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天然药物化学总论

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第01章 天然药物化学总论 - 0401

第01章 天然药物化学总论 - 0401

天然药物化学第1章总论第1章总论第4节结构研究法结构研究的总原则不消耗或尽可能少波谱综合分析与文献数据比较辅以化学手段消耗试样化合物纯度的判定•均一晶形•熔点•沸点•折光率•比旋度物化常数•TLC •PC •GC •HPLC色谱法结构研究的主要程序初步推断结构类型•提取、分离中的过程行为•显色反应、化学定性实验测定分子式，计算不饱合度•元素分析•同位素丰度比法•HR-MS官能团、结构片段、基本骨架•官能团定性鉴别•UV、IR、NMR、MS平面结构、相对构型、优势构象•1D、2D-NMR•化学降解、衍生物制备绝对构型的确定•CD、ORD•X-射线衍射•人工合成分子式的确定与不饱合度的计算元素定量分析同位素丰度比法高分辨质谱•FT-MS•TOF-MS •Obitrap-MS u=Ⅳ－Ⅰ/2＋Ⅲ/2＋1 •Ⅰ：1价原子（H、X）•Ⅲ：2价原子（N、P）•Ⅳ：4价原子（C）分子式的确定不饱合度的计算结构研究中的主要方法：四大光谱紫外-可见吸收光谱•UV-vis，ultraviolet-visible spectra •确定共轭体系红外光谱•IR，infrared spectra •确定官能团质谱•MS，mass spectrum•确定分子量、分子式•可根据碎片特征解析部分结构核磁共振•NMR，nuclear magnetic resonance •确定分子结构、相对构型原理•电子由基态跃迁至激发态（π→π *、n→π * ）•在紫外可见光区（200～700nm）引起的吸收谱图作用•含共轭双键、α,β-不饱和羰基、芳香化合物的结构鉴定•特定的吸收谱特征→骨架类型的判断•如：黄酮、香豆素、蒽醌•加诊断试剂前后谱图的规律性变化→取代基的推断•如：黄酮、香豆素原理•化学键振动引起的•在红外光区（4000～625cm-1）的吸收谱图作用•特征频率区（functional group region）•4000～1500 cm-1：确定官能团类型•指纹区（fingerprint region）•1500～600 cm-1：构象、构型、取代模式等。

天然药物化学 第1章 总论

天然药物化学 第1章 总论


本 章 内 容
第一节 绪论

第二节
第三节 第四节
生物合成
提取分离方法 结构研究方法
三、主要的生物合成途径
1. 醋酸-丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类
2. 甲戊二羟酸途径：萜、甾体类
3. 桂皮酸途径： 苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类 4. 氨基酸途径： 生物碱 5. 复合途径： 醋酸-丙二酸—莽草酸径 醋酸-丙二酸—甲戊二羟酸途径
二、天然药物有效成分的分离与精制 3. 根据物质的吸附性差别进行分离——吸附 色谱法 3.1 吸附分类：
• 物理吸附：无选择性的吸附，吸附－解析发 生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等 • 化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸 性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。
• 半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键 吸附。
二、天然药物有效成分的分离与精制 4.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法 4.2凝胶种类:
①葡聚糖凝胶(Sephadex G):
只适于在水中应用, 分离多糖、 蛋白质等.
②羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：
适用于各类化合物的分离，除具有分子筛的 特性外，还起到反相分配色谱的效果。 常用溶剂有甲醇、氯仿-甲醇等。
1. 天然药物化学：是运用现代科学理论和方法 研究天然药物中化学成分的一门学科。
2. 研究内容：主要指天然药物的化学成分（多为
有效成分）的结构特点、理化性质、提取分离方
法、结构鉴定、结构改造及生合成途径。
1.2 天然药物化学的简要发展历程
1 天然药物化学中的相关术语
有效成分: 天然药物中具有一定的生理活性、能代表 天然药物临床疗效的单一化合物。 无效成分：是指与有效成分共存的其他成分，如植物 中普遍存在的无明显生理活性的化合物。 生物活性成分：是经过药效试验或生物活性试验，证 明对机体有一定生理活性的成分。
天然药物化学 第1章 总论

天然药物化学 第1章 总论


亲脂性有机溶剂
－ + － + ± + + － －
±：单糖：无水醇难溶；多糖；对醇60%以上难溶。蛋白质、酶；对水热水沉 淀；对醇60%以上沉淀。
（二） 天然药物化学成分的主要生物合成途径
1 乙酸-丙二酸（AA-MA）途径 以乙酰辅酶A为起始物质，丙二酸单酰辅酶A起延伸碳链的 作用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。
甲戊二羟酸 （ MVA）
焦磷酸二甲烯丙酯
焦磷酸异戊烯酯
甲戊二羟酸5－焦磷酸
萜类、甾类化合物均由这一途径生成。
3 莽草酸途径 具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径 生成的苯丙氨酸，经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸，再由桂皮酸、苯 甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素 类、香豆素类等。 此途径由莽草酸通过苯丙氨酸，生成桂皮酸，再由桂皮酸生成各种苯丙 素类化合物。现也被称为桂皮酸途径 。

有效成分和无效成分的关系： 二者的划分也是相对的。一方面，随着科学的发 展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被认 为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋 白质和油脂类成分等，现已发现它们具有新的生 物活性或药效。
另外，一些天然药物中的化学成分本身不具有生物活 性、也不能起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、 炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物，或 它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产 生的代谢产物，以及它们以原型的形式被吸收进入血液或 被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防 病治病的作用，这些化学成分无疑也应被视为有效成分。 另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物，经研究 证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证 实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。
天然药物化学-总论

天然药物化学-总论

特点
天然药物化学的研究对象是天然药物 ，其成分复杂多样，且多含有生物活 性成分，因此具有独特的优势和潜力 。
天然药物化学的重要性
药物发现与开发
健康维护
天然药物化学为新药发现和开发提供 了丰富的资源，许多现代药物都源于 天然产物或其衍生物。
天然药物化学的研究有助于深入了解 天然产物的生理作用和药理机制，为 人们的健康维护提供更多选择。
谢谢
THANKS
天然药物化学研究通过分析天然产物的化学成分和药理活性， 揭示其作用机制和靶点，有助于深入理解疾病的发病机制。
中药质量控制
药材鉴定
通过天然药物化学的方法，对中药材进行真伪鉴别和品质评价， 确保中药材的质量和安全性。
质量控制标准
建立和完善中药的质量控制标准，包括有效成分的含量、杂质控制 等，保证中药制剂的稳定性和疗效。
抗菌抗病毒活性成分
01 02
抗生素
抗生素是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或 其他活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物 质。各种抗生素能杀灭或抑制不同种类的微生物。
皂甙
皂甙是由皂草种子提取物分解生成的复杂混合物，具有较好的抗菌效果。 其抗菌机制主要是破坏微生物的细胞膜结构及功能，导致微生物死亡。
从而确定化合物的结构。
质谱法
通过测定分子在电离过程中产生的离子质 量和丰度，确定化合物的分子量和分子结 构。
红外光谱法
通过测定分子中化学键在不同波长红外光 的吸收特性，确定分子中存在的化学键类 型和连接方式，从而确定化合物的结构。
04 天然药物化学成分的生物活性与药理作用
CHAPTER
抗肿瘤活性成分
其他生物活性成分
多糖类化合物
天然药物化学 总论

天然药物化学 总论


第三节 提取分离方法
二、分离法
2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 2.1 影响分离的因素 ③pH值 对于酸性、碱性、两性化合物，pH值可改变它 们的存在状态（游离型和解离型），分配比受pH值 的影响。
应用：pH梯度萃取法
第三节 提取分离方法
二、分离法
2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 2.2 液-液萃取分离常用方法 逆流分溶法(CCD)： 是一种多次连续的液-液萃 取分离过程。 特点：条件温和，样品易回收，适用于中等极性、 不稳定物质的分离。
天然药物化学
第一章 总论
中药学院 天然药物化学教研室 朱玲娟
本 章 内 容

第一节 绪论 第二节 生物合成 第三节 提取分离方法 第四节 结构研究法
第一节 绪论
一、天然药物
来源于天然界的用于防治疾病的物质。 植物、动物、矿物、微生物等来源的药物。
人参
银杏
芍药
山茱萸
雄黄（AsS 、As2S2 、As4S4 ） 雌黄（As2S3） 砒霜（As2O3）
（1）对有效成分溶解度大；
（2）对无效成分溶解度小； （3）与有效成分不起化学反应； （4）安全，成本低，易得。
多种成分之间存在助溶作用，常用小极性溶 剂脱脂，然后再使用溶剂法提取。如：脱叶绿素 等
第三节 提取分离方法
一、提取法
1) 冷提：适用于受热不稳定的成分。
浸渍法 (Maceration) 渗漉法（Percolation）
第三节 提取分离方法
二、分离法
2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 2.3 液-液分配柱色谱 ②反相色谱：固定相极性小于流动相。如HPLC反相 柱，反相TLC薄层色谱。
天然药物化学总论

天然药物化学总论

天然药物化学总论
目录
CONTENTS
• 天然药物化学概述 • 天然药物化学的主要研究内容 • 天然药物化学的应用 • 天然药物化学的未来发展
01 天然药物化学概述
CHAPTER
定义与特点
定义
天然药物化学是一门研究天然药物中活性成分的学科，旨在发现和开发具有治 疗作用的天然产物。
特点
天然药物化学具有跨学科性，涉及化学、生物学、药理学等多个领域；研究对 象为具有生物活性的天然产物，包括植物、动物和微生物来源的物质；研究目 的是发现和开发安全、有效的天然药物。
天然药物化学的重要性
药物治疗
药物发现
天然药物化学为药物研发提供了丰富 的资源，许多现代药物是从天然产物 中提取或通过其结构修饰得到的。
天然药物化学为药物发现提供了新的 思路和方法，有助于解决当前面临的 重大疾病挑战。
疾病治疗
天然药物在许多疾病的治疗中发挥了 重要作用，如癌症、心血管疾病、感 染性疾病等。
微生物来源的天然药物
微生物发酵产物中存在大量具有生物活性的化合物，可用于开发新 药和改进现有药物。
转基因植物药物
利用基因工程技术培育具有特定药理活性的转基因植物，为药物生 产提供新的来源。
天然药物化学在中药现代化中的作用与地位
成分解析与质量控制
天然药物化学为中药的质量控制提供了科学依据，通过对中药成分 的定性和定量分析，确保药物的安全性和有效性。
天然药物有效成分的合成与改造
合成
通过化学方法人工合成天然药物有效 成分的过程。
改造
对天然药物有效成分进行结构修饰或 改造，以提高其药理活性或降低毒性。
03 天然药物化学的应用
CHAPTER
天然药物的发现与开发
天然药物化学-总论(gai)

天然药物化学-总论(gai)


H
CH3
HO H OCH3
有关统计显示，国际植物药市场销售额从1994年的 124亿美元增至2000年的160亿美元，平均每年增长8％ 以上。预计天然药物在世界药品市场容纳量可达400亿 美元。
现在草本药物销售额最高的是欧洲，占全球市场份 额的35％；美国市场占20％，虽然低于欧洲，却是过 去10年草药市场增长率最高的国家。日本市场占11％。 我国是世界上公认的植物药大国，却不是植物药强 国，在国际市场上所占份额不足10%。
H O
mevalonic acid oleanolic acid (6 x C 5)
β -carotene (8 x C
5)
三、主要生物合成途径
从自然界得到的化合物常见的基本单位大概有如下几种类型： C2单位（醋酸单位）：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类 C5单位（异戊烯单位）：如萜类、甾类等 C6单位：如香豆素、木脂素等苯丙素类 氨基酸单位：生物碱类 复合单位：由上述单位复合构成
（一）概念：
天然药物化学（Natural Medicinal Chemistry or Phytochemistry）是药物化学的一个分支学科。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。 天然药物化学是分子水平研究天然药物的药效物 质基础及其防治疾病规律的一门综合性学科
（二）主要内容
研究内容： ▲ 各类天然药物化学成分（主要是生理活 性成分或药效成分）类型； ▲ 化学成分结构特点； ▲ 化学成分的理化性质； ▲ 各类化学成分提取分离方法； ▲ 化学成分的结构鉴定； ▲ 主要化学成分类型的生物合成途径。
有效成分在植物体内生长过程中变 化
▲ 中药药物化学：合成、修饰
天然药物化学
天然药化总论-V1

天然药化总论-V1

天然药化总论-V1天然药化总论是一个关于天然药物及其药物化学的综合性研究。

下面将对天然药物药物化学的主要内容进行重新整理。

一、天然药物的定义和分类1. 天然药物的定义天然药物指从植物、动物、矿物等天然物质中提取或分离出来的药物。

2. 天然药物的分类根据来源不同，将天然药物分为三类：植物药物、动物药物和矿物药物。

二、天然药物的化学成分1. 植物药物的化学成分植物药物的化学成分主要包含生物碱、氨基酸、糖类、酚类、黄酮类等。

2. 动物药物的化学成分动物药物的化学成分主要包含多肽类、生物碱、脂肪类、酶、多糖类、磷脂类等。

3. 矿物药物的化学成分矿物药物的化学成分主要包含元素、溶液、盐类等。

三、天然药物的药理作用1. 植物药物的药理作用植物药物的药理作用主要集中在活血、止痛、解毒、清热、镇静等方面。

2. 动物药物的药理作用动物药物的药理作用主要包括提高免疫力、促进伤口愈合、抗衰老等。

3. 矿物药物的药理作用矿物药物的药理作用主要包括补充元素、调节酸碱平衡等。

四、天然药物的应用1. 植物药物的应用植物药物的应用范围非常广泛，既可以吃、也可以涂、还可以泡浴等多种方式使用，广泛用于治疗各种疾病。

2. 动物药物的应用动物药物通过提取或提纯后，广泛用于红外线缩阴、美容、提取胶原蛋白等领域。

3. 矿物药物的应用矿物药物广泛应用于调节身体的微量元素平衡和补充人体必需的矿物质。

综上所述，天然药物的药物化学研究主要是通过分析其化学成分，研究其药理作用，进而应用于人类健康的发展。

天然药物作为一个浩瀚的存量资源，有着广阔的开发利用前景。

中国药科大学 天然药物化学 总论

中国药科大学 天然药物化学 总论


1 .88
弱
苯
2 . 29
以根据介电常数的大小来 乙醚 （无水） 4 . 47
判断。介电常数越大，极 氯仿
5 . 20
性越强。
乙酸乙酯 乙醇
6 . 11 26 . 0
甲醇
31 . 2
水
81 . 0
强
二、提取分离方法
实验室中最常应用的混合溶剂
己烷-苯 苯-乙醚
苯-乙酸乙酯
极
氯仿-乙醚 性
氯仿-乙酸乙酯
▪ 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦加入极性较
强的溶剂时，又可被后者置换洗脱下来。
二、提取分离方法
洗脱溶剂的选择
须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这 两者结合起来加以考虑
被分离物质极性
弱极性 强极性 吸附剂极性较弱
弱极性 强极性 洗脱剂极性弱
二、提取分离方法
化合物的极性及其强弱判断
官能团的极 性强弱：羧基 、酚羟基等
二、提取分离方法
提取溶剂的选择
化合物的酸碱性
酸性化合物 碱性化合物 两性化合物 * 影响溶解性、稳定性
二、提取分离方法
溶剂的选择：
溶解度
提取溶剂的选择
化学性质稳定
安全、价廉
二、提取分离方法
提取方法的选择
提取方法
浸渍法 （冷浸）
煎煮法 （热提）
渗漉法 （连续冷浸）
连续提取法
回流法 （有机溶剂）
二、提取分离方法
一、绪论
三、传统中药的深入研究使其在新药开发中重新发挥重 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。
天然药物化学-总论

天然药物化学-总论


2. Biosynthesis
CO2 H2O hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A （TCA） 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 甲戊二羟酸 脂肪酸类 δ-氨基乙酰丙酸 嘌呤、嘧啶 脂肪族氨基酸 赤藻糖4-磷酸 苯丙素类
芳香族氨基酸
植物一次代谢与生物合成过程
二、天然药化的研究对象及其任务
（一）主要研究对象
1. 植物药 高等植物13~15万种，其中药用植物约 14500种以上。活性筛选仅占 5%，化学成分研 究则更少。 我国自然资源丰富，植物品种繁多，其中种 子植物就有25700余种，药用植物11800多种， 常用5000余种。 中药资源种类3970种，居全国第五位，湖 北省中药材计3200余种， 占全国中药材品种 一半以上，年收购量占全国第六位。
4. 杂
质 **注释：辩证理解上述术语的相互关系。
1. Introduction
（五）相关课程
天然药物化学是药学专业必修的一门专业课，需要多
学科的系统知识。它设置在有机化学、分析化学、光谱解析 等课程之后。与下列课程有关： 1. 有机化学 / 无机化学 2. 分析化学（有机分析 / 仪器分析） 3. 生药学 / 药用植物学 4. 有机化合物波谱分析 5. 其他学科 *注意：各门学科的相关性
了解生物合成的意义
(一) 利用植物亲缘相关性 1. 推测天然化合物的结构 2. 定向寻找天然活性成分 3. 植物化学分类 (二) 组织培养 1. 工业生产有效成分 2. 生物调控，提高活性成分含量
Chapter 1 Pandect
Introduction
1 3 2 3
Biosynthesis
天然药化第一章总论ppt课件

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（五）鞣质（tannins）
生物合成途径、物理和化学性质（各章论述）。
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可编辑
按照“实验的异戊二烯法则”，认为萜类是由异戊二烯聚合而成的化合物，有 单萜—多萜。是天然界最多的一类化合物，已有2万多个化合物结构被确定。
萜类名称 异戊二 烯数目
碳数
单萜
CH2=C-HC=CH2 倍半萜
CH 3
二萜
异戊二烯 (isoprene)
三萜 四萜
多萜
2
10
3
15
4
20
6
30
8
40
n
5n
穿心莲内酯（抗炎）
筛选研究。
二、化学成分
天然药物资源中所含化学成分复杂，其主要是
（一）脂类（lipids）
1、油脂
为混合物，甘油脂肪酸酯等
2、腊
脂肪酸和脂肪醇生成的固体酯类
3、甾醇类
如β谷甾醇
4、磷脂
HO
中草药成分化学 林启寿 1977, P39
★薏苡仁酯
★ 脂类易溶于石油醚等亲酯性溶剂，难溶于水。
（二）萜类（terpenes or terpenoids）
植物灵芝，并以植物来源为主 动物：如地龙（蚯蚓）、牛黄等 矿物：如石膏等
目前已鉴定的中药有8千多种，少数民族用药，如藏药、傣药、壮药、苗 药、朝药等达3千余种，还有其他民间用草药，已进入科学记载的中国植物 达42200种，这些都是我国的宝贵财富。
我国著名的早期药书《神农本草经》出 版于公元前一世纪西汉末年，后又经唐、宋 、元、明、清中各代药学家的完善形成了浩 瀚的文献资料。明代李时珍的《本草纲目》 （1590-1596年）是最重要的，堪称药学巨 著，现已译成英、日、德、法等多种语言文 字，成为世界性的重要药学文献之一。

天然药物化学,人卫第八版(药学类),第一章(总论)重点(简要)归纳

天然药物化学人卫第八版（药学类），第一章（总论）重点（简要）归纳一、绪论（名词解释）1.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.研究对象：化学成分。

3.有效成分：天然药物中具有一定生物活性能够带表天然药物临床疗效的化合物。

4.活性成分：经过药效实验或生物活性实验，证明对机体有一定生理活性的成分。

二、天然化合物的生物合成（理解即可）(一)初生代谢及次生代谢：初生代谢是维持植物生命活动来说不可缺少的过程，几乎存在于所有的绿色植物中。

次生代谢过程并非在所有的植物中都能发生，对维持植物生命活动来说也不是必须的。

(二)生物合成的基本构建单元：1.C1单元：最为简单的结构单位，由一个碳原子组成，通常以甲基的形式存在，它连接在氧、氮、碳上。

2.C2单元：多维乙酰辅酶A提供的两碳单位。

乙酰辅酶A在它聚合前要转化为反应活性更高的丙二酸单酰辅酶A。

3.C5单元：异戊二烯单位来源于甲戊二羟酸或去氧木酮糖磷酸酯代谢后的产物。

4.C6C3单元：维粉饼素结构单元多由L-苯丙胺酸和L-有氨酸转化而来，这两种氨基酸是盲草酸代谢途径中的芳香族氨基酸，在失去氧原子后可形成C3侧链，C3侧链可能是饱和的，也可能是不饱和的。

在C6C3基础上，消去一个碳，形成C6C2单位；消去两个碳原子形成C6C1单位。

5.C6C2N单元：前提也是L-苯丙氨酸和L-酪氨酸，但以L-酪氨酸为主要前体，该单元的形成过程中，氨基酸的一个羧基碳被消去。

6.C4N单元：C4N单元通常是杂环吡咯烷结构，它来源于非蛋白氨基酸的L-尿氨酸。

7.C5N单元：它与C4N单元的产生方式类似，但以L-赖氨酸作为前体。

8.吲哚C2N单元：L-色氨酸的结构中有云朵环，可经历与L-苯丙氨酸和L-酪氨酸当事的脱羧过程形成云朵C2N结构单元。

(三)生物合成途径1.乙酸-丙二酸途径：脂肪酸类、聚酮类、酚及其芳聚酮类。

2.甲戊二羟酸途径（萜和甾类化合物合成途径）：甲午二羟酸途径、脱氧木酮糖磷酸酯途径。

天然药物化学第一章 总论 PPT课件


1.2 化学成分

化学成分：天然药物中含有的各种化学物质， 如生物碱、黄酮体化合物、皂苷、挥发油等。 如中药麻黄（Ephedra spp.）中含有左旋麻黄 素等多种生物碱以及挥发油、淀粉、树脂、 叶绿素、纤维素、草酸钙等化学成分；中药 甘草（Glycyrrhiza uralensis）中则含有甘草酸 等多种皂苷以及黄酮体、淀粉、纤维素、草 酸钙等成分。
酚酸性成分
酸提碱沉（酸/碱法）：如生物碱类在用酸性
水从药材中提出后，加碱调至碱性即可从水中沉淀 析出。
（4）金属盐络合法： pb2+ 、 Ca2+ 等金属离子可与酸、碱 性化合物生成不溶于水的沉淀而析出。
3.2.2 根据化合物在两相溶剂间分配比差别



反流分布法（countercurrent distribution, CCD,逆流分溶法） 液滴逆流色谱法（droplet counter current chromatography, DCCC） 高速逆流色谱（high speed counter current chromatography, HSCCC） 气-液分配色谱（gas-liquid chromatography, GC或GLC） 液-液分配色谱（liquid-liquid chromatography, LC或LLC）
Question: 何谓有效成分？举例说明。
紫杉醇（taxol）：今日抗癌之星
第一章 总论 二. 生物合成
2.1 一次代谢及一次代谢产物

糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体 生命活动必不可少的物质，称为一次代谢产 物，也称为初级代谢产物；
上述物质产生过程对维持植物生命活动 来说是必不可少的过程，且几乎存在于所有 的绿色植物中，此过程称为一次代谢，也称 为初级代谢。

天然药物化学


天然药物化学
第13页
四、结构研究方法
从天然物中分离到化合物单体后,需进行结构 判定,方法有波谱法,化学法,文件调研等。 1) 纯化和干燥化合物样品 2) 经过文件调研，理化常数和化学定性分析等初 步判断结构类型 3) 由波谱法等确定分子式，分子量，不饱和度； 深入推出结构官能团－－推出结构片断或骨架 －推出平面结构－确定其构型，构象。
CHO H C OH HO C H HO C H
CH 2 OH
OH
O
OH
H,OH
OH
OH OH
O
H,OH OH
O
OH
H,OH
HOH 2 C
OH
天然药物化学
第25页
三、糖和苷分类
2 、六碳醛糖(aldohexose) 常见有D-葡萄糖(D-glucose)，D-甘露糖(D-
mannose)，D-阿洛糖(D-allose)，D-半乳糖(Dgalactose)等。其中以D-葡萄糖最为常见。
过苷键键合而成直链或支链聚糖称低聚糖。
分类：按单糖个数分为 单糖、二糖、三糖等；
按有没有游离醛基或酮基分为还原糖和非还原
糖，若两个糖均以端基脱水缩合形成聚糖
就没有还原性。
天然药物化学
第31页
三、糖和苷分类
化学命名：把除末端糖之外叫糖基，并标明连接 位置和苷键构型。
O O
O H,OH
O O
O
樱草糖(primverose, 还原糖) 6-O-β-D-xylopyranosylD-glucopyranose 也可命名 D-木糖 1β 6-D-
被氢原子取代糖，常见有6-去氧糖、甲基五碳糖、
2,6-二去氧糖及其3-O-甲醚等。该类糖在强心苷和微
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一次代谢产物（primary metabolites）: 糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动必不可少 的物质。
二次代谢产物（secondary metabolites）: 特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历 不同的代谢过程，生成如萜类、生物碱等化合物。此过程并非所 有植物中都发生，对维持植物生 命活动不起重要作用，称为二 次代谢过程。萜类、生物碱等化合物则称之为二次代谢产物。
普鲁卡 procaine (合成品)局麻药
一.
绪论
（四）天然药化研究的目的和意义
2. 探索中药防病治病的机理
研究体内吸收、分布、排泄，进一步研究结构与活性的关系。
3. 改进剂型、提高疗效
例如:
传统剂型: 汤剂、丸、散、膏、丹等剂型。 （服药量大）
现代药物剂型: 片剂、胶囊剂、注射剂及缓释剂等。（用量少）
3、掌握结构鉴定方法： 例如：常见的鉴定方法： （1）理化方法：有颜色反应、理化常数的测定、衍生 物制备等。如mp.、旋光度、溶解度。
（2）光谱法：IR、UV、NMR（1H-NMR，13C-NMR）
2D-NMR、MS等 （3）色谱法：TLC、HPLC、GC等
一.
绪论
（四）天然药化研究的目的和意义
1. 开发新药
（1）从天然药物中直接发现新药 麻黄碱（麻黄），紫杉醇（taxol，紫杉，红豆杉） 新药研制的途径：合成药物、天然药物 有机化合物 药理活性筛选 天然药物 临床试验 药物（drug）
天然产物
民间应用
一.
绪论 （四）天然药化研究的目的和意义
（2）对天然药物有效成分进行结构改造、修饰
H Me O O O O
Me
H Me OMe
（油溶性）
H Me O O O O O H Me Me
H Me O O O O OH H Me
H Me O O O O OMe H Me Me Me O O O O H
Me
蒿甲醚 artemether
Me
青蒿素 qinghaosu (难溶水及油中)
双氢青蒿素 dihydroqinghaosu
三.
生物合成
（二）主要的生物合成途径
天然化合物常见的基本构成单位: （1）C2单位（醋酸单位）: 如脂肪酸、酚类、苯醌等, 聚酮 类化合物 （2）C5单位（异戊烯单位）: 如萜类、甾类等 （3）C6单位: 如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物 （4）氨基酸单位: 如生物碱类化合物 （5）复合单位: 由上述单位复合构成
15. 油脂和蜡：油脂为一分子甘油与三分子脂肪酸所成的酯； 蜡为高级脂肪酸与高级一元醇结合而成的酯； 多为无效成分。
16. 无机成分：主要为钾盐、钙盐和镁盐
第一章
总
一.
论
绪论
二. 各类成分简介
三.
四. 五.
生物合成
提取分离方法 结构研究方法
三.
生物合成
三.
生物合成
(一) 一次代谢产物和二次代谢产物
能用分子式表示，有一定物理常数，化学上常 为单体，临床上有效的成分。 如：鸦片中吗啡：镇痛作用； 2.有效部位 为混合物，临床有效。如人参总皂苷。
一.
绪论
（二）天然药物化学的研究内容
1. 生物合成 有效成分在植物体内合成的途径。
2. 成分化学 （1）化学成分的结构特点 （2）物理、化学性质 如理化常数、颜色反应、衍生物制备等。 （3）提取、分离方法 常见的提取方法: 溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。 分离方法: 液-液萃取法、pH梯度萃取法、色谱法等。 （4）结构鉴定 UV IR MS NMR：1H-NMR，13C-NMR， 2D-NMR
低聚糖：2～10个单糖组成，如蔗糖。 多 糖：10个以上单糖组成，主要有淀粉、纤维素及甲壳 素。
二.
各类成分简介
2. 苷 类：糖与非糖两部分组成，非糖部分为苷元。 苷=糖+苷元
GlcO
GlcO
HO
O
O
GlcO
3. 有机酸：如柠檬酸、草酸、琥珀酸等，多与金属离子成盐。
二.
各类成分简介
4. 苯丙素：含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。包括苯 丙酸类、香豆素类、木脂素。 5. 醌 类：分子内含有不饱和环二酮结构或容易转变成这样 结构的天然有机化合物。 6. 黄酮类：泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相 互连接而成的一系列化合物。 7. 萜 类：凡由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合(C5H8)n通式 的衍生物均称为萜类化合物。 8. 挥发油：是一类可随水蒸气蒸馏与水不相混溶的油状液体； 主要为萜类化合物和芳香类化合物及其含氧衍生物。
-CH=CH-
先氧化成羟基，然后再脱水形成双键。
三.
生物合成
COOH
酚类 (phenols)
CH3-CO-SCoA + 3 CH2-CO-SCoA CH3-CO-CH2-CO-CH2-COCH2-CO----EnZ
O CO EnZ O O CH3
O
O
EnZ
O
CH3 O O
O
EnZ O CH3
OH COOH HO CH3
例如： ◆常见的提取方法有： （1）溶剂提取法
（2）水蒸汽蒸馏法
（3）升华法 ◆分离方法：
（1）液-液萃取法
（2）pH梯度萃取法 （3）色谱法等
一.
绪论
3、掌握结构鉴定方法：
例如：常见的鉴定方法：
（1）理化方法：有颜色反应、理化常数的测定、衍生
物制备等。如mp.、旋光度、溶解度。
（2）光谱法：IR、UV、NMR（1H-NMR，13C-NMR） 2D-NMR、MS等 （3）色谱法：TLC、HPLC、GC等
• • • • •
药物化学 medicinal chemistry 药理学 pharmacology 药剂学 pharmaceutics 药物分析学 pharmaceutical analysis 天然药物化学 natural medicinal chemistry
一.
绪论
常用名词：
※
1.有效成分
CH3(CH2)nCOOH
n=偶数
三.
生物合成
偶数脂肪酸 奇数脂肪酸 支链脂肪酸 起始物质为乙酰辅酶A 起始物质为丙酰辅酶A 起始物质为异丁酰辅酶A， -甲基丁酰辅
酶A， 甲基丙二酸单酰辅酶A等。
• 不饱和脂肪酸生合成途径有几条，但以下列途径为主.
-CH2-CH2-
-CH-CHO
-CH-CH2OH
中药现代化
原则：安全、有效、稳定、可控
一.
绪论
（四）天然药化研究的目的和意义
4. 提高中药及制剂的质量 5. 合理炮制，采集，贮存
炮制：通过对中药的炮制，达到提高疗效、降低毒性和便于贮存的目的。 如黄芩（含黄芩苷） 冷提（酶水解黄芩苷） 热提（灭活酶）
H
HOOC
HO HO H H
H
O
HO
O
OH H
+
H Me O O COOH
（油溶性）
（水溶性）
蒿甲醚 artemether
青蒿琥珀酸单酯 artesunate
一.
绪论
（四）天然药化研究的目的和意义
（3）寻找先导化合物（lead compound）
COOCH3 H N CH3 O O
NH2 C2H5 N C2H5 O O
古柯碱 cocaine （可卡因）
三.
生物合成
1.醋酸-丙二酸途径（acetate-malonate pathway，AA-MA途径） 脂肪酸类、蒽酮类、酚类化合物由此途径生成 脂肪酸类生合成途径 (fatty acid) CH3CO-SCoA
乙酰辅酶A
ATP
ADP
COOH
丙二酸单酰辅酶A
CH2CO-SCoA
CH3CO-ACP
COOH CH2CO-ACP
一.
绪论
（三）学习的内容和要求
1、掌握各类成分的结构特征、理化性质 （包括一、二级分类等） 例如：黄酮（一级）----- 黄酮醇和异黄酮（二级）
HO HO OH HO O OH HO HO CH 2OH O O
OH OH O O
OH
槲皮素（quercetin）
葛根素（puerarin）
一.
绪论
2、掌握各类成分的提取、分离方法甾 体: 天然广泛存在的一类化学成分，结构中具有环戊 烷骈多氢菲的甾核。
O
10. 生物碱: 含负氧化态氮原子，存在于生物有机体中的环 状化合物。有似碱性质，能与酸成盐。 11. 氨基酸、蛋白质和酶 氨基酸: R-(CH2)n-CH NH2 -COOH 鉴 别: 茚三酮反应，紫色。 蛋白质: 多种氨基酸组成的大分子 沉淀反应: 盐析: 无机盐 Na2SO4 醇沉: 乙醇 沉淀试剂 : 苦味酸、重金属
第一章
总
一.
论
绪论
二. 各类成分简介
三.
四. 五.
生物合成
提取分离方法 结构研究方法
二.
各类成分简介
1. 糖 类：中药中普遍存在，为多羟基醛或多羟基酮及其缩聚 物，可分为单糖、低聚糖、多聚糖。
单 糖：
H OH HO HO H HO H OH OH H
OH OH H HO H H O H OH OH H
丙二酸单酰酸性磷酸酯
乙酰酸性磷酸酯
缩合 (condensation condn.)
三.
生物合成
CH3COCH2CO-ACP (乙酰醋酸酸性磷酸酯) 还原(reduce) NADPH-NADP CH3CH2CH2CO-ACP
(丁酰酸性磷酸酯)
(NADP 烟酰胺腺 嘌呤二核苷酸磷 酸酯)
COOH
CH2-COACP reduce CH3CH2CH2CH2CH2CO-ACP (Condn.) CH3CH2CH2COCH2CO-ACP