天然藥物化學(xué)總論概要

1、第一章 總 論,,,抗腫瘤藥物,,抗菌藥物,,天然藥物化學(xué)選用人民衛(wèi)生出版社，吳立軍主編，第六版教材45學(xué)時考試課包括十一章內(nèi)容，其中第十一章自學(xué)考核方式：平時成績40%+60%卷面成績平時成績：出勤+文獻(xiàn)匯報50%+作業(yè)50%,第一章 總 論,1.掌握：天然藥物常用的提取方法和分離方法；各類吸附劑的特點(diǎn)及分離化合物的基本原理及其影響因素；1H-NMR、13C-NMR譜特征及其解析方法。2.熟悉：天然藥物化學(xué)研究范圍

2、和課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)；各類化合物的生物合成途徑。3.了解：常見二維核磁共振譜的分類及應(yīng)用；ORD譜的應(yīng)用范圍和八區(qū)律的使用方法；天然藥物化學(xué)的發(fā)展簡史及其最新研究進(jìn)展。,2024年3月28日4時50分,6,第一章 總 論,第一節(jié) 緒論第二節(jié) 生物合成第三節(jié) 提取分離的方法第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究的方法,2024年3月28日4時50分,7,第一節(jié) 緒 論,天然藥物化學(xué)是藥物化學(xué)的一個分支學(xué)科。它主要用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)方法研究天然藥物中化

3、學(xué)成分的一門學(xué)科；具體內(nèi)容包括主要類型的天然藥物的化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離方法、結(jié)構(gòu)測定等。 天然藥物來源: 植物（為主）、動物、礦物、微生物等天然藥物中的活性成分是其藥效的物資基礎(chǔ)。,一、定義,2024年3月28日4時50分,8,第一節(jié) 緒 論,第一節(jié) 緒 論,曲克蘆?。?'，4'7-三[0-(2-羥乙基)-5羥基黃酮-3]-蕓香苷,,,第一節(jié) 緒 論,2024年3月28日4時50分,

4、11,1769年，舍勒 酒石 鈣鹽 酒石酸 苯甲酸（1775）、乳酸（1780）、 蘋果酸（1785）、沒食子酸（1786）1575年，《醫(yī)學(xué)入門》記載，用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。,,,第一節(jié) 緒 論,二、天然藥物化學(xué)的簡要發(fā)展歷程,2024年3月28日4時50分,12,天然藥物化學(xué)的發(fā)展離不開現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,1804年-1806年發(fā)現(xiàn)嗎啡，1925年提出正確結(jié)構(gòu)，1952

5、年人工合成，耗時150年,第一節(jié) 緒 論,2024年3月28日4時50分,13,近30多年的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，特別是將波譜解析方法（NMR、MS、IR、UV）用于推導(dǎo)化合物的結(jié)構(gòu)，甚至用X－晶體衍射來確定化合物結(jié)構(gòu)的發(fā)展，以及分離手段的進(jìn)步，天然藥化的發(fā)展速度大為加快，發(fā)現(xiàn)的新化合物數(shù)目大為增加，微量成分、水溶性成分的分離、提純；穩(wěn)定性差的活性物資的分離等也不再是難題了。 天然藥物化學(xué)本身也已不再是原先的分離提取、結(jié)

6、構(gòu)鑒定，而是逐步發(fā)展成生測指導(dǎo)下的分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定，及半合成修飾和全合成緊密結(jié)合的一門學(xué)科。,,第一節(jié) 緒 論,2024年3月28日4時50分,14,第三章 提取分離方法,1)提取前文獻(xiàn)查閱綜述和藥材生藥鑒定2)提取方法 粉碎成粗粉 ①有機(jī)溶劑法和水提法 原理：根據(jù)“相似相溶”原理，選擇適當(dāng)溶劑 根據(jù)溶劑法分類： a.浸漬法（常溫或低溫） b.滲漉法

7、 c.煎煮法 d.回流提取法 e.連續(xù)回流提取法 f.超臨界流體萃取技術(shù) g.超聲波提取技術(shù),,,,2024年3月28日4時50分,15,第三章 提取分離方法,索氏提取器,,2024年3月28日4時50分,16,第三章 提取分離方法,超臨界流體萃取技術(shù)　 原理：超臨界流體對脂肪酸、植物堿、醚類、酮類、甘油酯等具有特殊溶解作用，利用 壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進(jìn)行的。在超臨界

8、狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點(diǎn)高低和分子量大小的成分依次萃取出來。 超臨界流體是指當(dāng)一種物質(zhì)處于臨界溫度和臨界壓力以上的狀態(tài)下，形成既非液體又非氣體的單一狀態(tài)，稱為“SF”。此時其流體密度近似液體、黏度近似氣體，其擴(kuò)散力比液體大增，介電常數(shù)也隨壓力增加而增加。其浸透性優(yōu)于液體，因而比液體有更佳的溶解力，有利于溶質(zhì)的萃取，特別是性質(zhì)不穩(wěn)定、易熱分解的物質(zhì)的提取。,2024年3月28日4時

9、50分,17,第三章 提取分離方法,常見的SF：有二氧化碳、一氧化亞氮、六氟化硫、乙烷、庚烷、氨、二氯二氟甲烷等。其中最常用的為二氧化碳。 二氧化碳的特點(diǎn)：臨界溫度接近室溫（Tc=31.3℃），臨界壓力也較低（Pc=7.37Mpa），無色、無毒、無味，不易燃，化學(xué)惰性，廉價，易制成高純度氣體。故在SFE中最常用。 二氧化碳-超臨界流體的溶解能力規(guī)律： 在超臨界狀態(tài)下，CO2對不同溶質(zhì)的

10、溶解能力差別很大。其取決于溶質(zhì)的極性、沸點(diǎn)、分子量。 (1)對親脂性、低沸點(diǎn)成分溶解能力強(qiáng)，如揮發(fā)油、烴類、醚類、酯類等。 (2)成分極性基團(tuán)（如OH、COOH）越多，越難提取。如糖類、氨基酸的萃取壓力要4×104Pa以上。 (3)成分分子量越大，越難提取。,,2024年3月28日4時50分,18,第三章 提取分離方法,②水蒸氣蒸餾法 ③升華法3)分離純化法 ①

11、根據(jù)物質(zhì)溶解度的不同進(jìn)行分離 a.溫度不同,溶解度不同（結(jié)晶、重結(jié)晶） b.改變?nèi)芤旱臉O性去雜 c.酸堿法（生物堿酸提堿沉淀，黃酮堿提酸沉淀） d.沉淀法,2024年3月28日4時50分,19,第三章 提取分離方法,②根據(jù)物質(zhì)分配比不同極性分離 a.液-液萃取法 原理：利用混合物中各單體組分在兩相溶劑中的分配系數(shù)（K）不同而達(dá)到分離的方法。 溶劑分配法的

12、兩相往往是互相飽和的水相與有機(jī)相?；旌衔镏懈鞒煞衷趦上嘀蟹峙湎禂?shù)相差越大，則分離效果越高。 方法： 1）簡單萃取法：儀器，實驗室用分液漏斗或下口瓶。一般在水和親脂性有機(jī)溶劑中進(jìn)行，根據(jù)情況，也可用酸水或堿水。天然藥物中成分比較復(fù)雜，一般一次萃取分離不出來純品，需要再配合其他方法。 由于成分的復(fù)雜性及相互作用，萃取中易發(fā)生乳化。破壞乳化的方法有：（1）加熱敷；（2）將乳化層抽濾；（3）長時間放置（24小

13、時以上）。,2024年3月28日4時50分,20,第三章 提取分離方法,2）pH度萃取法：是分離酸性或堿性成分的常用方法。以pH成梯度的酸水溶液依次萃取以親脂性有機(jī)溶劑溶解的堿性成梯度的混合生物堿，或者以 pH成梯度的堿水溶液依次萃取以親脂性有機(jī)溶劑溶解的酸性成梯度的混合酚、酸類成分，使后者分離的方法。 3） 連續(xù)萃取法：采用連續(xù)萃取器萃取。利用兩溶液比重不同自然分層和 分散相液滴穿過連續(xù)相溶劑時發(fā)生傳質(zhì)。此法可克服用分液漏

14、斗多次萃取 操作的麻煩。 4）液滴逆流分配法（DCCC法）：是利用流動相形成液滴，通過作為固定 相的液柱而達(dá)到分離純化的目的。,2024年3月28日4時50分,21,第三章 提取分離方法,b.反流分布法 c.液滴逆流色譜法 d.高速逆流色譜法 e.GC法 f.LC法:LC分配層析載體主要有---硅膠,硅藻土,纖維素等;有正反相之分;壓力有低、中、高之分;載量有分析、制備之分。,2024年3月28日4時5

15、0分,22,第三章 提取分離方法,③根據(jù)物質(zhì)吸附性不同極性分離 a.吸附柱色譜 ※極性吸附劑（如SiO2,Al2O3...)極性強(qiáng)，吸附力大 ※非極性吸附劑 (如活性炭 －對非極性化合物的吸附力強(qiáng)(洗脫時洗脫力隨洗脫劑的極性降低而增大)。 化合物的極性大小依化合物的官能團(tuán)的極性大小而定; 溶劑的極性大小可按其介電常數(shù)(?)大小排列（ 極性漸大 > ） : 己烷 苯

16、 無水乙醚 CHCl3 AcOEt 乙 甲醇 水? 1.88 2.29 4.47 5.20 6.11 26.0 31.2 81.0,2024年3月28日4時50分,23,第三章 提取分離方法,b.氫鍵力吸附聚酰胺吸附層析--洗脫劑的洗脫力由小到大為: 水 >

17、甲醇 > 丙酮 > NaOH液 > 甲酰胺 > 尿素水液④根據(jù)物質(zhì)分子的大小進(jìn)行分離如葡萄糖凝膠(Sephadex G and LH-20...）⑤根據(jù)物質(zhì)解離程度不同的分離法離子交換法：強(qiáng)酸： -SO3H強(qiáng)堿： -N+(CH3)3Cl-弱酸： -CO2H弱堿： -NH2(NH,N),,2024年3月28日4時50分,24,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,化合物的純度測定結(jié)構(gòu)研究的主要程序

18、結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法,2024年3月28日4時50分,25,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,化合物的純度測定 方法：檢查有無均勻一致的晶形，有無明確、敏銳的熔點(diǎn)（熔距一般為1~2℃）及色譜法。其中色譜法包括：TLC、PC、GC、HPLC。,2024年3月28日4時50分,26,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,結(jié)構(gòu)研究的主要程序 1.初步推斷化合物類型 2.測定分子式，計算不飽和度。 3.確定分子式中含有的官能團(tuán)，或

19、結(jié)構(gòu)片段，或基本骨架。 4.推斷并確定分子的平面結(jié)構(gòu) 5.推斷并確定分子的主體結(jié)構(gòu)（構(gòu)型、構(gòu)象）,2024年3月28日4時50分,27,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,結(jié)構(gòu)研究中采用的主要方法1.確定分子式，計算不飽和度a.元素定量分析配合分子量測定 元素定性分析，如鈉融法，分析化合物中含有幾種元素。 元素定量分析—確定各元素百分含量，根據(jù)倍比定律確定分子中的原子比 分子量測定：冰點(diǎn)下降法、沸點(diǎn)上升法、粘度

20、法、凝膠濾過法及質(zhì)譜法。,2024年3月28日4時50分,28,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,b.同位素豐度比法c.高分辨質(zhì)譜（HR-MS）法 HR-MS還可以給出化合物的精確分子量。 從氫核磁共振波譜和碳核磁共振波譜中可直接獲得碳?xì)涞膫€數(shù)，再結(jié)合質(zhì)譜給出的分子量的信息，就可以得到氧的個數(shù)，用這種方法也能確定化合物的分子式。d.不飽和度,2024年3月28日4時50分,29,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,2.質(zhì)譜法作用：質(zhì)譜常用于

21、確定分子量，并可求算分子式和提供其它結(jié)構(gòu)信息。特點(diǎn)： a.適宜測定極性偏小和中等極性的化合物； b.常規(guī)質(zhì)譜儀價格比較便宜，一些特殊質(zhì)譜儀很昂貴； c.樣品用量少（只需5～10 μg）,質(zhì)譜儀,2024年3月28日4時50分,30,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,3.紅外光譜測定范圍： 利用分子中價鍵的伸縮及彎曲振動在4000~625cm-1紅外區(qū)域引起的吸收，而測得的吸收圖譜。其中1600cm-1以上為化合物

22、的特征基團(tuán)區(qū)，1000-500cm-1為指紋區(qū)。作用：可用于鑒別羥基、氨基、雙鍵、芳環(huán)等特征官能團(tuán)以及芳環(huán)取代類型。優(yōu)點(diǎn)：? 任何氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)樣品均可測定；? 每種化合物都有紅外吸收；? 常規(guī)紅外光譜儀價格低廉；? 樣品用量少（只需5-10 μg）,傅立葉變換紅外光譜儀,2024年3月28日4時50分,31,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,4.紫外-可見吸收光譜測定范圍：200~700nm范圍內(nèi)作用：? 提供基本骨架信息

23、;? 樣品中雜質(zhì)的測定? 定量分析特點(diǎn)：? 液態(tài)樣品才能測定；? 常規(guī)紫外光譜儀價格低廉；? 樣品用量少（只需5-10 μg）,紫外光譜儀,2024年3月28日4時50分,32,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,生色團(tuán) 產(chǎn)生紫外吸收的不飽和基團(tuán)，如C=C, C=O, O=N=O等；助色團(tuán)：其本身是飽和基團(tuán)（常含有雜原子），它連到生色團(tuán)上時，能使后者吸收波長變長或吸收強(qiáng)度增加，如-OH, -NH2, -Cl等；深色位移：由

24、于基團(tuán)取代或溶劑效應(yīng)，最大吸收波長變長，也叫紅移（red shift）；淺色位移：由于基團(tuán)取代或溶劑效應(yīng)，最大吸收波長變短，也叫藍(lán)移（blue shift）；,2024年3月28日4時50分,33,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,5.核磁共振波譜（NMR） 核磁共振波譜是化合物分子在磁場中受到另一射頻磁場的照射，當(dāng)照射場的頻率等于原子核在外磁場的回旋頻率時，有磁距的原子核就會吸收一定的能量產(chǎn)生能級的躍遷，即發(fā)生核磁共振，以吸收峰的頻率

25、對吸收強(qiáng)度作圖所得到的圖譜。,核磁共振儀,2024年3月28日4時50分,34,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,1945年，F(xiàn). Bloch和E. M. Purcell 幾乎同時發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，獲得1952年諾貝爾物理獎。 核磁共振： 天然藥物化學(xué)成分以有機(jī)物為主，分子結(jié)構(gòu)中必然有C、H原子，它們的結(jié)合類型、化學(xué)環(huán)境不同，均可用NMR測定，是天然化合物結(jié)構(gòu)測定的重要手段。,碳核磁共振（13C-NMR)譜,氫核磁共振（1H-NMR)

26、譜,,2024年3月28日4時50分,35,第四章 結(jié)構(gòu)研究的方法,氫核磁共振（1H-NMR)譜：? 化學(xué)位移范圍：在0～20 ppm? 三大要素：化學(xué)位移(ppm)、偶合常數(shù)(J)及峰面積。? 靈敏度高，樣品用量少（1～5 mg），測試時間短碳核磁共振（13C-NMR)譜：? 化學(xué)位移范圍：在0～250 ppm? 要素：化學(xué)位移(ppm)?靈敏度較低，樣品用量較多（5～20 mg），測試時間長,2024/3/28,四川