当前位置：文档之家 › 天然产物提取第一章 绪论

天然产物提取第一章 绪论

  • 格式：ppt
  • 大小：2.68 MB
  • 文档页数：54

下载文档原格式

  / 54

合集下载

天然产物化学(课时分配)

天然产物化学(课时分配)

教学内容与课时分配第一章绪论 (2学时)1.天然产物化学的研究内容2.天然产物的生物合成途径3.天然产物化学与药物开发4.天然产物化学的发展动向。

重点和难点：天然产物生物合成的主要途径，天然产物化学的发展动向。

教法建议：适当补充一些新材料，突出天然药物化学的发展前沿及其在经济建设中的地位和作用。

第二章天然产物的提取分离和结构鉴定（18学时）第一节天然产物化学成分的预试方法1．1．试管预试法2．圆形滤纸预试法。

第二节活性有效成分的提取1．1．常用溶剂的特点2．各种提取方法：溶剂法、超临界萃取法、超声波提取法3．影响提取的因素第三节分离与精制1．根据物质溶解度差别进行分离a 结晶及重结晶法b溶剂分离法：2．根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离。

a 两相溶剂萃取法b纸色谱（PPC）c分配柱色谱d薄层色谱法3．根据物质的吸附性差别进行分离a物质的吸附规律b极性及其强弱判断c吸附柱色谱法用于物质的分离d聚酰胺吸附色谱法e大孔吸附树脂：4．根据物质分子大小进行分离a凝胶过滤法b膜过滤法c透析法：5．根据物质解离程度不同进行分离——离子交换法第四节天然产物化学成分的结构鉴定1．化合物纯度鉴定2．结构研究的主要程序3．结构研究中采用的主要方法重点和难点：天然产物化学成分的提取方法，天然产物化学成分的分离纯化方法，天然产物化学成分的结构鉴定方法。

教法建议：采用比较法，介绍各类提取及分离方法，并结合实验加深理解。

思考题：1．天然有效成分的提取方法有哪些？其各自的使用范围及其优缺点是什么？2．分离有效化学成分常用的色谱方法有哪些？他们分别适用于哪些类别化合物的分离？各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么？3．化合物在进行结构鉴定前应注意什么问题？进行结构鉴定常用哪些方法？这些方法可以解决结构式中的什么问题？第三章糖和苷（4学时）一、糖的构型、构像二、糖及糖苷的命名、分类三、多糖的分离及结构测定四、多糖的生理作用重点和难点：糖、苷的结构和构象，裂解方法及其裂解规律。

天然产物化学

天然产物化学

天然产物化学第一章绪论1.1天然产物化学概述研究对象：天然产物，由动物、植物及海洋生物和微生物内分离得到的生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。

研究内容：研究天然产物的的提取、分离、结构、性质、功能、结构鉴定、生物合成、化学合成与修饰，是生物资源开发利用的基础。

应用领域：医药、食品、农药、轻工、化工等。

天然产物的存在：差别很大，一个或几个物种，也许很广。

1.2 天然产物分类一、按组成分1.生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。

游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。

2.苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。

非糖部分叫苷元。

苷具亲水性，苷元具亲脂性。

3.挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。

具有香味或特殊气味的天然药物往往都含有挥发油。

挥发油具亲脂性。

4.糖类：为天然药物中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。

单糖是糖的基本单位；低聚糖是由2~9个单糖脱水缩合而成的化合物。

多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。

5.有机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。

在植物中多以金属离子或生物碱盐的形式存在。

按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。

前者极性大，具亲水性；后者极性小，具亲脂性。

6.树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。

性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。

树脂具亲脂性。

按结构又分为树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇（分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。

7.氨基酸、蛋白质和酶：（1）氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。

构成蛋白质的多为α-氨基酸。

为亲水性。

在等电点时，溶解度最小。

（2）蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种α-氨基酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。

但二者分子量不同，一般将分子量在5×103以下称为多肽，而介于5×103~1×107之间称为蛋白质。

天然产物提取工艺学第一章、第二章

天然产物提取工艺学第一章、第二章

三、分离工艺设计和技术进展
1. 生物原料生产和提取技术结合 2. 生物微观结构设计提取工艺 分子结构与分子间的作用力 3. 天然产物的结构设计提取工艺：空间结构、 官能团的种类、物理性质等； 4. 根据不同分离技术耦合设计工艺 5. 提取过程前后阶段纵向统一 6. 分离体系的特性设计工艺
四、产物提取过程的选择
2.动物材料与天然产物提取工艺特性 角类和骨类：加工前需要粉碎细一些； 皮类：应用新鲜材料，加工前先破碎；
3.海洋生物材料与天然产物提取工艺特性
海藻：抗肿瘤、防心血管疾病等； 腔肠动物：海葵毒素； 软体动物：抗病毒、抗肿瘤等； 棘皮动物：海胆毒素；
2.微生物与天然产物提取工艺特性 细菌 放线菌 蓝细菌 真菌（霉菌和酵母菌）
一、研究对象的确定
根据古代医学典籍、民族医学实践提供的 资料或民间经验和临床观察 根据当地植物样品随机选取 根据天然产物成分信息确定 根据已有的天然产物、医药学及相关科学 研究成果的基础上，通过大量的文献检索 根据市场商品要求确定研究对象
例：
当归芦荟丸：临床具有泻肝作用； 中国医学科学院用其治疗白血病，也有好效果。 处方中：除去麝香后，疗效仍有； 但除去青黛和芦荟后，则无一例有效； 再进行小鼠筛选： 发现青黛是抗白血病的活性植物。 继续研究：发现青黛的有效成分为靛玉红， 研制出抗慢性粒细胞白血病的有效新药。
一、提取法
1. 提取：（浸出、固液萃取）
溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶 解作用，选用对有效成分溶解度大，对不需要成分溶解 度小的溶剂，而将有效成分从植物组织内提取出来。 浸提是通过溶剂与原料接触，互相渗透、溶解以及 扩散等一系列复杂过程而完成。 一般包括：渗透、溶解、分配和扩散。
（1）渗透

第一章+绪论

第一章+绪论

初生代谢产物 从二氧化碳经光合作用开始产生的对生物体的 生存和健康必要的化合物。如氨基酸、 脂肪酸、 生存和健康必要的化合物。如氨基酸、糖、脂肪酸、 核酸、乙酰辅酶A、莽草酸、叶绿素等。 核酸、乙酰辅酶 、莽草酸、叶绿素等。 次生代谢产物 从初生代谢途径衍生出来的， 从初生代谢途径衍生出来的，代表生物科属 种特征的， 种特征的，但对产生它们的有机体本身的生命过 程不起主要作用的化合物。如生物碱、萜类、 程不起主要作用的化合物。如生物碱、萜类、醌 黄酮、苯丙素类、甾体等。 类、黄酮、苯丙素类、甾体等。
治疗疟疾速效药
药 名：青蒿 青蒿植物化学成分 不含青蒿素 植物化学成分： 青蒿植物化学成分：不含青蒿素 别 名：香蒿 香蒿 拉丁名：Artemisia apiacea Hance 来 源：为双子叶植物药菊科植物。 功 效：清热，解暑，除蒸。 主 治：温病，暑热，骨蒸，劳热，疟疾，黄疸，疥疮，瘙痒
黄花蒿
1967年5月23日，毛泽东下令在全国范围内开展研究工作，要寻找 年 月 日 毛泽东下令在全国范围内开展研究工作， 能够替代氯喹治疗疟疾的新药。周恩来总理直接参与，国务院专门成立 能够替代氯喹治疗疟疾的新药。周恩来总理直接参与，国务院专门成立 办公室。 “5.23”办公室。 办公室
卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所、 卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所、云南省 药物研究所等数十家国家级和省市级的研究机构在各大军区所属的 办公室领导下， “5.23”办公室领导下，承担了这项当时较为秘密和重大的科研工作。 办公室领导下 承担了这项当时较为秘密和重大的科研工作。 1967年5月至 月至1972年底的五年中，各地承担 年底的五年中， 年 月至 年底的五年中 各地承担5.23项目的科研人员把 项目的科研人员把 中医药老祖宗几千年留下来的瓶瓶罐罐翻了个底朝天， 中医药老祖宗几千年留下来的瓶瓶罐罐翻了个底朝天，检验了无数 的中草药治疗疟疾的成方、单方、验方、秘方。 的中草药治疗疟疾的成方、单方、验方、秘方。花掉了以亿元计算 的人民币，大量的人力物力，结果是一无所作获。 的人民币，大量的人力物力，结果是一无所作获。 一个偶然事件的发生改写了中药青蒿的历史。 年底， 一个偶然事件的发生改写了中药青蒿的历史。1972年底，云 年底 领导小组办公室主任傅良书 周建波， 南“5.23”领导小组办公室主任傅良书，副主任周建波，李舒从北 领导小组办公室主任傅良书，副主任周建波 李舒从北 京参加完全国“ 会议回来， 京参加完全国“5.23”会议回来，向科研人员传达时提到，北京中 会议回来 向科研人员传达时提到， 医药研究院中药研究所发现青蒿的粗提取物有边缘抗疟作用， 医药研究院中药研究所发现青蒿的粗提取物有边缘抗疟作用，但 前景不看好，已停止了对此研究，建议他们筛选一下本地的蒿属 前景不看好，已停止了对此研究，建议他们筛选一下本地的蒿属 植物。 植物。

天然产物化学

天然产物化学

③ 偶合普遍存在，分裂不一定发生
2、13C-NMR
13C的信号分裂：
H对13C的偶合影响突出，仍遵守N+1律
13C的化学位移：
幅度宽，约200ppm，信号重叠少，易 识别。
常见13C-NMR谱类型及特征： ①噪音去偶谱：又叫全氢去偶谱（COM）或宽 ①噪音去偶谱 带去偶谱（BBD）：所有碳信号作为单峰出现
天然产物化学
第一章
总 论
第一节 绪论
基本概念
天然产物 有效成分 一次代谢和二次代谢
一、各大类常见结构
O
生物碱：
O
N CH3 OH
OH
O O OH O
OH Glc
黄 酮：
OH O
OH
醌 类：
COOH O
香豆素：
H4 H3 O O
O
O
强心苷：
OH HO
O
O
OH HO
O
皂 苷：
COOGl c Glc O
I = + 1/2
I = − 1/2
1、核磁共振基本原理
进动频率：
γ ν= ·H0 2π
ν ∝ H0
γ 为磁旋比，是核的常数。
1、核磁共振基本原理
z
在外加磁场的 情况下，原子 核的核磁矩在 磁场中的取向 不是任意的。
B0 H
0
m = +1/2
m = − 1/2
I = 1/2
1、核磁共振基本原理
（ B）
第二讲 天然产物的结构鉴定
一.天然产物化学成分的一般鉴定方法
已知化合物鉴定的一般程序 1.测定样品的熔点，与已知品的文献值对照，比较是否一致 或接近。 2.测样品与标准品的混熔点，所测熔点值不下降。 3.将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱，比较其Rf值是否一 致。 4.测样品的红外光谱图，和标准图谱比较，是否一致。

天然产物提取工艺绪论讲稿

天然产物提取工艺绪论讲稿

第一章绪论1天然产物提取工艺学的内涵⏹天然产物：动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物。

所包含的范围非常广泛，达到20多种。

⏹天然产物化学：是研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科，甚至包括人体许多内源性成分的化学研究，它是在分子水平上揭示生命奥秘的重要科学。

两者之间的关系天然产物提取工艺学是一门综合性学科，是在天然产物化学的基础上衍生的分支学科。

天然产物化学主要研究有效成分的结构、理化性质、提取分离方法及结构鉴定等内容。

天然产物提取工艺学在此基础上主要研究天然产物有效成分的提取分离工艺原理、操作过程、工艺条件等内容，解决天然产物在提取、分离与纯化等工艺环节中，工艺路线的确定以及工艺条件的优化等问题，为天然产物规模化生产提供理论基础和应用技术。

与药物研究的关系在药物研究方面，据不完全统计，临床用药的1/3以上源自天然产物，而从天然产物中提取分离以获取天然药物是药物研究的第一步，因此解决提取分离过程的技术问题，尤其是药物研究和扩大生产的中间环节是规模化生产的关键。

不同研究阶段的划分天然产物提取分离工艺研究可分为三个阶段：⏹第一阶段：实验室工艺研究（小试工艺研究或小试）⏹第二阶段：中试放大研究（中试放大或中试）⏹第三阶段：工业生产工艺研究虽然每个阶段研究内容及解决的问题不同，但三个阶段是相互联系，缺一不可。

⏹第一阶段（小试）主要包括基本提取分离工艺路线的设计，同时选择合适的评价指标和方法，对影响因素进行考察，确定工艺参数并进行工艺验证。

⏹第二阶段（中试）是确定生产工艺的重要环节，即把实验室研究中所确定的工艺路线和工艺条件，进行工业化生产的考察、优化，为生产车间设计、施工安装、“三废”处理、中间体质量控制等提供依据，并在车间试生产若干批号后，制定出生产工艺规程。

⏹第三阶段的工业生产工艺研究是在中试研究基础上，进一步扩大生产规模。

天然产物提取与分离第一章总论3节


三、植物的命名
植物学名（scientific name):国际上 给每个植物制定的世界上公认的科学名 称。
植物命名应遵循[国际植物命名法规]
（International Code of Botanical
Nomenclature)、
[国际栽培植物命名法规](the International
3.栽培变种命名： 种加词 + 栽培变种种加词(起首字母大写，外 加单引号), 但无命名人。 如中国药典中橘Citrus reticulata Blanco的栽培 变种茶枝柑Citrus reticulata ‘Chachi’（栽培变种 种加词）。
四、常见植物命名举例
1. 黄连
Hsiao, 峨嵋野黄连 C. omeiensis(Cheng) C.Y. Cheng, 云南黄连 C. teeta Wall.
（二）种加词(Species)
1．通常使用形容词，有时用同位名词或名词所有格。 全部字母小写。 2.用形容词时，性、数、格应与所形容的属名一致， 如掌叶大黄（Rheum palmatum Linn) 3.用同位名词时，种加词应与属名的数格一致，而性 别不必一致。如樟Cinnamomum camphora (Linn.) Presel.,属名——单数、主格、中性；种加词—— 单数、主格、阴性。
性，多数药材和原植物存在一物多名或
一名多种的混乱现象。
植物名称混乱，如土豆，又名洋芋、
山药豆、洋山芋、地蛋等名称；“血见
愁”，有八个科10余种不同种植物。
3．利用植物的亲缘关系，探寻新的药用植物 资源和紧缺药材代用品。 同科同属等亲缘关系相近的植物，不仅 形态上相似，而且由于遗传进化上的联系， 生理生化特性相似，所含的活性成分相似。

天然产物提取第一章 绪论

美登木 美登木碱
10、20世纪80年代以来，由于分子生物技术的 迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供 了新方法。
1.3.2研究中草药有效成分的目的
研究有效成分的化学结构、物化性质与生物活性 之间的关系，阐明其防病治病原理；
寻找新药物、新药源或开发利用对国民经济有价 值的资源；
探索中草药加工工艺，改进药物剂型，控制中药 及其制剂的质量，提高临床疗效。
天然产物化学
Natural Products Chemistry 刘湘 汪秋安 编著
考察方式
1、总成绩=平时+课程笔试 2、平时占30%；课程笔试占70%。 3、无故旷课三次取消成绩。
Chapter1 绪 论
§1-1天然产物化学的研究内容 §1-2天然产物的生物合成 §1-3天然产物化学与药物开发 §1-4天然产物化学发展动向
三、天然产物研究的发展史
见血封喉,毒箭木
断肠草
夹竹桃
鸩
鹤顶红,三氧化二砷，也就是著 名的砒霜。“鹤顶红”不过是 古时候对砒霜的一个隐晦的说 法而已。砷进入人体后，会和 蛋白质的硫基结合，使蛋白质 变性失去活性。
鹤顶红
§1-3 天然产物化学与药物开发
1.3.1天然产物研究的发展史
1、1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。 苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机 酸类物质。
§1-1天然产物化学的研究内容
1.研究内容： 天然产物的提取、分离、结构、功能
2.天然产物定义： 专指由动物、植物及海洋生物和微生物体内分离出来的
生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。 3.天然产物化学定义：
以各类生物为研究对象，以有机化学为基础，以化学和 物理方法为手段，研究生物二次代谢产物的提取、分离、 结构、功能、生物合成，化学合成与修饰及其用途的一门 科学，是生物资源开发利用的基础研究。

1第一章 天然产物化学绪论

生物合成 生物转化 生物催化
1、一次代谢和二次代谢
▪ 一次代谢产物： ▪ 也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营
养作用的成分类型。
▪ 二次代谢产物： ▪ 也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的
物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成 分是植物来源中药的主要有效成分。
2、生物合成假说的提出
植物及海洋生物和微生物体内分离出来的生物二次 代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。是由各 种化学成分所组成的复杂体系。
几个相关的概念
有效部位群
单体 有毒成分
有效部位 无效成分
有效成分
一、天然产物化学的研究内容
▪ 以各类生物为研究对象，以有机化学为基
础，以化学和物理方法为手段，研究次生代 谢产物的提取、分离、结构、功能、生物合 成、化学合成与修饰及其用途的一门科学， 是生物资源开发利用的基础研究，目的是希 望从自然界中获得具有一定价值的物质。
黄连素
中药药源的扩大
黄连素 穿心莲内酯
芦荟系列
黄连 黄柏 三颗针 伏牛花 白屈菜
四种药物成为21世纪的“新星”
蓝色药物 绿色药物 基因药物 微生物药物
新药开发中的重要作用
一些过去未知的植物微量成分被发现，其中不乏具有较 强生物活性的成分
如人参和三七中的环肽，可能是一类新型活性成分；大 蒜水溶性成分的研究，可为动脉粥样硬化疾病的新药研究 提供先导化合物。
天然化合物与次级代谢产物之,间的关系引 起人们的关注，结构相似的化合物可能生 合成途径相似.
茴香脑、丁香酚等化合物都有相同的C6-C3骨架 罂粟碱(papaverine)木兰碱(magnoline)小檗碱 (berberine)等生物碱结构中也含有多巴的结构。 萜类中含有重复的异戊二烯结构。

天然产物总论-1


*有效部位：为混合物，临床有效。如人参总皂苷。
二、天然药物化学的范围： 1、生合成：有效成分在植物体内生长过程中变 化； 2、中药成分化学：包括有效成分、性质、提取分离、结
构鉴定等；
3、中药药物化学：合成、修饰（可卡因→普鲁卡因）
三、内容和要求：
1、掌握植物各类有效成分结构、理化性质
O
生物碱：
O
N CH 3 OH
2、单纯 Cotton曲线： 正Cotton曲线： 峰在长波 谷在短波 负Cotton曲线： 峰在短波 谷在长波
3、复合Cotton曲线： 多峰多谷
旋光谱的应用： 确定构型
确定构象
八
区
率
(Octant rule)
半经验 的规律，应 用于环己酮 及其衍生物 的构型判断 上。
酮及其缩聚物，可分为单糖、低聚糖、多聚糖； 单糖：
H OH HO HO H HO H
OH OH H H HO H HO H H OH OH
OH OH
低聚糖：2~10个单糖组成，如蔗糖。
多糖：10个单糖以上组成，主要有淀粉、 纤维素及甲壳素。
7、氨基酸、蛋白质和酶：
氨基酸：R-(CH2)n-CH-COOH
一般β>100，简单萃取 β<50，CCD法（后述） β=1，无法分离 3、pH与存在状态 对于酸、碱及两性化合物，pH改变可使存在状态改 变, 即控制溶液的pH值，即可控制存在状态。 AH A-+H+
pKa=-log([A-][H+]/[AH])=-log[H+]-log([A-]/[AH]) =pH-log ([A-]/[AH]) log([A-]/[AH])=pH-pKa >2 即，认为完全解离。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
由异丙嗪发现吩噻嗪类抗精神病药物
六、从药物合成的中间体发现先导化合物
§1-4天然产物化学发展动向
1.4.1 研究方法和手段向高、新方向发展 1.4.2 偏重资源开发的实用化 1.4.3 基于生物技术的天然产物化学研究 1.植物细胞组织培养生产天然产物 2.天然产物基因工程合成 3.天然产物的仿生合成
§1-3 天然产物化学与药物开发
大自然是一个天然药库
来自植物的,如人参、大黄等;
大自然是一个天然药库 来自动物的,如牛黄、鹿茸、蟾酥、海马等;
大自然是一个天然药库 来自矿物的,如石膏、朱砂、雄黄等。 雄黄三硫化二砷 ：败毒抗癌、祛痰镇惊、 杀虫疗疮、消炎退肿。
解肌清热，除烦止渴 清热泻火、消肿止痛 丹药：用于心神不宁心悸失眠镇惊安神
三、天然产物研究的发展史
见血封喉,毒箭木
断肠草
夹竹桃
鸩
鹤顶红,三氧化二砷，也就是著 名的砒霜。“鹤顶红”不过是 古时候对砒霜的一个隐晦的说 法而已。砷进入人体后，会和 蛋白质的硫基结合，使蛋白质 变性失去活性。
鹤顶红
§1-3 天然产物化学与药物开发
1.3.1天然产物研究的发展史
1、1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。 苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机 酸类物质。
中药及天然药物化学的研究现状及发展前景
众所周知，从“神农尝百草”至今，中华民族 几千年来之所以能够繁衍昌盛、绵延不断，靠 的就是中医中药。中医中药在临床应用了几千 年，其疗效经过了实践的检验，并成为世界文 化的一朵奇葩。
吗啡的结构改造
含量、毒性
HO
O
N H
CH3
C2H5OOC
HO
N CH3
吗啡（morphine）
度冷丁（dolantin）
19世纪：
1804 法国药学家Derdsone
1806 德国药学家Serturner
鸦片
吗啡碱
1820 P.-J.佩尔蒂埃和J.-B.卡 芳杜首次合成奎宁
金鸡纳树皮 金鸡纳碱
1817 Pelletiere 吐根碱 1842 Weisz 芦丁 1861 Gorup 甘草皂苷 1872 Fraser
K-毒毛旋花子苷 1874 Schmiedeberg
洋地黄毒苷
芸香
阿司匹林—水杨酸
人们对阿司匹林的认识可追溯到古 埃及法老时代。当时，通过浸泡柳 树皮获取了一种物质，并被记载于 公元前1550年汇集的医疗处方之中。 哥伦布发现新大陆之前，美洲人经 常使用金鸡纳树的树皮作镇痛药。 西班牙人来到那里以后发现这种树 的树皮还可以降低病人的体温。
黄酮类
生物碱类 肽
含氮化类合物
核苷 核苷酸类
胆碱 卟啉类
醌类
二次代谢产物归类
苷类
二次代谢 产物
非苷类 （苷元）
+
糖
挥发油
酸性物质
脂肪族 芳香族
生物碱 碱性物质 N 族
甾族
中性物质
脂肪族 萜类 芳香酚类
萜类
油
脂
苯丙素类 黄酮类 醌类 鞣质
植物甾醇 强心苷 皂苷
单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜 三萜 多萜
§1-1天然产物化学的研究内容
1.研究内容： 天然产物的提取、分离、结构、功能
2.天然产物定义： 专指由动物、植物及海洋生物和微生物体内分离出来的
生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。 3.天然产物化学定义：
以各类生物为研究对象，以有机化学为基础，以化学和 物理方法为手段，研究生物二次代谢产物的提取、分离、 结构、功能、生物合成，化学合成与修饰及其用途的一门 科学，是生物资源开发利用的基础研究。
一次代谢产物
特定条件
生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等
这些物质对植物生命活动不起主要作用，该 过程不是存在所有的绿色植物中，产生的生物碱、 萜类等化合物称为二次代谢产物（secondary metabolites）。
二次代谢产物的生物合成途径
1. 莽草酸（shkimic acid)途径：
芳香族化合物（aromatics)，如酚、氨基酸
香豆素类 木脂素类 木质素类
一次代
谢
一 次 代 谢 及 二 次 代 谢
二次代谢
二次代谢产物的意义
★ 二次代谢过程并非所有植物均发生； ★二次代谢产物对维持植物生命活动不起重要作用； ★二次代谢产物对维持植物性状特征十分重要； ★二次代谢产物结构富于变化，瑰丽多彩； ★二次代谢产物不少具有明显的生理活性； ★二次代谢产物是天然产物化学主要研究对象。
相关概念
植物、动物、矿物、 海洋生物、微生物
中
草
药
药
天
然
中草药
药 物
天然产物
本草：
中 药(chinese traditional medicine)：依据中医 学理论和临床经验应用于医疗保健的药物。包 括中药材和中成药。
草 药(herbal medicine)：指草医用以治病或地 区性口碑相传的民间药，其中也有本草记载的 药物。
天然产物化学
Natural Products Chemistry 刘湘 汪秋安 编著
考察方式
1、总成绩=平时+课程笔试 2、平时占30%；课程笔试占70%。 3、无故旷课三次取消成绩。
Chapter1 绪 论
§1-1天然产物化学的研究内容 §1-2天然产物的生物合成 §1-3天然产物化学与药物开发 §1-4天然产物化学发展动向
二、通过分子生物学途径发现先导化合物
如在组胺的基础上发展的H1受体拮抗剂和H2受体拮抗剂。
三、通过随机机遇发现先导化合物
如青霉素、β受体阻断剂
四、从代谢产物中发现先导化合物
如由偶氮化合物磺胺米柯定发现磺胺类药物，阿司咪唑进一步发现诺阿 司咪唑
五、从临床药物的副作用或者老药新用途中发现
二次代谢：从某些一次代谢产物作为起始原料，通 过一系列特殊生物化学反应生成表面上看来似乎对 生物本身无用的化合物，如萜类、甾体、生物碱、 多酚类等，这些二次代谢产物就是人们熟知的天然 产物。
1．一次代谢：
二氧化碳、水 光合作用
糖和氧气
各种代谢 糖、蛋白质、脂质、核酸
这些是植物生存不可缺少的物质，该过程 存在于所有的绿色植物中，称为一次代谢过 程，产生的物质称为一次代谢产物（primary metabolite）。
20世纪： 青霉素--青霉菌， 1929年，英国弗莱明发现。 人类治疗细菌性感染的第一个武器。 是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。 它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带 动了抗生素家族的诞生。
6、20世纪50年代自印度萝 芙木中获得降压活性成 分利血平 （发现、确定 结构、合成仅4年）
天然产（药）物化学的发展有两个转折点：
其一是1930年前后，由于微量元素分析法的导 入，试料量降至毫克水平，推进了天然成分的分 析工作。
其二是1960年代前后，各种层析方法的兴起， 使微量天然新成分的分离纯化简便易行。同时红 外光谱、核磁共振、质谱等新技术问世，结构研 究工作趋向微量，快速和准确。新技术的兴起使 研究天然产物化学成分的周期大大缩短。
2、明代李延的《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从 五倍子中得到没食子酸的过程。书中谓“五倍子粗粉，并 矾、曲和匀，如作酒曲样，入瓷器遮不见风，侯生白取 出。”
3、《本草纲目》卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成 矣”的记载。这里的“生白”、“长霜”均为没食子酸生 成之意，是世界上最早制得的有机酸，比舍勒的发明早了 二百年。
美登木 美登木碱
10、20世纪80年代以来，由于分子生物技术的 迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供 了新方法。
1.3.2研究中草药有效成分的目的
研究有效成分的化学结构、物化性质与生物活性 之间的关系，阐明其防病治病原理；
寻找新药物、新药源或开发利用对国民经济有价 值的资源；
探索中草药加工工艺，改进药物剂型，控制中药 及其制剂的质量，提高临床疗效。
先导化合物发现的方法和途径
一、从天然产物活性成分中发现先导化合物。
①植物来源，如解痉药阿托品是从茄科植物颠茄、曼陀罗及莨菪等中分离 提取的生物碱。
②微生物来源，如青霉素 ③动物来源，如替普罗肽是从巴西毒蛇的毒液中分离出来的，具有降压作 用。 ④海洋药物来源，如Eleutherobin是从海洋柳珊瑚中得到的，具有抑制细 胞微管蛋白聚合作用。
1.3.3 先导化合物
定义：简称先导物，又称原型物，具有特征结构 和生理活性并可提高结构改造优化其生理活性的 化合物 。
因先导化合物存在着某些缺陷，如活性不够高， 化学结构不稳定，毒性较大，选择性不好，药代 动力学性质不合理等等，需要对先导化合物进行 化学修饰，进一步优化使之发展为理想的药物， 这一过程称为先导化合物的优化。
民族药(national medic Nhomakorabeane)：
中草药(chinese herbal medicine)：
§1-2天然产物的生物合成
1.2.1 一次代谢与二次代谢 1.2.2 二次代谢产物的生物合成途径
天然产物的生物合成
一次代谢与二次代谢
一次代谢：植物、昆虫或微生物体内的生物细胞通 过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬酸代谢，生成 生物体生存繁殖所必须的化合物，如糖类、氨基酸、 脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖类、蛋白质、 酯类、DNA、RNA）等的代谢过程，这些化合物称 为一次代谢产物。
1980-89年统计：从天然产物研究中发现新的 化合物已有800多个。
2000-目前：每年研究发现1000多个新的天 然化合物。种类更多，应用范围更广。
治病