹥R-COO-R﹥R-O-R﹥R-X﹥R-H溶剂:介电常数ε增加,极性增加环己烷(1.88)苯(2.29)无水乙醚(4.47)氯仿(5.20)乙酸乙酯(6.11)乙醇(26.0)甲醇(31.2)水(81.0)亲脂性:石油醚>环己烷>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力:水<甲醇< 乙醇< 氢氧化钠水溶液<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素水溶液单糖结构中反应活泼性顺序:端基C原子>伯C>仲C按苷键原子的不同,酸水解由难到易程度为:C苷>S>O>N苷呋喃糖苷较吡喃糖苷的水解速率大50~100倍酮糖较醛糖易水解吡喃糖苷中,吡喃环C5上的取代基越大越难水解2-去氧糖>2-羟基糖>2-氨基糖易难芳香烃比脂肪烃易水解苷元为小基团者,苷键横键的比苷键竖键的易于水解,因为横键上原子易于质子化苷元为大基团者,苷键竖键的比苷键横键的易于水解,这是由于苷的不稳定性促使水解碱水解反应:速度难易与C7取代基有关:7-OH香豆素<7-OCH3香豆素<香豆素萘醌和蒽醌的苯环上的羟基酸性:β-羟基>α-羟基游离蒽醌的酸性强弱顺序为:含COOH > 2个以上β-OH > 1个β-OH > 2个以上α-OH > 1个α-OH1,8>1,4>1,5答案:E>B>C>A>D>F黄酮类化合物取代基对溶解度的影响:羟基数目越多,水中溶解度增加;羟基甲基化后,在有机溶剂中溶解度增加。
溶剂极性大小排序高氯酸,氢碘酸,硫酸,氢溴酸,盐酸,硝酸,碘酸(以上为强酸,了解即可,大学涉及强弱排序),草酸(乙二酸),亚硫酸,磷酸,丙酮酸,亚硝酸(以上五种为中强酸),柠檬酸,氢酸,苹果酸,葡萄糖酸,甲酸,乳酸,苯甲酸,丙烯酸,乙酸,丙酸,硬脂酸,碳酸,苯酚(也叫石酸),氢硫酸,次氯酸,硼酸,硅酸(其余为弱酸或极弱酸)!如何选择色谱柱化学键合相按键合官能团的极性分为极性和非极性键合相两种。
常用的极性键合相主要有氰基(-CN)、氨基(-NH2)和二醇基(DIOL)键合相。
极性键合相常用作正相色谱,混合物在极性键合相上的分离主要是基于极性键合基团与溶质分子间的氢键作用,极性强的组分保留值较大。
极性键合相有时也可作反相色谱的固定相。
常用的非极性键合相主要有各种烷基(C1~C18)和苯基、苯甲基等,以C18应用最广。
非极性键合相的烷基链长对样品容量、溶质的保留值和分离选择性都有影响,一般来说,样品容量随烷基链长增加而增大,且长链烷基可使溶质的保留值增大,并常常可改善分离的选择性;但短链烷基键合相具有较高的覆盖度,分离极性化合物时可得到对称性较好的色谱峰。
苯基键合相与短链烷基键合相的性质相似。
另外C18柱稳定性较高,这是由于长的烷基链保护了硅胶基质的缘故,但C18基团空间体积较大,使有效孔径变小,分离大分子化合物时柱效较低。
分离中等极性和极性较强的化合物可选择极性键合相。
氰基键合相对双键异构体或含双键数不等的环状化合物的分离有较好的选择性。
氨基键合相具有较强的氢键结合能力,对某些多官能团化合物如甾体、强心甙等有较好的分离能力;氨基键合相上的氨基能与糖类分子中的羟基产生选择性相互作用,故被广泛用于糖类的分析,但它不能用于分离羰基化合物,如甾酮、还原糖等,因为它们之间会发生反应生成Schiff 碱。
二醇基键合相适用于分离有机酸、甾体和蛋白质。
分离非极性和极性较弱的化合物可选择非极性键合相。
利用特殊的反相色谱技术,例如反相离子抑制技术和反相离子对色谱法等,非极性键合相也可用于分离离子型或可离子化的化合物。
常用溶剂的极性次序为(从小到大):石油醚<环己烷<苯<氯仿(二氯甲烷)~乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<丙醇、乙醇<甲醇<水<含盐水影响提取效果的因素溶剂提取的效果主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。
此外,原料的粉碎程度,提取温度,浓度差,提取时间,操作压力,原料与溶剂的相对运动等因素也不同程度地影响提取效果。
1.利用温度不同引起溶解度的改变以分离物质——结晶与重结晶;①结晶结晶是利用温度不同引起溶解度的改变而使有效成分以晶体的形式析出以达到分离物质的目的。
②杂质的除去:天然产物经过提取分离所得到的成分,大多仍然含有杂质,或者是混合成分。
有时即使有少量或微量杂质存在,也能阻碍或延缓结晶的形成。
所以在制备结晶时,必须注意杂质的干扰,应力求尽可能除去。
③溶剂的选择:制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。
合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。
溶剂的沸点亦不宜太高。
④制备结晶操作: 通常将化合物溶于适当溶剂中,过滤、浓缩至适当的体积后,塞紧瓶塞,静臵。
⑤不易结晶或非晶体化合物的处理 a.本身性质制备衍生物或盐 b.纯度不够进一步分离纯化⑥重结晶及分步结晶:晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。
这种方法称为重结晶法。
结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。
这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。
⑦结晶纯度的判定:化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,可以作为鉴定的初步依据;还应结合薄层色谱法。
注意问题:熔距(0.5℃或1~2 ℃)(如乌头中乌头碱、次乌头碱和新乌头碱的混合物,熔矩较短);双熔点(苷类化合物);非常相似的化合物(如三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱仅差一个CH2,薄层一个点;鹿谷草中的高熊果苷和异高熊果苷极难分离,但熔矩115 ~125℃)萃取法:两相溶剂提取又简称萃取法,是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的方法。
习题解答(第一章物质结构基础)思考与习题1.填空题(1)原子核外电子运动具有波粒二象性、能量变化不连续的特征,其运动规律可用量子力学来描述。
(2)当主量子数为3时,包含有3s、3p、3d三个亚层,各亚层为分别包含1、3、5个轨道,分别能容纳2、6、10个电子。
(3)同时用n、l、m和m s四个量子数可表示原子核外某电子的运动状态;用n、l、m 三个量子数表示核外电子运动的一个轨道;而n、l两个量子数确定原子轨道的能级。
(4)改错的现象称为能级交错。
3d4S(6)原子序数为35的元素,其基态原子的核外电子分布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,用原子实表示为[Ar]3d104s24p5,其价电子构型为4s24p5,价电子构型的轨道表示式为;该元素位于元素周期表的第ⅦA 族,第四周期,元素符号是Br 。
(7)等价轨道处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,具有较低的能量,比较稳定。
这一规律通常又称为洪德规则的特例。
(8)原子间通过共用电子对而形成的化学键,叫做共价键。
共价键的本质是原子轨道的重叠,其形成条件是两个具有自旋相反单电子的原子轨道,尽可能达到最大重叠。
(9)表征化学键性质的物理量,统称为键参数,常用的有键能、键长、键角。
(10)H2S分子的构型为V形,中心原子S采取sp3不等性杂化,键角∠HSH<109°28′(提示:填写>,=或<)。
(11)完成下表2.选择题(1)下列原子轨道中,属于等价轨道的一组是( C )。
A .2s ,3sB .2p x ,3p xC .2p x ,2p yD .3d xy ,4d xy(2)下列用一套量子数表示的电子运动状态中,能量最高的是( B )。
A .4,1,-1,-12B .4,2,0,-12C .4,0,0,+12D .3,1,1,+12(3)下列不存在的能级是( C )。
根据物质的吸附性差别进行分离在中药化学成分分离及精制工作中,吸附现象利用得十分广泛。
其中又以固-液吸附用得最多,并有物理吸附、化学吸附及半化学吸附之分。
物理吸附也叫表面吸附,是因构成溶液的分子(含溶质及溶剂)与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。
特点是无选择性,吸附与解吸附过程可逆,且可快速进行,故在实际工作中用得最广。
常见如采用硅胶、氧化铝及活性炭为吸附剂进行的吸附色谱即属于这一类型。
化学吸附,如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝的吸附,或生物碱被酸性硅胶的吸附等,因为具有选择性,吸附十分牢固,有时甚至不可逆,故用得较少;半化学吸附,如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附,力量较弱,介于物理吸附与化学吸附之间,也有一定应用。
(1)物理吸附基本规律—相似者易于吸附:固液吸附时,吸附剂、溶质、溶剂三者统称为吸附过程中的三要素。
物理吸附过程一般无选择性,但吸附强弱及先后顺序都大体遵循"相似者易于吸附"的经验规律。
硅胶、氧化铝因均为极性吸附剂。
①对极性物质具有较强的亲和能力。
故同为溶质,极性强者将被优先吸附;②溶剂极性越弱,则吸附剂对溶质将表现出越强的吸附能力。
溶剂极性增强,则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱;③溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。
(2)极性及其强弱判断:①化合物结构中官能团的极性强弱:官能团的极性大小按表3-1顺序排列。
②化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素决定:③溶剂的极性可以大体根据介电常数(ε)的大小来判断:常用溶剂的介电常数及其极性排列如表3-2所示。
(4)吸附柱色谱法用于物质的分离:(5)聚酰胺吸附色谱法:聚酰胺(polyamide)吸附属于氢键吸附,是一种用途十分广泛的分离方法,极性物质与非极性物质均可使用,但特别适合分离酚类、醌类、黄酮类化合物。
聚酰胺吸附物质的原理可用图3-3表示。
☆ 考点1:中药有效成分的提取中药之所以能够防病治病,其物质基础在于所含的有效成分。
如淀粉、树脂、叶绿素等一般被认为是无效成分或者杂质。
从药材中提取活性成分的方法有溶剂法、水蒸气蒸馏法及升华法等。
一般用溶剂法提取中药材的有效成分,常用的方法有浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等。
1.浸渍法:是在常温或温热(60~80℃)条件下用适当的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。
本法适用于有效成分遇热不稳定的或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质中药的提取。
2.渗漉法:是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浸出液的一种方法。
3.煎煮法:是在中药材中加入水后加热煮沸,将有效成分提取出来的方法。
此法简便,但含挥发性成分或有效成分遇热易分解的中药材不宜用此法。
4.回流提取法:是用易挥发的有机溶剂加热回流提取中药成分的方法。
但对热不稳定的成分不宜用此法。
5.连续回流提取法:弥补了回流提取法中溶剂消耗量大,操作繁杂的不足,实验室常用索氏提取器来完成本法操作。
但此法时间较长。
6.水蒸气蒸馏法:适用于具有挥发性的,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,且难溶或不溶于水的成分的提取。
7.固体物质在受热时不经过熔融直接转化为蒸气,蒸气遇冷后又凝结成固体的现象叫做升华。
中药中有一些成分具有升华的性质,能利用升华法直接从中药中提取出来。
☆☆☆☆考点2:根据物质溶解度差别进行中药有效成分的分离1.利用温度不同引起溶解度的改变以分离物质,如常见的结晶及重结晶等操作。
理想的溶剂必须具备下列条件:(1)不与重结晶物质发生化学反应。
(2)在较高温度时能够溶解大量的待重结晶物质;而在室温或更低温度时,只能溶解少量的待重结晶物质。
(3)对杂质的溶解度或者很大或者很小。
(4)溶剂的沸点较低,容易挥发,易与结晶分离除去。
(5)无毒或毒性很小,便于操作。
一般可以根据结晶的形态和色泽、熔点和熔距及色谱法来判断结晶纯度。
常用溶剂的极性顺序:水(最大)>甲酰胺>三氟乙酸>DMSO>乙腈>DMF>六甲基磷酰胺>甲醇>乙醇>乙酸>异丙醇>吡啶>四甲基乙二胺>丙酮>三乙胺>正丁醇>二氧六环>四氢呋喃>甲酸甲酯>三丁胺>甲乙酮>乙酸乙酯>三辛胺>碳酸二甲酯>乙醚> 异丙醚>正丁醚>三氯乙烯>二苯醚>二氯甲烷>氯仿>二氯乙烷>甲苯>苯>四氯化碳>二硫化碳>环己烷>己烷>煤油(石油醚)(最小)极性键与非极性键首先化学共价键分为极性键与非极性键。
非极性键就是共用电子对没有偏移,出现在单质中比如O2;极性键就是共用电子对有偏移比如HCl。
而当偏移的非常厉害之后,看上去一边完全失电子另一边得到了电子,就会变成离子键了,如NaCl 。
极性分子与非极性分子由于极性键的出现,所以就使某些分子出现了电极性,但是并不是说所有有极性键的分子都是极性分子。
比如CH4,虽然含有4个极性的C-H键,但是因为其空间上成对称的正四面体结构,所以键的极性相消,整个分子没有极性。
对于H2O,虽然与CO2有相同类型的分子式,也同样有极性共价键,但二者分子的极性却不同。
CO2是空间对称的直线型,所以分子是非极性分子,H2O是折线型,不对称,所以是极性分子,作为溶剂称为极性溶剂。
化合物的极性决定于分子中所含的官能团及分子结构。
各类化合物的极性按下列次序增加:—CH3,—CH2—,—CH=,—C三,—O—R,—S—R,—NO2,—N(R)2,—OCOR,—CHO,—COR,—NH2,—OH,—COOH,—SO3H。
第一章总论一、中药有效成分的提取1500-600cm-1区域为指纹区,可鉴别化合物真伪。
紫外-可见光谱UV光谱对共轭双键、α、β-不饱和羰基结构及芳香化合物的结构鉴定是重要手段1H-NMR 通过化学位移、峰面积、信号的裂分及偶合常数(J)提供分子中质子的数目、类型及相邻原子或原子团的信息。
12C-NMR 噪音去耦/全氢去耦/宽带去耦:DEPT第二章生物碱一、基本内容生物碱是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;多呈碱性,可与酸成盐多具有显著的生理活性。
(例外:秋水仙碱,N原子不在环内,且几乎不显碱性)。
绝大多数存在于双子叶植物中:毛茛科(黄连、乌头、附子)、防己科(汉防己、北豆根)、罂粟科(罂粟、延胡索)、茄科(洋金花、颠茄、莨菪)、马钱科(马钱子)、小檗科(三颗针)、豆科(苦参、苦豆子);单子叶植物也有少数科存在生物碱:石蒜科、百合科(贝母)、兰科;低等植物中仅个别存在生物碱:蕨类植物(烟碱)、菌类植物(麦角生物碱);科属亲缘关系相近的植物,常含有相同结构类型的生物碱;生物碱在植物体内多数集中分布在某一部分或某些器官;生物碱在不同的植物中含量差别很大。
生物碱在植物体内,除了以酰胺的形式存在外,仅少数碱性极弱的生物碱以游离形式存在(那可丁)。
绝大多数以有机酸盐形式存在(柠檬酸盐、草酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐),少数以无机酸盐的形式存在(盐酸小檗碱、硫酸吗啡),尚有极少数以N-氧化物、生物碱苷的形式存在。
吡啶类简单吡啶类吡啶槟榔碱摈榔次碱烟碱双稠哌啶类喹喏里西啶苦参碱哌啶莨菪烷类莨菪烷莨菪碱异喹啉类简单异喹啉异喹啉萨苏林苄基异喹啉去甲乌药碱罂粟碱厚朴碱R=CH3汉防己甲素;R=H汉防己乙素1-苄基异喹啉双苄基异喹啉原小檗碱类原小檗碱小檗碱延胡索乙素吗啡烷类吗啡烷 R=H吗啡;R=CH3可待因吲哚类简单吲哚类(吲哚)、大青素B、靛青苷单萜吲哚类(士的宁)、利血平色胺吲哚类(色胺)吴茱萸碱双吲哚类长春碱、长春新碱有机胺类(麻黄碱)、秋水仙碱、益母草碱性状形态多数生物碱呈结晶形固体,有些为晶形粉末状;少数生物碱为液体状态(烟碱、毒芹碱、槟榔碱),分子中多无氧原子,或氧原子结合为酯键;个别具有挥发性(麻黄碱)、升华性(咖啡因、川芎嗪)。
常用溶剂的极性次序为(从小到大):石油醚<环己烷<苯<氯仿(二氯甲烷)~乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙酮<丙醇、乙醇<甲醇<水<含盐水
影响提取效果的因素
溶剂提取的效果主要取决于选择合适的溶剂和提取方法。
此外,原料的粉碎程度,提取温度,浓度差,提取时间,操作压力,原料与溶剂的相对运动等因素也不同程度地影响提取效果。
1.利用温度不同引起溶解度的改变以分离物质——结晶与重结晶;
①结晶结晶是利用温度不同引起溶解度的改变而使有效成分以晶体的形式析出以达到分离物质的目的。
②杂质的除去:天然产物经过提取分离所得到的成分,大多仍然含有杂质,或者是混合成分。
有时即使有少量或微量杂质存在,也能阻碍或延缓结晶的形成。
所以在制备结晶时,
必须注意杂质的干扰,应力求尽可能除去。
③溶剂的选择:制备结晶,要注意选择合宜的溶剂和应用适量的溶剂。
合宜的溶剂,最好是在冷时对所需要的成分溶解度较小,而热时溶解度较大。
溶剂的沸点亦不宜太高。
④制备结晶操作: 通常将化合物溶于适当溶剂中,过滤、浓缩至适当的体积后,塞紧瓶塞,静臵。
⑤不易结晶或非晶体化合物的处理 a.本身性质制备衍生物或盐 b.纯度不够进一步分离纯化
⑥重结晶及分步结晶:晶态物质可以用溶剂溶解再次结晶精制。
这种方法称为重结晶法。
结晶经重结晶后所得各部分母液,再经处理又可分别得到第二批、第三批结晶。
这种方法则称为分步结晶法或分级结晶法。
⑦结晶纯度的判定:化合物的结晶都有一定的结晶形状、色泽、熔点和熔距,可以作为鉴定的初步依据;还应结合薄层色谱法。
注意问题:熔距(0.5℃或1~2 ℃)(如乌头中乌头碱、次乌头碱和新乌头碱的混合物,熔矩较短);
双熔点(苷类化合物);
非常相似的化合物(如三尖杉酯碱和高三尖杉酯碱仅差一个CH2,薄层一个点;鹿谷草中的高熊果苷和异高熊果苷极难分离,但熔矩115 ~125℃)
萃取法:两相溶剂提取又简称萃取法,是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的方法。
萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取,如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。
还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。
两相溶剂萃取在操作中还要注意以下几点:
1)先用小试管猛烈振摇约1分钟,观察萃取后二液层分层现象。
如果容易产生乳化,大量提取时要避免猛烈振摇,可延长萃取时间。
如碰到乳化现象,可将乳化层分出,再用新溶剂萃取;或将乳化层抽滤,或将乳化层稍稍加热;或较长时间放臵并不时旋转,令其自然分层。
乳化现象较严重时,可以采用二相溶剂逆流连续萃取装臵。
2)水提取液的浓度最好在比重1.1~1.2之间,过稀则溶剂用量太大,影响操作。
3)溶剂与水溶液应保持一定量的比例,第一次提取时,溶剂要多一些,一般为水提取液的1/3,以后的用量可以少一些,一般1/4~1/6。
4)一般萃取3~4次即可。
但亲水性较大的成分不易转入有机溶剂层时,须增加萃取次数,或改变萃取溶剂。
极性及其强弱判断
极性强弱是支配物理吸附过程的主要因素。
所谓极性乃是一种抽象概念,用以表示分子中电荷不对称(asymmetry)的程度,并大体上与偶极矩(dipole moment)、极化度(polarizability)及介电常数(dielectric constant)等概念相对应。
极性判断如下:(1)官能团的极性按下列官能团的顺序增强:
—CH2—CH2—,—CH2=CH2—,—OCH3,—COOR,>C=O,—CHO,
—NH2,—OH,—COOH
(2)化合物的极性则由分子中所含官能团的种类、数目及排列方式等综合因素所决定。
(3)大体上溶剂极性的大小可以根据介电常数(ε) 的大小来判断介电常数越大,则极性越大。
一般溶剂的介电常数按下列顺序增大:
环己烷(1.88),苯(2.29),无水乙醚(4.47),氯仿(5.20),乙酸乙酯(6.11),乙醇(26.0),甲醇(31.2),水(81.0)
吸附柱色谱也可用加压方式进行,溶剂系统可通过 TLC进行筛选,Rf为0.2~0.3最佳溶剂系统。
薄层色谱法
固定相硅胶G、硅胶GF254 硅胶GF365 硅胶H 硅胶HF254 氧化铝H、氧化铝G、氧化铝GF254、氧化铝HF254 硅藻土、硅藻土G 微晶纤维素、微晶纤维素F254等
颗粒大小:10~45um(1340目~325目)
一般可分无胶黏剂和含胶黏剂两种:前者系将固定相直接涂布于玻璃板上,后者系在固定相中加入一定量的胶黏剂,一般常用10%~15%煅石膏(CaSO4〃2H2O在140℃加热4h),或用羧甲基纤维素钠水溶液(0.5%~0.7%)。
①薄层板制备
方法:倾注法、涂铺法、平铺法
厚度:0.2~0.3mm
活化:阴干后的硅胶板可放到烘箱中在110~120℃活化0.5~1h(Ⅱ、Ⅲ),氧化铝板通常在200℃左右活化4h。
保存:臵有干燥剂的干燥箱中备用。
②点样
样点直径在2~3mm (且力求大小一致,样品浓度为10%,体积为1~2uL),点间距约为1.5~2cm,一般为圆点,点样基线距低边2.0cm。
③展开
展开缸应预先用展开剂饱和,展开剂的深度为距薄层板底边0.5~1.0cm,待展开至规定距离(一般为薄层板的4/5左右),取出薄层板,晾干,检测。
④显色和Rf值
常见化合物的薄层色谱显色剂
未知天然化合物结构研究的程序
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,旋光度或折光率等,确定是否为已知物或未知物;
2.进行检识反应确定样品为哪个类型的化合物;
3.测定分子式通过元素分析和分子量的测定,计算其分子式,或用高分辨MS法测定分子式;
4.结构分析:紫外光谱(UV,共轭体系)、红外光谱(IR,官能团)
质谱(分子量、分子式、碎片离子峰解析分子结构)、核磁共振谱(1H-NMR 13C-NMR) ;
5.结构验证进一步进行图谱验证,X射线测定。