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 CH 2CH 2O C O CH

3a b c C O

CH 37 4 3 2 C O

H

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

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。 C O H

H 3

C O