药学课件 天然产物化学成分的研究方法

黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇 等强极性溶剂中；但难溶或不溶于 苯、氯仿等有机溶剂中。黄酮类化 合物因分子中多具有酚羟基，故显 酸性，可溶于碱性水溶液、吡啶、
甲酰胺及二甲基甲酰胺中。
O
AC
B
O
六、萜类和挥发油类化合物
凡是由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5H8）n通式的 衍生物均称为萜类化合物。绝大多数萜类物质可以看作是由 异戊二烯首尾相连形成的聚合体。萜类化合物在自然界分布
挥发油又称精油，是一类可随水蒸气蒸馏的与水不相混溶 的油状液体。凡是有香味的植物或中药，几乎都有挥发油 存在，如桂皮、当归、荆芥、薄荷等。这类物质所含化学 成分比较复杂，但主要是由萜类和芳香族化合物以及它们 的含氧衍生物所组成；此外还包括含氮及合硫化合物。
挥发油为无色或淡黄色的透明油状液体，具香味，常 温下能挥发，有较强的折光性和旋光性；在水中的溶解度 极小，却能赋与水溶液以特殊的香味，成为芳香水。挥发 油易溶于大多数有机溶剂中，如乙醚、苯、石油醚等，也 能溶于乙醇中，醇浓度愈高，挥发油在其中的溶解度也愈 大。临床上挥发油具有平喘、发汗、解表、祛痰、驱风、 镇痛、杀虫、抗菌等作用。
植物体内的无机成分主要为钾盐、钙盐和 镁盐。它们或与有机物结合存在，或者成为特殊形
状的结晶存在，例如草酸钙结晶等。某些中药中的无 机盐含量较多，并有一定的药理作用，如夏枯草中所 含钾盐已被证明与夏枯草的降压、利尿作用有关。在 提取过程中一般要除去无机盐。
蛋白质存在于所有植物的各种组织细胞中，以种子类 和根类药材中含量较高。虽然在大多数情况下，蛋白质 没有医疗价值，在提取中药有效成分时，应作为杂质除 去。但近年来人们却不断发现某些蛋白质或多肽有显著
的生理活性。例如从中药栝楼根中分离得到的天花粉（ 中期妊娠引产），水蛭素（抗凝血）等。
十二、鞣质类化合物
天然产物化学成分的研究方法
内容提要
一、天然药物化学成分简介 二、天然药物化学成分主要生物合成途径 三、天然产物有效成分提取方法的原理 四、天然产物有效成分分离与精制的原理 五、色层分离法 六、化合物结构研究的主要程序 结构研究中采用的主要方法—— UV IR MS NMR
第一节、天然药物化学成分简介
七、三萜类化合物
多数三萜类衍生物的基本骨架是由6个异戊二烯单位、30个碳
原子组成的。有的以游离的形式存在，有的则与糖结合成苷的
形式存在，该苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似
肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷。该类皂苷多具有羧基，
所以有时又称之为酸性皂苷。已发现的三萜类化合物结构类型
很多，多数三萜为四环三萜和五环三萜，也有少数为链状、单
八、甾体类化合物
是一类结构中具有具有环戊烷骈多氢菲结构的甾体基本母 核的化合物。甾体皂苷元由27个碳原子组成，分子中都含有
A、B、C、D、E和F六个环，其中A、B、C、D环具有环戊烷 骈多氢菲结构的甾体基本母核。E环和F环以螺缩酮形式相联 接，它们与甾体母核共同组成了螺旋甾烷的结构。甾体皂苷的 分子量较大，不易结晶，大多为无定形粉末，而皂苷元大多有 完好的结晶。皂苷多数具有辛辣味，其粉末对人体各部位的粘 膜有较强的刺激性。大多数皂苷极性较大，易溶于水、含水稀 醇、热甲醇和乙醇，难溶于丙酮、乙酸。
黄酮类成分也是广泛存在于植物体中的一类黄色色素。 含黄酮类成分的中药很多，如槐花米、陈皮、芜花、金银 花、淫羊藿、银杏叶、紫花等。这类化合物的生理作用是 多种多样的，如芦丁、橙皮成、葛根素等已用于临床治疗 心血管系统疾病，一些黄酮类化合物还有抗菌、抗炎、抗 病毒等作用。
十五、油脂和蜡类化合物
油脂大多为一分子甘油与三分子脂肪酸所成的 酯。植物体中的油脂主要贮存于种子中，油脂比水轻 ，不溶于水，易溶于醚、苯、石油醚、丙酮和热乙醇中
鞣质又称单宁或鞣酸，是一类复杂的多元酚类化合物 的总称，可与蛋白质结合形成致密、柔韧、不易腐败又 难透水的化合物。因此，制革工业上用以擦皮为革，所 以称为鞣质。
鞣质大多为无定形粉末，能溶于水、乙醇、丙酮、 乙酸乙酯等极性大的溶剂，不溶于乙酸、氯仿、苯、石 油醚等极性小的有机溶剂，可溶于乙醇和乙醇的混合溶 液中。 在提取中药有效成分时，一方面要考虑它的生理活性； 另一方面它也常作为杂质除去。
十三、有机酸类化合物
在中药中常见的有机酸有柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、 草酸等。它们在植物体中除少数以游离态存在外， 一般都与钾、钙、镁等金属离子或生物碱结合成盐。 在含有有机酸的提取液中加人氢氧化钡或氢氧化钙 等能生成钡盐和钙盐沉淀；若加入醋酸铅或碱式醋 酸铅溶液时，则生成铅盐沉淀。
十四、植物色素类化合物
通常指其二聚物，少数为三聚物和四聚物。
形 态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶
溶解性：
游 离——亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等
成 苷——水溶性增大
挥发性：多数不挥发，少数有升华性质
旋光性：大多有光学活性，
9'
遇酸易异构化。
8'
98
β
7'
3
2 1 7α
2'
1' 6'
4 5
6 3'
5' 4'
四、醌类化合物
色素广泛存在于中药中，根据它们的溶解性质可以分为
脂溶性色素和水溶性色素两大类。脂溶性色素主要包
括叶绿素和胡萝卜素类等；水溶性色素主要是黄酮类、花 色素、蒽醌等成分。
脂溶性色素并不完全是无效物质，如叶绿素的水溶液制 剂有一定的抗菌、消炎、促进肉芽生长的作用，可用以治 疗皮肤创伤、溃疡和灼伤等疾病。胡萝卜素是维生素A的 前体，服后在人体内变成维生素A，可用于防治维生素A缺 乏症。
五、黄酮类化合物
黄酮类化合物大都呈现黄色。黄酮类化合物是广泛存在于自 然界的一大类化合物，数量之多列天然酚性化合物之首，在植 物体内大部分与糖结合成苷，一部分以苷元形式存在。黄酮类 化合现在泛指两个苯环（A和B环）通过三个碳原子（中央三 碳链）相互联结而成的一系列化合物(C6—C3—C6 )。黄酮类 化合物多为结晶性固体，少数为无定形粉末。一般游离苷元难 溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等有机溶 剂及稀碱水溶液中。
氨基酸为无色结晶，大部分易溶于水，难溶于有机溶 剂。
蛋白质和酶蛋白质是由二十多种α-氨基酸通过肽键首 尾相连结合而成的高分子化合物，从这点来说，它与多 肽没有区别，但一般将分子量在5×103以下的称为多肽 ，而分子量介于5×103～1×107之间的称为蛋白质。由于 氨基酸不同和空间构型的不同而形成多种蛋白质。
低聚糖通常是由2～10分子的单糖脱水缩合而成的化合 物，它们仍具有甜味和易溶于水的性质，但难溶或几不溶 于乙醇等有机溶剂中，故合低聚糖的水提液中加入乙醇时 ，即可沉淀析出。
多糖通常是由10个以上至上千个单糖脱水而形成的高聚 物，故水解后能生成很多分子的单糖。多糖已失去一般糖 的性质，没有甜昧，大多不溶于水，有的即使溶于水，也 只能生成胶体溶液。
苷类化合物是一类可用稀酸或酶水解后产生糖和非糖两 部分的化合物，非糖部分称为苷元。苷类多数是无色、无 臭的晶体，能溶于水，可溶于乙醇、甲醇，难溶于醚或苯 中，有些苷可溶于乙酸乙酯、氯仿中。而苷元则难溶于水 ，易溶于有机溶剂。
苷类=非糖(苷元)+糖
OO
OH
（天麻素）
红景天苷
天麻素具有镇静、催眠、抗惊厥作用，现已人工合 成。临床用于神经衰弱、失眠、神经性头痛等症。
环、双环和三环三萜。
21
18 12
19 11 9
1 2 10 H
34 5 H6
29 28
13 14
8 30
7
22 20
23 17
16
15
24 25 27
26
30
29
19
20 21
12 H
18
22
25 11 26 13
H 17
28
1
9
14
16
2
10
H
8 27
15
3
5 4
7
H6
24
23
三萜类化合物多有较好的结晶；若与糖结合成为 苷类，则不易结晶，多为无色无定形粉末，但也有 少数为晶体。三萜皂苷元易溶于石油醚、苯、氯仿 等有机溶剂，不溶于水；三萜皂苷可溶于水，易溶 于热水，稀醇、热甲醇和热乙醇中。几乎不溶于石 油醚、苯等极性小的有机溶剂，含水的丁醇或戊醇 对皂苷的溶解度较好，因此是萃取皂苷时常用的溶剂。
生物在生长时期进行的一系列新陈代谢过程，形 成和积累了种种化学物质。其中主要有生物碱、萜 类、甾体、苷类、黄酮体、蒽醌、香豆素、有机酸、 氨基酸、单糖、低聚糖、多糖、蛋白质、酶及鞣质 等，一般认为这类物质具有药用价值．而纤维素、 叶绿素、蜡、油脂、树脂和树胶等，被认为是具有 经济价值的成分，在研究植物生理活性成分时作为 杂质除去。
我们将一些重要的天然药物化学成分的理化性质 作一简要介绍。
一、糖和苷类化合物
糖类是中药中普遍存在的成分，是多羟基醛或酮及其缩 聚物。根据其分子水解反应的情况，糖类可以分为单糖类 、低聚糖和多聚糖类及其衍生物。
单糖多为无色晶体，有旋光性，味甜，易溶于水，难溶 于无水乙醇，不溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。比如 ：葡萄糖（glc）等。
香豆素
香豆素母核为苯骈α-吡喃酮。环上常有取代基。 游离—— 能溶于沸 H2O，不溶或难溶冷 H2O，
可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。 因含Ar-OH故可溶于碱水中。 成苷—— 溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。 难溶极性小的有机溶剂。
木脂素（lignans）：
一类物
是一类含有一个或几个C6-C3单位的天然成份，在苯核 上有酚羟基或烷氧基取代。
这类成份包括：苯丙烯、苯丙醇、苯丙酸及其缩酯、香 豆素、木脂素、黄酮和木质素等。 常见的苯丙酸类：