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1、第一章 总论一、绪论1.天然药物化学定义：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. 天然药物化学研究内容：其研究内容包括各类天然药物的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外，还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等途径。3.明代李挺的医学入门 （1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。二、生物合成1.一次代谢定义：对维持植物生命活动不可缺少的且几乎存在于所有的绿色植物中的过程产物：糖、蛋白质、脂质、核酸、乙酰辅酶 A、丙二酸单酰辅酶 A、莽草酸、一些氨基酸等对植物机体生命来说不可缺少的物质二次代谢定
2、义：以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，并非在所有植物中都能发生，对维持植物生命活动又不起重要作用。称之为二次代谢过程。产物：生物碱、萜类等2.主要生物合成途径(一) 醋酸-丙二酸途径（AA-MA ）主要产物：脂肪酸类、酚类、蒽酮类起始物质：乙酰辅酶 A 起碳链延伸作用的是：丙二酸单酰辅酶 A碳链的延伸由缩合及还原两个步骤交替而成，得到的饱和脂肪酸均为偶数。碳链为奇数的脂肪酸起始物质不是乙酰辅酶 A，而是丙酰辅酶 A。酚类与脂肪酸不同之处是在由乙酰辅酶 A 出发延伸碳链过程中只有缩合过程。（二）甲戊二羟酸途径（MVA）主要产物：萜类、甾体类化合物 起始物质：乙酰辅酶 A
3、焦磷酸烯丙酯（IPP） 起碳链延伸作用焦磷酸二甲烯丙酯（DMAPP）单萜-得到焦磷酸香叶酯（10 个碳） 倍半萜类- 得到焦磷酸金合欢酯（15 个碳）三萜-得到焦磷酸香叶基香叶酯（20 个碳）（三）桂皮酸途径主要产物：苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类、黄酮类（四）氨基酸途径主要产物：生物碱类并非所有的氨基酸都能转变为生物碱，在脂肪族氨基酸中主要有鸟氨酸、赖氨酸，芳香族中则有苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸三、提取分离方法（一）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离1.常见方法有液-液萃取法、逆流分溶法 (CCD)、液滴逆流色谱法 (DCCC)、高速逆流色谱（HSCCC） 、气液分配色谱（GC
4、或 GLC）及液- 液分配色谱（LC 或 LLC）CCD 法是一种多次、连续的液- 液萃取分离过程2.正相色谱：通常，分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂，称之为正相色谱3.反相分配色谱：分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时，则两相可以颠倒，固定相可用液状石蜡，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相分配色谱4.反相硅胶色谱填料：根据烃基（R）长度为乙基（C 2H5）还是辛基（C 8H17）或十八烷基（C 18H37）分别命名为 RP-2、RP-8 、RP-
5、18.三者亲脂性强弱顺序如下： RP-18 RP-8 RP-25.加压液相色谱与液-液分配色谱的区别？液-液分配柱色谱中用的载体（如硅胶）颗粒直径较大，流动相仅靠重力作用自上而下缓缓流过色谱柱，流出液用人工分段收集后再进行分析，因此柱效较低，费时较长。加压液相色谱用的载体颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶颗粒，其上健合不同极性的有机化合物以适应不同类型分离工作的需要，因而柱效大大提高。（二）根据物质的吸附性差别进行分离1.（1）物理吸附定义：物理吸附也叫表面吸附，是因构成溶液的分子（含溶质及溶剂）与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。如硅胶、氧化铝、活性炭的吸附特点：无选择性
6、、吸附解析可逆、可快速进行，故用的最广（2）化学吸附定义：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，或生物碱被酸性硅胶吸附等，因为具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不可逆、故用的较少。（3）半化学吸附：介于物理吸附与化学吸附之间（4）吸附过程三要素：吸附剂、溶质、溶剂（5）硅胶、氧化铝：极性吸附剂 活性炭：非极性吸附剂 2 . 聚酰胺吸附色谱法（1）聚酰胺吸附属于氢键吸附（2）适用范围：极性物质与非极性物质均可适用，特别适合于酚类、醌类、黄酮类，对其吸附是可逆的（鞣质例外） ，分离效果好，此外，对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等化合物也有广泛用途。因为对鞣质吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物
7、的脱鞣处理特别适宜（3）原理：一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。（4）规律：在含水溶剂中（1）形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强（2）易形成分子内氢键者其在聚酰胺上的吸附即相应减弱（3）分子中芳香化程度高者，则吸附性增强，反之，则减弱。（5）各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力顺序：水单糖吡喃糖苷五碳醛糖六碳醛糖（形成呋喃环的位阻较大）（3）多羟基类化合物与硼酸络合后，使原来的中性变为酸性，可采用中和滴定法进行含量测定（4）由于羟基所处的位置及空间结构不同
8、，与硼酸形成配合物的能力就不同，故可以通过离子交换、硅胶、电泳等色谱方法进行分离鉴定。糖自动分析仪对糖的检测其原理就是制成硼酸配合物后进行离子交换色谱分离。四、苷键的裂解分类：酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解、过碘酸裂解（一） 酸催化水解1 试剂：水或稀醇2 催化剂：稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等3 反应机理：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。4 影响因素：（1）电子云密度（2）质子化难易5 规律：（1 形成苷键的 N、O、S、C 四个原子中，水解难易程度：C-苷S-苷O-苷N-苷(2) 2,6-二去氧糖苷 2 去氧糖
9、苷6-去氧糖苷2-OH 糖苷2-氨基糖苷（氨基糖）（由于氨基和羟基均可与苷键原子争夺质子，特别是 2-氨基和 2-羟基糖，当 2 位被质子化后使端基碳原子的电子云密度降低，不利于苷键原子质子化）（3）呋喃糖苷吡喃糖苷（4）酮糖醛糖（5）糖醛酸七碳糖 六碳糖 甲基五碳糖五碳糖（二）乙酰解反应-苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度：（12）（13）（14）（16）（三）碱催化水解酰苷、酚苷、与羰基共轭的稀醇苷可被碱水解（四）过碘酸裂解反应1 适用情况：特别适用于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解，对那些苷元上有邻二醇羟基或已被氧化的基团的苷则不能适用，因为过碘酸在氧化糖的同时他们也将随之被氧化。2 所用试剂
10、：NaIO 4 和 NaBH4五、苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的 -C、-C 和糖的端基碳的化学位移值均发生了，这种改变称为苷化位移。六、苷键构型的确定苷键构型的确定方法有核磁共振法、酶解法、红外法、分子旋光差法等，其中目前最常用的是核磁共振法。七、糖及苷的提取分离由于植物体内有水解酶共存，为了获得原生苷，必须采用适当的方法杀酶或抑制酶的活性。如采集新鲜材料，迅速加热干燥、冷冻保存、用沸水或醇提取、先用碳酸钙拌和后再用沸水提取等。第六章 萜类和挥发油一、概述1.定义：萜类化合物是在自然界中分布广泛、种类繁多、骨架庞杂且具有广泛生物活性的一类重要成分。2.分类：根据分子结构中异戊二烯单位的数目
11、进行分类，如单萜、倍半萜、二萜等。同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少，进一步分为链萜（无环萜） 、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等分类 碳原子数 存在半萜 5 植物叶单萜 10 挥发油倍半萜 15 挥发油二萜 20 树脂二倍半萜 25 海绵三萜 30 皂苷、树脂四萜 40 植物胡萝卜素3.萜类的生源学说（1）经验的异戊二烯法则 异戊二烯是萜类化合物在植物体内形成的前体物质，因为大多数萜类的基本骨架是由异戊二烯单位以头-尾顺序相连而成（2）生源的异戊二烯法则 Folkers 证明 3（R）-甲戊二羟酸是焦磷酸异戊烯酯（IPP）的关键性前体物质，由此证实了萜类化合物是由甲戊二羟酸途径
12、衍生的一类化合物。二、萜类的结构类型及重要代表物1、单萜（1） 酚酮 酚酮化合物是一类变形的单萜，他们的碳架不符合异戊二烯定则，具有如下特性：1 酚酮具有芳香化合物性质和酚的通性，显酸性，其酸性介于酚类和羧酸之间，即酚 酚酮羧酸2 分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化3 分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基反应。红外光谱中其羟基吸收峰在 32003100cm-1，羰基吸收峰在 16501600cm-1，较一般化合物中羰基略有区别。4 能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，可用于鉴别。如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。酚酮类化合物多具有抗菌活性，但同时多有毒
13、性。（2）环烯醚萜定义：环烯醚萜为臭蚁二醛的缩醛衍生物。从化学结构看，环烯醚萜又是含有环戊烷结构单元且具有一定特殊性质的环状单萜衍生物。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碳架。理化性质：环烯醚萜苷易被水解，生成的苷元为半缩醛结构。游离的苷元与皮肤接触，也能使皮肤染成蓝色2、倍半萜（1）青蒿素 属于过氧化物（单环）倍半萜，是从重要青蒿中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。青蒿素在水及油中均难溶解。（2） 类化合物 鱼类化合物是一种特殊的倍半萜，它具有由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架。鱼可与苦味酸或三硝基苯试剂作用，形成由敏锐熔点的 -络合物。鱼的沸点较高，在挥发油分离时，高沸点
14、馏分如见到美丽的蓝色、紫色或绿色的现象时，表明可能由鱼化合物存在。检测挥发油中有无鱼时，多用 Sabety 反应，即取挥发油 1 滴溶于 1ml 氯仿中，加入 5%溴的氯仿溶液，若产生蓝紫色或绿色，表明由鱼存在。 与 Ehrlich 试剂（对- 二甲氨基苯甲醛硫酸）反应产生紫色或红色，证实含有鱼三、萜类化合物的理化性质加成反应 （含有双键或羰基的萜类化合物）1. Diels- Alder 加成反应 带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生 Diels- Alder 加成反应，生成结晶形加成产物，可借以证明共轭双键的存在2.与吉拉德试剂加成 分离含有羰基的萜类化合物常采用吉拉德试剂提出酸、碱
15、成分的中性挥发油，加吉拉德试剂的乙醇溶液，再加入 10%醋酸促进反应。加热回流，反应完毕后加水稀释，分离水层，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物四、挥发油1.定义：挥发油又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。 。2.分类：构成挥发油成分类型可分为如下四类，其中以萜类化合物为多见。（1）萜类化合物 （2）芳香族化合物 （3）脂肪族化合物3.性质：（1）挥发性 挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油和脂肪油的本质区别 （2）挥发油多数比水轻4 分离方法：（1）利用酸、碱性不同进行分离（2）利用官能团特性进行分离P264 图 6-1
16、0 看懂1. 化学常数测定（1）酸值：酸值是代表挥发油中游离羧酸和酚类成分的含量。以中和 1g 挥发油中含有游离的羧酸和酚类所需要氢氧化钾毫克数来表示。（2）酯值：代表挥发油中酯类成分含量，以水解 1g 挥发油所需要氢氧化钾毫克数来表示。（3）皂化值：以皂化 1g 挥发油所需要氢氧化钾毫克数来表示。事实上皂化值等于酸值和酯值之和。第七章1. 多数三萜是由 30 个碳原子组成的萜类化合物，根据“异戊二烯定则”多数三萜被认为是由 6 个异戊二烯（三十个碳）缩合而成的。该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷。2. 三萜皂苷是由三萜皂苷元和糖组成的，常见的苷元为四环三萜和五环三萜。3. 三萜是由角鲨烯经过不同的途径环合而成。4. 存在于天然界较多的四环三萜或其皂苷苷元主要
