天然药物化学复习资料课件

《天然药物化学复习资料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天然药物化学复习资料课件（167页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、复 习,总论,1、天然药物化学： 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、天然药物化学的研究内容：,化学成分,结构特征,理化性质,提取分离,结构鉴定,生物合成,构效关系,一、天然药物化学的概念,二、天然药物的来源,植物（为主）、动物、矿物、微生物、海洋生物,1、有效成分,三、基本概念,天然药物中具有一定的生物活性，能代表天然药物临床疗效的单一化合物。,具有临床疗效的一类或数类化学成分的总称， 为混合物,2、有效部位,3、无效成分 与有效成分共存的其它成分 4、毒副作用成分 产生不良反应的成分,5、杂质,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

2、分。 影响机体功能的所有成分。 有效成分、无效成分、毒副作用成分,6、生物活性成分,注意：有效成分与无效成分的相对性,（一）一次代谢及其代谢产物,1、一次代谢 维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。 2、一次代谢产物 (primary metabolites) 糖类 、蛋白质、脂质、核酸等 3、一次代谢产物的作用 1）植物的营养物质 2）人类赖以生存的物质基础,（二）二次代谢及其代谢产物,1、二次代谢 以一次代谢产生的代谢产物为原料（或前体），经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。 2、二次代谢产物 (secondary metabolites) 产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化学

3、物质。 3、二次代谢产物的作用 1）维持植物的特性与特征 2）重要的药物资源,二、提取,传统方法,压榨法,溶剂法,蒸馏法,原理：与水蒸气产生共沸点 范围：挥发油,升华法,原理：相似相溶 范围：所有化学成分,原理：遇热挥发，遇冷凝固 范围：游离蒽醌等,原理：机械挤压 范围：新鲜药材、种籽植物油,蒸馏法,升华法,1）浸渍法 2）渗滤法 3）煎煮法 4）热回流提取法 5）索氏提取法 6）超声法 7）微波法,影响提取效率 的 因 素,1）原料粉碎度 2）提取方法 3）提取溶剂 4）提取温度 5）提取时间 6）提取溶剂比 7）提取次数,溶剂提取法,索氏提取法,渗滤法,提取溶剂的选择,理想的提取溶剂 1)

4、 对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小 2) 不与化学成分起化学变化 3) 经济、易得、使用安全,极性,小,大,相似相溶,提取出尽可能多的化合物,最常用溶剂 乙醇-水 7595%,三、分离与精制,（四）根据物质分子大小差异进行分离,（三）根据物质吸附性差异进行分离,（二）根据物质在两相溶剂中的分配比差异进行分离,（一）根据物质溶解度差异进行分离,（五）根据物质解离程度差异进行分离,（二）根据物质在两相溶剂中的分配比差异进行分离,萃取法,原理: 物质在两种互相不能任意混溶的溶剂中分配系数不 同,（三）根据物质吸附性差异进行分离, 吸附分类,物 理 吸 附 化 学 吸 附 半化学吸附,固-液吸附,柱

5、色谱,薄层色谱,吸附,再吸附,解吸,再解吸,直至分离,1、物理吸附,吸附原理：分子间作用力 吸附特点：无选择性、可逆吸附 吸附规律：相似相吸,吸附三要素： 吸附剂（固定相） 溶质（被分离物质） 溶剂（洗脱剂、展开剂、流动相）,1）硅胶、氧化铝 极性吸附剂,硅胶 应用最广，适用于各类成分分离,酸性吸附剂 中性或酸性化合物 适用 碱性化合物 于溶剂中加入碱性物质,氧化铝,酸性 中性 碱性 碱性化合物,极性吸附剂,对极性物质具有较强的亲和能力。故同为溶质，极性强者将被优先吸附。 溶剂极性越弱，则吸附剂对溶质将表现出越强的吸附能力。溶剂极性增强，则吸附剂对溶质的吸附能力即随之减弱。 溶质即使被吸附，但

6、一旦加入极性较强的溶剂时，又可被置换洗脱下来。,特点,化合物的极性,官能团的极性强弱 化合物的极性由官能团的种类、数目、排列方式等所决定,规律： 化合物极性越大，吸附越强，越难（后）洗脱,官能团的极性,溶剂的极性,极性,小,大,规律： 溶剂极性越大，洗脱力越强,常用的混合溶剂,注意：洗脱用溶剂的极性宜逐步增加，跳跃不能太大,最常用的混合溶剂 石油醚-乙酸乙酯 氯仿-甲醇 甲醇-水,OH,2）活性炭 非极性吸附剂,吸附力与结构的关系 被分离物质极性越小，结合越牢固,洗脱力与溶剂的关系 100%醇 含水醇 H2O,应用 脱色等,3）烷基键合硅胶 非极性吸附剂,RP-2 RP-8 RP-18（ODS

7、）,RP：reverse phase（反相） 吸附力、洗脱力与正相相反 洗脱剂（流动相）：MeOH-H2O、CH3CN-H2O 洗脱顺序：化合物极性越大，越易（先）洗脱 应用：HPLC、大极性物质的分离,硅胶,吸附色谱 分配色谱 含水量 17%,正相色谱 极性小的化合物先被洗脱 反相色谱 极性大的化合物先被洗脱,3、半化学吸附,吸附原理：以氢键的形式产生吸附 吸附特点：介于物理吸附和化学吸附之间 有选择性、可逆吸附,聚酰胺对黄酮、酚类、醌类等化合物的分离,聚酰胺,吸附力与结构的关系,1）形成氢键的基团数目越多，吸附力越强,3）芳香化程度越高或共轭键越多，吸附力越强,2）形成分子内氢键者，吸附力

8、减弱,洗脱力与溶剂的关系 100%醇 含水醇 H2O 常用溶剂 乙醇-水 常用再生剂 10%乙酸、3%氨水、5%NaOH,应用 酚类、醌类、黄酮类化合物的分离 脱鞣质（吸附力特强）,凝胶过滤法,又名：凝胶渗透色谱法、分子筛过滤、排阻色谱,分离原理：利用分子筛分离物质的一种方法。,被分离物质按分子由大到小顺序流出色谱柱,（四）根据物质分子大小差异进行分离,（五）根据物质解离程度差异进行分离,分离原理：酸、碱化合物在解离状态时与阴、阳离子交换树脂产生离子交换 应用：有机酸、生物碱类化合物,1、离子交换法,四、提取与分离的注意点,（一）光照的影响,尽量避免次生产物（人工产物）,（二）酸碱的影响,（三

9、）温度的影响 高温会引起化合物的氧化、聚合等结构变化，颜色加深。,（四）溶剂的影响,（五）层析的影响,第二章 糖和苷,糖类 定义：又称作碳水化合物，是植物光合作用的初生产物，还是天然产物生物合成的初始原料。 作用：植物的养料贮备、骨架支持 人类的营养物质、生物活性物质 分布：在植物中占其干重的80%-90%,苷类 定义：又称作配糖体，是由糖和糖的衍生物与另一非糖物质（苷元）组成，通过糖的半缩醛（半缩酮）羟基与苷元脱水形成的一类化合物。 作用：生物活性物质 分布：广泛几乎所有的天然产物均可与糖或糖的衍生物形成苷。,第一节 单糖的立体化学,一、单糖 多羟基醛或多羟基酮类化合物 组成糖及其衍生物的基

10、本单元,表示方法：Fischer投影式 Haworth投影式 优势构象式,D-葡萄糖,单糖的环合 空间位置合适时，分子内的羰基易与羟基发生羟醛缩合反应，生成半缩醛（酮）类化合物。 单糖在水溶液中主要是以半缩醛（酮）的形式存在的。 天然糖都以五元氧环(呋喃糖)或六元氧环(吡喃糖)的形式存在。,第二节 糖和苷的分类,一、糖的分类（按照糖单位数目分）,（一）单糖类,天然单糖已发现200多种 含3C8C（三碳糖八碳糖） 以五碳糖和六碳糖最多 多以结合态存在,单,糖,1. 五碳醛糖,7. 糖醛酸,2. 六碳醛糖,3. 六碳酮糖,4. 去氧糖 （甲基五 碳醛糖）,5. 支碳链糖,6. 氨基糖,8. 糖醇,

11、9. 环醇,（二）低聚糖（寡糖）类,由29个单糖通过苷键键合而成的直链或支链的聚糖,单糖基个数,有无游离的醛基或酮基,二糖 三糖 四糖 ,还原糖 非还原糖,樱草糖,蔗糖（sucrose）,若两个糖均以端基脱水缩合 形成的聚糖就无还原性,分类,（三）多聚糖类,功能,组成,支持组织 不溶于水、直链型 纤维素、甲壳素 贮存养料 溶于热水、多支链型 淀粉、肝糖原,均多糖 同种单糖 葡聚糖、果聚糖 杂多糖 两种以上单糖 葡萄甘露聚糖、 半乳甘露聚糖,分类,二、苷的分类,生物体内的存在形式,原生苷 次生苷（次级苷）在植物体内共存的水解酶作用下，从原生苷中脱掉一个以上单糖的苷,苦杏仁苷 原生苷,野樱苷 次生

12、苷,3、极性,糖 苷 糖：单糖 双糖 三糖 与-OH与C的分担比相关 苷：苷元 单糖苷 双糖苷 ,4、溶解性,糖： 聚合度 水溶性 单糖 低聚糖 多聚糖 苷：糖基 水溶性 苷 苷元 亲水性 亲脂性,难溶于冷水,与连接糖的数目、位置等有关,与结构相关,连接单糖基的个数,单糖苷 双糖苷 三糖苷 ,苦杏仁苷 双糖苷,野樱苷 单糖苷,苷元上连接糖基的位置数,单糖链苷 双糖链苷 三糖链苷 ,番泻苷A 双糖链苷,苷键,氧苷 硫苷 氮苷 碳苷,醇苷 酚苷 氰苷 酯苷 吲哚苷,最常用的分类方法,苦杏仁苷 氧苷,萝卜苷 硫苷,苦杏仁苷 氧苷（氰苷）,1、费林反应（Fehling reaction）,R-CHO

13、+ 2Cu(OH)2 R-COOH + Cu2O + 2H2O,砖红色沉淀,费林试剂的配制,溶液I： 69.3g结晶硫酸铜，溶于1000ml水中 溶液II：349g酒石酸钾钠及100g氢氧化钠， 溶于1000ml水中 临用前等体积混合,注意,Cu(OH)2悬浊液要随用随配 配制新制Cu(OH)2悬浊液时，所用NaOH溶液必须过量 反应液必须直接加热至沸腾 多糖及苷类可水解后观察砖红色沉淀量是否增加,操作,样品液置于试管中，加费林试剂等量，摇匀，于水浴上加热23分钟，产生砖红色沉淀，即证明有还原糖。,2、糠醛形成反应（Molish反应）,糠醛及其衍生物,Molish反应,样品 + 浓H2SO4

14、+ -萘酚 紫红色环,单糖、低聚糖、多糖、苷类 Molish反应均为阳性,操作：样品液置于试管中，加入10%-萘酚乙醇溶液12滴，摇匀，倾斜试管，沿管壁滴加浓硫酸数滴，在两液的接触面上产生紫红色环。,1、酶催化水解,优点,专属性高 判断糖的种类、苷键类型 条件温和 保持苷元结构不变,常用的水解酶,杏仁苷酶：只水解-六碳醛糖苷键 纤维素酶：只水解-D-葡萄糖苷键 麦芽糖酶：只水解-D-葡萄糖苷键 转化糖酶：只水解-果糖苷键 蜗牛酶： 只水解-苷键,2、过碘酸裂解（Smith降解法）,试剂,NaIO4 氧化开环 NaBH4 还原 稀酸 调节pH,反应机理,室温,室温,室温,优点,条件温和 保持苷元

15、结构不变,人参皂苷,适合,苷元不稳定的苷 C-苷,不适合,苷元上也有邻二醇等易被过碘酸氧化的情况,第四节 糖和苷提取分离,一、提取,单糖、低聚糖、苷 水、水醇、醇 多糖 水、稀碱液、稀酸液（慎用）,注意,苷类常与其水解酶共存 抑制酶的活性 原生苷 采集新鲜的材料 加热干燥、用沸水提、用醇提等。,第三章 苯丙素类,定义：一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成分。 分类：,苯丙酸类 香豆素类 木脂素类,苯丙素类,第一节 苯丙酸类,一、苯丙酸类化合物,基本结构：由酚羟基取代的芳香环与丙烯酸构成。 常见的苯丙酸类：,第二节 香豆素类,邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。 环上常有-OH、-OCH3、异戊烯基、苯基等取代。 7-羟基香豆素（伞形花内酯）也可以被认为是香豆素类化合物的母体。,苯骈-吡喃酮,香豆素类的基本骨架,伞形花内酯,一、香豆素的结构类型,简单香豆素类 呋喃香豆素类（线型、角型） 吡喃香豆素类（线型、角型） 其它香豆素类,（一）简单香豆素类,只有苯环上有取代基，且7位羟基与其6位或者8位没有形成呋喃环或吡喃环,（二）呋喃香豆素类,7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环 成环后常常伴随着失去异戊烯基的三个碳原子 线型呋喃香豆素 呋喃环、苯环、-吡喃酮环 处于一条直线上 角型呋喃香豆素,生物合成途径,（三）吡喃香豆素类,7位羟基与6位或者