植物化学成分结构研究方法

一般植物学期刊报道植物化学成分结构的文章较多，也是目前植物学研究的热点问题。随着光谱技术和方法的飞速发展，尤其是紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱的广泛应用，使有机化合物的结构测定发生了革命性的变化。

对天然化合物进行结构研究难度较大，特别是对于一些超微量生理活性物质来说，由于样品量较少，有时仅几个毫克，所以难以采用经典的方法（如化学降解、衍生物合成等）进行结构研究，而不得不借助波谱解析的方法解决问题，即尽可能在不消耗或少消耗样品的情况下通过测定得到各种图谱，获取尽可能多的结构信息，随后加以综合分析，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。

在结构分析鉴定前，首先确认化合物的纯度。纯度达不到要求，结构测定则不会得出正确的结果。检查纯度常用的方法是TLC层析。一般只有当样品展开系统中均出现单一斑点时方可确认为单一成分。有时甚至须采用正、反相层析加以确认。另外，高效液相层析是判断化合物纯度的一种重要手段，具有样品用量少、快速、灵敏及准确的特点。

3.1结构研究的一般程序与方法

对未知天然化合物来说，结构研究的程序及采用的方法大体包括：推断化合物结构类型，测定分子式及计算不饱和度，推断分子中可能含有的官能团、结构片断或基本骨架，推断并确定分子的平面结构和推断并确定化合物的立体结构。

（1）推断化合物结构类型。

推断化合物结构类型步骤如下：①注意观察样品在提取、分离过程中的行为；②测定有关物理化学性质，如不同pH、不同溶剂中的溶解度及层析行为、化学定性反应等；③结合文献讨论。

（2）测定分子式及计算不饱和度。

分子式的测定目前主要有2种方法，可因地制宜加以选用。

①元素定量分析和相对分子质量测定。相对分子质量的测定有冰点下降法、沸点上升法、凝胶过滤法、质谱法、同位素峰度法等，其中质谱法是目前最常用的方法。

②高分辨质谱（high resolution mass spectrometry，HR—MS）法。国际上把12C的相对原子质量定为整数12，其他有机化合物常见同位素相对原子质量的测定逐渐不断地精确。

（3）推断分子中可能含有的官能团、结构片断或基本骨架。

推断分子中可能含有的官能团、结构片断或基本骨架包括：官能团定性及定量；测定并解析化合物有关光谱，如UV、IR、MS、1H NMR及13C NMR等。

（4）推断并确定分子的平面结构。

推断并确定分子的平面结构程序：①结合文献调研；②结合光谱解析及官能团定性、定量分析结果；③与已知化合物进行比较或采用化学方法（化学降解、衍生物制备或人工合成）。

（5）推断并确定化合物的立体结构。

推断并确定化合物的立体结构：①测定CD或ORD光谱；②测定NOE、NOESY或2D NMR谱；③进行X晶体衍射分析或人工合成。

文献检索、调研工作几乎贯彻结构研究工作的全过程。大量事实证明，分类学上亲缘关系相近的植物，如同属、同种或相近属种植物，往往含有类型及结构骨架类似或甚至结构相同的化合物。故提取分离之前，一般应先利用中、外文主体索引按照中药名称或拉丁学名查阅同种、同属乃至相近属种植物的哪个药用部位中分离过什么成分？还要了解该种或该类成分出现在哪个溶剂萃取部位？用什么方法得到？具有什么性质？分子式、熔点、比旋度、颜色反应、层析行为及各种光谱数据、生物合成途径等。

通常在确认化合物的纯度后，即可根据该化合物在提取、分离过程中的理化性质及相关测试数据，分析推断所得化合物的类型及基本骨架，确定其结构。