1、执业药师资格考试中药化学完整版Word版第一章总论第一节绪论1.什么是中药化学？（中药化学的概念）中药化学是运用现代科学理论与方法研究中药中化学成分的一门学科。2.中药化学研究什么？中药化学研究内容包括各类中药的化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外，还涉及主要类型化学成分的生物合成途径等内容。中药化学是专业基础课，中药化学的研究，在中医药现代化和中药产业化中发挥着极其关键的作用。3.中药化学研究的意义（注：本内容为第四节中药化学在中药质量控制中的意义）（1）阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理（2）阐明中
2、药发放配伍的原理（3）改进中药制剂剂型、提高临床疗效（4）控制中药及其制剂的质量（5）提供中药炮制的现代科学依据（6）开发新药、扩大药源（7）结构修饰、合成新药主要考试内容：1.中药有效成分的提取与分离方法，特别是一些较为先进且应用较广的方法。2.各类化合物的结构特征与分类。3.各类化合物的理化性质及常用的提取分离与鉴别方法。4.常用重要化合物的结构测定方法。5.常用中药材中所含的化学成分及其提取分离、结构测定方法和重要生物活性。6.常用中药材使用时的注意事项和相关的质量控制成分。课程主要内容：内容总论绪论中药化学成分的一般研究方法 *各论生物碱 *糖和苷 *醌类 *香豆素和木脂素 *黄酮 *
3、萜类和挥发油 *皂苷 *强心苷 *主要动物药化学成分 *其他成分各论学习思路：学习方法：1.以总论为指导学习各论。2.注意总结归纳，在掌握基本共同点的情况下，分类记忆特殊点。3.注意理论联系实际，并以药典作为基本学习指导。4.发挥想象力进行联想记忆。第二节中药有效成分的提取与分离一、中药有效成分的提取注意：在提取前，应对所用材料的基源（如动、植物的学名）、产地、药用部位、采集时间与加工方法等进行考查，并系统查阅文献，以充分了解和利用前人的经验。（一）溶剂提取法注意：一般如无特殊规定，药材须经干燥并适当粉碎，以利于增大与溶剂的接触表面，提高提取效率。补充：溶剂提取法的原理根据中药化学成分与溶剂间
4、“极性相似相溶”的原理，依据各类成分溶解度的差异，选择对所提成分溶解度大、对杂质溶解度小的溶剂，依据“浓度差”原理，将所提成分从药材中溶解出来的方法。作用原理：溶剂穿透入药材原料的细胞膜，溶解可溶性物质，形成细胞内外的浓度差，将其渗出细胞膜，达到提取目的。一般提取规律：萜类、甾体等脂环类及芳香类化合物因为极性较小，易溶于三氯甲烷、乙醚等亲脂性溶剂中；糖苷、氨基酸等类成分则极性较大，易溶于水及含水醇中；酸性、碱性及两性化合物，因为存在状态（分子或离子形式）随溶液而异，故溶解度将随pH而改变，可用不同pH的碱或酸提取。补充：溶剂的选择。1）常见溶剂类型石油醚四氯化碳苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯正丁醇
5、丙酮甲醇（乙醇）水。2）溶剂选择的原则（1）相似相溶，能最大限度地提取所需要的化学成分（2）不与有效成分反应（3）不溶共存杂质（4）节约成本：价廉、安全、易得、浓缩方便。常用亲水性提取溶剂溶剂优点缺点水对细胞穿透力强，提取效率高安全、价廉、易得水杂质多、易变对含淀粉、粘液质多的药材不易过滤乙醇对药材组织穿透力强，效率高有选择性，不同浓度极性不同可防腐、沸点低，易除去、较便宜可抑制酶活性、大部分可回收利用脂溶性杂质较多有挥发性、易燃烧甲醇效率高于乙醇毒性大、较贵提取方法a、煎煮b、浸渍法c、渗漉法d、回流 e、连续回流（索氏提取）掌握不同提取方法原理、特点及适用的成分类型。1.煎煮法定义：中药材
6、加水浸泡后加热煮沸。优点：简便。缺点：需加热，含挥发性成分及加热易破坏的成分不宜使用。多糖类成分含量较高的中药，用水煎煮后药液黏度较大，过滤困难，不宜使用。对亲脂性成分提取不完全。2.浸渍法定义：在常温或温热（6080）条件下用适当的溶剂浸渍药材，以溶出其中的有效成分的方法。优点：简便，适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中药。缺点：出膏率低；以水为溶剂时，提取液易发霉变质。3.渗漉法定义：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渗漉液的方法。基本过程：药材浸润装筒浸渍渗漉。优点：适用于遇热不稳定的成分，或含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质的中
7、药。（似浸渍法，但提取效率高于浸渍法）缺点：溶剂消耗量大；耗时长，操作麻烦。4.回流法与连续回流法定义：使用易挥发的溶剂加热回流或连续回流提取中药成分的方法.优点：效率较高。缺点：对热不稳定成分不宜使用；溶剂消耗量大、操作麻烦；耗时长。总结：方法操作优点缺点适用药物煎煮浸渍渗漉回流连续回流5.水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法用于提取具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏，且难溶或不溶于水的成分。适用成分：挥发性（100有一定蒸汽压）；对水稳定；不溶于水；耐热。（如：中药中挥发油的提取常采用此法。）6.升华法固体物质在受热时不经过熔融而直接转化为蒸气，蒸气遇冷又凝结成固体的现象叫做升华。适用成分：游离羟
8、基蒽醌类成分，一些小分子香豆素类，有机酸类成分等。（如：樟木中的樟脑，茶叶中的咖啡因）7.超声提取法定义：采用超声波辅助溶剂提取的方法。超声波是一种强烈机械振动波，它是指传播的振动频率在弹性介质中高达20kHz的一种机械波。提取原理：超声波可产生高速、强烈的空化效和搅拌作用，能破坏药材的细胞，使提取溶剂渗透到药材的细胞中，从而加速药材中有效成分溶解于溶媒中，提高有效成分的提取率。特点：不会改变有效成分的化学结构；可缩短提取时间，提高提取效率。8.超临界流体萃取法定义：采用超临界流体为溶剂对中药材进行萃取的方法。超临界流体（SF）：指处于临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上，介于气体和液体之间
9、的、以流动形式存在的单一相态物质。密度与液体相近，而黏度与气体相近，扩散能力强。萃取选择性的决定因素：温度、压力、夹带剂的种类及含量。 常用的提取物质：C02、NH3、C2H6、C7H16、CCl2F2、N2O、SF6等，实际最常用的为C02。（1）C02超临界流体萃取的特点：简便、高效、无有机溶剂残留；安全，无污染；因萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；萃取介质的溶解特性容易改变，在一定温度下只需改变其压力；还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质；适于极性较大和分子量较大物质的萃取；萃取介质可循环利用，成本低；可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中
10、的有效成分。（2）局限性对脂溶性成分溶解能力强，而对水溶性成分溶解能力弱适用成分为脂溶性成分；设备造价高，成本高；更换产品时设备清洗困难。（3）夹带剂的作用夹带剂（entrainer）作为亚临界组分,挥发度介于超临界流体与被萃取溶质之间，以液体形式和相对小的量加入超临界流体中。作用：改善或维持选择性；提高难挥发溶质的溶解度。常用夹带剂：甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等（对溶质具有很好溶解性的溶剂也往往是很好的挟带）练习题最佳选择题对含有大量淀粉、树胶、果胶、黏液质中药的有效成分常选用的提取方法是A.浸渍法B.水蒸气蒸馏法C.煎煮法D.回流提取法E.升华法答疑编号5630010101【正确答案】A最佳选
11、择题最常用的超临界流体是A.水B.甲醇C.二氧化碳D.三氧化二铝E.二氧化硅答疑编号5630010102【正确答案】C二、中药有效成分的分离与精制（一）根据物质溶解度差别进行分离1.利用温度不同引起溶解度的改变进行分离主要包括：结晶与重结晶。结晶：将不是结晶状态的固体物质处理成结晶状态的操作。重结晶：从不纯的结晶经过进一步精制处理得到较纯结晶的过程。原理：要分离物质在热的溶剂中溶解达到饱和，冷却时由于溶解度的降低，溶液因过饱和而析出晶体。结晶与重结晶操作结晶用溶剂的选择：不与被结晶物质发生化学反应；对被结晶成分热时溶解度大、冷时溶解度小；对杂质或冷热时都溶解（留在母液中），或冷热时都不溶解（过
12、滤除去）；溶剂沸点较低，易挥发除去；无毒或毒性较小，便于操作。常用的重结晶溶剂：水、冰醋酸、甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、三氯甲烷、苯、四氯化碳、石油醚和二硫化碳等。（单用或混用）注意：用于重结晶溶剂用量需适当，用量太大会增加溶解，析出晶体量少；用量太小在热过滤时会提早析出结晶造成损失。一般可比需要量多加20%左右。结晶纯度的判定方法：（1）结晶形态和色泽：一个纯的化合物一般都有一定的晶形和均匀的色泽。（2）熔点和熔距：单一化合物一般都有一定的熔点和较小的熔距（12）。（3）色谱法：单一化合物用两种以上溶剂系统或色谱条件进行检测，均显示单一的斑点。常用的有纸色谱、纸上电泳和薄层色谱。（4）高效液相色
13、谱法（HPLC）：纯的化合物显示单一的谱峰。（5）其他方法：质谱、核磁共振等。单峰表示纯化合物，双峰表示不纯的化合物。2.利用两种以上不同溶剂的极性和溶解性差异进行分离在溶液中加入另一种溶剂以改变混合物的极性，使一部分物质沉淀析出，从而实现分离。水提醇沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去多糖、蛋白质等水溶性杂质。）醇提水沉法：在药材浓缩的水提液中加入数倍量的乙醇稀释。（沉淀除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质。）另：醇/醚法、醇/丙酮法。（可使皂苷沉淀析出，而脂溶性的树脂等杂质留在母液中）3.利用酸碱性（不同）进行分离对酸性、碱性或两性有机化合物来说，加入酸、碱以调节溶液的pH
14、，改变分子的存在状态，从而改变溶解度实现分离。酸提碱沉：生物碱等碱性成分。碱提酸沉：黄酮、蒽醌类等酸性成分。内酯或内酰胺结构的成分可被皂化溶于水，借此与其他难溶于水的成分分离。4.利用沉淀试剂进行分离酸性或碱性化合物可通过加入某种沉淀试剂，使之生成水不溶性的盐类等沉淀析出。酸性化合物 + 钙盐、钡盐、铅盐 沉淀 H2S气体 纯品碱性化合物 + 苦味酸盐、苦酮酸盐等（有机酸盐） 先加入无机酸，再碱化 纯品磷钼酸盐、磷钨酸盐、雷氏铵盐等（无机酸盐）（二）根据物质在两相溶剂中的分配比（分配系数）不同进行分离常见的方法有简单的液-液萃取法和液-液分配色谱（LC或LLC）等。液液萃取法的原理：1.分配系
15、数K值溶质在任意不相混溶的两溶剂中的分配系数K：K=CU/CLK：分配系数；CU：溶质在上相溶剂中的浓度；CL：溶质在下相溶剂中的浓度（K在一定的温度及压力下为一常数）例：假定A、B两种溶质用三氯甲烷及水进行分配，A、B均为1.0g，KA=10，KB=0.1，两相溶剂体积比VCHCl3/VH2O=1，则一次振摇分配平衡后：水的密度小于三氯甲烷，故水为上相，三氯甲烷为下相A：KA=CH20/CCHCl3=10则90%以上的溶质A将分配到水中，不到10%分配到三氯甲烷中B：KB=CH20/CCHCl3=0.1则不到10%的溶质B将分配到水中，90%以上的分配到三氯甲烷中2.分离因子分离因子表示分离
16、的难易=KA/KB（注：KAKB）分离难易判定：100，仅作一次简单萃取就可实现基本分离（如上例）；10010，通常需萃取1012次；2，需萃取100次以上；1,即KA/KB1，则无法分离3.分配比与pH以酸性物质（HA）为例，其在水中的解离平衡及解离常数K可用下式表示：酸性越强，Ka越大，pKa值越小。 碱性越强，Ka越小，pKa值越大。通常酚类化合物的pKa值一般为9.210.8，羧酸类化合物的pKa值约为5若使该酸性物质完全解离，即使HA均转变为A-，则pH pKa+2若使该酸性物质完全游离，即使A-均转变为HA，则pH pKa-2（游离型极性小，易溶于小极性的有机溶剂；解离型极性大，易
17、溶于水或亲水性有机溶剂）若pH3（酸性条件）酸性物质游离态（HA），极性小碱性物质则呈离状态（BH+），极性大若pH12（碱性条件）酸性物质解离形式（A-），极性大碱性物质游离状态（B），极性小4.液-液萃取与纸色谱5.液-液分配柱色谱将两相中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上作为固定相，填充在色谱管中，然后加入与固定相不相混溶的另一相溶剂作为流动相来冲洗色谱柱。常用载体：硅胶、硅藻土及纤维素粉等。常用反相硅胶填料有：RP-2（-C2H5）、RP-8（-C8H17）、RP-18（-C18H37）（1）正相色谱：固定性极性 流动相极性被分离物质极性越大（亲水性越强），越不易洗脱。固定相：强极性溶剂，如
18、水、缓冲溶液等。流动相：弱极性有机溶剂，三氯甲烷、乙酸乙酯、丁醇等。适用物质：水溶性或极性较大的成分，如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物。（2）反相色谱：固定性极性 流动相极性被分离物质极性越小（亲脂性越强），越不易洗脱。固定相：可用石蜡油。流动相：水或甲醇等强极性溶剂适用物质：脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等。（3）加压液相柱色谱（了解，不做重点掌握）载体：多为颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶微粒，如Zipax类薄壳型或表面多孔型硅球以及Zorbax类全多孔硅胶微球。快速色谱（flash chromatography，约2.02105Pa）、低压液相色谱（LPLC
19、，20.2105Pa）等。各种加压液相柱色谱的大体分离规模（三）根据物质的吸附性差别进行分离物理吸附：靠分子间力吸附。无选择性，吸附与解吸附过程可逆，快速。如硅胶、氧化铝、活性炭吸附。化学吸附：靠化学反应吸附。有选择性，吸附牢固，部分不可逆。如碱性氧化铝吸附黄酮等酚酸性物质。半化学吸附：介于物理吸附与化学吸附之间，力量较弱。如聚酰胺对黄酮类、醌类等化合物之间的氢键吸附。1.物理吸附规律极性相似者易于吸附硅胶、氧化铝为极性吸附剂，特点：（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
20、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。活性炭因为是非极性吸附剂，故与硅胶、氧化铝相反，特点为：（1）对非极性物质具有较强的亲和能力， 在水中对溶质表现出强的吸附能力。（2）溶剂极性降低，则 活性炭对溶质的吸附能力也随之降低。故从活性炭上洗脱被吸附物质时，洗脱溶剂的洗脱能力将随溶剂极性的降低而增强。2.极性及其强弱判断所谓极性乃是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对称（assymmetry）的程度，并大体上与偶极矩（dipole moment）、极化度（polarizability）及介电常数（dielectrie constant
21、）等概念相对应。（1）化合物结构中官能团的极性强弱：官能团的极性（2）含官能团的种类、 数目及排列方式等综合因素对化合物极性的影响化合物中所含正电或负电等电性基团越多，极性越强（如氨基酸强极性）。化合物所含的极性基团数目越多，极性越强（葡萄糖极性强于鼠李糖）。所含极性基团相同时，非极性基团越多，极性越弱（如高级脂肪酸极性弱）。酸、碱及两性化合物，游离型极性弱，解离型极性强，存在状态可随pH改变。（3）化合物极性与介电常数化合物极性大体可依据介电常数（）的大小判断，越大，极性越强。3.简单吸附法的应用（1）用于化合物的精制：结晶与重结晶过程中加入活性炭脱色、脱臭。注意：有时拟除去的色素不一定是亲
22、脂性的，故活性炭脱色不一定总能收到良好的效果。一般须根据预试结果先判断色素的类型，再决定选用什么吸附剂处理为宜。（2）用于化合物的浓缩：如活性炭吸附浓缩一叶萩碱。4.吸附柱色谱法用于物质的分离（1）吸附剂及用量主要吸附剂：硅胶、氧化铝。用量：一般为样品量的3060倍。样品极性较小、难以分离者，吸附剂用量可适当提高至样品量的l00200倍。规格：通常为100目左右。如采用加压柱色谱，还可以采用更细的颗粒，或甚至直接采用薄层色谱用规格。（2）拌样及装样硅胶、氧化铝吸附柱色谱，应尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解样品，以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。如样品在所选装柱溶剂中不易溶解，则可将样品用
23、少量极性稍大溶剂溶解后,再用少量吸附剂拌匀,并在60下加热挥尽溶剂，置P205真空干燥器中减压干燥、研粉后再小心铺在吸附剂柱上。（3）洗脱洗脱溶剂宜逐步增加，但跳跃不能太大。实践中多用混合溶剂，并通过巧妙调节比例以改变极性，达到梯度洗脱分离物质的目的。注意：一般，混合溶剂中强极性溶剂的影响比较突出，故不可随意将极性差别很大的两种溶剂混合在一起使用。实验室中最常应用的混合溶剂组合如表所示：吸附柱色谱常用混合洗脱溶剂（4）添加溶剂的选择分离酸性物质：选用硅胶（显酸性），洗脱溶剂加入适量乙酸，防止拖尾。分离碱性物质：选用氧化铝（显弱碱性），洗脱溶剂加入适量氨、吡啶、二乙胺，防止拖尾。（5）洗脱剂的选
24、择与优化通过薄层色谱法（TLC）进行筛选一般TLC展开时使组分Rf值达到0.2O.3的溶剂系统可选用为柱色谱分离该相应组分的最佳溶剂系统。5.聚酰胺吸附色谱基本原理：氢键吸附。适用化合物类型：酚类、醌类、黄酮类。（1）聚酰胺的性质及吸附原理性质：商品聚酰胺均为高分子聚合物质，不溶于水、甲醇、乙醇、乙醚、三氯甲烷及丙酮等常用有机溶剂。对碱较稳定，对酸尤其是无机酸稳定性较差，可溶于浓盐酸、冰乙酸及甲酸。聚酰胺色谱的分离机理：一般认为是“氢键吸附”，即聚酰胺的吸附作用是通过其酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。至于吸附强弱则取决于
25、各种化合物与之形成氢键缔合的能力。固定相 移动相氢键：氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的XHY型的键。X、Y为氧（O）、氮（N）、氟（F）等电负性较大，且半径较小的原子。吸附强弱通常在含水溶剂中大致有下列规律：形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。如：分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；反之，则减弱。如：洗脱溶剂的影响洗脱能力由弱到强的顺序为：水甲醇或乙醇（浓度由低到高）丙酮稀氢氧化钠水溶液或氨水甲酰胺二甲基甲酰胺
26、（DMF）尿素水溶液（2）聚酰胺色谱的应用对酚类、黄酮类等含酚羟基化合物可逆吸附，分离效果好，吸附容量大，适于制备分离。可用于生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等其他极性与非极性化合物的分离。对鞣质的吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物的脱鞣处理。6.大孔吸附树脂性质：一般为白色球形颗粒状，通常分为非极性和极性两类，对酸、碱均稳定。优势：操作简便，树脂可再生；可重复操作，产品质量稳定，收率恒定；既能选择性吸附，又便于溶媒洗脱，且不受无机盐干扰；一般不用有机溶媒，既保持传统的中医理论用药特色，又最大限度的保留了其有效成分。（1）吸附原理：选择性吸附（由于范德华引力或产生氢键的结果）分子筛性能（由其本身的多孔性网状结构决定）（2）影响吸附的因素：大孔树脂本身的性质（比表面积、表面电性、极性、能否形成氢键等）。洗脱溶剂的性质（极性、酸碱性）。被分离化合物的性质（分子量、极性、能否形成氢键）。注：大孔树脂的色谱行为具有反相的性质，被分离物质的极性越大，其Rf值越大，越容易洗脱。（3）大孔吸附树脂的应用：主要用于天然化合物的分离和富集预处理方法：用高浓度乙醇湿法装柱，继续用乙醇在柱上流动清洗，不时检查流出的乙醇液，至流出的乙醇液与水混合不呈现白色乳浊现象，然后以大量的蒸馏水洗去乙
