天然产物分离

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1、天然产物分离随着分离技术，光谱技术和微型的超灵敏体外实验，天然产物的研究在提供新的和有利 的化学支架引起了极大的关注。各种可以用的联用技术，包括 GC-MS，LC-PDA，LC-MS， LC-FTIR，LC-NMR-MS，这些技术的发展，已经使对粗提取物的制备分析，天然产物分离和在 线检测，生化分类的学习，化学指纹，草药的质量控制，代谢学习成为可能。在本文的几个 章节都介绍了天然产物分离方案。以下这个章节主要讲了天然产物研究，从萃取一一检测纯 化的产物一一生物活性检测。1. 引言天然产物包括：（1）一个有机体（比如一个植物、一个动物或者一个微生物）（2）一 个有机体的一部分（植物的也或者花、）

2、；（3）有机体的提取液；（4）纯的化合物（alkaloids- 生物碱,coumarins-香豆素，avonoids-黄酮类,glycosides 苷类,lignans 木脂素，steroids 固醇, sugars 糖类,terpenoids 萜类）。在近十年的发展，天然产物的研究策略有了非常进步的发展。主要采用两种方法：1、老的策略A. 注重天然资源的化学成分，而不注重活性。B. 简单的分离和鉴定化合物，然后体内生物活性实验C. 化学分类的调查D. 选择有机体主要基于药理信息、名间的和传统用法。2. 现代策略A. 生物鉴定指导B. 天然产物的图书馆的建立C. 活性化合物在细胞、组织培养、遗

3、传调控、天然组合化学中的生产等等D. 更注重生物活性E. 化学指纹识别和代谢组学F. 选择上面也是基于药理信息，明间的和传统的，也不排除随机选择。Natural Product isoistionSmallSuccessive SoxlileE ext rad ion witb SaJvent A, B and CSTEP1One or more 漩政*： ACTIXTExtract CEMtart UBiofissay而询冲Biuassay (in ifitro)snr 2:Phnl materiitlA J LVL extractPreliminary fnacticui?H ion by

4、Hioassay (in 晞啊p |明h ClvoiitfrinpJiy/V I .CWScp PukAClIVTfraetioiHs)l涌*世应响洒国晔福心皿就妩p讪曲叫Udw邮心如1 的of compound fsig vttro biuflssdyrACTJVT? ciijn|Xkiinii (*)StHWl 口死 ddCnnihUlionB:cHSJiay thf 心 ivt Cump aural (a)UV: JR, M S, NM R, X -Raj etc)眼血g 也tt曲骂】t couc&itrfliioftedelcrmine the potencyClinical tria

5、l*Apptication fiw apprmaMPmeiiL applicatLun此叩 assay and UHicntnfricul studiesVharrmccuiical iritduciin nd niarkuing上述是一个天然药物发现的过程2. 天然药物：历史展望在古代，天然药物特别是植物，本身就是一种药物。这种治疗的植可以追溯到苏美尔 文化，也就是公园400年，在希波克拉里的记载中大约有四百种药用植物。根据WHO的报 告，大约有75%的人类还是在依靠着传统的医药植物。表一列举了简单的天然药物。Table 1History of Natural Product Medicin

6、ePeriodTypeDescriptionBeforeAyurveda阿育佛陀Introduced medicinal properties of plants and other3000 eic(knowledge of life) Chinese traditionalmedicinenatural products1550 bcEhers PapyrusPresented a large number of crude drugs from natural sources (e.g., castor seeds and gum arabic)460-377 bcHippocrates,

7、 “The Father of Medicine,Described several plants and animals that could be sources of medicine370-287 bcTheophrastusDescribed several plants and animals that could be sources of medicine23-79 adPliny the ElderDescribed several plants and animals that could be sources of medicine60-80 adDioscoridesW

8、rote De Materia Medica, which described more than 600 medicinal plants131-200 adGalenPracticed botanical medicines (Galenicals) and made them popular in the West15th centuryKrauterbuch (herb a Is)Presented information and pictures of medicinal plants3 .天然产物：目前和将来长春树中的长春新碱，樱树花中的吗啡，还有紫杉醇都是比较好的天然药物，近年来

9、， 药学界和植物界已经开始掀起了天然药物热，目前有40%的在用药物是从天然药物发展而 来。更准确的是从1983年到1994年来批准的520种新药有39%是天然药物或者他们的衍 生物，60%-80%的抗菌药和抗癌药都是天然产物。在2001年，30种最高销售的药物中有8 种药物（辛伐他丁、普伐他丁、羟基苄青霉素、克拉维酸、头孢曲松钠、环孢菌素、紫杉醇） 都是天然药物或者他们的衍生物，这八种药物的总销售额是160十亿。再贡献新药上天然产物有三方面的作用：1、直接作为新药，没有修改。2、提供化学模型，用于合成更复杂的分子化合物。3、提供药理作用的新模型，再去很成一个类似物。天然产物将继续在近几年来作为

10、一个新药来源，原因有以下几点；1、他们提供了许多结构类型。2、他们相当的小（2000Da）3、他们有药物相似的特征。现在我们只是研究了很少的植物活性，至少有250,000高等植物存在这个星球上，但是 到目前为止只有5-10%的被研究过。关于海洋的生物我们了解的就更少了。关于微生物界我 们就了解不到1%随着体外的生物活性检测技术、色谱方法和光学技术，特别是NMR的出现和发展， 让我们更加容易的去发现新的化合物，高通量的筛选成为可能。4、提取选择提取的过程取决于来源物质河北分离化合物的性质。在选择方法之前，这是必须 去建立目标物提取，这里有许多目标物，这里列举了一些：1、一个未知生物活性。2、目前

11、存在在有机体的已知化合物。3、在有机体中的一组化合物结构相关。在这里，你需要知道提取的一个预期结果，包括；1、是需要纯化足够的量或是就需要知道部分特征？纯化到什么水平。2、提供足够的原料去证实或否否决先前分离的化合物结构。3、尽可能分离到多的化合物用于进一步的学习，比如临床试验。这个典型的提取过程，特别对植物资源，包含以下几个步骤：1、将干燥和研磨好的植物原料或者均质化新鲜的植物部分（叶子、花等）、整个植物用溶剂泡软。2、溶剂的选择A、极性萃取：水、乙醇、甲醇等等。B、中等极性提取：乙酸乙酯、二氯甲烷（DCM）等等。C、非极性：正己烷、石油醚、氯仿等等3、提取的方法A、浸渍B、煮沸C、索氏提取

12、D、超临界流体E、升华F、蒸气蒸馏5馅分最初的提取液可以分成不同的部分，根据相似的极性或者分子尺寸。对于一个初提液 最好不要把馏分分的太多，因为有可能把目标产物分得太多，使其浓度降低了可能在 以后分离的过程漏掉。更容易在一些大的相关组分中可以很好的发现目标产物。对于 一些细的部分，长长用在线检测技术，如紫外，现代制备或者半制备高效液相色谱。6、分高在天然产物最重要的过程就是设计一个合理的分离方法，一个的分子特征包括溶解性 （亲水性、疏水性），酸碱性、手性、稳定性和分子大小。如果是从相同的或新的来源中分 离一个已知的化合物，这个是非常容易获得目标产物的色谱信息，选择一个最适合的方法区 分离不会遇

13、到很大的困难。然而对于粗提液的分离方案的设计师非常困难的，因为存在其 中的化合物类型是未知的。在这种情况下，要利用定性试验去表征各种化合物，酚醛树脂、 类固醇、生物碱、黄酮等，还要分析他们的薄层色谱（TLC）或者高效液相色谱。提取的天 然产物也能够帮组选择分离方法。例如，甲醇的提取液含有极性化合物，就需要用反相高效液相色谱。各种提取液的物理特征也能起到一定的作用，一些这些实验总结如下。1. 疏水性或者亲水性：利用极性大小来吧原液分段-萃取原理。2. 酸碱特征：在水溶液中有PH值范围，典型的有3、7、10，利用这三个值来确 定化合物的酸碱性。有时候必须在水溶液中或者悬浮液中缴入一到两滴矿物质 酸

14、或者生物碱，接下来添加有机溶剂，进行萃取。3. 电荷：4. 热稳定性：一个典型的热稳定实验包括样品在大约90C下水浴中保持十分钟， 测试未受影响的化合物。对于生物测定指导性分离很重要。5. 分子尺寸：透析袋可用于测试微分子，如蛋白质。透析袋允许分子量小于 2000amu的次级代谢分子通过。再精确点，就需要用到电镜（SEC）。在天然产物分离的过程中，会用到各种各样的色谱技术，主要分两大类：经典或传统的， 现代的。经典或传统的色谱技术包括：1、 薄层色谱（TLC） Thin-layer chromatography2、 制备薄层色谱（PTLC） Preparative thin-layer chr

15、omatography3、 开放柱色谱（CC） Open-column chromatography4、 快速色谱（FC） Flash chromatography现代色谱技术：1、高效液相薄层色谱2、Multiash chromatography3、减压液相色谱4、 Chromatotron5、固相萃取6、液滴逆流色谱7、高效液相色谱8、7、联羿术旦.定量l=j1 =1在天然产物研究中，分离和纯化的最后阶段产率是很重要的。定量的生物活性测试对 活性化合物的复原提供了一条很好的思路，并且预示了是否是单一或多重的成分的作 用。在分离的过程中，如果活性化合物的丢失或减少了，可能的原因有以下：1、活性化合物滞留在柱内。2、在分离的过程中活性化合物不稳定。3、用的洗脱剂与提取液不适合，导致沉淀在柱内。4、许多活性成分分散在了许多馏分中，在一个馏分中无法检测到。5、提取液中的活性成分可能存在协同作用，因此，当被分离时，表现的不是很明显。一 8.低产率的问