天然药物化学
天然药物化学的定义
天然药物化学的定义天然药物化学是研究天然产物的化学结构、化学特性和生物学活性，以及这些产物在药物发现和开发中的应用的分支学科。
天然药物化学包括从天然资源中分离、纯化和鉴定生物活性化合物的技术和方法，以及用于合成类似分子的有机合成和机制研究。
随着对复杂药物发现和开发的需求不断增加、分析技术不断提高，天然药物化学在药物研究和开发中的地位越来越重要。
天然药物化学研究的目的是了解天然产物的化学结构、生物学活性和药理学特征，为发现新的天然产物药物和开发药物带来启示。
天然药物化学家通过从各种生物体中分离和纯化有生物活性的天然物质，如植物、微生物和动物，来收集有关它们的化学信息。
然后，天然药物化学家将这些物质的结构鉴定和解决分子的化学结构、化学特性和背景知识，以便了解其在药物发现和开发中的应用。
这种专业的知识使它们能够优化这些化合物，以增加它们的效力或减少它们的毒副作用，并改善它们的化学稳定性和制剂属性。
天然药物化学在天然产物的化学分析方面极为重要。
这种类型的化学分析使用多种技术和方法来分离、提纯和鉴定天然产物。
例如，对于复杂的混合物，天然药物化学家可以使用高效液相色谱（HPLC）或气相色谱（GC）等技术来提取单个分离物。
然后，他们可能会使用核磁共振（NMR）或质谱（MS）等技术来获取有关该分子的化学和结构信息，并开发分子的结构-活性关系。
天然药物化学的主要目标是从复杂的混合物中分离出一种或多种有生物活性的化合物，并了解它们的药理学属性。
另一个研究天然药物化学的领域是通过有机合成复制自然产物结构来创建新的天然产物类似物。
这种方法被称为半合成法。
利用这种方法，天然药物化学家可以调整原来的天然产物的结构，以优化它们的药理学性质，或创造新的药物。
即使天然药物化合物有助于药物研究和开发，但它们并不总是合适的药物治疗方案。
因此，天然药物化学家使用化学合成技术创造类似分子，以获得更好的药理学性质或更好的制剂性质。
总之，天然药物化学是一个广泛的领域，涵盖了从天然产物中分离、纯化和鉴定生物活性化合物的技术和方法，以及用于合成类似分子的有机合成和机制研究。
天然药物化学ppt课件完整版
天然药物化学的研究热点与难点
01
难点
02
03
04
复杂体系中活性成分的分离与 鉴定
结构新颖性、活性与成药性的 平衡
多靶点、多途径作用机制的解 析
天然药物化学的研究方法与技术创新
方法 基于生物活性的天然产物筛选
结构修饰与合成优化
天然药物化学的研究方法与技术创新
多组学技术在天然药物研究中的应用 技术创新
04
提取分离技术
包括溶剂提取、水蒸气蒸馏、升 华等，用于从天然药物中提取有 效成分。
鉴定反应
如化学显色反应、荧光反应等， 用于天然药物中特定成分的快速 鉴定。
06
天然药物化学的研究进展与趋 势
Chapter
天然药物化学的研究热点与难点
热点 活性成分的发现与结构优化 多组分协同作用与机制研究
天然药物化学的研究热点与难点
色谱法
01
薄层色谱法（TLC）
用于天然药物中成分的分离和鉴定，操作简便、快速。
02
高效液相色谱法（HPLC）
适用于复杂天然药物成分的分离和分析，具有高分辨率和高灵敏度。
03
气相色谱法（GC）
适用于挥发性天然药物成分的分离和分析，如精油、香脂等。
波谱法
红外光谱法（IR）
用于确定天然药物中官能团的结构特征，提供分子振动和转动信 息。
天然药物的应用领域与市场前景
应用领域
治疗疾病、保健养生、化妆品和食品添加剂等。
市场前景
随着人们对自然和健康的关注度不断提高，天然药物市场需求不断增长，具有广阔的市场前景和巨大的经济价值。 同时，天然药物的研究与开发也是医药产业创新发展的重要方向之一。
《天然药物化学》PPT课件
具有抗炎、抗菌、抗病毒等药理活性，对呼吸系 统有保护作用。
三萜及其苷类成分
具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节等药理活性。
化学成分与药理活性的关系
甾体及其苷类成分
具有抗炎、抗肿瘤、免疫调节等药理活性，对心血管系统有保护作用。
生物碱类成分
具有镇痛、抗炎、抗肿瘤等药理活性，对神经系统有保护作用。
天然药物化学的历史与发展
历史
天然药物化学的发展经历了传统药物利用、天然药物成分研究和现代天然药物化学三个 阶段。
发展
随着分离纯化技术、波谱解析技术和结构鉴定技术等的发展，天然药物化学在药物研发 中的地位逐渐提高，为新药的发现提供了更多的可能性。同时，随着组学技术、合成生
物学和人工智能等新技术的发展，天然药物化学的研究领域也在不断扩大和深化。
天然药物的化学成分类型
甾体及其苷类成分
强心苷、甾体皂苷、甾体醇、甾体酸等。
生物碱类成分
有机胺类、吡咯烷类、吡啶类、异喹啉类等。
各类化学成分的结构特点
糖类成分
具有羟基和羰基，可形成糖苷键 。
苯丙素类成分
具有苯环和丙烷链，可形成多种衍 生物。
醌类成分
具有醌式结构，可发生氧化还原反 应。
各类化学成分的结构特点
05
天然药物的开发与利用
天然药物的资源分布与保护
我国天然药物资源概况
种类繁多，分布广泛，具有地域特色。
天然药物资源的保护
保护生态环境，合理开采，可持续利用。
濒危药用植物的保护
建立保护区，人工繁育，替代品研究。
天然药物的合理开发与利用
天然药物的采集与加工
适时采集，科学加工，保证药效。
天然药物的开发策略
天然药物化学(0001)
天然药物化学(4分)用于区别甲型和乙型强心苷元的反应是（）C. 3，5-二硝基苯甲酸反应(4分)组成挥发油的芳香族化合物大多属于（）A. 苯丙素衍生物(4分)在水液中不能被乙醇沉淀的是（）E. 鞣质(4分)分离挥发油中的羰基成分，常采用的试剂为（）A. 亚硫酸氢钠试剂(4分)香豆素的基本母核为（）A. 苯骈α-吡喃酮(4分)海洋生物量占地球总生物量约（）E. 87%(4分)用核磁共振氢谱确定化合物结构不能给出的信息是（）A. 碳的数目按结构特点应属于（）C. 四环三萜皂苷(4分)二氯氧锆-枸橼酸反应中，先显黄色，加入枸橼酸后颜色显著减退的是（） A. 5-OH 黄酮(4分)大多数β-D-和α-L-苷端基碳上质子的偶合常数为（）C. 6 ~8 Hz下列黄酮类化合物酸性强弱的顺序为（）（1）5，7-二OH黄酮（2）7，4/-二OH黄酮（3）6，4/-二OH黄酮B. （2）＞（3）＞（1）(4分)补骨脂内酯的基本结构属于（）B. 呋喃香豆素(4分)下列蒽醌有升华性的是（）C. 番泻苷A下列化合物属于（）A. 甲型强心苷元(4分)有关生物碱性质叙述不正确项：（）D. 多具有挥发性(4分)与判断化合物纯度无关的是（）C. 闻气味(4分)在苷类化合物酸催化水解过程中，影响其水解速度的因素较多，下列叙述正确的是（）D. N苷＞O苷＞S苷＞C苷(4分)下列香豆素在紫外光下荧光最显著的是（）C. 7-羟基香豆素(4分)Molisch反应的试剂组成是（）B. α-萘酚-浓硫酸反相柱层析分离皂苷，以甲醇—水为洗脱剂时，甲醇的比例增大，洗脱能力增强。
答案对酯值,是代表挥发油中酯类成分含量的指标。
用水解1克挥发油中所含酯所需要的KOH毫克数表示。
答案对D-甘露糖苷，可以用1H-NMR中偶合常数的大小确定苷键构型。
答案对挥发油系指能被水蒸气蒸馏出来，具有香味液体的总称。
答案对判断一个化合物的纯度，一般可采用检查有无均匀一致的晶形，有无明确.尖锐的熔点及选择一种适当的展开系统，在TLC或PC上样品呈现单一斑点时，即可确认为单一化合物。
名词解释天然药物化学
名词解释天然药物化学天然药物化学是研究天然药物的化学成分和化学性质的学科。
天然药物是指从植物、动物、微生物等自然界中提取的药物，其来源于自然界的生物多样性，具有悠久的历史和广泛的应用。
天然药物化学的研究内容主要包括以下几个方面：1. 天然药物的提取和分离：天然药物化学研究的第一步是从天然来源中提取药物，并通过化学方法进行分离纯化。
这需要运用不同的提取技术，如溶剂提取、萃取、蒸馏等，以及色谱、电泳等分离技术。
2. 天然药物的化学成分分析：天然药物化学研究的重点是确定药物的化学成分。
通过使用不同的分析技术，如质谱、核磁共振、红外光谱等，可以确定药物中存在的化学物质的种类和结构。
3. 天然药物的化学性质研究：天然药物化学研究还包括对药物的化学性质进行研究。
这包括药物的物理性质（如溶解度、熔点等）和化学性质（如稳定性、反应性等）的研究，以及对药物的药理学作用机制的研究。
4. 天然药物的合成和修饰：天然药物化学研究还涉及对天然药物的合成和修饰。
通过对药物分子结构的理解，可以合成类似结构的分子，以获得更好的药物活性和选择性。
此外，还可以通过对药物分子结构的修饰，改变其药性和药代动力学特性，以提高药物的疗效和减少副作用。
天然药物化学的研究对于药物的发现、开发和应用具有重要的意义。
通过研究天然药物的化学成分和化学性质，可以更好地理解药物的活性和药效，为药物的设计和合成提供参考。
此外，天然药物化学研究还可以为天然药物的质量控制和标准化提供科学依据，保证药物的安全和有效性。
总之，天然药物化学是研究天然药物的化学成分和化学性质的学科，通过对天然药物的提取、分离、分析和研究，可以揭示药物的活性和作用机制，为药物的发现和开发提供科学依据。
天然药物化学(ppt)
二、分离纯化
（一）溶剂法
酸碱法：是将总提取物溶于有机溶剂，用酸水、碱水 分别萃取，难溶于水的有机碱性成分可与酸成盐溶于水， 从而达到分离纯化的目的。 溶剂分配法：利用混合物中各组分在两相溶剂中分配 系数差进行分离纯化的方法。
（二）沉淀法
基于有些天然药物化学成分能与某些试剂生成沉 淀；或降低某些成分在溶液中的溶解度而自溶液中析出 的一种分离方法。
多孔凝胶过滤色谱
第五节 天然药物化学成分结构鉴定方法
结构鉴定的程序一般是： （1）确定纯度 （2）测定物理常数 （3）确定分子量、分子式 （4）波谱分析 （5）确定结构式
确定化合物结构常用几种光谱分析技术： ① 紫外光谱 ② 红外光谱 ③ 磁共振 ④ 质谱
紫外光谱
测定范围：通常在200~600nm的紫外可见光区 原理：基于分子中的电子可因光照射由基态跃迁到激
第四节 天然药物化学成分的提取分离方法
一、天然药物化学成分的提取
（一）溶剂提取法 1、溶剂
原理：相似者相溶，根据欲提取成分的性质确定，充分地提取 所需成分、沸点适中、易回收、安全低毒。 常用溶剂：以溶剂极性弱到强的顺序排列为： 石油醚＜四氯化碳＜苯＜ 二氯甲烷＜氯仿＜氯仿＜乙醚＜乙酸 乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水
天然药物化学(ppt)
优选天然药物化学
第一节 天然药物化学的性质与任务
一、天然药物化学的性质
1、概念：“天然药物化学”是应用现代科学理论 与方法研究天然药物中的化学成分的学科. 2、性质：“天然药物化学”是从分子水平研究天 然药物的药效物质基础及其防治疾病规律的一门综 合性学科。
“天然药物化学”是药学二级学科“药物化学”下设置的三级学 科. “天然药物化学”是药学类专业规定设置的一门主要专业课程.
天然药物化学名词解释
天然药物化学名词解释天然药物是指从天然植物、动物、矿物等自然界中提取或直接获得的药物。
天然药物主要由多种活性成分组成，包括生物碱、黄酮类、多糖类、三萜类、鞣质、挥发油等。
这些活性成分具有多种生物活性，如抗菌、抗炎、抗氧化等作用。
天然药物因其活性成分种类繁多、作用机制复杂，具有较广泛的临床应用。
天然药物是研发药物的重要来源之一。
相比合成药物，天然药物具有以下几个优势：1. 天然来源：天然药物取材于自然界，相比合成药物更接近人体的自然环境。
这些天然药物中的活性成分通常在植物或动物体内发挥着特定的生理作用。
2. 多样性：天然药物中的活性成分种类繁多，这意味着天然药物具有更多的药理作用方式。
相比之下，合成药物通常只依靠一个或几个活性成分来发挥作用。
3. 综合作用：天然药物中的多种活性成分可以相互作用，发挥协同效应，从而增强疗效。
这种综合作用使得天然药物在治疗一些复杂疾病时效果更好。
4. 安全性：由于天然药物不经过化学合成，因此药物中的化学物质相对较少，并且与人体内的生理物质更为相似，使用过程中更为安全可靠。
然而，天然药物也存在一些局限性。
例如，天然药物来源有限，产量少，不适合大规模生产；药物中活性成分的含量不稳定，受到自然环境影响，难以保证药效一致；天然药物由于复杂性和多样性，研发过程困难，疗效评价相对较难。
为了更好地利用天然药物的药理活性，目前有一些研究方向得到了广泛关注，包括：天然药物成分分离、纯化和结构鉴定；天然药物成分的药理活性研究和作用机制解析；天然药物的疗效评价和毒副作用评估；天然药物的合成和改造等。
综上所述，天然药物是一类重要的药物资源，具有多种生物活性，广泛应用于临床治疗。
未来的研究将更加注重天然药物的发现、开发和利用，以充分发挥其在人类健康中的潜力。
天然药物化学-绪论
(四)天然药物化学发展历史沿革和现状
• 特点一：以化学成分的发现和分离为主 1806， 阿片——————吗啡（morphine） 1820， 金鸡纳树皮———奎宁 (quinine) 1828, 烟草——————烟碱（nicotine） 1885， 麻黄——————麻黄碱（ephedrine） 吐根碱、士的宁、小檗碱，阿托品、可卡因等 • 特点二：结构鉴定以化学方法为主 氧化、还原等降解反应——推导结构 碎片合成、全合成————证明结构 • 特点三：生源合成途径、本质的揭示 生源前体的识别：萜类———MVA
提取中药的挥发油、某些小分子生物碱如：麻 黄碱、烟碱、槟榔碱以及某些小分子的酚类如：牡 丹酚等。
第三节 提取分离方法
• 超临界流体萃取(supercritical fluid SFE)
What is…?
Supercritical Fluid Extraction (SFE)
第三节 提取分离方法
Phase Diagram
研究植物的系统发育。
(三) 天然药物化学在药学专业中的作用与地位 4. 功能性食品用及相关产品
功能食品 银耳、苦荞等
香料 natural perfume 美容化妆品 人参、珍珠、黄芪、当归、何首乌、白芷
天然色素
辣椒红色素 ----辣椒 叶黄素 ----万寿菊 紫草红----紫草根 姜黄素----姜黄
例：
紫杉醇（taxol）：今日抗癌之星
1963年美国化学家M.C. Wani和Monre E. Wall首次从太平洋杉（Pacific Yew）树 皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。
红豆杉 Taxus mairei
1971年，他们才通过x-射线分析确定了 该活性成份的化学结构——一种四环二 萜化合物，并把它命名为紫杉醇 （taxol）。它能使细胞分裂停止于有丝 分裂期，阻断了细胞的正常分裂。 通过 Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢 癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素 瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、单 萜
（1）链状单萜
15
（2）环状单萜
柠檬烷
蒈烯
NPP 中间体
蒎烷
莰烷
守烷
16
（2）环状单萜（单环单萜、双环单萜、三环单萜）
17
α－紫罗兰酮
β－紫罗兰酮
斑蝥素
N－羟基斑蝥胺
芍药苷
18
（3）卓酚酮类
卓酚酮类：变形单萜，其碳架不符合异戊二烯规 则，具有抗菌活性，但同时多有毒性。
扁柏素
1、酸性
天然药物化学
2020年5月27日星期三
第六章
萜类和挥发油
2
Contents
1 概述 2 萜类的结构类型及重要代表物 3 萜类化合物的理化性质 4 萜类化合物的提取分离 5 萜类化合物的检识与结构测定 6 挥发油
3
第一节 概述
了解
萜类的生源 （异戊二烯 法则）
掌握
萜类的定义 和分类
4
一、萜的含义
25
3、结构分类及重要代表物 C、裂环环烯醚萜苷：苦味苷 龙胆苦苷，当药苷，当药苦苷，绣球内酯苦 苷等
NH4OH 5% HCl
龙胆苦苷 gentiopicroside
龙胆碱
gentianine
26
三、倍半萜
1、概述
通式：(C5H8)3 分布：挥发油高沸点部分。
海洋低等动物（海藻、软体动物等）、
昆虫中也有发现
a-崖柏素
g-崖柏素
2、酚羟基易甲基化，不易酰化
3、羰基不能和一般羰基试剂反应
4、能与多种金属离子络合显颜色用于鉴别 19
二、环烯醚萜（iridoids）
1、概述 为蚁臭二醛的缩醛衍生物，含有环戊烷结构单元 取代环戊烷环烯醚萜（iridoids） 环戊烷开裂的裂环环烯醚萜（secoiridoids）两种基 本碳架。
环烯醚萜骨架
裂环环烯醚萜骨架
20
生物合成途径
氧化
21
22
2、 2、环烯醚萜理化性质
苷大多为白色结晶或粉末，多具旋光性，味苦；
苷易溶水和甲醇，
苷可溶乙醇、丙酮和正丁醇；
苷难溶于氯仿、苯等亲酯性有机溶剂；
其苷易水解，苷元为半缩醛结构容易聚合，难得到结 晶苷元
苷元遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸能变色，与皮肤 接触会变蓝
GGPP 二萜 C20
角鲨烯 C30
三萜 C30
-3×CH3 甾体 C27
12
第二节、萜类的结构类型及重要代表物
了解
掌握
•单萜的基本骨架 •银杏内酯的生物活 性
•l-薄荷醇、l-龙脑、樟 脑、梓醇、青蒿素、绵 酚、维生素A、穿心莲 内酯(Ⅰ)、紫杉醇的化 学结构 •卓酚酮类的理化性质 •环烯醚萜的结构特点 、分类和主要性质
苷元在冰醋酸溶液中，加少量铜离子，加热显蓝色
23
3、结构分类及重要代表物
A、环烯醚萜苷类 ： 10个碳占多数， C1羟基多与葡萄糖成苷，大多为单糖苷； 有的C11氧化成羧酸，可成酯。
栀子苷
京尼平苷 R为CH3 京尼平苷酸R为H
鸡屎藤苷
24
3、结构分类及重要代表物 B、4－去甲环烯醚萜苷 ： 9个碳构成
5
一、萜的分类
异戊二烯单位的数目：单萜、倍半萜、二萜等 碳环的有无和数目的多少：链萜、单环萜、双 环萜、三环萜、四环萜等 含氧衍生物：醇、醛、酮、羧酸、酯等萜类。 本章主要介绍单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜 等萜类以及挥发油类化合物。
6
通式：(C5H8)n 结构单元：异戊二烯 分类： n 1 半萜
2 单萜（挥发油） 3 倍半萜（挥发油） 4 二萜（苦味素、植物醇） 5 二倍半萜（海洋生物） 6 三萜（皂苷、树脂） 8 四萜（植物胡萝卜素） >8 多聚萜（橡胶） 天然产物中最大类 (>26000种), 结构复杂, 生物活性多样
药物的重要来源：青蒿素
蒿甲醚（倍半萜）
紫杉醇（二萜）
7
二、萜类的生源学说
13
一、单 萜
单萜类（monoterpenoids）：2个异戊二烯单 位、含10个C的化合物类群，挥发油的主要组分 。分子量小，脂溶性。 其含氧衍生物多具有较强的生物活性和香气 ，是医药、化妆品和食品工业的重要原料。 成苷时，不具挥发性，不能随水蒸气蒸馏。 分类：链状型和环状型(单环、双环、三环等 )
存在形式：挥发油，醇、酮、内酯或苷，生物碱 。
含氧衍生物多具有香气和生物活性
27
三、倍半萜
生源
GPP(C10) + IPP(C5) → FPP(C15) 焦磷酸金合欢酯
分类：
按碳环数：无环、单环、双环、三环、四环型； 按环的碳原子数：五元环、六元环、七元环等； 按含氧官能团：倍半萜醇、醛、酮、内酯等。
• 经验的异戊二烯法则（empirical isoprene rule） • 生源的异戊二烯法则（biogenetic isoprene rule）
经验的异戊二烯法则
Wallach 1887年提出 异戊二烯法则
艾里木酚酮
扁柏酚
土青木香酮
8
二、萜类的生源学说
生源的异戊二烯法则 Ruzicka 提出 前体物是 活性的异戊二烯 后由Lynen和Folkers得到证实经 甲戊二羟 酸途径衍生
甲戊二羟酸（MVA）
9
二、萜类的生源学说
甲戊二羟酸(MVA)
焦磷酸异戊烯酯(IPP) 焦磷酸二甲基烯丙酯(DAPP)
DAPP+IPP
焦磷酸香叶酯（GPP） IPP 焦磷酸金合欢酯（FPP）
10
单萜 倍半萜 二萜 二倍半萜
DAPP(C5)
IPP(C5) 焦磷酸香叶酯(C10)
甾族类
IPP
焦磷酸金合欢酯(C15) 角沙烯(C30) 三萜(C30) IPP
萜类化合物是一类重要的天然药物化学成分。 从化学结构看，它是异戊二烯的聚合体及其衍生 物，
其骨架一般以五个碳为基本单位，少数例外。 甲戊二羟酸（MVA）（而不是异戊二烯）才是萜类 化合物生源途径中最关键的前体物。
因此，凡由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（ C5H8)n 通式的衍生物均称为萜类化合物。
焦磷酸香叶基香叶酯(C20) IPP
类胡萝卜素(C40)
焦磷酸香叶基金合欢酯(C25)
萜类化合物的生物合成途径
11
二、生源、分类
焦磷酸二甲基烯丙酯(DAPP) C5
缩合
乙酰辅酶A
甲戊二羟酸(MVA)
+C5
焦磷酸香叶酯(GPP) 焦磷酸金合欢酯(FPP)
单萜 C10
倍半萜 C15
焦磷酸异戊烯状倍半萜
29
3、单环倍半萜
青蒿素：倍半萜过氧化物，抗恶性疟疾。 双氢青蒿素，蒿甲醚、青蒿琥珀酸单酯 用于临床 。 鹰爪甲素：抑制鼠疟原虫的生长。
30
4、双环倍半萜
棉酚
31
5、三环倍半萜
环桉醇
32
6、薁衍生物
薁类：五元环+七元环的非苯环芳烃化合物 ，分子结构中具有高度的共轭体系。多具有 抑菌、抗肿瘤、杀虫等生物活性。 性质： 1、薁类可与苦味酸或三硝基苯形成具有敏 锐熔点的p络合物，用于鉴别 2、 沸点高，挥发油分馏时可见美丽的蓝、 紫、绿色现象时，示有薁类存在