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1、天然药物化学辅导第一节 绪论天然药物化学的概念、研究内容、发展、现状及未来。学习天然药物化学的重要意义 有效成分：有生理活性、有药效，能治病的成分叫有效成分。 无效成分：无生理活性、无药学，不能治病的成分叫无效成分。 有毒成分：能导致疾病的成分叫有毒成分。第二节 天然药物化学成分的主要的生物合成途径1、生物合成假说的提出2、植物代谢及其代谢产物3、“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”4、生物合成途径5、了解生物合成的意义第三节 天然药物有效成分的提取与分离 本节是本章重点，一般常侧重于提取分离方法的原理、适用范围和特点提问，因此对几种常用提取方法优缺点及适用性要了解掌握，如：溶剂法其原理
2、是根据化合物的溶解性能选择适当的溶剂和方法将天然药物的化学成分从药材中提取出来。常用方法及其特点见表1。表1 溶剂提取法方 法特 点缺 点适 用浸渍法不加热提取效率低水提液容易霉变适于热不稳定成分及含大量淀粉、树胶、果胶、黏液质等渗滤法不加热提取效率高于浸渍法溶剂消耗量大费时、操作比较麻烦煎煮法可明火加热溶剂溶剂只能用水提取时间比上两法短提取含挥发性成分或有效成分遇热易分解、含淀粉多的天然药物不宜用。回流提取法加热提取效率高提取溶剂为有机溶剂溶剂消耗量大需一定的设备操作繁杂适用于对热稳定的成分连续回流提取法加热提取效率高且节省溶剂提取溶剂为有机溶剂需一定的设备时间较长水蒸气蒸馏法加热成分纯度高
3、需一定的设备时间较长适于具有挥发性的随水蒸气蒸馏不破坏且难溶或不溶于水的成分升华法加热成分纯度高需一定的设备适于具有升华性的对热稳定的成分利用溶剂法提取时，要从化学成分及溶剂两方面来理解方法的原理与应用，因此要熟悉主要化学类型成分的极性、溶解性及特点。根据相似相溶原则选择提取溶剂，相似指的是结构或极性相似，即所选溶剂的极性要与所提取成分的极性相似。常见溶剂的极性大小顺序是：水乙醇、甲醇、丙酮丁醇乙酸乙酯氯仿乙醚苯环己烷石油醚（注意：丁醇和其后的溶剂与水不完全混溶）。根据选择的溶剂以及成分的特点，选择提取方法。如含淀粉较多的药材不宜用水煎煮法提取、含挥发性成分的药材不宜用煎煮法提取、亲脂性成分多
4、用有机溶剂提取故采用回流或连续回流提取法。水蒸气蒸馏法 具有挥发性，热稳定性和水不溶性的成分可选用该法。升华法 具升华性的成分选用该法。分离与纯化 一般是利用物质的溶解度、官能团性质及极性特点进行化合物的分离与纯化，常用方法见表2。表2 天然药物化学成分分离纯化常用方法原理方法类型具体方法备注利用化合物溶解度差异结晶法用不同温度引起物质溶解度改变的性质来分离物质沉淀法加溶剂加入另一种溶剂，改变极性，使部分物质沉淀析出如水提醇沉法（除多糖或蛋白质）醇提水沉法（除树脂或叶绿素）醇提乙醚沉淀或丙酮沉淀法（皂甙沉淀析出）加试剂加入某种沉淀试剂，使生成水不溶性的盐类沉淀如生物碱沉淀试剂、重金属盐类（醋酸
5、铅等）pH法调节PH酸提碱沉法（使碱性成分沉淀，用于生物碱的分离）碱提酸沉法（使酸性成分沉淀，用于黄酮、蒽醌、有机酸及内脂等成分分离）等电点法使蛋白质沉淀分配液-液萃取（在分液漏斗中进行）有机溶剂与水根据物质在两相相互不能任意混溶的溶剂中分配系数不同进行分离（选择与水不相混溶的有机溶剂） 有机溶剂PH不同的水溶液对酸性、碱性及两性有机化合物来说，都具有游离型和解离型，在不同条件下,二者可互相转化，故在两相中的分配系数不同。色谱法纸色谱法原理与液-液萃取法基本相同分配柱色谱法正相色谱：固定相为强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相多用弱极性有机溶剂。反相色谱：固定相为低极性有机溶剂，流动相用强极性
6、溶剂。吸附色谱法吸附柱色谱法根据物质的吸附性差别进行分离，对于极性吸附剂（硅胶、氧化铝等）化合物极性大吸附力强；对于非极性吸附剂（活性炭）化合物极性小吸附力强。聚酰胺属于氢键吸附，特别适合分离酚类、醌类、黄酮类等化合物离子交换色谱法离子交换树脂根据物质解离程度不同以离子交换进行分离。用于可离子化的物质如：生物碱、有机酸等。分子筛色谱法凝胶排阻色谱按物质分子大小不同进行分离，大分子物质比小分子物质易洗脱。膜分离超滤、反渗透多用于水溶性的大分子和小分子物质的分离，如蛋白质、酶、多糖分离。沸点差异分馏法多用于挥发油成分掌握了以上内容，其他一些问题例如，最省溶剂（效率最高）的提取方法、极性最小（大）的
7、溶剂或溶剂极性顺序、用于天然药物水提液中亲水性成分萃取的溶剂（极性较大又与水不混溶）或可溶于亲脂性有机溶剂的成分类型或反过来苷元等低极性化合物可溶于何类溶剂以及各方法的原理等就较容易了。提取与分离天然药物有效成分的注意事项：光照、酸碱、温度、溶剂、层析的影响第四节 结构研究方法 化合物纯度测定 纯度检查：晶型、mp、bpTLC、PC、HPLC结构研究的程序 化合物类型判断 分子量测定（经典法、MS法）、分子式确定（EA法、HR-MS法、NMR法）计算不饱和度、 基本骨架推断：专属反应、植物亲缘相关性、光谱特征、部分合成、化学降解官能团和结构片断推断：功能团推断：化学法、光谱法 确定平面结构：光
8、谱分析（UV、IR、NMR、MS） 确定立体结构（构型、构象）结构研究中的主要方法 确定分子式、计算不饱和度第二章 糖和苷类本章学习的重点在苷的性质及提取通法。第一节 单糖的立体化学苷类又称配糖体。是糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。其中非糖部分称为苷元或配基。其连接的键称为苷键，形成苷键的原子为苷原子。由于单糖有D和L二种绝对构型，环合时又形成及两种端基异构体。因此形成的苷也有-苷和-苷之分。由D型糖衍生而成的苷，多为-苷（例如-D-葡萄糖苷），而由L型糖衍生的苷，多为-苷（例如-L-鼠李糖苷）。常见的糖有L-阿拉伯糖（L-Ara）、D-葡萄糖
9、（D-Glu）、L-鼠李糖（L-Rha）等。单糖的立体化学内容：单糖的绝对构型单糖的差向异构体单糖的氧环单糖的构象构型表示方法 Haworth式 Fischer式第二节 糖和苷的分类本节的重点在分类，多以名词解释的形式出现，如何谓氰苷、酚苷、碳苷、次生苷等，也有以化合物为备选答案，选择化合物类型，如选出S-苷、C-苷等，这些是需要记忆的内容，但将讲义上化合物均背下来需花费较大精力，因此，从应试的角度背化合物时可选一些典型的化合物如S-苷的代表化合物芥子苷类、C-苷中的芦荟苷等，答题时可用排除法，这样可减轻背化合物的负担，当然从掌握知识的目的，有精力多记还是应该尽量多记。 糖的分类单糖： 五碳醛
10、糖、六碳醛糖、六碳酮糖、甲基五碳醛糖、支碳链糖、氨基糖、去氧糖、糖醛酸天然界常见的单糖低聚糖：还原糖、非还原糖多聚糖：淀粉、菊糖、黏液质、果胶、树胶、纤维素和甲壳质等多糖失去单糖和低聚糖的一般性质如无还原性、无甜味、大多不溶于水，即使有的多糖在水中有一定溶解度，也只能形成胶体溶液。多糖也不溶于醇及其它有机溶剂。 苷的定义苷的分类要点：根据苷元的化学结构分：如氰苷、香豆素苷、黄酮苷、蒽醌苷、皂苷、强心苷等。按苷类在植物体内的存在状况分：如存在于植物体内的苷称为原生苷，水解后失去一部分糖的称为次生苷。例如苦杏仁苷是原生苷，水解后失去一分子葡萄糖而成的野樱苷就是次生苷。按苷键原子分：如O-苷、S-苷
11、、N-苷和C-苷，其中最常见的是O-苷。O-苷 根据生成苷键的羟基性质分为：醇苷（通过醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷），如具有致适应原作用的红景天苷，杀早抗菌作用的毛莨苷，解痉止痛作用的獐牙菜苦苷等。酚苷（通过酚羟基而成的苷），如天麻中的天麻苷。氰苷 （以-羟腈脱水而成的苷），如存在于苦杏仁种子中的苦杏仁苷，易被酸和酶所催化水解。水解所得到的苷元-羟基苯乙腈（苦杏仁腈）很不稳定，易分解生成苯甲醛和氢氰酸（HCN微量服用有镇咳作用，过量则会中毒）。苯甲醛具有特殊的香味，可用于鉴别苦杏仁苷，或利用氢氰酸可使三硝基苯酚试纸显砖红色，鉴定苦杏仁苷的存在。另外如垂盆草苷属于-羟腈苷，也是氰苷。 酯苷 （
12、苷元以羧基和糖的端基碳相连接，这种苷的苷键既有缩醛性质又有酯的性质，易为稀酸和稀碱所水解。如山慈菇苷A）。吲哚苷 （如蓼蓝中特有的靛苷）。S-苷 糖端基羟基与苷元上巯基缩合而成的苷。如萝卜苷、芥子苷（包括黑芥子（Brassia nigra）中的黑芥子苷）。芥子苷经其伴存的芥子酶水解，生成的芥子油含有异硫氨酸酯类、葡萄糖和硫酸盐，具有止痛和消炎作用。N-苷 糖上端基碳与苷元上氮原子相连的苷称为N-苷。如生物化学中经常遇到的腺苷和鸟苷等。如巴豆苷。C-苷 是一类糖基不通过O原子，而直接以C原子与苷元的C原子相连的苷类。C-苷在蒽衍生物及黄酮类化合物中最为常见。碳苷类具有溶解度小，难水解的共同特点。
13、如牡荆素、芦荟苷即是C-苷类。第三节 糖的理化性质过碘酸氧化反应、Molish反应、羟基的甲醚化、乙酰化反应，以及这些反应在分离、鉴定中的应用。 第四节 苷键的裂解苷类成分的结构共同点是糖及苷键部分，这部分是苷类共性所在，而苷元部分是特性所在，本章主要在于苷的共性，特性将在有关章节学习。苷键裂解是苷共性中的重点，也是本章难点和考点，复习时要抓住关键，即水解反应的原理，由于酸水解是苷结构研究首选方法，故重点复习酸水解。苷键具有缩醛结构，易为稀酸催化水解。水解反应是苷原子先质子化。然后断键生成阳碳离子或半椅型中间体，在水中溶剂化而成糖。酸催化水解的难易与苷键原子的电子云密度及其空间环境有密切的关系
14、，只要有利于苷键原子的质子化就有利于水解。因此水解难易的规律可从苷键原子、糖、苷元三方面来讨论：（1）按苷键原子不同，酸水解的易难顺序为：N-苷O-苷S-苷C-苷（原子的电负性）。（2）糖上取代基的影响：苷键邻近取代基对苷键原子电子云密度影响较大，如2-氨基糖较2-羟基糖难水解；2-羟基糖又较2-去氧糖难水解。（3）吡喃糖苷中吡喃环的C-5上取代基越大越难水解，因此五碳糖最易水解，其顺序为：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖。如果接有-COOH，则最难水解。（4）呋喃糖苷较吡喃糖苷易于水解。（5）酮糖较醛糖易水解。（6）芳香族苷（如黄酮苷、蒽醌苷）水解比脂肪族苷（如萜苷、甾苷）容易得多。考试时可有选择题形式，选择比较酸水解速度快慢、难易；可有论述题形式，从全面论述酸水解影响因素等。对于酶催化水解考点主要在专属性。应该熟记几个常见酶如 转化糖酶，水解-果糖苷健。麦芽糖酶专使-葡萄糖苷键水解。杏仁苷酶是一种-葡萄糖苷水解酶、纤维素酶也是-葡萄糖苷水解酶。pH条件对酶水解反应是十分重要的，芥子苷酶水解芥子苷，在pH7时酶解生成异硫氰酯，在pH34时酸解生成腈和硫黄。氧化开裂法常用是Smith裂解法，此法条件温
