天然药物化学(1)

天然药化教案

授课对象

授课人

授课单位

授课时间

第一章总论

一、教学目的与要求：

1. 了解天然药物化学研究内容和天然药物化学的发展及其在药学专业中的地位

2. 掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法

3. 了解用波谱法测定天然药物化学成分结构的一般方法

二、内容与时间分配：（共6学时）

（1学时） 1. 介绍天然药物化学研究内容。

2. 了解天然药物化学发展史、现状及未来和学习天然药物化学的重要意义。

3. 了解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。

4. 提出学习本门课的具体要求。

（2学时） 1. 中草药有效成分分离方法的原理

——溶剂提取法与水蒸气蒸馏法的原理、操作及其特点

2. 中草药有效成分分离与精制

——中草药有效成分各种分离方法的原理

（1学时） 1. 化合物的纯度测定

2. 结构研究的主要程序

3. 结构研究中采用的主要方法—— UV IR MS NMR

三、重点与难点：

重点： 1.天然药物化学研究内容

2. 讲解各种层析方法（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、离子交换树脂、大孔树

脂法及分配层析）和两相溶剂萃取法的原理及方法

3. 用波谱法测定天然药物化学成分结构的一般方法

难点：1.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

2.讲解各种层析方法和两相溶剂萃取法的原理.

3.讲解各种波谱法的解析原理

§1－1 绪论

一、天然药物化学的含义和内容

1、含义

2、天然药物与中药的区别

3、研究内容

二、学习本门课的意义

1、确定天然药物防病治病的物质基础——有效成分

2、探索中药防病治病的原理

3、实现中药现代化的最根本的研究手段

4、开辟药源、创制新药

三、国内外研究天然药物有效成分的概况

1、国外

2、国内

四、如何学好本门课

1、充分重视，认真学习

2、重点掌握、熟悉了解的内容

3、提高自学能力，重视实验课

4、常用溶剂表示符号

§1－2 生物合成及药物开发

一、一次代谢及二次代谢

1、一次代谢（first primary metabolism）

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酸代谢，生物体生成或繁殖特殊化合物，如：糖类、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（多糖类、蛋白质、脂类、RNA、DNA），乙酰辅酶A等代谢过程，为一次代谢产物

2、二次代谢（second primary metabolism）

用某些一次代谢产物作为起始原料，通过一系列特殊生物化学反应生成表面上看起来类似乎对生物本身无用的化合物，如萜类、甾体生物碱、多酚类等，即为“天然产物”

3、代谢差异：

一次代谢广泛存在于生物过程中，其研究归属于生物化学的领域。

二次代谢对于不同族种的生物具有不同特征，分布具有局艰性，其研究存在于天然药

物（产物）化学、化学生态学、植物分类等学科。其实界限也不清楚，生化学家广泛研究的葡萄糖、果糖和甘露糖为一次代谢产物；结构紧密相关的其他糖如D-查尔糖（D-chalcose）、L-链霉糖（L-streptose）、D-麦氨糖（D-mycamicose）、为二次代谢产物、L-脯氨酸（L-proline），是一次代谢产物；而呱定酸（L-pipecolic acid）却被认为是一个二次代谢产物。

4、二次代谢产物的作用：

二次代谢产物与生物所处的外界环境密切相关（如生长期、植物开花期、季节、温度、产地、光照等）。二次代谢产物可成为非滋养性化学物质，但调控环境、生态；生物群长期共存，演变等重要作用。（如栎树叶含鞣酸、虎杖中的白藜芦醇、紫杉醇）。

二、主要的生物合成途径：

1、一次代谢生成的糖、糖苷；还生成乙酸、甲羟戌酸、莽草酸等为二次代谢原料。

2、二次代谢的主要途径：

○1莽草酸（shkimic acid ）途径：

生成芳香化合物（aromatics）]

莽草酸——预苯酸——芳香族氨基酸——肉桂酸香豆素类

类黄酮四环素类及其他芳香族

○2β——多酮（polyketides）途径：

生成多炔类（polyalkynes）、多元酚（polyphenol）、前列腺素（prostaglandins PGS ）四环素（telracyclins）大环抗生素（macrolide）

丙酮酸乙酸乙酰辅酶 A丙二酸聚交酯（β—多酮）类黄酮四环素

多炔类前列腺素大环抗生素

3、甲羟戌酸（mevolonic acid）途径：

生成萜类（terpenoides）,甾体（steroids）

丙酮酸乙酸甲羟戌酸焦磷酸-3，3-=甲基烯丙酯萜类甾体

4、氨基酸（amomoacid）途径：

生成青霉素（peniciline），头孢菌素（cephloxine）,生物碱（alkaloids）

乙酸脂肪族氨基酸肽类、青霉素、头孢菌素

生物碱

5、混合途径：

由氨基酸和甲羟戌酸吲哚生物碱（indole alkaloids）由β——多酮和莽草酸生成黄酮类（flavonoids）

6、一次代谢途径：

CO

2H

2

O光合作用O

2

+单糖

呼吸 +O

2

多糖、苷类

三、天然药物化学与药物开发：

1、天然药物活性成份开发的目的：

中草药中的有效成份研究的目的是：研究有效成份的化学结构、理化性质与生物活性之间的关系；阐明防治病的原理，寻找新药物、新药源；探索中草药加工工艺，改进药物剂型，控制中药及制剂的质量。

2、天然药物是开发新药研究途径：

从中草药中提取、分离、鉴定活性的单体纯成分，为增强疗效，克服毒副作用，通过改变有效成分的结构创制出更好的新药物。

现代药物研究中，具有轰动效应的药物的出现，都是一种或一类天然药物的发现。

如鸦片中镇痛活性成份为吗啡（Morphine,1）

金鸡纳树皮中抗虐活性成分的奎宁（Quinine）

青霉蓖中抗菌活性成分青霉素（Penicillin G,）

一种杨树上发现解热镇痛活性成分阿司匹林（Asprin）

萝芙种发现降血压药利血平（Reserpine）

牛胰腺发泌物中获得胰岛素

抗癌药物如紫杉醇（Taxol）,博未霉素（Bleomycin）,鬼臼毒素（Ppdophyllotoxin），喜树碱（Camptothecin）,天然药物化学等系列研究为分子药理学的生物探针广泛应用。

四、天然药物化学发展动向

1、研究方法和手段向高新方向发展

a、天然药物化学研究新的分离提取技术树酯吸附分离

色谱柱分离

双液相逆流中空纤维膜分离手性分子，对肤体分离技术

b、研究天然活性成份的复杂结构

应用技术有：核磁共振二维技术，质谱中的快原子轰击（FAB-MS）技术，次级电离质