天然产物化学-第一章-ba
天然产物化学-绪论
三、天然药物化学成分的分离与精制
(一) 根据物质溶解度差别进行分离 • 原理 • 方法
2020/6/11
(二) 根据物质分配系数的不同进行分离
原理：利用两种互不相溶的溶剂中分配系数的 不同达到分离
• 分配系数（K值）与萃取次数的关系 • 分离因子（β值）与分离难易的关系
2020/6/11
(三) 根据物质吸附能力差异进行分离
❖吸附层析的种类
固—液 吸附
物理吸附(Physical adsorption) 化学吸附(Chemical adsorption) 半化学吸附(Semi-chemical adsorption)
❖物理吸附 ➢基本规律：“相似者易于吸附” ➢基本特点：无选择性、可逆吸附、快速
（2）研究方向的重大转变
• 研究热点向微量、水溶性、大分子成分转变 • 由单纯化学研究向生物活性成分研究转变 • 由单味中药研究向复方中药研究转变 • 生物活性筛选由整体动物向分子水平、基因
水平转变
2020/6/11
（3）组织培养
• 解决植物活性成分含量偏少 • 合理保护药用资源
（4）结构改造和仿生合成
中国 印度
（一）历史对比
1575年 李梃（明）《医学入门》记载发 酵法从五倍子中得到没食子酸； 1170年 洪遵（宋）《集验方》记载樟脑 1578年李时珍（明）《本草纲目》详尽 记载樟脑纯化过程
天然产物化学
天然产物化学
第一章绪论
1.1天然产物化学概述
研究对象：天然产物，由动物、植物及海洋生物和微生物内分离得到的生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。
研究内容：研究天然产物的的提取、分离、结构、性质、功能、结构鉴定、生物合成、化学合成与修饰，是生物资源开发利用的基础。
应用领域：医药、食品、农药、轻工、化工等。
天然产物的存在：差别很大，一个或几个物种，也许很广。
1.2 天然产物分类
一、按组成分
1.生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，
可与酸成盐。游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。
2.苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。非糖部分叫苷元。苷具亲水性，
苷元具亲脂性。
3.挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特
殊气味的天然药物往往都含有挥发油。挥发油具亲脂性。
4.糖类：为天然药物中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本
单位；低聚糖是由2~9个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。
5.有机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金属离子或生物碱盐
的形式存在。按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。前者极性大，具亲水性；
后者极性小，具亲脂性。
6.树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生
浓烟并有明火。树脂具亲脂性。按结构又分为树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇（分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。
天然产物化学第一章
第一章 绪论
一、概述 二、天然产物的生物合成 三、天然产物化学与药物开发 四、天然产物化学发展动向
二、天然产物的生物合成
1. 一次代谢
一次代谢指在植物、昆虫或微生物体内的生物 细胞通过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬酸代谢， 生成生物体生存繁殖所必需的化合物。
4. 天然化合物的主要合成途径
1）莽草酸途径——生成芳香化合物，如酚、氨基酸等； 2）β-多酮途径——生成多炔类、多元酚、前列腺素、四
环素、大环抗生素； 3）甲羟戊酸途径——生成萜类、甾体； 4）氨基酸途径——青霉素、头孢菌素、生物碱； 5）混合途径——如由氨基酸和甲羟戊酸生成吲哚生物碱，
由β-多酮和莽草酸生成黄酮类。
从天然产物中寻找有生理活性的化合物，以此为母 体，进行结构改造合成出具有更好效果的药物或农药， 是目前医药研究和农药开发的常规思路之一。例：
O C H 2 BG lc O H
水杨苷
C O O H O
O C H 3
阿司匹林（解热镇痛药）
H
OO
O
HO
H
O
青蒿素
先导化合物
H
OO
O
HO
H
OCH3
天然产物化学
天然产物化学第一章第一章概论概论第二章第二章研究目的与步骤研究目的与步骤第三章第三章成分预试方法成分预试方法第四章第四章成分提取成分提取第五章第五章成分分离成分分离第六章第六章化学成分鉴定化学成分鉴定第七章第七章各论各论天然产物化学一一..天然产物化学的产生天然产物化学的产生天然产物的化学成为一门学科起始于己于天然产物的化学成为一门学科起始于己于1919世纪是从对鸦片中世纪是从对鸦片中的镇痛成分吗啡与金鸡钠树皮中的抗疟疾成分奎宁开始。现已成为有机的镇痛成分吗啡与金鸡钠树皮中的抗疟疾成分奎宁开始。现已成为有机化学的重要分枝。化学的重要分枝。二二..天然产物化学的定义天然产物化学的定义天然产物化学是运用近代科学技术和方法来研究动物、植物、昆天然产物化学是运用近代科学技术和方法来研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科它甚至包括人虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科它甚至包括人与动物体内许多源源性成分的化学研究因此它是在分子水平与动物体内许多源源性成分的化学研究因此它是在分子水平上研究自然奥秘的学科。上研究自然奥秘的学科。三三天然产物化学的研究范畴天然产物化学的研究范畴天然产物研究主要仍是提取与结构阐明两大范围天然产物研究主要仍是提取与结构阐明两大范围但近年来已但近年来已深入到有机合成、半合成及结构改造方面。所研究的天然产物一深入到有机合成、半合成及结构改造方面。所研究的天然产物一般包括分子量一千以下或一千左右的化合物。般包括分子量一千以下或一千左右的化合物。四四我国发展状况我国发展状况创立于二十年代基本达到或接近国际上同类水平面临任务繁创立于二十年代基本达到或接近国际上同类水平面临任务繁重。重。五天然产物化学研究的意义五天然产物化学研究的意义新技术在天然产物化学的应用使从事天然产物的研究领域不仅新技术在天然产物化学的应用使从事天然产物的研究领域不仅涉及动植物的微量活性成分而且涉及海洋生物、昆虫及其它各种生涉及动植物的微量活性成分而且涉及海洋生物、昆虫及其它各种生物的微量成分化学。天然产物化学研究成果已广泛应用于医药业和农物的微量成分化学。天然产物化学研究成果已广泛应用于医药业和农药中。药中。是新药研究的源泉之一它所显示的结构是新药设计的主要模是新药研究的源泉之一它所显示的结构是新药设计的主要模型。型。天然产物化学的发展不但对医用、日用、农药等方面有重要意义天然产物化学的发展不但对医用、日用、农药等方面有重要意义而且其更远大的作用是对生命起源和生理活动作用的解释作用前途而且其更远大的作用是对生命起源和? 砘疃 饔玫慕馐妥饔们巴静豢上蘖俊２豢上蘖俊２慰际槟?1..中草药有效成分的研究中草药有效成分的研究第一分册第一分册..中科院药物研究所中科院药物研究所..人民卫生出版社人民卫生出版社..22..中草药有效成分提取与分离中草药有效成分提取与分离第二版第二版上海药物所编上海药物所编上海科技出版社上海科技出版社..33..中草药成分化学中草药成分化学林启寿编林启寿编..科学出版社科学出版社44..天然产物化学天然产物化学徐任生主编徐任生主编..科学出版社科学出版
天然产物化学课件
近代药理研究表明, 黄芪中的有效组分是: 黄芪甲苷(Astragaloside Ⅵ )、 黄芪多糖(Astragalan Polysacccharide )、 黄芪异黄酮(Astragalan isoflavone )
黄芪多糖对肿瘤有明显的抑制作用、免疫系统有明显的增 强作用、心血管有明显的保护作用; 黄芪甲苷生理活性最强,其含量是评价黄蔑药材的质量标 准, 对心肌缺血损伤有明显保护作用, 具有明显的抗自由基 损伤作用, 通过增强心肌收缩蛋白对钙的敏感性产生正性 肌力作用; 近年来的研究又发现黄芪异黄酮具有抗再灌损伤, 消除氧 自由基提高心肌抗氧化能力。
3. 组分中药
所谓组分中药就是以中医药理论为基础， 遵循中药方剂的配伍理论与原则，由有效组 分或有效部位配伍而成的现代中药。 组分中药的特点与优势在于，它以临床应 用安全有效的传统中药为基础，适应现代制造 业的工艺技术和质量标准，适用以专利为主的 知识产权保护，有望以药品身份进入国际主流 医药市场。
2. 另外的一些成分，通常没有什么生物活 性，也不起医疗等方面的作用，一般称 为无效成分
Ganoderma lucidum (Leyss. ex Frr.) Karst.
3.
还有一些成分，具有毒害作用， 一般称之为有毒成分
Ricinus communis L.
O
CH3 C
N
N CH3
天然产物化学 第一章绪论
7、20世纪50年代先后自印度萝芙木中获得 降压活性成分利血平，以及从降血糖药长春 花中获得抗癌活性成分春花碱，成为两个很 有价值的药物，引起了各方的重视。
8、 1960年左右开始了对海洋天然产 物的研究
9、20世纪80年代以来，由于分子生物技 术的迅猛发展，为有效成分的提取和功能 研究提供了新方法。
第二节 提取分离方法
一、提取方法
（一）溶剂提取法 1、理想溶剂：有效成分溶解性大，无效 成分溶解性小，与有效成分不起化学反 应；安全、成本低；
（一）溶剂提取法
2. 常 水
亲水性有机溶剂：甲醇、乙醇、
丙酮
用
溶 剂
亲脂性有机溶剂：石油醚、饱
和烷烃
若要提取不同极性的成分，可选择极性递增的
溶剂依次提取。
P12 图2-2 （全面系统分离） 适用于无资料可循的中草药提取分离，分亲脂性、 弱极性、中等极性、中等偏大极性、强极Байду номын сангаас五个 部位
缺点：
操作繁琐 耗费溶剂 费时
P13 图2-3 （水提取液的系统分离） 采用离子交换树脂分为酸、碱和中性三部分 P13 图2-4 （水提取液的系统分离） 蛋白质、多糖、单糖或氨基酸有效部分
二. 天然产物化学成分的系统分离
系统分离：（利用溶剂极性大小对植物成分进行分离提取）
选择一系列的分离措施， 将性质相近的组分集中在一起提取出来， 以便分别与临床、动物实验、检测等相配合 确定该部分是否有效
天然产物化学(一)
1, 2, 6
3, 5,
1‟, 1” 3‟,5‟ glc
β
α
OH
经过研究证明 其甜味成分是 trilobatin； 将新化合物T2a命名为 vacciniifolin。
Glc-O
R1
R2
OH
O
confusoside (T-1): R1 = H R2 = H vacciniifolin (T-2a): R1 = H R2 = OH trilobatin (T-2b): R1 = OH R2 = H sieboldin (T-3): R1 = OH R2 = OH
甜味跟踪
甜味部分经过硅胶柱层析、凝胶柱层析等方法分离
甜味跟踪
单体化合物
光谱鉴定结构
经实验，发现A, B部分均有甜味
T-1
T-2
T-3 A部分 B部分 分离
将得到的T-1, T-2 和 T-3
核磁共振氢谱（1H NMR） 核磁共振碳谱（13C NMR）
T-1的 1H NMR
T-1的 13C NMR
• 现代功能食品(第三代功能食品)被称为“21世纪的食品”。自20世 纪未开始，功能食品市场得到迅速发展，至今全球功能食品功效 成分产品的销售额已超过100亿美元。据预测，未来10年内，全 球功能食品的市场份额将以每年10％的速度增长，显示蓬勃的生 机和广阔的前景。
天化问答
?第一章 绪论:1、什么是天然产物？什么是天然产物化学？天然产物化学研究的内容主要是什么？试论研究天然产物化学的研究目的和意义。答：（1）在化学学科内，天然产物专指由动物、植物、海洋生物和微生物体内分离出来的生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。天然产物化学以各类生物为研究对象，以有机化学为基础，以化学和物理方法为手段，研究天然产物中有效成分的提取、分离、结构、功能、生物合成、生物转化、化学合成与修饰及综合利用等内容的一门科学。主要侧重研究次生代谢产物（主要是有效成分）的提取、分离、化学结构、性质、生物活性、生物合成及开发利用等。天然产物化学研究的目的：从中获得医治严重危害人类健康疾病的防治药物、医用及农用抗菌素，开发高效低毒农药以及植物生长激素和其他具有经济价值的物质。研究天然产物化学的意义：有助于从分子层面认识、开发利用和保护天然产物，通过化学合成、组织培养（细胞培养）、基因工程合成、微生物发酵等多种途径定向获得大量目标物，保障人类的健康，满足环境保护与持续发展的需要。2天然产物的有效成分：从药理学和生物学角度看指具有生物活性的物质，这种物质在化学上能用分子式或结构式表示，并且具有一定的物理常数。3天然产物的无效成分：天然产物中无生物活性的成分。有效成分和无效成分的划分是相对的。天然产物化学按化学结构分类有哪些类型？其各自的结构特点是什么？请举出各自的代表化合物1-2个。答：（1）糖类和苷类。结构特点：糖类：又称碳水化合物，是多羟基醛或酮的碳水化合物，一般为五元环状或六元环状。苷类又称配糖体，是糖或糖的衍生物如氨基酸，糖醛酸等与另一类非糖物质通过糖的端基C原子连接而成的化合物实例：灵芝多糖（2）醌类结构特点：含两个双键的六元环状二酮结构 包括苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌 实例：蒽醌 如大黄酸（天然色素、抗菌）。（3）黄酮类结构特点：具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物 实例：槲皮素 、 葛根素（4）苯丙素类结构特点：含一个或几个C3-C6单位的天然成分实例：香豆素、木脂素（5）萜类与挥发油结构特点：A.萜类:由甲戊二羟酸衍生而成的化合物，分子式符合(C5H8)nB.挥发油（精油）:是一类具有挥发性的油状液体的总称。实例：青蒿素（6）甾体及其苷类结构特点：结构中含有环戊烷骈多氢菲的甾核实例：地高辛、地奥心血康生物碱1/7结构特点：分子结构中含N原子的一类有机化
天然产物化学知到章节答案智慧树2023年齐鲁工业大学
天然产物化学知到章节测试答案智慧树2023年最新齐鲁工业大学
第一章测试
1.世界上最早应用升华法制取有效成分是我国《本草纲目》中记载的（）。
参考答案:
樟脑
2.有效成分是指（）。
参考答案:
具有某种生物活性或治疗作用的成分
3.世界上最早制得的有机酸是我国明代李挺的《医学入门》中记载的（）。
参考答案:
没食子酸
4.有效成分是指（）。
参考答案:
具有生物活性的成分
5.无效成分是指（）。
参考答案:
无生理活性的成分
6.天然产物就是天然药物。（）
参考答案:
错
7.有效成分是指存在于生物体内的具有生理活性或疗效的一类化合物。（）
参考答案:
错
8.植物有效成分的含量不随生长环境的变化而变化。（）
参考答案:
错
9.生理活性成分一定是有效成分。（）
参考答案:
错
10.无效成分不可能变成有效成分。（）
参考答案:
错
11.中药属于天然药物。（）
参考答案:
对
12.天然药物就是中药。（）
参考答案:
错
13.生理活性成分不一定是天然药物的有效成分。（）
参考答案:
对
14.有效成分一定具有生理活性。（）
参考答案:
对
15.所有的多糖都是无效成分。（）
参考答案:
错
第二章测试
1.属于二次代谢产物的是（）。
参考答案:
黄酮
2.由氨基酸途径合成的化合物是（）。
参考答案:
生物碱
3.由复合途径生成的是（）。
参考答案:
查尔酮
4.由甲戊二羟酸途径合成的是（）。
参考答案:
甾类
5.由莽草酸途径合成的是（）。
参考答案:
木脂素
6.由醋酸-丙二酸途径合成的是（）。
参考答案:
醌类
7.经甲戊二羟酸途径衍生而来的化学成分是（）。
参考答案:
萜类
8.植物体内形成萜类成分的真正前体是（），它是由乙酸经甲戊二羟酸而生
天然产物化学的发展史与发展动向
❖（2）为了得到真正的活性成分，将采用多 指标活性筛选体系，并且化学成分的体内代 谢也应给予更多考虑；
❖
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。21.7.1521.7.1520:02:1920:02:19J ul y 15, 2021
❖
14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年7月15日 星期四 下午8时2分19秒20:02:1921.7.15
❖
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年7月 下午8时2分21.7.1520:02Jul y 15, 2021
❖天然产物有效成分的分离和纯化 ❖天然产物有效成分的分子结构鉴定 ❖天然产物有效成分毒理学、药效学评价。
研究天然产物化学的意义
❖研究天然产物化学有助于人类从分子层面全面 了解和认识天然产物，从而通过人工培养或人 工合成的方式定向获得大批量的目标产物并造 福人类。
研究天然产物化学的意义
❖这些目标产物可能是药物，用于帮助人类与 疾病作斗争，保障人类的健康，提高人类的 生存质量；也可能是有特种功能的物质，对 人类生活提供方便；也为我们更好地认识自 然和利用自然，提供了一个渠道。
天然产物化学
《天然产物化学》是化学工业出版社2010年4月出版的一本书，作者是刘翔、王秋安。本书概述了天然产物化学的研究内容和意义，介绍了天然产物提取、分离和结构鉴定的一般方法，系统地论述了天然产物的结构特征、理化性质、提取与分离，天然产物的结构鉴定和生理活性。各种天然产物。最后介绍了生物转化技术在天然产物研究中的应用，并通过实例简要介绍了天然产物的全合成。
内容有效性
本书共分12章，每章都有练习题，书中有试题和练习参考答案。
《天然产物化学》（第二版）适用于化学、应用化学、化工与技术、环境工程、制药工程、生物技术、生物工程、食品科学与工程、药学等专业的高年级本科生和研究生。对其他相关专业的教师和学生也有一定的参考价值。[1]
书目录
第一章导言1
1.1天然产物化学研究内容1
1.2天然产物的生物合成1
1.3天然产物化学与药物开发3
1.4天然产物化学的发展趋势5
练习9
第二章天然产物的提取、分离和结构鉴定2.1天然产物化学成分的初步检测和提取10 2.2色谱分离分析方法26
2.3结晶和再结晶32
2.4天然产物化学成分的结构鉴定34
练习43
第三章糖和糖苷45
3.1单糖的立体化学45
3.2糖苷类47
3.3糖苷的性质49
3.4糖苷的提取和分离51
3.5糖苷的结构测定52
练习56
第四章生物碱58
4.1概述58
4.2生物碱的分类59
4.3生物碱的性质61
4.4生物碱的提取和分离62
4.5生物碱的鉴定和结构测定64 4.6代表性生物碱65
练习70
第五章黄酮类化合物71
5.1概述71
5.2类黄酮的性质74
5.3黄酮类化合物的提取和分离76 5.4黄酮类化合物的结构分析78 5.5类黄酮的应用81
天然产物化学第一章重点知识总结
第一章总论
第一部分绪论（天然产物化学）
定义:《天然药物化学》是一门运用现代化科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
内容：内容包括各类天然产物的化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构类型，物理化学性质、提取分离方法，以及主要类型化学成分的鉴定和生物合成途径等
名词解释：1）生物活性成分（bioactive components)：是经过不同程度药效学试验或生物学活性试验，证明对机体具有一定生理作用的成分。包括有益的和有害的。
（2）有效成分(active components) :具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分
（3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
（4）有效部位(active fraction)：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。
（5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。
（6）单体：即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质
第二部分生物合成
一次代谢
绿色植物→光合作用→将CO
2与H
2
O合成为糖类→代谢出ATP、
NADPH、核糖、丙酮酸等→代谢成核酸、蛋白质、脂质类等
一次代谢产物（primary metabolites）【又称为初级代谢产物】糖、蛋白质、脂质、核酸等对生物机体生命活动来说不可缺少的物质。
二次代谢
生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程
第一章 总论(天然产物)
3、研究对象：
本学科主要学习和研究天然产物、特别是
植物来源天然药物的化学成分。
4、关于天然产物化学成分的复杂性：
天然产物中的化学成分是十分复杂的。某
一种天然产物可能含有几种类型的成分，而每
一个类型又可能含有少则几种、多则十几种、
几十种化学成分。一种天然产物如此，复方天
然产物就更复杂了。
• 由于生源途径的关系，一种天然产物中往往存在母 核相同、取代基不同的同一类型成分，也有不同类 型的成分，
（2）蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种α-氨基 酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为 。但二者分子量不同，一般将分子量在5×103以下称 为多肽，而介于5×103~1×107之间称为蛋白质。蛋白 质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙醇及 其它有机溶剂中变性沉淀。 （3）酶：是有机体内具有催化作用的蛋白质，其 催化作用具有专属性，如特定的酶可催化水解特定的 苷。酶的性质和蛋白质相同。
c 亲脂性的有机溶剂： 这些溶剂的选择性能强，用于亲脂性成分的提取， 如游离生物碱、苷元、挥发油等。 优点：提取专属性强，易回收浓缩。 缺点：价高、易燃、有毒，穿透性差；对设备要求高。
4 提取方法：
提取工艺流程图：提取和分离工艺多用此图表示。 1）浸渍法：也叫冷浸法。将药材粗粉以适当溶剂在常温 下浸泡。多以水类或稀醇为溶剂。适于成分遇热易破坏或 含多糖较多的天然药物的提取。缺点为浸出效果较差，水 提取液易发霉，提取液体积大，浸出时间长。 2）渗滤法：将天然药物粗粉装于渗泸筒中，不断添加溶 剂渗过药粉，从渗泸筒下端不断流出渗泸液。各类溶剂均 可。此法由于溶液浓度差大，浸出效果好，且不破坏成分 。但缺点为溶液体积大，时间长。 3）煎煮法：为天然药物水提取最常用的方法。将天然产 物粗粉用水加热煮沸，保持一定时间，成分即可浸出。煎 煮法必须以水为溶剂。此法提取效率高，但遇热破坏成分 要注意。且含多糖多的成分过滤困难。
天然产物化学-绪论
脂肪酸类
植物一次代谢与生物合成过程
(二) 二次代谢及其代谢产物
二次代谢 以一次代谢产物为原料（或前体），经不同途 径进一步合成的过程叫二次代谢。
二次代谢产物 (secondary metabolites) 产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化 学物质。
二次代谢产物的作用 维持植物的特性与特征,重要的药物资源。
水平转变
（3）组织培养
解决植物活性成分含量偏少 合理保护药用资源
（4）结构改造和仿生合成
第二节 生物合成
Biosynthesis
一、植物代谢及其代谢产物
(一) 一次代谢及其代谢产物 一次代谢
维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。 一次代谢产物 (primary metabolites)
（二）主要任务
新药物研究 功能性食品及相关产品 中药现代化研究
三、天然药物化学的发展简史
▲古代发达与文明的发祥地
埃及
Nile
尼罗河
Yellow River
黄河
巴比伦
Tigris-Euphrates
底格里斯-幼发拉底河
Indus
印度河
中国 印度
（一）历史对比
1575年 李梃（明）《医学入门》记载发 酵法从五倍子中得到没食子酸； 1170年 洪遵（宋）《集验方》记载樟脑 1578年李时珍（明）《本草纲目》详尽 记载樟脑纯化过程
天然产物化学
化学：
化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。
世界由物质组成，主要存在着化学变化和物理变化两种变化形式。
天然产物：
天然产物是指动物、植物提取物或昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，其中主要包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、各种酶类、单糖、寡糖、多糖、糖蛋白、树脂、胶体物、木质素、维生素、脂肪、油脂、蜡、生物碱、挥发油、黄酮、糖苷类、萜类、苯丙素类、有机酸、酚类、醌类、内酯、甾体化合物、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。
天然产物化学：
《天然产物化学》是2010年04月化学工业出版社出版的图书，作者是刘湘、汪秋安。该书概述了天然产物化学的研究内容及其研究开发意义，介绍了天然产物的提取分离与结构鉴定的一般方法，对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取分离、结构鉴定以及生理活性进行了系统讨论。
《天然产物化学》是2015年化学工业出版社出版的图书，作者是张玉军、刘星。
内容简介：
《天然产物化学》根据编者多年的工作积累并参考国内外有关文
献资料编写而成，第1章介绍了天然产物的提取与分离的一般方法，其后各章对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取、分离、鉴定方法、生理活性及应用进行了比较系统的论述，最后一章介绍了部分代表性天然产物的化学合成与化学修饰。
《天然产物化学》可用作化学、应用化学、化学工程与工艺、制药工程、生物工程、生物技术、食品营养与卫生、食品安全和食品科学与工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供从事医药、农药、粮油食品等方面的科学研究、技术开发和生产的工作者参考。
医学课件天然产物化学
aplyolide A
来源：软体动物和海洋微生物
（二）内酯环含有氧环的大环内酯
在原有环结构上的双键和羟基，在次生代谢中氧
化、脱水形成氧环，成为含有氧环的大环内酯，有 3，5，6元氧环。
OMe O MeO O O O OMe N CHO OMe OMe OMe OMe HO MeO O O
Sphinxolide E
《中华人民共和国药典》收载了海藻、瓦楞子 、石决明、牡蛎、昆布、海马、海龙、海螵蛸 等10余个品种。其他主要还有玳瑁、海狗肾、 海浮石、鱼脑石，紫贝齿及蛤壳等。
第一部分：海洋天然产物的结构类型
一．大环内酯类
（macrolides） 内酯环从十元环到六十元 环不等，具有抗肿瘤活性。 可以分为：
O
O
（一）简单大环内酯化合物， 为长链多不饱和脂肪酸的内 酯。
5. 免疫抑制、抗结核作用物质，来源于海洋微 生物。
二．研究方法
（一）提取分离 与植物化学研究方法类似，提取分离多用有机 溶剂法，但由于原料多为藻类、软体动物、珊瑚等， 与植物原料差异很大，如含有的大量蛋白质等。 提取前处理方法： 冷冻、切碎，丙酮提取，或样品解冻后先除去液 体物质，对固体物质以有机溶剂提取，在以不同极 性有机溶剂萃取。
2. 神经作用物质
主要为海洋毒素，如河豚毒素、海兔毒 素等，作用于离子通道，对神经系统起作 用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
OH
OH
OH
OH
苦杏仁苷 （原生苷）
酶 或H+
CN
CH
O
+
HO O
OH OH
OH
HO OH
OH
O OH OH
野樱苷（次级苷）
酶或H+
HCN +
CHO
CN
+
CH OH
HO OH
OH
O OH OH
苷元 (aglycone)
（五）鞣质（tannins）
复杂的多元酚类化合物，因其可鞣皮故称为鞣质，分 为三类。
多数中药具有疗效显著、毒性低等特点，
中医药正在走向世界，显示了其强大的生命
力。
教学ppt
5
海洋生物
海洋中有50多万种动物 ，1万多种植物， 如 海绵、藻类、珊瑚等。 植物：昆布（海带） 动物：如珍珠、海马
微生物
经过发酵，分离和纯化而得到代谢产物（由微生 物产生而且能抵抗其他微生物的物质—抗生素等。
教学ppt
21
总结：化学成分
（一）脂类（lipids）
（ 六）糖
（二）萜类 （terpenoids） （七）氨基酸、蛋白质
（三）生 物碱（alkaloids） （八）有机酸
（四）苷类（glycosides） （九）无机成分
（五）鞣质（tannins）
生物合成途径、物理和化学性质（各章论述）。
教学ppt
2、腊
脂肪酸和脂肪醇生成的固体酯类
3、甾醇类
如β谷甾醇
4、磷脂
HO
中草药成分化学 林启寿 1977， P39
★薏苡仁酯
★ 脂类易溶于石油醚等亲酯性溶剂，难溶于水。
教学ppt
9
★薏苡仁酯
薏苡仁酯 (coixenolide)是从禾本科植物薏米仁 (Coix Lachryma-jobi )得到的油,用艾氏腹水癌小鼠
不能被水解，遇酸等可缩合成鞣酐，黄烷醇类为该种鞣 质前体。
如
HO
O
OH OH
3、新型鞣质
OH OH
（+）儿茶酚
★鞣质易溶于水、醇、丙酮、乙酸乙酯等。
缩合鞣质
OH OH
HO
O
OH
OH
OH
OH
OH
HO
O
OH OH
OH
9 -1 1
OH OH
HO
O
OH
OH OH
天然药物化学（3）姚新生 2001， P241
22
三、提取分离
（一）提取(extract)
1. 升华法 （如 咖啡因） 2. 水蒸汽蒸馏法 — 挥发油
3. 溶剂法
4. 超临界流体萃取法
教学ppt
23
2. 水 蒸 汽 蒸 馏 装 置
教学ppt
24
3. 溶剂法
（1）常用溶剂：石油醚、苯、乙醚、氯仿、
乙酸乙酯、 正丁醇、 丙酮、乙醇、 甲醇、水
易溶于水，难溶于亲脂性有机溶剂。
教学ppt
15
（四）苷类（glycosides）
苷（配糖体、甙） 非糖类化合物与糖通过苷键（缩醛键） 结合生成的一类化合物叫苷，苷遇酸和酶 可水解为苷元和糖。
★ 苷: 极性大，易溶于热水、醇。 ★ 苷元: 极性小， 难溶于水。
教学ppt
16
CN
CH
O
O
HO
O
O
OH OH
1、可水解鞣质
糖（或多元醇）和酚类以酯键或苷键结合，在酸、碱 或酶作用下可被水解。常见的酚类如下：
HO
O
O
OH
HO
COOH
HO
OH
HO
O
HO
O
没食子酸
逆没食子酸
教学ppt
18
可水解鞣质
HO
O HO O
O
OC O
O
O
OH OH
OH
HO
OH
HO
OH HO
OH
地榆鞣质 H-5
教学ppt
19
2、缩合鞣质（多聚体）
（4）生物转化，经动物体内代谢或组合生物催化合成结构 独特化合物，以进行活性成分筛选研究。
教学ppt
7
总结：天然药物资源
中草药 陆地植物、动物、矿物 海洋生物 微生物 生物技术产物
教学ppt
8
二、化学成分
天然药物资源中所含化学成分复杂，其主要是
（一）脂类（lipids）
1、油脂
为混合物，甘油脂肪酸酯等
薄荷醇为薄荷挥发油的主要成分，具有 镇痛和止痒作用。
薄荷醇
OH
★ 萜和挥发油为亲脂性化合物，易溶
于石油醚、乙醚等溶剂，难溶于水。
教学ppt
14
（三）生物碱（alkaloids）
来源于生物的一类含氮的化合物，多数化合物N在环内， 与酸可成盐。
HO N
H3CO
奎宁
N
★ 游离碱难溶于水，可溶于氯仿等有机溶剂；生物碱盐
植物灵芝，并以植物来源为主。 动物：如地龙（蚯蚓）、牛黄等 矿物：如石膏等
教学ppt
3
目前已鉴定的中药有8千多种， 少数民族用药，如藏药、傣药、壮药、 苗药、朝药等达3千余种，还有其他 民间用草药，已进入科学记载的中国 植物达42200种，这些都是我国的宝 贵财富。
教学ppt
4
我国著名的早期药书《神农本草经》出 版于公元前一世纪西汉末年，后又经唐、宋、 元、明、清中各代药学家的完善形成了浩瀚 的文献资料。明代李时珍的《本草纲目》 （1590-1596年）是最重要的，堪称药学巨 著，现已译成英、日、德、法等多种语言文 字，成为世界性的重要药学文献之一。
教学ppt
6
生物技术产物
生物技术在扩大药用资源方面的应用主要有： （1）小植物的大规模培养，建立珍稀濒危植物的快速繁殖，
主要是通过植物器官胚等形成植株。 （2）悬浮培养细胞，以产生大量次生代谢产物。 （3）由农杆菌感染的植物组织形成的毛状根等是继培养细
胞系统之后又是一重要培养系统，目前已有人参、青蒿、丹 参等近50种植物建立了毛状根培养系统。
天然药物化学
第一章 总论
天然药物化学是运用现代科学理论和方法研究天然 药物资源中化学成分的一门学科。
主要研究内容为天然药物资源中化学成分的
结构及分类
物理和化学性质
提取分离方法
结构测定方法
合成途径、生物活性以及天然药物的研究
与开发等。
教学ppt
2
一、天然药物资源
中草药
在中国，天然药物资源主要是中草药，包括 植物：如种子植物人参、大枣，真菌类
教学ppt
11
萜类名称
来自百度文库
单萜
CH2=C-HC=CH2 倍半萜
CH3
二萜
异戊二烯 (isoprene)
三萜 四萜
多萜
异戊二 烯数目
2 3 4 6 8 n
碳数
10 15 20 30 40 5n
教学ppt
12
穿心莲内酯（抗炎）
O
HO
O
二萜（C20）
HO
C H 2O H
教学ppt
13
挥发油（单萜、倍半萜）
模型测试,确定其为有效成分。
CH3- CH-O-CO-(CH2)9-CH=CH-(CH2)5-CH3 CH3- CH-O-CO-(CH2)7-CH=CH-(CH2)5-CH3
教学ppt
10
（二）萜类（terpenes or terpenoids）
按照“实验的异戊二烯法则”，认为 萜类是由异戊二烯聚合而成的化合物，有 单萜 — 多萜。是天然界最多的一类化合物， 已有2万多个化合物结构被确定。