天然产物化学第一章

天然产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。
第一章 绪论
一、概述 二、天然产物的生物合成 三、天然产物化学与药物开发 四、天然产物化学发展动向
二、天然产物的生物合成
1. 一次代谢
一次代谢指在植物、昆虫或微生物体内的生物 细胞通过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬96年，李时珍编著《本草纲目》，1892种天然药物。其 中57.8%来自植物，23.6%来自动物，14.5%则为矿物
清代的赵敏学，《本草纲目拾遗》，又补充了1021种。 在中国，天然药物又称为中草药，它与中医一起构成了中华民
族文化的瑰宝，也是全人类的宝贵遗产。
2. 天然产物与药物开发
天然药物之所以能够防病治病，其物质基础在于所含的有效成 分。 研究中草药的有效成分，目的在于研究有效成分的化学结构、理化性 质与生物活性的关系，阐明其作用机理；
已有报道，在三叶薯芋Dioscorea deltoides的愈伤组织培养过 程中加入适量胆固醇，薯芋皂甙元的含量可以由植物干重的 1.5%提高到2.5%。
第一章 绪论
一、概述 二、天然产物的生物合成 三、天然产物化学与药物开发 四、天然产物化学发展动向
三、天然产物化学与药物开发 1.发展史
东汉时期，汇编了第一本有关天然药物的著作《神农本草经》。
另外对探索中草药加工工艺，改进药物剂型，控制中药及其制 剂的质量，使中药走向国际市场，有着重要的意义。 由于天然药物往往含有结构、性质不同的多种成分，且有效成分的含 量一般较低。所以，为了开发研究药物，必须从复杂的中草药组成成 分中提取、分离和鉴定出有活性的单体纯成分。
有时，为了改变药效或毒性，还需对其结构进行修饰，以创制 出更好的药物。
这些化合物称为二次代谢产物（secondary metabolites）。
3. 二次代谢产物的生物合成途径
常见的基本单位： C2单位（醋酸单位）：如脂肪酸、酚类、苯酚 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、木脂体等苯丙素类化合物； 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。
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。
第一章 绪论
一、概述 二、天然产物的生物合成 三、天然产物化学与药物开发 四、天然产物化学发展动向
四、天然产物化学发展动向 1. 研究方法和手段向高、新方向发展
某些具有活性的天然产物含量很少，例如植物生长激素油菜素内酯在油 菜花中的含量仅为10-12左右，这就要求新的分离技术不断产生和发展。
作用：降低血管脆性，防高血压和动脉硬化的
（槐治花疗米辅助S药ophora 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－Ray晶体衍 射来确定化合物结构的发展，以及分离手段的进步，天然产物 化学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。
4. 天然化合物的主要合成途径
1）莽草酸途径——生成芳香化合物，如酚、氨基酸等； 2）β-多酮途径——生成多炔类、多元酚、前列腺素、四
环素、大环抗生素； 3）甲羟戊酸途径——生成萜类、甾体； 4）氨基酸途径——青霉素、头孢菌素、生物碱； 5）混合途径——如由氨基酸和甲羟戊酸生成吲哚生物碱，
由β-多酮和莽草酸生成黄酮类。
在现代药物研究中，每一次具有轰动效应的药物出现 都伴随着一种或一类新型天然产物的发现，
如： 鸦片中镇痛活性成分和金鸡纳树皮中抗疟活性成分— 吗啡和奎宁；
青霉菌中抗菌活性成分——青霉素； 解热镇痛药阿司匹林首先发现于杨树中； 降压药利血平首先来自萝芙木； 长春碱、喜树碱、紫杉醇等抗癌药物皆来自天然产 物。
上述过程对维持生命活动来说是不可缺少的过程， 且几乎存在于所有的生物中，故习惯上称之为一次代 谢过程。
糖、蛋白质、脂质、核酸及其聚合衍生物等对机 体生命活动来说是不可缺少的物质，则称为一次代谢 产物（primary metabolites）。
2.二次代谢
在特定的条件下，一些重要的一次代谢产物，作 为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，生成 表面上看来似乎对生物体本身无用的化合物，如生物 碱、萜类、甾体、多酚等。这一过程因为并非在所有 的生物体内均能发生，对维持机体生命活动来说又不 起重要作用，所以称之为二次代谢过程。
某些天然产物结构很复杂，例如：沙海葵毒素（palytoxin, C130H229N3O53, 相对分子质量为2679），分子内共有64个手性中心，这 就要求结构测定方法不断创新。
从天然产物中寻找有生理活性的化合物，以此为母 体，进行结构改造合成出具有更好效果的药物或农药， 是目前医药研究和农药开发的常规思路之一。例：
O C H 2 BG lc O H
水杨苷
C O O H O
O C H 3
阿司匹林（解热镇痛药）
H
OO
O
HO
H
O
青蒿素
先导化合物
H
OO
O
HO
H
OCH3
蒿甲醚（抗疟疾病）
5.生物合成的重要性
生物合成是天然药物化学学科中一个重要的领域。 了解生物合成的有关知识，不仅对天然化合物进行结构 分类或推测天然化合物的结构会有很大帮助，而且对植 物化学的分类以及仿生合成等学科发展均有着重要的理 论指导意义，对采用组织培养方法 进行物质生产也有着 实际的意义。
例如，了解目的物质的生物合成途径，在组织培养过程中有 意喂养关键的前体物质，可能大大提高目的物质的收率。
一、概述
例如：
HO C H
CH3 CH NHC H3
L-ephedrine 左旋麻黄素
l -e p麻h黄e dErpihneedra左spp旋.中麻，黄平喘素、解痉
（麻黄 Ephedra spp.中〕 平喘、解痉
一、概述
HO
OH OH
O
Rutin 芦丁
OH O
r ut inos e
Rut来in源：槐芦花米丁Sophora japonica 的花蕾中