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1、第一章 绪论天然产物是指在大自然界中生物体内存在的或由代谢产生的有机化合物。天然产物化学是研究生物样品中有机分子的分离纯化、理化性质、结构表征、生源途径、生物活性、化学合成、结构修饰改造和构效关系的化学。鸦片中镇痛成分研究吗啡； 金鸡纳树皮中抗疟成分奎宁。应用：医药业，农业、食品工业等先导化合物(Lead compound)，是指具有特征结构和生理活性并可通过结构改造优化其生理活性的化合物。精密、准确的色谱分离方法用于天然产物的分离研究：柱色谱、快速色谱、逆流液滴分溶色谱、离心色谱、超临界流体层析、毛细管电泳、气相色谱、高效液相色谱等经典的结构研究：化学降解方法，再按照化学原理逻辑地推断其结构
2、，最后经合成方法证明。现代的结构研究：核磁共振二维技术，各种1H-1H与1H-13C相关谱等，质谱中的快原子轰击技术，次级电离质谱技术，场解吸质谱技术等，结合紫外与红外光谱，能很快地确定化合物的结构。天然产物化学的研究成果已在农业和工业生产中得到运用，如除虫菊酯类系列化合物农药，昆虫保幼激素已用于蚕业增产，甜叶菊中的甜叶菊苷及其他天然甜味剂已开始逐步替代糖精，瓜豆中的一种瓜胶多糖已用于石油工业作压裂液等。利用植物细胞组织培养方式来大量生产天然产物，这是一种可靠、有效、并值得研究开发的方法。利用紫草细胞生产红色萘醌类的染料shikonin，后者可用作口红原料和治疗痔疮。微生物及酶作为生物催化剂具
3、有很高的催化功能、底物特异性和反应特异性。仿生有机合成就是模拟生物体内的反应来进行有机合成，以制取人们需要的物质。青蒿素-作用部位主要是膜系结构 ，其抗疟作用机理认为是干扰了疟原虫的表膜线粒体的功能。 第二章 天然产物的提取分离和结构鉴定天然产物的分离提纯是有目的地单个分离提纯生物体内存在的天然产物或排泄出的代谢产物。主要有生物碱、黄酮类、萜类、甾体等。定性试验检测各种成分：生物碱碘化铋钾，黄酮乙醇+镁粉+盐酸，皂苷，强心苷，甾体乙醇+浓硫酸，氨基酸，肽印三酮，蛋白质双缩脲，有机酸溴酚蓝，酚类氯化铁，糖和苷菲林试剂（具体和分离流程图见书本P11-P13）提取分离主要有以下八种方法：(1) 溶剂
4、法（小檗碱、细辛素、川楝素、七叶苷和七叶苷内酯、山道年）常见溶剂的极性度强弱顺序可表示如下：石油醚(低沸点高沸点)二硫化碳四氯化碳三氯乙烷苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇乙腈水吡啶乙酸。 用溶剂提取植物成分时，常用浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。同时，原料的粉碎度、提取时间、温度以及设备条件等因素也都能影响提取效率，必须加以考虑，所用容器一般为玻璃或搪瓷器皿，或索氏提取器渗漉法是往药材粗粉中不断添加浸取溶剂使其渗过药粉，从下端出口流出浸取液的一种浸取方法溶剂提取中的强化方法：植物细胞膜真空破碎法，酶浸渍提取法，超声波强化提取法，微波加热提取法，超临界流体提取法。(2
5、) 水蒸气蒸馏法 适用于具有挥发性、不溶于水又不与水发生反应的目标物质的提取，如芳香油、小分子的生物碱（如麻黄碱、烟碱）小分子的酸性物质（如丹皮酚）大蒜素：大蒜用酒精浸泡，酒精抽提液减压蒸去大部分酒精后，剩余液加水稀释，继续减压蒸馏，这时大蒜素随水一起蒸出。蒸出液用乙醚抽提，醚液浓缩干，即得油状的大蒜素。(3) 分馏法（毒芹碱和羟基毒芹碱、伪石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱）利用沸点不同进行分馏，然后精制纯化(4) 吸附法（羊角拗苷、毛莨苷）吸附法的目的，一种是吸附除去杂质，这常指鞣质色素。另一种是吸附所需物质。常用的吸附剂有氧化铝、氧化镁，酸性白土和活性炭等(5) 沉淀法（油茶皂苷，倍半
6、萜内酯，益母草碱）利用某些植物成分与某些试剂产生沉淀的性质而得到分离或除去“杂质”的方法。最常用的是乙酸铅、氢氧化钡、磷钨酸。(6) 盐析法盐析法通常是往植物水提取液中加入易溶性无机盐至一定浓度或达到饱和状态，使某些成分在水中的溶解度降低，沉淀析出或被有机溶剂提取出。常用的化合物如氯化钠、氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁等。譬如，三颗针根粉用稀酸浸泡，稀酸液加氯化钠近饱和即析出小檗碱盐酸盐。(7) 透析法利用小分子物质在溶液中可通过半透膜，而大分子物质不能通过半透膜的性质而达到分离的方法。常用于纯化皂苷、蛋白质，多肽和多糖等化合物。用透析法可以除去其中无机盐、单糖、双糖等。透析膜：一种以浓度差为
7、推动力的分离膜。膜孔径在1m以下常用的透析膜：动物膜：猪，牛膀胱，火棉胶膜，蛋白质胶膜，玻璃纸膜，透析膜管(8) 升华法固体物质加热时，直接变成气态，遇冷凝结成原来的固体，此现象称为升华。植物中凡具有升华性质的化合物，均可用此法进行纯化。例如樟木中樟脑，茶叶中的咖啡碱等成分。色谱分离分析方法(1) 纸色谱法纸色谱的应用：化合物的鉴别 化合物的纯度检查 化合物的含量测定纸色谱的操作方法： 下行法 上行法(2) 薄层色谱法颗粒大小一般要求直径为1040m。操作方法：薄层板制备；点样；展开；显色和计算Rf值。(3) 柱色谱法操作方法：吸附剂的填装 样品的加入 洗脱 薄层检测硅胶层析适用范围广，能用于
8、非极性化合物也能用于极性化合物。洗脱剂：石油醚三氯乙烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水。 氧化铝层析适于分离植物中的碱性成分如生物碱颇为理想，但不宜用于醛、酮、酯和内酯等类型化合物的分离。活性炭层析是分离水溶性物质的主要方法之一。(4) 快速柱色谱法快速简便，又有相当分离效果(5) 真空液相色谱法（简称VLC)具有操作快速简便、高效价廉、样品处理量大等优点，特别适用于天然有机化合物以及多量有机反应产物的纯化与分离。常压与快速柱色谱的特点是：溶剂洗脱是连续性的，绝对不能使柱内溶剂液面低于固定相表面。而VLC法在进行溶剂洗脱时，是将溶剂在真空下全部抽出，使固定相“干”后才加入新的洗脱剂作下一回组分
9、的收集，其原理如薄层色谱的多次展开。(6) 毛细管电泳毛细管电泳是以高压电场为驱动力，以毛细管为分离通道，依据样品中组分之间的淌度和分配行为上的差异，而实现分离的一类液相分离技术。 特点：高效 效率在105106塔板/m。快速 几十秒十几分钟能完成分离任务。微量 进样体积仅需几个nl。多模式 可选择不同的分离模式（一台仪器）。分析对象广 从无机离子到有机大分子，乃至整个细胞。经济 实验消耗仅几个ml的缓冲溶液，费用极低。洁净 通常使用水溶液，对人和环境无害。(7) 高效液相色谱法用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，经进样阀注入样品，由
10、流动相带入柱内，在柱内各成分被分离后，依次进入检测器，色谱信号由记录仪或积分仪记录。(8) 气相色谱法流动相为气体，称为载气。色谱柱分为填充柱和毛细管柱两种，填充柱内装吸附剂、高分子多孔小球或涂渍固定液的载体。毛细管柱内壁或载体经涂渍固定液或交联固定液。注入进样口的样品被加热汽化，并被载气带入色谱柱，在柱内各成分被分离后，先后进入检测器，色谱信号用记录仪或数据处理器记录。结晶目的:进一步分离纯化，以进行化学鉴定及结构测定工作。重结晶：初次析出的结晶会带有一些杂质，需要通过反复结晶，才能得到纯粹的单一晶体。结晶的形状：常见为针状、柱状、棱柱状、板状、片状、方晶、粒状等。经典的结构研究：化学降解，
11、推断结构，合成证明。现代结构研究：四谱（UV、IR、MS、NMR）；核磁共振脉冲序列和二维技术：1H-1H cosy(相关谱)，1H-13C cosy ，Noesy， 1H-1H与1H-13C远距离偶合相关谱等；质谱新技术：场解析质谱(FDMS)，快原子轰击(FAB)，二级电离(SIMS)，基质辅助激光解析电离(MALDI)技术等等。已知化合物鉴定的一般程序 测定样品的熔点，与已知品的文献值对照，比较是否一致或接近。 测样品与标准品的混合熔点，所测熔点值不下降。 将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱，比较其Rf值是否一致。 测样品的红外光谱图和核磁共振谱，与标准品的谱图或标准谱图进行比较，是否完全
12、一致。(2)未知化合物的结构测定方法 测定样品的物理常数：m.p.(b.p.)，Dt，nt等，查文献手册，判断样品是已知物还是未知物，若是已知物，则按已知物的程序鉴定；若是未知物，则应进行以下程序的结构测定。 进行检识反应：确定样品是哪个类型的化合物，如生物碱、黄酮、强心苷等。 分子式的测定：通过元素分析和分子量的测定，计算其分子式。现在一般用高分辨MS法测定分子式。 结构分析：测定样品的UV、IR、MS和NMR。四圆X衍射仪：单晶，几天就可得到准确的结构。第三章 生物碱生物碱为生物体内一类（除蛋白质、肽类、氨基酸及维生素B以外）含氮化合物的总称，是结构复杂具有生理活性的植物碱。以盐的形式存在
13、较多。中草药有效成分：阿片中的镇痛成分吗啡，麻黄的抗哮喘成分麻黄碱，颠茄的解痉成分阿托品，长春花的抗癌成分长春新碱，黄连的抗菌消炎成分黄连素(小檗碱)等等一般含量在千分之一以上就算比较高了。 生物碱是天然有机化合物中最大的一类化合物。人们对吗啡的研究发展了异喹啉类生物碱的研究，并导致了镇痛药度冷丁的发现。 吗啡 杜冷丁可卡因的研究发展了莨菪类生物碱化学并导致局部麻醉药普鲁卡因的产生 可卡因 普鲁卡因生物碱的分类1.有机胺类生物碱氮原子不在环内的生物碱。例麻黄碱，毒品之一，具有兴奋中枢神经、升高血压、扩大支气管作用，可治哮喘等。益母草碱，中药益母草的有效成分，具有收缩子宫作用。 麻黄碱 益母草碱
14、2.吡咯衍生物类生物碱最简单的吡咯烷生物碱如古豆碱是从古柯叶中分出的液体生物碱，沸点195。从一叶萩的叶与根中分离出的一叶萩碱，临床可用于治疗脊髓灰白质炎及某些植物神经系统紊乱所引起的头晕等病症。 古豆碱 一叶萩碱3.吡啶衍生物类生物碱蓖麻碱，分子中含有氰基，毒性较大，内服后能至吐，损伤肝和肾。猕猴桃碱，具有强壮补精作用。 蓖麻碱 猕猴桃碱4.喹啉衍生物类生物碱具抗癌活性的喜树碱与具治疗疟疾作用的奎宁都是喹啉衍生物类生物碱。 喜树碱 奎宁5.异喹啉衍生物类生物碱最简单的为鹿尾草中降血压成分鹿尾草碱和鹿尾草定，再如阿片中具有解痉作用的罂栗碱。 鹿尾草碱 鹿尾草定 罂栗碱 6.吲哚衍生物类生物碱最简单的如相思豆中的相思豆碱，作用于中枢神经会产生狂躁、精神错乱。另如可治青光眼毒扁豆碱。 相思豆碱
