天然药物化学总论讲义
天然药物化学总论讲课文档
第四节 提取分离方法
一、提取法:
1.溶剂提取法(extraction with solvent)
溶剂提取的方法
浸渍法 渗漉法
煎煮法 回流提取法 连续回流提取法
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第四节 提取分离方法
1)冷提:适用于受热不稳定的成分。 浸渍 (Maceration) 渗漉(Percolation)
研究天然药物中化学成分的一门学科。
2. 研究内容: 主要指天然药物的化学成分(多为有 效成分)的结构特点、理化性质、提取分离方法、 结构鉴定及生合成途径。
第四页,共177页。
第一节 绪论(Exordium)
二. 相关学科 1. 药物化学(Medicinal Chemistry):合成药物、构效
关系
第二节 各类成分简介
4.有机酸:含COOH,多以盐的形式存在。 5.树脂:为组成复杂的混合物,多与挥发油、树胶、有机
酸混合。如:安息香、乳香等。 6.其它成分:
(1)氨基酸、蛋白质。
(2)鞣质:多酚类化合物。 (3)色素类 叶绿素、胡萝卜素等。 (4)油脂和腊 油脂多为一分子甘油与水分子脂肪酸
成的酯。
④排气:药粉填装完毕,加入溶剂时应最大限度地排 除药粉间隙中的空气,溶剂始终浸没药粉表面,否则药 粉干涸开裂,再加溶剂从裂隙间流过而影响浸出。
⑤浸渍:一般浸渍放置24~48小时,使溶剂充分渗透
扩散,特别是制备高浓度制剂时更显得重要。
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第四节 提取分离方法
第三十一页,共177页。
第四节 提取分离方法
单渗漉法 系指用一个渗漉筒的常压渗漉方法。其操 作一般包括 药材粉碎→润湿→装筒→排气→浸渍→渗 漉等6个步骤。操作过程是:
天然药物化学总论2011
5. 扩大药源 资源可持续可用:甘草、肉苁蓉
植物化学分类学原理:
亲缘关系近的植物含有相同或相似的化学成分 黄连素:黄连——小檗科、防己科、芸香科植物, 如三颗针、黄柏、古山龙等植物均含有黄连素。
6. 结构改造和修饰 有些有效成分的生物活性不太强,或毒副作用较大, 或结构过于复杂,或药物资源太少,或溶解度不符合制 剂要求,或化学性质不够稳定等,不能直接开发成新药, 可以用其为先导化合物,通过结构修饰或改造,克服缺 点。 例如:青蒿素 抗疟疾作用,具有过氧化结构的倍 半萜类化合物。 在水和由衷溶解度都不好,将青蒿素结 构中的羰基还原成羟基,在制备成水溶性的青蒿琥珀单 酯钠和油溶性的蒿甲醚,就解决了问题。
C. 过去视为有效成分,被修正、完善。
麝香 丹参 抗炎成分 扩冠 麝香酮 ——多肽 丹参醌 ——丹参酚酸
D. 加工、代谢等过程,可转化非活性成分为活性成分。
二、天然药物化学的发展史
1.原始和萌芽阶段(-18世纪末)
天然药物识别、使用经验——巫术、迷信色彩
文明的进步——对疾病、天然药物的认识趋于客观 231—341,晋,葛洪,《抱卜子》 1575, 1711, 明,李, 《医学入门》,没食子酸 清,洪遵,《集验方》,樟脑(除湿杀虫)
1.阐明中药的药效物质基础 ④阐明中药炮制原理
炮制前后有效成分、有毒成分的变化——阐明炮制原理; 改进炮制工艺;制定炮制规范或标准。
如:延胡索 ——醋炒—— 增加生物碱溶出——增效
乌头类——蒸煮——水解双酯型生物碱——减毒
黄芩——冷浸——淡黄芩(绿) 黄芩苷醌 变色 黄芩——热煮——煮黄芩(黄)
2. 建立和完善中药的质量评价标准溶剂提取法1.选择溶剂考虑因素:
天然药物化学 第1章 总论
本 章 内 容
第一节 绪论
第二节
第三节 第四节
生物合成
提取分离方法 结构研究方法
三、主要的生物合成途径
1. 醋酸-丙二酸途径:脂肪酸、酚、蒽酮类
2. 甲戊二羟酸途径:萜、甾体类
3. 桂皮酸途径: 苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类 4. 氨基酸途径: 生物碱 5. 复合途径: 醋酸-丙二酸—莽草酸径 醋酸-丙二酸—甲戊二羟酸途径
二、天然药物有效成分的分离与精制 3. 根据物质的吸附性差别进行分离——吸附 色谱法 3.1 吸附分类:
• 物理吸附:无选择性的吸附,吸附-解析发 生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等 • 化学吸附:不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸 性成分的吸附,硅胶对生物碱的吸附等。
• 半化学吸附:聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键 吸附。
二、天然药物有效成分的分离与精制 4.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法 4.2凝胶种类:
①葡聚糖凝胶(Sephadex G):
只适于在水中应用, 分离多糖、 蛋白质等.
②羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20):
适用于各类化合物的分离,除具有分子筛的 特性外,还起到反相分配色谱的效果。 常用溶剂有甲醇、氯仿-甲醇等。
1. 天然药物化学:是运用现代科学理论和方法 研究天然药物中化学成分的一门学科。
2. 研究内容:主要指天然药物的化学成分(多为
有效成分)的结构特点、理化性质、提取分离方
法、结构鉴定、结构改造及生合成途径。
1.2 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
有效成分: 天然药物中具有一定的生理活性、能代表 天然药物临床疗效的单一化合物。 无效成分:是指与有效成分共存的其他成分,如植物 中普遍存在的无明显生理活性的化合物。 生物活性成分:是经过药效试验或生物活性试验,证 明对机体有一定生理活性的成分。
天然药物化学 第1章 总论
亲脂性有机溶剂
- + - + ± + + - -
±:单糖:无水醇难溶;多糖;对醇60%以上难溶。蛋白质、酶;对水热水沉 淀;对醇60%以上沉淀。
(二) 天然药物化学成分的主要生物合成途径
1 乙酸-丙二酸(AA-MA)途径 以乙酰辅酶A为起始物质,丙二酸单酰辅酶A起延伸碳链的 作用。通过这一途径能生成脂肪酸类、酚类、醌类等化合物。
甲戊二羟酸 ( MVA)
焦磷酸二甲烯丙酯
焦磷酸异戊烯酯
甲戊二羟酸5-焦磷酸
萜类、甾类化合物均由这一途径生成。
3 莽草酸途径 具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径 生成的苯丙氨酸,经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸,再由桂皮酸、苯 甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素 类、香豆素类等。 此途径由莽草酸通过苯丙氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙 素类化合物。现也被称为桂皮酸途径 。
有效成分和无效成分的关系: 二者的划分也是相对的。一方面,随着科学的发 展和人们对客观世界认识的提高,一些过去被认 为是无效成分的化合物,如某些多糖、多肽、蛋 白质和油脂类成分等,现已发现它们具有新的生 物活性或药效。
另外,一些天然药物中的化学成分本身不具有生物活 性、也不能起防病治病的作用,但是,它们受采收、加工、 炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物,或 它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产 生的代谢产物,以及它们以原型的形式被吸收进入血液或 被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防 病治病的作用,这些化学成分无疑也应被视为有效成分。 另一方面,某些过去被认为是有效成分的化合物,经研究 证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分,近年来的实验证 实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。
天然药物化学-总论
天然药物化学的研究对象是天然药物 ,其成分复杂多样,且多含有生物活 性成分,因此具有独特的优势和潜力 。
天然药物化学的重要性
药物发现与开发
健康维护
天然药物化学为新药发现和开发提供 了丰富的资源,许多现代药物都源于 天然产物或其衍生物。
天然药物化学的研究有助于深入了解 天然产物的生理作用和药理机制,为 人们的健康维护提供更多选择。
谢谢
THANKS
天然药物化学研究通过分析天然产物的化学成分和药理活性, 揭示其作用机制和靶点,有助于深入理解疾病的发病机制。
中药质量控制
药材鉴定
通过天然药物化学的方法,对中药材进行真伪鉴别和品质评价, 确保中药材的质量和安全性。
质量控制标准
建立和完善中药的质量控制标准,包括有效成分的含量、杂质控制 等,保证中药制剂的稳定性和疗效。
抗菌抗病毒活性成分
01 02
抗生素
抗生素是由微生物或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或 其他活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物 质。各种抗生素能杀灭或抑制不同种类的微生物。
皂甙
皂甙是由皂草种子提取物分解生成的复杂混合物,具有较好的抗菌效果。 其抗菌机制主要是破坏微生物的细胞膜结构及功能,导致微生物死亡。
从而确定化合物的结构。
质谱法
通过测定分子在电离过程中产生的离子质 量和丰度,确定化合物的分子量和分子结 构。
红外光谱法
通过测定分子中化学键在不同波长红外光 的吸收特性,确定分子中存在的化学键类 型和连接方式,从而确定化合物的结构。
04 天然药物化学成分的生物活性与药理作用
CHAPTER
抗肿瘤活性成分
其他生物活性成分
多糖类化合物
天然药物化学总论
目录
CONTENTS
• 天然药物化学概述 • 天然药物化学的主要研究内容 • 天然药物化学的应用 • 天然药物化学的未来发展
01 天然药物化学概述
CHAPTER
定义与特点
定义
天然药物化学是一门研究天然药物中活性成分的学科,旨在发现和开发具有治 疗作用的天然产物。
特点
天然药物化学具有跨学科性,涉及化学、生物学、药理学等多个领域;研究对 象为具有生物活性的天然产物,包括植物、动物和微生物来源的物质;研究目 的是发现和开发安全、有效的天然药物。
天然药物化学的重要性
药物治疗
药物发现
天然药物化学为药物研发提供了丰富 的资源,许多现代药物是从天然产物 中提取或通过其结构修饰得到的。
天然药物化学为药物发现提供了新的 思路和方法,有助于解决当前面临的 重大疾病挑战。
疾病治疗
天然药物在许多疾病的治疗中发挥了 重要作用,如癌症、心血管疾病、感 染性疾病等。
微生物来源的天然药物
微生物发酵产物中存在大量具有生物活性的化合物,可用于开发新 药和改进现有药物。
转基因植物药物
利用基因工程技术培育具有特定药理活性的转基因植物,为药物生 产提供新的来源。
天然药物化学在中药现代化中的作用与地位
成分解析与质量控制
天然药物化学为中药的质量控制提供了科学依据,通过对中药成分 的定性和定量分析,确保药物的安全性和有效性。
天然药物有效成分的合成与改造
合成
通过化学方法人工合成天然药物有效 成分的过程。
改造
对天然药物有效成分进行结构修饰或 改造,以提高其药理活性或降低毒性。
03 天然药物化学的应用
CHAPTER
天然药物的发现与开发
天然药物化学总论讲义
第一章总论教学时数:6学时目的与要求:掌握天然药物化学的概念、研究内容;掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法;了解天然药物生物合成途径;熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法;了解天然药物化学的发展史、现状及发展和学习天然药物化学的重要意义。
重点与难点:天然药物化学的概念、研究内容;天然药物化学成分提取分离的原理及方法;天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法。
§ 1-1 绪论一、天然药物化学的含义及研究内容1、天然药物化学的含义及研究内容天然药物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点,理化性质,提取分离方法,结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践性科学。
由于现代科学技术进步,特别是将波谱解析方法(NMR、MS、IR、UV)用于推导化合物的结构,甚至用X-晶体衍射来确定化合物结构的发展,以及分离手段的进步,天然药化的发展速度大为加快,发现的新化合物数目大为增加,微量成分、水溶性成分的分离、提纯;稳定性差的活性物资的分离等也不再是难题了。
天然药物化学本身也已不再是原先的分离提取、结构鉴定,而是逐步发展成生物活性测定指导下的分离提取、结构鉴定,及半合成修饰和全合成紧密结合的一门学科。
目前我国天然药物化学研究依其目的不同可分为3个方面:①以阐明药用生物有效成分,获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的,进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究;②以解决自然资源有限的活性化合物或其前体的来源为目的,进行半合成及生物转化研究;③以获得高效低毒的创新药为目的,以天然活性化合物为先导物,合成一系列结构类似物进行构效关系研究。
由此可见,天然药物研究已经从最初对天然来源活性化合物被动全盘地接受到积极主动地改进,研究在不断深入。
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。
有效成分:具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。
中国药科大学 天然药物化学 总论
1 .88
弱
苯
2 . 29
以根据介电常数的大小来 乙醚 (无水) 4 . 47
判断。介电常数越大,极 氯仿
5 . 20
性越强。
乙酸乙酯 乙醇
6 . 11 26 . 0
甲醇
31 . 2
水
81 . 0
强
二、提取分离方法
实验室中最常应用的混合溶剂
己烷-苯 苯-乙醚
苯-乙酸乙酯
极
氯仿-乙醚 性
氯仿-乙酸乙酯
▪ 溶质即使被硅胶、氧化铝吸附,但一旦加入极性较
强的溶剂时,又可被后者置换洗脱下来。
二、提取分离方法
洗脱溶剂的选择
须根据被分离物质与所选用的吸附剂性质这 两者结合起来加以考虑
被分离物质极性
弱极性 强极性 吸附剂极性较弱
弱极性 强极性 洗脱剂极性弱
二、提取分离方法
化合物的极性及其强弱判断
官能团的极 性强弱:羧基 、酚羟基等
二、提取分离方法
提取溶剂的选择
化合物的酸碱性
酸性化合物 碱性化合物 两性化合物 * 影响溶解性、稳定性
二、提取分离方法
溶剂的选择:
溶解度
提取溶剂的选择
化学性质稳定
安全、价廉
二、提取分离方法
提取方法的选择
提取方法
浸渍法 (冷浸)
煎煮法 (热提)
渗漉法 (连续冷浸)
连续提取法
回流法 (有机溶剂)
二、提取分离方法
一、绪论
三、传统中药的深入研究使其在新药开发中重新发挥重 要作用。 一些过去未知的植物微量成分被发现,其中不乏 具有较强生物活性的成分,如人参和三七中的环肽, 可能是一类新型活性成分;大蒜水溶性成分的研究, 可为动脉粥样硬化疾病的新药研究提供先导化合物。
主管药师考试辅导,基础知识-天然药物化学(讲义)
天然药物化学天然药物化学考试方向第一单元总论一、绪论1.天然药物化学的基本含义及研究内容有效成分:具有生理活性、能够防病治病的单体物质。
有效部位:具有生理活性的多种成分的组合物。
2.天然药物来源包括植物、动物、矿物和微生物,并以植物为主,种类繁多。
3.天然药物化学在药学事业中的地位(1)提供化学药物的先导化合物;(2)探讨中药治病的物质基础;(3)为中药炮制的现代科学研究奠定基础;(4)为中药、中药制剂的质量控制提供依据;(5)开辟药源、创制新药。
二、中草药有效成分的提取方法溶剂提取法(★★)1.溶剂选择1)常用的提取溶剂:亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。
常用中药成分提取的溶剂按极性由强到弱的顺序:水>甲醇>乙醇>丙酮>正丁醇>乙酸乙酯>二氯甲烷>乙醚>氯仿>苯>石油醚巧记:水、甲乙丙丁蠢、只玩乙醚,仿苯室友石油醚常用于脱脂,即通过溶解油脂、蜡、叶绿素小极性成分而将其与其他成分分开;超临界流体萃取法:物质在临界温度和临界压力以上状态时常为单一相态,此单一相态称为超临界流体。
常用的超临界流体是CO2,常用的夹带剂是乙醇。
优点是提取物中不残留溶剂,适于对热不稳定成分的提取。
超声波提取技术:造成植物细胞壁及组织的瞬间破裂,加速有效成分溶解于溶剂。
不改变有效成分的结构,缩短了时间,是一种快速、高效的提取方法。
微波提取法:既提高了提取率,又降低了提取温度,对不耐热物质实用性好。
2.水蒸气蒸馏法(★★)用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分的提取。
主要用于挥发油的提取。
3.升华法(★)物质受热时不经过熔融直接转化为蒸气,遇冷后又凝结成固体。
如茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑。
【例题】考点:提取方法的特点下列适于对热不稳定成分的提取方法是A.回流法B.煎煮法C.水蒸汽蒸馏法D.渗漉法E.连续回流提取法『正确答案』D考点:溶剂提取法的溶剂下列常用的提取溶剂中,极性最小的是A.甲醇B.乙酸乙酯C.乙醇D.丙酮E.正丁醇『正确答案』B下列溶剂能与水互溶的是A.石油醚B.乙酸乙酯C.乙醚D.丙酮E.正丁醇『正确答案』D考点:提取方法的原理主要用于挥发油的提取方法是A.水蒸气蒸馏法B.浸渍法C.超临界流体萃取法D.升华法E.浸渍法『正确答案』A考点:分离与精制的方法提取黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分,可采用A.水/醇法B.升华法C.醇/水法D.酸提碱沉法E.碱提酸沉法『正确答案』E第二单元苷类一、苷的定义(★★)苷类又称配糖体。
天然药物化学全(ppt)
化学命名:把除末端糖之外的叫糖基,并标明连 接位置和苷键构型。
O O
O H,OH
O OO
樱草糖(primverose, 还原糖)
6-O-β-D-xylopyranosylD-glucopyranose
也可命名 D-木糖 1β 6-D-
葡萄糖2β-D-果糖
蔗糖(sucrose, 非还原糖) 2-O-β-D-glucopyranosyl D-fructofuranose
三、糖和苷的分类
一、 单糖:
已发现200多种, 3C~8C, 多以结合态存在. 可分为以下几类: 1 、五碳醛碳(aldopentoses)
有L-阿拉伯糖(L-arabinose),D-木糖(D-xylose),D-来 苏糖(D-lyxose),D-核糖(D-ribose)等。
L-阿拉伯糖的结构如下:
(槐花米 Sophora japonica 的花蕾中〕 降低血管脆性、防高血压和 动脉硬化的治疗辅助药
一、概 述
由于现代科学技术进步,特别是将波谱解析方法 (NMR、MS、IR、UV)用于推导化合物的结构, 甚至用X-晶体衍射来确定化合物结构的发展,以及 分离手段的进步,天然药化的发展速度大为加快,发 现的新化合物数目大为增加,微量成分、水溶性成分 的分离、提纯;稳定性差的活性物资的分离等也不再 是难题了。天然药物化学本身也已不再是原先的分离 提取、结构鉴定,而是逐步发展成生测指导下的分离 提取、结构鉴定,及半合成修饰和全合成紧密结合的 一门学科。
a.
※极性吸附剂(如SiO2,Al2O3...)极性强,吸附力大 ※非极性吸附剂 (如活性炭 -对非极性化合物的吸附力强
(洗脱时洗脱力随洗脱剂的极性降低而增大)。
b.化合物的极性大小依化合物的官能团的极性大小
天然药物化学-总论
2. Biosynthesis
CO2 H2O hυ / 叶绿素
葡萄糖代谢 莽草酸 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 三羧酸循环 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A (TCA) 丁酮二酸 α-酮戊二酸 丁二酸 甲戊二羟酸 脂肪酸类 δ-氨基乙酰丙酸 嘌呤、嘧啶 脂肪族氨基酸 赤藻糖4-磷酸 苯丙素类
芳香族氨基酸
植物一次代谢与生物合成过程
二、天然药化的研究对象及其任务
(一)主要研究对象
1. 植物药 高等植物13~15万种,其中药用植物约 14500种以上。活性筛选仅占 5%,化学成分研 究则更少。 我国自然资源丰富,植物品种繁多,其中种 子植物就有25700余种,药用植物11800多种, 常用5000余种。 中药资源种类3970种,居全国第五位,湖 北省中药材计3200余种, 占全国中药材品种 一半以上,年收购量占全国第六位。
4. 杂
质 **注释:辩证理解上述术语的相互关系。
1. Introduction
(五)相关课程
天然药物化学是药学专业必修的一门专业课,需要多
学科的系统知识。它设置在有机化学、分析化学、光谱解析 等课程之后。与下列课程有关: 1. 有机化学 / 无机化学 2. 分析化学(有机分析 / 仪器分析) 3. 生药学 / 药用植物学 4. 有机化合物波谱分析 5. 其他学科 *注意:各门学科的相关性
了解生物合成的意义
(一) 利用植物亲缘相关性 1. 推测天然化合物的结构 2. 定向寻找天然活性成分 3. 植物化学分类 (二) 组织培养 1. 工业生产有效成分 2. 生物调控,提高活性成分含量
Chapter 1 Pandect
Introduction
1 3 2 3
Biosynthesis
天然药化第一章总论ppt课件
(五)鞣质(tannins)
生物合成途径、物理和化学性质(各章论述)。
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可编辑
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。
萜类名称 异戊二 烯数目
碳数
单萜
CH2=C-HC=CH2 倍半萜
CH 3
二萜
异戊二烯 (isoprene)
三萜 四萜
多萜
2
10
3
15
4
20
6
30
8
40
n
5n
穿心莲内酯(抗炎)
筛选研究。
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
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。
(二)萜类(terpenes or terpenoids)
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
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。
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。
天然药物化学讲义
第一章总论〔一〕常用溶剂的特点:环己烷,石油醚,苯,氯仿,乙醚,乙酸乙酯,正丁醇,丙酮,乙醇,甲醇,水大极性:小————大亲脂性:大————小亲水性:小————1.比水重的有机溶剂:氯仿2.与水分层的有机溶剂:环己烷~ 正丁醇3.能与水分层的极性最大的有机溶剂:正丁醇4.与水可以以任意比例混溶的有机溶剂:丙酮~ 甲醇5.极性最大的有机溶剂:甲醇6.极性最小的有机溶剂:环己烷7.介电常数最小的有机溶剂:石油醚8.常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂:正丁醇9.溶解范围最广的有机溶剂:乙醇〔二〕各种提取方法:及特点常见的提取方法有:溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。
其中,溶剂提取法应用最广。
1.溶剂提取法(1〕溶剂提取法的原理:根据相似者相溶原理,选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来,同时,由于某些化合物的增溶或助溶作用,其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来。
(2〕各种溶剂提取法提取方法溶剂操作提取效率使用范围备注溶剂浸渍法水或有机溶不加热效率低各类成分,尤出膏率低,易剂遇热不稳定发霉,需加防成分腐剂渗漉法有机溶剂不加热脂溶性成分消耗溶剂量大,费时长煎煮法水直火加热水溶性成分易挥发、热不稳定不宜用回流提取法有机溶剂水浴加热脂溶性成分热不稳定不宜用,溶剂量大连续回流提有机溶剂水浴加热节省溶剂、效亲脂性较强用索氏提取取法率最高成分器,时间长超临界流体超临界流体收率高对热不稳定萃取法常用 CO2的极性大分子量大的连续回流提取法的原理:溶剂回流及虹吸原理2 水蒸气蒸馏法:适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分的提取,如挥发油、小分子的香豆素类、小分子的醌类成分,麻黄碱。
3升华法:固体物质受热不经过熔融,直接变成蒸汽,遇冷后又凝固为固体化合物,称为如升华。
中草药中有一些成分具有升华的性质,可以利用升华法直接自中草药中提取出来。
樟脑、咖啡因。
二、别离与精制:及特点〔一〕根据物质溶解度差异进行别离1.结晶及重结晶法利用不同温度可引起物质溶解度的改变的性质以别离物质。
天然药物化学第一章 总论 PPT课件
1.2 化学成分
化学成分:天然药物中含有的各种化学物质, 如生物碱、黄酮体化合物、皂苷、挥发油等。 如中药麻黄(Ephedra spp.)中含有左旋麻黄 素等多种生物碱以及挥发油、淀粉、树脂、 叶绿素、纤维素、草酸钙等化学成分;中药 甘草(Glycyrrhiza uralensis)中则含有甘草酸 等多种皂苷以及黄酮体、淀粉、纤维素、草 酸钙等成分。
酚酸性成分
酸提碱沉(酸/碱法):如生物碱类在用酸性
水从药材中提出后,加碱调至碱性即可从水中沉淀 析出。
(4)金属盐络合法: pb2+ 、 Ca2+ 等金属离子可与酸、碱 性化合物生成不溶于水的沉淀而析出。
3.2.2 根据化合物在两相溶剂间分配比差别
反流分布法(countercurrent distribution, CCD,逆流分溶法) 液滴逆流色谱法(droplet counter current chromatography, DCCC) 高速逆流色谱(high speed counter current chromatography, HSCCC) 气-液分配色谱(gas-liquid chromatography, GC或GLC) 液-液分配色谱(liquid-liquid chromatography, LC或LLC)
Question: 何谓有效成分?举例说明。
紫杉醇(taxol):今日抗癌之星
第一章 总论 二. 生物合成
2.1 一次代谢及一次代谢产物
糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体 生命活动必不可少的物质,称为一次代谢产 物,也称为初级代谢产物;
上述物质产生过程对维持植物生命活动 来说是必不可少的过程,且几乎存在于所有 的绿色植物中,此过程称为一次代谢,也称 为初级代谢。
绪论---天然药物化学课件
三、学习天然药化的目的和意义 1、去粗取精,增强疗效 2、控制质量,保证疗效 3、改进剂型,合理炮制采集 4、探索中药治病原理,追踪有效成分 5、改进结构,化学合成,创制新药
第二节 生物合成
Biosynthesis
一 、 一 次 代 谢 及 二 次 代 谢
一次代谢过程:对维持植物生命活动来说 是不可缺少的过程,且几乎存在于所有的 绿色植物中。 一次代谢产物:糖、蛋白质、脂质、核酸 等这些对植物机体生命活动来说不可缺少 的物质。 二次代谢过程:并非在所有的植物中都能 发生,对维持植物生命活动来说又不起重 要作用的过程。 二次代谢产物:
常用提取方法:浸渍、渗漉、煎煮、回流、 连续回流、索氏、超临界、超声 注意事项:水的霉变 含淀粉多的药材 对温度敏感成分 挥发性成分
(二) (三)
水蒸气蒸馏法 升华法
二、天然药物有效成分的分离与精制 1、根据物质溶解度差别进行分离 (1)、温度 (2)、改变溶剂极性:水提醇沉、醇提 水沉、醇/丙酮 (3)、利用酸碱官能团:碱溶酸沉、酸 溶碱沉 (4)、结晶、重结晶法 (5)、金属盐沉淀法:铅盐
二、生物合成假说 三、主要的生物合成途径 (一)醋酸 —— 丙二酸途径 (AA-MA途径) (二)甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway) (三) 桂皮酸及莽草酸途径 —— (cinnamic acid pathway) (四) 氨基酸途径(amino acid pathway) (五) 复合途径
亲脂性有机溶剂 对化合物溶解选择性较强, 水溶性杂质少、易纯化 , 游离生物碱 回流法 挥发性大、易燃烧、有毒 , 苷元 连续回流法 价格昂贵,对提取设备要求高, 某些苷类 穿透力较弱,提取时间长, 作为提取溶剂不常用。 乙醚 bp. 35℃,极易燃 氯仿 bp. 61℃、d 1. 480,不易燃,毒性大 对生物碱溶解性好 苯 bp. 80.1℃,毒性大 石油醚 沸程 30~60℃、60~90℃、90~120℃ 脱脂、脱色常用 于甲醇、乙醇不能任意混溶
天然药物化学课件(全)ppt课件
O C2 H OH H,OH
HO HOOH
三、糖和苷的分类
6、 氨基糖(amino sugar) 单糖的一个或几个醇羟基
置换成氨基。如庆大霉素的结构:
C H2N H2 OO
OH O N H2
OH NHCH3 OH
O
NH2 H2N
绛红糖 胺
2-脱 氧 链 酶 胺
加 洛 糖胺
7 、去氧糖(deoxysugars) 单糖分子的一个或二个羟
天然药物来源: 植物(为主)、动物、矿物天然 药物中的活性成分是其药效的物资基础。 例如:
一、概 述
HO C H
CH3 C
H NHC H3
l-ephedrine 左旋麻黄素
(麻黄 Ephedra spp.中〕 平喘、解痉
一、概 述
HO
OH OH
O
OH O
r utinos e
Rutin 芦丁
(槐花米 Sophora japonica 的花蕾中〕 降低血管脆性、防高血压和 动脉硬化的治疗辅助药
第二章
第二章 糖和苷
一、概述 二、单糖的立体化学 三、糖和苷的分类 四、苷类化合物的理化性质 五、苷键的裂解 六、糖的核磁共振性质 七、糖链的结构测定 八、糖和苷的提取分离
一、 概述
糖又称作碳水化合物(carbohydrates),是自 然界存在的一类重要的天然产物,是生命活动所 必需的一类物质,和核酸、蛋白质、脂质一起称 为生命活动所必需的四大类化合物。按照其聚合 程度可分为单糖、低聚糖(寡糖)和多糖等。
CH 2 OH H C OH HO C H H C OH H C OH
CH 2 OH
4 、甲基五碳糖
O HO
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第一章总论教学时数:6学时目的与要求:掌握天然药物化学的概念、研究内容;掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法;了解天然药物生物合成途径;熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法;了解天然药物化学的发展史、现状及发展和学习天然药物化学的重要意义。
重点与难点:天然药物化学的概念、研究内容;天然药物化学成分提取分离的原理及方法;天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法。
§ 1-1 绪论一、天然药物化学的含义及研究内容1、天然药物化学的含义及研究内容天然药物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点,理化性质,提取分离方法,结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践性科学。
由于现代科学技术进步,特别是将波谱解析方法(NMR、MS、IR、UV)用于推导化合物的结构,甚至用X-晶体衍射来确定化合物结构的发展,以及分离手段的进步,天然药化的发展速度大为加快,发现的新化合物数目大为增加,微量成分、水溶性成分的分离、提纯;稳定性差的活性物资的分离等也不再是难题了。
天然药物化学本身也已不再是原先的分离提取、结构鉴定,而是逐步发展成生物活性测定指导下的分离提取、结构鉴定,及半合成修饰和全合成紧密结合的一门学科。
目前我国天然药物化学研究依其目的不同可分为3个方面:①以阐明药用生物有效成分,获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的,进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究;②以解决自然资源有限的活性化合物或其前体的来源为目的,进行半合成及生物转化研究;③以获得高效低毒的创新药为目的,以天然活性化合物为先导物,合成一系列结构类似物进行构效关系研究。
由此可见,天然药物研究已经从最初对天然来源活性化合物被动全盘地接受到积极主动地改进,研究在不断深入。
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。
有效成分:具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。
无效成分:没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
有效部位: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、银杏叶总黄酮等。
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。
有毒成分:能导致疾病的化学成分。
有效成分和无效成分的关系:二者的划分也是相对的。
一方面,随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高,一些过去被认为是无效成分的化合物,如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类成分等,现已发现它们具有新的生物活性或药效。
另外,一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能起防病治病的作用,但是,它们受采收、加工、炮制或制剂过程中一些条件的影响而产生的次生产物,或它们口服后经人体胃肠道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物,以及它们以原型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生的代谢产物却具有防病治病的作用,这些化学成分无疑也应被视为有效成分。
另一方面,某些过去被认为是有效成分的化合物,经研究证明是无效的。
如麝香的抗炎有效成分,近年来的实验证实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等。
2、天然药物与中药的区别天然药物:是指人类在自然界中发现并可直接供药用的植物、动物或矿物,以及基本不改变其药理化学属性的加工品。
中药:凡是以中国传统的医药学理论(如四气五味、升降浮沉、归经、补泻润燥、配伍反畏等)为指导,来解释其作用和用途而用以防病、治病、保健的药物,均可称为中药。
传统中药复方:严格按中医基础理论组方,按中医的征候用药,通常方中用药多是传统的中药材,采用的剂型多为传统剂型(丸、散、膏丹、汤剂等)。
现代复方中药:按照中医理论下组方,但功能主治采用非传统术语表述或制剂工艺采用现代方法(如醇提、提挥发油等)制备。
现代复方中药处方中包括中药材和中药提取物。
我们都能够理解中医和西医的区别。
尽管中医和西医研究的都是人的健康问题,都是要把非健康的人变成健康的人。
但是由于研究的理论和方法的区别,而成为两种医学。
同样道理,中药和天然药物虽然经常都在面对自然界中的动植物,都想把它们用来解决人的健康问题,但是它们在研究理论方法上存在着明显的差异,这种差异就是某些中药研究者呼吁要改变的东西。
但事实上,这种差异已经把中药和天然药物区分开了,成为了两种概念:(1)解决的问题不同中药要解决的是中医临床诊断后所认定的症结,服务于辩证施治的需要。
天然药物要解决的是现代医学诊断出的疾病,服务于现代医学临床的需要。
(2)研究对象不同中药研究的对象包括天然动植物药,也包括矿物药,甚至包括化学药品:升红丹、轻粉等。
中药研究的对象还包括一些生化药品:豆豉、神曲等。
天然药物的研究对象就是指天然的动植物药材。
(3)研究的方法不同中药研究是按照升降浮沉特征、对应人体的变化、采用君臣佐使的配伍方式制备的。
天然药物研究是按照和现代化学药物研究同样的方式来进行的。
(4)研究人员不同不懂得中医的基本道理就无法研究中药;不懂得现代药物研究就不能研究天然药物。
换句话说,研究天然药物的人可以对中医一无所知,研究中药的可以不熟悉现代药物研究。
二、天然药物化学的研究目的及意义1、探讨天然药物防病治病的原理(物质基础)。
通过对天然药物特别是中草药进行有效成分的研究,不仅可以阐明产生功效的究竟为何物物质,也为探索防治疾病的原理提供了前提和物质基础。
如,现代研究证明,麻黄中的挥发油成分α-松油醇是其发汗散寒的有效成分;其平喘的有效成分是麻黄碱和去甲麻黄碱;而利水的有效成分则是伪麻黄碱。
如:民间草药鹤草芽驱蛔,其成分鹤草酚也是我国发现,现已合成成功。
阐明中药复方配伍的原理中药配伍中可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分在药理作用方面的相互作用,也可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。
一般来说,后者常发生在中药方剂的煎煮或其它剂型制备过程中,从而使方剂中的有效成分无论在质的方面,还是在量的方面都与单味药有所改变。
生脉散为中医古典精方,古代医家用于抢救热伤元气,脉微欲绝等危重病人。
经研究,其三味药单用均不如复方。
以红参-麦冬-五味子(1:3:1.5)水煎,发现生成一种新物质,经结构测定为5-羟甲基糠醛(5-HMF),该物质三味药中只有五味子少量含有,药效试验表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生脉散的疗效。
阐明中药炮制的原理研究重要中药炮制前后化学成分或有效成分的变化,将有助于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制品的质量标准、丰富中药炮制的内容。
如对于黄芩炮制的研究。
黄芩有浸、烫、煮、蒸等炮制方法。
过去南方认为“黄芩有小毒,必须用冷水浸泡至色变绿去毒后,再切成饮片,叫淡黄芩”。
而北方则认为“黄芩遇冷水变绿影响质量,必须用热水煮后切成饮片,以色黄为佳”。
经中药化学的研究表明,黄芩在冷水浸泡过程中,其有效成分黄芩苷可被药材中的酶水解成黄芩素,后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。
可见用冷水浸泡的方法炮制,使有效成分损失导致抑菌活性降低,而用烫、煮、蒸等方法炮制时,由于高温破坏了酶的活性,使黄芩苷免遭水解,故抑菌活性较强,且药材软化易切片。
因此,认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。
2、从天然药物中研制开发新药,开辟新的药源。
这是我们学习天然药物化学的主要目的。
有人预测,未来的天然药物将与化学药物平分秋色,与生物药一起构成三足鼎立之势。
(1)西药药源的扩大在天然药物的研究中发现了各种生理活性的成分,如:抗菌消炎药,西药有抗菌素,现在发现天然药物中有很多成分有抗菌消炎的作用。
如:黄连素、双黄连粉针(复方)、穿心连内酯、芦荟系列药品等。
这些发现,使抗菌素的药源扩大了。
(2)中药药源的扩大黄连素是黄连中的主要成分,现在又发现小檗科、防已科、芸香科的一些植物中含此成分。
所以,这些植物均可以做为提取黄连素的原料。
再如:有抗菌作用的芦荟,品种繁多,众所周知。
这些发现使中药的药源扩大了。
3、实现中药现代化的需要改进药物剂型,提高制剂质量,提高疗效,降低毒付作用。
同时也有利于天然药物制剂的质量,药物越纯,质量越易控制。
天然药物的提取、分离、纯化的过程就是取其精华去其糟粕的过程。
也是中药现代化的过程。
改进中药制剂剂型,提高药物质量和临床疗效:为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效”(高效、速效、长效)、“三小”(剂量小、毒性小、副作用小)、“三便”(贮存、携带、服用方便)的新型中药,中药化学在中药制剂的研制中,起着十分重要的作用。
建立和完善中药材和中成药的质量标准:为了更好地控制中药的质量,在严格按照中药材栽培质量管理规范(GAP)的要求进行中药材栽培、生产,以及严格按照药品生产质量管理规范(GMP)的要求进行中药制剂生产的同时,现在越来越多地应用中药化学的检识反应、鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对中药材及其制剂进行定性鉴别和含量测定,并尽可能对其生产的全过程进行监控。
在中药材和中成药的质量控制中,如果能确定其有效成分,则应以其有效成分为指标,建立定性鉴别和含量测定的方法,以此来控制质量。
如果其有效成分还不清楚时,可以采用该主要化学成分或标志性化学成分为指标进行。
GAP-中药材生产质量管理规范;GMP-药品经营管理规范;GCP-药品临床实验管理规范;GLP-药品非临床研究质量管理规范;GSP-药品供应管理规范4、从天然物中研制高质量的保健品这是维护身体健康,实现美好梦想的需要,随着医疗由治病到预防为主的观念转变,保健为了健康被重视,健康是人生第一财富。
要做好人体保健,必须学好天然药化。
研制出好的、真的天然保健品,为维护人类健康做出贡献。
三、天然药物化学的历史、发展及现状1、历史天然药物在中国起步于明代,1575年《医学入门》和《本纲》中都记载了从五倍子中得到没食子酸的过程,为世界上最早制得的有机酸,它比瑞典药师及化学家舍勒从天然药物中制得到有机酸要早200年,还有如用升华法制取樟脑的过程见于1711年,而欧州直到18世纪下半叶才提出樟脑的纯品,由此可见,古代中国的医药化学在当时世界上居于领先地位,故有“医药化学源于中国”的高度评价,这是我们应当引以自豪的。
1769年酒石酸的分离瑞典化学家舍勒K.W. Schelle1806年从鸦片中分离出吗啡(Morphine)2、发展尽管它的发明历史比较久远,但是它真正的发展历史并不然。
所以,天然药化的发展体现了这样三个字:新、兴、快新:(1)发展历史短:天然药化做为一个学科而存在看,它是个新学科,因为它是伴随着新中国的诞生和发展而发展起来的,所以它与中草药学相比应为新学科。
(2)它的研究理论和方法新,它采用现代的有机化学,分析化学等理论及当代最先进的物理方法(例:四大光谱等)。