最新中南大学天然药物分离与提纯-天然产物化学资料-甾体及其苷类PPT课件
2024年天然药物化学课件(含多场景)
天然药物化学课件(含多场景)天然药物化学课件一、引言天然药物化学是研究天然药物中化学成分的提取、分离、鉴定、结构测定、生物活性及其应用的一门学科。
在我国,天然药物化学的研究已有数千年的历史,其研究成果广泛应用于中医药、民族医药等领域。
随着科学技术的不断发展,天然药物化学在药物研发、疾病治疗等方面发挥着越来越重要的作用。
本课件旨在介绍天然药物化学的基本概念、研究方法、进展及其在医药领域的应用。
二、天然药物化学的基本概念1.天然药物:指来源于植物、动物、微生物等自然界生物体的药物,包括中药材、民族药材等。
2.化学成分:指天然药物中的有效成分和辅助成分,具有生物活性和药理作用。
3.提取:指从天然药物中分离出化学成分的过程,包括溶剂提取、水蒸气蒸馏、超临界流体提取等。
4.分离:指将提取液中的化学成分进行分离纯化的过程,包括柱层析、薄层色谱、高效液相色谱等。
5.鉴定:指确定化学成分的结构和性质的过程,包括质谱、核磁共振、红外光谱等。
6.生物活性:指化学成分在生物体内的药理作用,包括抗炎、抗菌、抗肿瘤等。
三、天然药物化学的研究方法1.提取与分离:根据化学成分的溶解性、极性等性质,选择合适的溶剂和方法进行提取与分离。
2.结构鉴定:通过质谱、核磁共振、红外光谱等方法确定化学成分的结构。
3.生物活性评价:采用体外细胞实验、体内动物实验等方法评价化学成分的生物活性。
4.作用机制研究:通过分子生物学、细胞生物学等技术探讨化学成分的作用机制。
5.药代动力学研究:研究化学成分在生物体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程。
四、天然药物化学的进展1.新型提取与分离技术:超临界流体提取、超声波提取、微波辅助提取等技术在天然药物化学研究中的应用。
2.高效液相色谱-质谱联用技术:提高了化学成分的分离鉴定速度和准确性。
3.系统生物学技术在天然药物化学研究中的应用:基因组学、蛋白质组学、代谢组学等技术在天然药物化学研究中的应用。
4.计算机辅助药物设计:基于化学成分的结构和生物活性,利用计算机技术进行药物设计。
天然药物化学甾体及其苷类(ppt)
三、强心苷 理化性质
2、苷键的水解 (1)酸水解 A. 温和酸水解:用稀酸(0.02-0.05mol/L) 的盐酸 或硫酸在含水醇中经短时间(半小时至数小时)加 热回流,可使Ⅰ型强心苷水解成苷元和糖。
主要水解苷元和α-去氧糖之间的苷键或α-去氧糖与α去氧糖之间的糖键。 而α-去氧糖与葡萄糖之间的糖键不易切断。 对苷元影响较小,不会引起脱水反应。 但不适于16位有甲酰基的洋地黄强心苷类,在此种条 件下,16位甲酰基水解为羟基,得不到原生苷元。
OH
OH
O
R
OCH3
R=H L-夹竹桃糖
OH
OH
O
OCH3
R
R=OH D-毛地黄糖
OH O
OH OR
R=H D-毛地黄毒糖
三、强心苷
3. 强心苷按照连接糖的种类可分为三种类型: Ⅰ型:苷元-(2,6-二去氧糖)X-(葡萄糖)Y Ⅱ型:苷元-(6-去氧糖)X-(葡萄糖)Y Ⅲ型:苷元-(葡萄糖)X Ⅰ型、 Ⅱ型多见, Ⅲ型较少。
1 、命名:
甲型强心苷以强心甾(cardenolide)为母核命名.
如: 毛地黄毒苷元:
O
22
20
O
14
3
5
OH
HO
H
3, 14-二羟基-5-强心甾-20(22)-烯 3, 14-dihydroxy-5-card-20(22)-enolide
三、强心苷
乙型强心苷元则以海葱甾(scillanolide)或蟾酥甾 (bufanolide)为母核
B
8
3
7
5
4
6
(二)分类:根据母核的稠合方式及C17不同侧链 进行分类。
甾类化合物的分类及母核的稠合方式
甾体及其苷类ppt课件
2.强心苷元类型
根据C17位侧链的不饱和内酯环不同分为: 甲型强心苷元:C17位侧链为五元环的不饱和内酯 乙型强心苷元:C17位侧链为六元环的不饱和内酯
这两类大都是β-构型,个别为α-构型,α-型无强心 作用。
⑴强心甾烯(甲型强心苷元)
22 O
α 23
甲型强心苷元C17连接 的是五元不饱和内酯
反 反顺 顺、反 反 顺
甾体皂苷 含氧螺杂环
顺、反 反 反
植物甾醇 8~10个C烃基
顺、反 反 反
蜕皮激素 8~10个C含氧烃基 顺 反 反
胆汁酸 戊酸
顺 反反
三、甾类呈色反应(用这些反应来初步鉴别该类成分)
1.醋酐-浓硫酸(Liebermann-Burchard)反应 样品/冰HAc + 浓硫酸-醋酐(1:20)→黄→红 →紫→蓝→绿→污绿,最后逐渐褪色。 2.三氯醋酸(Rosenheim)反应 样品/氯仿 + 25%三氯醋酸乙醇溶液→红至紫色。 3.三氯化锑(或五氯化锑)反应
NaOH、 KOH碱性太强,不但使所有酰基 水解,还使内酯环开裂,结构发生改变,故 很少使用。
四. 强心苷的提取分离
注意的问题: 1.共存物质:糖类、皂苷、色素、鞣质 2.原生苷水解问题 强心苷含量很低,多与糖类、皂苷、色素、鞣质 等共存,这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中 的溶解度。同时,强心苷的原生苷和次生苷共存, 且很多结构相似的苷同存,故提取较难。 因酸碱可使强心苷发生水解、脱水和异构化, 故提取分离时应注意控制酸碱性。
20 β
12 18
γ 21
O
17
环(△α、β-γ-内酯)称 1 1 9 9 H 1 4 1 5
为强心甾烯(23个 3 C),大多为此类型。
药学医学天然药物化学ppt课件-第八章甾体及其苷类
自身免疫性疾病
用于治疗类风湿性关节炎、系 统性红斑狼疮等自身免疫性疾
病。
肿瘤治疗
作为辅助治疗手段,用于减轻 肿瘤患者的症状和改善生活质
量。
病毒感染
用于治疗丙型肝炎、艾滋病等 病毒感染性疾病。
甾体药物的不良反应与注意事项
01
02
03
04
长期使用可导致骨质疏松、肌 肉萎缩、伤口愈合延迟等副作
萃取法
利用不同溶剂对甾体成分的溶解度不同, 通过多次萃取和反萃取操作实现分离纯化。
分离纯化实例
从薯蓣科植物穿龙薯蓣中提取分离甾体皂苷元的方法
采用溶剂提取、萃取、结晶等方法,成功分离出薯蓣皂苷元等成分。
从药用植物中提取分离螺甾醇的方法
采用溶剂提取、沉淀、结晶等方法,实现螺甾醇的分离纯化,并可应用于生产螺内酯等药物。
甾体的分离纯化技术
结法
利用甾体成分在不同温度和浓度下的结晶 特性,通过降温或蒸发溶剂等方法使甾体
结晶,再进行收集和纯化。
A 沉淀法
通过加入沉淀剂使甾体成分从溶液 中析出,再进行离心、过滤等操作
分离纯化。
B
C
D
色谱分离法
利用色谱柱的吸附或分配作用,使甾体成 分与其他杂质分离,再进行洗脱和收集。
萃取法
溶剂提取法
超声波提取法
利用有机溶剂如乙醇、乙醚等从天然药物 中提取甾体成分。
利用超声波的振动和空化作用,加速甾体 成分的溶解和扩散,提高提取效率。
微波辅助提取法
超临界流体萃取法
利用微波的加热作用,使甾体成分在短时 间内充分溶解,提高提取速率。
利用超临界流体如二氧化碳作为萃取剂, 具有高渗透能力和低化学惰性,适用于提 取复杂基质中的甾体成分。
中南大学天然药物分离与提纯 天然产物化学资料 天然药物提取分离技术 43页PPT文档
• 从药用动植物中提取活性成分则始于19
世纪。第一个被提取的成分是吗啡碱(
一种异喹啉生物),于1805年由法国化
学家F·泽尔蒂纳自鸦片中提取。
C H3 N
HO
O
OH
罂粟
吗啡
结构改造
• 含量、毒性
HO
O
N H
CH3
C2H5OOC
HO
N CH3
吗啡(morphine)
度冷丁(dolantin)
三、天然产物研究的发展史
三、天然产物研究的发展史
• 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。如细胞培养、转基因器官培养和 反义技术等。
四、研究天然产物的一般方 法和程序
• 天然药物有效成分的提取,常见的提取 方法有:溶剂法、水汽蒸馏法、分馏法 、吸附法、沉淀法、盐析法、透析法、 升华法等。
二、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。
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
天然药物提取分离技术天然产物分离纯化天然产物活性成分分离天然产物分离天然产物分离技术天然产物的分离与分析物质的分离与提纯混合物的分离和提纯沼气提纯天然气分离提纯
天然产物化学
主讲 张翼
2019.02
第一章 绪 论
1.天然产物化学的研究内容 2.天然产物的生物合成 3. 天然产物化学的发展史 4. 天然产物化学的发展动向
天然药物化学成分的提取、分离和鉴定2PPT课件
分离依据:共存成分的性质差异 1. 溶解度差异 2. 分配比不同 3. 吸附性差异 4.分子大小差异 5.离解程度不同
.
1
2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离
(1) 分配比K
K= CU / CL
(2) 分离因子β β=KA / KB
(KA KB)
β100 1次萃取,基本分离 Nhomakorabea.
4
(2)逆流分溶法(CCD, countercurrent distribution)
• β<50 • 工作原理:多次、连续的液液萃取 • 逆流分溶仪萃取单元及工作过程 • 优点:避免手工操作 • 缺点:溶剂用量大
机械操作导致破损、漏液 乳化
.
5
.
6
.
7
(3)纸色谱(paper chromatography, PC)
.
9
正相色谱与反相色谱
载体
固定相
流动相
适用范围
正 相 色 谱 硅胶 Si-OH
水
弱极性溶剂
极性大的成分
normal-Phase Chromatography
硅藻土、纤维素 缓冲液 CHCl3,EtOAC,BuOH 等
反 相 色 谱 键合硅胶 Si-OR ( 石 蜡 强极性溶剂
极性小的成分
reverse phase chromatography
• 固定相:纸纤维上吸附的水 • 分离原理:
Rf值与展开剂的种类相关 如果展开剂极性大于水: 极性越大的物质,Rf值越大; 极性越小的物质,Rf值越小。 反之亦然。
.
8
(4)液液分配柱色谱
• 固定相涂覆于硅胶等多孔载体上,装柱; • 流动相通过色谱柱进行洗脱; • 物质在两相溶剂中作逆流移动;
天然药物化提取分离方法ppt课件
缩合鞣质显绿至黑绿色;
d.鞣质与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀.
7、糖
8、氨基酸、蛋白质和酶
9、有机酸
10、无机成分
二、中草药有效成分的提取
目的物为已知成分或已知化学结构类型者; 目的物为未知有效成分或有效部位.
(一)常用提取方法
1.升华法 ① 原理:利用某些具有升华性质的化合物 遇热汽化上升,遇冷后又凝固的性质从药 材中提取该类成分。
天然药物提 取分离方法
提取分离方法
一、天然药物资源中化学成分的主要类型
1、脂类 (1)油脂:甘油脂肪酸酯等; (2)蜡:为脂肪酸和脂肪醇生成的酯类。 (3)甾醇类:β-谷甾醇、α-菠甾醇等 (4)磷脂
2、色素
(1)分为脂溶性色素和水溶性色素两类。
(2)常见脂溶性色素如叶绿素(卟啉类化合物)
和叶黄素、胡萝卜素(四萜)等。 3、萜类 (1)有单萜、多萜之分。 (2)挥发油:主要为单萜和倍半萜类成分。
5、中药材的预处理
如无特殊规定,药材须干燥并适当粉碎,以 利增大与溶剂的接触面积,提高萃取效率。
6、根据操作方法不同将溶剂法分为:
(1)煎煮法:
※ 适用范围:以水为溶剂的体系
(2)浸渍法(浸泡法)
※ 适用范围:一般是以水、醇或稀醇为溶剂
时采用此法,使用其他有机溶剂时也可采用。
③优点:对于具有挥发性,而且化学结构 遇热稳定、不易被破坏的化合物,该方法 特异性高,所得化学成分较纯。
3.溶剂提取法
①原理:利用天然药物的化学成分在特定
溶剂中能够溶解的性质。
②天然药物多数情况下采用溶剂提取法。
(二)溶剂提取法
1、溶剂选择的依据 — “相似者相溶”原则; 2、常用溶剂(按亲水性增加排列如下): 环己烷∼石油醚→苯→乙醚→氯仿→乙酸乙酯 →正丁醇→丙酮→乙醇→甲醇→水。
《甾体及苷类》PPT课件
溶解性:
强心苷的溶解性与所连糖的种类和数目有关,一 般可溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂;难溶于 乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂。
弱亲脂性苷微溶于氯仿-乙醇(2:1),亲脂性苷微 溶于乙酸乙酯、含水氯仿、氯仿-乙醇(3:1)。
化学性质与苷类相同.
精选课件ppt
16
三、强心苷的提取分离
强心苷含量很低,多与糖类、皂苷、色素、鞣质等共 存,这些成分的存在可影响强心苷在溶剂中的溶解度。 同时,强心苷的原生苷和次生苷共存,且很多结构相 似的苷同存,故提取较难。
第八章 甾体及其苷类
§8.1 概述 甾体母核----环戊烷骈多氢菲.
一、基本结构 5元环+菲
在甾体母核上,大都存在 C3羟基,可和糖结合成苷。 根据C17侧链结构的不同, 可将天然甾类分为不同类型。
精选课件ppt
1
分类
C17 侧链
A/B
C21 甾类 羟甲基衍生物 反
B/C C/D 反顺
强心苷类 不饱和内酯环 顺、反 反 反
21
O
26
25 27
5. C5、C6有时具双键;
C12有时具羰基
6. 分子中有三个 *C:*C20、*C22、*C12519
11
18 12
13
20 22
O
17 16
23
24
2
9 10 8
14
15
RO 3
5
7
4
6
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31
二. 化学结构与实例
甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾 (spirostane)的衍生物,依照螺甾烷结构中C25 的构型和环的环合状态,可将其分为四种类型。
甾体皂苷类 含氧螺杂环 顺、反 反 反
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又称D型或iso型(25R、25D、25αF、iso)
二、甾体皂苷 ㈡分类 例如:剑麻皂苷元(sisalagenin),是合成激素的原
料
O O
O
HO
H 剑麻皂苷元 化学名: 3β-羟基5α,20βF,22αF,25βF螺旋甾12-酮 简 称: 3β羟基,5α-螺旋甾12-酮
二、甾体皂苷 ㈡分类 例如:薯蓣皂苷元(diosgenin)制药工业中重要原
二、甾体皂苷 ㈢理化性质
2.表面活性 F环开裂的皂苷多不具溶血作用,且表面活
性降低。
甾体皂苷/水 + 碱式醋酸铅 → 沉淀 或Ba(OH)2等 碱性盐
二、甾体皂苷 ㈢理化性质
3.形成分子复合物
乙醚
甾体皂苷+ 甾醇
乙醚 (甾醇) 分子复合物
EtOH(如胆甾醇) 沉淀 回流提取
皂苷 可用于纯化皂苷和检查是否有皂苷类成分存在 (不溶乙醚)
中南大学天然药物分离与提纯 -天然产物化学资料-甾体及其
苷类
本章内容
一、概 述
二、甾体皂苷 三、强心苷类
一、概述
C21甾(C21-steroides)是含有21个碳的甾体衍生物。 以孕甾烷(pregnane)或其异构体为基本骨架。
21 C H3
键
20 C H2 H
型
C5、C6——多具双 C17——多为α-构
孕甾烷
构型
少为β-
C20——可有>C=O、
本章内容
一、概 述
二、甾体皂苷
三、强心苷类ຫໍສະໝຸດ 二、甾体皂苷(一)概述
(二)甾体皂苷化学结构类型 (三)甾体皂苷的理化性质 (四)甾体皂苷的波谱特征 (五)甾体皂苷的提取与分离
二、甾体皂苷
㈠概述 甾体皂苷是一类由螺甾烷(spirostane)类
化合物衍生的寡糖苷。 分布——单子叶植物和双子叶植物均有分布 生理活性——六七十年代,用于合成甾体避
O
25
20
22
F 26
—反式H
E 17
O
13
H
10 H
H
型
螺旋甾烷
①27个碳 ②B/C、C/D环—
③C17侧链——β构
④C22是E与F环共享的
二、甾体皂苷 ㈡分类
依螺甾烷结构中C25的构型和环的环合状态,
将其分为四种类型:
O
25
1.螺甾烷醇类(spirostanols) E
F
O
2.异螺甾烷醇类(isospirostanols)
C25 R
25
27
10
10
HO
HO
螺甾烷醇
异螺甾烷醇
差向异构体
二、甾体皂苷 ㈡分类
C25位甲基二种差向异构体:
O
25
F
E
O
C25位上甲基位于F环平面上的竖键时
——为β定向,绝对构型为S型——螺甾烷醇
又称L型或neo型(25S、25L、25βF、neo)
C25位上甲基位于F环平面下的横键时 ——α定向,绝对构型为R型——异螺甾烷醇
料
O
O
HO
薯蓣皂苷元
化学名: △5-20βF,22αF,25αF螺旋甾烯-3β-醇 简 称: △5-异螺旋甾烯-3-β-醇
二、甾体皂苷 ㈡分类 3.呋甾烷醇类(furostanols)
由F环裂环而衍生的皂苷——称为呋甾烷醇皂
苷(furostanol saponins)。
glc OH
O
glc 46 Rha glc O
2 glc
O
β-葡萄糖苷酶 菝葜皂苷
失C26位葡萄糖
H
原菝葜皂苷
二、甾体皂苷 ㈡分类
3.呋甾烷醇类(furostanols)
glc OH
O
Rha 4 glc O
Rha 2
O
苦杏仁酶酶解 薯蓣皂苷
失C26位葡萄糖 原薯蓣皂苷
F环开环的双糖链皂苷,植物根茎经长时间的贮存, 其主要的皂苷是薯蓣皂苷,而不再是原薯蓣皂苷。
3.呋甾烷醇类(furostanols)
4.变形螺甾烷醇类(pseudo-spirostanols)
二、甾体皂苷 ㈡分类
1.螺甾烷醇类(spirostanols)
2.异螺甾烷醇类(isospirostanols)
C25 S
27
易转化
O
26
20
22
F
E 17
O
13
25
O 26
20
22
F
E 17
O
13
①没有溶血作用 ②不能与胆甾醇形成复合物 ③没有抗菌活性 螺旋甾烷衍生的单糖链皂苷,则具有明显抗菌作用。 如:原菝葜皂苷——无溶血作用、不能与胆甾醇形成
复合物、无抗菌活性
二、甾体皂苷 ㈡分类 4.变形螺甾烷醇类(pseudo-spirostanols)
F环为五元四氢呋喃环。天然产物中尚不多见。
O
O
二、甾体皂苷 ㈡分类 3.呋甾烷醇类(furostanols) F环裂解的双糖链皂苷产生的显色反应:
E试剂——盐酸二甲氨基苯甲醛试剂 A试剂——茴香醛(Anisaldehyde)试剂
黄色 E试剂 F环裂解的双糖链皂苷 A试剂 黄色
不显色
E试剂 F环闭环的单糖链皂苷
和螺旋甾烷衍生皂苷元
A试剂
黄色
二、甾体皂苷 ㈡分类 3.呋甾烷醇类(furostanols) F环裂解的双糖链皂苷不具有某些皂苷的通性:
心脑舒通为蒺藜[Tribulus terres tres]果实 中提取的总皂苷制剂,临床用于心脑血管病的防 治。
二、甾体皂苷
(一)概述
(二)甾体皂苷化学结构类型
(三)甾体皂苷的理化性质 (四)甾体皂苷的波谱特征 (五)甾体皂苷的提取与分离
二、甾体皂苷 ㈡分类 甾体皂苷的皂苷元基本骨架属螺甾烷的衍生物。
CH2OH
HO
纽替皂苷元
二、甾体皂苷
(一)概述 (二)甾体皂苷化学结构类型
(三)甾体皂苷的理化性质
(四)甾体皂苷的波谱特征 (五)甾体皂苷的提取与分离
二、甾体皂苷 ㈢理化性质 理化性质与三萜类化合物类同,如: 有较好结晶; 苷元易溶极性小的有机溶剂(石油醚、氯仿等) 不溶水
1.熔点 单羟基<208℃,三羟基>242℃ 多数双羟基或单羟酮类介于二者之间。
反应条件:甾醇需有C3-β-OH 三萜皂苷与甾醇形成的分子复合物不及甾体皂苷稳定
二、甾体皂苷 ㈢理化性质
4.显色反应 在无水条件下,遇某些酸可产生与三萜皂苷
相类似的显色反应。 ①L-B(醋酐-浓硫酸)反应:
甾体皂苷→颜色变化中出现绿色 三萜皂苷→产生红色(无绿色) ②三氯醋酸反应:甾体皂苷→加热至60℃→显色
孕药和激素类药物的原料。九十年代发现了新的 生物活性,特别是防治心脑血管疾病、抗肿瘤、 降血糖和免疫调节等作用。
二、甾体皂苷
例如: 地奥心血康胶囊是由黄山药植物中提取的
甾体皂苷制成的,内含8种甾体皂苷(含量在 90%以上),对冠心病心绞痛发作疗效显著。
薤白皂苷经体外试验显示具有较强的抑制 ADP诱导的人血小板聚集作用。