天然产物的分离纯化与结构鉴定.pdfVIP

天然产物是指来源于动植物自然界的化学物质，其结构多样，

活性强大，因此备受药物研究的青睐。不同于合成化合物，天然

产物不仅成分复杂，且存在于生物复杂的代谢环境中，因此在提

纯、分离和结构鉴定上面临着诸多挑战。本文将就天然产物的分

离纯化与结构鉴定等方面中的技术难点，作一探讨与总结。

一、提纯与分离技术

天然产物的提取和分离早期依赖于人工方法，如萃取、洗涤和

析出等手段，但这种方法有很多不足之处，如选择性差、操作不

方便、分离效率和质量不高等等。随着科学技术的发展，人们逐

渐发现了各种新的技术手段，如色谱法、电泳法、质谱法、光谱

法、核磁共振等。

1.色谱法

色谱法是一种高效分离和提纯化合物的方法。其原理是根据化

合物在吸附剂上的不同亲和性分离大量混合的化合物M。常用的

承载柱有硅凝胶柱、反相柱、离子交换柱、凝胶层析柱等。

其机理是利用分子结构的特异性，通过选定不同的柱包含不同的

静电交换基团和分子大小。通过控制移动相，即可实现对枳壳苷

的高效分离。

2.电泳法

电泳法是一种分离化学品的非常有用的手段。当各种化学品从

一个涂层到另一个涂层时，会经历由电场引起的电迁移，其速度

如下：

V：迁移速度；

μ：活动迁移度；

F：电场强度。

离子电泳法用于分离电充分子，并且常用于核酸和蛋白质分析。

凝胶电泳法是一种凝胶阻滞技术，用于分离没有电荷或对电荷太

大的大分子。

3.质谱法

质谱法是将物质分离后，将它们向质量谱仪中输送，再将化学

分子分解成离子，然后用静电场分离并加速这些离子，最后通过

检测器确定质子每摩尔质量的基础离子的离子数目或其他信息。

依据质谱仪所使用的分子离化方法或用于形成离子的电喷泵况，

质谱法可分为化学离子化谱法、微波激励离子化谱法、直接组成

分析谱法、等离子质谱法和时间飞行质谱法等。

4.光谱法

确定化合物的结构，以及研究基本的物理过程等。其中，红外光

谱和拉曼光谱是常见的分析方法。

红外光谱是一种波长在4000到400cm-1(２.5-25um)之间的光

谱，用于对吸收光谱图中的基本频率进行分析。而拉曼光谱则是

一种依靠拉曼散射观测化学分子本身的振动行为来进行跟踪和分

析的技术。

5.核磁共振法

核磁共振(NMR)法是一种分子结构研究中的重要手段。其原理

是通过分析被观察sample的核磁共振信号，来获取有关sample分

子结构的信息。

从技术上讲，核磁共振方法的定量性能优于光谱方法，而且对

结构上的微小变化也更为敏感。其主要特点是无需分离化合物，

对样品的组成和性质等方面均有许多限制。

二、结构鉴定的技术

但并未掌握其结构信息。为此，需要通过对样品中的原子和分子

之间的相互作用进行分析，来鉴定化合物的具体结构信息。

1.质谱法

质谱法不仅可以用于物质的分离和提纯，还可用于确定化合物

的分子量。依据各分子离化反应的主要类型，质谱法可以分为以

下几种：

化合物的直接离子化作用；

液相质谱法；

气相质谱法；

酸性分子离子化。

2.X射线晶体学法

X

定晶体中原子的位置，来鉴定样品的空间结构。异构体时常使用

X射线晶体学来确定其立体结构。

基于其晶体解析、角散射、X射线共振和圆二色性等方面的技

术优势，X射线晶体学被广泛应用于生物大分子的结构表征和药

物分子的结构优化。

3.核磁共振法

核磁共振法是一种用于表征分子结构的非常重要、灵敏的方法。

利用核磁共振谱图，可以确定化合物结构上的信息，诸如原子间

的关联、化学环境和位移等。此外，它还可用于对任务样品中的

同位素进行清晰的分离和分析。

核磁共振方法根据所检测的核的数目，又可分为以下几种类型：

高分辨率核磁共振法(HR-NMR)；

多维核磁共振法；

广角旋转核磁共振法。

四、总结

天然产物的分离纯化和结构鉴定是天然产物研究的重要环节。

不同的分离提纯技术针对不同的物质具有一定的优势，对于不同

样品，应进行科学合理的组合和选择。同时，结构鉴定方面也不

同技术具有不同的优势，可以选择的方法包括X射线晶体学、核

磁共振法、质谱法等。只有使用科学、合理的技术方法，并进行

严谨、有效的数据分析，才能确保天然产物研究的正确性和可