天然产物化学

天然产物化学

1、天然产物是指由动物、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

物体内源性生理活性化合物。广义：所有在自然界存在的物质。狭义：在自然界的生物体内

存在或代谢产生的有机物

2、天然产物化学(Natural Products Chemisty)是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，研究生物二次代谢产物的提取、分离、结构、功能、生物合成、

化学合成与修饰及其用途的一门科学，是生物资源开发利用的基础研究。

3、天然产物化学研究的内容：

提取：从自然界的生命体中提取生命有效成分、分离、提纯

结构阐明：用各种化学及仪器方法测定有效成分的化学结构

功能：结合结构与天然产物的性能比较，得出其生理功能

合成：用有机合成手段合成该结构的化合物

生源：了解、探讨该物质的生物来源，即原料来源

应用：将该物质应用到所需领域中去

4、先导化合物(Lead compound)：是指具有特征结构和生理活性并可通过结构发放造优化

其生理活性的化合物。 1、植物组织培养概念（狭义）指用植物各部分组织，如形成层。薄壁组织。叶肉组织。胚

乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织

再经过再分化形成再生植物。

5、溶剂提取的方法以及适合那些溶剂的提取

浸渍法：水或稀醇， 渗漉法：稀乙醇或水， 煎煮法：水， 回流提取法：有机溶剂

连续回流提取法：有机溶剂

6、聚酰胺吸附能力与哪些因素有关

① 形成氢键的基团数目越多,则吸附能力越强。

② 成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者,其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。

③分子中芳香化程度高者,则吸附性增强；反之,则减弱。

与溶剂也有关系：一般在水中吸附能力最强，碱性溶剂中最弱

7、对天然产物化学成分进行结构测定前，如何检查其纯度

1）性状观察：观察外观颜色是否均一，晶形是否一致

2）物理常数测定：熔点（熔成小于2—3度），比旋光度，沸点等

3）色谱方法检查：常用的有薄层色谱和纸色谱等。若某成分经同一溶剂数次结晶，其晶形

一致，色泽均匀，熔点一定且熔距较小，同时在薄层色谱或纸色谱上，经数种不同展开剂系

统鉴定，均得到一个斑点，一般可认为是一个单体化合物。

8、用结晶法分离纯化天然产物化学成分时，在操作上有何要求

（1）对所需成分的溶解度随温度的不同而有显著的差别；“热时溶解，冷却即析出”。 对于

杂质，不溶或难溶。

（2）与被结晶成分不发生化学反应。

(3) 溶剂的沸点适中，若沸点过高，则附着于晶体表面不易除去，过低又不利于晶体析出。

9、、化学位移： 由于感应磁场的屏蔽或去屏效应，使得化学环境不同的质子在不同的磁场

强度下发生共振吸收的现象

)(1060ppm TMS ⨯-=νννδ样品

V 样：样品的共振吸收频率

VTMS:标样四甲基硅烷的共振吸收频率（四甲基硅烷（TMS)的δ= 0ppm （仪器的零点））

V0:所有仪器的频率

10、结构鉴定的步骤 1）初步判断化合物类型

2）测定分子式计算不饱和状态

3）确定分子中含有的官能团或结构片段，或基本骨架

4）判断或确定分子的平面结构

5）推断并确定分子的立体结构（构型、构象）

11、不饱和度计算：

u=Ⅳ － Ⅰ/2 ＋ Ⅲ/2 ＋1

Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分别代表一、三、四价原子的数目。

例: 当N 为三价时：C12H17O2N 5

当N 为五价时：CH3CH2NO2 2

化合物 C10H12O2

u=1+10+1/2(-12)=5

δ 3.0和δ 4.30三重峰和三重峰， O —CH2CH2—相互偶合峰

δ 2.1单峰三个氢，—CH3峰,结构中有氧原子，可能具有：

δ 7.3芳环上氢，单峰烷基单取代

化合物 C8H8O2

u=1+8+1/2(-8)=5

δ =7-8芳环上氢，四个峰对位取代

δ= 9-10 —醛基上氢

低δ= 3.87 CH3上氢，低场移动，与电负性强的元素相连： —O —CH3

11、生物碱是含负氧化态氮原子的存在于有机体中的环状化合物。

12、生物碱的结构鉴定

（一）色谱法： 薄层色谱法和.纸色谱法

（二）谱学法：紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振

UV ——反映分子中所含共轭系统情况；

IR ——利用特征吸收峰，鉴定结构中主要官能团；

NMR ——各种技术图谱测定结构；

MS ——依据文献，结合主要生物碱类型的质谱特征进行解析。 （三）化学方法：Hofmann 降解反应：反应条件要求必须有ß-H 。

反应过程：A ：全甲基化生成季铵盐

B ：转成季铵碱

C ：加热发生β-H 消除反应

Emde 降解反应：主要用于无ß-氢的生物碱中C-N 键的断裂

13、糖类又称碳水化合物(carbohydrates)，是植物光合作用的初生产物，通过它们进一步合

成了植物中的绝大部分成分。

14、苷类又叫配糖体或糖杂体等，是一类极为复杂、涉及面极广、数目庞大的天然产物化学CH 2CH 2O C O CH

3a b c C O CH 37 4 3 2 C O H C O H H 3

C O

成分，其生物活性及药物效用涉及医学的各个领域，是极为重要的一类化学成分。

15、过碘酸裂解反应(Smith裂解)：用过碘酸氧化1,2-二元醇的反应可以用于苷键的水解,称为Smith裂解,是一种温和的水解方法.

16、糖链的裂解

酸催化水解反应：苷键为一缩醛链，故对碱、氧化剂较稳定，但易被稀酸所水解

乙酰解反应：乙酰解法可以开裂部分苷键而保存另一部分苷键，从而在水解产物中得到乙酰化的低聚糖，由此经TLC、GC分析获得糖种类及其连接方式的部分信息。

碱催化水解和β消除反应：苷键为缩醛型醚键，理当对碱稳定，但若苷元中成苷羟基的β位有负电性取代基时，苷键便具有一定的酯的性质，能被碱催化水解。

酶催化水解：酶是活性高，专属性强的生物催化剂，其割裂苷键的条件比较温和，苷元不发生结构变化，且又能获得有关苷键构型情况

过碘酸裂解反应：用于割裂具有1，2-二元醇糖苷键的温和反应，该方法又称SMITH裂解法。

17、糖苷的性质

溶解性：多OH：亲水性，苷比苷元水溶性强；糖分子中OH减少，亲水性下降。氧化反应：糖分子中的醛酮基、醇羟基，易进一步氧化，然而，天然产物中的糖多与非糖物质形成苷，故有应用意义的主要是醇羟基的氧化。过碘酸裂解反应(Smith裂解)用过碘酸氧化1,2-二元醇的反应可以用于苷键的水解,称为Smith裂解,是一种温和的水解方法.

糠醛(酚醛缩合)反应，也叫Molish反应是糖的检识反应，也是苷类的检识反应。特征是：糖或苷类遇浓硫酸/α-萘酚试剂将呈紫色环于界面上。反应机理：在浓硫酸作用下，苷分子中糖内部脱水成糠醛衍生物，再与酚类试剂缩合形成有色物。

18、生物碱检识：

沉淀反应：大多数生物碱在酸性条件下，能和某些酸类、重金属盐类以及一些较大分子量的复盐反应，生成弱酸不溶性复盐或络合物沉淀。这些能与生物碱产生沉淀的试剂称为生物碱沉淀试剂。

鉴别时每种生物碱需采用三种以上的生物碱沉淀试剂

若直接采用中草药的酸浸液来作沉淀反应，则得出的：阳性结果≠判定Alk的存在；

阴性结果可判断无Alk存在。

显色反应