1 天然药物化学总论 - 第3学时
第一章总论天然药物化学
第四节 提取分离方法
2 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
2.1 影响分离的因素
①分离因子β，分配系数K
β= KA/ KB
KA>KB,
K=CU/CL
（CU, CL被分离物质在上相和下相中浓度）
根据β值的大小可决定分离采用的方法:
β≥100，简单的一次萃取，可基本分离.
100>β≥10，10-12次萃取，CCD法。
第四节 提取分离方法
3.2 硅胶、氧化铝： ①被分离物质吸附力与结构的关系
被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难， 后被洗脱下来。
官能团极性大小排列顺序： -COOH > Ar-OH > R-OH > R-NH2, RNHR ', RNR ' R " > R-CO-NR'R"> RCHO > RCOR ' > RCOOR ' > ROR ' >RH
常用提取溶剂
水
大小
甲醇、乙醇、丙酮、正丁醇
极
亲水性有机溶剂
性 乙酸乙酯、氯仿、乙醚、苯、石油醚
小
亲脂性有机溶剂
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） 优点：适用于热敏物 质，操作简单 缺点：提取效率低， 溶剂用量大
渗漉法装置图
冷凝
随水蒸气蒸馏而不被破坏
的成分，如挥发油。
挥发油测定
药材+水
第四节 提取分离方法
3.升华法（ sublimation ） 用于具有升华性的成分提取，如某些小分子香
豆素，蒽醌，樟脑等。
天然药物化学教学大纲.pdf
《天然药物化学》教学大纲课程编号：总学时数：118学时（其中含实验52学时）学分：5.5学分适用对象：药学和制药工程专业考核要求：闭卷考试，理论成绩70%和实验成绩30%计入总分教材与主要参考书目教材：吴立军主编，《天然药物化学》 人民卫生出版社，2007年主要参考书目：徐任生主编，《天然产物化学》，科学出版社，1993年谭仁祥主编，《植物成分分析》，科学出版社，2002年姚新生主编，《超导核磁共振波谱解析》，中国医药科技出版社，1991年一、课程的性质和任务天然药物化学是一门应用现代化学、物理方法和理论研究天然药物有效成分的学科，是药学专业的必修专业课。
通过本课程的学习，使学生掌握天然药物化学的基本理论、基本知识和基本技能，并培养创新思维能力，能在药物研究与开发、生产、检验等领域从事新药开发、工艺改进、药品质量控制等方面工作的专业人才，适应我国社会主义现代化建设需要。
二、教学的目的与要求 在本学科的学习中，要求学生掌握天然药物化学各类成分结构类型、结构特点、理化性质、提取分离及结构鉴定的基本理论和方法。
了解重要类型成分的生物活性、构效关系及寻找天然药物中有效成分的途径，为今后从事天然药物有效成分的研究、生产和指导用药打下基础。
要求掌握一定量的专业英语词汇并能借助字典较快阅读专业英语文献。
三、学时分配湖校数字教学资源中心27.140四、教学中应注意的问题天然药物化学是理论和实践紧密结合的一门学科，在教学中药注重理论和实验并举。
并结合实际情况，及时更新教学内容。
五、教学内容、要点和课时安排第一章：总论 8课时第一节：绪论 （2）课时 天然药物化学的主要内容及其在药学事业中的地位，天然药物的研究发展概况、教学方法、课程安排和主要参考书。
第二节：生物合成 （1）课时 生物合成假说及途径。
第三节：提取分离方法 （3）课时 介绍天然药物中常见的化学成分和常用的提取、纯化及分离方法。
重点讲解色谱法在天然药物化学成分的分离和鉴定中的应用。
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
天然药物化学课程标准课程
《天然药物化学》课程标准课程名称：天然药物化学课程代码：130037课程类型：专业基础课程课程性质：必修课课程总学时：72学时理论学时：42学时开课学期：第三学期适用专业：药学先修课程：无机化学、有机化学一、概述（一）课程性质地位天然药物化学是应用现代理论、方法与技术研究天然药物中化学成分的学科，是药学专业学生的必修专业课程。
本门课程着重围绕天然药物中有效成分的结构、性质、提取分离和鉴定以及结构测定的基本知识和基本操作技能进行教学。
目的在于培养学生具有较强地天然药物化学成分提取、分离和鉴定的岗位实践操作能力，具有较强地知识运用能力和开拓精神，为学生今后适应岗位变化，学习相关专业技能，具有个人可持续发展能力而奠定基础。
（二）课程基本理念通过该课程的学习使本专业学生熟悉天然药物中有效成分的结构特点与类型；掌握各类有效成分的理化性质、提取分离以及鉴别方法；了解典型有效成分的结构测定方法以及生物合成途径。
培养学生具有初步从事天然药物的生产和研究能力。
在有机化学、分析化学、药用植物及波谱学课程的基础上，着重围绕中药有效成分的结构类型与特点、理化性质、提取分离方法、结构鉴定的基本原理和基本技能教学。
总论部分介绍了天然药物中有效成分的生物代谢途径、提取分离以及结构研究的方法与步骤；各论部分介绍了糖苷、黄酮、醌类、萜类、皂苷、生物碱等有效成分的结构特点、理化性质、提取分离及结构测定方法。
在该课程的学习中，涉及的中药有效成分提取的方法有：煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、连续回流法、超临界萃取法等溶剂提取法，水蒸气蒸馏法；用到离子交换色谱、硅胶色谱、氧化铝色谱、大孔吸附树脂色谱、聚酰胺色谱等多种分离手段；在中药有效成分的结构测定中用到紫外光谱（UV）、红外光谱（IR）、质谱（MS）、氢核磁共振（1H-NMR）、碳核磁共振（13C-NMR）等光谱检测手段。
（三）课程设计思路本课程标准以天然药物化学课程的基本理念为指导，根据我校实际情况和本门课程多年的教学经验、研究总结，在进一步调查、研究及实践的基础上形成的。
天然药物化学(药学专业整理)
（注：波谱方面的汇总在最后几页，因老师说考黄酮类和蒽醌类，故重点整理这两个）第一章 总论（6学时）掌握：1.常用的天然化学成分的提取、分离、纯化方法溶剂提取法提取 水蒸气蒸馏法（适用于具有挥发性的、能随水蒸气蒸馏而不被破坏、且难溶或不溶于水的成分）升华法溶剂法离子交换树脂法 沉淀法 分离纯化 结晶法色谱法超临界流体萃取超滤法、透析法、分馏法天然药物化学成分按其生物合成途径划分： 2.溶剂提取法与水蒸气蒸馏法的原理、操作及其特点 溶剂提取法·根据被提取成分的性质和溶剂性质浸渍法 渗漉法 煎煮法 提取方法 回流提取法 连续回流提取法 超临界流体萃取法 超声波提取法 微波提取法·溶剂极性由弱到强的顺序如下：石油醚(低沸点→高沸点) < 二硫化碳 < 四氯化碳 < 苯 < 二氯甲烷 < 乙醚 < 氯仿< 醋酸乙酯 < 正丁醇 < 丙酮 < 乙醇 < 甲醇 < 水 < 乙酸·选择溶剂的要点：能有效的提取成分；相似相溶，沸点适中易回收；低毒安全。
·水蒸气蒸馏法的原理：这类成分有挥发性，在100℃时有一定蒸汽压，当水沸腾时，该类成分一并随水蒸汽带出，再用有机溶剂萃取，既可分离出。
·系统分离法（先极性小的溶剂）：石油醚→Et2O→EtOAc→EtOH→水。
·正相正相分配柱色谱：固定相的极性＞流动相，极性小的先流出，适合极性大的物质。
基本结构单位：C2单位(醋酸单位)：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物;C5单位(异戊烯单位)：如萜类、甾类等;C6单位：如香豆素、木脂素等苯丙素类化合物;氨基酸单位：如生物碱类化合物;复合单位：由上述单位复合构成;熟悉：1.天然药物化学的发展史、研究内容及其与其它课程的关系2.天然药物化学成分主要的生物合成途径和结构研究的主要程序及采用的主要方法.波谱方法——主要手段助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原子），它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加，如-OH, -NH2, -Cl 等 红外光谱（IR ） 分子振动能级谱 氢核磁共振光谱第二章糖和苷（6学时）掌握：1.掌握苷键的定义和苷的结构特征、苷的分类苷类又称配糖体(glycosides)，是由糖或糖的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子联接而成的化合物。
天然药物化学绪论
整理ppt
16
五、天然药物化学的发展与动向 （一）我国天然药物的种类和资源
● 《唐本草》载药844种，公元659年 ● 《经史证类备急本草》收药1300多种， 宋朝 ● 《本草纲目》载药1892种，公元1596 ● 《 本草纲目拾遗 》载2608种，清朝 ● 《神农本草经》中有药物365种，公元前221年， ● 全国性的药用植物资源普查，目前已知天然药物资
植物化学 （Phytochemistry）
中药化学（The Chemistry of Traditional
Chinese Medicine）
中草药成分化学（The Chemistry of
Traditional Chinese and
Herbal Drugs）
整理ppt
4
二、天然药物化学的定义与研究内容 （一）天然药物的定义？
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。
整理ppt
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天然药物中分离出有效成分：制剂
如：颠茄、曼陀罗：莨菪碱（阿托品）； 穿心莲：穿心莲内酯
- 涉及主要类型化学成分的生物合成途径；
- 目的：
其目的是探索安全高效的天然产物及衍生的新
化合物。为开发和创制新药奠定基础。
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三、 天然药物化学在医药事业中的作用
（一）探讨天然药物治病的 物质基础 —有效成分
（二）控制天然药物及其 制剂的质量
影响天然药物防病治病的主要因素：
天然药物化学
《天然药物化学》课程标准一、课程编码：022068二、课程类型：B类课程三、适用专业：药学、生物制药技术四、参考学时、学分：总计3学时：理论26学时，校内实训14学时五、课程性质《天然药物化学》是药学、生物制药技术专业课程体系中的一门专业技能课程。
本课程是运用现代科学理论与技术研究天然药物中生物活性物质的一门学科，课程内容主要包括天然药物中具有生物活性物质的化学结构、理化性质、提取分离、结构鉴定、结构修饰及生物合成途径等，同时包括有关天然药物现代化研究的新思路新方法的介绍、国内外本学科的新成果、新技术的介绍、以及相关学科新理论与新技术在本学科中的应用的介绍。
六、课程定位《天然药物化学》在课程体系中以天然药物学、有机化学等课程为基础，是一门研究天然药物有效成分的学科。
通过教学，使学生掌握天然药物化学的基本理论，熟练掌握天然药物有效成分提取、分离、精制、鉴定等实验基本操作方法，培养学生的逻辑思维能力，初步的分析能力，动手能力，观察能力及熟练的操作能力等，满足学生在天然药物生产、检验、经营等岗位工作的需要。
七、课程设计思路本课程是以就业为导向，根据天然药物（中药）生产、质检、经营岗位所涵盖的工作任务的需要而设置，经职业能力分析，以实际工作任务为引领，以天然药物相关岗位所应具备的职业能力为主线和依据。
课程设计主要按学生就业岗位的特点，以“实用、够用”为原则，采用理实统合、教练融合、工学结合、校企联合的人才培养模式组合教学内容，并通过课堂示教、校内实训、企业见习等教学活动组织教学，实现融“教、学、做”为一体，充分体现天然药物化学课程服务于就业的高职教育课程定位。
八、课程目标（一）总体目标通过本课程的教学，将使学生掌握本学科重要的基本理论，基本知识和基本实验技术，通过任务驱动、服务驱动来展开知识、技能的教学活动，突出在“做中学”，在“学中做”的高职办学特色，使学生全面掌握或理解天然药物化学提取、分离、精制等内容。
天然药物化学总结
天然药物化学总结第一章“总论”小结第一节 绪论：要求掌握天然药物化学的概念，天然药物化学的研究内容。
一、天然药物化学(natural pharmaceutical chemistry)：是运用现代科学理论、方法与技术，研究天然药物中化学成分的一门实验学科。
二、研究内容：各类天然药物中具有生物活性或具有防病治病作用的化学成分即有效成分的结构特征、理化性质、提取分离方法、结构测定，及生物合成途径和必要的化学结构修饰或改造。
结构特征：每类成分所具有的结构的一些特点理化性质：溶解度、极性、酸碱性，鉴别反应等有效成分提取分离方法：提取方法：溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法等分离方法：萃取、pH 梯度萃取法、色谱法等有效成分的结构鉴定：理化方法：颜色反应、理化常数衍生物制备波谱法：UV 、IR 、NMR 、MS 等第二节 生物合成：要求熟悉天然药物化学成分的主要的生物合成途径.主要的生物合成途径1、醋酸-丙二酸途径（acetate-malonate pathway, AA-MA 途径）以乙酰辅酶A 、丙酰辅酶A 、异丁酰辅酶A 等为起始物，丙二酸单酰辅酶A 起到延伸碳链的作用。
这一途径主要生成脂肪酸类、酚类、醌类、聚酮类等化合物。
醌类和聚酮类化合物合成示意图：上述多酮环合则生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。
2、甲戊二羟酸途径（mevalonic acid pathway, MV A 途径）该途径由乙酰辅酶A 出发，生成甲戊二羟酸，再进一步生成：焦磷酸二甲烯丙酯（DAPP ）、焦磷酸异戊烯酯(IPP)等异戊烯基单位, 经过互相连接以及氧化、还原、脱羧、环合或重排等反应，最后生成具有C5单位（异戊烯基单位）的化合物，如萜类及甾体化合物就是通过这个途径生成的。
起始物质为MV A ，在A TP 作用下，按如下路线合成。
CH 3CO SCoA 3COOH CH 2CO SCoA CH 3COCH 2CO CH 2CO CH 2CO Enz 乙酰辅酶A 丙二酸单酰辅酶A 2ADP O P 2O 5H 2O P 2O 5H 22O 5H 2甲戊二羟酸（MVA ）甲戊二羟酸-5-焦磷酸焦磷酸异戊烯酯焦磷酸二甲烯丙酯3、桂皮酸途径（cinnamic acid pathway ）莽草酸途径（shikimic acid pathway ）该途径由苯丙氨酸经脱氨酶作用生成桂皮酸，进而生成具有C6-C3骨架的苯丙素类、香豆素类、木脂素类。
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1、分离纯化技术研究的重要性
提取
分离纯化
(检识)
除去部分或全部杂质
提取物
（杂质＋有效成分）
混合物
有效成分
（纯度提高）
2、分离纯化方法
1.溶剂法
酸碱溶剂法 溶剂分配法
利用溶解度（或分配系数）差异 进行分离纯化的方法
明显
知识框架
一、直接利用 溶解度差异（一） 主要用途
（三）常用分离方法
• 三种： • 抽提 法 • 沉淀 法 • 萃取 法
A+ B
1．抽提法（溶剂抽提法）
（1）一般程序
提取物 干 燥 粉 碎 溶剂抽提
分离
溶 液 (可溶部分) 残 渣(不溶部分)
（2）装置 示意 图
1．抽提法（溶剂抽提法）
（3）分离实例
H3C N H
H3CO OCH 3 OCH 3
酮等有机溶剂就可以使它们沉淀析出。 （水溶醇沉法）
• 丹参注射液生产中所用的“水溶醇沉” 工艺
是用乙醇作沉淀剂把多糖、鞣质、蛋
白质等杂质从水溶液中沉淀出来。
• 当用醇水提取叶类植物有效成分时，往往 有大量的叶绿素被提取出来，一种除去叶 绿素的方法是利用叶绿素不溶于水的特点， 把浸提液浓缩，回收乙醇后的水溶液放置 在冰箱中静置使叶绿素沉淀析出。（醇溶 水沉法）
（二） 基本原理
（三） 常用方法
（四） 分离实例
不明显 二、改 变 溶解度差异 进行分离
（一）主要用途
用于分离 ( 溶解度 ) 不同的成分 通常也是 ( 极 性 ) 不同的成分
（二）基本原理 和分类
原理：
A+ B
溶剂处理
混合物
（固、液） 相似 相溶
可溶部分（食盐） 不溶部分（泥沙）
回忆：食盐A + 泥沙 B 的分离
O
O
OCH 3
H3C N H
汉防己乙素
6
N CH 3
H
汉防己甲素
H3CO OCH 3
OOCHH 3
O
O
OCH 3
N CH 3 H
试写分离流程：
混合物
带有 冷 苯
汉防己甲素 甲氧基 可溶
汉防己乙素
羟基
难溶 流程图 ?
混合物 冷苯抽提
过滤
汉防己甲素
汉防己乙素
溶 液 (…...甲素) 滤渣 (…...乙素)
3. 会设计
信心 ?
请 设计 提取分离流程: 作 业
1. 分离 汉防己甲素 和 汉防己乙素 提问 ? 2. 由远志粗粉中提取远志总皂苷 (可溶于水、醇 ) ,
并去除其中的脂溶性和中等极性杂质成分。
3 由 人参根 提取 人参 总皂苷 (可溶于水、醇 ) ,
并去除其中的脂溶性和水溶性杂质成分。
?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
举一反三
浸渍法
1
2
分离 试萃写取法流程
3
4
苷 除….
@@
提取
浸渍法
分离
萃取法
4
苷 除….
简单 复杂 ??
1 2 3
装置图 ? ?
# 乙醚萃取 脱脂 脂溶杂质 (乙醚溶液)
人参总皂苷
(水液)
正丁醇萃取 提苷
人参总皂苷
(正丁醇液)
水溶性杂质
(水液)
学习要求
熟练掌握 流程实例
1. 会仿制, 2. 会改进
懂原理 会分析 解决疑难问题
2．沉淀法（溶剂沉淀法）
提取液 滴加另一溶剂 混 浊 分离
( 注 ? ) 析出沉淀
注：@ @ 与原溶剂混溶
极性不同
溶 液 (可溶部分) 沉淀 (不溶部分)
• 水提醇沉 • 醇提水沉
沉淀 水溶性成分 极性大
沉淀 脂溶性成分 极性小
醇提酮沉
醇提醚沉
皂苷
• 对于水溶性的多糖、鞣质、蛋白质等，向 其水溶液中加入适量乙醇（＞80%）、丙
( 远志总皂苷 ) ?
( ? 混合物 静置、分离
)
醇提酮沉法
滤液
( 非皂苷杂质 ) ?
@@
习题
远志总皂苷分离纯化中，经常用到 (
)：
A 水提醇沉 B 醇提水沉
C 醇提酮沉 D 酮提水沉
溶于: 水醇
答案: C
3．萃取法
加入
静置
水提 有机溶剂 振摇 分层
取液
有机相（亲脂成分） 水 相（亲水成分）
提取
实例： 请 设计 提取分离流程 思路： 差 异 类型 分离方法
由远志粗粉中提取远志总皂苷 (可溶于水、醇 ) ,
并去除其中的脂溶性和中等极性杂质成分。
1 2 3
试写流程
?
去除其中的
静置、分离
脂溶性和
中等极性 杂质成分
@@
?
亲水 亲脂
1. 石油醚脱脂 2. 乙 醇提苷 3. 酮 沉 除去
非皂苷杂质