天然产物化学
【天然产物】化学
引言概述:天然产物化学是研究天然物质的组成、结构、性质、合成和生物活性的学科领域。
天然产物是指在自然界中存在的物质，它们具有多种生物活性，并且在药物、食品、化妆品等领域具有广泛的应用。
天然产物化学研究的目的是了解和利用这些物质，从而发展出更好的药物和其他生物活性化合物。
本文将从五个大点出发，分别介绍天然产物化学的相关概念、结构与性质、合成方法、生物活性以及在药物和化妆品中的应用。
正文内容：一、天然产物化学的概念和背景1. 天然产物的定义和分类- 天然产物是指存在于自然界中的有机或无机物质，包括植物、动物和微生物等生物体内产生的化合物。
- 天然产物可以根据来源和化学结构进行分类，常见的包括植物次生代谢产物、动物来源化合物和微生物来源化合物等。
2. 天然产物化学的重要性- 天然产物在药物研究和开发中具有重要的地位，许多药物的母体结构来自于天然产物，如阿司匹林等。
- 天然产物化学的研究可以揭示天然产物的结构与性质之间的关系，为药物和其他生物活性化合物的设计和合成提供指导。
二、天然产物的结构与性质1. 天然产物的结构- 天然产物的结构多样，包括多糖、生物碱、甾体、萜类化合物等。
- 天然产物的结构决定了它们的物理化学性质和生物活性。
2. 天然产物的性质- 天然产物具有多种生物活性，如抗菌、抗氧化、抗肿瘤等。
- 天然产物还具有天然的来源、低毒性和环境友好等特点。
三、天然产物化合物的合成方法1. 生物合成法- 生物合成法利用生物体内的天然酶系统来合成复杂的有机分子，如植物次生代谢产物的生物合成。
- 生物合成法的优点包括体系简单、产物多样性等。
2. 化学合成法- 化学合成法通过有机合成反应来合成复杂的天然产物化合物，如经典的金属催化反应、串联反应等。
- 化学合成法的优点是反应条件可控、产物结构可调。
四、天然产物的生物活性1. 抗菌活性- 天然产物中的一些化合物具有抑制细菌生长的功能，如β-半乳糖苷酶抑制剂。
- 抗菌活性的研究为抗生素的设计和开发提供了重要的参考。
天然产物化学
天然产物化学第一章绪论1.1天然产物化学概述研究对象：天然产物，由动物、植物及海洋生物和微生物内分离得到的生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。
研究内容：研究天然产物的的提取、分离、结构、性质、功能、结构鉴定、生物合成、化学合成与修饰，是生物资源开发利用的基础。
应用领域：医药、食品、农药、轻工、化工等。
天然产物的存在：差别很大，一个或几个物种，也许很广。
1.2 天然产物分类一、按组成分1.生物碱：为一类存在于生物体内分子中含有氮原子的有机化合物的总称；一般具有碱性，可与酸成盐。
游离生物碱具亲脂性；生物碱盐具亲水性。
2.苷类：为一类经水解后可产生糖和非糖两部分的化合物。
非糖部分叫苷元。
苷具亲水性，苷元具亲脂性。
3.挥发油：为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。
具有香味或特殊气味的天然药物往往都含有挥发油。
挥发油具亲脂性。
4.糖类：为天然药物中普遍存在的成分类型，包括单糖、低聚糖、多糖。
单糖是糖的基本单位；低聚糖是由2~9个单糖脱水缩合而成的化合物。
多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。
5.有机酸：广义的有机酸泛指分子中有羧基的化合物。
在植物中多以金属离子或生物碱盐的形式存在。
按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。
前者极性大，具亲水性；后者极性小，具亲脂性。
6.树脂：为植物组织中树脂道的分泌物。
性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。
树脂具亲脂性。
按结构又分为树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇（分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类。
7.氨基酸、蛋白质和酶：（1）氨基酸：分子中含有氨基的羧酸。
构成蛋白质的多为α-氨基酸。
为亲水性。
在等电点时，溶解度最小。
（2）蛋白质、多肽：蛋白质为二十多种α-氨基酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。
但二者分子量不同，一般将分子量在5×103以下称为多肽，而介于5×103~1×107之间称为蛋白质。
天然产物化学
天然产物化学
天然产物化学是一门关于天然产物的化学研究，它利用色谱技术、结构鉴定技术、生物活性筛选技术以及其他有机合成技术，去探索自然界中的大量天然物质，发现它们的化学结构和生物活性，催化合成及进行改造，对当前认识进行修正，以建立关于天然产物类别和结构，以及其关于生物功能的规律性的系统理论。
正是由于这些规律性的系统理论，使得天然产物化学家可以更加有效的利用天然资源，探索其潜在的物质和生物活性及其关系，沿着自然资源保护及医药资源利用的理念，把天然资源发挥最大价值，从而维护和改善人类的健康。
最近，经过多年的研究，科学家已经发现，自然界中存在着大量有效的天然资源，其中包括植物体内的抗疾病物质、动物体内的生物活性物质以及海洋植物体内的营养物质等等。
抗疾病物质是天然产物中最为重要的类别，它们可以作为药物的活性成分，用于抗病毒、抗细菌、抗真菌以及抗肿瘤等方面的药物研究，是目前以及未来现代药物的重要来源之一。
此外，还有很多天然产物可以用于食品、化妆品、保健品等等方面的应用，这些天然产物可以用色谱技术和结构鉴定技术进行筛选，从而提高产品的有效性和安全性，也为实现健康快乐的美好生活提供了良好的保障。
因此，天然产物化学可以说是一门极具发展前景的学科，它不仅能够有效利用自然界的天然资源，而且还可以为人们提供一些有效的
治疗和预防措施，使得当前的药物研究取得更大的进展，使得人们的生活更加安全健康美好。
因此，现在和将来，多种类别的天然产物化学家都将埋头苦干，利用各种有机合成技术去探索自然界中所存在的大量天然资源，以期研发出更多有效的天然产物，更好的改善人类的健康和生活质量。
天然产物化学
天然产物化学第一章第一章概论概论第二章第二章研究目的与步骤研究目的与步骤第三章第三章成分预试方法成分预试方法第四章第四章成分提取成分提取第五章第五章成分分离成分分离第六章第六章化学成分鉴定化学成分鉴定第七章第七章各论各论天然产物化学一一..天然产物化学的产生天然产物化学的产生天然产物的化学成为一门学科起始于己于天然产物的化学成为一门学科起始于己于1919世纪是从对鸦片中世纪是从对鸦片中的镇痛成分吗啡与金鸡钠树皮中的抗疟疾成分奎宁开始。
现已成为有机的镇痛成分吗啡与金鸡钠树皮中的抗疟疾成分奎宁开始。
现已成为有机化学的重要分枝。
化学的重要分枝。
二二..天然产物化学的定义天然产物化学的定义天然产物化学是运用近代科学技术和方法来研究动物、植物、昆天然产物化学是运用近代科学技术和方法来研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科它甚至包括人虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科它甚至包括人与动物体内许多源源性成分的化学研究因此它是在分子水平与动物体内许多源源性成分的化学研究因此它是在分子水平上研究自然奥秘的学科。
上研究自然奥秘的学科。
三三天然产物化学的研究范畴天然产物化学的研究范畴天然产物研究主要仍是提取与结构阐明两大范围天然产物研究主要仍是提取与结构阐明两大范围但近年来已但近年来已深入到有机合成、半合成及结构改造方面。
所研究的天然产物一深入到有机合成、半合成及结构改造方面。
所研究的天然产物一般包括分子量一千以下或一千左右的化合物。
般包括分子量一千以下或一千左右的化合物。
四四我国发展状况我国发展状况创立于二十年代基本达到或接近国际上同类水平面临任务繁创立于二十年代基本达到或接近国际上同类水平面临任务繁重。
重。
五天然产物化学研究的意义五天然产物化学研究的意义新技术在天然产物化学的应用使从事天然产物的研究领域不仅新技术在天然产物化学的应用使从事天然产物的研究领域不仅涉及动植物的微量活性成分而且涉及海洋生物、昆虫及其它各种生涉及动植物的微量活性成分而且涉及海洋生物、昆虫及其它各种生物的微量成分化学。
天然产物化学
③ 偶合普遍存在，分裂不一定发生
2、13C-NMR
13C的信号分裂：
H对13C的偶合影响突出，仍遵守N+1律
13C的化学位移：
幅度宽，约200ppm，信号重叠少，易 识别。
常见13C-NMR谱类型及特征： ①噪音去偶谱：又叫全氢去偶谱（COM）或宽 ①噪音去偶谱 带去偶谱（BBD）：所有碳信号作为单峰出现
天然产物化学
第一章
总 论
第一节 绪论
基本概念
天然产物 有效成分 一次代谢和二次代谢
一、各大类常见结构
O
生物碱：
O
N CH3 OH
OH
O O OH O
OH Glc
黄 酮：
OH O
OH
醌 类：
COOH O
香豆素：
H4 H3 O O
O
O
强心苷：
OH HO
O
O
OH HO
O
皂 苷：
COOGl c Glc O
I = + 1/2
I = − 1/2
1、核磁共振基本原理
进动频率：
γ ν= ·H0 2π
ν ∝ H0
γ 为磁旋比，是核的常数。
1、核磁共振基本原理
z
在外加磁场的 情况下，原子 核的核磁矩在 磁场中的取向 不是任意的。
B0 H
0
m = +1/2
m = − 1/2
I = 1/2
1、核磁共振基本原理
（ B）
第二讲 天然产物的结构鉴定
一.天然产物化学成分的一般鉴定方法
已知化合物鉴定的一般程序 1.测定样品的熔点，与已知品的文献值对照，比较是否一致 或接近。 2.测样品与标准品的混熔点，所测熔点值不下降。 3.将样品与标准品共薄层色谱或纸色谱，比较其Rf值是否一 致。 4.测样品的红外光谱图，和标准图谱比较，是否一致。
天然有机化学 天然产物化学
天然有机化学天然产物化学天然有机化学是研究天然产物的化学成分以及其合成方法的学科。
天然产物是指来源于自然界的有机化合物，包括动植物组织中的化合物、微生物代谢产物、海洋生物中的活性物质等。
天然有机化学的研究旨在探索天然产物的化学结构、生物活性以及合成方法，从而为药物研发、农业、食品科学等领域提供有益的信息和方法。
天然产物化学的研究对象包括天然产物的分离纯化、结构鉴定以及药理活性的评价等方面。
在分离纯化过程中，研究人员通常需要从复杂的天然样品中提取目标化合物，并采用各种色谱技术（如薄层色谱、柱层析、高效液相色谱等）和光谱分析方法（如质谱、核磁共振等）对化合物进行鉴定。
这些技术手段的运用使得研究人员能够获得高纯度的目标化合物，从而进行后续的研究。
天然产物的结构鉴定是天然有机化学的核心内容之一。
通过对天然产物的光谱数据的分析和比对，研究人员可以确定化合物的结构。
其中，核磁共振技术是一种非常重要的手段，它可以提供化合物的原子级别的结构信息。
此外，质谱技术也是天然产物结构鉴定的重要手段，通过分析化合物的质量谱图，可以推断出化合物的分子式及其结构。
天然产物的生物活性评价是天然有机化学研究的另一个重要方面。
通过对天然产物在生物体内的活性进行评价，研究人员可以发现新的药物候选化合物。
例如，某些天然产物具有抗肿瘤、抗菌、抗炎等活性，研究人员可以通过对这些化合物的结构与活性之间的关系进行研究，从而设计出更有效的药物。
在天然有机化学中，合成方法的研究也是非常重要的。
由于一些天然产物的含量较低，无法通过直接提取获得足够的量，因此需要通过合成的方法来获取。
天然有机化学家通过对目标化合物的结构特点的分析，设计出合成路线，并通过逐步反应来合成目标化合物。
合成方法的研究需要考虑反应的选择性、高效性以及环保性等因素，以确保合成过程的可行性和合成产物的纯度。
在天然有机化学研究中，还涉及到天然产物的生物合成机制以及天然产物的生理功能等方面的内容。
08天然产物化学
核磁共振波谱法
原理
利用原子核在外磁场中的自旋能级跃迁产生的共振信号来推断分子 结构的方法，主要包括氢谱、碳谱等。
应用范围
适用于各种天然产物的结构鉴定，尤其对于复杂分子的立体结构和 构象分析具有重要意义。
优缺点
能够提供详细的分子结构和构象信息，但仪器价格昂贵，操作复杂， 需要专业人员操作。
质谱法
原理
如含有红曲霉素、植物甾醇等成分的 产品。
抗氧化保健食品
如富含维生素C、维生素E、硒等成 分的产品。
其他特定功能的保健食品
如针对老年人骨质疏松的保健食品、 改善记忆力的保健食品等。
其他应用
在饮料中的应用
如天然果汁、茶饮料等，提供天 然风味和营养。
在烘焙食品中的应用
如使用天然酵母、果干等制作的 面包、蛋糕等，增加口感和营养 价值。
天然产物定义
天然产物是指动物、植物、昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内 源性的化学成分统称作天然产物。
天然产物分类
天然产物可分为植物类、动物类、海洋类和微生物类等。其中，植物类天然产物包括萜类、黄酮类、生物碱类等； 动物类天然产物包括蛋白质、酶、多糖等；海洋类天然产物包括海藻多糖、鱼油、珊瑚等；微生物类天然产物包 括抗生素、维生素、氨基酸等。
黄酮类化合物
定义与结构
黄酮类化合物是一类具有苯并γ吡喃酮结构的化合物，广泛存在 于植物界中。它们通常以游离态 或与糖结合成苷的形式存在。
分类
根据结构的不同，黄酮类化合物 可分为黄酮、黄酮醇、异黄酮、 查尔酮等。
生物活性
黄酮类化合物具有多种生物活性， 如抗氧化、抗肿瘤、抗心血管疾 病等。例如，槲皮素是一种黄酮 类化合物，具有显著的抗氧化和 抗炎作用。
天然产物化学第二章
1.初步推断化合物类型
文献检索、调研工作贯穿结构研究工作 的整个过程。 利用中、外文主题索引按中药拉丁文学 名进行检索，来获得已分出化合物的种 类、个数、性质、用到的提取方法、提 取溶剂、色谱的溶剂系统、生物活性等 信息。 获得文献后，最好整理成一览表以方便 检索比较。
2.确定分子式，计算不饱和度
冷提法
1.浸渍法：是用水或醇浸渍药材一定
时间，然后合并提取液，并将其减 压浓缩的方法。该法因为一般都是 在低温( 常温或 60-80℃) 下进行的， 不用加热，所以适合于挥发性成分 及受热易分解成分的提取。但提取 的时间较长，效率低。用水浸提时 还要注意提取液的防腐问题。
2.渗漉法：是将药材装入渗漉筒中，
测定或测定它们的共熔点等；
也可对照文献报导值（注意各种测定条件的一致性
）
薄层色谱或纸色谱（三种展开系统和三种显色方法
）
气象色谱、液相色谱
（二）、结构研究的主要程序 1.初步推断化合物类型 2.测定分子式，计算不饱和度。 3.确定分子式中含有的官能团，或结 构片段，或基本骨架。 4.化合物结构的确定
（一）、溶剂提取法
溶质在溶剂当中的溶解遵循相似相
溶的原理，亲水性的化学成分易溶 于水或亲水性的有机溶剂中，亲脂 性的成分易溶于亲脂性的有机溶剂 中。
常见官能团极性比较：
羧基＞酚羟基＞醇羟基＞氨基＞酰
氨基＞醛、酮＞酯基＞醚基＞烯基
＞烷基
常见基团极性大小顺序如下： 酸＞酚＞ 醇＞胺＞醛＞酮＞酯＞醚＞烯＞烷
（六）、压榨法 有些药材的有效成分含量高，且存在于 植物的液汁中时，可将新鲜的原料直接 压榨，压出汁液，再进行提取。
压榨法主要适于新鲜药材及种子中油料的提 取。如：生姜中姜辣素的提取，甘蔗中提取 蔗糖。
1第一章 天然产物化学绪论
1、一次代谢和二次代谢
▪ 一次代谢产物： ▪ 也叫营养成分。指存在于生物体中的主要起营
养作用的成分类型。
▪ 二次代谢产物： ▪ 也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢所生成的
物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成 分是植物来源中药的主要有效成分。
2、生物合成假说的提出
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。是由各 种化学成分所组成的复杂体系。
几个相关的概念
有效部位群
单体 有毒成分
有效部位 无效成分
有效成分
一、天然产物化学的研究内容
▪ 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，研究次生代 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，目的是希 望从自然界中获得具有一定价值的物质。
黄连素
中药药源的扩大
黄连素 穿心莲内酯
芦荟系列
黄连 黄柏 三颗针 伏牛花 白屈菜
四种药物成为21世纪的“新星”
蓝色药物 绿色药物 基因药物 微生物药物
新药开发中的重要作用
一些过去未知的植物微量成分被发现，其中不乏具有较 强生物活性的成分
如人参和三七中的环肽，可能是一类新型活性成分；大 蒜水溶性成分的研究，可为动脉粥样硬化疾病的新药研究 提供先导化合物。
天然化合物与次级代谢产物之,间的关系引 起人们的关注，结构相似的化合物可能生 合成途径相似.
茴香脑、丁香酚等化合物都有相同的C6-C3骨架 罂粟碱(papaverine)木兰碱(magnoline)小檗碱 (berberine)等生物碱结构中也含有多巴的结构。 萜类中含有重复的异戊二烯结构。
天然产物
天然产物：专指由动物、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的生理活性化合物。
天然产物化学：以各类生物为研究对象，研究生物样品中二次代谢产物的提取分离、理化性质、结构表征、生物活性、生物合成途径，化学合成与结构改造的一门学科，是生物资源开发利用的基础。
先导化合物：是指具有特征结构和生理活性可通过结构改造优化其生理活性的化合物。
二次代谢产物的生物合成途径：莽草酸途径、β-多酮途径、甲羟戊酸途径、氨基酸途径、混合途径（复杂的化合物）。
吸附色谱法常选用的吸附剂有硅胶、氧化铝、活性碳、硅藻土等。
聚酰胺吸附色谱法的原理为通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或以酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。
适用于分离酚类、羧酸类和醌类等。
常用溶剂的亲水性或亲脂性的强弱顺序如何排列？哪些与水混溶？哪些与水不混溶？答：石油醚>苯>氯仿>乙醚>醋酸乙酯>正丁醇>丙酮>乙醇>甲醇>水。
一般定性实验可初步验证有无下述各类物质：生物碱：碘化铋钾与生物碱试剂显棕黄色或橘红色沉淀。
黄酮：将乙醇液加镁粉，滴入浓盐酸后振荡泡沫成桃红色，或与1%ALCl3乙醇液成有色荧光。
皂苷、强心苷、甾体：在乙酐溶液中与浓硫酸反应呈红紫色，皂苷水液振荡时产生大量泡沫。
氨基酸和肽：与茚三酮反应呈蓝紫色。
蛋白质：双缩脲反应显紫红色。
有机酸：与溴酚蓝反应呈黄色。
酚类：与FeCl3反应紫色、蓝色。
糖和苷：与菲林试剂作用有砖红色沉淀。
色谱分离方法：利用混合物中各成分在不同的两相中吸附、分配及其亲和力的差异而达到相互分离的方法。
凝胶色谱：凝胶色谱相当于分子筛的作用。
凝胶颗粒中有许多网眼，色谱过程中，小分子化合物可进入网眼；大分子化合物被阻滞在颗粒外，不能进入网孔，所受阻力小，移动速度快，随洗脱液先流出柱外；小分子进入凝胶颗粒内部，受阻力大，移动速度慢，后流出柱外。
第三章 天然产物化学
3.按生源结合化学分类； 如：来源于鸟氨酸的吡咯生物碱。
44
一种典型的生物碱
-----辣椒碱(Capsaicin)
45
➢ 概述
辣椒属于茄科植物，在我国种植面广，山东、四川、 云南、湖南等地均盛产尖头红辣椒。
目前我国对辣椒的利用仅仅限于调味料、少量外用药 （风湿膏药，解痉镇痛酊）。
游离生物碱等 极性较大的苷类（二糖或三糖苷）等
丙酮、甲醇、乙醇 生物碱及其盐、有机酸及其盐、苷类、 氨基酸、鞣质和某些单糖等
水
氨基酸、蛋白质、糖类、水溶性生物
碱、胺类、鞣质、苷类、无机盐等
12
实际工作中，根据水可提取极性物质、石油醚可 提取非极性物质，醇能提取大部分成分的特点，采用 石油醚、水、95%乙醇三段法进行粗分。
26
1978年德国建成利用超临界萃取技术从咖啡豆脱咖啡 因的工业装置。生产出能保持咖啡原有色、香、味的 脱咖啡因咖啡，这是其他分离技术都无法达到的效果；
紧接着几年中，采用CO2流体从啤酒花萃取酒花的大规 模工业化装置也先后在德国、美国等地投产。
27
20世纪80年代以来，国际上投入大量人力、物力进行 研究。研究范围涉及：食品、香料、医药和化工等领 域（均具有较好的环境益），并取得一系列进展。
39
第三节 生物碱
40
概述
指天然产的一类含氮的有机化合物； 多数具有碱性且能和酸结合生成盐； 大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内； 多数有较强的生理活性。 ㈡分布
存在于一百多个科中如：豆科、茄科、防己科、 罂粟科、毛茛(gen)科等植物中。
41
存在形式 1.游离碱：碱性极弱。 2.成 盐： 有机酸有：柠檬酸、酒石酸等；特殊的酸类：乌头 酸、绿原酸等；无机酸：硫酸、盐酸等。 3.苷 类：以苷的形式存在于植物中； 4.酯 类：多种吲哚类生物碱分子中的羧基，常 以甲酯形式存在。 5.N-氧化物：植物体中的氮氧化物约一百余种。
天然产物化学
1.吸附色谱法常选用的吸附法有氧化铝、硅胶、活性炭、聚酰胺等。
聚酰胺吸附色谱法的原理为以氢键的形式产生吸附，适用于分离酚类化合物、醌类化合物和黄酮类化合物等2.凝胶色谱法是以凝胶为固定相，利用混合物中个成分分子量大小的不同进行分离的方法。
其中分子量小的成分易于进入凝胶颗粒的网孔，柱色谱分离时后被洗脱；分子量大的成分不易进入凝胶颗粒的网孔，而先被洗脱3.超临界流体提取法是一种较新的技术，CO2作为超临界流体实际应用较多，适用于提取天然产物有效的成分4.生物碱单体的分离方法：利用碱性，溶解度，特殊功能基团或极性差异进行分离5.将生物碱总碱溶于酸中，加入碱水调节ph值，由低到高，则生物碱按碱性由强到弱依次被有机溶剂萃取出来；若将生物碱总碱溶于有机溶剂中，用ph值由高到低的缓冲依次萃取，生物碱按碱性由强到弱被萃取出来6黄酮类化合物强弱顺序依次为7,4’-二羟基大于7或4’羟基大于一般酚羟基大于5-羟基，此特性可用于分离提取。
因7-4’–oh处于4位羰基的对位，故酸性较强；而5-羟基与羰基形成分子内氢键，故酸性最弱7.下列酸性最强的是伪羟基茜草素D，属于本醌类是辅酶Q10A，属于萘醌类的是紫草素B，属于二蒽醌类衍生物是金丝桃素E。
8.香豆素是一类有苯并a-吡喃酮母核的内酯类化合物，他们的基本骨架。
香豆素基本构架中，环上常有羟基、烷基、苯基、异戊烯基等取代基。
根基取代基合并合环的情况，可将香豆素分为香豆素类、吡喃香豆素类、呋喃香豆素类、异香豆素类和其他香豆素类等5类。
9.木脂素是一类由2~4个c3~c6单元聚合而成的天然产物。
根据基本碳价及缩合情况可分为简单木脂素、单环木脂素、木脂内酯、环木脂素和环木脂内酯。
10Emerson试剂反应是将香豆素样品溶于碱性溶液中，加入2%的4-氨基安替比林溶液和8%的铁氰钾试剂，与酚羟基对位的活性氢反应生成红色化合物。
此反应可用于检识香豆素酚羟基对位或C6位有无取代基名词解释：1.可水解鞣质分子中有脂键和苷键，在酸、碱、酶的作用下，可水解成小分子酚酸类化合物和糖或多元醇。
天然产物化学
CH3 N
波诺宁 狄奥宁
CH3 N
O
O
OH
C2H5O
O CH3
OH
O O N O 四氢黄连碱 O HO
N
大老地特
O
O
黄连素
由黄连、黄柏及三颗针等植物中提取，
有抗菌作用，对痢疾杆菌、葡萄球菌和链球菌等均有抑制作用， 主要用于治疗细菌性痢疾和肠胃炎，没有抗药性和副作用是它 的最大优点。
O H2C O N OCH 3 OCH 3
H
H C CH3
麻黄碱
OH NHCH3
也叫麻黄素，麻黄科麻黄属植物中的活性 成分。 是著名的中药，用于发汗药和兴奋止咳药。 中医以茎枝入药，性温，味辛、苦，有发 汗、散寒、平喘、利水等功效，治风寒感 冒、咳喘、支气管哮喘、支气管炎、水肿。 麻黄根亦入药，性平、味甘，功能止汗， 用于治自汗、盗汗。
O H2C O H3CO HC N CH3
H3CO H3CO O CO OCH3 OCH3 那可汀 N CH2 罂粟碱
OCH3 OCH3 O H2C O N(CH3)2 CH2 OCH3 CO 那碎因 COOH OCH3 OCH3
H3CO
O N CH3 H3CO 蒂巴因
吗 啡 的 衍 生 物
AcO H3CO O H AcO N CH3 海洛因 HO O N CH3 可待因
吗啡及其衍生物的构型与它们的镇痛作用有密切的关系。吗啡 为中枢抑制药，具有镇痛、镇静、镇咳及抑制肠蠕动的作用， 但有便秘、呕吐和抑制呼吸的副作用，易上瘾。
10 1 2 3 11 12 4 9
N CH 3
14 8 7 6
H
13 5
HO
O
OH
H H
天然产物化学课件全套
有机化合物分子的结构
分子的极性
溶解性质
分子的极性官能团越多
分子极性越大
亲水性越强 亲脂性越低
分子的极性较小 分子的极性较大
表现亲脂性 表现亲水性
易溶解于低极性溶剂 �如 石油醚或 氯仿�
易溶解于高极性溶剂 �如 水 或 甲醇�
OH HO
HO
OO OH
OH O
HO OH O
溶剂的种类繁多�其极性大小如何排列�
a.先单一溶剂
• 乙醇是最常用的有机溶剂�具有溶解性能好、对 植物细胞穿透力强的特点。
• 对于提取�一般来说�冷提杂质较少�而热提效 率较高�但杂质也多�在不了解有效成分性质之 前�一般采用冷提法。
b. 多种溶剂萃取
• 将提取所得浸膏在两种互不相溶的溶剂中�由分 配系数不同而达到分离的目的。
经典的提取方法
品种 在进行植物成分研究前�应重视所用植物
的鉴定、来
源、采集季节�并查阅有关文献资料�了解前人对该植物或同属
植物中化学成分的分离条件�吸取可借鉴的地方。
第一节 经典的提取方法
• �一�溶剂法 • �二�水蒸气蒸馏法 • �三�其他
�一� 溶剂法 �主要的经典方法�
1.溶质与溶剂 �1� 溶质的溶解性质
但效率低下
HO
O N
H CH3 HO
1806�1952
历史的足迹
——当代
20世纪7、80年代开始�随着色谱技术、电子和物 理技术的进一步发展�人类对天然有机化合物的 提取、分离、鉴定开始以极高速度发展。
历史的足迹——
• 分离�由常规的重结晶法�正、反相硅胶层析、氧化铝
层析、活性碳层析——低压快速层析、逆流液滴分溶层 析、高效液相层析、气相层析�以及用于分离大小分子的 各种凝胶层析�用于分离水溶性成分的各种离子交换树脂 层析、大孔树脂层析等方法。
天然产物化学
化学：化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。
世界由物质组成，主要存在着化学变化和物理变化两种变化形式。
天然产物：天然产物是指动物、植物提取物或昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内源性的化学成分统称作天然产物，其中主要包括蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、各种酶类、单糖、寡糖、多糖、糖蛋白、树脂、胶体物、木质素、维生素、脂肪、油脂、蜡、生物碱、挥发油、黄酮、糖苷类、萜类、苯丙素类、有机酸、酚类、醌类、内酯、甾体化合物、鞣酸类、抗生素类等天然存在的化学成分。
天然产物化学：《天然产物化学》是2010年04月化学工业出版社出版的图书，作者是刘湘、汪秋安。
该书概述了天然产物化学的研究内容及其研究开发意义，介绍了天然产物的提取分离与结构鉴定的一般方法，对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取分离、结构鉴定以及生理活性进行了系统讨论。
《天然产物化学》是2015年化学工业出版社出版的图书，作者是张玉军、刘星。
内容简介：《天然产物化学》根据编者多年的工作积累并参考国内外有关文献资料编写而成，第1章介绍了天然产物的提取与分离的一般方法，其后各章对各类天然产物的结构特征、理化性质、提取、分离、鉴定方法、生理活性及应用进行了比较系统的论述，最后一章介绍了部分代表性天然产物的化学合成与化学修饰。
《天然产物化学》可用作化学、应用化学、化学工程与工艺、制药工程、生物工程、生物技术、食品营养与卫生、食品安全和食品科学与工程等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供从事医药、农药、粮油食品等方面的科学研究、技术开发和生产的工作者参考。
目录：绪论0.1天然产物化学的含义及研究内容0.2天然产物研究的发展史0.3研究天然产物化学的意义0.4研究天然产物的一般方法和程序0.5天然产物研究发展的趋势第1章天然产物的提取与分离1.1概述1.2天然产物的提取方法1.2.1蒸馏法1.2.2溶剂提取法1.3分离方法1.3.1萃取法1.3.2沉淀分离法1.3.3结晶与重结晶1.3.4色谱分离方法1.3.5分子蒸馏第2章天然维生素2.1概述2.2维生素的来源2.3维生素的分类与命名2.3.1维生素的分类2.3.2维生素的命名2.4维生素的结构和功能2.4.1脂溶性维生素2.4.2水溶性维生素2.5部分维生素的提取与生产2.5.1天然维生素E的提取2.5.2维生素C的生产第3章油脂和磷脂3.1油脂3.1.1油脂简介3.1.2油脂的结构与性质3.1.3油脂的提取与分离3.1.4脂类的波谱特征3.1.5油脂的生物活性3.1.6油脂的综合利用3.2磷脂3.2.1磷脂简介3.2.2磷脂的结构与命名3.2.3磷脂的物理化学性质3.2.4磷脂制取第4章生物碱4.1概述4.2生物碱的化学结构与命名4.2.1各类生物碱的化学结构4.2.2生物碱的命名4.3生物碱的性质与鉴别4.3.1生物碱的性质4.3.2生物碱的鉴别4.4生物碱的提取与分离4.4.1总生物碱的提取4.4.2生物碱的分离4.5生物碱的鉴定与谱学特征分析4.5.1理化鉴定4.5.2色谱鉴定4.5.3生物碱的谱学特征分析4.6生物碱的提取实例4.6.1长春碱与长春新碱4.6.2延胡索乙素4.7代表性的生物碱4.7.1吗啡4.7.2奎宁4.7.3秋水仙碱4.7.4石杉碱甲4.7.5莨菪碱和阿托品4.7.6一叶萩碱第5章氨基酸、多肽、蛋白质和核酸5.1氨基酸5.1.1氨基酸的结构、命名和分类5.1.2氨基酸的理化性质5.1.3氨基酸的分离分析5.1.4氨基酸的波谱特征5.1.5氨基酸的分离提取方法5.1.6氨基酸总量测定5.2多肽5.2.1多肽的组成和命名5.2.2多肽结构的测定5.2.3多肽的合成和生物活性5.3蛋白质5.3.1蛋白质的分类5.3.2蛋白质的结构5.3.3蛋白质的性质5.3.4蛋白质含量的测定5.3.5蛋白质的提取分离5.3.6酶5.4核酸5.4.1核酸的组成5.4.2核酸的理化性质第6章黄酮类化合物6.1概述6.2黄酮类化合物的结构与性质6.2.1黄酮类化合物的结构6.2.2黄酮类化合物的性质6.3黄酮类化合物的提取与分离纯化方法6.3.1黄酮类化合物的提取方法6.3.2黄酮类化合物的分离纯化方法6.4黄酮类化合物的用途6.4.1天然甜味剂6.4.2天然抗氧化剂6.4.3保健食品6.4.4化妆品中的应用6.4.5天然色素6.4.6药品中的应用6.5大豆异黄酮6.5.1大豆异黄酮简介6.5.2大豆异黄酮的结构与性质6.5.3大豆异黄酮的提取分离方法6.5.4大豆异黄酮的用途第7章糖类化合物7.1概述7.2糖的分类7.2.1单糖7.2.2低聚糖7.2.3多糖7.3糖链的结构7.3.1糖残基种类和分子比例的确定7.3.2单糖间的连接位置7.3.3单糖在糖链中的排列顺序7.3.4苷键构型的测定7.3.5多糖的分子大小7.4糖链的降解7.4.1酸催化水解7.4.2酶催化水解7.4.3其他降解方法7.5糖的功能及应用7.5.1重要单糖及应用7.5.2低聚糖的生理活性及应用7.5.3多糖的生物活性及应用第8章甾体类化合物8.1概述8.2甾体化合物的结构、命名与理化特性8.2.1甾体化合物的结构与命名8.2.2甾体化合物的理化特性8.3各类甾体化合物8.3.1甾醇8.3.2甾体生物碱8.3.3甾体激素8.3.4胆汁酸8.3.5C21甾体类化合物8.3.6甾体皂苷第9章萜类化合物9.1概述9.2萜类化合物的结构与命名9.2.1单萜9.2.2倍半萜9.2.3二萜9.2.4二倍半萜、三萜和多萜化合物9.3萜类化合物的物理和化学性质9.3.1萜类化合物的物理性质9.3.2萜类化合物的化学性质9.4萜类化合物的提取分离9.4.1单萜化合物的提取与分离9.4.2倍半萜化合物的分离9.4.3二萜类化合物的分离9.5萜类化合物的成分分析和结构鉴定9.5.1植物精油的成分分析与含量测定9.5.2萜类化合物的结构鉴定9.5.3结构鉴定实例——青蒿素的结构鉴定9.6萜类化合物的提取工艺实例9.6.1薄荷油提取工艺9.6.2鄂北贝母中对应贝壳杉烷型二萜的提取与分离第10章苷类化合物10.1苷类化合物概述10.2苷的分类10.2.1按苷元化学结构分类10.2.2按苷在植物体内的存在状况分类10.2.3按端基碳的构型分类10.2.4按苷元的不同分类10.2.5按成苷键的原子（苷原子）分类10.3氰苷类化合物10.3.1氰苷类的结构类型10.3.2氰苷类的性质10.3.3鉴定反应10.3.4分离和纯化10.4强心苷10.4.1强心苷概述10.4.2强心苷的结构10.4.3强心苷的性质10.4.4强心苷的检测10.4.5强心苷的提取与分离10.4.6强心苷示例——毛花洋地黄强心苷105皂苷10.5.1皂苷的结构10.5.2皂苷的分离10.5.3皂苷的鉴定第11章香豆素11.1概述11.2香豆素的结构类型11.2.1与芳香环相连的C5基团11.2.2与酚性氧原子相连的C5基团11.2.3与碳及氧原子相连的C5基团11.2.4与侧链氧原子相连的各种酯11.3香豆素的分类和命名11.3.1简单香豆素类11.3.2呋喃香豆素类11.3.3吡喃香豆素类11.3.4其他香豆素11.4香豆素的理化性质11.4.1性状11.4.2溶解性11.4.3碱水解反应（内酯性质）11.4.4呈色反应11.4.5香豆素的合成方法11.5香豆素的提取与分离11.5.1香豆素的提取11.5.2香豆素成分的分离11.6香豆素的波谱学特征11.6.1紫外光谱11.6.2红外光谱11.6.3核磁共振谱11.6.4质谱第12章芳香族酸酚性化合物12.1概述12.2芳香族酸酚性化合物结构类型12.2.1苯及苯酚类衍生物12.2.2苯环二元酚类12.2.3间苯三酚类12.2.4萘环衍生物12.2.5连苯三酚类12.2.6二苯烯类及其有关化合物12.2.7蒽菲类衍生物12.2.8地衣酚类12.2.9大麻酚类12.2.10苯丙酸类12.2.11其他复杂类型的化合物12.3芳香族酸酚类化合物的生理作用12.4结构测定方法第13章天然产物的化学合成与装饰13.1概述13.2紫杉醇的合成13.2.1紫杉醇的半合成13.2.2紫杉醇的全合成13.3奎宁类生物碱13.4鬼臼毒素的合成13.5石杉碱甲的合成13.6土荆皮乙酸的合成。
天然产物化学
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。
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。
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
天然产物化学课件资料
第一章绪论天然产物是指在大自然界中生物体内存在的或由代谢产生的有机化合物。
天然产物化学是研究生物样品中有机分子的分离纯化、理化性质、结构表征、生源途径、生物活性、化学合成、结构修饰改造和构效关系的化学。
鸦片中镇痛成分研究——吗啡；金鸡纳树皮中抗疟成分——奎宁。
应用：医药业，农业、食品工业等先导化合物(Lead compound)，是指具有特征结构和生理活性并可通过结构改造优化其生理活性的化合物。
精密、准确的色谱分离方法用于天然产物的分离研究：柱色谱、快速色谱、逆流液滴分溶色谱、离心色谱、超临界流体层析、毛细管电泳、气相色谱、高效液相色谱等经典的结构研究：化学降解方法，再按照化学原理逻辑地推断其结构，最后经合成方法证明。
现代的结构研究：核磁共振二维技术，各种1H-1H与1H-13C相关谱等，质谱中的快原子轰击技术，次级电离质谱技术，场解吸质谱技术等，结合紫外与红外光谱，能很快地确定化合物的结构。
天然产物化学的研究成果已在农业和工业生产中得到运用，如除虫菊酯类系列化合物农药，昆虫保幼激素已用于蚕业增产，甜叶菊中的甜叶菊苷及其他天然甜味剂已开始逐步替代糖精，瓜豆中的一种瓜胶多糖已用于石油工业作压裂液等。
利用植物细胞组织培养方式来大量生产天然产物，这是一种可靠、有效、并值得研究开发的方法。
利用紫草细胞生产红色萘醌类的染料shikonin，后者可用作口红原料和治疗痔疮。
微生物及酶作为生物催化剂具有很高的催化功能、底物特异性和反应特异性。
仿生有机合成就是模拟生物体内的反应来进行有机合成，以制取人们需要的物质。
青蒿素-----作用部位主要是膜系结构，其抗疟作用机理认为是干扰了疟原虫的表膜——线粒体的功能。
第二章天然产物的提取分离和结构鉴定天然产物的分离提纯是有目的地单个分离提纯生物体内存在的天然产物或排泄出的代谢产物。
主要有生物碱、黄酮类、萜类、甾体等。
定性试验检测各种成分：生物碱—碘化铋钾，黄酮—乙醇+镁粉+盐酸，皂苷，强心苷，甾体—乙醇+浓硫酸，氨基酸，肽—印三酮，蛋白质—双缩脲，有机酸—溴酚蓝，酚类—氯化铁，糖和苷—菲林试剂（具体和分离流程图见书本P11-P13）提取分离主要有以下八种方法：(1) 溶剂法（小檗碱、细辛素、川楝素、七叶苷和七叶苷内酯、山道年）常见溶剂的极性度强弱顺序可表示如下：石油醚(低沸点~高沸点)＜二硫化碳＜四氯化碳＜三氯乙烷＜苯＜二氯甲烷＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜乙腈＜水＜吡啶＜乙酸。
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天然产物化学
不知道你说的天然产物化学是不是就是天然药物化学，我硕士是这个专业，学的高等植物的化学成分研究，在山东大学，实验室倒是条件挺好，不过找工作没有药药剂好找，药物合成好找工作，但做实验条件都不太好，而且很多学这个专业的人却都内不想再搞这个了，毒性大，对身体不容好，工作环境比较差。
1.1 分子印迹技术
分子印迹技术(MIT)是近十几年来发展起来的一门边缘科学技术,是指制备对某一特定目标分子
具有特异选择性的聚合物-分子印迹聚合物(MIPs)的过程,它结合了高分子化学、生物化学等学科,作
为一种新型高效的分离技术,具有空间专一识别性。
1.2 固相萃取
固相萃取(SPE)是利用固体吸附剂对液体试样中各组分吸附力差异而实现分离的。
固相吸附剂对
目标组分的选择性越高,则分离效率越高。
混合液通过吸附柱时,目标成分被吸附剂吸附,然后再利用洗
脱液洗脱或加热解析,达到富集目标化合物的目的。
根据目标化合物的种类、性质等选择合适的固相
萃取剂和洗脱液及其它优化条件后,可以一步完成萃取、富集、净化等操作,并可以与高效液相色谱、
气相色谱等联用。
固相萃取克服了一般液液萃取及一般层析柱的缺点。
萃取过程简单快速、节省溶
剂、重现性好、回收率高、减少了有机溶剂对操作人员和环境的影响。
2. 分子印迹固相萃取高效液相色谱
2.1 SPE-HPLC 联用技术
MIPs 用作SPE 的填料用来分离富集复杂样品中的分析物，具有以下优点：
（1）化学和物理稳定性。
MIPs 机械强度高，耐高温、耐高压，能抵抗酸、碱、高浓度离子、
有机溶剂的作用，在复杂化学环境中能保持自身稳定性
（2）能够反复使用。
已由文献证明MIPs 反复使用300 次之后印迹能力也未发生衰减
（3）稳定性好。
有报道称保存8 个月之后其性能也不会发生改变Sellergren 等首先报道了
MIP - SPE（MISPE），应用合成的戊烷分子印迹聚合物填充小柱，成功分离了尿中的潘他米丁，不
用色谱分析便直接在解吸附后检测出了结果。
其后，更多关于MISPE 的研究在不同领域得到了发
展。
具体固相萃取可以分为离线固相萃取和在线固相萃取两种方法。