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1、天然产物化学,第一章 概论 第二章 研究目的与步骤 第三章 成分预试方法 第四章 成分提取 第五章 成分分离 第六章 化学成分鉴定 第七章 各论,天然产物化学,一.天然产物化学的产生 天然产物的化学成为一门学科起始于己于19世纪，是从对鸦片中的镇痛成分吗啡与金鸡钠树皮中的抗疟疾成分奎宁开始。现已成为有机化学的重要分枝。,二.天然产物化学的定义 天然产物化学是运用近代科学技术和方法来研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科，它甚至包括人与动物体内许多源源性成分的化学研究，因此，它是在分子水平上研究自然奧秘的学科。 三,天然产物化学的研究范畴 天然产物研究主要仍是提取与结构阐明
2、两大范围,但近年来已深入到有机合成、半合成及结构改造方面。所研究的天然产物一般包括分子量一千以下或一千左右的化合物。四,我国发展状况 创立于二十年代，基本达到或接近国际上同类水平，面临任务繁重。,五，天然产物化学研究的意义 新技术在天然产物化学的应用，使从事天然产物的研究领域不仅涉及动植物的微量活性成分，而且涉及海洋生物、昆虫及其它各种生物的微量成分化学。天然产物化学研究成果已广泛应用于医药业和农药中。是新药研究的源泉之一，它所显示的结构是新药设计的主要模型。 天然产物化学的发展不但对医用、日用、农药等方面有重要意义，而且其更远大的作用是对生命起源和生理活动作用的解释作用，前途不可限量。,参考
3、书目,1. 中草药有效成分的研究(第一分册). 中科院药物研究所. 人民卫生出版社. 2. 中草药有效成分提取与分离(第二版)上海药物所编, 上海科技出版社. 3. 中草药成分化学, 林启寿编. 科学出版社 4. 天然产物化学, 徐任生主编. 科学出版社. 5. Natural Products-their chemistry and biological significance, J.Mann, R.S. Davidson, et al 世界图书出版公司 6. 中药化学, 肖崇厚主编, 上海科学出版社. 7. 天然药物化学, 姚新生主编, 人民卫生出版社. 8. 中草药成分化学, 北京中医
4、学院主编, 人民卫生出版社. 9. 光谱解析法在有机化学中的应用, 洪山海编, 科学出版社. 10. 质谱在天然有机化学中的应用, 丛蒲珠编, 科学出版社. 11. 有机化合物结构鉴定与有机波谱学, 宁永成编, 科学出版社. 有关刊物: 中草药. 药学学报. 中药材. 中国中药杂志. 天然产物研究与开发. Photochemistry,第二章 研究目的与步骤,（一）目的： 天然产物中含有多种化学成份，具有生物活性的称为有效成分；无生物活性的称为无效成分。有效成分在化学上能用分子式和结构表示，并有一定的物理常数。若药理和临床上有效，经纯度检查是混合物，则称为有效部位。一种天然药物往往含有多种有效
5、成分，因此可有多种临床用途。天然药物所含有效成分是药物防病治病的基础。但有效和无效的划分也是相对的。因此，进行天然药物有效成分的研究，必须周密、系统的、全面地进行，才能真实的反映天然药物的原有生物活性。研究天然药物有效成分有以下几方面的意义和目的。1）提高药效、减少副作用和使用方便的目的。2） 植物药的合理陪植、采集、加工、使用、保存、控制质量及鉴定真伪等方面工作提供科学依据。并可根据植物亲缘关系，进一步寻找出更多更好的药物资源 。3) 有效成分在搞清结构后可通过人工合成与半合成的方法进行有效成分的生产，达到增加产量、降低成本、保证供应的目的。,4) 通过对有效成分的药理、毒理研究，有助于阐明
6、天然产物的药效等生物原理。根据药效与药理知识，还可从改变有效成分的化学结构，寻找出高效、速效、长效和低毒等优点的新药物。 5）从我国中草药及天然资源中研究、生产食品添加剂、农药及其它助剂是我国天然产物研究的特色。 6）更远大的作用还是对生物的生命起源和生理作用的解释作出应有的贡献。,（二）天然产物研究途径与步骤,（一）如何选择中药化学的研究课题,1）中药临床 腚蓝 腚玉红2）中医药古籍文献 青蒿素 青蒿甲素 青蒿乙素,3）民族药、民间验方和秘方 山莨菪碱（anisodamine） 樟栁碱（anisodine）（二）采样及原植物鉴定： 注意使用与文献或临床有效的同一种属的植物作为研究材料，因此对
7、中草药的产地、采集、加工等也应加以注意，避免由于种属混乱和采集、保管不当等使结果无法重复，不能肯定疗效。A记录产地，采样后去出泥沙、腐烂部分、阴干，放入塑料袋中保存。B弄清植物的分类：植物的基本单位是物种(或种species)。相近的种集为一属，相近的属合为科，相似的科结成目，以此类推，分别形成分类的等级：界(regnum)、门(phylum或divisio)、纲(classis)、目(ordor)、科(familia)、属(genus)、种（species）等。,植物所含特征性成分有大范围的（如纲、目），有小范围的（属、种）；有的特异性比较强，有的比较差，严格的程度也是不同的，应区别对待。特
8、征性成分是受基因控制，一般不会因环境而变化（主要是指有无产生新成分而言）。如青蒿素（rtemisinin）是我国产黄花蒿（Artemsia annua L.）的特有成分，种以下的等级有亚种（subspecies）、变种（variety）、变型（forma或type）等。这些工作可请从事植物分类工作的同志予以帮助。 C植物体内成分的分布： 在植物体中，特殊成分可局限于某一部分或某些部分中特别丰富。 植物在受到微生物侵害时，生成对抗微生物的抗生物质，在受伤害时，于包围伤害部分聚集保护物质。 （三）预试验 通过预试与调查研究，了解所研究的植物或其同属植物中所含的化学成分、药理作用、临床疗效以及民间用
9、药经验等。在此基础上制订提取方案，进行植物成分提取。,（四）分离（五）对有效成分进行化学鉴定 确定它是已知成分还是未知成分，如系未知成分，可进一步确定它的化学结构，在此基础上也可考虑研究人工合成半合成方法。（六）通过药理实验进行活性筛选 确定植物提取物中的有效部分，再分离精制，同时继续进行药理实验，逐步缩小范围，最后找出有效成分。 （七）进行有效成分的临床前药理实验 由于有效成分的疗效增高，有时毒性也会增大，所以有必要做全面的药理观察(三致试验及生殖毒性试验)，在安全有效的情况下，拟定用药剂量，（八）研究有效成分的生产工艺方法 制定有效成分的质量控制标准，包括鉴别与定量测定方法，以保证每批药物
10、质量的一致性，使观察的临床效果可靠。,第三章 成分预试方法（一）天然药物的各类化学成分简介 1.生物碱 是一类存在于生物体内的含氮有机化合物,有似碱的性质、能与酸结合成盐。游离的生物碱大多不溶或难溶与水、能溶于有机溶剂，而生物碱盐尤其是无机酸盐和小分子有机酸盐则易溶于水及乙醇，不溶或难溶与常见的有机溶剂。生物碱多具有特殊而显著的生理活性，是中药中一类重要的化学成分。 2.甙类（或苷类） 是一类可用稀酸或酶水解后产生糖和非糖两部分的化合物，非糖部分称为甙元。甙类多数是无色、无臭的晶体，能溶于水，可溶于甲醇、乙醇，难溶于醚、苯，有些甙可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而甙元则难溶于水，易溶于有机溶剂。 糖基
11、 甙元 甙,3。有机酸 中药中常见有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、草酸等。少数为游离态，大多与钾、钙、镁或生物碱成盐。低级脂肪酸易溶于水、乙醇等，难溶于亲脂性有机溶剂。高级脂肪酸及芳香酸易溶于有机溶剂而难溶于水。有机酸盐一般能溶于水而难溶于有机溶剂。有机酸提取液加入氢氧化钡、氢氧化钙醋酸铅能生成钡盐、钙盐和铅盐沉淀。4。树脂 树脂存在于植物组织的树脂道中，植物受伤后分泌出来，露于空气中干燥形成的无定形固体或半固体。它是一类混合物，而且多与挥发油、树胶、有机酸等混合存在。其化学组成可分为； A。树脂酸类 主要为二萜酸类和三萜酸类及其衍生物，具有酸和酚的性质，多呈游离态，也有与醇酚结合成酯的。如 松香酸
12、 （二萜酸） -乳香酸（三萜酸）,B。树脂醇类 分子中具有羟基的化和物，多与树脂酸或芳酸结合成酯，极少游离态。如罗汉松树脂酚（Matairesinol）C。树脂烃类 一类结构复杂的含氧中性化合物。性质稳定，不能成盐或酯，与大多数化学试剂不起反应，不溶于碱或被酸分解，无导电性。五。挥发油 挥发油又称精油，是一类可随水蒸汽蒸馏的与水不溶的油状液体。凡有香味的植物，几乎都有挥发油存在。所含化学成分比较复杂。而且来源不同所含成分不一致。主要是由萜类和芳香族化合物及它们的含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、酚醚、内酯等和含氮含硫化合物组成。是一类具有生理活性成分。异戊二烯 月桂烯 丁香油酚 （苯丙素酚) 七叶内
13、酯（香豆素类）,六。糖类多糖有抗癌活性。七。氨基酸、蛋白质和酶八。鞣质 复杂多元酚类化合物的总称 儿茶素 鞣花酸九。植物色素1。叶绿素2。叶黄素类、胡萝卜素类 叶黄素（Xanthophyll）,3。黄酮类白杨素（Chrysin）抗癌活性4。蒽醌类紫草素（Shikonin）止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌活性十。油脂和甾醇- 谷甾醇（ - Sitosterol）十一.无机成分及微量元素,（一）预试验的目地和要求： 天然产物所含化学成分很多，在分离提取某种临床上有效的药物之前，一般应先进行简单的试验(预试验，简称预试)，初步了解其中可能含有哪些类型的成分,以便进一步选用适当的的方法对其中的有效成分进
14、行分离.但必须指出,予试结果仅供分离有效成分作参考,研究时不要被预试的结果所框住而受束缚。 预试验通常是利用各类化学成分的溶解度差异和特征的化学反应来判断化学成分的类型,其试验方法可分为两类: 1。单项预试验; 2。系统预试法。后者是用定性方法对天然药物中各类成分进行较全面的试验. (二) 单项预试验1单项预试验溶液的制备 (1) 水提取液 样品粉末10g(20目筛),加10倍水,3040浸泡1小时滤液10ml,检查氨基酸、多肽、蛋白质等，剩余药液和药液渣在60水浴加热约10min,滤液检查糖、多糖、皂甙、甙类、 鞣质、有机酸、水溶性生物碱 (2) 中性醇提取液 样品粉末10g（20目筛）加60ml 95%乙醇，水浴加热回流20min,滤液检查黄酮、蒽醌、香豆素、萜类、甾体。 (3) 酸性醇提取液 样品粉末2g，加含0.5%盐酸的乙醇液10ml，水浴回流10min，过滤、滤液检查生物碱。 (4) 石油醚提取液 样品粉末1g，10ml石油醚6090放置23h，滤液检查挥发油、萜类、甾类及脂肪等。,
