天然产物提取第一章 绪论
天然产物化学(课时分配)
教学内容与课时分配第一章绪论 (2学时)1.天然产物化学的研究内容2.天然产物的生物合成途径3.天然产物化学与药物开发4.天然产物化学的发展动向。
重点和难点：天然产物生物合成的主要途径，天然产物化学的发展动向。
教法建议：适当补充一些新材料，突出天然药物化学的发展前沿及其在经济建设中的地位和作用。
第二章天然产物的提取分离和结构鉴定（18学时）第一节天然产物化学成分的预试方法1．1．试管预试法2．圆形滤纸预试法。
第二节活性有效成分的提取1．1．常用溶剂的特点2．各种提取方法：溶剂法、超临界萃取法、超声波提取法3．影响提取的因素第三节分离与精制1．根据物质溶解度差别进行分离a 结晶及重结晶法b溶剂分离法：2．根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离。
a 两相溶剂萃取法b纸色谱（PPC）c分配柱色谱d薄层色谱法3．根据物质的吸附性差别进行分离a物质的吸附规律b极性及其强弱判断c吸附柱色谱法用于物质的分离d聚酰胺吸附色谱法e大孔吸附树脂：4．根据物质分子大小进行分离a凝胶过滤法b膜过滤法c透析法：5．根据物质解离程度不同进行分离——离子交换法第四节天然产物化学成分的结构鉴定1．化合物纯度鉴定2．结构研究的主要程序3．结构研究中采用的主要方法重点和难点：天然产物化学成分的提取方法，天然产物化学成分的分离纯化方法，天然产物化学成分的结构鉴定方法。
教法建议：采用比较法，介绍各类提取及分离方法，并结合实验加深理解。
思考题：1．天然有效成分的提取方法有哪些？其各自的使用范围及其优缺点是什么？2．分离有效化学成分常用的色谱方法有哪些？他们分别适用于哪些类别化合物的分离？各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么？3．化合物在进行结构鉴定前应注意什么问题？进行结构鉴定常用哪些方法？这些方法可以解决结构式中的什么问题？第三章糖和苷（4学时）一、糖的构型、构像二、糖及糖苷的命名、分类三、多糖的分离及结构测定四、多糖的生理作用重点和难点：糖、苷的结构和构象，裂解方法及其裂解规律。
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。
天然产物提取工艺学第一章、第二章
三、分离工艺设计和技术进展
1. 生物原料生产和提取技术结合 2. 生物微观结构设计提取工艺 分子结构与分子间的作用力 3. 天然产物的结构设计提取工艺：空间结构、 官能团的种类、物理性质等； 4. 根据不同分离技术耦合设计工艺 5. 提取过程前后阶段纵向统一 6. 分离体系的特性设计工艺
四、产物提取过程的选择
2.动物材料与天然产物提取工艺特性 角类和骨类：加工前需要粉碎细一些； 皮类：应用新鲜材料，加工前先破碎；
3.海洋生物材料与天然产物提取工艺特性
海藻：抗肿瘤、防心血管疾病等； 腔肠动物：海葵毒素； 软体动物：抗病毒、抗肿瘤等； 棘皮动物：海胆毒素；
2.微生物与天然产物提取工艺特性 细菌 放线菌 蓝细菌 真菌（霉菌和酵母菌）
一、研究对象的确定
根据古代医学典籍、民族医学实践提供的 资料或民间经验和临床观察 根据当地植物样品随机选取 根据天然产物成分信息确定 根据已有的天然产物、医药学及相关科学 研究成果的基础上，通过大量的文献检索 根据市场商品要求确定研究对象
例：
当归芦荟丸：临床具有泻肝作用； 中国医学科学院用其治疗白血病，也有好效果。 处方中：除去麝香后，疗效仍有； 但除去青黛和芦荟后，则无一例有效； 再进行小鼠筛选： 发现青黛是抗白血病的活性植物。 继续研究：发现青黛的有效成分为靛玉红， 研制出抗慢性粒细胞白血病的有效新药。
一、提取法
1. 提取：（浸出、固液萃取）
溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶 解作用，选用对有效成分溶解度大，对不需要成分溶解 度小的溶剂，而将有效成分从植物组织内提取出来。 浸提是通过溶剂与原料接触，互相渗透、溶解以及 扩散等一系列复杂过程而完成。 一般包括：渗透、溶解、分配和扩散。
（1）渗透
第一章+绪论
初生代谢产物 从二氧化碳经光合作用开始产生的对生物体的 生存和健康必要的化合物。如氨基酸、 脂肪酸、 生存和健康必要的化合物。如氨基酸、糖、脂肪酸、 核酸、乙酰辅酶A、莽草酸、叶绿素等。 核酸、乙酰辅酶 、莽草酸、叶绿素等。 次生代谢产物 从初生代谢途径衍生出来的， 从初生代谢途径衍生出来的，代表生物科属 种特征的， 种特征的，但对产生它们的有机体本身的生命过 程不起主要作用的化合物。如生物碱、萜类、 程不起主要作用的化合物。如生物碱、萜类、醌 黄酮、苯丙素类、甾体等。 类、黄酮、苯丙素类、甾体等。
治疗疟疾速效药
药 名：青蒿 青蒿植物化学成分 不含青蒿素 植物化学成分： 青蒿植物化学成分：不含青蒿素 别 名：香蒿 香蒿 拉丁名：Artemisia apiacea Hance 来 源：为双子叶植物药菊科植物。 功 效：清热，解暑，除蒸。 主 治：温病，暑热，骨蒸，劳热，疟疾，黄疸，疥疮，瘙痒
黄花蒿
1967年5月23日，毛泽东下令在全国范围内开展研究工作，要寻找 年 月 日 毛泽东下令在全国范围内开展研究工作， 能够替代氯喹治疗疟疾的新药。周恩来总理直接参与，国务院专门成立 能够替代氯喹治疗疟疾的新药。周恩来总理直接参与，国务院专门成立 办公室。 “5.23”办公室。 办公室
卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所、 卫生部中医研究院中药研究所、山东省中医药研究所、云南省 药物研究所等数十家国家级和省市级的研究机构在各大军区所属的 办公室领导下， “5.23”办公室领导下，承担了这项当时较为秘密和重大的科研工作。 办公室领导下 承担了这项当时较为秘密和重大的科研工作。 1967年5月至 月至1972年底的五年中，各地承担 年底的五年中， 年 月至 年底的五年中 各地承担5.23项目的科研人员把 项目的科研人员把 中医药老祖宗几千年留下来的瓶瓶罐罐翻了个底朝天， 中医药老祖宗几千年留下来的瓶瓶罐罐翻了个底朝天，检验了无数 的中草药治疗疟疾的成方、单方、验方、秘方。 的中草药治疗疟疾的成方、单方、验方、秘方。花掉了以亿元计算 的人民币，大量的人力物力，结果是一无所作获。 的人民币，大量的人力物力，结果是一无所作获。 一个偶然事件的发生改写了中药青蒿的历史。 年底， 一个偶然事件的发生改写了中药青蒿的历史。1972年底，云 年底 领导小组办公室主任傅良书 周建波， 南“5.23”领导小组办公室主任傅良书，副主任周建波，李舒从北 领导小组办公室主任傅良书，副主任周建波 李舒从北 京参加完全国“ 会议回来， 京参加完全国“5.23”会议回来，向科研人员传达时提到，北京中 会议回来 向科研人员传达时提到， 医药研究院中药研究所发现青蒿的粗提取物有边缘抗疟作用， 医药研究院中药研究所发现青蒿的粗提取物有边缘抗疟作用，但 前景不看好，已停止了对此研究，建议他们筛选一下本地的蒿属 前景不看好，已停止了对此研究，建议他们筛选一下本地的蒿属 植物。 植物。
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。
天然产物提取工艺绪论讲稿
第一章绪论1天然产物提取工艺学的内涵⏹天然产物：动物、植物、昆虫、海洋生物及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。
所包含的范围非常广泛，达到20多种。
⏹天然产物化学：是研究动物、植物、昆虫、海洋生物及微生物代谢产物化学成分的学科，甚至包括人体许多内源性成分的化学研究，它是在分子水平上揭示生命奥秘的重要科学。
两者之间的关系天然产物提取工艺学是一门综合性学科，是在天然产物化学的基础上衍生的分支学科。
天然产物化学主要研究有效成分的结构、理化性质、提取分离方法及结构鉴定等内容。
天然产物提取工艺学在此基础上主要研究天然产物有效成分的提取分离工艺原理、操作过程、工艺条件等内容，解决天然产物在提取、分离与纯化等工艺环节中，工艺路线的确定以及工艺条件的优化等问题，为天然产物规模化生产提供理论基础和应用技术。
与药物研究的关系在药物研究方面，据不完全统计，临床用药的1/3以上源自天然产物，而从天然产物中提取分离以获取天然药物是药物研究的第一步，因此解决提取分离过程的技术问题，尤其是药物研究和扩大生产的中间环节是规模化生产的关键。
不同研究阶段的划分天然产物提取分离工艺研究可分为三个阶段：⏹第一阶段：实验室工艺研究（小试工艺研究或小试）⏹第二阶段：中试放大研究（中试放大或中试）⏹第三阶段：工业生产工艺研究虽然每个阶段研究内容及解决的问题不同，但三个阶段是相互联系，缺一不可。
⏹第一阶段（小试）主要包括基本提取分离工艺路线的设计，同时选择合适的评价指标和方法，对影响因素进行考察，确定工艺参数并进行工艺验证。
⏹第二阶段（中试）是确定生产工艺的重要环节，即把实验室研究中所确定的工艺路线和工艺条件，进行工业化生产的考察、优化，为生产车间设计、施工安装、“三废”处理、中间体质量控制等提供依据，并在车间试生产若干批号后，制定出生产工艺规程。
⏹第三阶段的工业生产工艺研究是在中试研究基础上，进一步扩大生产规模。
天然产物提取与分离第一章总论3节
三、植物的命名
植物学名（scientific name):国际上 给每个植物制定的世界上公认的科学名 称。
植物命名应遵循[国际植物命名法规]
（International Code of Botanical
Nomenclature)、
[国际栽培植物命名法规](the International
3.栽培变种命名： 种加词 + 栽培变种种加词(起首字母大写，外 加单引号), 但无命名人。 如中国药典中橘Citrus reticulata Blanco的栽培 变种茶枝柑Citrus reticulata ‘Chachi’（栽培变种 种加词）。
四、常见植物命名举例
1. 黄连
Hsiao, 峨嵋野黄连 C. omeiensis(Cheng) C.Y. Cheng, 云南黄连 C. teeta Wall.
（二）种加词(Species)
1．通常使用形容词，有时用同位名词或名词所有格。 全部字母小写。 2.用形容词时，性、数、格应与所形容的属名一致， 如掌叶大黄（Rheum palmatum Linn) 3.用同位名词时，种加词应与属名的数格一致，而性 别不必一致。如樟Cinnamomum camphora (Linn.) Presel.,属名——单数、主格、中性；种加词—— 单数、主格、阴性。
性，多数药材和原植物存在一物多名或
一名多种的混乱现象。
植物名称混乱，如土豆，又名洋芋、
山药豆、洋山芋、地蛋等名称；“血见
愁”，有八个科10余种不同种植物。
3．利用植物的亲缘关系，探寻新的药用植物 资源和紧缺药材代用品。 同科同属等亲缘关系相近的植物，不仅 形态上相似，而且由于遗传进化上的联系， 生理生化特性相似，所含的活性成分相似。
天然产物提取第一章 绪论
10、20世纪80年代以来，由于分子生物技术的 迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供 了新方法。
1.3.2研究中草药有效成分的目的
研究有效成分的化学结构、物化性质与生物活性 之间的关系，阐明其防病治病原理；
寻找新药物、新药源或开发利用对国民经济有价 值的资源；
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，提高临床疗效。
天然产物化学
Natural Products Chemistry 刘湘 汪秋安 编著
考察方式
1、总成绩=平时+课程笔试 2、平时占30%；课程笔试占70%。 3、无故旷课三次取消成绩。
Chapter1 绪 论
§1-1天然产物化学的研究内容 §1-2天然产物的生物合成 §1-3天然产物化学与药物开发 §1-4天然产物化学发展动向
三、天然产物研究的发展史
见血封喉,毒箭木
断肠草
夹竹桃
鸩
鹤顶红,三氧化二砷，也就是著 名的砒霜。“鹤顶红”不过是 古时候对砒霜的一个隐晦的说 法而已。砷进入人体后，会和 蛋白质的硫基结合，使蛋白质 变性失去活性。
鹤顶红
§1-3 天然产物化学与药物开发
1.3.1天然产物研究的发展史
1、1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。 苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机 酸类物质。
§1-1天然产物化学的研究内容
1.研究内容： 天然产物的提取、分离、结构、功能
2.天然产物定义： 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源性生理活性化合物。 3.天然产物化学定义：
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。
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。
天然产物总论-1
*有效部位：为混合物，临床有效。如人参总皂苷。
二、天然药物化学的范围： 1、生合成：有效成分在植物体内生长过程中变 化； 2、中药成分化学：包括有效成分、性质、提取分离、结
构鉴定等；
3、中药药物化学：合成、修饰（可卡因→普鲁卡因）
三、内容和要求：
1、掌握植物各类有效成分结构、理化性质
O
生物碱：
O
N CH 3 OH
2、单纯 Cotton曲线： 正Cotton曲线： 峰在长波 谷在短波 负Cotton曲线： 峰在短波 谷在长波
3、复合Cotton曲线： 多峰多谷
旋光谱的应用： 确定构型
确定构象
八
区
率
(Octant rule)
半经验 的规律，应 用于环己酮 及其衍生物 的构型判断 上。
酮及其缩聚物，可分为单糖、低聚糖、多聚糖； 单糖：
H OH HO HO H HO H
OH OH H H HO H HO H H OH OH
OH OH
低聚糖：2~10个单糖组成，如蔗糖。
多糖：10个单糖以上组成，主要有淀粉、 纤维素及甲壳素。
7、氨基酸、蛋白质和酶：
氨基酸：R-(CH2)n-CH-COOH
一般β>100，简单萃取 β<50，CCD法（后述） β=1，无法分离 3、pH与存在状态 对于酸、碱及两性化合物，pH改变可使存在状态改 变, 即控制溶液的pH值，即可控制存在状态。 AH A-+H+
pKa=-log([A-][H+]/[AH])=-log[H+]-log([A-]/[AH]) =pH-log ([A-]/[AH]) log([A-]/[AH])=pH-pKa >2 即，认为完全解离。
天然产物有效成分的提取与应用
小知识１ ——人参和人参皂 甙
野山参
园参
野山参中人参皂甙含量高于园参
人参花
人参 人参根
人参古称“神草”，人参是多年生的宿根草本 植物，地上的茎直立，为圆柱形成纺锤形， 不分枝，高度为30厘米-60厘米。被誉为药 中之王,它主要分布在我国黑龙江、吉林、 辽宁和河北北部的深山中，朝鲜、日本、 俄罗斯西伯利亚等地亦产。
西洋参绿果
西洋红果
➢西洋参果中已分离鉴定了29种皂甙成分，全部皂甙成分均为三萜类化合物， 按其甙元结构可以分为三类：人参二醇类、人参三醇类和齐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ果酸类。 ➢因西洋参果甙中Re含量最高，美国研究人员发现，西洋参果提取物用于抑 制肥胖和糖尿病治疗效果十分显著，现在美国、加拿大等国家已经开始临床 应用。
• 总皂甙（含量为5%～10%）是西洋参的主要药理成分，与人参相似， 只是比例有所不同。它们的总皂甙的药理作用也基本相同，只是人 参总皂甙侧重抗利尿和抗疲劳，而西洋参总皂甙侧重镇静。
西洋参叶片
西洋参叶子中的皂甙和多糖等有效成分的含量高达10%以上,是西洋参 根中含量的2倍。
西洋参花
西洋参花味甘、微苦、性凉。主要含有人参皂甙、树脂、挥发油等。 西洋参花提取物平均皂甙含量达30.09%,是参根皂甙含量的6倍
3.除发展药物外，天然产物化学还涉及工业和农业 天然甜味剂（甜叶菊中的甜菊苷、甘草甜素）、天
然色素（栀子黄素、橘黄素、紫草素）、天然农药 （除虫菊酯及其衍生物）等的分离、纯化、结构鉴 定及生产、生产流程和产品的质量控制都需要天然 产物化学的知识和方法。
主要参考书目：
刘成梅 付桂明等: 天然产物有效成分的分离与应用.北 京：中国化工业出版社，2003
开花一般在第三年的初夏，伞形花序， 共有30朵-40朵，花很小，每朵花为 5齿裂的钟形绿色花萼，与子房连生， 子房下位。果实呈扁圆的肾脏形， 大小如豆粒一般，到了秋天成熟后， 变成深红色鲜艳而美丽的浆果状核果 内含两颗扁圆形的黄白色种子。
天然产物化学第一章重点知识总结
第一章总论第一部分绪论（天然产物化学）定义:《天然药物化学》是一门运用现代化科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
内容：内容包括各类天然产物的化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构类型，物理化学性质、提取分离方法，以及主要类型化学成分的鉴定和生物合成途径等名词解释：1）生物活性成分（bioactive components)：是经过不同程度药效学试验或生物学活性试验，证明对机体具有一定生理作用的成分。
包括有益的和有害的。
（2）有效成分(active components) :具有生物活性且能起到防治疾病作用的化学成分（3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。
（4）有效部位(active fraction)：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。
如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏总黄酮等。
（5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。
（6）单体：即化合物,指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质第二部分生物合成一次代谢绿色植物→光合作用→将CO2与H2O合成为糖类→代谢出ATP、NADPH、核糖、丙酮酸等→代谢成核酸、蛋白质、脂质类等一次代谢产物（primary metabolites）【又称为初级代谢产物】糖、蛋白质、脂质、核酸等对生物机体生命活动来说不可缺少的物质。
二次代谢生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程二次代谢产物（secondary metabolites）生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂，对该微生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素，毒素，萜类，激素，色素等【二次代谢过程并非在所有的生物中都能发生】生物合成途径（一）、常见的生物合成基本结构单元：C1单元多来源于L-蛋氨酸的S-甲基。
天然产物化学复习思考题
天然产物化学复习思考题第一章绪论:1.什么是天然产品？什么是天然产物化学？天然产物化学的主要内容是什么？论天然产物化学的研究目的和意义。
答：（1）在化学学科内，天然产物专指由动物、植物、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。
天然产物化学是以多种生物、有机化学和化学物理方法为基础，研究天然产物中有效成分的提取、分离、结构、功能、生物合成、生物转化、化学合成、改性和综合利用的科学。
主要侧重研究次生代谢产物（主要是有效成分）的提取、分离、化学结构、性质、生物活性、生物合成及开发利用等。
天然产物化学研究的目的：获取治疗严重危害人类健康疾病的预防和治疗药物、医用和农用抗生素，开发高效低毒农药、植物生长激素等具有经济价值的物质。
研究天然产物化学的意义：有助于从分子层面认识、开发利用和保护天然产物，通过化学合成、组织培养（细胞培养）、基因工程合成、微生物发酵等多种途径定向获得大量目标物，保障人类的健康，满足环境保护与持续发展的需要。
2.天然产物的活性成分：从药理学和生物学角度来看，是指具有生物活性的物质，可以用分子式或结构式化学表示，并具有一定的物理常数。
3、天然产物的无效成分：天然产物中无生物活性的成分。
有效成分和无效成分的划分是相对的。
4.什么类型的天然产物按化学结构分类？它们各自的结构特点是什么？请列出1-2种有代表性的化合物。
答：（1）糖类和糖苷类。
结构特点：糖类：又称碳水化合物，是多羟基醛或酮的碳水化合物，一般为五元环状或六元环状。
苷类又称配糖体，是糖或糖的衍生物如氨基酸，糖醛酸等与另一类非糖物质通过糖的端基c原子连接而成的化合物实例：灵芝多糖（2）醌类结构特征：六元环二酮结构，含两个双键，包括苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。
例如：蒽醌，如大黄酸（天然色素、抗菌剂）。
（3）黄酮类结构特征：由苯环和酚羟基通过中心三个碳原子连接而成的一系列化合物。
示例：槲皮素、葛根素（4）苯丙烷类结构特点：含一个或几个c3-c6单位的天然成分实例：香豆素、木脂素（5）萜类与挥发油结构特征：A.萜类化合物：由甲基戊二酸衍生而来的化合物，分子式符合（c5h8）NB 挥发油（精油）：是一种挥发性油状液体的总称。
天然产物化学习题
天然产物化学习题第一章绪论（一）选择题[1-7]1．有效成分是指 CA. 含量高的成分B. 需要提纯的成分C. 具有生物活性的成分D. 一种单体化合物E. 无副作用的成分（三）填空题[1-3]1. 天然药物化学研究的内容有：天然药物中各类型化学成分的结构特征、理化性质、及提取分离方法和结构测定，生物合成途径等。
3. 天然药物中含有的一些化学成分如生物碱、挥发油、强心苷、香豆素、黄酮等，具有一定生物活性，称为有效成分，是防病治病的物质基础。
第二章天然药物化学成分提取、分离和鉴定的方法与技术（一）选择题[1-210]A 型题[1-90]4．下列溶剂与水不能完全混溶的是BA. 甲醇B. 正丁醇C. 丙醇D. 丙酮E. 乙醇5．溶剂极性由小到大的是 AA. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯B. 石油醚、丙酮、醋酸乙醋C. 石油醚、醋酸乙酯、氯仿D. 氯仿、醋酸乙酯、乙醚E. 乙醚、醋酸乙酯、氯仿6．比水重的亲脂性有机溶剂是BA. 石油醚B. 氯仿C. 苯D. 乙醚E. 乙酸乙酯7．下列溶剂亲脂性最强的是 CA. Et2 OB. CHCl3C. C6 H6D. EtOAcE. EtOH8．下列溶剂中极性最强的是 DA. Et2 OB. EtOAcC. CHCl3D. EtOHE. BuOH9．下列溶剂中溶解化学成分范围最广的溶剂是 BA. 水B. 乙醇C. 乙醚D. 苯E. 氯仿10．下述哪项，全部为亲水性溶剂 AA. MeOH、Me2 CO、EtOHB. nBuOH、Et2 O、EtOHC. nBuOH、MeOH、Me2 CO、EtOHD. EtOAc、EtOH、Et2 OE. CHCl3 、Et2 O、EtOAc12．从药材中依次提取不同极性的成分，应采取的溶剂顺序是DA. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、水B. 乙醇、醋酸乙酯、乙醚、石油醚C. 乙醇、石油醚、乙醚、醋酸乙酯D. 石油醚、乙醚、醋酸乙酯、乙醇E. 石油醚、醋酸乙酯、乙醚、乙醇17．提取挥发油时宜用 CA. 煎煮法B. 分馏法C. 水蒸气蒸馏法D. 盐析法E. 冷冻法18．用水提取含挥发性成分的药材时，宜采用的方法是 CA. 回流提取法B. 煎煮法C. 浸渍法D. 水蒸气蒸馏后再渗漉法E. 水蒸气蒸馏后再煎煮法20．影响提取效率的最主要因素是 DA. 药材粉碎度B. 温度C. 时间D. 细胞内外浓度差E. 药材干湿度21．可作为提取方法的是 DA．铅盐沉淀法B．结晶法C．两相溶剂萃取法D．水蒸气蒸馏法E．盐析法23．连续回流提取法所用的仪器名称叫 DA．水蒸气蒸馏器B．薄膜蒸发器C．液滴逆流分配器D．索氏提取器E．水蒸气发生器24．两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的B A．比重不同B．分配系数不同C．分离系数不同D．萃取常数不同E．介电常数不同26．可将天然药物水提液中的亲水性成分萃取出来的溶剂是 DA. 乙醚B. 醋酸乙酯C. 丙酮D. 正丁醇E. 乙醇27．从天然药物的水提取液中萃取强亲脂性成分，宜选用 EA. 乙醇B. 甲醇C. 正丁醇D. 醋酸乙醋E. 苯28．从天然药物水煎液中萃取有效成分不能使用的溶剂为 AA. Me2 COB. Et2 OC. CHCl3D. nBuOHE. EtOAc32．采用铅盐沉淀法分离化学成分时常用的脱铅方法是 AA. 硫化氢B. 石灰水C. 明胶D. 雷氏盐E. 氯化钠36．铅盐法是天然药物化学成分常用的分离方法之一，如中性醋酸铅只可以沉淀下面哪种类型的化合物 CA．中性皂苷B．异黄酮苷C．酸性皂苷D．弱生物碱E．糖类37．采用乙醇沉淀法除去水提取液中多糖蛋白质等杂质时，应使乙醇浓度达到 DA. 50%以上B. 60%以上C. 70%以上D. 80%以上E. 90%以上38．有效成分为黄酮类化合物的天然药物水提取液，欲除去其中的淀粉、多糖和蛋白质等杂质，宜用 BA. 铅盐沉淀法B. 乙醇沉淀法C. 酸碱沉淀法D. 离子交换树脂法E. 盐析法39．在浓缩的水提取液中，加入一定量乙醇，可以除去下述成分，除了 EA. 淀粉B. 树胶C. 粘液质D. 蛋白质E. 树脂40．在醇提取浓缩液中加入水，可沉淀 CA. 树胶B. 蛋白质C. 树脂D. 鞣质E. 粘液质41．有效成分为内酯的化合物，欲纯化分离其杂质，可选用下列那种方法CA. 醇沉淀法B. 盐沉淀法C.碱溶酸沉法D. 透析法E. 盐析法42．不是影响结晶的因素为 AA．杂质的多少B．欲结晶成分含量的多少C．欲结晶成分熔点的高低D．结晶溶液的浓度E．结晶的温度46．影响硅胶吸附能力的因素有 AA．硅胶的含水量B．洗脱剂的极性大小C．洗脱剂的酸碱性大小D．被分离成分的极性大小E．被分离成分的酸碱性大小47．不适于醛、酮、酯类化合物分离的吸附剂为 AA．氧化铝B．硅藻土C．硅胶D．活性炭E．聚酰胺48．化合物进行硅胶吸附柱色谱时的结果是 BA．极性大的先流出B．极性小的先流出C．熔点低的先流出D．熔点高的先流出E．易挥发的先流出50．硅胶吸附柱色谱常用的洗脱方式是 B洗脱剂无变化极性梯度洗脱洗脱剂的极性由大到小变化D. 酸性梯度洗脱E．碱性梯度洗脱55．氧化铝，硅胶为极性吸附剂，若进行吸附色谱时，其色谱结果和被分离成分的什么有关 AA．极性B．溶解度C．吸附剂活度D．熔点E．饱和度56．下列基团极性最大的是 DA．醛基B．酮基C．酯基D．酚羟基E．甲氧基57．下列基团极性最小的是CA．醛基B．酮基C．酯基D．酚羟基E．醇羟基58．下列基团极性最大的是 AA．羧基B．胺基C．烷基D．醚基E．苯基59．下列基团极性最小的是 CA．羧基B．胺基C．烷基D．醚基E．苯基61．聚酰胺薄层色谱下列展开剂中展开能力最强的是 DA．30％乙醇B．无水乙醇C．70％乙醇D．丙酮E．水62．具下列基团的化合物在聚酰胺薄层色谱中Rf值最大的是 DA. 四个酚羟基化合物B．二个对位酚羟基化合物C．二个邻位酚羟基化合物 D. 二个间位酚羟基化合物E．三个酚羟基化合物63．聚酰胺在何种溶液中对黄酮类化合物的吸附最弱 DA. 水B. 丙酮C. 乙醇D. 氢氧化钠水溶液E. 甲醇64．对聚酰胺色谱叙述不正确项 EA. 固定项为聚酰胺B. 适于分离酚性、羧酸、醌类成分C. 在水中吸附力最大D. 醇的洗脱力大于水E. 甲酰胺溶液洗脱力最小65．化合物进行正相分配柱色谱时的结果是 BA．极性大的先流出B．极性小的先流出C．熔点低的先流出D．熔点高的先流出E．易挥发的先流出66．化合物进行反相分配柱色谱时的结果是 AA．极性大的先流出B．极性小的先流出C．熔点低的先流出D．熔点高的先流出E．易挥发的先流出70．纸色谱的色谱行为是 AA．化合物极性大Rf值小B．化合物极性大Rf值大C．化合物极性小Rf值小D．化合物溶解度大Rf值小E．化合物酸性大Rf值大71．正相纸色谱的展开剂通常为 EA．以水为主B．酸水C．碱水D．以醇类为主E．以亲脂性有机溶剂为主72．薄层色谱的主要用途为 BA．分离化合物B．鉴定化合物C．分离和化合物的鉴定D．制备化合物E．制备衍生物73．原理为分子筛的色谱是 BA．离子交换色谱B．凝胶过滤色谱C．聚酰胺色谱D．硅胶色谱E．氧化铝色谱74．凝胶色谱适于分离 EA. 极性大的成分B. 极性小的成分C. 亲脂性成分D. 亲水性成分E. 分子量不同的成分77．不适宜用离子交换树脂法分离的成分为 EA. 生物碱B. 生物碱盐C. 有机酸D. 氨基酸E. 强心苷78．天然药物水提取液中，有效成分是多糖，欲除去无机盐，采用 BA. 分馏法B. 透析法C. 盐析法D. 蒸馏法E. 过滤法79．淀粉和葡萄糖的分离多采用 DA. 氧化铝色谱B. 离子交换色谱C. 聚酰胺色谱D. 凝胶色谱E. 硅胶吸附柱色谱81．与判断化合物纯度无关的是 DA．熔点的测定B．选二种以上色谱条件检测C．观察结晶的晶型D．闻气味E．测定旋光度82．紫外光谱用于鉴定化合物中的 CA．羟基有无B．胺基有无C．不饱和系统D．醚键有无E．甲基有无83．红外光谱的单位是 AA．cm-1 B．nm C．m/zD．mm E．δ84．红外光谱中羰基的吸收峰波数范围是 DA．3000～3400 B．2800～3000 C．2500～2800 D．1650～1900 E．1000～130085．确定化合物的分子量和分子式可用 EA．紫外光谱B．红外光谱C．核磁共振氢谱D．核磁共振碳谱E．质谱86．用核磁共振氢谱确定化合物结构不能给出的信息是 AA．碳的数目B．氢的数目C．氢的位置D．氢的化学位移E．氢的偶合常数87．用核磁共振碳谱确定化合物结构不能给出的信息是 AA．氢的数目B．碳的数目C．碳的位置D．碳的化学位移E．碳的偶合常数88．核磁共振氢谱中，2J值的范围为 EA．0～1Hz B．2～3Hz C．3～5HzD．5～9Hz E．10～16Hz89．红外光谱的缩写符号是 BA. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS90．核磁共振谱的缩写符号是 DA. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS（三）填空题 [1-14]1. 天然药物化学成分的主要分离方法有：系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、分馏法、结晶法及色谱法等。
天然产物与修饰题库(含答案)
天然产物与修饰题库第一章绪论一、选择题1．两相溶剂萃取法的原理是利用混合物中各成分在两相溶剂中的（ B ）A. 比重不同 B. 分配系数不同 C. 分离系数不同D. 萃取常数不同E. 介电常数不同2．分馏法分离适用于（D ）A. 极性大成分B. 极性小成分C. 升华性成分D. 挥发性成分E. 内脂类成分3．红外光谱的单位是（ A ）A. cm-1B. nmC. m/zD. mmE. δ4．下列各组溶剂，按极性大小排列，正确的是（ B ）A. 水＞丙酮＞甲醇B. 乙醇＞醋酸乙脂＞乙醚C. 乙醇＞甲醇＞醋酸乙脂D. 丙酮＞乙醇＞甲醇5. 与判断化合物纯度无关的是（ C ）A. 熔点的测定B. 观察结晶的晶形C. 闻气味D. 测定旋光度E. 选两种以上色谱条件进行检测6. 红外光谱的缩写符号是（ B ）A. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS7．采用液-液萃取法分离化合物的原则是（ B ）A. 两相溶剂互溶B. 两相溶剂互不溶C.两相溶剂极性相同D. 两相溶剂极性不同E. 两相溶剂亲脂性有差异8．用核磁共振氢谱确定化合物结构不能给出的信息是（ A ）A．碳的数目 B．氢的数目 C．氢的位置D．氢的化学位移 E．氢的偶合常数9．原理为分子筛的色谱是（ B ）A．离子交换色谱 B．凝胶过滤色谱 C．聚酰胺色谱D．硅胶色谱 E．氧化铝色谱10．可用于确定分子量的波谱是（ C ）A．氢谱 B．紫外光谱 C．质谱D．红外光谱 E．碳谱11．有效成分是指（ C ）A. 含量高的成分B. 需要提纯的成分C. 具有生物活性的成分D. 一种单体化合物E. 无副作用的成分12．紫外光谱用于鉴定化合物中的 ( C)A．羟基有无 B．胺基有无 C．不饱和系统D．醚键有无 E．甲基有无13．红外光谱的单位是 ( A)A．cm-1 B．nm C．m/zD．mm E．δ14．红外光谱中羰基的吸收峰波数范围是 ( D)A．3000～3400 B．2800～3000 C．2500～2800D．1650～1900 E．1000～130015．确定化合物的分子量和分子式可用 ( E)A．紫外光谱 B．红外光谱 C．核磁共振氢谱D．核磁共振碳谱 E．质谱16．用核磁共振氢谱确定化合物结构不能给出的信息是 ( A)A．碳的数目 B．氢的数目 C．氢的位置D．氢的化学位移 E．氢的偶合常数17．用核磁共振碳谱确定化合物结构不能给出的信息是 (A)A．氢的数目 B．碳的数目 C．碳的位置D．碳的化学位移 E．碳的偶合常数18．红外光谱的缩写符号是 ( B)A. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS19．核磁共振谱的缩写符号是 ( D)A. UVB. IRC. MSD. NMRE. HI-MS二、填空题1. 天然药物化学成分的主要分离方法有：系统溶剂分离法、两相溶剂萃取法、沉淀法、盐析法、分馏法、结晶法及色谱法等。
天然产物分离和分析_37
常用方法
1. 物理方法：研磨、高压匀浆、超声波、过滤、离心、干燥等。 2. 物理化学方法：冻溶(用于细胞破碎)、透析、超滤反渗析、絮凝、
萃取、吸附、制备色谱(吸附色谱法、分配色谱法、凝胶色谱法)、 蒸馏、电泳、等电点沉淀、盐析、结晶等。
植物原料的提取
根：中药材中的根类药材比较多，如人参、丹参、玄参、 三七、大黄等。含有淀粉较多，不宜加热提取。
茎：粉碎后乙醇提取。 树皮与茎皮：含有胶质，用乙醇提取。 干果：含有果胶，用有机溶剂提取。 种子：破坏细胞壁，然后压榨提取。 花：干燥后细胞壁自动破坏，可以直接提取。 花粉：发酵后提取。 叶子：粉碎后提取或者用石油醚除去表面蜡层以后提取。 不带根的草本植物：粉碎后直接提取。
天然产物提取方法的选择
植物化学成分：分离新化合物、鉴定新化合物的 结构、发现新成分。
天然产物提取：从工业生产的要求和实验情况出 发，使生产工艺流程简单、经济和可行，还要使 提取收率高、产品质量高和成本低。
分离纯化：提取液中的成分复杂、目的物浓度较 稀、与目的物理化性质相似的杂质多，所以不宜 选择分辨能力较高的纯化方法。
物理法：加热是常使用的方法。 离心法：主要是利用相对密度差异促使分层。离心和抽滤
中不可忽视一个个液滴压在一起的重力效应，它足以克服 双电层的斥力，促进凝聚。
微波提取
微波：300MHz-30GHz。 特点：设备简单、适用范围广、萃取效率高、选
择性强、重现性好、节省时间、节省溶剂、节能、 污染小等众多优点，应用范围已从最初的环境分 析样品制备迅速扩展到食品、化工和农业等领域。 微波技术用于：提取生物活性成分已涉及到几大 类天然化合物(挥发油、苷类、多糖、萜类、生物 碱、黄酮、单宁、甾体及有机酸等)。
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六、从药物合成的中间体发现先导化合物
§1-4天然产物化学发展动向
1.4.1 研究方法和手段向高、新方向发展 1.4.2 偏重资源开发的实用化 1.4.3 基于生物技术的天然产物化学研究 1.植物细胞组织培养生产天然产物 2.天然产物基因工程合成 3.天然产物的仿生合成
§1-3 天然产物化学与药物开发
大自然是一个天然药库
来自植物的,如人参、大黄等;
大自然是一个天然药库 来自动物的,如牛黄、鹿茸、蟾酥、海马等;
大自然是一个天然药库 来自矿物的,如石膏、朱砂、雄黄等。 雄黄三硫化二砷 ：败毒抗癌、祛痰镇惊、 杀虫疗疮、消炎退肿。
解肌清热，除烦止渴 清热泻火、消肿止痛 丹药：用于心神不宁心悸失眠镇惊安神
三、天然产物研究的发展史
见血封喉,毒箭木
断肠草
夹竹桃
鸩
鹤顶红,三氧化二砷，也就是著 名的砒霜。“鹤顶红”不过是 古时候对砒霜的一个隐晦的说 法而已。砷进入人体后，会和 蛋白质的硫基结合，使蛋白质 变性失去活性。
鹤顶红
§1-3 天然产物化学与药物开发
1.3.1天然产物研究的发展史
1、1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。 苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机 酸类物质。
中药及天然药物化学的研究现状及发展前景
众所周知，从“神农尝百草”至今，中华民族 几千年来之所以能够繁衍昌盛、绵延不断，靠 的就是中医中药。中医中药在临床应用了几千 年，其疗效经过了实践的检验，并成为世界文 化的一朵奇葩。
吗啡的结构改造
含量、毒性
HO
O
N H
CH3
C2H5OOC
HO
N CH3
吗啡（morphine）
度冷丁（dolantin）
19世纪：
1804 法国药学家Derdsone
1806 德国药学家Serturner
鸦片
吗啡碱
1820 P.-J.佩尔蒂埃和J.-B.卡 芳杜首次合成奎宁
金鸡纳树皮 金鸡纳碱
1817 Pelletiere 吐根碱 1842 Weisz 芦丁 1861 Gorup 甘草皂苷 1872 Fraser
K-毒毛旋花子苷 1874 Schmiedeberg
洋地黄毒苷
芸香
阿司匹林—水杨酸
人们对阿司匹林的认识可追溯到古 埃及法老时代。当时，通过浸泡柳 树皮获取了一种物质，并被记载于 公元前1550年汇集的医疗处方之中。 哥伦布发现新大陆之前，美洲人经 常使用金鸡纳树的树皮作镇痛药。 西班牙人来到那里以后发现这种树 的树皮还可以降低病人的体温。
黄酮类
生物碱类 肽
含氮化类合物
核苷 核苷酸类
胆碱 卟啉类
醌类
二次代谢产物归类
苷类
二次代谢 产物
非苷类 （苷元）
+
糖
挥发油
酸性物质
脂肪族 芳香族
生物碱 碱性物质 N 族
甾族
中性物质
脂肪族 萜类 芳香酚类
萜类
油
脂
苯丙素类 黄酮类 醌类 鞣质
植物甾醇 强心苷 皂苷
单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜 三萜 多萜
§1-1天然产物化学的研究内容
1.研究内容： 天然产物的提取、分离、结构、功能
2.天然产物定义： 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源性生理活性化合物。 3.天然产物化学定义：
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。
一次代谢产物
特定条件
生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等
这些物质对植物生命活动不起主要作用，该 过程不是存在所有的绿色植物中，产生的生物碱、 萜类等化合物称为二次代谢产物（secondary metabolites）。
二次代谢产物的生物合成途径
1. 莽草酸（shkimic acid)途径：
芳香族化合物（aromatics)，如酚、氨基酸
香豆素类 木脂素类 木质素类
一次代
谢
一 次 代 谢 及 二 次 代 谢
二次代谢
二次代谢产物的意义
★ 二次代谢过程并非所有植物均发生； ★二次代谢产物对维持植物生命活动不起重要作用； ★二次代谢产物对维持植物性状特征十分重要； ★二次代谢产物结构富于变化，瑰丽多彩； ★二次代谢产物不少具有明显的生理活性； ★二次代谢产物是天然产物化学主要研究对象。
相关概念
植物、动物、矿物、 海洋生物、微生物
中
草
药
药
天
然
中草药
药 物
天然产物
本草：
中 药(chinese traditional medicine)：依据中医 学理论和临床经验应用于医疗保健的药物。包 括中药材和中成药。
草 药(herbal medicine)：指草医用以治病或地 区性口碑相传的民间药，其中也有本草记载的 药物。
天然产物化学
Natural Products Chemistry 刘湘 汪秋安 编著
考察方式
1、总成绩=平时+课程笔试 2、平时占30%；课程笔试占70%。 3、无故旷课三次取消成绩。
Chapter1 绪 论
§1-1天然产物化学的研究内容 §1-2天然产物的生物合成 §1-3天然产物化学与药物开发 §1-4天然产物化学发展动向
二、通过分子生物学途径发现先导化合物
如在组胺的基础上发展的H1受体拮抗剂和H2受体拮抗剂。
三、通过随机机遇发现先导化合物
如青霉素、β受体阻断剂
四、从代谢产物中发现先导化合物
如由偶氮化合物磺胺米柯定发现磺胺类药物，阿司咪唑进一步发现诺阿 司咪唑
五、从临床药物的副作用或者老药新用途中发现
二次代谢：从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来似乎对 生物本身无用的化合物，如萜类、甾体、生物碱、 多酚类等，这些二次代谢产物就是人们熟知的天然 产物。
1．一次代谢：
二氧化碳、水 光合作用
糖和氧气
各种代谢 糖、蛋白质、脂质、核酸
这些是植物生存不可缺少的物质，该过程 存在于所有的绿色植物中，称为一次代谢过 程，产生的物质称为一次代谢产物（primary metabolite）。
20世纪： 青霉素--青霉菌， 1929年，英国弗莱明发现。 人类治疗细菌性感染的第一个武器。 是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。 它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的能力，带 动了抗生素家族的诞生。
6、20世纪50年代自印度萝 芙木中获得降压活性成 分利血平 （发现、确定 结构、合成仅4年）
天然产（药）物化学的发展有两个转折点：
其一是1930年前后，由于微量元素分析法的导 入，试料量降至毫克水平，推进了天然成分的分 析工作。
其二是1960年代前后，各种层析方法的兴起， 使微量天然新成分的分离纯化简便易行。同时红 外光谱、核磁共振、质谱等新技术问世，结构研 究工作趋向微量，快速和准确。新技术的兴起使 研究天然产物化学成分的周期大大缩短。
2、明代李延的《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从 五倍子中得到没食子酸的过程。书中谓“五倍子粗粉，并 矾、曲和匀，如作酒曲样，入瓷器遮不见风，侯生白取 出。”
3、《本草纲目》卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成 矣”的记载。这里的“生白”、“长霜”均为没食子酸生 成之意，是世界上最早制得的有机酸，比舍勒的发明早了 二百年。
美登木 美登木碱
10、20世纪80年代以来，由于分子生物技术的 迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供 了新方法。
1.3.2研究中草药有效成分的目的
研究有效成分的化学结构、物化性质与生物活性 之间的关系，阐明其防病治病原理；
寻找新药物、新药源或开发利用对国民经济有价 值的资源；
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，提高临床疗效。
先导化合物发现的方法和途径
一、从天然产物活性成分中发现先导化合物。
①植物来源，如解痉药阿托品是从茄科植物颠茄、曼陀罗及莨菪等中分离 提取的生物碱。
②微生物来源，如青霉素 ③动物来源，如替普罗肽是从巴西毒蛇的毒液中分离出来的，具有降压作 用。 ④海洋药物来源，如Eleutherobin是从海洋柳珊瑚中得到的，具有抑制细 胞微管蛋白聚合作用。
1.3.3 先导化合物
定义：简称先导物，又称原型物，具有特征结构 和生理活性并可提高结构改造优化其生理活性的 化合物 。
因先导化合物存在着某些缺陷，如活性不够高， 化学结构不稳定，毒性较大，选择性不好，药代 动力学性质不合理等等，需要对先导化合物进行 化学修饰，进一步优化使之发展为理想的药物， 这一过程称为先导化合物的优化。
民族药(national medic Nhomakorabeane)：
中草药(chinese herbal medicine)：
§1-2天然产物的生物合成
1.2.1 一次代谢与二次代谢 1.2.2 二次代谢产物的生物合成途径
天然产物的生物合成
一次代谢与二次代谢
一次代谢：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，生成 生物体生存繁殖所必须的化合物，如糖类、氨基酸、 脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖类、蛋白质、 酯类、DNA、RNA）等的代谢过程，这些化合物称 为一次代谢产物。
1980-89年统计：从天然产物研究中发现新的 化合物已有800多个。
2000-目前：每年研究发现1000多个新的天 然化合物。种类更多，应用范围更广。
治病