执业中药师考试化学总结
1、萜类化合物的含义是什么？
萜类化合物是由甲戊二羟酸衍生而成的一类成分，其基本骨架多具有2个或2个以上异戊二烯单位（C5）。开链萜烯具有（C5H8）n 的通式，碳原子数一般为5的倍数，而氢的比例一般不是8的倍数。
绝大多数萜类化合物为含氧衍生物，结构中具有醇、醚、醛、酮、羧酸、酯、内酯、亚甲二氧基等含氧基团。有的萜类化合物以苷的形式存在，如环烯醚萜类成分；有的萜类化合物分子含有氮原子，称为萜类生物碱，如乌头碱。
2、常见萜类化合物可分为哪些类型？
按异戊二烯单位（C5单位）的多少，可将常见萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜、三萜、四萜和多萜。每类再根据基本碳链是否成环及成环数的多少进一步分类。
单萜：单萜类化合物可看成是由两个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物，为挥发油的组分。多数具有较强的香气和生理活性。如链状单萜香叶醇具有抗菌作用；单环单萜辣薄荷酮具有平喘、止咳、抗菌的作用；双环单萜龙脑（冰片）具有发汗、兴奋、镇痉和驱虫作用。
倍半萜：倍半萜化合物是由3个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物，可存在于挥发油中，多具有香气和生物活性。单环倍半萜青蒿素具有抗恶性疟疾的作用。
二萜：二萜类化合物是由4个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物。分子量增大，绝大多数不具挥发性。双环二萜类的银杏内脂为治疗心血管疾病的有效药物，穿心莲内酯具有抗菌、抗炎作用；三环二萜类的雷公藤内酯具有抗癌、抗炎、抗生育等作用；四环二萜类的甜菊苷可用作禁糖病人的甜味剂，其甜度为蔗糖的300倍；五环二萜的乌头碱具有镇痛、局部麻醉、降温、消肿的活性。
三萜：三萜类化合物是由6个异戊二烯单元聚合而成的化合物及其衍生物。以游离状态存在时称为三萜类化合物或三萜苷元，与糖结合则称为三萜皂苷。
3、常见环烯醚萜苷类化合物可分为哪些结构类型？
环烯醚萜苷类成分属于单萜类化合物，在玄参科、茜草科、唇形科、龙胆科中较为常见。按其结构不同，可分为：
（1）环烯醚萜苷
基本母核为环烯醚萜醇，具有半缩醛及环戊烷环的结构，主要以C1-OH与糖成苷的形式存在于植物中。根据其结构上C-4位有无取代基可分为两小类；① C-4位有取代基的环烯醚萜苷，如栀子苷；② C-4位无取代基的环烯醚萜苷，如桃叶珊瑚苷、梓醇苷。
（2）裂环烯醚萜苷
环烯醚萜苷的C7－C8断键开环衍生而成的化合物。獐牙菜中的獐牙菜苷、獐牙菜苦苷和龙胆中的龙胆苦苷属于此类。
4、环烯醚萜类化合物有哪些主要理化性质？如何提取分离？
（1）理化性质
性状：环烯醚萜苷和裂环烯醚萜苷为白色结晶体或无定形粉末，多具旋光性、吸湿性，味苦。
溶解性：环烯醚萜苷类化合物分子量一般较小，大多具有极性官能团，偏亲水性，易溶于水、甲醇，可溶于乙醇、丙酮和正丁醇，难溶于氯仿、乙醚、苯等亲脂性有机溶剂。环烯醚萜苷的亲水性较其苷元的亲水性更强。
水解性：环烯醚萜苷对酸很敏感，其苷键极易被酸水解，生成的苷元很不稳定，易发生聚合反应，在不同水解条件下（温度、酸度等），产生不同颜色的变化或沉淀。玄参、地黄等炮制加工变黑，均与此有关。
鉴别反应：环烯醚萜分子结构中具有半缩醛羟基，性质很活泼，能与一些试剂产生颜色反应，可用于环烯醚萜及其苷的鉴别。如：
氨基酸反应：游离的苷元与氨基酸加热，产生深红色至蓝色，最后生成蓝色沉淀。
乙酸-铜离子反应：苷元溶于冰醋酸，加少量铜离子，加热，显蓝色反应。
（2）提取分离
提取：环烯醚萜苷类成分一般采用溶剂法提取，常选用的提取溶剂为水、甲醇、乙醇、丙酮等溶剂。用水作提取溶剂时，需在药材中拌入碳酸钙或氢氧化钡，以防止酶和有机酸的影响。
分离：提取液减压浓缩后预先用乙醚或石油醚脱脂，再用正丁醇萃取出环烯醚萜苷类成分；或将除脂后的水提液通过活性炭或大孔吸附树脂柱，先用水洗脱除去水溶性杂质后，再用乙醇将环烯醚萜苷洗脱下来。
5、紫杉中含有的萜类化合物有何生物活性？紫杉醇有何主要理化性质？
紫杉又称红豆杉，主要含有二萜类成分。具生物活性的成分为分子结构中含C-4、C-5和C-20位的环氧丙烷结构的10余种化合物，其中紫杉醇属于紫杉烷型三环二萜，具有显著的抗癌作用。
游离的紫杉醇可溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷等有机溶剂，难溶于水，不溶于石油醚。紫杉醇分子中含有N原子，但因处于酰胺状态，不显碱性，故紫杉醇为中性化合物。紫杉醇在pH4~8范围内比较稳定，碱性条件下很快分解，对酸相对较稳定。紫杉醇可与二氧化锰试剂发生氧化反应，且不易还原。
6、龙胆中含有的萜类化合物有何主要理化性质？如何提取分离？
（1）理化性质
龙胆中主要环烯醚萜类成分为龙胆苦苷、獐牙菜苦苷和獐牙菜苷等。龙胆苦苷有显著的苦味。易溶于水，可溶于甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇等亲水性有机溶剂，难溶于氯仿、乙醚、石油醚等亲脂性有机溶剂。龙胆苦苷、獐牙菜苦苷等具有环烯醚萜苷类的一般化学性质，如易被酸水解，能与氨基酸、铜离子、Shear试剂等产生颜色反应。
（2）提取分离
常用渗漉法以甲醇或乙醇提取。活性炭-硅藻土（1：1）纯化，硅胶柱色谱分离，先洗脱下来龙胆苦苷，后洗脱下来獐牙菜苦苷。
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挥发油--中药化学（十八）
刘 斌 北京中医药大学中药学院
1、挥发油的主要化学组成是什么？
挥发油又称精油，是存在于植物中的一类具有芳香气味、可随水蒸气蒸馏出来而又与水不相混溶的挥发性油状成分的总称。挥发油为一混合物，其组份较为复杂。挥发油成分中以萜类成分多见，另外，尚含有小分子脂肪族化合物和小分子芳香族化合物。
萜类成分：挥发油中的萜类成分主要是单萜和倍半萜类化合物。其中，它们的含氧衍生物多具有较强的生活活性，并且是挥发油具芳香气味的主要组成成分。
脂肪族成分：挥发油中的脂肪族成分多为一些小分子化合物，具有挥发性，如正庚烷、辛烯、甲戊酮、异戊醛、乙酸戊酯等。鱼腥草所含挥发油主要有效成分为癸酰乙醛（鱼腥草素），具有抗菌作用，有鱼腥气味。
芳香族成分：挥发油中的芳香族化合物多为含氧衍生物，如苯乙醇、水杨酸、香草醛等。其中大多数属于苯丙素衍生物，如桂皮挥发油中具有解热镇痛作用的桂皮醛，丁香挥发油中具有抑菌和镇静作用的丁香酚等。
2、挥发油的主要理化性质有哪些？
1、性状
颜色：挥发油大多为无色或淡黄色液体，少数挥发油具有其他颜色，如含有奥类成分的挥发油多显蓝色。
形态：挥发油在常温下为透明液体。低温放置，挥发油所含主要成分可能结晶析出，这种析出物习称为“脑，”如薄荷脑、樟脑等。
气味：挥发油具有特殊的气味，大多数为香味。
2、挥发性
挥发油均具有挥发性，可随水蒸气蒸馏。
3、溶解性
挥发油为亲脂性物质，难溶于水，可溶于高浓度乙醇，易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚等亲脂性有机溶剂，在低浓度乙醇中溶解度较小。
4、稳定性
挥发油对空气、光、热均较敏感。
5、物理常数
挥发油的物理常数主要有相对密度、比旋度、折光率和沸点。
6、化学常数
酸值：表示挥发油中游离羧酸和酚类成分的含量指标。以中和1g挥发油中的酸性成分所消耗氢氧化钾的毫克数表示。
酯值：表示挥发油中酯类成分的含量指标。用水解1g挥发油中所含的酯需要的氢氧化钾的毫克数表示。
皂化值：表示挥发油中游离羧酸、酚类和酯类成分总量的指标。以皂化1g挥发油中所消耗氢氧化交的毫克数表示。皂化值等于酸值和酯值之和。
3、挥发油的提取分离方法有哪些？
1、提取
水蒸气蒸馏法：利用挥发油的挥发性和与水不相混溶的性质提取。
溶剂提取法：挥发油为亲脂性物质，选用低沸点有机溶剂如乙醚、石油醚（30~60℃）等进行提取，通常采用连续回流提取法，也可用冷浸法。
压榨法：适用于含油量高的新鲜植物药材的提取。
CO2超临界流体提取法：适用于提取不稳定、易氧化、受热易分解的挥发油成分。具有提取效率高，提出物杂质含量低等优点。
2、分离
冷冻析晶法：将挥发油于-20~0℃以下放置。如薄荷油中薄荷脑的分离。
分馏法：挥发油的组成成分由于类别不同，分子量的大小、双键的数目、位置及含氧官能团等可能有一定的差异，因此它们的沸点各异。如单萜类化合物的沸点随双键的增多而升高，含氧单萜的沸点随官能团极性的增大而升高。根据沸点的差异，采用分馏法分离。
化学分离法：
（1）碱性成分的分离：将挥发油溶于乙醚，用1％硫酸或盐酸提取，所得酸水液经碱化后再用乙醚萃取，蒸去乙醚即得碱性成分。
（2）酚、酸性成分的分离：将分出碱性成分的挥发油乙醚液，再分别用5％碳酸氢钠和2％氢氧化钠萃取，所得水溶液分别酸化后用乙醚萃取，前者可得酸性成分，后者可得酚性成分。
（3）醛、酮成分的分离：① 将分出碱性、酸性、酚性成分的挥发油乙醚液用水洗至中性，以无水硫酸钠干燥后，加亚硫酸氢钠饱和溶液，分出水层或加成物结晶，加酸或碱液处理，以乙醚萃取，可得醛类成分和甲基酮类成分；② 将分出碱性、酸性、酚性、含醛和甲基酮等成分的挥发油乙醚液，回收乙醚后加入适量Girard T或P的乙醇溶液，加热回流，用乙醚萃取除去不具羰基的组分，水层酸化后再用乙醚萃取，可获得含酮基类成分。
（4）醇类成分的分离：将挥发油与丙二酸单酰氯或邻苯二甲酸酐或丁二酸酐反应生成酸性酯，再将生成物转溶于碳酸钠溶液，用乙醚洗去未作用的挥发油，碱液酸化，用乙醚萃取出所生成的酯，蒸除乙醚，残留物经皂化反应，再用乙醚萃取，即得醇类成分。
色谱分离法：
（1）吸附柱色谱：常用硅胶和氧化铝为吸附剂。
（2）硝酸银络合色谱：挥发油中的萜类成分多具有双键，可依据其双键的数目和位置的不同，与硝酸银形成π -络合物的难易及稳定性的差异，采用硝酸银-硅胶或硝酸银-氧化铝薄层色谱或柱色谱进行分离，可获得常规吸附色谱难以达到的分离效果。在硝酸银络和色谱中，化合物形成络合物的能力越强，被吸附剂吸附越牢，其Rf值越小。一般来说，双键多的化合物易形成络合物，末端双键较其他双键形成的络合物稳定；顺式双键大于反式双键的络合能力。例如，石菖薄挥发油中具反式双键的α-细辛醚先洗脱出来，其次是具顺式双键的β-细辛醚，最后是具末端双键的欧细辛醚。
4、如何用气相色谱对挥发油进行鉴定？
气相色谱法具有分离效率好、灵敏度高、样品用量少、分析速度快的优点，与质谱联用更能加速成分结构的确定，是研究挥发油的重要手段，现已广泛用于挥发油的分离和定性定量分析。
1、色谱条件
流动相（载气）：一般是氢气、氮气或氦气。
固定相：①非极性的饱和烃润滑油类（如硅酮、甲基硅油等），适用于沸点差异大的萜类成分的分离。②极性固定相类（如聚酯、聚乙二醇类等），适用于沸点差异小，而极性差异大的萜类成分的分离。
柱温：对分离的影响较大。一般单萜类可在130℃或低于130℃的柱温下分离；倍半萜烯在170℃～180℃或更高的温度下分离效果较好；而含氧衍生物一般在130℃～190℃之间分离。目前多采用程序升温法，可使挥发油中的单萜、倍半萜及其含氧衍生物一次分离成功。
2、鉴定方法
常用相对保留时间对挥发油中的已知成分进行定性鉴别。对于组成极其复杂的挥发油和未知成分，多采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用法，可大大提高挥发油分析鉴定的速度和研究水平。
5、薄荷油中主要含有哪些成分？
薄荷油化学组成复杂，主要成分是单萜及其含氧衍生物，如薄荷醇、薄荷酮、新薄荷醇等。薄荷醇有3个手性碳原子，共有8种立体异构体，但其中只有（-）薄荷醇和（+）新薄荷醇存在于薄荷油中。B17
皂苷--中药化学（十九）
刘 斌 北京中医药大学中药学院
一、什么是皂苷？皂苷常见分类方法有哪些？
皂苷是存在于植物界的一类结构较复杂的苷类化合物，其苷元大多属于具有螺甾烷及其生源相似的甾族化合物或三萜类化合物。大多数皂苷水溶液振摇后可产生持久性的泡沫，故称皂苷。
皂苷有多种分类方法。按照皂苷元的化学结构不同，可以将皂苷分为甾体皂苷和三萜皂苷；按照皂苷分子中糖链数目的不同，可分为单糖链皂苷（单皂苷）（只含1条糖链的皂苷）、双糖链皂苷（双皂苷）（含有2条糖链的皂苷）和三糖链皂苷（三皂苷）（含有3条糖链的皂苷）等；按照皂苷分子中是否含有酸性基团（如羧基），可将皂苷分成中性皂苷和酸性皂苷。
二、甾体皂苷常见结构类型有哪些？
甾体皂苷由甾体皂苷元和糖组成。甾体皂苷元有螺旋甾烷醇类、异螺旋甾烷醇类、呋甾烷醇类和变形螺旋甾烷醇类等，它们的基本碳架均为螺旋甾烷及异构体异螺旋甾烷。
1、螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类
（1）甾体皂苷元由27个碳原子组成，分子中都含有A、B、C、D、E和F六个环，其中A、B、C、D环为具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母核。E环和F环以螺缩酮形式相联接，它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。
（2）一般B/C和C/D环的稠合为反式；A/B环稠合有反式（5α-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为异侧），也有顺式（5β-H，即C-5上的氢原子和C-10上的甲基为同侧）。
（3）分子中含有多个羟基，大多数在C-3上有羟基。
（4）在甾体皂苷元的E、F环中有三个不对称碳原子C-20、C-22和C-25。C-20位上的甲基都是α结构，C-25甲基则有两种构型，当C-25位上的甲基为直立键时，为β型，其绝对构型为L-型（也叫L-系，或25S、25L、25βF、Neo）；当C-25位上甲基为平伏键时，为α型，其绝对构型为D-型（也叫D-系，或25R、25D、25αF、Iso）。一般来说，D-型化合物比L-型化合物稳定。L-型的衍生物称为螺旋甾烷，D-型的衍生物称为异螺旋甾烷。
（5）甾体皂苷分子中多不含羧基，显中性，故甾体皂苷又称中性皂苷。
2、呋甾烷醇类，是螺旋甾烷醇和异螺旋甾烷醇类F环开环，26-OH苷化形成的呋甾烷皂苷，均为双糖链皂苷，均为原生苷。
3、变形螺旋甾烷醇类，基本结构与螺旋甾烷醇类相同，唯F环为四氢呋喃环。
三、三萜皂苷常见结构类型有哪些？
三萜皂苷的皂苷元为三萜类衍生物，其基本骨架由6个异戊二烯单位、30个碳原子组成。根据皂苷元的结构，三萜皂苷可分为四环三萜皂苷和五环三萜皂苷两大类。
1、四环三萜皂苷。常见结构类型有羊毛脂甾烷型（如猪苓酸A）、达玛烷型（如人参皂苷Rb1）等。
2、五环三萜皂苷。常见结构类型有齐墩果烷型（又称β-香树脂烷型，皂苷元以齐墩果酸为多见）、乌索烷型（又称α-香树脂烷型或熊果烷型，皂苷元以熊果酸（乌索酸）为多见）、羽扇豆烷型（常见皂苷元有白桦脂醇和白桦脂酸）等。
四、皂苷有哪些主要理化性质？
1、性状：（1）皂苷的分子量较大，不易结晶，大多为白色或乳白色无定形粉末，仅少数为晶体，如常春藤皂苷为针状晶体，而皂苷元大多呈结晶状态。（2）皂苷多无明显的熔点，一般测得的是分解点。（3）皂苷多数具有苦、辛辣味，其粉末对人体各部位的粘膜有较强的刺激性。（4）皂苷多具吸湿性。（5）大多数甾体皂苷属于中性皂苷，而多数三萜皂苷属于酸性皂苷。
2、溶解性：大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀醇、热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙醚。皂苷在含水丁醇或戊醇中有较大的溶解度。皂苷水解成次皂苷后，在水中的溶解度随之降低，易溶于中等极性的醇、丙酮、乙醚。皂苷完全水解后生成的皂苷元则不溶于水，而溶于石油醚、苯、乙醚、氯仿等低极性溶剂。
皂苷有一定的助溶性能，可促进其它成分在水中的溶解。
3、表面活性（发泡性）：皂苷有降低水溶液表面张力的作用，多数皂苷的水溶液经强烈振摇能产生持久性的泡沫，并不因加热而消失。而含蛋白质和粘液质的水溶液虽也能产生泡沫，但不能持久，加热后很快消失。
4、溶血性：皂苷的水溶液大多能破坏红细胞，产生溶血现象。溶血强度的大小可用溶血指数来衡量。所谓溶血指数是指皂苷在一定条件下使血液中红细胞完全溶解的最低浓度。
皂苷溶血作用的有无与皂苷元有关，溶血作用的强弱则与结合的糖有关。单糖链皂苷溶血作用一般较显著；双糖链皂苷，尤其是中性三萜类双糖链皂苷溶血作用较弱或没有溶血作用；酸性皂苷的溶血作用介于二者之间。需要注意的是，并不是所有的皂苷都有溶血作用，例如人参皂苷无溶血现象，但经过分离，B型和C型人参皂苷具有显著溶血作用，而A型皂苷则有抗溶血作用。
5、皂苷的水解：皂苷苷键的裂解，可采用酸催化水解、氧化开裂、酶解等。水解条件剧烈时，一些皂苷元往往会发生脱水、环合、双键移位、取代基位移、构型转化等，生成次生产物。若想得到真正皂苷元，需选用温和的水解方法，如光分解法、Smith氧化降解法、酶解法或土壤微生物淘汰培养法等。
五、皂苷有哪些主要显色反应？
Liebermann反应：样品溶于乙酐，加浓硫酸，发生一系列的颜色变化。
醋酐-浓硫酸（Liebermann-Burchard）反应：可用以区别甾体皂苷和三萜皂苷，甾体皂苷最后呈蓝绿色，三萜皂苷最后呈红色或紫色。
氯仿-浓硫酸反应：样品溶于氯仿，加入浓硫酸后，氯仿层呈红色或蓝色，硫酸层显绿色荧光。
三氯醋酸反应：将甾体皂苷样品的氯仿溶液滴在滤纸上，加三氯醋酸试剂，加热至60℃，生成红色渐变为紫色。在同样条件下，三萜皂苷必须加热到100℃才能显色。
五氯化锑反应：样品溶于氯仿或乙醇，点于滤纸上，喷以五氯化锑氯仿液，60～70℃加热，显蓝色、灰蓝色或灰紫色。
芳香醛-硫酸/高氯酸反应：芳香醛多用香草醛或对-二甲氨基苯甲醛。其中以香草醛应用最为普遍，且显色灵敏。
六、皂苷和皂苷元有哪些主要提取方法？
1、皂苷的提取
（1）甲醇或乙醇提取-正丁醇萃取法：一般常用不同浓度的乙醇或甲醇作溶剂提取皂苷。醇提取物混悬于水中，先用石油醚、乙醚等亲脂性有机溶剂萃取，除去亲脂性杂质，然后再用水饱和的正丁醇萃取，得到总皂苷。此法被认为是皂苷提取的通法。 （2）甲醇或乙醇提取-丙酮或乙醚沉淀法：醇提取液适当浓缩后，加入适量的丙酮或乙醚，则皂苷可能被沉淀析出。
（3）碱水提取法：一些酸性皂苷，可依其难溶于水，易溶于碱水的性质，先用碱水提取，再加酸酸化使皂苷沉淀析出。
2、皂苷元的提取
皂苷元多数难溶或不溶于水，易溶于有机溶剂，所以一般采用加酸加热将粗皂苷水解，再用与水不相混溶的弱极性有机溶剂，如苯、氯仿等从水解液中将皂苷元提取出来；或者直接用酸水加热水解中药原料中的皂苷，滤除不溶物，水洗，干燥，再用有机溶剂提取皂苷元。
皂苷加酸加热水解提取皂苷元时，应注意在剧烈的酸水解条件下，皂苷元容易发生脱水、环合、双键移位、取代基移位、构型转化等变化，使得到的皂苷元不是原来的结构形式，而是次生物质。
分离含有羰基的甾体皂苷元，常用季铵盐型氨基乙酰肼类试剂，如吉拉尔T（Girard T）或吉拉尔P（Girard P）两种试剂。这类试剂在一定条件下与含羰基的甾体皂苷元生成
