天然药物化学史话_四大光谱_在天然产物结构鉴定中的应用_王思明
天然药物化学研究与新药开发
·265·天然药物化学研究与新药开发周小丽 赵 媛 钱慧琴 新乡医学院三全学院 河南新乡 453003摘 要：纵观人类发展历史可知，人类一直都以天然药物来治病防病。
在自然界天然产物就是生物进化中基于自然选择后留下的一种二次代谢物，并且丰富多样、具有类药性。
在临床医学上用到的药物大多直接或间接源自这些天然产物，并且启迪了药物合成、药物化学、药物设计等领域的思路。
在研究开发新药中，天然药物化学发挥着很重要的作用，并且引起了科学家的广泛重视。
当前，天然产物已然发展成为医治严重疾病的先导物质或药物开发的关键性源泉。
基于此，本文探讨了天然药物化学及有关新药开发内容。
关键词：新药开发 天然药物化学 药物研究在自然学科领域，天然药物化学属于一门极其重要的药学基础学科。
其中主要通过先进的科学方法，来深入研究、探讨中药、天然药物内含的化学成分，主要涉及天然产物成分提取、理化性质、结构鉴定等内容。
自加入WTO以来，我国制药行业也迎来了新的发展机遇，中药与天然药物的专业研发也要求及时迈向新的阶层，并以此来赢得国际市场，所以开发新药的工作便显得尤为重要。
1天然药物化学基础研究概述天然药物化学，主要是基于现代科学理论与方法，来深入研究、分析天然药物中所含有的化学成分。
在研究的过程中，往往会针对天然药物，来探究其中的活性或有药效的成分，分析药物结构、物理化学性质、分离提取技术、鉴定方法等。
同时，就主药物的种类与成分，还会研究化学及生物合成方法等。
天然药物防病治病的原理，主要就是药物中含有有药效的成分。
但在同类天然药物中，一般都会存在结构、性质不一样的诸多种化学成分。
在中药中存在的化学成分也是起到药效的基础，深入研究则是中药实现现代化的核心内容。
除了能够揭示中药药物的作用机理、配伍理论、方剂规律外，还有助于药材质量控制、制剂技术优化、中药质量控制标准制定乃至中药的现代化，进而令中药得以走向世界。
譬如，在中药麻黄中，便包含着左旋麻黄碱等之类的诸多种碱类生物物质、挥发油、树脂、淀粉、纤维素、叶绿素、草酸钙等化学成分；在中药甘草（根、根茎）中，便包含着诸如甘草酸、甘草次酸等之类的诸多种三萜皂苷、淀粉、黄酮类、草酸钙、纤维素等化学成分。
天然药物化学史话_甾体化合物_郭瑞霞
・专论・天然药物化学史话：甾体化合物郭瑞霞1, 2，李力更2*，王于方2，王磊2，张嫚丽2，詹文红2，史清文2*1. 石家庄学院化工学院药物化学教研室，河北石家庄 0500352. 河北医科大学药学院天然药物化学教研室，河北石家庄 050017摘要：甾体化合物是一类重要的天然产物，在人类发展史上不仅为人类的健康做出了特殊的贡献，而且其立体结构的特殊性方面也在有机化学发展史，特别是有机化学理论上占有极其重要的地位，完善了立体化学理论。
通过对甾体化合物的发现、生物活性、重要化合物的立体结构以及有机立体化学理论的发展、合成研究等发展历史进行简要介绍，为相关科研人员在教学和科研工作中提供一些启发和思路。
关键词：甾体化合物；甾体皂苷；甾体激素；立体结构；立体化学；合成中图分类号：R284 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)08 - 1251 - 14DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.08.001Historical story on natural medicinal chemistry:SteroidsGUO Rui-xia1, 2, LI Li-geng2, W ANG Y u-fang2, W ANG Lei2, ZHANG Man-li2, ZHAN Wen-hong2, SHI Qing-wen21. Department of Medicinal Chemistry, College of Chemical Engineering, Shijiazhuang College, Shijiazhuang 050035, China2. Department of Natural Medicinal Chemistry, College of Pharmaceutical Sciences, Hebei Medical University, Shijiazhuang050017, ChinaAbstract: Steroids are the most important class of natural products. In the history of the development of human beings, not only steroidal compounds have made the special contribution for human health, but also its special stereochemical structure plays an important role in the development of organic chemistry, especially organic chemistry theory, which could improve the stereochemical theory. In this paper, the discovery, biological activity, the stereochemical structure of important compounds, stereochemistry, and the synthesis of steroids are briefly introduced for the purpose to broaden their horizon and provide some ideas for young teachers in the teaching and scientific research.Key words: steroids; steroidal saponins; steroid hormone; stereostructure; stereochemistry; synthesis甾体（steroids）是一类结构非常特殊的天然产物，其分子母体结构中都含有环戊烷骈多氢菲（cyclopentano-perhydrophenanthrene）碳骨架，此骨架又称甾核（steroid nucleus）。
四大光谱在有机分析中的应用论文
四大光谱在有机分析中的应用论文四大谱在有机分析中的应用摘要：有机化学领域内无论研究何种有机化合物在分析或合成时都会遇到结构测定的问题。
近三四十年来各种波谱测量技术的出现及其迅速发展使紫外光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱法得到了普遍应用。
现在这四种谱已成为鉴定有机化合物以及测定其结构的常用手段。
关键词：波谱法，紫外——可见光谱，红外光谱，核磁共振，质谱，应用前言：有机波谱分析是分析化学中发展最快、应用最广泛的领域之一。
波谱分析的基础理论与实验的应用已成为生命科学、材料科学、环境科学、石油化工等诸领域中重要的、不可缺少的部分。
近年来西方发达国家的大学教学中，波谱分析越来越受到重视。
有机波谱分析主要从红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱，四大领域来分析及应用。
以美国为倒，近年的国家自然科学基金、高等学校提供的基金与实验室改造资金中，核磁共振谱仪居第一位，色谱与质谱联用项目次之。
充分考虑在各研究领域中各种波谱方法的特点和应用，除了对基本理论和仪器进行描述外，还应掌握波谱数据与分子结构关系的一般规律。
近些年来发展起来的波谱分析方法主要是以光学理论为基础，以物质与光相互作用为条件，建立物质分子结构与电磁辐射之间的相互关系，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构的分析和鉴定。
由于它具有快速、灵敏、准确、重现等特点，使之成为有机物结构分析和鉴定的常用分析工具和重要分析方法。
在实际工作中，单用一种方法往往难以得出明确的结论，需要综合利用多种波谱方法联合解析，相互说明，互为佐证。
一、红外光谱概述红外光谱具有测定方法简便、迅速、所需试样量少，得到的信息量大的优点，而且仪器价格比核磁共振谱和质谱便宜，因此红外光谱在结构分析中得到广泛的应用。
红外光谱主要用于有机和无机物的定性和定量分析，其应用领域十分广泛：如石油化工、高聚物（塑料、橡胶、合成纤维）、纺织、农药、医药、环境监测、矿物甚至司法鉴定等。
近二十年来精细化工发展很快，红外光谱是分析鉴定精细化工产品的有力工具。
天然药物化学简述测定化合物结构的四大波谱及其各自原理 (2)
天然药物化学简述测定化合物结构的四大波谱及其各自原理 (2)XXX考试卷天然药物化学》一、任选五题，每题20分1.天然化合物提取、分离方法天然化合物提取、分离方法是从天然产物中分离出目标化合物的一种技术。
常用的方法包括溶剂萃取、分配萃取、柱层析、薄层层析、高效液相层析等。
这些方法的选择取决于化合物的性质以及所需纯度和收率。
2.聚酰胺分离化合物的基本原理及用途聚酰胺分离化合物是一种基于聚酰胺凝胶的分离技术。
根据化合物的大小和电荷，可以通过调整聚酰胺凝胶的孔径和电荷密度来实现分离。
其主要用途是分离和纯化生物大分子，如蛋白质、核酸等。
3.确定化合物分子量的方法确定化合物分子量的方法包括质谱、凝胶渗透层析、光散射等。
其中，质谱是最常用的方法之一，可以通过分析分子离子的质荷比来确定分子量。
4.测定化合物结构的四大波谱及其原理测定化合物结构的四大波谱包括核磁共振谱、红外光谱、紫外光谱和质谱。
这些波谱基于分子中原子的振动、旋转、电子跃迁等现象，通过分析其吸收或发射光谱来推断化合物的结构。
5.化合物纯度检测方法化合物纯度检测方法包括薄层层析、高效液相层析、气相色谱等。
这些方法可以通过分析化合物在不同条件下的运移速度、保留时间等物理化学性质来确定其纯度。
二、期末试卷答案要求学员所选题目应为授课教师指定题目内的题目，论述要层次清晰、准确；写作要理论联系实际，同学们应结合课堂讲授内容，广泛收集与题目有关资料，含有一定案例，参考一定文献资料。
三、写作格式要求题目要求为宋体三号字，加粗居中；自加序号。
正文部分要求为宋体小四号字，标题加粗，行间距为1.5倍行距。
八区律是一种用于研究手性化合物构型和构象的经验规律，主要适用于手性取代环已酮等化合物。
八区律通过平面分割法和投影法来预测手性化合物旋光谱卡滕效应的正负性。
平面分割法将化合物分割成八个区域，每个区域又分为上下左右四个分区，以c平面为界，面前称为“前区”，平面后称为“后区”。
天然药物化学史话天然产物研究与诺贝尔奖2024
引言概述：天然药物化学是一门研究天然产物化学结构和活性的学科，它在药物发现和研究中起着重要的作用。
随着科学技术的发展，人们对天然产物的研究越来越深入，一系列重要的发现和突破也相继出现。
其中，一些突出的研究成果获得了诺贝尔奖的荣誉。
正文内容：1.天然产物的研究意义天然产物是生命进化过程中的产物，具有广泛的生物活性和药理活性，研究它们可以拓展药物研发领域。
天然产物结构丰富多样，其中包括植物、动物和微生物来源的化合物，具有独特的化学结构，是药物发现的重要资源。
2.天然产物的研究历程19世纪末至20世纪初，化学家们开始对天然产物进行系统的研究和分离，如研究红霉素和奎宁的化学结构。
20世纪中叶，结构确定和生物活性评价的方法和技术得到了显著的发展，如质谱、核磁共振等分析技术的应用。
现代天然产物研究中，越来越多的科学家关注天然产物的生物合成途径和机制，揭示其独特的合成方式。
3.天然药物化学的重要突破诺贝尔奖获得者罗伯特·罗宾斯发现了重要的免疫抑制剂环孢菌素A，该药物广泛应用于器官移植手术中。
诺贝尔奖获得者阿尔伯特·埃斯科夫推动了植物次生代谢产物研究的发展，首次报道了植物激素激动剂茉莉酮的结构。
诺贝尔奖获得者屠呦呦发现了青蒿素及其在疟疾治疗中的独特作用，为抗疟疾药物的发展做出了重要贡献。
4.天然产物研究的挑战与机遇天然产物研究面临着资源有限、提取困难、结构复杂等挑战，但也有着巨大的发展机遇。
基于天然产物的结构优势，科学家们通过合成和改造，可以获得更多具有潜在活性的化合物。
利用现代高通量筛选技术和计算机辅助药物设计，可以加速天然产物的筛选和优化。
5.天然药物化学的未来发展趋势结合现代分离和分析技术，研究天然产物来源的复杂混合物，寻找其中具有药理活性的成分。
探索天然产物的生物合成途径，揭示其合成机制，为合成新颖化合物提供理论指导。
加强合作与交流，促进不同领域的专家合作，推动天然药物化学的研究和应用。
天然药物化学共32页文档
2、阐明中药复方配伍的科学内涵
• 1、单味药的有效成分研究
• 2、复方有效成分 ≠ 各单味药有效成分的简单相加
• 3、协同、拮抗作用
• 改变溶出度
•
柴胡—人参：人参皂苷增加柴胡皂苷的溶出
•
甘草—甘遂：甘草皂苷增加甘遂甾萜类的溶出
• 4、物理、化学作用
• 发生化学反应
•
四逆汤：附子、干姜、甘草等
•
乌头碱与甘草皂苷形成不溶性沉淀—减毒
理化性质，提取分离与精制的方法及结构鉴别，对活性 成份进行结构修饰（如吗啡—可待因，莨菪碱—阿托品） 以便提高疗效。
第一节 天然药物化学研究内容和目的
二．天然药物化学的课程特点
1、在有机化学、分析化学基础上进行研究，内容相 对简单，但较多，较杂，要求要认真记忆，分析。
2、实验在该门课程中具有重要地位，第一是验证理 论知识的方法，第二，也是以后工作中的主要活 动，因此要注意实验前预习。操作过程中要认真。
第一章
绪论
[基本要求]
掌握：1、天然药物化学的概念，天然药物化 学的研究内容，该门课程的特点，实验在该课 程中的地位；
2、该门课程的学习方法，实验操作中 应该注意的问题，了解该门专业课程的前景。
熟悉：熟悉一般天然药物成分的性质。
天然药物化学在中药现代化中的作用
• 阐明中药的药效物质基础； • 中药现代化系统工程的前提、 建立和完
有效途径； • 5、从中药中发现先导物的优势； • 6、数千年临床实践——疗效确切； • 7、丰富的资源——结构、活性的多样性。
天然药物化学的优势和劣势
• 中药发展的机遇 1、天然药物在健康保障体系中的作用； 2、中药确切的疗效； 3、相对丰富的资源。
《天然药物分析》3章光谱
《天然药物分析》3章光谱光谱分析是一种常用的方法，用于研究药物的结构和性质。
在天然药物分析中，光谱分析可以被用来鉴定和定量天然药物中的化学成分。
光谱分析的原理是物质吸收或发射特定波长的光线。
根据被测物质对光线的吸收或发射特性，可以得到关于物质的结构和性质的信息。
主要的光谱分析方法包括紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、红外光谱（IR）、拉曼光谱、核磁共振（NMR）等。
在天然药物分析中，紫外可见光谱是最常用的光谱分析方法之一、该方法测量物质对紫外和可见光的吸收，通过观察吸收峰的位置和强度，可以判断物质的结构和浓度。
紫外可见光谱对天然药物中的芳香环和共轭体系非常敏感，因此可以用来鉴定并定量这些化合物。
红外光谱分析也广泛应用于天然药物的研究。
红外光谱能够提供关于物质中官能团的信息，如羟基、羰基、氨基、硫醇等。
通过分析红外光谱，可以确定物质的结构和功能基团，并与已知物质进行比对，从而鉴定未知化合物。
拉曼光谱是一种非常灵敏的光谱分析方法，在天然药物研究中也有广泛的应用。
拉曼光谱通过测量样品中光散射的强度和频率，来提供关于样品分子振动和转动信息。
由于拉曼光谱与分子结构相关，因此可以用来鉴定和分析天然药物中的化合物。
核磁共振是一种非常强大的光谱分析方法，可以提供关于核自旋的信息。
核磁共振光谱通过测量样品中原子核的共振频率，可以得到关于样品中原子核的化学环境，以及分子之间的相互作用等信息。
在天然药物研究中，核磁共振光谱常用于鉴定和定量分析复杂结构的化合物，如天然产物。
总之，光谱分析是天然药物研究中不可或缺的方法之一、紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱和核磁共振等光谱分析方法可以提供关于天然药物中化学成分的信息。
根据光谱的特征，可以鉴定未知化合物，定量分析天然药物中的成分，并进一步研究天然药物的药理作用和药物代谢等方面。
天然药物化学发展史简介
天然药物化学发展史简介•绪论•古代天然药物化学成就•近现代天然药物化学研究进展•当代天然药物化学研究热点与趋势目•挑战与机遇并存：未来发展趋势预测•总结回顾与展望未来录绪论01天然药物化学定义与特点天然药物化学定义天然药物化学是研究天然药物中化学成分的一门科学，旨在探索天然药物中具有生物活性的化合物，阐明其结构、性质、合成途径及生物合成规律，为创新药物的发现和设计提供理论依据。
天然药物化学特点天然药物化学具有多样性、复杂性和活性多样性等特点。
天然药物中的化学成分种类繁多，结构复杂，且具有广泛的生物活性，包括抗菌、抗炎、抗肿瘤、免疫调节等多种药理作用。
天然药物化学的发展经历了漫长的历史过程。
早在古代，人们就开始利用天然药物治疗疾病，如中药、民间草药等。
随着科学技术的进步，天然药物化学逐渐从经验性向科学性发展，经历了从传统的提取分离、结构鉴定到现代的合成生物学、化学生物学等交叉学科的融合。
现状概述目前，天然药物化学已经成为药物研发领域的重要分支之一。
随着高通量测序、代谢组学、蛋白质组学等技术的发展，天然药物化学的研究手段和方法不断更新和完善。
同时，随着人类对自然环境和生态保护的日益重视，天然药物的开发和利用也面临着新的机遇和挑战。
发展历程发展历程及现状概述VS发掘新药源天然药物是创新药物发现的重要来源之一。
通过对天然药物中活性成分的研究，可以发掘新的药物先导化合物和结构类型，为新药研发提供新的思路和途径。
促进中药现代化中药是中华民族的瑰宝，具有悠久的历史和丰富的临床实践经验。
通过对中药中活性成分的研究和开发，可以促进中药的现代化和国际化进程，提高中药的疗效和安全性。
保护生态环境天然药物的开发和利用需要充分考虑对生态环境的影响。
通过合理开发和利用天然药物资源，可以促进生态环境的保护和可持续发展。
阐明药理作用机制天然药物中的活性成分往往具有独特的药理作用机制。
通过对这些活性成分的研究，可以深入了解其与生物体相互作用的方式和途径，为新药的设计和优化提供理论支持。
2024年天然药物化学课件
天然药物化学课件一、引言天然药物化学是研究天然药物中化学成分的提取、分离、鉴定、结构测定、生物活性及其应用的一门学科。
在我国，天然药物化学的研究已有数千年的历史，其研究成果广泛应用于中医药、民族医药等领域。
随着科学技术的不断发展，天然药物化学在药物研发、疾病治疗等方面发挥着越来越重要的作用。
本课件旨在介绍天然药物化学的基本概念、研究方法、进展及其在医药领域的应用。
二、天然药物化学的基本概念1.天然药物：指来源于植物、动物、微生物等自然界生物体的药物，包括中药材、民族药材等。
2.化学成分：指天然药物中的有效成分和辅助成分，具有生物活性和药理作用。
3.提取：指从天然药物中分离出化学成分的过程，包括溶剂提取、水蒸气蒸馏、超临界流体提取等。
4.分离：指将提取液中的化学成分进行分离纯化的过程，包括柱层析、薄层色谱、高效液相色谱等。
5.鉴定：指确定化学成分的结构和性质的过程，包括质谱、核磁共振、红外光谱等。
6.生物活性：指化学成分在生物体内的药理作用，包括抗炎、抗菌、抗肿瘤等。
三、天然药物化学的研究方法1.提取与分离：根据化学成分的溶解性、极性等性质，选择合适的溶剂和方法进行提取与分离。
2.结构鉴定：通过质谱、核磁共振、红外光谱等方法确定化学成分的结构。
3.生物活性评价：采用体外细胞实验、体内动物实验等方法评价化学成分的生物活性。
4.作用机制研究：通过分子生物学、细胞生物学等技术探讨化学成分的作用机制。
5.药代动力学研究：研究化学成分在生物体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程。
四、天然药物化学的进展1.新型提取与分离技术：超临界流体提取、超声波提取、微波辅助提取等技术在天然药物化学研究中的应用。
2.高效液相色谱-质谱联用技术：提高了化学成分的分离鉴定速度和准确性。
3.系统生物学技术在天然药物化学研究中的应用：基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术在天然药物化学研究中的应用。
4.计算机辅助药物设计：基于化学成分的结构和生物活性，利用计算机技术进行药物设计。
天然药物化学基础课件
合成天然 药物：通 过化学合 成方法制 备天然药 物
优化天然药 物：对天然 药物进行结 构优化和修 饰，提高其 药效和稳定 性
开发天然 药物新剂 型：开发 天然药物 的新剂型， 提高其生 物利用度 和稳定性
研究天然药 物的机制： 研究天然药 物的作用机 制，为药物 开发提供理 论支持
天然药物的药理作用和临床应用
天然药物的质量标准
杂质限量：规定天然药物中 杂质的限量
含量测定：测定天然药物中 主要化学成分的含量
化学成分：确定天然药物的 主要化学成分
微生物限度：规定天然药物 中微生物的限度
稳定性：考察天然药物在储 存过程中的稳定性
安全性：评估天然药物的安 全性，包括毒性、过敏性等
天然药物的质量控制
质量标准：包括化学成分、含量、纯度、稳定性等 质量控制方法：包括化学分析、生物活性测定、安全性评价等 质量控制流程：包括原料采购、生产过程、成品检验等 质量控制体系：包括质量管理体系、质量控制实验室、质量控制人员等
生产工艺：研究天 然药物的生产工艺、 设备、质量控制等
质量控制：确保天 然药物的质量和安 全性
法规监管：遵守相 关法规和标准，确 保天然药物的合法 性和安全性
天然药物的开发和利用实例分析
青蒿素：从青蒿中提取，用于治疗疟疾
紫杉醇：从紫杉树皮中提取，用于治疗 癌症
银杏叶提取物：用于治疗心血管疾病
鱼腥草：用于治疗感冒、咳嗽等呼吸道 疾病
灵芝：用于增强免疫力，治疗多种疾病
冬虫夏草：用于增强免疫力，治疗多种 疾病
感谢您的耐心观看
汇报人：
天然药物的药理作用：包括抗菌、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等
天然药物的临床应用：用于治疗各种疾病，如心血管疾病、糖尿病、癌症等
《天然药物化学》课程中化合物结构解析内容教学探讨
多年来在广泛收集化合物的原始图谱的基础上 总 结出各类化合物成分的波谱特征和结构解析过程 并将其应用于课堂教学中.
核磁共振技术在结构解析中的作用是大家有 目共睹的 对于初学者来说其谱图的解析难度也是 不容忽视的.这一部分内容亦是天然药物化学课程 中讲授结构鉴定内容的最大障碍 究其原因 源于 前一学期所学的化合物核磁共振相关数据及知识 因较少使用或疏于练习 常常被遗忘或者基本上不 能系统的把谱图中信息转换成可供应用的波谱数 据.因此 在总论的教学内容里面 一维核磁共振谱 图提供的信息 包括峰面积 峰位 偶合常数及溶剂 峰等知识点需要进一步巩固 以及常见 典型的数 据 影响化学位移的因素等 要进行必要的复习 以 利于后面灵活运用.
和 天然药物化学 课程的教学任务 教师在教学过
程中积极思考 针对教学内容 教学方法 教学手段 及教学模式均进行了一些有益的尝试和探索. 1 总结规律 循序渐进式设计教学内容
天然药物化学各种类型的成分均有其独特的 结构特征 波谱特征和规律.四大波谱技术在天然 化合物结构解析中扮演者各自的角色.课程组教师
关键词 天然药物化学 波谱解析 教学实践 中图分类号 G642 文献标识码 A 文章编号 1673- 260X 2018 01- 0154- 03
天然药物化学是药学类专业一门主干课程 旨
在分析天然药物中的药效物质基础 用现代科学技 术和仪器研究天然药物的化学成分.课程内容包括
化合物结构类型 理化性质 提取分离和结构鉴定
收稿日期 苑猿糟运泽糟猿泽糟苑 基金项目 安徽省教育厅教学研究项目 zd苑猿糟苑糟6泽zc
苑猿糟6jyxm猿5韵5
- 154-
安徽中医药大学教学质量与教学改革工程项目 zd苑猿糟苑糟运泽zc
位移的影响规律.在此基础上 学生需要学习的新 知识也就只有香豆素中吡喃酮环中 α β - 不饱和 内酯 醌类化合物中的醌环及黄酮分子中三碳链为 新的内容 某种程度上降低了学习的难度 极大克 服了学生的畏难情绪.另外 环己烷的结构片段在 天然药物化学的萜类 甾体类极其常见 且与吡喃 糖分子也极其相似 针对这个问题 课程组教师在
天然药物化学发展史简介讲义
（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
2 ） 具有一定的理化常数 3 ） 具有生物活性
2. 有效部位（Active Extracts）
O
CH2
N
O
OCH3 OCH3
小蘗碱（Berberine）
指具有生物活性的有效部位，如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等。
3. 无效成分（Anactive Constituents ）
与有效成分共存的其它成分
4. 杂 质 **注释：辩证理解上述术语的相互关系。
瑞典化学家贝泽留斯(Berzelius)认为："有机化合物的变化只能受'生命 力'所支配"。
2）有机化合物的合成
1828年德国化学家弗列德里奇.奥勒(Friedrich woler)在实验室用无机化 合物合成了脲
2KOCN + (NH4)2SO4 K2SO4 + 2NH4OCN
氰酸钾
硫酸铵
氰酸铵
3. 天然产物化学（Chemistry of Natural Products) (IUPAC) 4. 天然有机化学 (Chemistry of Natural Organic Compounds)
(四) 相关的术语
1. 有效成分（Active Constituents）
单体化合物：1） 能用分子式和结构式表示
（六）天然药物化学在药学专业中的作用与地位
天然药物化学的波谱分析会考四种谱的
天然药物化学的波谱分析会考四种谱的，黄酮的紫外和核磁共振氢谱；甾体和三萜的核磁共振碳谱；这两种是容易出大题的。
红外会考醌类（选择），两种甾烷（鉴别）；综合的会在鉴别题的三萜鉴别里有，这就考察能力了。
糖在甾体和三萜里会附加考察，再非主流只有大牛能过考试了。
下面分别来说下做题技巧三萜皂苷和甾体皂苷考察核磁共振碳谱第一步：看下备选结构是甾体皂苷还是三萜皂苷，记下大概其的碳位第二步：标记出碳谱数据中，苷元的所有60~80；109~160；170~220的部分，糖中苷化位移3~9的，或者化学位移95~96的。
第三步：根据数据来跟备选结构比对：连续出现两个碳位109~160，双键；出现170~220的碳位，酮或者羧基；出现60~80的碳位，醇羟基。
之后选择出来正确的结构，写出原因。
第四步：甾体皂苷是3位羟基成苷，所以要关注下3位碳的苷化位移是否是+8~+10，甾体皂苷一般连有两个糖，所以还要关注下糖和糖的连接位置，糖连接处的碳苷化位移是+3~+8（出现9的也可以），大家可以看下Gal半乳糖，一般在那里；三萜皂苷是28位碳的羧基成苷，所以要关注下28位碳的苷化位移是否是-2~-8;三萜皂苷只有一个糖，糖的一位碳的化学位移是95~96。
第五步：确定糖的构型，看耦合常数，如果J=6~8Hz是ß构型；如果J=2~4Hz是á构型。
第六步：画图，一定会画葡萄糖和半乳糖的Haworth式，有个口诀是葡萄糖上下上下，半乳糖是上上上下。
其他需要注意的问题：（会出现的问题）1．Molish反应呈阳性说明该物质是苷类2．Liebermann-Burchard反应阳性说明是三萜或者甾体皂苷3．红外光谱在3500左右的是羟基，1737,1714的是酮羰基。
黄酮类化合物考察核磁共振氢谱和紫外光谱诊断试剂一般考察黄酮和黄酮醇，其他的难度有些大，考的可能性也不大。
我比较喜欢先解析氢谱后解紫外（大家随意）步骤：第一步：画出2-苯基色原酮的结构，标号；第二步：将核磁共振氢谱信息进行分类，将含J=2.5Hz,且位移小于7的，以及J=9Hz的，分到A环里；含J=2.5Hz,且位移大于7的，以及J=8.5Hz的，分到B环里；将含s的，分到C环里。
2024年天然药物化学ppt课件
生态保护与资源利用平衡
探讨如何在保护生态环境的前提下，合理开发和利用天然药物资 源。
资源再生与人工培育
研究天然药物资源的再生途径以及人工培育技术，提高资源利用效 率。
政策法规与行业标准
制定和完善天然药物资源开发与利用的政策法规和行业标准，规范 市场秩序。
23
创新药物研发思路与方法
醌类成分
03
苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌等。
8
主要化学成分类型
2024/2/28
黄酮类成分
黄酮、黄酮醇、异黄酮、查耳酮等。
萜类及挥发油成分
单萜、倍半萜、二萜等。
三萜及其苷类成分
四环三萜、五环三萜等。
9
主要化学成分类型
甾体及其苷类成分
孕甾烷型、螺甾烷型等。
生物碱类成分
有机胺类、吡咯烷类、吡啶类、异喹啉类等。
包括基因组学、蛋白质组学、代谢组学等， 用于系统研究生物体内各种分子的组成、结 构和功能。
组学技术在天然药物研究 中的前景
随着技术的发展和成本的降低，组学技术将 在天然药物研究中发挥越来越重要的作用。
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计算化学在天然药物设计中的应用
计算化学方法介绍
包括分子模拟、量子化学计算等，用于预测和优化化合物的结构、性质和活性。
2024年天然药物化学 ppt课件
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• 天然药物化学概述 • 天然药物化学成分与结构 • 天然药物生物合成途径与调控 • 天然药物药理作用与机制 • 天然药物资源开发与利用 • 现代技术在天然药物化学中的应
用
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目录
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01
天然药物化学概述
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天然药物化学经典书籍介绍
天然药物化学经典书籍介绍《中药大辞典》《中药大辞典》是中华人民共和国成立后出版的第一部大型中药专业工具书，由南京中医学院（现南京中医药大学）编纂，于1958年至1966年完成初稿，1972年至1976年修订，1977年出版，出版时南京中医学院与南京医学院合并，故署名为江苏新医学院。
书中共收载中药5767味，其中包括植物药4773味，动物药740味，矿物药82味，以及传统作为单位药使用的加工制成品等172味。
《中药大辞典》先后获1978年全国科学大会科技成果奖、首届中国辞书类一等奖。
第二版于2006年出版，共收载药物6008味，增补了初版后近30年来有关栽培(饲养)技术、药材鉴定、化学成分、药理作用、炮制、现代临床研究等方面的中药研究成果。
《中草药成分化学》林启寿编著，科学出版社。
本书按天然成分化学类型分章讨论中草药各类成分的化学，包括理化性质，鉴别方法，结构测定以及提取分离方法，生物活性等方面内容，是植化工作者常用参考书。
《全国中草药汇编》中国中医科学院中药研究所启动在2009年开始《全国中草药汇编》（第三版）修订工作。
据悉，现行的《全国中草药汇编》最初编纂于上世纪７０年代，10年间不断进行研究实践，记载了植物药资源共计４０００余种，对各种药物名称、来源、生态、环境、栽培、采制、化学、药理、性味归经、主治用法、附方制剂等都有系统记述。
《中草药学》南京药学院编，江苏人民出版社，江苏科技出版社。
本书共分三册，上册论述中草药理化鉴别，中草药各类成分的结构类型，理化性质，提取分离方法及中药制剂学等方面内容（1987）。
中册与下册为各论，收载中草药九百余种，按中草药植物系统编排。
本书每药及成分的主要内容附有文献来源，中册（1976），下册（1980）。
《中草药有效成分提取与分离》（第二版）上海药物研究所编著（1983），上海科技出版社。
本书以中草药有效成分的提取分离为主要内容，介绍了常用提取分离方法。
某些常用中草药有效成分的提取分离实例，实践性较强，是植化工作者的常用参考书。
天然药物化学实验讲义(四实验)
目录天然药物化学实验须知 (2)天然药物化学实验项目 (7)实验一黄柏中盐酸小檗碱的提取分离与鉴定 (7)实验二槐米中芸香苷的提取、分离与鉴定 (11)实验三八角茴香中挥发油的提取、分离与鉴定 (15)实验四茶叶中咖啡因的提取、分离与鉴定 (19)天然药物化学基本操作技能 (23)天然药物化学实验天然药物化学实验须知（一）实验目的1.验证理论，加深对理论知识的理解。
2.掌握回流提取、连续回流提取、两相溶剂萃取（分液漏斗法）、溶剂回收、薄层色谱等基本操作技能。
3.熟悉结晶法、柱色谱法、化学成分预试验等实验技术。
4.了解四大光谱（紫外、红外、核磁共振、质谱）的基本操作规程。
5.培养观察、分析和解决问题的实际工作能力以及科研动手能力。
（二）实验要求1.实验前，认真阅读实验内容及其相关知识，掌握实验原理、各步操作方法以及实验注意事项。
2.天然药物化学实验时间长及操作多，实验前应作好有关实验内容在时间上的计划，尽量做到实验紧凑有序。
3.尊重实验指导老师，听从实验安排。
4.不迟到，不早退。
因急事中途离开实验室，必须向老师请假。
6.以科学的实事求是态度，认真及时记录操作步骤、实验现象、有关数据、实验结果等。
7.认真如实地填写实验报告，及时上交。
（三）实验室规则1.进实验室必须穿工作服。
2.进实验室后，首先清点本次实验所用仪器设备、溶剂、试剂，熟悉存放位置。
3.实验室严禁吸烟、饮食。
不做与实验无关的事情。
4.实验室应保持安静，不许在实验室大声谈笑、嬉戏打闹。
5.严格遵守安全规则和各种仪器操作规程。
对性能和操作不熟悉以及与本次实验无关的仪器设备，不要随便安装使用，贵重仪器设备，未经老师允许，不得随意动用。
6.正确取用药品、溶剂和试剂，避免交叉污染，确保实验的准确性。
7.实验药品、试剂以及仪器，用后及时归还原位，不要乱拿乱放。
8.保持实验室的干净整洁，实验药渣以及纸屑等固体废弃物投入垃圾箱，易污染环境的废弃液倒入废液缸，有毒、易燃、易挥发的废弃液倒入指定的有盖废液瓶中，一般废弃液冲入下水道。
天然药物化学简述测定化合物结构的四大波谱及其各自原理(2)
天然药物化学简述测定化合物结构的四大波谱及其各自原理(2)装订处XXX考试卷XXX《天然药物化学》一、请同学们在下列（20）题目中任选五题，写成期末试卷答案，每题20分。
1.简述天然化合物的提取、分离方法。
2.聚酰胺分离化合物的基本原理是什么？简述其基本用途。
3.确定化合物分子量的方法有哪些？4.简述测定化合物结构的四大波谱及其各自原理。
5.化合物的纯度检测有哪些方法？6.简述八区律及其应用。
7.苷键裂解方法有哪些？各有什么规律？试比较各种方法的异同点。
8.写出D-葡萄糖、L-鼠李糖的结构式（三种表示方法）。
9.糖的甲基化有哪几种方法、优缺点。
10.从结构特点看，木脂素可分为哪些类型？11.结合香豆素的结构特点，设计从中草药中提取、纯化香豆素化合物的方案（画流程图并给出简单的解释）。
12.对于蒽醌类化合物，用pH梯度萃取法设计分离方案。
13.简述黄酮类化合物的生物活性及其应用。
14.青蒿素是哪类化合物？设想从植物中提取分离青蒿素的方案。
15.变形的单萜、倍半萜有哪些类型？结构上有何特征？16.酯苷、酚苷的苷化位移有何纪律？17.三萜类化合物有哪些结构类型？18.强心苷、甾体皂苷的结构类型。
19.生物碱显碱性的原因以及影响碱性大小的因素。
20.从某一中药中分离得一白色结晶，质谱测得分子式为C10H8O3，该化合物的核磁共振氢谱数据如下：1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm：7.58(1H,d.J=9.5Hz)。
6.17(1H。
d。
J = 9.5 Hz)。
6.78(1H。
dd。
J = 2.5.8 Hz)。
6.72(1H。
d。
J = 2.5Hz)。
7.32(1H。
d。
J = 8 Hz)。
3.82(3H。
s)。
在NOE谱中照射3.82ppm共振峰。
6.78和6.72ppm共振峰有增益。
请根据以上波谱数据推断化合物结构。
画出该化合物的结构式，并归属各质子信号。
2、期末试卷答案请求学员所选题目应为授课教师指定题目内的题目，论述要层次清晰、准确；写作要理论联系实际，同学们应结合课堂讲授内容，广泛收集与题目有关资料，含有一定案例，参考一定文献资料。
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・专论・天然药物化学史话：“四大光谱”在天然产物结构鉴定中的应用王思明1, 2，付炎2，刘丹2，王于方2，李力更2，霍长虹2，李勇1，刘江1*，张嫚丽2，史清文2*1. 河北医科大学第四医院药剂科，河北石家庄 0500112. 河北医科大学药学院天然药物化学教研室，河北石家庄 050017摘要：天然产物化学研究在药物研发中起着非常重要的作用，结构研究又是天然产物化学研究中最重要的工作之一。
在天然药物化学史话系列文章的基础上，对在天然产物结构研究中起绝对主导作用的“四大光谱”分析技术，即红外光谱、紫外光谱、质谱、核磁共振波谱在天然产物结构鉴定中的应用历史进行回顾与总结，并对其发展前景进行展望。
关键词：天然产物化学；天然药物化学；结构鉴定；紫外光谱；红外光谱；质谱；核磁共振波谱中图分类号：R284 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2016)16 - 2779 - 18DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.16.001Historical story on natural medicine chemistry:Application of UV,IR,MS,and NMR spectra in structure elucidation of natural productsWANG Si-ming1, 2, FU Yan2, LIU Dan2, WANG Yu-fang2, LI Li-geng2, HUO Chang-hong2, LI Yong1, LIU Jiang1, ZHANG Man-li2, SHI Qing-wen21. Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050011, China2. College of Pharmaceutical Sciences, Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017, ChinaAbstract: The study on natural product chemistry plays an important role in drug development, and the structure elucidation is one of the vital tasks in the natural product chemistry research. This paper summarized the application of UV, IR, MS, and NMR spectra in the structure elucidation of natural products with 123 papers cited. This article is one of the series of historical stories on natural product chemistry published in this journal, which are reviewed and summerized. The developing future is looked forward.Key words: natural product chemistry; natural medicine chemistry; structural elucidation; ultraviolet spectroscopy; infrared spectroscopy; mass spectrometry; nuclear magnetic resonance spectroscopy天然产物是自然界的生物在千百万年的进化过程中通过自然选择合成以及保留下来的结构各异的次生代谢产物，这些次生代谢产物由于结构的多样性而具有多种多样的生物活性。
天然产物对人类最大的贡献之一就是成为药物，在人类历史上，天然药物一直是人们防病治病的主要手段。
天然产物具有结构多样性、生物活性多样性和类药性而成为新药开发研究的重点，临床上应用的许多药物都直接或间接来源于天然产物，天然产物在新药开发、绿色生物农药研制、保健功能食品和天然化妆品开发中扮演了非常重要的角色[1-7]。
对天然产物的研究一直是科学家们特别关注的领域，尤其是天然产物的结构鉴定更被视为其中最为关键、困难的工作之一。
天然产物数量巨大、结构类型繁多，特别是立体化学结构的测定尤为困难。
早期研究中，天然产物的结构确定主要是通过各种化学反应如制备衍生物、化学降解甚至全合成方法对照等手段来完成，最初一个复杂化合物的结构鉴收稿日期：2016-02-26基金项目：河北省重点基础研究课题（15962704D）；河北省中医药管理局课题（2016040）；河北省教育厅重点课题（ZD2016093）；河北省重点课题（ZD2016093）；河北医科大学教育科学研究重点课题资助项目（2012yb-19，2014yb-21）；2016年河北医科大学校内科研发展基金（kyfz111）作者简介：王思明（1988—），女，河北石家庄市人，药剂师。
Tel: (0311)86265634 E-mail: fuyan0228@*通信作者刘江（1968—），女，河北石家庄市人，主任药剂师。
史清文（1964—），男，河北沧州人，教授，博士生导师，主要从事天然产物中活性成分的研究。
Tel: (0311)86261270 86265634 E-mail: shiqingwen@定往往需要花费十几年、几十年甚至上百年的努力。
随着科学技术的迅猛发展，对天然产物结构的研究手段与方法也发生了巨大变化，从最早的化学法为主导发展成为以仪器分析即波谱分析为主导，特别是近30年来，现代波谱技术的应用更是促使天然产物的研究速度大为提升[8]。
本文在天然药物化学史话系列文章[9-17]的基础上对“四大光谱”分析技术即红外光谱（infrared spectroscopy ，IR ）、紫外光谱（ultraviolet spectroscopy ，UV ）、质谱（mass spectrometry ，MS ）、核磁共振波谱（nuclear magnetic resonance spectroscopy ，NMR ）等技术的应用历史特别是对MNR 技术进行回顾与总结，并对其发展前景进行展望。
1 天然产物结构研究历史简介20世纪前半叶，天然产物的结构鉴定主要还是依靠化学手段，包括一系列官能团的化学反应、化学降解、制备衍生物、化学转换甚至全合成对照等，这些方法不仅费时耗力，而且对样品量需求很大，还要求研究者有相当深厚的有机化学知识与技能，因此被视为一项极其复杂且富有挑战性的艰苦工作。
如吗啡（morphine ，1）和马钱子碱（士的宁，strychnine ，2），从分离得到单体到结构确定分别花费118年和127年，耗费了几代人的心血，整个结构研究过程跌宕起伏，仅仅为了对吗啡的结构进行研究，英国著名化学家、诺贝尔化学奖获得者Robinson 就发表了50余篇研究论文[18-19]。
1937年我国著名药物化学家赵承嘏教授从防己科植物粉防己Stephania tetrandra S. Moore 中分离得到防己诺林碱（fangchinoline ），其化学结构直到20年后的1958年才由我国著名科学家庄长恭教授、邢其毅教授用化学方法确定。
在20世纪60年代NMR 技术应用以前，鉴定天然产物的结构主要依靠化学家渊博的化学知识和丰富的想象力，这期间的代表当属美国有机化学大师Woodward 推测出的土霉素（oxytetracycline ，3）和青霉素（penicillin ，4）的结构。
但是由于天然产物结构的复杂性，以及当时仪器技术水平和结构鉴定手段的局限性，科学家有时还会得出错误的结论，如1927年和1928年诺贝尔化学奖获得者德国化学家Wieland 与Windaus 推测出的胆固醇（cholesterol ，5）结构，在1932年就被X 射线衍射证明是不正确的[20-21]。
进入20世纪后半叶，由于MS 和NMR 的普遍应用，在天然产物结构鉴定中UV 、IR 、MS 和NMR （以下简称“四大光谱”）的联用技术越来越成熟，四大光谱法逐渐取代了化学法，大大加快了结构鉴定的速度。
如从夹竹桃科植物萝芙木Rauvolfia verticillata Lour. Baill. 根部得到的一种结构非常复杂的生物碱利血平（reserpine ，6），1952年分离获得纯品，1955年就确定了其结构，1956年完成了其全合成，总共历时仅有4年[22-23]。
20世纪80年代以后，软离子场解吸质谱（field desorption mass spectrometry ，FDMS ）的应用和高分辨率核磁共振技术的发展，特别是二维核磁技术的应用，使天然产物的结构鉴定发生了颠覆性的技术革命。
从此以后，四大光谱已经成为实验室的常规手段，结构鉴定也不再是“令人却步”的工作。
化合物1～6的结构见图1。
严格地说，把UV 、IR 、MS 、和NMR 统称为四大光谱并不严格，其实UV 、IR 属于光谱，C CO NHH 4 青霉素（penicillin ）3 土霉素（oxytetracycline ）2OH NMeMeMeMeEt5 胆固醇（cholesterol ），1927 5 胆固醇（cholesterol ），1932333H 3 6 利血平（reserpine）2 马钱子碱（strychnine ）NH 3C 1 吗啡（morphine ）图1 具有历史意义的部分天然产物的化学结构Fig. 1 Chemical structures of morphine and other natural products with historical significanceNMR属于波谱，MS是物质粒子的质量谱，但在我国早年习惯称之为四大光谱，为方便起见，如今很多教科书和文献杂志还在延续习惯叫法，把它们统称为“四大光谱”。
鉴于NMR在结构鉴定中的作用越来越重要，甚至不可或缺，本文将对其进行重点介绍。
2四大光谱的应用历史介绍2.1UV1666年英国科学家牛顿（Isaac Newton）证明一束白光可分解为一系列不同颜色的可见光，并用“光谱（spectrum）”一词来描述这一现象，从此科学家开始对光谱进行了深入研究。
紫外光是德国科学家Ritter于1801年发现。
紫外光谱法（一般主要是指200～400 nm的近紫外区）真正用于化合物结构研究始于20世纪30年代，特别是在对于甾体化合物、维生素D（vitamin D，VD）等含有共轭双烯键、α，β-不饱和羰基（醛、酮、酸、酯）及芳香环化合物的结构研究中应用特别广泛。