天然产物2讲述资料
天然产物化学2
二 单糖的立体化学
三、糖的相对构型：α、β 糖的相对构型： 、
甲基五碳、六碳吡喃型糖： 与端基羟基在同侧为β 甲基五碳、六碳吡喃型糖： C5-R与端基羟基在同侧为β构 异侧为α构型。 型，异侧为α构型。
α-D-葡萄糖
β-D-葡萄糖
糖和苷
三 糖和苷的分类
单糖、 糖类物质根据其能否水解和分子量的大小分为单糖 糖类物质根据其能否水解和分子量的大小分为单糖、低聚 糖和多糖 一、单糖类（monosaccharide） 单糖类（monosaccharide） 天然单糖以五碳糖、六碳糖最多， 天然单糖以五碳糖、六碳糖最多，多数在生物体内呈结 合状态，只有葡萄糖、果糖等少数单糖游离存在。 合状态，只有葡萄糖、果糖等少数单糖游离存在。 （一）五碳醛糖（aldopentose） 五碳醛糖（aldopentose）
D-葡萄糖 （D-glucose,Glc)
糖和苷
二 单糖的立体化学
二、糖的绝对构型：D，L 糖的绝对构型： ２．Haworth式 Haworth式 五碳呋喃型糖： 在面下时为L型糖， 五碳呋喃型糖： C4-R在面下时为L型糖，在面上时为 D-型糖。 型糖。
D-核糖（D-ribose,Rib） 核糖（ ribose,Rib）
第二章
（Saccharide & Glycosides） ）
本章内容
一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖苷分类 四、糖和苷的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的提取分离 七、糖的鉴定和糖链结构的测定
糖和苷
一、概述
1、糖类：又称碳水化合物（carbohydrates），是植物光合 糖类：又称碳水化合物（carbohydrates），是植物光合 ）， 作用的初生产物，是一类丰富的天然产物， 蔗糖、 作用的初生产物，是一类丰富的天然产物，如：蔗糖、粮食 淀粉) 棉布的棉纤维等。 (淀粉)、棉布的棉纤维等。 2、特点： 特点： 1）在植物界广泛存在，占植物干重的80％～90％ 在植物界广泛存在，占植物干重的80％ 90％ 80 糖类与核酸、蛋白质、 2）糖类与核酸、蛋白质、脂质构成生命活动所必需的四 大类化合物。 大类化合物。 除作为植物的储存养料和骨架成分外， 3）除作为植物的储存养料和骨架成分外，还具有一定的 生理活性。 生理活性。 如 ： 枸杞多糖（ 免疫调节） 、 香菇多糖（ 抗肿瘤） 、 茯 枸杞多糖 （ 免疫调节 ） 香菇多糖 （ 抗肿瘤 ） 苓多糖（抗癌）等 苓多糖（抗癌）
第二章 天然产物
单糖、双糖等小分子化合物的分离。
分类：根据所用膜的孔径大小不同可将膜分离法分为超滤和纳滤。 优点：不使用大量有机溶剂。
5、升华法
植物中凡是具有升华性质的化合物均可用此法进行纯化。
实例：樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡碱及植物中的苯甲酸等成分。 优缺点：简单易行，但产率低，还可能伴有分解现象。
伪石榴皮碱、异石榴皮碱和甲基异石榴皮碱时，均可利用常压或 减压分馏方法进行初步分离，然后再精制纯化。
3、沉淀法
原理：利用有机物的溶解性或与某些试剂产生沉淀的性质可实现
植物成分的初步分离。对分离成分来讲，这种沉淀是可逆的。 中性乙酸铅或碱式乙酸铅在水或稀醇溶液中能与许多物质生成难
溶性的铅盐或络盐沉淀，利用这种性质可使所需成分与杂质分离。
中皂苷析出，沉淀物溶于乙醇，加胆固醇的乙醇溶液沉淀，过滤，
沉淀干燥后置于索氏提取器中用苯回流，不溶物为皂苷，苯液浓 缩后可回收胆固醇。 对多糖、蛋白质等成分可加丙酮、乙醇或乙醚沉淀。
4、膜分离法
原理：小分子物质在溶液中可通过具有一定孔径的膜，而大分子
物质不能通过。 适用对象：常用于蛋白质、多肽、多糖等大分子化合物与无机盐、
在设计纯化方案时，通常是在初始阶段使用分离效能不高但具有
大量处理样品能力的纯化手段，如选择性提取、沉淀过滤机简单 的常压色谱柱分离等。合理地选择单一或混合溶剂进行提取是进 行样品有效分离纯化的第一步。以低极性溶剂提取可得到亲脂性 的组分，醇类溶剂则对极性与非极性溶剂都可溶出。若开始阶段 采用极性大的溶剂提取，接着用溶剂萃取方法可将提取物质按极 性分成不同的部位。一些较新的方法，如超临界流体萃取、固相 萃取等，则具有选择性高、快速、高效的优点。
6、结晶法
天然产物化学02-2__分离和鉴定 (2)
29
• HPLC特别适合高沸点、大分子和热稳定性差的 化合物的分离分析。中药的成分非常复杂，以 往常用的薄层色谱等方法因其精密度、准确度、 灵敏度、重现性差而不能满足中药现代化发展 的需要。高效液相色谱正是以其稳定、可靠、 高效的特点成为中药研究的最重要的分析方法。 常用于中药质量的控制、天然药物化学成分的 分离及分析测定等。
淫羊藿总黄酮）、内酯、生物碱等化合物；
（2）质量标准制定
除去干扰成分。
56
大孔吸附树脂 在中药生产中应用的优点
缩小剂量，提高制剂的内在质量 减小产品的吸湿性 有效去除重金属
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61
凝胶过滤法分离原理
• 葡聚糖凝胶在水中膨胀成球形颗粒，具有三维空间的网状 结构。由于凝胶网孔半径的限制，大分子将不能渗入凝胶 颗粒内部（即被排阻在凝胶粒子外部），故在颗粒间隙移 动，并随溶剂一起从柱底先行流出；小分子因可自由渗入 并扩散到凝胶颗粒内部，故通过色谱柱阻阻力增大、流速 边缓，将较晚流出。 • 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。
（2）洗脱剂的选择，以TLC摸索洗脱条件装柱，
湿法装柱（以起始洗脱剂拌匀装柱）或干法装柱
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（3）样品的预处理
• 能直接溶于洗脱剂的样品用适量洗脱剂溶解样品，尽可能
少，以利样品在吸附剂柱上形成狭窄的原始谱带。
• 不能溶解于洗脱剂的样品，则将用能使之溶解的溶剂溶解 后，再用少量吸附剂拌匀，并减压抽干溶剂或在60℃下加 热挥尽溶剂，置真空干燥器中减压干燥或直接减压抽干、 研粉后再小心铺在吸附剂柱上。
天然产物化学第二章.ppt
有机酸 与溴酚蓝反应呈黄色
酚类 与FeCl3显紫色、蓝色
糖和苷 与斐林试剂作用有砖红色Cu2O沉淀。
二、天然产物化学成分的系统分离
系统分离包括粗分阶段和细分阶段： 粗分阶段主要指大类物质的分离，如皂苷、
蛋白质等，也可指相似极性物质的分离； 细分阶段称作组分分离。
煎煮法 3）
以水为溶剂 对具有挥发性及遇热易破坏成分、对含多量淀粉、黏
液质成分的药材不宜用。
回流提取 4）
以有机溶剂加热回流。对遇热易破坏的成分有影响，费溶剂、操
作麻烦。
连续回流提取 5）
弥补回流提取的缺点。提取效率高，节省溶剂,但时间较
长。
1.采用几种不同极性的溶剂分步提取
选择三四种不同极性的溶剂，由低极性到高极性分步进行提取，使各 成分依其在不同极性溶剂中溶解度的差异而得到分离。
分的理化性质，
再改进、简化分
离方法。 水层（或混悬物） 氯仿可溶物（弱极性部位）
用EtOAc萃取5次，分层
正丁醇萃取
乙酸乙酯可溶物
水层
（中等极性部位） （或混悬物）
水层（强极性部位） 正丁醇层（中等偏大极性部位）
Fig 2-2 天然产物化学成分的系统分离流程
对于水提液，可采用离子交换树脂将它分为碱、酸和 中性三部分，如下图2－3所示。
生物碱 常用碘化铋钾（Dragendorff试剂），显棕黄
色或橘红色沉淀。 黄酮
将乙醇液加镁粉，滴入浓盐酸后震荡在泡沫 处呈桃红色，或与1%AlCl3乙醇溶液呈有色荧光。 皂苷、强心苷、甾体
在乙酐溶液中与浓硫酸反映后显各种红紫色， 皂苷水溶液震荡时能产生大量泡沫。
天然产物化学第二章
1.初步推断化合物类型
文献检索、调研工作贯穿结构研究工作 的整个过程。 利用中、外文主题索引按中药拉丁文学 名进行检索，来获得已分出化合物的种 类、个数、性质、用到的提取方法、提 取溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等 信息。 获得文献后，最好整理成一览表以方便 检索比较。
2.确定分子式，计算不饱和度
冷提法
1.浸渍法：是用水或醇浸渍药材一定
时间，然后合并提取液，并将其减 压浓缩的方法。该法因为一般都是 在低温( 常温或 60-80℃) 下进行的， 不用加热，所以适合于挥发性成分 及受热易分解成分的提取。但提取 的时间较长，效率低。用水浸提时 还要注意提取液的防腐问题。
2.渗漉法：是将药材装入渗漉筒中，
测定或测定它们的共熔点等；
也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一致性
）
薄层色谱或纸色谱（三种展开系统和三种显色方法
）
气象色谱、液相色谱
（二）、结构研究的主要程序 1.初步推断化合物类型 2.测定分子式，计算不饱和度。 3.确定分子式中含有的官能团，或结 构片段，或基本骨架。 4.化合物结构的确定
（一）、溶剂提取法
溶质在溶剂当中的溶解遵循相似相
溶的原理，亲水性的化学成分易溶 于水或亲水性的有机溶剂中，亲脂 性的成分易溶于亲脂性的有机溶剂 中。
常见官能团极性比较：
羧基＞酚羟基＞醇羟基＞氨基＞酰
氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基
＞烷基
常见基团极性大小顺序如下： 酸＞酚＞ 醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷
（六）、压榨法 有些药材的有效成分含量高，且存在于 植物的液汁中时，可将新鲜的原料直接 压榨，压出汁液，再进行提取。
压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的提 取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取 蔗糖。
什么是天然产物的生物合成和组合生物合成(二)2024
什么是天然产物的生物合成和组合生物合成（二）天然产物的生物合成和组合生物合成引言概述：天然产物是指由生物体内经过生物合成而产生的化合物，具有多样性和复杂性，具有广泛的生物活性和药理作用。
天然产物的生物合成是指通过生物体内的酶催化和代谢途径，将简单的原料分子合成为复杂的有机化合物。
组合生物合成是指通过多个酶催化步骤，将多个中间产物逐步合成为目标天然产物。
本文将以什么是天然产物的生物合成和组合生物合成为主题，分为以下五个大点进行阐述。
正文：1. 天然产物的生物合成的基本概念和机制- 定义：天然产物的生物合成是指通过生物体内的酶催化和代谢途径，将简单的原料分子合成为复杂的有机化合物。
- 基本机制：生物合成的过程主要包括底物的激活、底物的转化、合成中间体的生成和产物的释放等步骤。
2. 天然产物生物合成的途径和调控机制- 途径：常见的天然产物生物合成途径包括酮醇途径、酮酯途径、萜类途径、二次代谢途径等。
- 调控机制：天然产物的生物合成受到多种调控机制的影响，包括基因表达调控、底物供应调控、酶活性调控等。
3. 组合生物合成的基本概念和方法- 定义：组合生物合成是指通过多个酶催化步骤，将多个中间产物逐步合成为目标天然产物。
- 方法：常见的组合生物合成方法包括基因工程技术、酶工程技术、代谢工程技术等。
4. 组合生物合成在天然产物开发中的应用- 药物开发：通过组合生物合成，可以制备出天然产物衍生物或结构类似物，用于药物研究和开发。
- 农业领域：组合生物合成可以用于改良农作物，增加产量和改善品质。
- 化妆品工业：通过组合生物合成，可以制备出具有特殊功效的护肤品成分。
5. 天然产物生物合成和组合生物合成的挑战与展望- 挑战：天然产物生物合成和组合生物合成面临的挑战包括底物特异性和多样性、代谢中间体的稳定性、高效酶催化等。
- 展望：随着基因工程和代谢工程技术的不断发展，天然产物生物合成和组合生物合成的研究将进一步推动天然产物的开发和应用。
天然产物化学-2
萜类化合物其最主要的来源就是各种香花，如玫瑰、丁香以及许多树木，如桉树、樟树、雪松等。
从许多植物类的花、草、木中提取得到一系列的具有芳香气味的物质，它们可以用作香料或者是医药之用。
亚硝基氯反应由于香精油组分比较复杂，必须将其进行混合物的分离。
通过亚硝基氯试剂可以和双键发生加成反应，加成产物为晶体，这样通过结晶的方式可以对香精油的组分进行分离、提纯，再用乙醇钠处理，得到原来的物质。
萜类化合物的分子结构通式为：（C5H8）n，其中n一般为2~8。
单萜①开链单萜C C C C C C C C基本骨架：结构中含二个异戊二烯单位，为了便于与单环单萜比较，故常常将开链单萜写成类似环的形式：月桂烯罗勒烯一些开链单萜衍生物CHOCH2OH CHOCH2OH柠檬醛（香叶醛）柠檬醛（橙花醛）芳樟醇橙花醇香叶醇这些开链单萜衍生物是香精油的主要成分，其中香叶橙和橙花醇是一对顺反异构体，用于制造香料。
②单环单萜在结构中有一个六员环：23567910一些单环单萜化合物OHOO薄荷烷薄荷醇O薄荷酮苎烯（1，8-萜二烯）对伞花烃桉树脑胡椒酮萜品醇薄荷醇OH薄荷醇（Menthol）主要存在于薄荷挥发油中，对薄荷的茎、叶进行水蒸气蒸馏，分离出的产物称之为薄荷油，冷却后有结晶析出，该结晶俗称薄荷脑，其主要成分就是就是薄荷醇。
42~44℃，沸点211~213℃，有强烈的穿透性芳香清凉气味，并有杀菌和防腐作用，在人丹、清凉油、风油精等中作为配方成分，也可用于清凉类的牙膏、糖果、饮料、糕点等等薄荷醇异薄荷醇新薄荷醇新异薄荷醇OH OHOH OH③双环单萜：如果薄荷烷分子中的异丙基反折到环内，其中的叔碳原子即8位碳原子）与环上的碳原子相连，形成桥环化合物，这就是双环单萜。
由于连接位置不同，可以形成几类不同的双环单萜，它们的基本骨架如下：23567910C 8~C 1连接C 8~C 2连接C 8~C 3连接莰烷 Camphane蒎烷Pinane蒈烷Carane蒎烷蒈烷葑烯−β冰片醇葑醇樟烯葑酮樟脑莰烯对氧樟脑74567456属于倍半萜的化合物有法尼醇、山道年、青蒿素、脱落酸、姜烯和愈创木奥等等。
2-具有重要生理活性的复杂天然产物全合成
代表性成果-3
北 五 味 子
• 孙汉董院士课题组从五味子中分离出 的
三萜类化合物，具有抗肿瘤和抗病毒活性 。 • 我们以29步反应完成了Schidilactone A的
全合成，论文以封面文章发表在 Angew. Chem. Int. Ed. 近二十年来我国全合成研究
从药用天然产物中研发出来的药物案例：紫杉醇
药用天然产物
药物
红豆衫（Yew） 草本植物
1963年，红豆 杉粗提物被发 现有抗癌活性
1977年，证实 有抗癌活性
1992年，通过FDA批 准作抗癌药，如何 量产成为问题
紫杉醇 (Taxol), 强效抗癌药物, 治疗乳腺癌，卵巢 癌等多种癌症。
1960
1970
✪ 利用分子内Diels-Alder反 应为关键步骤，立体选 择性地的合成策略，通 过 12 步 反 应 完 成 了 它 的 首次全合成；
✪ 为开展拥有自主知识产 权的抗结核杆菌类药物 的进一步药物学研究打 下基础，以列入863重点 开发项目。
代媒表体性评成论果-2-2
天然产物 Maoecrystal V 的首次全合成
Me
O
Me O
Me
OH
HO2C
H OAc
Me Me
Me
O
Me
OO
H
H
Me
J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13608. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16745. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14944. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7373. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12072. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6984. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 620. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4198. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 1837.
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11.1天然产物化学研究内容11.2天然产物的生物合成11.3天然产物化学与药物开发31.4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262.3结晶和再结晶322.4天然产物化学成分的结构鉴定34练习43第三章糖和糖苷453.1单糖的立体化学453.2糖苷类473.3糖苷的性质493.4糖苷的提取和分离513.5糖苷的结构测定52练习56第四章生物碱584.1概述584.2生物碱的分类594.3生物碱的性质614.4生物碱的提取和分离624.5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715.1概述715.2类黄酮的性质745.3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练习84第六章萜类856.1概述856.2萜类化合物的提取和分离85 6.3萜类化合物的结构测定876.4单萜类89倍半萜和倍半萜946.6三萜类976.7四萜类101练习105第七章类固醇1067.1概述1067.2类固醇的性质1077.3甾醇、类固醇和胆汁酸112 7.4甾体皂苷1187.5心苷122练习125第八章醌1268.1概述1268.2醌的性质1298.3醌的提取和分离1308.4醌131的结构测定8.5含有天然产物的代表性醌134练习136第九章香豆素和木脂素1389.1香豆素1389.2木脂素145练习149第十章其他天然产物15110.1有机酸15110.2单宁15410.3氨基酸、蛋白质和酶15710.4植物激素、昆虫信息素和天然农产品159 10.5海洋天然产物163练习166第十一章生物转化在天然产物研究中的应用167 11.1概述16711.2甾体药物合成的生物转化16811.3生物催化不对称合成173练习179第十二章天然产物的化学合成18012.1肌钙蛋白183的合成12.2喜树碱184的合成12.3利血平186的合成12.4维生素A1 187的合成12.5石竹烯的合成18812.6紫杉醇的合成190练习193增编195练习每章195的参考答案天然产物化学基本试题（1）201参考答案203天然产物化学基本试题（2）205参考答案207天然产物化学基本试题（三）210参考答案212参考文献215。
天然产物资料
第一章绪论一、天然产物：专指由动物、植物及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生理活性化合物。
二、天然产物化学：以各类生物为研究对象，研究生物样品中二次代谢产物的提取分离、理化性质、结构表征、生物活性、生物合成途径，化学合成与结构改造的一门学科，是生物资源开发利用的基础。
三、先导化合物：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。
四、二次代谢产物的生物合成途径第二章天然产物的分离提取与结构鉴定一、天然产物研究的一般步骤：（1）天然产物化学成分提取分离（2）色谱分析方法（3）结晶和重结晶（4）天然产物化学成分的结构鉴定二、一般定性实验可初步验证有无下述各类物质：三、天然产物提取常用方法（一）溶剂提取法（二）水蒸气蒸馏法适用于具挥发性，可随水蒸汽蒸馏而不被破坏的成分。
（三）分馏法（四）吸附法（五）升华法（六）沉淀法四、天然产物分离与精制方法色谱分离方法：利用混合物中各组分之间的理化性质差别，在流动相与固定相两相中具有不同的分配系数而被分离。
分离的基础是组分的向前差速迁移。
1、根据物质在两相中分配比差别（分配色谱）⑴液-液萃取法①分配系数： K= C上/C下②分离因子：表示分离难易β= K A/K B （ K A> K B）2、色谱分离分析方法1、纸色谱法2、薄层色谱法3、柱色谱法4、快速柱色谱法5、真空液相色谱法6、逆流色谱法7、高效毛细管电泳8、高效液相色谱法9、气相色谱法五、结构研究的主要程序1）初步推断化合物类型：测定物理常数，进行鉴别反应，文献调研。
2）测定分子式：元素分析，分子量测定3）结构分析：UV、IR、1H-NMR、13C-NMR、MS4）结构验证：综合分析，化学沟通5）确定分子主体结构：CD、ORD、2D-NMR、X-射线衍射六、结构研究的主要方法（一）紫外光谱有机分子吸收紫外光（200~400nm）后产生电子跃迁而形成的吸收光谱。
天然产物化学第二版教学设计
天然产物化学第二版教学设计修订说明本教学设计是针对天然产物化学的第二版进行修订而成。
对第一版的课程内容进行了更新和完善，并针对学生反馈中提到的问题进行了相应调整。
本教学设计旨在为天然产物化学的教学提供一个清晰的框架，并使学生能够对天然产物化学的基本概念和应用方法有全面和深入的了解。
教学目标通过本教学设计的学习，学生应能：1.了解天然产物化学的基本概念和应用方法；2.掌握从天然产物中提取和分离天然产物的方法；3.熟悉天然产物的化学结构和功能特性；4.学习天然产物在医药、食品、农业等方面的应用；5.培养学生的学术研究能力和科学思维能力。
教学内容课程内容分为六个章节：第一章：天然产物化学基础知识本章介绍天然产物化学的基本概念，包括天然产物的定义、分类、来源、结构和性质等。
同时，还介绍了天然产物在人类生活中的应用价值和重要性。
第二章：天然产物提取和分离本章介绍从天然产物中提取和分离天然产物的方法，包括萃取、蒸馏、结晶、色谱等常用技术。
同时，还介绍了不同提取方法的原理、优缺点以及适用范围。
第三章：天然产物结构分析本章介绍天然产物的化学结构分析方法，包括质谱、核磁共振、紫外可见光谱等。
同时，还介绍了分析方法的原理、优缺点以及适用范围。
第四章：天然产物的功能特性本章介绍天然产物的生物学、药理学、化学和营养学功能特性等，包括其治疗疾病、增强机体免疫力、抗氧化等方面的应用。
第五章：天然产物在医药、食品、农业方面的应用本章介绍天然产物在医药、食品、农业等方面的应用，包括抗癌药物、抗菌剂、食品添加剂和农业生物农药等。
第六章：天然产物研究进展和展望本章介绍天然产物研究的现状和进展，包括天然产物的开发利用和天然产物生态保护等方面的研究。
教学方法本教学设计采用多种教学方法，包括：1.传统教学法：讲授和讲解原理、实验演示等；2.互动教学法：学生互相讨论和交流，引导学生参与教学；3.实践教学法：进行实验操作、数据处理、实验报告撰写等。
天然产物化学课件全套
有机化合物分子的结构
分子的极性
溶解性质
分子的极性官能团越多
分子极性越大
亲水性越强 亲脂性越低
分子的极性较小 分子的极性较大
表现亲脂性 表现亲水性
易溶解于低极性溶剂 �如 石油醚或 氯仿�
易溶解于高极性溶剂 �如 水 或 甲醇�
OH HO
HO
OO OH
OH O
HO OH O
溶剂的种类繁多�其极性大小如何排列�
a.先单一溶剂
• 乙醇是最常用的有机溶剂�具有溶解性能好、对 植物细胞穿透力强的特点。
• 对于提取�一般来说�冷提杂质较少�而热提效 率较高�但杂质也多�在不了解有效成分性质之 前�一般采用冷提法。
b. 多种溶剂萃取
• 将提取所得浸膏在两种互不相溶的溶剂中�由分 配系数不同而达到分离的目的。
经典的提取方法
品种 在进行植物成分研究前�应重视所用植物
的鉴定、来
源、采集季节�并查阅有关文献资料�了解前人对该植物或同属
植物中化学成分的分离条件�吸取可借鉴的地方。
第一节 经典的提取方法
• �一�溶剂法 • �二�水蒸气蒸馏法 • �三�其他
�一� 溶剂法 �主要的经典方法�
1.溶质与溶剂 �1� 溶质的溶解性质
但效率低下
HO
O N
H CH3 HO
1806�1952
历史的足迹
——当代
20世纪7、80年代开始�随着色谱技术、电子和物 理技术的进一步发展�人类对天然有机化合物的 提取、分离、鉴定开始以极高速度发展。
历史的足迹——
• 分离�由常规的重结晶法�正、反相硅胶层析、氧化铝
层析、活性碳层析——低压快速层析、逆流液滴分溶层 析、高效液相层析、气相层析�以及用于分离大小分子的 各种凝胶层析�用于分离水溶性成分的各种离子交换树脂 层析、大孔树脂层析等方法。
天然产物2-吲哚酮新型取代衍生物的合成研究
天然产物2-吲哚酮新型取代衍生物的合成研究吲哚类化合物是十分重要的一类杂环化合物，在许多具有良好生物活性的药物分子中都存在吲哚结构。
2-吲哚酮类衍生物就是一类含有吲哚结构的化合物，此类化合物具有广泛的生物活性，如消炎、镇痛、抗肿瘤、降血压和调节受体激酶等。
本文主要对两类新型的1,3-二取代-2-吲哚酮类衍生物18、19和一类3-取代-2-吲哚酮类衍生物20进行合成研究，同时对合成2-吲哚酮类衍生物18、20的条件进行了优化，得到了较优的合成条件，并在较优的条件下合成了5个新的N-芳甲酰基-3-（1-芳基-1-羟基）亚甲基-2-吲哚酮18，7个新的N-（4-吗啡啉基）甲基-3-（1-芳基-1-羟基）亚甲基-2-吲哚酮19和12个3-（1-芳基-1-羟基）亚甲基-2-吲哚酮20。
对所合成的2-吲哚酮类衍生物的结构用IR，1<sup>H</sup>NMR和（13）<sup>C</sup> NMR进行了表征，部分化合物的结构用ESI-Ms进行了表征。
其研究结果如下：1、利用苯并三氮唑（HBt）与苯甲酸类化合物反应，生成具有活泼羰基的1-芳甲酰基苯并三氮唑21，然后在强碱作用下，直接与2-吲哚酮进行取代反应，得到目标产物N-芳甲酰基-3-（1-芳基-1-羟基）亚甲基-2-吲哚酮18。
并对反应条件进行了优化，得到了较优的反应条件：1-芳甲酰基苯并三氮唑与2-吲哚酮的物质的量比为2.2:1，氢氧化钠的用量为180mol%（基于2-吲哚酮的用量）,反应体系的温度控制在0<sup>5</sup>℃，反应时间为50min。
2、首先利用2-吲哚酮与吗啡啉和甲醛通过Mannich反应，得到2-吲哚酮的1位取代产物N-（4-吗啡啉基）甲基-2-吲哚酮22，然后在强碱作用下，与1-芳甲酰基苯并三氮唑21反应，得到目标产物N-（4-吗啡啉基）甲基-3-（1-芳基-1-羟基）亚甲基-2-吲哚酮19。
天然产物化学
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例如(lìrú)：高效液相色谱 特点：高压、高效、高速、高灵敏度
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高效液相结构示意
混合器
泵
溶剂 (róngj ì)
进样口
色 谱 (sè pǔ) 柱
色谱(sè pǔ) 图
有时为了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水或 碱水作为提取溶剂(róngjì) 优点：平安、廉价、易得 缺点： 易污染变质，不易保存 过滤困难 浓缩困难
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〔2〕亲水性溶剂 能与水混溶的有机溶剂，极性较大，如
乙醇、丙酮、甲醇 能溶解成分：大局部亲水性成分，一些亲
脂性成分 优点：提取成分较多 不易霉变，粘度小，易过滤 沸点低、浓缩(nónɡ suō)回收方便 缺点：易燃
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第二章 天然产物的提取(tíqǔ)别离和结构鉴定
提取：将有效成分从天然物质中提出 的过程
别离：将提取物中混合的性质相同或 者(huòzhě)不同的成分进一步分开 的过程
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本章内容
一、提取方法 二、别离纯化方法 三、天然产物化学成分的预试验 四、寻找天然药物(yàowù)有效
无效成分：与有效成分共存的其他成分 如油脂、色素、树脂、树胶等
有效部位：尚未提纯的单体化合物或含有有效成分的混合物
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3 天然产物化学(huàxué)的开展动向 〔1〕研究(yánjiū)方法和手段向高、新方向开展 高效液相色谱、气相色谱等新技术的开展，使微量成分的提取别 离成为可能 核磁共振、红外光谱等新技术的开展，使化合物结构测定变得越 来越容易 (2) 偏重资源开发的实用化 对天然产物开发时更注重实用化，有目的的进行研究 (yánjiū) (3)基于生物技术的天然产物研究(yánjiū) 基于生物技术的天然化合物研究(yánjiū)，能提供产生天然 化合物更加成熟的方法和策略
第二章天然产物化学成分的分类及理化性质
HO
O+
R1 OH
OH
R2
OH
飞燕草素R1=R2=OH 矢车菊素R1=OH R2=H 天竺葵素R1=R2=H
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黄烷醇类生源上是由二氢黄酮醇类还原 而来，可看成是脱去C4位羰基氧原子后的二 氢黄酮醇类化合物。根据C环上的3,4位存在 -OH情况分为黄烷-3-醇和黄烷-3，4-二醇。
N H
吡咯
NH
N
咪唑
N H
四氢吡咯
N H
吲哚
N
吡咯里西啶
N
吲哚里西啶
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N H
蒎啶
N
吡啶
N
N
吡嗪
N
喹喏里西啶
H N CH3
H
莨菪烷
N
N
NN H
嘌呤类
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N N
噻嗪类
N 喹啉
O
N
丫啶酮类
异喹啉
N
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吗啡烷类 N C H 3
N
苄基异喹啉
N
原小檗碱型
N
小檗碱型
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一、生物碱概述
分布:
多数以盐的形式存在（以有机酸盐为主，少数为 无机酸盐）；
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黄酮类化合物的理化性质
1、形态：多为晶状固体，少数为无定形粉末(如：黄酮苷） 2、颜色：多为黄色,所呈颜色主要与分子中是否在交叉共轭体系有关。 3、存在形式:植物体内的黄酮除少数以游离状态存在外，大多数与糖结合成苷，
且多为氧苷，只有少数为碳苷。 4、溶解性: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
结构中异戊二烯的结合方式有头-头、尾-尾相接， 前体物是“甲戊二羟酸” 。
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7、生产单细胞蛋白（SCP）
单细胞蛋白是一类凝缩的蛋白类产品，含粗蛋白量较高， 其中氨基酸组分齐全，可利用率高，还含维生素、无机盐、 脂肪和糖类等，其营养价值高。
生产单细胞蛋白是解决蛋白质来源的重要途径之一。我 国利用鲜苹果渣、果皮进行酵母菌固态发酵，生产出的单细 胞蛋白的蛋白质高达30%以上，其氨基酸组成也较完善。
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国内外对苹果渣的研究现状
苹果渣是一种用途很广，使用价值和经济价值很高的宝贵 资源。国内外在用苹果渣制备果胶、膳食纤维、果酱、酒精、 食用菌培养基质、柠檬酸、低聚糖、酶制剂等方面进行了深度 开发，但尚未达到产业化生产要求，苹果渣的利用在生产中至 今任然是一个亟待解决的问题。
近些年来，我国也加强了对苹果渣的相关研究，强调要重 视苹果渣的综合利用，从环保和经济效益另个角度考虑，并逐 渐形成规模化产业化生产。
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二、研究内容和采取的技术路线
1、固相发酵生产酒精
鲜苹果渣加适量辅料，经过酒精酵母发酵和蒸馏等工艺， 据美国试验每1kg鲜果渣可出29~40g酒精。苹果渣还可用作生 产低度乙醇饮料，这比蒸馏酒更有营养。苹果渣也可用于生产 果酒、苦艾酒、白兰地等。
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固相发酵生产酒精工艺流
程：
葡萄糖酵母
苹果渣→固相发酵→真空
蒸发→酒精
用天然酵母在30度下发酵苹
果渣需要9.5h，由于酒精含量甚
微，因此，采用给苹果渣直接接
种葡萄酵母的方法可加快发酵过
程，接种24小时后，苹果渣中的
乙醇含量超过4%，但PH值在始终
要保持在3.4，乙醇的获得率依
苹果渣的发酵情况而定。
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2、微生物发酵制取柠檬酸
柠檬酸是一种广泛应用于食品、医药和化工等领域的重要 有机酸。目前，国内柠檬酸供不应求，但均以玉米、瓜干、糖 蜜为原料，产品成本高。以苹果渣为原料，黑曲霉固态发酵生 产柠檬酸，工艺简单，设备投资少。
目前，普遍采用的有机溶剂浸提苹果多酚工艺，生产周期长，环境 污染严重。用超临界二氧化碳萃取苹果多酚，工艺条件简单，萃取温度 低，能有效避免对活性成分的破坏，而且二氧化碳安全无毒。
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5、果胶的提取
苹果果胶具有无毒害、来源广泛、安全可靠等性质，并具 有良好的胶凝化和乳化稳定作用，已广泛用于食品、医药、日 化及纺织行业。干苹果渣的果胶含量为15.00%~18.00%，现代 工艺提取率60%以上。
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随着“健康、营养、回归大自然”的消费观念深入人心, 世界范围内对苹果汁的需求量逐年增长,据专家预计未来几 年,苹果浓缩汁还会以每年15%的速度持续增长。伴随榨汁等 深加工，排泄果渣的越来越多。
苹果渣富含多种营养物质,但因含水量高,极易腐败发臭, 对环境造成了严重的污染，并造成了资源的巨大浪费。
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果胶提取的工艺流程： 原料→粉碎→水洗→水解→过滤→沉淀→粗刷果胶→水
洗→酸化溶解→乙醇沉淀→果胶→洗涤→干燥→成品 用此法获得的果胶主要为高甲氧其果胶，用以制作果冻需要 量少，弹性好。
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6、生产食பைடு நூலகம்菌
食用菌为原料生产加工的保健食品、保健饮料、酒及 药品大量用于医疗临床及投入保健品市场。
苹果渣粉是生产食用菌的良好物料。如生产香菇，苹 果渣粉可替代同样量的原木（青冈），节省了木材，生产 效果和经济效益都较好。
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苹果渣生产膳食纤维工艺流程： 苹果湿渣→干燥→粉碎→水洗→酸液水解→过滤→水洗
→氢氧化钠浸取→水洗滤渣→脱色→干燥→粉碎过筛→成品。
膳食纤维提取的最佳工艺条件为即料液比1g:10ml，氢氧化钠溶液的 物质的量浓度0.5mol/L，提取时间3h，提取温度75度，此工艺条件下， 膳食纤维的提取率为20%。
苹果渣是苹果加工罐头、果汁、果酱和果酒等剩余的下 脚料，主要是由苹果皮、果芯和部分果肉组成(果皮、果肉 约占96.2%，果核占3.1%，果梗占0.7%)，含有可溶性糖、氨 基酸、维生素、矿物质等多种营养物质，具有较高的营养价 值和利用价值。
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苹果渣是果汁生产中的废弃物，具有较高的营养和利用 价值。苹果渣可以通过转化成乙醇、果胶、膳食纤维等多种 不同产品。作为果汁业的副产品,苹果渣具有成本低,营养丰 富,毒害物质含量低等性质,经深加工后可提高苹果渣的附加 产值,减轻环境污染,提高企业经济效益,具有很大的发展潜 力。
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三、现有工作基础、条件与优势
可行性分析：
1、我国是世界上最大的苹果产地，苹果渣资源丰富，价格低廉。对苹果渣 进行综合利用，不仅提高产品的附加值，而且减少了环境污染。 2、通过引进一些国外先进的技术，进一步强化了我国的生产技术。因此， 我国在苹果渣综合利用方面技术水平也是处于前列。 3、所需实验仪器充足，操作设备基本齐全，许多专业人员对该方面有较为 深入的研究，并具有相关的专业技能和丰富的专业知识。
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4、苹果多酚的提取
苹果中含有的生物活性物质-苹果多酚，具有很强的抗氧 化性、抗衰老、抗肿瘤、防治过敏等功效。而广泛应用于医 学、食品、日用化工等领域，并发挥着不可替代的作用。它 的提取方法有机溶剂萃取法、超临界CO2萃取法和复合酶提 取法等。
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苹果多酚提取的工艺流程： 鲜苹果渣→粉碎→超临界流体萃取→喷雾干燥→成品
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微生物发酵制取柠檬酸工艺流 程：
黑曲霉孢子 苹果渣→固相发酵→萃取→结 晶→柠檬酸
柠檬酸的得率与添加甲醇量、 发酵时间、发酵温度、使用的霉菌 菌种和苹果渣的品种有关。工艺条 件：发酵温度30度，时间5天，发酵 前在基质中加入4%的甲醇，其得率 比不加甲醇要高出一倍。
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3、膳食纤维的提取
膳食纤维被称为人体“第七类营养素”，它具有防治结 肠癌、降低血糖和减少重金属等有毒物质吸收等作用，按溶 解性分为可溶性和不溶性膳食纤维。目前，国内外主要采用 酸液水解法提取苹果皮渣中的水溶性膳食纤维，水不溶性膳 食纤维一般采用酶法和化学法进行提取。
苹果渣综合利用研究
姓名：XXXXX 班级：应用化学 学号：XXXXXXX 指导老师：XX老师
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目录
1、苹果渣资源及开发现状 2、研究内容和采取的技术路线 3、现有工作基础、条件与优势 4、可预期的创造性成果 5、产品销售策略 6、应用前景与展望
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一、苹果渣资源及开发现状
我国盛产苹果,近二十年来,随着优良苹果品种的选育和 引进,种植面积不断扩大,苹果总产量逐年提高,主要加工产 品是浓缩苹果汁,年产量占世界总产量的44%,生产量超过了 70万吨,已经成为世界上最大的苹果浓缩汁生产国。