中药化学成分的结构鉴定方法？

iyaokao 收藏 2015-10-22

李老师 2015-10-22

A:

　　结构研究是中药化学成分分析中一项重要的研究内容。从药材中分离得到的单体即使具有很强的活性与较大的安全性，但如果结构不清楚，则无法进一步开展其药效学和毒理学的研究，也不可能进行人工合成或结构修饰、改造工作，更谈不上进行高质量的新药开发研究，其学术及应用价值将会大大降低。

　　与合成化合物相比，对中药化学成分进行结构研究难度较大。因为合成化合物原料已知，反应条件一定时可能得到什么产物、结构可能发生什么改变，事先均可做出某种程度的预测。但中药化学成分则不然，即使不是新化合物，“未知”因素仍然很多。另外，对于一些超微量生理活性物质来说，因为得量甚少，有时仅几毫克，故难以采用经典的化学方法(如化学降解、衍生物合成等)进行结构研究，而不得不主要依靠谱学分析的方法解决问题。即尽可能在不消耗或少消耗试样的条件下通过测定得到各种图谱，获取尽可能多的结构信息，而后加以综合分析，并充分利用文献数据进行比较鉴别，必要时则辅以化学手段，以推断并确认化合物的平面结构乃至立体结构。

　　(一)化合物的纯度测定

　　在结构研究前首先确定化合物的纯度。纯度不合格，会给结构测定工作带来难度，甚至会导致结构测定工作的失败。纯度检查的方法很多，如检査有无均匀一致的晶形，有无明确、敏锐的熔点等。但是最常应用的还是各种色谱方法，如在TLC或PC上选择适当的展开剂，分别将样品推至薄层板(或滤纸)的不同位置，并在可见光、UV光下观察，或者喷以一定的显色剂(其中必有一种为通用显色剂)进行观察。一般，只有当样品在三种展开系统中均呈现单一斑点时方可确认其为单一化合物。个别情况下，甚至需采用正相和反相两种色谱方法加以确认。另外，气相色谱(GC)也是判断物质纯度的一种重要方法，但只适用于在高真空和一定加热条件下能够气化而不被分解的物质。

　　HPLC则不然，不受GC那样的条件限制。与GC一样，HPLC也有用量少、时间快、灵敏度高及准确的特点，但两者均须配置价格昂贵的仪器设备。

　　(二)结构研究的主要程序

　　对未知中药化学成分来说，结构研究的程序及采用的方法大体如图3-6所示：其中，每个环节应用方法均各有侧重，且因每个人的经验、习惯及对各种方法熟练掌握、运用的程度而异。对已知化合物的结构鉴定更可大大简化，很难说有一个固定的、一成不变的程序。但是有一点是共同的，即文献检索、调研工作几乎贯彻结构研究工作的全过程。

　　(三)结构研究中采用的主要方法

　　1.确定分子式并计算不饱和度

　　分子式的测定目前主要有以下几种方法，可因地制宜加以选用。

　　(1)元素定量分析配合分子量测定。

　　(2)同位素峰度比法。

　　(3)高分辨质谱(HR-MS)法。

　　一般，MS测定采用电子轰击法(简称EI),故称EI-MS。测定EI-MS时，需要先将样品加热气化，使之进入离子化室，而后才能电离。故容易发生热分解的化合物或难于气化的化合物，如醇、糖苷和部分羧酸等，往往测不到分子离子峰，看到的只是其碎片峰。

　　3.红外光谱

　　分子中价键的伸缩及弯曲振动将在光的红外区域，即4000~625cm-1处引起吸收。测得的吸收图谱叫红外光谱(IR)。其中，4000~1500cm-1的区域为特征频率区，许多特征官能团，如羟基、氨基以及重键(如 C = C、C = C、C=0、N = O)、芳环等吸收均出现在这个区域，并可据此进行鉴别。1500~6OOcm-1的区域为指纹区，其中许多吸收因原子或原子团间的键角变化所引起，形状比较复杂，犹如人的指纹，可据此进行化合物的真伪比较鉴别。

某些情况下，红外光谱可用于区别芳环的取代方式、构型及构象等。

　　4.紫外-可见吸收光谱

　　分子中的电子可因光线照射从基态跃迁至激发态。其中，π-π*跃迁以及n→π*跃迁可因吸收紫外光及可见光而引起，吸收光谱将出现在光的紫外及可见区域(200~700nm)(UV-Vis)。

　　5.核磁共振谱

　　(1)氢核磁共振(1H-NMR):氢同位素中1H的峰度比最大，信号灵敏度也高，故1H-NMR测定比较容易，应用也最为广泛。1H-NMR测定中通过化学位移(5)、谱线的积分面积以及裂分情况(重峰数及偶合常数J)可以提供分子中质子的类型、数目及相邻原子或原子团的信息，对中药化学成分的结构测定具有十分重要的意义。

　　(2)碳核磁共振(13C-NMR):在决定中药有机化学成分结构时，与1H-NMR相比，13C-NMR无疑起着更为重要的作用。核磁共振的测定灵敏度与磁旋比(0的三次方成正比。