生物合成

第二节：生物合成（主要生物合成途径）
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 氨基酸—甲戊二羟酸途径 氨基酸-醋酸-丙二酸途径 氨基酸—莽草酸径
（二）溶剂提取法原理：相似相溶
物质结构决定性质----物理性质（极性）
eg：两种母核相同的成分：
官能团极性越大
分子极性大 亲水性强
极性官能团数目多
分子极性大
源自文库亲水性强
理想溶剂（ideal solvents ）：
（1）对有效成分溶解度大；
（2）对无效成分溶解度小； （3）与有效成分不起化学反应；
（4）安全，成本低，易得。
糖 糖代谢
ATP NADPH
丙酮酸 磷酸烯醇丙酮酸
乙酰辅酶A 三羧酸循环
赤藓糖-4-磷酸 莽草酸
核糖 核酸
丙二酸单酰辅酶A 小分子有机酸 MVA 芳族氨基酸
脂肪酸 酚类 蒽醌
脂质
脂族氨基酸
萜类 甾体类
肽类 蛋白质
桂皮酸
生物碱
苯丙素类 木脂素 木质素 黄酮类
第二节：生物合成（生物合成假说的提出）
第二节：生物合成（生物合成假说的提出）
一、天然药物有效成分的提取
工 业 生 产 用 的 渗 漉 装 置
1、溶剂提取法
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
4) 回流提取法 (Refluxing)：是用易挥发的有机溶 剂加热回流提取药材成分的方法。
特点：热不稳定的成分不宜用，溶剂消耗量大，操 作麻烦 。
Simple refluxing assembly
蒿、桑白皮中提取有效成分。
中 小 型
SFE 装 置 图
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
特点
• 不残留溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、 操作方便。
醋
酸
——
丙
脂二
肪 酸 生 物
酸 途 径
合
成
醋
——
酸
酚丙
类 生 物
二 酸
合 成
途 径
——
醋
蒽 醌
酸 丙
类二
生酸
物 合 成
途 径
甲 戊 二 羟 酸 途 径
氨 基 酸 途 径
本章内容
第一节 绪论 第二节 生物合成
第三节 提取分离方法
第四节 结构研究方法
本节内容
一、 天然药物有效成分的提取 二、天然药物有效成分的分离与精制
一、天然药物有效成分的提取
• 提取前的准备 系统的文献调研 原材料的处理 保留凭证标本 • 提取分离一般原则 已知物或已知结构类型—文献方法 未知物——活性跟踪（定向分离）
一、天然药物有效成分的提取
常用的方法： 1、溶剂提取法（最常用的方法） 2、水蒸气蒸馏法（挥发性的物质）
3、升华法 （升华性的物质）
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
1、溶剂提取法
（一）常用溶剂：
水：亲水性有机溶剂 石油醚：亲脂性有机溶剂
*常见溶剂极性强弱顺序如下：
环己烷＜石油醚＜苯＜二氯甲烷＜乙醚＜氯仿＜乙酸乙酯 ＜丙酮＜正丁醇＜乙醇＜甲醇＜乙腈＜水＜吡啶＜乙酸
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
特点：操作简单，对易挥发、热不稳定的成分不宜 用。
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
2) 浸渍法(Maceration)：常温或低热条件下用适当 的溶剂浸渍药材以溶出其中成分的方法。
优点：用水或有机溶剂，不加热。 适用范围：适用于适合遇热不稳定成分或含大量淀粉、
果胶、树胶、粘液质的药材的提取。 缺点：出膏率低，用水做溶剂时易发霉，需加防
1、溶剂提取法
按具体的操作方法分为：
• 煎煮法： 水
• 浸渍法： 水/稀醇，冷提
• 渗漉法： 乙醇，冷提
• 回流提取：有机溶剂，溶剂用量大
• 连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器
• 超临界流体萃取（SFE)
• 超声提取：各种溶剂，可加热
• 微波辅助提取法
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
1) 煎煮法 (Decoction)：是在中药材中加入水后加热 煮沸，将有效成分提取出来的方法。
本节内容
一、 一次代谢和二次代谢 二、 生物合成假设的提出 三、 主要的生物合成途径
第二节：生物合成（一次代谢和二次代谢）
• 二次代谢：对维持植物生命活动来说不起重要作用并非所 有植物中都存在。
• 二次代谢产物：对机体生命活动并非不可缺少的物质 生物碱、黄酮、萜类、蒽醌、香豆素等
CO2 H2O
光合作用
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
5) 连续回流提取法（Continuous Refluxing）：
优点：节省溶剂、效率高; 缺点：对热不稳定成分不宜用，时间长。
Assembly of Soxhlet extractor （索式/沙式提取器）
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
6) 超临界流体提取法（SFE)
实验装置－小试实验装置
超临界CO2萃取实验装置示意图
原 料
玻 璃 珠
脱 萃取柱 脂
棉
恒
温
CO2 钢
箱
接 收 流量计 CO
瓶
瓶
2
冷温槽
P
高压泵
控温面板
小试实验装置图
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
• 上世纪50年代初进入试验阶段； • 70、80年代，SFE越来越多的用于食品、香料的提取； • 90年代，开始从植物药中提取成分，如蛇床子、茵陈
腐剂。
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
3）渗漉（Percolation)：不断向粉碎的药材中添加新 鲜浸出溶液，使其渗过药材，从渗漉筒下端出口 流出浸出液的方法。
优点：有效成分浸出完全，可直接收集浸出液；
缺点：消耗溶剂量大，费时长，操作麻烦。
Simple percolate assembly
在超临界状态下，用超临界流体溶出天然药物原料 中的化学成分，然后借助减压、升温的方法使超临界 流体变成普通气体，被提取的化学成分则完全或基本 析出，从而达到提取的目的。
超临界流体的密度与液体很接近，而它又具有气 体扩散性能 常用的临界流体有CO2、N2O、 乙烷、丙烷等。
超临界萃取实验装置与实验方法
一、天然药物有效成分的提取
（三）影响溶剂提取效率的因素
1)原料的粒度： 2)提取温度： 3)提取时间： 4)提取压力：
1、溶剂提取法
一、天然药物有效成分的提取
1、溶剂提取法
（四）溶剂提取法分类
按是否加热分为： 冷提-----适用于受热不稳定的成分 热提-----受热稳定的成分
一、天然药物有效成分的提取