天然药物化学
- 格式:doc
- 大小:383.50 KB
- 文档页数:14
天然药物化学的定义天然药物化学是研究天然产物的化学结构、化学特性和生物学活性,以及这些产物在药物发现和开发中的应用的分支学科。
天然药物化学包括从天然资源中分离、纯化和鉴定生物活性化合物的技术和方法,以及用于合成类似分子的有机合成和机制研究。
随着对复杂药物发现和开发的需求不断增加、分析技术不断提高,天然药物化学在药物研究和开发中的地位越来越重要。
天然药物化学研究的目的是了解天然产物的化学结构、生物学活性和药理学特征,为发现新的天然产物药物和开发药物带来启示。
天然药物化学家通过从各种生物体中分离和纯化有生物活性的天然物质,如植物、微生物和动物,来收集有关它们的化学信息。
然后,天然药物化学家将这些物质的结构鉴定和解决分子的化学结构、化学特性和背景知识,以便了解其在药物发现和开发中的应用。
这种专业的知识使它们能够优化这些化合物,以增加它们的效力或减少它们的毒副作用,并改善它们的化学稳定性和制剂属性。
天然药物化学在天然产物的化学分析方面极为重要。
这种类型的化学分析使用多种技术和方法来分离、提纯和鉴定天然产物。
例如,对于复杂的混合物,天然药物化学家可以使用高效液相色谱(HPLC)或气相色谱(GC)等技术来提取单个分离物。
然后,他们可能会使用核磁共振(NMR)或质谱(MS)等技术来获取有关该分子的化学和结构信息,并开发分子的结构-活性关系。
天然药物化学的主要目标是从复杂的混合物中分离出一种或多种有生物活性的化合物,并了解它们的药理学属性。
另一个研究天然药物化学的领域是通过有机合成复制自然产物结构来创建新的天然产物类似物。
这种方法被称为半合成法。
利用这种方法,天然药物化学家可以调整原来的天然产物的结构,以优化它们的药理学性质,或创造新的药物。
即使天然药物化合物有助于药物研究和开发,但它们并不总是合适的药物治疗方案。
因此,天然药物化学家使用化学合成技术创造类似分子,以获得更好的药理学性质或更好的制剂性质。
总之,天然药物化学是一个广泛的领域,涵盖了从天然产物中分离、纯化和鉴定生物活性化合物的技术和方法,以及用于合成类似分子的有机合成和机制研究。
天然药物化学名词解释天然药物是指从天然植物、动物、矿物等自然界中提取或直接获得的药物。
天然药物主要由多种活性成分组成,包括生物碱、黄酮类、多糖类、三萜类、鞣质、挥发油等。
这些活性成分具有多种生物活性,如抗菌、抗炎、抗氧化等作用。
天然药物因其活性成分种类繁多、作用机制复杂,具有较广泛的临床应用。
天然药物是研发药物的重要来源之一。
相比合成药物,天然药物具有以下几个优势:1. 天然来源:天然药物取材于自然界,相比合成药物更接近人体的自然环境。
这些天然药物中的活性成分通常在植物或动物体内发挥着特定的生理作用。
2. 多样性:天然药物中的活性成分种类繁多,这意味着天然药物具有更多的药理作用方式。
相比之下,合成药物通常只依靠一个或几个活性成分来发挥作用。
3. 综合作用:天然药物中的多种活性成分可以相互作用,发挥协同效应,从而增强疗效。
这种综合作用使得天然药物在治疗一些复杂疾病时效果更好。
4. 安全性:由于天然药物不经过化学合成,因此药物中的化学物质相对较少,并且与人体内的生理物质更为相似,使用过程中更为安全可靠。
然而,天然药物也存在一些局限性。
例如,天然药物来源有限,产量少,不适合大规模生产;药物中活性成分的含量不稳定,受到自然环境影响,难以保证药效一致;天然药物由于复杂性和多样性,研发过程困难,疗效评价相对较难。
为了更好地利用天然药物的药理活性,目前有一些研究方向得到了广泛关注,包括:天然药物成分分离、纯化和结构鉴定;天然药物成分的药理活性研究和作用机制解析;天然药物的疗效评价和毒副作用评估;天然药物的合成和改造等。
综上所述,天然药物是一类重要的药物资源,具有多种生物活性,广泛应用于临床治疗。
未来的研究将更加注重天然药物的发现、开发和利用,以充分发挥其在人类健康中的潜力。
第一章总论一、填空题必做:1、天然药物化学是指(运用科学理论与方法研究天然药物中化学成分)的一门学科,它的主要研究内容包括对各类天然药物的化学成分——主要是(生物活性成分)或(药效成分)的(结构特点)、(物理化性质)、(提取)、(分离)及其生物合成途径等内容。
2. 天然药物是药物的一个重要组成部分,它来源于(植物)、(动物)、(矿物)和(微生物),并以(植物)为主,品种繁多。
3、大孔树脂法分离皂苷,以乙醇-水为洗脱剂时,随着醇浓度的增大,洗脱能力(增强)。
4、凝胶过滤色谱又称排阻色谱、(分子筛色谱),其分离原理主要是(分子筛作用),根据凝胶的(孔径)和被分离化合物分子的(大小)而达到分离目的。
5、正常1H-NMR谱技术能提供的结构信息参数,主要是质子的(化学位移)、(偶合常数)及(质子数目)。
选作:1、(中华人民共和国药典)是我国药品质量控制遵照的典范,记载有关中药材及中成药质量控制的是(一)部?2、大孔树脂是一类具有(多孔结构),但没有(可解离基团)的不溶于水的固体高分子物质,它可以通过(物理吸附)有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。
3、中药和天然药物中常见的(糖类)、(氨基酸和蛋白质)、(脂类)等属于一次代谢(黄酮类)、(萜类和挥发油)、产物,而天然药物化学中最常见的(苯丙素类)、(醌类)、(甾体类)、(生物碱类)等几类化合物一般均属于二次代谢产物,主要来源于来源于(乙酸-丙二酸途径)、(甲戊二羟酸途径))、(莽草酸途径)、(氨基酸途径)和复合途径等主要生物合成途径。
4. 具有C6-C3骨架的()、()和()以及C6-C3- C6骨架的(),在生源途径上均来源于()途径。
5、涡流色谱是一种在线(萃取)技术,可以实现生物样品的在线(处理)并直接用于(分析检验),可大大缩短处理过程,是当前处理生物样品较为先进的一种技术。
其处理的原理是利用(大粒径)的填料使流动相在(高流速)下产生的涡流状态,从而对生物样品进行(净化)和(富集)。
一、解释下列名词(每题2分,共10分)1、天然药物化学:天然药物化学是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、植物化学分类:植物生物化学,中成药成分化学,天然药物化学及植物药品化学。
植物生物化学研究一次代谢产物。
中成药成分化学,天然药物化学及植物药品化学研究二次代谢产物。
3、二次代谢:以一次代谢产生的代谢产物为原料(前体),经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢4、次级代谢产物:二次代谢产生的结构千变万化,千奇百怪,绚丽多姿的化学物质,包括生物碱、萜类等化学物质。
作用是维持植物的特性与特征,是重要的药物资源5、pH梯度萃取法:在不同pH的缓冲溶液与有机溶剂中进行分配的方法,使酸性、碱性、中性及两性物质得以分离。
6、苷类:又称配糖体,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。
7、苷的双相水解:对于那些苷元对酸不稳定的苷,为了获得原苷元可采取双相水解的方法,即在水解溶液中加入与水不互溶的有机溶剂如苯等,使水解后的苷元立即进入有机相,避免苷元长时间与酸接触。
8、原生苷与次生苷:原生苷指未经水解的苷;次生苷指原生苷由于水解或酶解,部分糖降解时所生成的苷9、苯丙素化合物:苯环与三个直链碳连在一起为单元(C6~C3)构成的化合物。
分为苯丙酸类、香豆素类、木脂素类10、萜类化合物:凡由甲戊二羟酸(MVA)衍生、且分子式符合(C5H8)n 通式的衍生物均称为萜类化合物11、生源的异戊二烯法则:甲戊二羟酸是萜类化合物生物合成的最关键前体,焦磷酸异戊烯酯(IPP)及DMAPP数生物体内的“活性的异戊二烯”,在生物合成中起延长碳链的作用12、经验的异戊二烯法则:自然界存在的萜类化合物都是由异戊二烯衍变而来,是异戊二烯的聚合体或衍生物,并以是否符合异戊二烯法则作为判断萜类物质的一个重要原则。
13、三萜皂苷:由三萜皂苷元和糖组成,常见的苷元为四环三萜和五环三萜14、甾体皂苷:具有螺甾烷类化合物结构母核的一类皂苷15、溶血指数:指在一定条件下能使血液中红细胞完全溶解的最低皂苷浓度16、强心苷:存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物,由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷17、生物碱:生物碱是含有负氧化态氮原子的有机环状化合物,存在于生物有机体中的环状化合物18、两性生物碱:具酚羟基或羧基的生物碱称为两性生物碱,这些生物碱既可溶于酸水,也可溶于碱水溶液,但在pH8~9时溶解性最差,易产生沉淀。
天然药物化学的名词解释
天然药物化学是研究天然药物的化学成分、结构、活性及其在生物体内的作用机制等方面的学科。
以下是一些天然药物化学中的名词解释:
1. 天然药物:指从自然界中采集或栽培的植物、动物、微生物等天然物质,其化学组成和生物活性未被完全阐明的药物。
2. 药物分子:指天然药物的化学成分,通常是由一个或多个化合物组成的分子。
3. 天然来源的化合物:指从天然药物中提取的化合物,其化学结构、生物活性和作用机制可能与人工合成的化合物有所不同。
4. 生物活性位点:指药物分子在生物体内发挥作用的关键位点,通常是具有多态性、立体异构体或官能团的位点。
5. 生物反应途径:指药物分子在生物体内发挥作用的途径,包括离子通道、代谢途径、神经传递途径等。
6. 作用机制:指药物分子在生物体内的作用机制,包括调节靶点、干扰信号通路、改变细胞周期等。
7. 半衰期:指药物在生物体内的半衰期,即药物在体内清除的速率。
8. 毒性:指药物对人体或动物造成损害的能力,包括急性毒性、慢性毒性、神经毒性等。
天然药物化学是一个涉及多学科的研究领域,包括药物化学、有机化学、分子生物学、生态学、统计学等。
通过深入研究天然药物的化学成分和作用机制,我们可以更好地理解药物的作用机制,开发新的药物,并减少药物的不良反应。
第一章总论1主要的生物合成途径P8(一)醋酸-丙二酸途径(AA-MA途径):脂肪酸类、酚类、蒽醌类等(二)甲戊二羟酸途径(MV A途径):萜类、甾体化合物(三)桂皮酸途径及莽草酸途径:C6-C3骨架的苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类以及具有C6-C3-C6骨架的黄酮类化合物(四)氨基酸途径:生物碱类(五)复合途径:复杂的天然产物①醋酸-丙二酸-莽草酸途径;②醋酸-丙二酸-甲戊二羟酸途径:③氨基酸-甲戊二羟酸途径;④氨基酸-醋酸-丙二酸途径;⑤氨基酸-醋酸-莽草酸途径。
2二次代谢(名词解释):以一次代谢产生的代谢产物为原料(或前体),又进一步经历不同的代谢过程生成其他化合物的过程。
(其他化合物:生物碱、萜类等)P63天然产物提取常用的溶剂极性大小的比较:常见溶剂极性强弱如下:P18(比较)乙酸>吡啶>水>乙腈>甲醇>乙醇>丙酮>醋酸乙酯>乙醚>氯仿>二氯甲烷>苯>三氯乙烯>四氯化碳>二硫化碳>石油醚(低沸点→高沸点)4天然药物提取方法,P18渗漉法:是不断向粉碎的中药材中添加新鲜浸出溶剂,使其浸过药材,从渗漉筒下端出口流出浸出液的一种方法。
煎煮法:是在中药材中加入水后加热煮沸,将有效成分提取出来的方法。
5正相色谱:分离水溶性或极性较大的成分,固定相多采用强极性溶剂,流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂。
反相色谱:分离脂溶性化合物,固定相可用液体石蜡,流动相则用水或甲醇等强极性溶剂。
第二章糖和苷1糖的绝对构型,在哈沃斯(Haworth)式中,只要看六碳吡喃糖的C5(五碳呋喃糖的C4)上取代基的取向,向上的为( D )型,向下的为( L )型。
2 苷类的溶解性与苷元和糖的结构均有关系。
一般而言,苷元是(亲脂性)物质而糖是(亲水性)物质,所以,苷类分子的极性、亲水性随糖基数目的增加而(增加)。
3 苷类是(糖类)与另一非糖物质通过(糖苷键)连接而成的一类化合物,苷中的非糖部分称为(苷元)。
由三部分组成:糖、非糖部分、苷键原子。
4 苷中的苷元与糖之间的化学键称为(糖苷键),苷元上形成苷键以连接糖的原子,称为(苷键原子)。
根据苷键原子又可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。
硫苷:通过苷元上的巯基与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱一分子水缩合而成的化合物。
氮苷:通过苷元上的胺基与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基脱一分子水缩合而成的化合物。
5原生苷:是指天然药物中原始存在状态的苷。
也称第一苷。
次生苷:是指原始苷被部分切去糖后生成的苷,也叫第二苷。
彻底切去糖的非糖部分称为苷。
6 P81简答:酸催化水解的反应原理:苷键原子先被质子化,然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体,该中间体再与水结合形成糖,并释放催化剂质子。
水解难易程度的影响因素:①苷键原子的电子密度:N>O>S>C;②苷键原子的空间环境:位阻大,水解难;③糖上取代基:取代基越多,水解越难;④苷分子的稳定性及其水解产物的稳定性:苷分子内张力大,利水解,苷元分子大的易于小的,苷键为竖键的易于横键,产物苷元和糖稳定利水解。
氮原子虽然碱性较强,易于质子化,但当氮原子在酰胺或嘧啶环上时,由于受到强烈的p-π共轭效应和诱导效应的影响,此时的氮几乎没有碱性,甚至在酰亚胺中还有一定的酸性,所以这类苷很难水解。
7差向异构体(名解):P62单糖成环后形成一个新的手性碳原子(不对称碳原子,即端基碳原子),形成的一对异构体称为端基差向异构体,有α、β两种构型。
8糖醛形成反应(Molish 反应)(名解):P78单糖在浓酸(4-10mol/L )加热作用下,脱去三分子水,生成具有呋喃环结构的糠醛衍生物。
(脱水缩合)是糖和苷类的检识反应。
特征:糖或苷类遇浓硫酸/α-萘酚试剂将呈紫色环于界面上。
第三章 苯丙素类1香豆素类:是顺邻羟基桂皮酸的内酯,基本骨架为苯骈α-吡喃酮,7-位常有羟基或醚基。
其基本结构形式:P1162香豆素类化合物提取方法:溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、 碱溶酸沉法等。
3香豆素类化合物的生物活性:抗病毒、抗肿瘤、抗骨质疏松 和抗凝血,对心血管系统的作用,光敏作用。
4中药化学]Emerson 反应的试剂是 BA.盐酸羟胺、三氯化铁B.氨基安替比林、铁氰化钾C.2,6-二氯(溴)苯醌氯亚胺D.变色酸、浓硫酸E.三氯化铁、铁氰化钾Emerson 反应是酚羟基对位活泼氢与氨基安替比林、铁氰化钾反应生成红色缩合物。
5木脂素可分为二类: 1.木脂素2.新木脂素由于新型结构的木脂素相继被发现,因而又将木脂素分为木脂素类(lignans )和新木脂素(neolignans )。
按照传统的分类定义,凡是 (1) 相互连接生成的木脂素称为木脂素类,而由 (2) 连接生成的木脂素称为新木脂素类。
近年的分类定义是将由 (3) 生成的木脂素称为木脂素类(由桂皮酸或桂皮醛、桂皮醇二种单体组成);而由 (4) 生成的木脂素称为新木脂素类(由丙烯苯、烯丙苯二种单体组成)。
H COOH O O顺邻羟基桂皮酸香 豆 素12345678极性大小:3>2>1Rf值大小:3<2<1 极性越大,在同一展开剂中,Rf值越小。
简答题1、写出下列化合物的结构类型及生理活性:补骨内酯、水飞蓟素、厚朴酚、鬼臼毒素补骨内酯:呋喃香豆素,具有抗菌作用。
水飞蓟素:黄酮类木脂素(杂木脂素)具有保肝作用厚朴酚:新木脂素,有镇静和肌肉松弛作用。
鬼臼毒素:四氢内酯木脂素,对麻疹和I型单疱疹有对抗作用2、简述木脂素、新木脂素的概念及基本类别。
木脂素:一类有两分子苯丙素衍生物聚合而成的天然化合物,少数为三聚物或四聚物。
基本类别:二苄基丁烷类、二苄基丁内酯类、芳基萘类、四氢呋喃类、双四氢呋喃类、联苯环辛烯类新木脂素:一个苯丙素的脂肪烃基碳与另一个苯环相连接,或苯丙素的苯基相互连接构成各种木脂素归类为新木脂素。
基本类别:苯骈呋喃类、双环辛烷类、苯骈二氧六环类、联苯类、倍半木脂素、二木脂素、螺二烯酮类填空1苯丙素类化合物在生物合成上均来源于(桂皮酸途径),生物合成的关键前体是(对羟基桂皮酸 )。
2香豆素因具有内酯结构,可溶于碱液中,因此可以用(碱溶酸沉 )法提取,小分子香豆素因具有( 升华性 ),可用水蒸气蒸馏法提取。
3广义的苯丙素类成分包含(苯丙酸类 )、(香豆素类 )、(木脂素类 )、(黄酮类)、(木质素类 )。
4天然香豆素类化合物一般在(7位 )具有羟基,因此,(7-羟基香豆素 )可以认为是天然香豆素化合物的母体。
5天然香豆素可分为(简单香豆素 )类、(呋喃香豆素类 )类、(吡喃香豆素类 )类、(其他香豆素 )类。
6香豆素类具有(内酯 )结构,可以发生异羟肟酸铁反应而显(红色)色。
7秦皮的主要化学成分是(七叶内酯和七叶内酯苷),具有(抑制痢疾杆菌)的作用。
8五味子中木脂素对肝有保护作用,它能明显降低肝炎患者血清(丙氨酸氨基转移酶)水平。
第四章 醌类化合物1醌类的颜色反应:P150Feigl 反应:醌类衍生物在碱性衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应,生成紫色化合物。
反应机理:醌类在反应前后无变化,只起到传递电子的媒介作用,醌类成分含量越高,反应速度越快。
1d 醌类化合物水溶液(或苯溶液)+(25%Na 2CO 3+4%HCHO+5%邻二硝基苯的苯溶液)各1滴,混合,水浴加热,1-4分钟内显紫色。
练习题1、主要成分不是醌类化合物的中药是 DA. 大黄B. 茜草C. 丹参D. 花色素E. 紫草 2、下列哪种天然药物主要有效成分为醌类化合物 C A. 人参 B. 甘草 C. 大黄 D. 灵芝 E. 银杏3、酸性大小规律:含-COOH (大黄酸)>含2位-OH 苯醌和萘醌>含2个以上β-OH>含1个β-OH>含2个α-OH>含1个α-OH 酸性最强的蒽醌是 EA. 含一个β-OHB. 含一个α-OHC.含3个α-OHD. 含2个α-OHE. 含2个β-OH 4.下列能提取含1个α-OH 的蒽醌的溶剂是 CA.5%Na 2CO 3溶液B.5%NaHCO 3溶液C.5%NaOH 溶液D.1%NaOH 溶液E.1%NaHCO 3溶液 5、比较下列化合物的酸性强弱:( B )> ( A ) > ( D ) > ( C ).OOOHOHOHOOOHOHCOOHOOHOHCH 3OOHOHCH 2OHAB C D6、A.大黄酚 B.大黄素 C.大黄素甲醚 D.芦荟大黄素 E.大黄酸 21. 酸性最强的是 E22. 用pH 梯度萃取法分离,5%NaHCO 3萃取层可分离得到的是 E23. 酸性最弱的是 A7、R1大黄酚(chrysophanol)R1=H R2= CH3大黄素(emodin)R1=OH R2= CH3第五章黄酮类化合物1黄酮类化合物:泛指两个苯环(A与B环)通过中央三碳链相互连接而成的一类化合物。
2画出黄酮类、异黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮醇类和查耳酮类结构式?P170(自己画)1.黄酮类化合物是泛指(两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子连接而成 )的一系列化合物,其基本母核为(2-苯基色原酮 )。
2.黄酮的结构特征是B 环连接在C 环的2位上,若连接在C 环的3位者是(异黄酮 );C 环的2,3位为单键的是(二氢黄酮 );C 环为五元环的是(橙酮 );C 环开环的是(查耳酮 );C 环上无羰基的是(花色素类 )或(黄烷醇类 )。
3.中药红花在开花初期,由于主要含有(新红花苷 )及微量( 红花苷 ),故花冠呈(淡黄色 );开花中期主要含的是(红花苷 ),故花冠显(黄色 );开花后期则氧化变成(醌式红花苷 ),故花冠呈( 红色 )。
4.酮类化合物的颜色与分子中是否存在( 交叉共轭体系 )和( 助色团 )有关,如色原酮本身无色,但当2位引入( 苯环 ),即形成(交叉共轭体系 )而显现出颜色。
5.一般黄酮、黄酮醇及其苷类显(灰黄~黄色 );查耳酮为(黄~橙黄色 );而二氢黄酮为(不显色 ),其原因是(不具有交叉共轭体系);( 异黄酮 )缺少完整的交叉共轭体系,仅显微黄色。
6 多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个( 丙二酰辅酶A )和一个( 桂皮酰辅酶A )生物合成而产生的。
经同位素标记实验证明A 环来自( 三个丙二酰辅酶A ),B 环来自( 桂皮酰辅酶A )。
1 如何用化学方法初步鉴别一无色成分为二氢黄酮?(二氢黄酮有哪些鉴别反应?) NaBH4反应紫红色,MgAc 反应,紫外光下天蓝色,荧光,Mg -HCl ,阳性,即红色,说明此无色成分为二氢黄酮类。
2 用化学方法鉴别下列化合物A 阳性(紫红色)B 四硼酸钠 阴性 阳性 氨性氯化锶C 阴性 阴性O OH HO OH O O OH HO OH O O OH HO OH O OH A B C3 根据下列结构回答问题(1)是否显明显黄色?(2)氨性氯化锶反应是否阳性?(3)Gibb’s反应是否阳性?(4)在碱性条件下能否显橙色~黄色?(5)是否显较强的酸性,又显弱碱性?(6)四氢硼钠反应是否阳性?(1)是,因为有助色团-OH(2)是,因为有邻二酚羟基(3)否,5-位的对位虽未取代,但是5-位没有羟基,6-位又被取代。