天然药物化学ppt课件

在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
二、海洋生物的特点
❖ 生活环境与陆生生物迥然不同：有一定的水 压、高盐度、小温差、有限的溶解氧、有限的 光照及化学缓冲海水体系；
Manoealide
海绵
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
3、发展趋势
❖ 半合成技术和合成技术在海洋药物研究开发中十 分重要。
❖ 海洋生物技术是海洋药物产业化的主导技术和关 键手段 。
❖ 现有技术集成组装是现实可行的新途径。 ❖ 以研究海洋生物活性物质为中心任务的海洋天然
OH
O
O
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
四、其他大环内酯类
P392：19
❖ 大环内酯环含有氢化吡喃螺环的化合物。 ❖ 如从海绵Hyrtios altum中分离得到的altohyrtin A等。
Me Me O
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
2、结构独特复杂多变且生物活性超强
海洋毒素：河豚毒素（生物碱） 刺尾鱼毒素（聚醚梯类）
二倍半萜：在陆生生物中比较罕见，但在海洋 微生物和海绵中却较多，1996~2006 年间仅从海绵中分离出的呋喃二倍 半萜就达260多个。

2.30-2.45 ( 3H, s )
甲氧基
3.45-4.10 ( 3H, s )
四、黄酮类化合物的波谱
3、黄酮类化合物13C-NMR谱
129.0
126.3
131.0
133.7
O 1 1 8 . 1 156.3
131.8 163.2
126.3
129.0
125.2
178.4 124.0 125.7
107.6
O
苄氢:δ6.50-6.70( 1H,s ) δ6.37-6.94( 1H,s, DMSO-d6 )
四、黄酮类化合物的波谱
2、黄酮类化合物1H-NMR谱
化合物
糖 黄酮醇3-O-葡萄糖苷
上 的
黄酮醇7-O-葡萄糖苷
氢 黄酮醇4'-O-葡萄糖苷
黄酮醇5-O-葡萄糖苷
黄酮醇6及8-C-糖苷
黄酮醇3-O-鼠李糖苷
5-O-葡萄糖苷
104.3
7-O-鼠李糖苷
99.0
3'
2'
4'
四、黄酮类化合物的波谱
3、黄酮类化合物13C-NMR谱 3'
2'
4'
2）苷元的苷化位移
O
7
O
苷元糖苷化后，直接与糖相连的C-1向 高场位移，而邻、对位的C则向低场位移
四、黄酮类化合物的波谱
4、黄酮类化合物MS谱
途径I：
O
O
M
途径II：
O
O CO
A1
HC C
B1
+
+ O = C = C+-OH C
MO
B2+
四、黄酮类化合物的波谱

通过生物活性研究方法，可以发现天然药物中的有效成分，验证其作用机制和药效，为新药 研发提供科学依据。
在实践中，应根据研究目的和实验条件选择合适的生物活性研究方法，综合运用多种方法进 行药物研究和评价。
THANKS
谢谢
生物活性物质在天然药物中的作用与应用
01
02
03
04
生物活性物质是天然药物的主 要成分，具有直接的药理作用
和治疗效果。
生物活性物质可以用于开发新 药，通过对其结构和活性的研 究，可以发现新的药物先导物
。
生物活性物质也可以作为药物 载体，用于药物的传递和释放 ，提高药物的疗效和降低副作
用。
生物活性物质还可以作为营养 补充剂，提供人体所需的营养 成分，促进健康和疾病康复。
05
CHAPTER
天然药物化学中的结构鉴定 技术
结构鉴定技术概述
结构鉴定技术是确定天然药物化 学成分的化学结构和分子结构的
关键技术。
它涉及到多个学科领域，如有机 化学、分析化学、波谱学等。
结构鉴定技术对于天然药物的开 发、质量控制和药效研究具有重
要意义。
结构鉴定技术的分类与特点
经典的结构鉴定技术
天然药物化学第四章ppt课件
目录
CONTENTS
• 天然药物化学概述 • 天然药物化学中的生物活性物质 • 天然药物中的化学成分 • 天然药物化学中的分离与纯化技术 • 天然药物化学中的结构鉴定技术 • 天然药物化学中的生物活性研究方法
01
CHAPTER
天然药物化学概述
天然药物化学的定义与重要性
总结词
天然药物化学是一门研究天然药物中化学成分的学科，对于药物研发、疾病治疗和人类 健康具有重要意义。

生物碱 Alkaloids
1
基本内容
• 生物碱的概念及其在植物界中分布规律。 • 生物碱的主要物理化学性质， • 碱性强弱的影响因素及判断方法、 • 游离碱及盐在溶解度方面的差别、氮原子的氧化过程
及C-N键的裂解反应。 • 生物碱的提取分离方法原理。 • 利用碱性差异或盐的溶解度差异采用pH梯度萃取、分
鸦片罂粟是两年生草本植物。鸦片内含有 30多种生物碱，其中主要含吗啡，含量为1015%，此外还含有少量的罂粟碱(约1%)、可 待因(约1%)、蒂巴因(约0.2%)及那可汀(约 3%)等。
麻黄为麻黄科草麻黄、木贼麻黄、 麻黄、中麻黄的干燥草质茎，分布在 我国北方干旱地区。麻黄作为一种传 统中药材，至今已有四千多年的应用 历史。麻黄中含有一种叫麻黄素的生 物碱有显著的中枢兴奋作用，长期使 用可引起病态嗜好及耐受性，被纳入 我国二类精神药物品进行管制。
步沉淀或离子交换色谱进行分离的方法。 • UV、 IR光谱特征对推测分子骨架、官能团的重要意义。
生物碱的NMR特征因骨架类型不同所具有的较大差异。
基本要求
• 掌握生物碱的结构分类及碱性大小影响因素，并 会应用；生物碱的鉴别方法和离子交换色谱原理； • 熟悉生物碱成盐过程特点。 • 了解生物碱的结构鉴定方法。
5
一、生物碱概述
鸦片中的吗啡——镇痛作用 麻黄中的麻黄碱——止喘作用 长春花中的长春碱——抗癌活性 黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用 山莨菪碱——抗中毒性休克作用 生物碱化学结构的研究为合成药物提供了线索，如：
6
• 莨菪[làng dàng]
• 天仙子即茛菪。藏语称“茛 菪泽”。一年或二年生草本 植物。生于林边、田野、路 旁等处，有少量栽培。干燥 的成熟种子可入药，于夏、 秋间采摘炮制。其性温，味 苦辛，入心、胃、肝三经， 有毒，具有定痫、止痛的功 效，常用于治疗癫狂、风痹 厥痛、喘咳、胃痛、久痢、 脱肛、痈肿、恶疮等症。

osthenol
O
OO
OH
O
OO
邪 蒿 内 酯 seselin
三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型
据此，我们常把香豆素类化合物进一步分成下列几个类型：
1 简单香豆素：只在苯环上有取代基，常为羟基、甲氧 基、亚甲二氧基和异戊烯基等，其中7-位总为含氧取代，6位和8-位接异戊烯基较多。
ex. 广泛分布于被子植物各科如芸香科、菊科、茄科、豆 科等多种植物的七叶内酯(亦称秦皮乙素，esculetin)及其葡 萄糖苷七叶苷(亦称秦皮甲素，esculin)，药理实验证实二者 均具有抗炎、镇痛和抗菌活性。
简单香豆素一般在7位接含氧取代基， 而异戊烯单元则存在于6位或8位。
王草 质 ostruthin
CH3O
OO
三、香豆素 (一) 香豆素的结构类型
2 呋喃香豆素：苯环上的异戊烯基与邻位酚羟基环合成呋 喃环。成环后常伴随着失去3个碳原子。分为线型(linear) 和角型(angular)两种。
O
OO
补骨脂 内 酯 psoralen
HO HO
CH3O HO
COOH 对 羟 基 桂皮 酸
[O] COOH
[甲 基 化 ] COOH
阿魏酸 [H]
香豆素
CH3O
HO 缩合
CH2OH 松 柏醇
缩合
木 脂素
木质素
第三章 苯丙素类 一、概述 二、苯丙酸衍生物 三、香豆素 Coumarin
二、苯丙酸衍生物
植物中存在的苯丙酸类成分主要是桂皮酸的衍生物。有四种羟 基桂皮酸在植物中是广泛存在的：
HO HO
CH2OH O O OH
HO
Esculin
O
O

2、亲水性溶剂：甲醇、乙醇、丙酮（与水任 意比例混溶 ）： 提取成分 ：苷类、生物碱、鞣质等。 特点： 介电常数较大，水溶性较大 对植物细胞穿透能力较强 对许多成分的溶解性能好，提取完全 毒性低，价格便宜，回收方便。
提取
分离
纯化
鉴定
相关概念
O
提取：将有效成分从天然药物中提出的过程
O
O
分离：将提取物中各种成分逐一分开的过程
纯化：将有效成分与无效成分或杂质分开并除去的过程
O
(一） 提取方法：
O 按提取原理分类：
O
溶剂法、水蒸气蒸馏法、超临界流体 萃取法 溶剂法最为常用。水蒸气蒸馏法、升 华法、超临界流体萃取法将在挥发油 一章介绍.
O
一.溶剂提取法
O
依据：天然药物中各种化学成分在不同溶剂中溶解度不同
O
O
基本原理：渗透作用
溶剂提取法的关键是溶剂的选择（根据溶剂的极性、被提取成分的性 质以及共存其他成分的性质）
溶剂分类
1.水：强极性溶剂
提取成分 ：天然药物中亲水成分如糖、蛋白质、氨基酸、鞣质、
有机酸盐、生物碱盐、大多数苷类、无机盐等 特点：安全，经济，易得 缺点：易霉变；易糊化；浓缩困难；苷类易水解
第二章 天然药物化学成分的提取与分离
1. 天然药物化学的提取（溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体萃取 法） 2.天然药物化学的分离（两相溶剂萃取法、沉淀法、结晶与重结晶法、 盐析法、透析法、升华法、分馏法、色谱法）
3.色谱分离法（吸附、分配、聚酰胺、离子交换、凝胶、其他）
提取分离流程图
天然药物粗粉
O
天然药物包含了中药但并不等于是中药
O
天然药物化学基础是应用现代科学理论和方法研究天然药物中化学成 分的一门科学。 有效成分( 活性成分）：通常把具有一定生物活性、治疗作用，可以 用分子式和结构式表示，并具有一定物理常数（如熔点、沸点、旋光 度、溶解度等）的单体化合物。

异香柑内酯
R1=OCH3 R2=H 香柑内酯 R1=H R2=OCH3 花椒毒内酯
R=OCH3 茴芹内酯
（三）吡喃香豆素类
香豆素的C6或C8异戊烯基与邻酚羟基环合 而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构。 分直线型和角型。

（四）异香豆素类

α-吡喃酮环上有取代基的香豆素类。 C3、C4上常有苯基、羟基、异戊烯基等。
二.香豆素的理化性质
（一）物理性质 （二）化学性质 内酯的性质和碱水解反应 酸的反应 显色反应
异羟肟酸铁反应 与酚类试剂反应
（一）物理性质
性状 结晶状，淡黄色或无色，具香味。 小分子化合物有挥发性，能升华。 成苷者，多无以上特性。
溶解性

游离香豆素，不溶或难溶于冷水，可溶于沸水， 易溶于苯、乙醚、氯仿和乙醇。 香豆素苷，能溶于水、甲醇、乙醇，难溶于乙醚、 苯等溶剂。

苯丙酸类鉴别
1～2％FeCl3 Pauly试剂：重氮化的磺胺酸 Gepfner试剂：1％亚硝酸钠-10％醋酸(1:1) 喷雾后空气中干燥，再用0.5mol/L苛性碱甲 醇液处理. Millon试剂：在紫外线下，苯丙酸类化合物 为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈 蓝或绿色荧光。

三.苯丙素的波谱特征
R1 CO O H HO R2
R1 =H, R2 = OH R1 = R2 = H
对羟基桂皮酸 咖啡酸
R 1 = H , R 2 = O C H 3 阿魏酸 R1 = R2 = OCH3
芥子酸



苯丙酸常与不同的醇、氨基酸、糖、有机酸等 结合成酯的形式。 咖啡酸的衍生物在自然界分别广泛，并多有抗 菌利胆的作用。 大多具有一定的水溶性。

卫生部规划教材（第四版）
制药工程专业 天然药物化学
天然药物化学（medicinal chemistry of natural products） 是系指运用现代科学理论与方法研究药用植物或植物中具有生理活性 成分的化学分支学科。
它是随着分离技术和鉴定方法趋于微量、快速而发展的。其研究 内容主要是药用植物或植物中活性成分的提取、分离、结构测定，必 要的结构改造以及合成，以探索安全高效的新的化合物。
发展史_4
青蒿素（Qinghaosu, arteannuin, artemisimnin）是我国科学家从黄花蒿 Artemisia annua L.叶中得到的新型抗虐倍半萜过氧化物，是我国自主开发的在该领域 最杰出的工作，1977 年3 月在《科学通报》上首次发表了其独特的结构，2002 年4 月 22 日，复方蒿甲醚被列入WHO 第12 版基本药物名录的核心目录。中国发现者屠呦呦因 此获2015诺贝尔生理学或医学奖。
我国明代李挺所著的《医学入门》（1575年）记载了用发酵法从五倍子中得到没 食子酸的过程。书中所谓“五倍子粗粉并矾，曲和匀作酒曲样入瓷器避不见风，候生白 取出”，“生白”即没食子酸生成之意，这是世界上最早从天然产物中得到的有机酸。 李时珍在《本草纲目》（1596年）中详细记载了用升华法制备、纯化樟脑的过程。
发展史_1
人类发展和进化的过程同时也是人类不断与疾病做斗争的过程。据记载人类利用 天然产物作为药物已有几千年的历史，在远古时代，人类有了身体上的痛苦或称谓“疾 病”就开始从自然界中寻找被称为“药”的物质来缓解疾病带来的痛苦。这种来自自然 界的可以缓解或治疗疾病的物质就是最原始的“药物”，并一代代流传下来，国外称之 为“天然药物(natural medicines)”，我国称之为“中草药(Chinese herbal medicines)或中药(Chinese materia medica,CMM)”。之所以能防病治病，其物质基础 在于其中所含的具有活性的化学成分。

RC N 四氢54异、、吸喹分空降 使电啉子间低 碱子N内效， 性共H氢应造增轭碱基碱成强键效性(性碱。如应形增减性苯使如成异强弱减基氮子蔽受果喹；。弱、原较作质氮而啉。羰子大用子原氮N供基上，，，子原电、的对使造周子子双电氮氮成围附共键子原 原 碱的近轭等云子 子 性取有氰效)密构 难 降代时吸应度成 于 低类基，电屏 接 。分则子
碱。
生物碱的碱性强弱主要取决于分子结构中 氮原子的电子云密度，若电子云密度升 高，则碱性增强，反之碱性减弱。
（二）生物碱的碱性强弱与分子结构的关系
1．氮原子的杂化方式 2．诱导效应 碱性为sp3＞sp2＞sp； 3、共轭效氮应原子附季近式铵有存碱供在因电，羟子呈基基强以团碱负(如性离烷。子基形)时，
H
莨菪烷
莨菪碱（阿托品）
O N CH3
O CH2OH OCC
H
东莨菪碱
四．异喹啉类生物碱
N
异喹啉
H3CO N
H3CO
H3CO
OCH3
罂粟碱
O
O
N+ OH-
OCH3
OCH3
小檗碱
吗啡
五．吲哚类生物碱
N H
吲哚
O glc
N H
靛青苷
毒扁豆碱
CH3 H CONHCH CH2OH
N CH3
N H
麦角新碱
麻黄生物碱 麻黄碱、伪麻黄碱
CH3
1
2
CHOH CH
NHCH3
有机胺类（苯丙胺衍生物） l—麻黄碱 （1R 2S） d—伪麻黄碱(1S 2S)
性质
提取分离
性质
1、无色结晶，有旋光性，有挥发性。 2、不能和多数生物碱沉淀试剂发生沉淀。 3、麻黄碱草酸盐难溶于水，伪麻黄碱草酸

4.1-4.3 4.0-4.2
黄酮类1H NMR实例
芹菜素-7-O葡萄糖苷
40
黄酮类化合物1H NMR 其他取代基
OH OH
HO 7
O
3
5
OH
OH O
δ5－OH： ≈12 ppm δ7－OH： ≈11 ppm δ3－OH： ≈10 ppm
甲基 乙酰氧基 甲氧基
H－CH3 2.04-2.45
(3H,s)
诊断试剂在结构测定中的应用
常用的诊断试剂：
甲醇钠(NaOCH3) 醋酸钠(NaOCOCH3) 醋酸钠/硼酸(NaOCOCH3/H3BO3) 三氯化铝(AlCl3) 三氯化铝/盐酸(AlCl3/HCl)
1
诊断试剂在结构测定中的应用
1. NaOMe：碱性强，酚OH易形成钠盐。PhOHPhONa+，从而增加电子云密度和流动性 红移。
9
氢核磁共振基础知识（一）
10
氢核磁共振基础知识（二） 特征质子化学位移
常用溶剂的质子
CHCl3
的化学位移值
D (7.27)
6—8.5
0.5(1)—5.5 2—4.7
1.7—3
OH
NH2 NH
10.5—12
9—10
4.6—5.9
0.2—1.5
13 12 11 10 9 8 7 6 5 4
RCOOH
2.30-2.45 (3H,s)
3.45-4.10 (3H,s)
41
黄酮类型1H NMR实例
木犀草素
5-OH
7-OH
4‘-OH 3’-OH
42
6.5-7.1, d
24
4′-取代黄酮实例
芹菜素
25