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1、天然药物化学天然药物化学 Chemistry of Natural Products Chemistry of Natural Products 第一章 总总 论论 （Generation）本本 章章 内内 容容第一节第一节 绪论绪论第二节第二节 生物合成生物合成第三节第三节 提取分离方法提取分离方法第四节第四节 结构研究方法结构研究方法第一节第一节 绪论（绪论（Exordium)1.1 天然药物化学研究内容天然药物化学研究内容 1.天然天然药物化学物化学：是运用：是运用现代科学理代科学理论和方法和方法 研究天然研究天然药物中化学成分的一物中化学成分的一门学科。学科。2.研研究究内内容容：主主
2、要要指指天天然然药物物的的化化学学成成分分（多多为有有效效成成分分）的的结构构特特点点、理理化化性性质、提提取取分分离离方方法、法、结构构鉴定、定、结构改造及生合成途径。构改造及生合成途径。1.2 天然药物化学的简要发展历程天然药物化学的简要发展历程1 天然药物化学中的相关术语天然药物化学中的相关术语有效成分有效成分:天然天然药物中具有一定的物中具有一定的生理活性生理活性、能代表、能代表天然天然药物物临床床疗效效的的单一一化合物。化合物。无效成分：无效成分：是指与有效成分共存的其他成分，如植物是指与有效成分共存的其他成分，如植物中普遍存在的无明中普遍存在的无明显生理活性的化合物。生理活性的化合
3、物。生物活性成分生物活性成分：是：是经过药效效试验或生物活性或生物活性试验，证明明对机体有一定生理活性的成分。机体有一定生理活性的成分。本本 章章 内内 容容第一节第一节 绪论绪论第二节第二节 生物合成生物合成第三节第三节 提取分离方法提取分离方法第四节第四节 结构研究方法结构研究方法三、主要的生物合成途径三、主要的生物合成途径1.1.醋酸醋酸-丙二酸途径：丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类脂肪酸、酚、蒽酮类2.2.甲戊二羟酸途径：甲戊二羟酸途径：萜、甾体类萜、甾体类3.3.桂皮酸途径：桂皮酸途径：苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类4.4.氨基酸途径：氨基
4、酸途径：生物碱生物碱5.5.复合途径：复合途径：醋酸醋酸-丙二酸丙二酸莽草酸径莽草酸径 醋酸醋酸-丙二酸丙二酸甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径 氨基酸氨基酸甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径 氨基酸氨基酸-醋酸醋酸-丙二酸途径丙二酸途径 氨基酸氨基酸莽草酸径莽草酸径 本本 章章 内内 容容第一节第一节 绪论绪论第二节第二节 生物合成生物合成第三节第三节 提取分离方法提取分离方法第四节第四节 结构研究方法结构研究方法第三节第三节 提取分离方法提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：一、天然药物有效成分的提取：常用的方法：常用的方法：1、溶溶剂提取法（最常用的方法）提取法（最常用的方法）2、水蒸气蒸、水蒸气
5、蒸馏法（法（挥发性的物性的物质）3、升、升华法法（升（升华性的物性的物质）第三节第三节 提取分离方法提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：一、天然药物有效成分的提取：1 1、溶剂提取法、溶剂提取法（一）常用溶（一）常用溶剂：水：水：亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂 石油醚：石油醚：亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂 *常见溶剂极性强弱顺序如下常见溶剂极性强弱顺序如下：环己烷石油醚苯环己烷石油醚苯 二氯甲烷乙醚氯仿乙酸二氯甲烷乙醚氯仿乙酸乙酯丙酮正丁醇乙醇甲醇乙酯丙酮正丁醇乙醇甲醇 乙腈乙腈 水水 吡吡啶乙酸啶乙酸（二）溶（二）溶剂提取法原理：提取法原理：相似相溶相似相溶 一、天然药物有效成分的提取一、
6、天然药物有效成分的提取 1、溶剂提取法、溶剂提取法 化合物化合物亲水性和水性和亲脂性程度的大小与分子脂性程度的大小与分子结构有直接的关系。构有直接的关系。eg：两种母核相同的成分：两种母核相同的成分：官能官能团极性越大极性越大/极性官能极性官能团数目多数目多分子极性大分子极性大亲水性水性强浸渍法：浸渍法：水水/稀醇，冷提稀醇，冷提渗漉法：渗漉法：乙醇，冷提乙醇，冷提超声提取：超声提取：各种溶剂，可加热各种溶剂，可加热煎煮法：煎煮法：水水回流提取回流提取：有机溶剂，溶剂用量大：有机溶剂，溶剂用量大连续回流提取：连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器有机溶剂，索氏提取器超临界流体萃取（超临界流体萃取（
7、SFE)按具体的操作方法分为：按具体的操作方法分为：一、天然药物有效成分的提取一、天然药物有效成分的提取 1、溶剂提取法、溶剂提取法小小结 1、掌握常用溶、掌握常用溶剂的极性的极性强弱弱顺序。序。2、熟悉天然、熟悉天然药物化学提取方法以及物化学提取方法以及各种提取方法的各种提取方法的优缺点。缺点。1.1.根据根据溶解度溶解度差别进行分离差别进行分离 1.1 结晶法晶法（纯化化时常用）常用）条件：条件：浓度、合适的溶度、合适的溶剂；重重结晶只能晶只能纯化化杂质在在5%以下的固体有机以下的固体有机物物，如，如杂质含量含量过高，需先高，需先经过其他方法初其他方法初步提步提纯，如萃取、水蒸汽蒸，如萃取
8、、水蒸汽蒸馏、减、减压蒸蒸馏、柱柱层析等析等二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制1.2 沉淀法沉淀法：a 溶溶剂沉淀法：沉淀法：改改变极性使部分物极性使部分物质沉淀析出沉淀析出水提醇沉法：水提醇沉法：除去多糖、蛋白除去多糖、蛋白质等水溶性等水溶性杂质醇提水沉法：醇提水沉法：除去除去树脂、叶脂、叶绿素等水不溶性素等水不溶性杂质醇醇/醚法：法：析出皂苷丙析出皂苷丙酮（醇（醇/丙丙酮法）法）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制b 酸碱沉淀法：酸碱沉淀法：改改变pH酸酸/碱法：生物碱碱法：生物碱类碱碱/酸法：黄酸法：黄酮、蒽、蒽醌类等等电点沉淀蛋
9、白点沉淀蛋白质二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制 常常见的方法：的方法：液液-液萃取法液萃取法 纸色色谱法（法（PC或或PPC）逆流分溶法（逆流分溶法（CCD）液滴逆流分溶法（液滴逆流分溶法（DCCC）高速逆流色高速逆流色谱（HSCCC）气液分配色气液分配色谱（GC或或GLC）液液液液-分配色分配色谱（LC或或LLC）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制2.2.根据根据分配比分配比不同进行分离不同进行分离2.2 酸碱性成分的分离酸碱性成分的分离pH-梯度萃取法梯度萃取法pH12，则酸酸性性物物质多多呈呈解解离离状状态（A-）、碱碱性物性
10、物质则呈非解离状呈非解离状态（B）存在。）存在。简单萃取萃取：利用分液漏斗：利用分液漏斗进行两相溶行两相溶剂萃取。萃取。二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.1 吸附分吸附分类：物物理理吸吸附附：无无选择性性的的吸吸附附，吸吸附附解解析析发生迅速。吸附生迅速。吸附剂如硅胶、氧化如硅胶、氧化铝、活性炭等、活性炭等化化学学吸吸附附：不不可可逆逆性性。如如碱碱性性氧氧化化铝对酚酚酸酸性成分的吸附，硅胶性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。生物碱的吸附等。半半化化学学吸吸附附：聚聚酰胺胺对酚酚酸酸类、醌类的的氢键吸附。吸附。3.3.根据物质的根据物质的吸附性吸附性差别进行分
11、离差别进行分离吸附吸附色谱法色谱法二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制吸附原理：相似相吸吸附原理：相似相吸影响吸附影响吸附过程的三要素：程的三要素：吸附吸附剂（固定相），（固定相），溶溶质（被分离物（被分离物质），），溶溶剂（洗脱（洗脱剂，展开，展开剂，流，流动相）相）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.2 硅胶、氧化硅胶、氧化铝 硅胶硅胶：应用最广，用最广，适用适用于各于各类成分分离成分分离 氧化氧化铝：有中性、酸性、：有中性、酸性、碱性氧化碱性氧化铝。碱性氧碱性氧化化铝不适合于分离酸不适合于分离酸性成分，多用于分离性成分，多用于分
12、离生物碱生物碱。二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.2 硅胶、氧化硅胶、氧化铝：被分离物被分离物质吸附力与吸附力与结构的关系构的关系 被分离物被分离物质极性大，吸附力极性大，吸附力强，Rf值小，小，洗脱洗脱难，后被洗脱下来。，后被洗脱下来。官能官能团极性大小排列极性大小排列顺序：序：-COOH Ar-OH R-OH R-NH2,RNHR,RNR R R-CO-NRR RCHO RCOR RCOOR ROR RH二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.2 硅胶、氧化硅胶、氧化铝：溶溶剂(洗脱洗脱剂)的极性与洗脱力的关系的极性与洗脱力的关
13、系洗脱洗脱剂极性越大极性越大,洗脱力越洗脱力越强.二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制练习:从黄花从黄花夹竹桃果仁中分离到七种竹桃果仁中分离到七种强心苷成心苷成分分,比比较极性大小和硅胶柱上洗脱极性大小和硅胶柱上洗脱顺序序.名称名称RR黄夹苷黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷黄夹次苷ACHOH黄夹次苷黄夹次苷BCH3H黄夹次苷黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹单乙酰黄夹次苷次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B R”=COCH3,其它其它R”=H二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成
14、分的分离与精制答案：答案：1.极性极性(大大小小)：黄：黄夹苷苷A黄黄夹苷苷B 次苷次苷D次苷次苷C次苷次苷A次苷次苷B 单乙乙酰黄黄夹次苷次苷B2.硅胶柱上的出柱硅胶柱上的出柱顺序：后序：后先先二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.3 聚聚酰胺胺(Polyamide)是由己是由己酰胺聚合成的胺聚合成的一一类高分子化合物。高分子化合物。分离原理分离原理：主要通：主要通过酰胺胺键与酚与酚羟基、酸、基、酸、醌等形成等形成氢键，产生生吸附吸附作用。吸附力取决于作用。吸附力取决于形形成成氢键缔合的能力合的能力。二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精
15、制练习练习:某植物中分得某植物中分得3个黄个黄酮化合物，化合物，结构如下构如下,比比较它它们的极性大小及在硅胶的极性大小及在硅胶TLC和聚和聚酰胺薄胺薄膜上膜上Rf值大小大小顺序序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham极性大小极性大小:SiO2-TLC Rf:Polyamide TLC,Rf:二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制极性大小极性大小:C B ASiO2-TLC Rf:A B CPolyamide TLC,Rf:C B A答案：答案：二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制4.2凝胶种凝胶种类:葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G):只适于在只适于在水水中中应用用,分离多糖、分离多糖、蛋白蛋白质等等.羟丙基葡聚糖凝胶丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：适用于各适用于各类化合物的分离，除具有分子化合物的分离，除具有分子筛的的特性外，特性外，还起到反相分配色起到反相分配色谱的效果。的效果。常用溶常用溶剂有有甲醇、甲醇、氯仿仿-甲醇甲醇等。等。4.4.根据物质根据物质分子大小差别分子大小差别进行分离进行分离凝胶滤过法凝胶滤过法二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制