天然药物化学绪论和糖 ppt课件

天然药物化学涉及的内容
天然药物化学涉及的内容主要是“化学”，其内容 和方法其实与天然产物化学（Chemistry of Natural Products）有关。天然药物化学涉及的主要内容包括：
① 化学成分的提取 ② 化学成分的分离 ③ 化学成分的纯化 ④ 化学成分的结构测定 ⑤ 化学成分的活性研究
吸附剂：氧化铝
氧化铝带有碱性，对于分离一些碱性中草 药成分，如生物碱类的分离颇为理想。不宜用 于醛、酮、酸、内酯等类型的化合物分离。
聚酰胺吸附色谱法
❖ 聚酰胺（poliamide）吸附属于氢键吸附，是一种用途十分广泛的分离方 法，极性物质与非极性物质均可适用，但特别适合分离酚类、醌类、黄 酮类化合物。
什么是天然药物
天然药物是指来源于植物、动物和微生物的药物
✓ 粗品：如中药饮片、动物器官、微生物发酵物 ✓ 提取物：如中药浸膏 ✓ 一定纯度的化合物：吗啡、青霉素、紫杉醇等
多数天然药物目前仍以粗品或提取物为主，化学组 成十分复杂。一旦纯化为化合物往往不再从天然来源获 得，而是通过化学合成、半合成的方法制备
大孔吸附树脂
吸附性：范德华引力 或生成氢键的结果。 筛选原理：本身多孔 性结构所决定。.
大孔吸附树脂是吸附性 和分子筛性原理相结合 的分离材料，根据吸附 力的不同及分子量的大 小，在大孔吸附脂上经 一定的溶剂洗脱而分开。
凝胶色谱法
利用分子筛分离物质的一种方法。样品混合 物中各个成分因分子大小各异，渗入至凝胶颗粒 内部的程度也不尽相同，故在经历一段时间流动 并达到动态平衡后，即按分子由大到小顺序先后 流出并得到分离。
β―D―葡萄糖
多形成
O
O
ａ-- L―鼠李糖 CH 3
CHO
H
OH
HO
H
H
OH
H
OH
CH2OH
葡萄糖
H OH
H OH HO H O
H OH H
CH2OH
a-D-葡萄糖
HO H
H OH HO H O
H OH H
CH2OH
-D-葡萄糖
H OH
H HO
H HOCH2
OH HO OH H
HO H
H HO
H HOCH2
OH HO OH H
Fisher
CH2OH
H
OH
O
OH H
HO
OH
H OH
CH2OH
H
O OH
O
OH H
HO
H
H OH
Haworth
六碳吡喃糖 C-6基团向上为D型 C-6基团向下为L型
四、苷类 (glycosides)（配糖体）
糖或糖的衍生物 （氨基糖，糖醛酸等）
非糖物质 （黄酮，萜类等）
糖原
糖的端基 苷
红外光谱
❖ 概念: ▪ 当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐 射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子 振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱 称为红外光谱。又称为分子振动转动光谱。
❖ 用途： ▪ 特殊官能团的判定 ▪ 羟基 3000-3500 cm-1 ▪ 羰基 1600-1700 cm-1 ▪ 苯环
第一节 单糖的立体化学
单糖(monosaccharide)是多羟基醛或酮，是组成糖及其衍生物的基本单 位。单糖的结构可用Fisher投影式、Haworth投影式和优势构象式表示。
CH 2 OH O
2-酮 羰基
CH 2 OH O
HO
H
HO
H
H
OH
H
OH
H
OH
HO
H
CH 2 OH
D-果 糖 D － fructose
NMR 法
1H-NMR
提供化学位移、偶 合常数、积分比、 裂分图形 判断H的化学环境 、个数及空间位置
13C-NMR
提供C的个数， 峰值大小
推测结构的骨架 类型和立体构型
糖类结构类型
❖ 单糖：多羟基醛或酮 ❖ 聚糖：单糖的端基碳原子的羟基与另一分子糖缩合，根据聚合度分为低
聚糖(oligosaccharide)和多聚糖(polysaccharide)，多糖根据糖的类型分 为均多糖(homosaccharide)和杂多糖(heterosaccharide)；根据来源分 为：植物多糖和动物多糖 ❖ 甙（Glycoside）：单糖的端基碳原子的羟基与非糖物质的羟基、氨基、 巯基或烷基上的活泼氢缩合，非糖部分称为甙元（aglycon）
3. 天然化合物结构鉴定
波谱方法
紫外光谱 红外光谱 质谱
核磁共振氢谱 核磁共振碳谱
紫外光谱
❖ 概念:
▪ 紫外光谱是分子中某些价电子吸收了一定波长的电磁波，由 低能级跃近到高能级而产生的一种光谱，也称之为电子光谱。
❖ 基本原理
▪ 目前使用的紫外光谱仪波长范围是200~800nm。其基本原理 是用不同波长的近紫外光（200~400nm）依次照一定浓度的 被测样品溶液时，就会发现部分波长的光被吸收。如果以波 长λ为横坐标（单位nm），吸收度 （absorbance）A为纵坐 标作图，即得到紫外光谱（ultra violet spectra，简称UV）
天然药物化学的研究方法
① 分离纯化技术 a．溶剂萃取 b．各种层析技术（LC、TLC、HPLC、GC） c．其它分离技术（电泳、电渗析、超滤、超临界萃取） d. 结晶技术（如蛋白质结晶培养）
② 化学结构测定 a. 波谱技术（UV、IR、NMR、MS、ORD、CD） b. 化学反应
③ 活性测试方法 根据试验活性的要求，选择合适的药理模型。由于天然化 学成分大多含量很低，得到很困难，一般首先选择灵敏、 选择性高的活性测试方法，如酶、受体、细胞等试验
苷元或配基
碳原子
键
aglycone or genin
苷 (glycosides)
据苷键原子的不同：
❖ 氧苷 醇苷、酚苷、氰苷、酯苷、吲哚苷等。 ❖ 硫苷 端基-OH与苷元上的巯基缩合而成的苷。 ❖ 氮苷 端基碳与苷元上的氮原子相连的苷。 ❖ 碳苷 糖基直接连在苷元碳原子的苷类。
④ 有机合成技术
2.天然化合物的柱色谱分离
硅胶或氧化铝色谱法
高效液相色谱法
聚酰胺色谱法
柱色谱
分配柱色谱法
凝胶色谱法
大孔树脂柱色谱法
吸附剂： 硅胶
层析用硅胶为一 多孔性物质，分 子中具有硅氧烷 的交链结构，同 时在颗粒表面又 有很多硅醇基。
硅胶是酸性吸 附剂，适用于 中性或酸性成 分的层析。同 时硅胶也可吸 附碱性化合物
质谱
❖ 质谱分析本是一种物理方法，其基本原理是使试样中各组 分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离 子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。 在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色 散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。
▪
场解析质谱（FD-MS）
▪
正负离子快原子轰击质谱（FAB-MS）
▪
电喷雾质谱（ESI-MS）
核磁共振波谱
❖ NMR是研究处于磁场中的原子核对射频辐射(Radio-frequency Radiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行 定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析 ❖核磁共振氢谱 ❖核磁共振碳谱
射频辐射→原子核(强磁场下能级分裂) →吸收→能级跃迁→NMR
单糖成环后新形成的一个不对称碳原子称为 端基碳(anomeric carbon)，生成的一对端基 异构体 (anomer)有、二种构型。
苷元 + 糖
苷
糖的构型
绝对构型 依C5-R取向
端基碳原子的相对构型 依C1-OH与 C5-R相对位置
D-型 （向上）
L-型 （向下）
β-型
ａ-型
（同侧） （异侧）
CH 2 OH
L-山 梨 糖 L-sorbose
一、单糖的绝对构型
习惯上把单糖Fisher投影式中距羰基最远的那个不对称碳原子的
构型定为整个糖分子的绝对构型。其羟基向右的为D型，向左的为L型。
CHO
HO
H
HO
H

H
OH
CH 2OH
D-来 苏 糖
CHO
H
OH
HO
H
HO
H
CH 2OH
L-阿 拉 伯 糖
二、单糖的端基差向异构体