上半年天然产物化学复习题

上半年天然产物化学复

习题

Revised as of 23 November 2020

《天然产物化学》复习题

单选20题，每题2分，共40分

判断10题，每题1分，共10分

简答4题，每题5分，共20分

论述2题，每题15分，共30分

第一章、绪论

1、天然产物包括的范围：植物、动物、微生物和矿物，动物是天然产物主要的来源

2、生理活性成分：即经过不同程度的药效试验或生物活性试验，包括体外及体内实

验，证明对机体具有一定生理活性的成分。生理活性成分并不一定是真正代表天然药物临床疗效的有效成分

3、天然产物化学的研究内容：生物体中化学成分的提取、分离纯化、理化性质、结

构鉴定、生源途径、功能及生物活性、结构修饰优化、全合成、构效关系等

4、天然产物化学的研究意义：

1) 有助于人类从分子层面全面了解和认识天然产物，从而通过人工培养或人工合成的

方式定向获得大批量的目标产物并造福人类

2) 这些目标产物可能是药物，用于帮助人类与疾病作斗争，保障人类的健康，提高人

类的生存质量

第二章、天然产物有效成分的提纯分离与结构鉴定

1、天然有效成分的提取方法主要有：溶剂法、水蒸气蒸馏法和升华法

2、溶剂提取法及其原理：

1）溶剂提取法是根据天然产物中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法

2）根据“相似相溶”原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来

3、常用溶剂的特点：

环己烷、石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、正丁醇、丙酮、乙醇和甲醇

1）极性（亲水性）最小，亲脂性最大的是：环己烷

2）极性（亲水性）最大，亲脂性最小的是：甲醇

3）比水重的有机溶剂：氯仿

4）常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：正丁醇

5）溶解范围最广的有机溶剂：乙醇

6）介电常数最小的有机溶剂：石油醚

7）能与水分层的极性最大的有机溶剂：正丁醇

4、水蒸气蒸馏法：适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的天然产物成分的提取。此类

成分的沸点多在100℃以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时存一定的蒸

气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出

5、升华法：固体物质受热直接气化，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。天然

产物中有一些成分具有升华的性质，故可利用升华法直接自天然产物中提取出来1）例如樟木中升华的樟脑（camphor），在《本草纲目》中已有详细的记载，为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述

2）茶叶中的咖啡碱在178℃以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分，一些香豆素类，有机酸类成分，有些也具有升华的性质

6、天然产物有效成分分离的主要依据与精制方法：

1）根据物质溶解度差别进行分离，如结晶、溶剂沉淀、沉淀剂沉淀、盐析沉淀等2）根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进行分离，如液-液萃取、超临界流体萃取等

3）根据物质的吸附性差别进行分离，如物理吸附、化学吸附、半化学吸附等

4）根据物质分子大小差别进行分离，如凝胶过滤法、膜过滤法、透析法等

5）根据物质解离度不同进行分离，如离子交换法等

6）根据物质的沸点进行分离，如分馏法等

第三章、生物碱

1、生物碱的定义：

1）指天然产的一类含氮的有机化合物

2）多数具有碱性且能和酸结合生成盐

3）大部分为杂环化合物且氮原子在杂环内

4）多数有较强的生理活性

2、天然产物中生物碱的生理活性：

1）鸦片中的吗啡——镇痛作用

2）麻黄中的麻黄碱——止喘作用

3）长春花中的长春碱——抗癌活性

4）黄连中的小檗碱——抗菌消炎作用

3、几种常见的生物碱分子结构与生理活性：

4、酸水提取法：冷提法（渗漉法、冷浸法）：

5、长春花中提取长春碱的过程示意图：

6、生物碱结构鉴定的方法：

1）色谱法：薄层色谱法、纸色谱法

2）谱学法：紫外光谱、红外光谱、质谱、核磁共振谱

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。

第四章、糖和苷

1、糖类的化学结构：多羟基内半缩醛(酮)及其缩聚物。根据其分子水解反应的情况，

可以分为单糖（如葡萄糖）、低聚糖（蔗糖，麦芽糖）和多糖（淀粉，纤维素）

2、苷：糖与非糖组成的化合物

3、单糖在水溶液中形成半缩醛环状结构，即成呋喃糖和吡喃糖。

具有六元环结构的糖——吡喃糖（pyranose）

具有五元环结构的糖——呋喃糖（furanose）

4、糖处游离状态时用Fischer式表示（下左），苷化后成环用Haworth式表示（下右）

5、糖和苷的提取：主要为溶剂法——水、稀醇（单糖、低聚糖、多糖），糖类的提

取可根据它们对乙醇和水的溶解度不同，而采用冷热水、冷热稀醇等条件。苷类分子的极性随着糖基的增多而增大。可根据其极性大小，来选择相适应的溶剂6、糖的提取分离实例：地黄根中单糖和低聚糖的分离，取鲜根→热EtOH、H2O提→

阴阳离子交换树脂（除酸碱成分）得中性成分：活性炭柱（15%HOAc处理）以H2O、稀EtOH（5、10、15、25% 顺次洗脱），经PC检定，合并：

D-葡萄糖 D-半乳糖 D-果糖蔗糖棉子糖甘露三糖水苏糖(四糖) 毛蕊糖(五糖)。

7、几种常见的苷结构：（左）氧苷；（中）氮苷；（右）硫苷

第五章、醌类化合物

1、醌类化合物的定义与分布：

1）定义：指醌类或容易转变为具有醌类性质的化合物，以及在生物合成方面与醌类有密切联系的化合物。分布——由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后（-OH、-OMe等）多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中

2）分布：由于醌类具有不饱和酮结构，当其分子中连接助色团后（-OH、-OMe等）多有颜色，故常作为动植物、微生物的色素而存在于自然界中

2、醌类化合物的结构类型按苯单元的数量增多，可分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四

大类，其中蒽醌类又可分为：蒽醌衍生物、蒽酚衍生物和二蒽酮类衍生物

3、醌类化合物的理化性质：

1）多为有色晶体，助色团越多，颜色越深，无苯酚基团的近乎无色

2）存在状态，苯醌、萘醌多以游离状态存在；蒽醌类则往往结合成苷而存在于植物中

3）游离醌不溶余冷水，溶于甲醇、乙醇、乙醚和氯仿；而成苷的蒽醌类溶于热水、甲醇和乙醇，不溶于乙醚和氯仿

4、几种常见的醌类化合物结构：

5、检查中药中蒽醌类成分：

6、蒽醌苷类与游离蒽醌衍生物的分离：

5、萘醌类的紫外吸收特征：引入助色团（如-OH，-OMe）使相应吸收峰——红移；醌环上引入助色团影响257nm红移（不影响苯环引起的吸收）；苯环上引入-OH影响335nm红移到427nm

第六章、苯丙素类

1、苯丙酸的基本结构：酚羟基取代的芳香羧酸，多具有C6-C3结构的苯丙酸类，如

2、香豆素的母核为：苯骈α-吡喃酮，环上常有取代基。香豆素的结构类型主要有：

简单香豆素类（如7-羟基香豆素），呋喃香豆素类（线型和角型），吡喃香豆素类（线型和角型），和其他香豆素类。

3、香豆素的性状：游离状态多为结晶形固体，具有香气，升华性质；分子量小的有

挥发性，在紫外光照射下，显蓝色荧光；而成苷后大多无香味、无挥发性、不能升华。