天然药物化学第11章天然药物研究开发
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《天然药物化学》教学大纲Natural Medicinal Chemistry(供四年制药物制剂专业本科使用)前言天然药物化学是运用现代科学理论和技术方法研究天然产物中化学成分的一门学科,是药物制剂专业的一门专业限选课。
天然药物化学的教学目的是通过本课程的学习,使学生掌握天然药物化学的基本理论,研究方法及实验操作技能,了解由天然药物创制新药的方法与途径,培养学生应用天然药物化学的基本知识,分析、解决实际问题的能力,使学生具有从事天然药物的生产和化学研究的能力。
本大纲可与裴月湖教授主编,人民卫生出版社出版的第七版《天然药物化学》教材配套使用,适用于4年制药物制剂专业本科生使用。
本大纲的教学目的分为掌握、熟悉和了解三级要求。
本教学大纲所规定的内容,可通过课堂讲授、自学、课堂讨论等方式进行教学。
大纲教学内容中有下划线部分为要求重点把握的内容。
本课程的总学时数为54学时(为理论教学),记3.0学分。
本课程为院级考试课程,课终考核采用闭卷笔答考试方式为主,其成绩占课程总成绩的60%,平时成绩(包括课堂提问、作业与练习、课堂讨论发言等)占35%,课堂考勤占5%。
教学内容与参考学时分配教学内容理论学时实验学时总论糖和苷苯丙素类化合物醌类化合物黄酮类化合物萜类和挥发油三萜及其苷类甾体及其苷类生物碱海洋天然产物天然药物的研究开发6 6 3 3 6 6 6 6 6 3 3合计54 0总学时54总论目的要求掌握天然药物化学的性质、任务、意义,天然产物有效成分提取分离的一般原理及常用方法。
熟悉主要的生物合成途径及产物。
了解本学科近代研究成就及发展趋势,本学科在药学专业中的地位;天然药物化学与相关学科的关系;生物合成的重要理论意义;层析分离法的分类及其分类原理,各种层析分离的要素、相关因素及应用技术。
教学内容1、天然药物化学的含义及其任务,研究天然药物化学的意义及应用。
2、天然药物化学成分主要的生物合成途径和结构研究的主要程序及采用的主要方法。
目录第一章总论一、选择题(一)单项选择题(在每小题的五个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
)1.两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的(B )A. 比重不同B. 分配系数不同C. 分离系数不同D. 萃取常数不同E. 介电常数不同2.原理为氢键吸附的色谱是( C )A. 离子交换色谱B. 凝胶滤过色谱C. 聚酰胺色谱D. 硅胶色谱E. 氧化铝色谱3.分馏法分离适用于( D )A. 极性大成分B. 极性小成分C. 升华性成分D. 挥发性成分E. 内脂类成分4.聚酰胺薄层色谱,下列展开剂中展开能力最强的是(D )A. 30%乙醇B. 无水乙醇C. 70%乙醇D. 丙酮E. 水5.可将天然药物水提液中的亲水性成分萃取出来的溶剂是( D )A. 乙醚B. 醋酸乙脂C. 丙酮D. 正丁醇E. 乙醇6.红外光谱的单位是( A )A. cm-1B. nmC. m/zD. mmE. δ7.在水液中不能被乙醇沉淀的是( E )A. 蛋白质B. 多肽C. 多糖D. 酶E. 鞣质8.下列各组溶剂,按极性大小排列,正确的是( B )A. 水>丙酮>甲醇B. 乙醇>醋酸乙脂>乙醚C. 乙醇>甲醇>醋酸乙脂D. 丙酮>乙醇>甲醇E. 苯>乙醚>甲醇9. 与判断化合物纯度无关的是( C )A. 熔点的测定B.观察结晶的晶形C. 闻气味D. 测定旋光度E. 选两种以上色谱条件进行检测10. 不属亲脂性有机溶剂的是( D )A. 氯仿B. 苯C. 正丁醇D. 丙酮E. 乙醚11. 从天然药物中提取对热不稳定的成分宜选用( C )A. 回流提取法B. 煎煮法C. 渗漉法D. 连续回流法E.蒸馏法12. 红外光谱的缩写符号是( B )A. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS13. 下列类型基团极性最大的是( E )A. 醛基B. 酮基C. 酯基D. 甲氧基E. 醇羟基14.采用溶剂极性递增的方法进行活性成分提取,下列溶剂排列顺序正确的是( B)A.C6H6、CHCl3、Me2CO、AcOEt、EtOH、H2OB.C6H6、CHCl3、AcOEt 、Me2CO、EtOH、H2OC.H2O、AcOEt、EtOH、Me2CO、CHCl3、C6H6D.CHCl3、AcOEt、C6H6、Me2CO、EtOH、H2OE.H2O、AcOEt、Me2CO、EtOH、C6H6、CHCl315.一般情况下,认为是无效成分或杂质的是(B )A. 生物碱B. 叶绿素C. 鞣质D. 黄酮E. 皂苷16.影响提取效率最主要因素是(B)A.药材粉碎度B. 温度C. 时间D. 细胞内外浓度差E.药材干湿度17.采用液-液萃取法分离化合物的原则是(B)A. 两相溶剂互溶B. 两相溶剂互不溶C.两相溶剂极性相同D. 两相溶剂极性不同E. 两相溶剂亲脂性有差异18.硅胶吸附柱色谱常用的洗脱方式是(B)A.洗脱剂无变化B.极性梯度洗脱C.碱性梯度洗脱D.酸性梯度洗脱E.洗脱剂的极性由大到小变化19.结构式测定一般不用下列哪种方法( C )A.紫外光谱B.红外光谱C.可见光谱D.核磁共振光谱E.质谱20.用核磁共振氢谱确定化合物结构不能给出的信息是(A )A.碳的数目B.氢的数目C.氢的位置D.氢的化学位移E.氢的偶合常数21.乙醇不能提取出的成分类型是(D )A.生物碱B.苷C.苷元D.多糖E.鞣质22.原理为分子筛的色谱是(B)A.离子交换色谱B.凝胶过滤色谱C.聚酰胺色谱D.硅胶色谱E.氧化铝色谱23.可用于确定分子量的波谱是( C )A.氢谱B.紫外光谱C.质谱D.红外光谱E.碳谱(二)多项选择题1.加入另一种溶剂改变溶液极性,使部分物质沉淀分离的方法有(ABD )A.水提醇沉法B.醇提水沉法C.酸提碱沉法D.醇提醚沉法E.明胶沉淀法2.调节溶液的pH改变分子的存在状态影响溶解度而实现分离的方法 BCE A.醇提水沉法B.酸提碱沉法C.碱提酸沉法D.醇提丙酮沉法E.等电点沉淀法3.下列溶剂极性由强到弱顺序正确的是(BDE )A.乙醚>水>甲醇B.水>乙醇>乙酸乙酯C.水>石油醚>丙酮D.甲醇>氯仿>石油醚E.水>正丁醇>氯仿4.用于天然药物化学成分的分离和精制的方法包括(ACE )A.聚酰胺色谱B.红外光谱C.硅胶色谱D.质谱E.葡聚糖凝胶色谱5.天然药物化学成分的分离方法有(ABD )A.重结晶法B.高效液相色谱法C.水蒸气蒸馏法D.离子交换树脂法E.核磁共振光谱法6.应用两相溶剂萃取法对物质进行分离,要求(BC )A.两种溶剂可任意互溶B.两种溶剂不能任意互溶C.物质在两相溶剂中的分配系数不同D.加入一种溶剂可使物质沉淀析出E.温度不同物质的溶解度发生改变7.用正相柱色谱法分离天然药物化学成分时(BD )A.只适于分离水溶性成分B.适于分离极性较大成分如苷类等C.适于分离脂溶性化合物如油脂、高级脂肪酸等D.极性小的成分先洗脱出柱E.极性大的成分先洗脱出柱8. 液-液分配柱色谱用的载体主要有(ACEA.硅胶B. 聚酰胺C. 硅藻土D.活性炭E.纤维素粉9. 下列有关硅胶的论述,正确的是(ABDE )A.与物质的吸附属于物理吸附B. 对极性物质具有较强吸附力C.对非极性物质具有较强吸附力D.一般显酸E. 含水量越多,吸附力越小10.对天然药物的化学成分进行聚酰胺色谱分离是(ADE )A.通过聚酰胺与化合物形成氢键缔合产生吸附B.水的洗脱能力最强C.丙酮的洗脱能力比甲醇弱D.可用于植物粗提取物的脱鞣质处理E.特别适宜于分离黄酮类化合物11. 透析法适用于分离(BE )A. 酚酸与羧酸B.多糖与单糖C.油脂与蜡D.挥发油与油脂E.氨基酸与多肽12. 凝胶过滤法适宜分离(ACDA.多肽B.氨基酸C.蛋白质D.多糖E.皂苷13. 离子交换树脂法适宜分离(ABCD )A.肽类B.氨基酸C.生物碱D.有机酸E.黄酮14. 大孔吸附树脂的分离原理包括(ABD )A.氢键吸附B.范德华引力C.化学吸附D.分子筛性E. 分配系数差异15.大孔吸附树脂(ACE )A.是吸附性和分子筛性原理相结合的分离材料B.以乙醇湿法装柱后可直接使用C.可用于苷类成分和糖类成分的分离D.洗脱液可选用丙酮和氯仿等E.可选用不同的洗脱液或不同浓度的同一溶剂洗脱16.提取分离天然药物有效成分时不需加热的方法是(BDEA. 回流法B.渗漉法C.升华法D.透析法E.盐析法17.判断结晶物的纯度包括(ABCDE )A.晶形B.色泽C.熔点和熔距D.在多种展开剂系统中检定只有一个斑点E.是前面四项均需要的18.检查化合物纯度的方法有(ABCDE )A.熔点测定B. 薄层色谱法C.纸色谱法D.气相色谱法E.高效液相色谱法19.分子式的测定可采用下列方法(ACD )A.元素定量分析配合分子量测定B.Klyne经验公式计算C.同位素峰度比法D.高分辨质谱法E.13C-NMR法20.天然药物化学成分结构研究采用的主要方法有(BDE)()()()()A.高效液相色谱法B.质谱法C.气相色谱法D.紫外光谱法E.核磁共振法21.测定和确定化合物结构的方法包括(ABE )A.确定单体B.物理常数测定C.确定极性大小D.测定荧光性质和溶解性E.解析各种光谱22. 目前可用于确定化合物分子式的方法有(ABC )A.元素定量分析配合分子量测定B.同位素峰位法C. HI-MS法D. EI-MS法E. CI-MS法23. MS在化合物分子结构测定中的应用是(ACD )()()()()A.测定分子量B.确定官能团C.推算分子式D.推测结构式E.推断分子构象24.质谱(MS)可提供的结构信息有(ABD )A.确定分子量B.求算分子式C.区别芳环取代D.根据裂解的碎片峰推测结构E.提供分子中氢的类型、数目25.各种质谱方法中,依据其离子源不同可分为(ADEA.电子轰击电离B.加热电离C.酸碱电离D.场解析电离E.快速原子轰击电离26.氢核磁共振谱(1H-NMR)在分子结构测定中的应用是(BC )A.确定分子量B.提供分子中氢的类型、数目C.推断分子中氢的相邻原子或原子团的信息D.判断是否存在共轭体系E.通过加人诊断试剂推断取代基类型、数目等27.天然药物化学的研究内容主要包括天然药物中化学成分的(ACE )A.结构类型B.性质与剂型的关系C.提取分离方法D.活性筛选E.结构鉴定二、名词解释1. pH梯度萃取法:是指在分离过程中,逐渐改变溶剂的pH酸碱度来萃取有效成分或去除杂质的方法。
·265·天然药物化学研究与新药开发周小丽 赵 媛 钱慧琴 新乡医学院三全学院 河南新乡 453003摘 要:纵观人类发展历史可知,人类一直都以天然药物来治病防病。
在自然界天然产物就是生物进化中基于自然选择后留下的一种二次代谢物,并且丰富多样、具有类药性。
在临床医学上用到的药物大多直接或间接源自这些天然产物,并且启迪了药物合成、药物化学、药物设计等领域的思路。
在研究开发新药中,天然药物化学发挥着很重要的作用,并且引起了科学家的广泛重视。
当前,天然产物已然发展成为医治严重疾病的先导物质或药物开发的关键性源泉。
基于此,本文探讨了天然药物化学及有关新药开发内容。
关键词:新药开发 天然药物化学 药物研究在自然学科领域,天然药物化学属于一门极其重要的药学基础学科。
其中主要通过先进的科学方法,来深入研究、探讨中药、天然药物内含的化学成分,主要涉及天然产物成分提取、理化性质、结构鉴定等内容。
自加入WTO以来,我国制药行业也迎来了新的发展机遇,中药与天然药物的专业研发也要求及时迈向新的阶层,并以此来赢得国际市场,所以开发新药的工作便显得尤为重要。
1天然药物化学基础研究概述天然药物化学,主要是基于现代科学理论与方法,来深入研究、分析天然药物中所含有的化学成分。
在研究的过程中,往往会针对天然药物,来探究其中的活性或有药效的成分,分析药物结构、物理化学性质、分离提取技术、鉴定方法等。
同时,就主药物的种类与成分,还会研究化学及生物合成方法等。
天然药物防病治病的原理,主要就是药物中含有有药效的成分。
但在同类天然药物中,一般都会存在结构、性质不一样的诸多种化学成分。
在中药中存在的化学成分也是起到药效的基础,深入研究则是中药实现现代化的核心内容。
除了能够揭示中药药物的作用机理、配伍理论、方剂规律外,还有助于药材质量控制、制剂技术优化、中药质量控制标准制定乃至中药的现代化,进而令中药得以走向世界。
譬如,在中药麻黄中,便包含着左旋麻黄碱等之类的诸多种碱类生物物质、挥发油、树脂、淀粉、纤维素、叶绿素、草酸钙等化学成分;在中药甘草(根、根茎)中,便包含着诸如甘草酸、甘草次酸等之类的诸多种三萜皂苷、淀粉、黄酮类、草酸钙、纤维素等化学成分。
名词解释:1.天然药物化学:运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
2.一次代谢产物(primary metabolites):糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命来说不可缺少的物质。
3.二次代谢产物(secondary metabolites):生物碱、萜类等化合物称为二次代谢产物4.糖(saccharides):亦称碳水化合物,是植物光合作用的初生产物,也是绝大多数天然产物生产合成的初始原料5.苷类(glycosides):也称苷或配糖体,是由糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等,与另一非糖物质(称为苷元或糖苷配基)通过糖的半缩醛或半缩酮羟基与苷元脱水形成的一类化合物5.低聚糖类(oligosaccharide):由2-9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖6.多聚糖(polysaccharide):由十个以上单糖通过苷键连接而成的糖7.苷化位移(glycosidation shift,GS)糖与苷元成苷后,苷元的α-Cβ-C和糖的端基碳的化学位移值都发生改变,这种改变为苷化位移。
8.苯丙素类(phenylpropanoids):苯环与三个直链碳连在一起为单元(C6-C3)构成的化合物。
9.香豆素类(coumarins):指邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称,他们都具有苯骈a-吡喃酮母核的基本骨架。
10.木脂素类(lignans):具有苯丙烷骨架的两个结构通过其中B,B'或8,8'-碳相连而成的一类天然产物。
11.醌类化合物:是指分子内具有不饱和环二酮结构(醌式结构)或容易转变成这样结构的化合物。
12.黄酮类(flavonoids)化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物13.萜类(terpenoids):是分子骨架以异戊二烯单元(C5单元)为基本结构单元的化合物14.环烯醚萜:是单萜衍生物,包括取代环戊烷环烯醚萜和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜两种基本骨架15.单萜由两个异戊二烯单位构成含十个碳原子,倍半萜由三个异戊二烯单位构成含15个碳原子16.三萜:是由30个碳原子组成的萜类化合物,是由6个异戊二烯缩合而成。
天然药物化学研究与新药开发史清文,李力更,霍长虹,张嫚丽,王于方(河北医科大学药学院天然药物化学教研室,河北石家庄050017)摘 要:自从有人类历史以来,天然药物一直是人类防病治病的主要来源。
天然产物是自然界的生物历经千百万年的进化过程中通过自然选择保留下来的二次代谢产物,具有化学多样性、生物多样性和类药性。
临床上应用的许多药物都直接或间接来源于天然产物,如天然产物可作为药物半合成的前体物、药物化学合成的模板以及为药物设计提供了新的思路。
但是在上世纪80~90年代,由于受高通量筛选和组合化学的影响,天然药物的研究一度滑入低谷。
近10年来天然药物化学在新药研发中的作用又重新受到科学家的重视,天然产物已成为发现治疗重大疾病的药物或重要先导化合物的主要源泉之一。
本文对天然药物化学在新药开发中的作用进行了回顾与总结,并对其前景进行了展望。
Study on natural medicinal chemistry and new drug developmentSHI Qing-wen, LI Li-geng, HUO Chang-hong, ZHANG Man-li, WANG Yu-fang(Department of Natural Product Chemistry, School of Pharmaceutical Sciences,Hebei Medicinal University, Shijiazhuang 050017, China)Abstract: From prehistoric time, humankind has used plants to alleviate and treat diseases. Natural products are evolutionary selected and prevalidated by nature, displaying a unique chemical diversity and corresponding diversity of the biological activities. Around half of the drugs currently in clinical use are of natural product origin, including directly and indirectly such as semisynthesis, mimic synthesis or inspired drug design. Despite these successes, large pharmaceutical companies have embraced the era of combinatorial chemistry in favor of high-throughput synthesis and screening during 80-90’s. Now the drug discovery industry is facing considerable challenges, more and more attention was re-focused on the role of natural product chemistry for the new drug research and development ( R & D ) in the past 10 years. Natural products have become one of the most important resources of novel lead compounds especially for the critical diseases. This paper reviewed the roles of natural product chemistry in the new drug R & D, and discussed the prospect of natural product chemistry.Key words: natural medicinal chemistry; new drug R & D; review and prospect21世纪是世界制药工业充满生机和剧烈竞争的世纪,我国制药产业由于研发能力滞后或水平低下等原因更是面临生死存亡的关键时刻。
天然药物化学各章习题及参考答案天然药物化学各章习题及答案(答案见最后) (第⼗、⼗⼀不是重点,没有)第⼀章(⼀)⼀、名词解释1、⾼速逆流⾊谱技术2、超临界流体萃取技术3、超声波提取技术4、⼆次代谢过程⼆、以下每⼀道考题下⾯有A、B、C、D、四个备选答案。
请从中选择⼀个最佳答案。
1、纸层析属于分配层析, 固定相为:()A. 纤维素B. 展开剂中极性较⼩的溶液C. 展开剂中极性较⼤的溶液D. ⽔2、硅胶⾊谱⼀般不适合于分离()A、⾹⾖素类化合物B、⽣物碱类化合物C、酸性化合物D、酯类化合物3、⽐⽔重的亲脂性有机溶剂有:A. CHCl3B. 苯C. Et2 OD. ⽯油醚4、利⽤溶剂较少提取有效成分较完全的⽅法是:A、连续回流法B、加热回流法C、渗漉法D、浸渍法5、由甲戊⼆羟酸演变⽽成的化合物类型是A. 糖类B. 萜类C. 黄酮类D. ⽊脂素类6、调节溶液的pH改变分⼦的存在状态影响溶解度⽽实现分离的⽅法有A.醇提⽔沉法B.铅盐沉淀法C.碱提酸沉法D.醇提丙酮沉法7、与⽔不分层的有机溶剂有:A. CHCl3B. 丙酮C. Et2 OD. 正丁醇8、聚酰胺层析原理是A物理吸附B氢键吸附C分⼦筛效应D、化学吸附9、葡聚糖凝胶层析法属于排阻层析,在化合物分离过程中,先被洗脱下来的为:A. 杂质B. ⼩分⼦化合物C. ⼤分⼦化合物D. 两者同时下来三、判断对错1、某结晶物质经硅胶薄层层析,⽤⼀种展开剂展开,呈单⼀斑点,所以该晶体为⼀单体。
( )2、糖、蛋⽩质、脂质、核酸等为植物机体⽣命活动不可缺少的物质,因此称之为⼀次代谢产物。
()3、⼆氧化碳超临界流体萃取⽅法提取挥发油,具有防⽌氧化、热解及提⾼品质的突出优点。
()4、⾊谱法是分离中药成分单体最有效的⽅法()5、铅盐沉淀法常⽤于中药⽣产中除去杂质。
()6、植物成分的⽣物转化,可为⼀些化合物的结构修饰提供思路,提供新颖的先导化合物。
()7、在活性筛选⽅法的指导下进⾏化合物的分离提取要求分离⼯作者与活性测试⼈员两个⽅⾯的配合。
第一章总论二、名词解释1. pH梯度萃取法:是指在分离过程中,逐渐改变溶剂的pH酸碱度来萃取有效成分或去除杂质的方法。
2. 有效成分: 有效成分是指经药理和临床筛选具有生物活性的单体化合物,能用结构式表示,并具一定物理常数。
3.盐析法: 在水提取液中加入无机盐(如氯化钠)达到一定浓度时,使水溶性较小的成分沉淀析出,而与水溶性较大的成分分离的方法。
4. 有效部位:有效成分的群体物质。
5.渗漉法:将药材粗粉用适当溶剂湿润膨胀后(多用乙醇),装入渗漉筒中从上边添加溶剂,从下口收集流出液的方法。
三、填空题1.天然药物化学成分的分离主要依据分配系数差异、溶解度差异、酸碱度差异、分子量差异、极性差异等,根据上述差异主要采用的方法有:两相溶剂萃取法,沉淀法,pH梯度萃取法,凝胶色谱法,硅胶色谱法或氧化铝色谱法。
2.溶剂提取法中溶剂的选择主要依据溶剂的极性,被分离成分的性质,共存的其它成分的性质。
三方面来考虑。
3.对于大分子化合物如多肽、蛋白质、多糖等常用凝胶色谱进行分离,除去中药水提取液中的无机盐小分子杂质,宜采用透析法方法。
4.常用的沉淀法有试剂沉淀法,酸碱沉淀法,铅盐沉淀法。
等。
5.天然药物成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂的极性有关,溶剂可分为水,亲水性有机溶剂,亲脂性有机溶剂三种。
6.天然药物化学成分的提取方法有:溶剂提取法,水蒸气蒸馏法,升华法。
7.化合物的极性常以介电常数表示。
其一般规律是:介电常数大,极性强;介电常数小,极性小。
8.溶剂提取法提取天然药物化学成分的操作方法有:浸渍法,渗漉法,煎煮法,回流提取法,连续回流提取法。
9.两相溶剂萃取法是利用混合物中各成分在两相互不混溶的溶剂中分配系数的差异来达到分离的;化合物的差异越大,分离效果越好。
10.乙醇沉淀法加入的乙醇含量达 80%以上以上时,可使淀粉、蛋白质、粘液质、树胶等物质从溶液中析出。
11.铅盐沉淀法常选用的沉淀试剂是中性醋酸铅,碱式醋酸铅;前者可沉淀酸性成分及邻二酚羟基的酚酸,后者可沉淀中性成分及部分弱碱性成分。