第五章 植物化学成分的结构鉴定方法
- 格式:pdf
- 大小:312.89 KB
- 文档页数:18
食品中植物活性成分的分离与鉴定食物是我们生活的必需品,而植物活性成分则是食物中的重要组成部分。
众所周知,很多植物都具有丰富的活性成分,这些成分对人体健康和疾病的预防具有积极的作用。
因此,分离和鉴定食品中的植物活性成分变得尤为重要。
一、植物活性成分的定义和分类植物活性成分是指植物中具有一定的功效,可以对人体产生积极影响的化学物质。
根据其化学性质和作用方式,植物活性成分可以分为多种类型,如酚类化合物、多糖类化合物、生物碱类化合物等。
二、分离植物活性成分的方法分离食品中的植物活性成分需要使用一系列的实验方法,这些方法包括萃取、色谱层析、质谱分析等。
首先,研究人员会选择适当的溶剂对食品进行萃取,以提取出植物中的有益成分。
然后,通过色谱层析的方法,将提取物中的复杂化合物进行分离,得到纯度较高的目标成分。
最后,通过质谱分析等技术手段,对目标成分进行定性和定量分析,以确定其种类和含量。
三、鉴定植物活性成分的技术手段鉴定食品中的植物活性成分是一个复杂而精细的过程。
在分析过程中,技术手段的选择非常关键。
常见的鉴定技术包括红外光谱分析、核磁共振分析、质谱分析等。
红外光谱分析是一种常用的快速鉴定方法,它通过检测样品中吸收和发射的红外辐射来确定样品的分子结构。
这种分析方法不需要对样品进行破坏性处理,能够快速获得准确的结果。
核磁共振分析是一种准确性较高的鉴定方法,它通过检测样品中原子核的共振信号来获得样品的分子结构和组成。
这种分析方法对样品的要求较高,需要非常纯净的样品才能得到可靠的结果。
质谱分析是一种灵敏度较高的鉴定方法,它通过测量样品中各种化合物的质荷比来确定样品的分子结构和组成。
这种分析方法可以对样品进行定量分析,可以得到非常详细的样品信息。
四、植物活性成分的应用前景食品中的植物活性成分具有广泛的应用前景。
随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,越来越多的人开始关注食品中的功能成分。
植物活性成分作为食品中的重要组成部分,可以提高食品的营养价值,并对人体产生积极影响。
植物化学成分分析第一章引言植物化学成分分析是指对植物体中的成分进行分离、鉴定和定量,从而得到植物中各种化学成分的结构、性质和量,从而揭示植物物质基础和生理代谢机制的研究方法。
植物化学成分分析是植物化学研究的重要方向之一,具有广泛的应用领域。
第二章植物化学成分分析的方法植物化学成分分析的方法包括分离、鉴定和定量。
2.1 分离植物中的化学成分是一种复杂的混合物,分离是分析化学的基础。
常规的分离方法包括溶剂提取、渗透、柱层析、凝胶层析、电泳和毒性检测等。
2.2 鉴定分离得到的物质通过鉴别,可分辨成分之间的差异,从而确定物质的组成和结构。
鉴定方法包括光谱学、成分分析、微量元素分析、色谱法、质谱法等。
2.3 定量定性后,可以通过定量分析,得到组分的量和含量。
定量方法包括重量法、吸光度法、滴定法、荧光法、放射性分析和电化学分析等。
第三章植物化学成分分析的应用3.1 药物发现和开发大量植物因其化学成分具有药物效应而被广泛应用于药物研究和治疗。
例如,某些药物习惯应用于死亡的日本罪犯进行处死,因为其效果如此快速。
3.2 植物鉴定植物化学成分分析可以用于植物鉴定。
植物有许多生物活性化学成分,利用这些成分可以识别每个植物的身份。
3.3 保健品许多植物化合物因其抗氧化、抗癌和免疫增强特性而被广泛用于制备保健品。
例如,NAを飲むのと同様に、Mareeは日本の妻の祖母とともに人参をとったことを述べています。
3.4 食品和香料添加剂许多植物化合物因其芳香、味道和其他性能而被用作食品和香料添加剂。
例如,茴香籽是一种常用的香料,而香草味史密斯是用来调味糖果、甜点和其他食品的一种常用香料。
第四章结论植物化学成分分析是研究植物生理和代谢机制,发掘其生物活性成分并应用于医学、保健和其他领域的重要方法。
随着分析技术和设备的逐步发展,将有更多的化学成分被发现和应用。
第五章中药质量标准和鉴定一、中药的质量标准1.国家药品标准①中国药典一部:618+47+1493药品生产、供应、使用和检验等单位都必须遵照执行的法定依据。
②部颁药品标准:中药材、中成药、进口药材药典中未收载的品种或内容。
2.地方药品标准中药饮片炮制规范、中药材标准2.中国药典内容①凡例——对相关共性问题的统一规定正文,附录,名称及编排,项目与要求检验方法和限度,计量,精确度,试药、试液、指示剂动物试验说明书、包装、标签②正文质量标准基本内容A:下列不属于《中国药典》基原部分内容的是A.原植物的科名B.原植物名C.中药拉丁名D.采收季节E.产地加工『正确答案』C『答案解析』基原鉴定是应用植(动、矿)物的分类学知识,对中药的来源进行鉴定研究,确定其正确的学名,以保证中药的品种准确无误。
基原鉴定的内容包括:原植(动)物的科名、植(动)物名、拉丁学名、药用部位;矿物药的类、族、矿石名或岩石名。
X:《中国药典》规定,中药材及饮片的检查项目有A.杂质B.水分C.灰分D.有关物质E.重金属及有害元素『正确答案』ABCE『答案解析』检查:杂质、水分、灰分、毒性成分、重金属及有害元素、二氧化硫残留、农药残留、黄曲霉毒素。
二、中药鉴定的内容和方法品种真伪→来源→性状→显微→理化→DNA分子标记、指纹图谱↓质量优劣→纯度→质量优良度(一)基原鉴定(来源鉴定)——确定学名1.原植(动)物科名、植(动)物名、拉丁学名、药用部位。
例如山楂——蔷薇科植物山里红Crataegus pinnatifida Bge. var. major N.E.Br.或山楂C. pinnatifida Bge.的干燥成熟果实。
山楂拉丁学名:Crataegi Fructus2.矿物药类、族、矿石名或岩石名。
补充:植物分类学基本知识山楂分类等级:植物界、被子植物门、双叶子植物纲、蔷薇目、蔷薇科、苹果亚科、山楂属、山楂/山里红(变种var.)种:植物分类的基本单位——生殖隔离(二)性状鉴定1.内容形状、大小、色泽、表面特征、质地(注意角质样)、断面特征(自然折断面、横切面同饮片)、气、味、水试、火试等。
植物代谢产物的分离和结构鉴定技术研究植物代谢产物是指植物在代谢过程中产生的一系列有机化合物,包括蛋白质、糖类、脂类、酸类、酚类等,这些化合物不仅是植物生长发育的重要组成部分,也具有广泛的生物活性和药理作用。
因此,对植物代谢产物的分离和结构鉴定技术研究具有重要的科学意义和应用价值。
一、代谢产物的分离技术代谢产物的分离技术主要包括色谱、电泳、质谱等多种分析方法,其中色谱是最常用的分离技术。
色谱是一种利用化合物在不同材料上吸附、反应或分配系数不同而进行分离的方法。
常用的色谱技术包括气相色谱(GC)、液相色谱(LC)、超高效液相色谱(UPLC)等。
这些技术对于代谢产物的分离和纯化极为有效,尤其是已经被广泛应用于中药和天然产物的成分分析和分离纯化。
二、代谢产物的结构鉴定技术代谢产物的结构鉴定技术主要包括质谱、核磁共振、红外光谱、紫外光谱等多种分析方法,其中质谱是最常用的结构鉴定技术。
质谱是一种利用化合物在离子源中被气化为分子离子,通过质荷比器对这些分子离子进行分析的技术。
常见的质谱技术包括电喷雾质谱(ESI-MS)、飞行时间质谱(TOF-MS)等。
这些技术不仅可以确定化合物的分子量和相对分子质量,还可以推测出化合物的结构,并提供一些次要碎片离子,用于进一步确定分子结构。
三、技术研究的现状和未来展望随着现代科技的不断发展,代谢产物的分离和结构鉴定技术也在不断发展和完善。
目前,人工智能、大数据等新技术已经被应用于代谢产物的结构鉴定中,以提高其鉴定的准确性和可靠性。
同时,新型的离子源、质谱技术和分离柱材料也在不断涌现,使得代谢产物的分离和纯化变得更加高效、可靠、灵敏。
未来,代谢产物的分离和结构鉴定技术将更加广泛地应用于天然产物的化学成分研究、中药质量控制和药效评价等方面,并在新药研制、农业、食品、环境等领域展现出广阔的应用前景,为人类的健康和生产生活的提高带来更多的贡献。
总之,代谢产物的分离和结构鉴定技术的研究不仅具有科学价值和社会价值,还有重要的经济效益和社会效益。
雷公藤乙酸乙酯部位和水部位化学成分的分离与鉴定雷公藤是一种常见的草本植物,具有丰富的药用价值。
雷公藤乙酸乙酯是一种重要的有效成分,具有镇痛、抗炎、抗肿瘤等药理作用。
水部位则包含了雷公藤植物的水溶性成分,其化学成分不仅有助于了解雷公藤的药理作用,还能为雷公藤的深入研究提供重要的化学信息。
对雷公藤乙酸乙酯部位和水部位的化学成分进行分离与鉴定具有重要的意义。
一、雷公藤植物简介雷公藤(Thunder God Vine)是一种多年生草本植物,属于报春花科雷公藤属,主要分布在中国、日本、韩国等地区。
雷公藤的根、茎和叶均具有药用价值,历来被认为是一种重要的中药材。
传统上,雷公藤被用于治疗风湿病、风湿性关节炎、红斑狼疮等疾病,临床应用广泛。
1.萃取雷公藤乙酸乙酯部位需要对雷公藤乙酸乙酯部位进行高效液相色谱(HPLC)分离提取。
将雷公藤乙酸乙酯部位研磨成粉末,然后使用合适的溶剂(如乙酸乙酯、乙醇等)进行提取。
通过反复浸提、过滤、浓缩,可以得到雷公藤乙酸乙酯部位的提取物。
2.化学成分的分离与纯化得到雷公藤乙酸乙酯部位的提取物后,需要进行化学成分的分离与纯化。
这一过程通常采用各种色谱技术,如硅胶柱层析、凝胶柱层析、高效液相色谱等。
通过不同色谱技术的组合应用,可以逐步分离出雷公藤乙酸乙酯部位中的多种化学成分。
3.化学成分的鉴定得到单一的化合物之后,需要利用各种分析技术对其进行鉴定。
常用的鉴定手段包括核磁共振(NMR)、质谱(MS)、红外光谱(FT-IR)等。
通过对化合物的物理性质、光谱数据等进行分析比对,可以确定化合物的结构和化学成分。
通过以上步骤,可以对雷公藤乙酸乙酯部位的化学成分进行分离与鉴定。
目前,有关雷公藤乙酸乙酯部位的化学成分研究已经取得了一定进展,包括雷公藤醇、雷公藤酮、雷公藤内酯等成分已经被成功分离鉴定,并对其药理作用进行了进一步研究。
1.提取雷公藤水部位的化学成分需要将雷公藤水部位进行浸泡提取。
通常采用水作为提取剂,经过反复浸提过程得到雷公藤水部位的提取液。
中药有效成分提取分离和结构鉴定中药提取物是将中药草药或植物中的有效成分提取出来的一种制剂形式,用于治疗或改善人体的一些疾病或症状。
中药提取物的研究和开发主要包括提取分离和结构鉴定两个方面。
一、中药有效成分提取分离中药中的有效成分是指具有一定药理活性的化学成分。
中药有效成分提取分离是指将中药中的化学成分提取出来,并从中获得纯度较高的单一物质。
中药提取的方法主要有以下几种:1.水煎提取法:将中药草药较粗糙地切碎,加入一定比例的水,然后进行水煎,并通过反复浸提和滤液,将中药中的有所有效成分提取出来。
2.比溶提取法:将中药粉末加入适量的生理盐水或酒精溶剂中,进行搅拌,使中药中的有效成分通过溶解和扩散,进入溶剂中。
3.超声波提取法:将中药粉末加入适量的溶剂中,并通过超声波振荡或研磨,加速中药中有效成分的提取。
4.超高压萃取法:将中药粉末加入溶剂中,在高压条件下进行提取,可有效提高中药提取的效率和纯度。
以上提取方法既能提取中药中的多种有效成分,又能较好地保持其药理活性。
二、中药有效成分结构鉴定1.红外光谱分析:通过将中药有效成分与红外光发生作用,测量其吸收谱,从而得知其官能团或化学键的信息。
2.核磁共振分析:通过核磁共振技术,观察中药有效成分的原子或分子在特定磁场下的振动行为,从而确定其构型和结构。
3.质谱分析:通过质谱仪对中药有效成分进行离子化,然后测量其离子的质荷比和相对丰度,从而确定其分子量和分子结构。
4.气相色谱-质谱分析:通过将中药有效成分进行气相色谱分离,然后通过质谱仪对分离出来的组分进行质谱分析,从而鉴定其结构和性质。
结构鉴定方法的选择取决于中药有效成分的化学性质和结构特点,通过综合运用以上方法,可以较准确地鉴定中药有效成分的结构和性质。
总结起来,中药有效成分提取分离和结构鉴定是中药研究的重要环节,通过合理选择提取方法和结构鉴定方法,可以更好地提取中药中的有效成分,并确定其分子结构和化学性质,为中药研究和临床应用提供科学依据。
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。