天然产物波谱解析-天然药物学系
天然药物化学课程简介
天然药物化学课程简介本课程是运用现代科学理论与技术研究天然产物中生物活性物质的一门学科。
课程重点讲授天然产物中具有生物活性物质的化学结构、理化性质、提取分离、结构鉴定、生理活性、天然药物开发等方面的基本原理和实验技能，培养学生具有从事天然药物方面的研究、开发和生产的能力。
课程教学内容包括天然药物化学学科介绍，即发展状况、研究对象和任务、研究方法及与其它学科的相关性，天然药物化学成分的主要类型以及它们的生源途径、类别划分状况、物理化学性质、鉴别、提取分离和波谱学特征等。
重点内容为生物碱、糖和苷、黄酮类化合物、萜类化合物等。
为了使传统的中药与国际上的天然药物接轨，加强中药现代化建设已经成为目前药学领域发展的重点，而加强天然药物化学的课程建设，也成为培养新型的药学人才的重要环节。
自我院药学专业成立以来，天然药物化学一直是本学科的主干专业课之一。
在历届院领导的支持下，经过几代人的努力和建设，已经形成了具有特色的课程体系，随着学科的不断完善和发展，教师队伍得到了稳定和发展，教学和科研水平得到显著提高。
目前课程面向药学、中药、制剂、制药工程、药品营销五个专业本、专科生开设，新教学计划中药学专业本科生学时为 112 学时。
理论授课52学时，实验课60学时。
授课对象包括：上述专业本科、专科、中专、高职、高等自学考试各专业学生等。
课程教学中，针对教学特点和不同专业层次人才培养的要求，大胆进行教学内容、教学方法和教学手段的改革。
为适应天然药物化学学科的发展，满足国内对药学人才的需求，及时调整教学内容，建立了新的天然药物化学课程群。
增加了与之相适时的选修课程《色谱的应用》、《波谱解析》、《天然药物化学与营养保健》等选修课，不断地完善、充实了天然药物化学的教学内容。
早期教学中，采用王宪楷主编的《天然药物化学》第一版教材，理论教学采用教师讲授结合板书、挂图的方法；随着学科的迅猛发展及教学条件的改善，采用姚新生主编的《天然药物化学》第二版教材，制作了大量的黑白和彩色投影片，理论教学中基本采用投影片、幻灯、板书及课堂讲授相结合的教学方式。
天然药物化学的结构解析-研究生
皂苷的结构解析一般包括确定苷元的结构、糖链的序列和连接方式等。通过核磁共振、质谱等技术可 以对皂苷进行结构解析，进而研究其生物活性及作用机制。
生物碱类化合物的结构解析
总结词
生物碱是一类具有复杂结构的含氮天然 产物，通常具有强烈的生物活性。其结 构解析对于新药研发和药物改造具有重 要意义。
VS
天然药物化学成分往往具有复杂的结构，需要采用多种手段进行解析，如光谱法、质谱法 、X射线单晶衍射等。解决方法是综合运用多种技术手段，结合计算机模拟和理论计算， 提高解析的准确性和可靠性。
微量成分的检测和鉴定
天然药物中往往含有微量成分，其含量较低，给检测和鉴定带来很大困难。解决方法是采 用高灵敏度的检测技术和分离纯化技术，如高效液相色谱、超临界流体色谱等，以提高微 量成分的检测和鉴定准确性。
详细描述
生物碱的结构特征通常包括芳香环、杂环 和含氮基团等。通过光谱分析、化学降解 和色谱分离等技术，可以确定生物碱的化 学结构，进一步研究其生物活性及作用机 制。同时，生物碱的结构解析也是新药发 现和药物改造的重要基础。
05 天然药物化学结构解析的 挑战与前景
结构解析的难点与解决方法
复杂分子结构的确定
详细描述
在天然药物化学中，核磁共振技术主要用于确定化合物的三维结构，揭示分子 内部的相互作用和动态变化，有助于理解化合物的生物活性和药理作用。
质谱技术
总结词
质谱技术是通过测量离子质量与电荷比值来确定分子结构的分析方法。
详细描述
在天然药物化学中，质谱技术主要用于化合物的分子量测定、元素组成分析、官 能团鉴定和结构推断等。
天然药物化学的结构解析-研究生
contents
目录
• 引言 • 天然药物化学概述 • 天然药物化学的结构解析方法 • 天然药物化学结构解析实例 • 天然药物化学结构解析的挑战与前景
天然药物化学课程的NMR解析
天然药物化学课程的NMR解析以乌头属植物玉龙乌龙中分离得到的一个新的苯甲酰胺衍生物stapfianine B的核磁共振波谱（NMR）数据解析为例，讲授本科药学专业天然药物化学的结构研究章节。
Stapfianine B结构中包含苯环、酰胺、酯键和酚羟基等常见基团，非常适合作为结构研究的授课内容。
标签：天然药物化学；核磁共振波谱；stapfianine B；结构解析Abstract：This paper describes the teaching of pharmaceutical undergraduates curriculum “medicinal chemistry of natural products” according to the nuclear magnetic resonance （NMR）analysis of stapfianine B，a new benzamide derivative isolated from Aconitum stapfianum. Stapfianine B possesses benzene，amide，ester and phenolic hydroxyl groups，and its NMR data are very suitable for NMR teaching.Keywords：Medicinal Chemistry of Natural Products；NMR；Stapfianine B；Structural Identification and Characterization1 引言天然藥物化学是高等医药院校药学及相关专业必修课程，主要讲授天然药物化学成分的理化性质、提取分离及结构鉴定，其中结构鉴定是课程的重要内容。
目前，波谱学是天然产物结构鉴定的主要方法，尤其核磁共振波谱法（NMR）提供的结构信息丰富，谱图可解析性高，已成为天然产物结构鉴定的主要方法。
天然药物化学的波谱分析会考四种谱的
天然药物化学的波谱分析会考四种谱的,黄酮的紫外与核磁共振氢谱;甾体与三萜的核磁共振碳谱;这两种就是容易出大题的。
红外会考醌类(选择),两种甾烷(鉴别);综合的会在鉴别题的三萜鉴别里有,这就考察能力了。
糖在甾体与三萜里会附加考察,再非主流只有大牛能过考试了。
下面分别来说下做题技巧三萜皂苷与甾体皂苷考察核磁共振碳谱第一步:瞧下备选结构就是甾体皂苷还就是三萜皂苷,记下大概其的碳位第二步:标记出碳谱数据中,苷元的所有60~80;109~160;170~220的部分,糖中苷化位移3~9的,或者化学位移95~96的。
第三步:根据数据来跟备选结构比对:连续出现两个碳位109~160,双键;出现170~220的碳位,酮或者羧基;出现60~80的碳位,醇羟基。
之后选择出来正确的结构,写出原因。
第四步:甾体皂苷就是3位羟基成苷,所以要关注下3位碳的苷化位移就是否就是+8~+10,甾体皂苷一般连有两个糖,所以还要关注下糖与糖的连接位置,糖连接处的碳苷化位移就是+3~+8(出现9的也可以),大家可以瞧下Gal半乳糖,一般在那里;三萜皂苷就是28位碳的羧基成苷,所以要关注下28位碳的苷化位移就是否就是-2~-8;三萜皂苷只有一个糖,糖的一位碳的化学位移就是95~96。
第五步:确定糖的构型,瞧耦合常数,如果J=6~8Hz就是ß构型;如果J=2~4Hz就是á构型。
第六步:画图,一定会画葡萄糖与半乳糖的Haworth式,有个口诀就是葡萄糖上下上下,半乳糖就是上上上下。
其她需要注意的问题:(会出现的问题)1. Molish反应呈阳性说明该物质就是苷类2. Liebermann-Burchard反应阳性说明就是三萜或者甾体皂苷3. 红外光谱在3500左右的就是羟基,1737,1714的就是酮羰基。
黄酮类化合物考察核磁共振氢谱与紫外光谱诊断试剂一般考察黄酮与黄酮醇,其她的难度有些大,考的可能性也不大。
我比较喜欢先解析氢谱后解紫外(大家随意)步骤:第一步:画出2-苯基色原酮的结构,标号;第二步:将核磁共振氢谱信息进行分类,将含J=2、5Hz,且位移小于7的,以及J=9Hz的,分到A环里;含J=2、5Hz,且位移大于7的,以及J=8、5Hz的,分到B环里;将含s的,分到C环里。
制药工程专业波谱解析和天然药物化学合并教学的探讨
关键词 ： 波谱解析； 天然药物化学 ； 合并教学
中图分 类号 ： ９ ４４ Ｒ １ ．
制药工程专业是 国家教育部在专业大幅度减调
结构 解析 。
的过程中新增设 的一个专业 ， 它的人才培养模式、 知 识结构、 创新能力的培养 和学科建设都在不 断的探 索和研究 中［ 。波谱解 析和天然药 物化学都是 制 １ 】
程 ， 然药 物 化学 课 程 中有 效 成 分 的 结 构鉴 定 用 到 天
１ 波谱解 析和天然药物化学合并教 学 的可能性
波谱解析与天然药物化学存 在前后 承接的关 系。波谱解析课程的学习为天然药物化学的学习打 下基础 ， 而在天然药物化学的学 习中要用到大量的
波谱解析的内容。在制药工程系的课程体系中， 这 两门课 的结合非常紧密。另外 ， 天然药物 的结构类 型比较复杂， 天然产物 的结构解析几乎涉及到 了波 谱解析中所遇到的各种情况 ， 为波谱解析学习提 这 供 了很好的训练平台。学生掌握了天然药物的结构 解析方法后对有机合成的化合物的结构也能轻易掌
然药物化学学 习中 ， 由于天然产物化合物类别繁多 ， 化合物结构抽象 ， 不同类型化合物波谱特征复杂 ， 初
学者会觉得所学 内容枯燥 、 晦涩难 懂 。为 了让学 ］
对学生开展素质教育 ， 公共课程越来 越多。怎么在 用较短的课时ห้องสมุดไป่ตู้学生掌握更多的专业知识成为 目前 高等学校专业课程教学的一个难点。波谱解析和天 然药物化学合并教学可以把两门课程压缩成一 门课 程。把波谱解析中的谱图解析中谱图解 析的例子都
握。因此 ， 可以把波谱解析的内容融合进天然药物 化学的教学 中， 这样既强化了波谱解析课程学习的 应用性 ， 又使学生能够在学习天然药物化学 的过程 中加强对波谱解析内容的应用。因此 ， 波谱解析和 天然药物化学合并教学存在可能性。
天然药物化学经典书籍介绍
天然药物化学经典书籍介绍《中药大辞典》《中药大辞典》是中华人民共和国成立后出版的第一部大型中药专业工具书，由南京中医学院（现南京中医药大学）编纂，于1958年至1966年完成初稿，1972年至1976年修订，1977年出版，出版时南京中医学院与南京医学院合并，故署名为江苏新医学院。
书中共收载中药5767味，其中包括植物药4773味，动物药740味，矿物药82味，以及传统作为单位药使用的加工制成品等172味。
《中药大辞典》先后获1978年全国科学大会科技成果奖、首届中国辞书类一等奖。
第二版于2006年出版，共收载药物6008味，增补了初版后近30年来有关栽培(饲养)技术、药材鉴定、化学成分、药理作用、炮制、现代临床研究等方面的中药研究成果。
《中草药成分化学》林启寿编著，科学出版社。
本书按天然成分化学类型分章讨论中草药各类成分的化学，包括理化性质，鉴别方法，结构测定以及提取分离方法，生物活性等方面内容，是植化工作者常用参考书。
《全国中草药汇编》中国中医科学院中药研究所启动在2009年开始《全国中草药汇编》（第三版）修订工作。
据悉，现行的《全国中草药汇编》最初编纂于上世纪７０年代，10年间不断进行研究实践，记载了植物药资源共计４０００余种，对各种药物名称、来源、生态、环境、栽培、采制、化学、药理、性味归经、主治用法、附方制剂等都有系统记述。
《中草药学》南京药学院编，江苏人民出版社，江苏科技出版社。
本书共分三册，上册论述中草药理化鉴别，中草药各类成分的结构类型，理化性质，提取分离方法及中药制剂学等方面内容（1987）。
中册与下册为各论，收载中草药九百余种，按中草药植物系统编排。
本书每药及成分的主要内容附有文献来源，中册（1976），下册（1980）。
《中草药有效成分提取与分离》（第二版）上海药物研究所编著（1983），上海科技出版社。
本书以中草药有效成分的提取分离为主要内容，介绍了常用提取分离方法。
某些常用中草药有效成分的提取分离实例，实践性较强，是植化工作者的常用参考书。
天然药物化学离线必做作业.
浙江大学远程教育学院《天然药物化学》课程作业姓名：学号：年级：学习中心：第一章总论一、名词解释或基本概念辨别1. 相似相溶原则，亲水性有机溶剂，亲脂性有机溶剂；2. 溶剂提取法，碱溶酸沉法，两相溶剂萃取法，pH梯度萃取法；3. 超临界流体萃取法，超声提取法，微波提取法；升华法，水蒸气蒸馏法；4. 高效液相色谱，液滴逆流色谱，高速逆流色谱，涡流色谱，反相离子对色谱，分子蒸馏技术；膜分离技术；二、填空题1、（）是我国药品质量控制遵照的典范，2010版记载有关中药材及中成药质量控制的是（）部？2、凝胶过滤色谱，又称排阻色谱、（），其分离原理主要是（），根据凝胶的（）和被分离化合物分子的（）而达到分离目的。
3、大孔树脂是一类具有（），但没有（）的不溶于水的固体高分子物质，它可以通过（）有选择地吸附有机物质而达到分离的目的。
采用大孔树脂法分离皂苷，并以乙醇-水为洗脱剂时，随着醇浓度的增大，洗脱能力（）。
三、问答题1、天然药物化学的基本概念？其研究对象、研究内容及研究意义是什么？2、中药有效成分的提取方法有哪些？目前最常用的方法是什么？3、中药有效成分的分离精制方法有哪些？最常用的方法是什么？4、写出下列各种色谱的分离原理及应用特点：正相分配色谱，反相分配色谱，硅胶色谱，聚酰胺色谱，凝胶滤过色谱，离子交换色谱；5、简述分子蒸馏技术、膜分离技术及其原理和应用特点。
6、对天然药物化学进行研究过程中常用的有机溶剂有哪些？其极性大小顺序如何？什么溶剂沸点特别低而需隔绝明火？什么溶剂毒性特别大？什么溶剂密度大于1？哪些是亲脂性溶剂？哪些是亲水性溶剂？7、天然药物化学成分结构鉴定时常见有哪几种波谱技术？各有什么特点？其中对结构测定最有效的技术是什么？第二章糖和苷类化合物一、填空题1、糠醛形成反应是指具有糖类结构的成分在（）作用下脱水生产具有呋喃环结构的糠醛衍生物的一系列反应；糠醛衍生物则可以和许多（）、（）以及具有活性次甲基基团的化合物（ ）生成有色化合物。
天然产物结构鉴定方法(解谱方法)
经自己实践，特总结解谱方法
（望同行审阅后，有不足之处指正和补充）
一、扎实基本功：对天然产物基本的骨架结构要清楚及骨
《天然药物化学》架结构和代表化合物的C谱和H谱数据，
=《天然产物化学》、《分析化学》手册=《天然产物核磁共振波谱分析》等书籍，建议拿B-谷甾醇、胡萝卜苷等植物里都有的常见成分，练练手。
二、扎实的C谱、H谱的原理和方法。
C谱中DEPT谱，H
谱的耦合裂分及常数。
以及二维光谱，其中IR和UV-vis 光谱使用较少和理化性质。
《有机化学波谱解析》
三、微谱数据库=DNP、scifinder数据库、ovid-medline、
ACS、science-direct、CNKI、维普数据库、SDBS(http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/direct_fra me_top.cgi，日本的一家根据谱图搜索结构的免费数据库)、上海化学化工数据中心等数据库使用
四、对该属植物国内外的硕士及博士论文详细分析、该属
植物的综述、和其它文献分析研究。
所用的软件：
一、C谱或H谱处理软件：Rec或Mnova
二、chemoffice（里面有C谱和H谱估计）或Originlab Origin 等
2013年1月26日于海口。
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天然产物波谱解析教学大纲
课程名称：天然产物波谱解析
开课单位：药学院天然药物学系
学分：2
学时：36
考核方式：笔试
教学方式：主要以结构较复杂的新合物的图谱为例介绍其波谱特征及分析方法，讲课占总学时的1/2,自学讨论占1/2。
主要负责老师：赵玉英教授
授课对象：生药学从事天然产物研究方向的博士研究生
开课目的：在天然药物化学、高等天然药物化学波谱解析的基础上，了解核磁共振及质谱等的新发展和新技术及其在天然产物结构确定中的应用，使
学生对重要天然产物的波谱特征有较全面深入的了解，掌握天然产物
的核磁共振，质谱等主要波谱的分析方法，使学生在完成论文及今后
工作期间具有用波谱方法确定天然产物结构的科学思维方法和较强
的能力。
教学要求：着重培养学生对天然产物波谱解析能力和科学的分析方法。
预修知识要求：预修课程：天然药物化学、高等天然药物化学及高等波谱解析
主要内容
第一章常用的1D和2D核磁共振技术
重点介绍一些常用的1D和2D NMR实验技术的特征和在天然产物中的应用范围及新发展，主要内容如下：
一、通过键连接
（一）同核
1H-1H COSY，DQF-COSY，TOCSY，1D-TOCSY等，用于自旋系统的归属。
（二）异核
13C-1H COSY，HSQC-TOSY，HMQC，HMBC等，用于异核归属及自旋系统间的连接。
二、通过空间连接
NOESY等
第二章质谱及其在天然产物分析中的应用
简述质谱特点，提供的信息，分类、基本原理及新进展，重点介绍以下内容。
一、电子轰击电离（EI）：用于挥发性、热稳定化合物，有标准谱库。
二、化学电离（CI）：用于挥发性、热稳定、EI不易得到分子离子的化合物。
三、场致电离（FDI）：用于难电离、无挥发性小分子化合物。
四、快电子轰击电离（FAB）：用于小分子，极性-中极性化合物。
五、大气压电离（API）：
电喷雾（ESI）适用于极性-中极性的化合物，如多肽、蛋白质、寡核苷酸及药物小分子化合物（如苷）。
大气压化学电离（APCI）弱极性-中小极性小分子化合物。
六、基质辅助激光电离（MALDI）：用于极性-中极性的化合物，如蛋白质、多肽，寡肽苷酸，糖肽等
七、飞行时间质谱（TOFMS）
第三章芳香性天然产物的结构解析
本章以黄酮类化合物为重点，同时也介绍香豆素、蒽醌、苯丙素和苯乙醇苷等天然产物的结构解析方法。
第一节黄酮类化合物
一、双黄酮
二、查耳酮
三、糖上联有苯丙酰基的二氢黄酮
四、三糖黄酮苷
五、碳苷
六、阻转异构体黄酮
七、紫檀素类
八、具特殊功能基（具异戊烯基、单萜取代基、呋喃环、吡喃环等）异黄酮等
第二节其他芳香类天然产物
一、有特殊功能基的香豆素异构体
二、蒽醌类化合物
三、木脂素
四、苯乙醇苷
思考题：
1．分析化合物OM-1和VCD的全部图谱，确定其结构。
2．指出区别各类黄酮，香豆素、蒽酮，木脂素及苯乙醇苷类化合物的NMR 谱特征吸收峰。
第四章萜类
介绍萜类化合物的NMR波谱特征
一、单萜（环烯醚萜、紫罗兰酮的衍生物等）
二、倍半萜（蛇麻烷型等）
三、二萜（香茶菜型等）
四、三萜（见皂苷一章）
思考题：
1．简述萜类化合物的波谱特征
2．分析T-1和T-2的波谱数据写出其结构
第五章皂苷
以糖链较复杂的皂苷为实例研究用波谱法确定苷元及其糖的结构的波谱方法。
一、四环三萜、五环三萜、C21甾体等皂苷元的波谱特征
二、苷中糖的种类、数量、连接顺序、连接位置及苷键构型的确定方法。
三、糖与苷元的连接方式的确定。
思考题：
1．四环三萜、五环三萜、甾体及常见几种五环三萜皂苷中皂苷元1H及13C NMR的特征有何主要区别
2．简述MS、1H-1H COSY、HMBC、NOESY、TOCSY在确定苷中糖的结
构中作用。
3．在苷的结构确定中常用哪些MS方法？
4．一般苷和酯苷的13C NMR有什么区别？
第六章生物碱
讲授各种高级NMR波谱技术在解析各类型天然生物碱结构上的应用和各类型生物碱的NMR特性以及如何利用NMR波谱技术确定生物碱的立体构型。
第七章其他类型化合物
一、强心苷等波谱特征
二、甾醇化合物波谱特征
三、脂肪醇、脂肪酸等化合物波谱特征
主要参考文献
1．P．K．Agrawal. Carbon-13 NMR of Flavoids
2．于德泉等：分析化学手册第五分册核磁共振波谱分析
3．Gong Cheng et al. Tetraheron 2000,56(45):8915
4．王祝举等.中国中药杂志2000,25(10):538
5．梁鸿等.药学学报. 1998,33(4):282
6．姚新生等.超导核磁共振波谱分析中国医药科技出版社1991
7．H．杜德克等（于德全译）。
近代核磁共振谱阐明结构北京医科大学中国协和医科大学联合出版社1991。