汪茂田谢培山王忠东等编著 天然有机化合物 提取分离与结构鉴定 Chemical Industry Press 化馨曲食服 化与=化学面彰中心
天然们机化合物提取分离与结构鉴定 1sBN7-5025-6034-3 9787502560348> ISBN7-5025-6034-3/TQ·2063定价:38.00元 销传分类建议:化E/有机化1
天然有机化合物提取分离与结构鉴定 汪茂田谢培山王忠东 王海棠吴云骥周海梅编薯 能脊:监翕版 化学与应用化学出版中心 北京
(京)新登字039号 图书在版编目(CIP)数据 天然有机化合物提取分离与结构鉴定/汪茂田等编著 北京:化学工业出版社,2004.8 ISBN7-5025-6034-3 I.天…Ⅱ.汪…Ⅲ.①天然有机化合物提取 ②天然有机化合物分离③天然有机化合物分子结构 鉴定 中国版本图书馆CTP数据核字(2004)第083211号 天然有机化合物提取分离与结构鉴定 汪茂田谢培出王忠东编蓄 王海棠吴云鶉周海梅 责任编:路金辉 责任校对:陈静 封面设计:郑小红 化学与应用化学出版中心出版发行 (北京市朝阳区惠新里3号邮政编码100029) 发行电话:(010)64982530 bttp://www.cipcom.cn 新华书店北京发行所经销 北京兴顺印刷厂印刷 北京兴顺印刷厂装订 开本787mm×1092mm1/16印张17%字数435千字 2004年9月第]版2004年9月北京第1次印刷 IsBN7-5025-6034-3/TQ·2063 定价 元 版权所有违者必究 该书如有缺页、倒页、脱页者,本杜发行部负责退换
前言 来白于自然界植物、动物、微生物及其代谢产物中的多数有机化合物,是天然药物、天 然食品添加剂和天然化妆品活性成分的重要来源。这些有机化合物结构复杂,种类繁多,用 途广泛、含量往往较低,并与许多其他化学成分共存,要很好地发掘我国丰富的天然资源, 研究和利用这些天然有机物,就必须先经过提取分离和纯化过程。但其提取分离及结构鉴定 是一项非常烦琐而艰巨的工作。过去,一个天然化合物从提取分离、纯化,到确定结构需要 很长的时间。以吗啡为例,从1804~1806年开始发现,到1925年确定其结构,1952年人 工全合成,总共花了约150年时间。在用量方面,以往测定一个化合物结构时,往往需要用 化学方法进行降解或作适当衍生进行比较才有可能予以确认,一般需要至少几百毫克甚至几 克的纯物质,十几毫克乃至几十毫克的物质往往因为无法测定而束之高阁。现在,由于科学 技术的飞跃发展,尤其是核磁(NMR)、质谱(M)、射线单晶衍射在设备、性能及测试 技术方面的巨大进步,以及计算机的广泛应用,结构测定需要的样品数量已大幅度降低,几 十毫克甚至十几毫克就可以完成测定工作。相对分子质量在1000以下的大多数天然有机物 甚至不必进行任何化学降解,单用NMR测试技术就可以确定其结构。有的微量成分,分子 量虽然很大,结构也相当复杂,但只要能得到几粒良好的单晶(每边不少于0.1mm),则单 独采用射线单晶衍射就可以在几天之内确定整个分子的立体结构。 天然有机化合物的提取、分离和精制,过去主要使用溶剂法和蒸馏法等,耗时长,需溶 剂量大,且对于微量成分、结构性质相类似成分的提取分离常常受到限制。新的提取分离技 术与结构鉴定技术的应用与普及,促进了我国天然有机化合物研究工作的发展。20世纪60 年代,一些化学家开始尝试用色谱法分离天然有机化合物,如用氧化铝色谱法分离了强心 苷,用离子交换色谱法分离了南瓜子氨基酸和麦角生物碱,用聚酰胺色谱法分离了黄酮类化 合物等、现在各种色谱分离方法已普遍得到运用,如纸色谱、薄层色谱、制各型薄层色谱 等,使含量极少、性质相近的化合物能很好分高。从70年代开始,我国应用了低压柱色谱、 高效液相色谱与干柱色谱,并又进一步发展起来气相色谱与高效液相色谱,使分离技术大幅 度提高。80年代,应用大孔树脂和制各型高效液相色谱仪分离水溶性成分或难获得结晶的 化合物,迅速在全国范围内推广。90年代,对植物药有效成分的研究,着重于微量成分和 木溶性成分的分离及结构鉴定,新的天然有机化合物不断发现,为合成新药提供了大量先导 体。近代分离分析仪器的飞跃发展,推动了样品提取分离技术的进步,一些新的、更为环保 的提取技术得以开发应用,如超临界流体萃取技术、超声提取技术、微波提取技术、仿生提 取技术、酶技术、固相萃取以及固相微萃取技术、各种色谱技术、色谱-质谱技术和液体色 谱-核磁共振技术等,这些现代提取分离技术大大缩短了对天然产物有效成分研究的周期。 现在,人们对于那些常量、易得的成分已不太感兴趣,转而注意那些微量甚至超微量的活性 成分,包括水溶性的、不稳定的成分以及生物体内源性生理活性物质,试图从中发现新的化 合物 ,。 在结构鉴定方面,20世纪30年代出现的紫外(UV)光谱和40年代发展的红外(IR) 光谱为化学家提供了识别有机化合物生色基和官能团的有效方法,研究者可以采用极少量的 样品,非破坏性的实验得到有关结构的信息。50年代展起来的质谱(MS)方法进一步带 来革命性的影响,MS实验可给出化合物的分子式,并且通过裂解方式提供分子的结构信
息。近50年来,有机波谱学尤其是NMR技术的发展改革了天然产物结构鉴定的方法。今 天,波谱技术已成为探究大自然中物质内部秘密的最可靠、最有效的手段 我囯土地辽阔,天然资源十分丰富,无论是天然植物、动物、海洋生物以及徼生物都有 着种类多、分布疒的优势。对它们的提取分离技术、组分结构与生理活性关系的研究以及对 天然物质的综合利用是当今人类非常感兴趣的课题,并要求对然资源的研究与开发向深入 化、快速化、微量化发展,以获取安全、无毒、高效的天然有效成分服务于人类。目前,天 然产物的开发与应用已形成热潮并发展迅猛,天然产物的研究成果已在很多领域广泛应用 本书立足于制药及食品行业,也涉及到生物化工、精细化工、高分子化工等有机合成行业, 主要阐述了天然有机化合物的各种提取、分离和结构鉴定方法以及开发应用实例,旨在为天 然有机物的研究与开发者提供一些基本理论知识、实用技术和信息资料。本书各个章节内容 侧重点和特色不尽相同,可自成体系,具有不同的参考价值,适合于不同的读者。 本书共十一章,其中绪论由谢墙山编写,第一章由王忠东和谢墙山编写,第二章和第七 章由周海梅编写,第三章、第五章、笫六章和第八章由吴云骤獷写,第四章由王海業编写, 第九章、第十章和第十一章由汪茂田编写,全书最后由王海棠、吴云骥统一修改定稿。在本 书编写出版过程中,化学工业出版社提出许多宝贵意见,并给子热惰鼓励和积极支持;河繭 科技大学、洛阳梓生科技开发有限公司和郑州市赛蓝化学公司的许多老师和研究生对本书的 编写提出了有益的建议并提供了大力帮助,在此一并表示衷心感谢。 由于编者水平有限,经验不足,书中难免有错漏和不妥之处,敬请有关专家和广大读者 给予批评指正。 编著者 2004年3月
内容提要 本书侧述了天然有机化合物的提取分离方法和结构鉴定技术,列举了它们在医 药、食品、生物化工、精细化L.和高分子化[等领域的应用:介绍∫国内外有关天 然产物研究开发的新技术、新成果。全书共分三篇十一章,阐述了如何利用经典及 现代提取、分离技术获得所需要的天然有机化合物;结合实例阐述了天然有机化合 物结构鉴定的方法学和波谱技术在结构鉴定中的应用,着重阐述如何用核磁、质谱 恻试鉴定有机化合物的结构,如何完成图谱解析等。内容汇集了编著者长期积 累的教学和实践经验,芹存为从事研发天然产物的工作若提供较系统的理论知识和 较全面的实用技术 本书叫供从事医约,食品、化妆品、生物化工、糟细化工和高分子化等相关 行业的科技工作者参考,也可作为高等院校医药、食品、轻工、化工等类专业课程 的教学用书
目录 绪论 第一篇天然有机化合物提取技术 第一章经典提取技术…… 第一节溶剂提取法… 第二节影响提取效果的因素 第三节水蒸气蒸馏技术 第四节分子蒸馏技术 参考文献… “· 30 第二章现代提取技术 31 第一节超临界流体萃取技术 第二节超声波提取技术 第三节微波提取技术 第四节酶法提取和仿生提取技木… 第五节固相萃取和固相微萃取技术 参考文献 第二篇天然有机化合物分离方法 第三章一般分离方法 54 第一节萃取法 第二节沉淀分离法… 57 第三节结晶与重结晶… 第四节膜分离……………………,,, 65 参考文献 第四章柱色谱 第一节概述 第二节吸附柱色谱…………… 第三节分配柱色谱 第四节离子交换柱色谱……… 第五节凝胶柱色谱 第六节大孔树脂柱色谱 第七节亲和柱色谱………… …112 第八节改进型柱色谱
参考文献 131 第五章薄层色谱 第一节概述 第二节薄层色谱的操作技术……………… 第三节定量薄层色谮和制备薄层色谱 第四节薄层色谱的应用… 参考文献 56 第六章纸色谱… 第一节概述… 第二节定量纸色谱和制备纸色谱…………………… le 第三节纸色谮的应用 162 参考文献…… l63 第七章气相色谱及其联用技术 164 第一节气相色谱概速 第二节气相色谮基本理论… 165 第三节气相色谱操作技术 第四节衍生化气相色谱法 …173 第五节气相色谱的定性与定量分析方法 第六节气相色谱-质谱联用技术……… 176 第七节气相色谱的应用实例 …180 参考文献 ………184 第八章高效液相色谱… 185 第一节概述 第二节高效液相色谱仪器 第三节建立高效液栩色谱分析方法的一般步骤 191 第四节高效液相色谱分析方法应用… 参考文献…… 200 第三篇天然有机化合物结构鉴定方法 第九章天然产物结构测定方法概论 第一节样品鈷构的背景信息……… 203 第二节结构鉴定的化学方法〈湿法化学) 第三节紫外和红外光谱法 205 第四节质谱法… 第五节核磁共振法……… 210
参考文献 221 第十章结构鉴定的战略战术 第一节背景信息的搜索和验证… 222 第二节结构鉴定的战略战术………………………… 参考文献 233 第十一章天然产物结构鉴定示例…… 234 第一节隐丹参酮的NMR图谱分析…… 234 第二节测定大黄素甲醚-8-O葡萄糖苷的NMR技术…… 241 第三节可待因的 HMQC-TOCSY…… 第四节一个苯并菲啶生物碱的结构和立体化学… 第五节动态NMR对樱黄素-8C葡萄糖苷的构象研究……… 第六节甾体和三萜皂苷的结构鉴定技术· 第七节NMR法在天然化合物绝对构型测定中的应用… 263 第八节原料药结构确诬研究 参考文献……………… 第三篇参考书目…… 275