天然药物化学-讲义总论-
天然药物化学 第1章 总论
本 章 内 容
第一节 绪论
第二节
第三节 第四节
生物合成
提取分离方法 结构研究方法
三、主要的生物合成途径
1. 醋酸-丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类
2. 甲戊二羟酸途径：萜、甾体类
3. 桂皮酸途径： 苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类 4. 氨基酸途径： 生物碱 5. 复合途径： 醋酸-丙二酸—莽草酸径 醋酸-丙二酸—甲戊二羟酸途径
二、天然药物有效成分的分离与精制 3. 根据物质的吸附性差别进行分离——吸附 色谱法 3.1 吸附分类：
• 物理吸附：无选择性的吸附，吸附－解析发 生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等 • 化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸 性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。
• 半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键 吸附。
二、天然药物有效成分的分离与精制 4.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法 4.2凝胶种类:
①葡聚糖凝胶(Sephadex G):
只适于在水中应用, 分离多糖、 蛋白质等.
②羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：
适用于各类化合物的分离，除具有分子筛的 特性外，还起到反相分配色谱的效果。 常用溶剂有甲醇、氯仿-甲醇等。
1. 天然药物化学：是运用现代科学理论和方法 研究天然药物中化学成分的一门学科。
2. 研究内容：主要指天然药物的化学成分（多为
有效成分）的结构特点、理化性质、提取分离方
法、结构鉴定、结构改造及生合成途径。
1.2 天然药物化学的简要发展历程
1 天然药物化学中的相关术语
有效成分: 天然药物中具有一定的生理活性、能代表 天然药物临床疗效的单一化合物。 无效成分：是指与有效成分共存的其他成分，如植物 中普遍存在的无明显生理活性的化合物。 生物活性成分：是经过药效试验或生物活性试验，证 明对机体有一定生理活性的成分。
天然药物化学总论
目录
CONTENTS
• 天然药物化学概述 • 天然药物化学的主要研究内容 • 天然药物化学的应用 • 天然药物化学的未来发展
01 天然药物化学概述
CHAPTER
定义与特点
定义
天然药物化学是一门研究天然药物中活性成分的学科，旨在发现和开发具有治 疗作用的天然产物。
特点
天然药物化学具有跨学科性，涉及化学、生物学、药理学等多个领域；研究对 象为具有生物活性的天然产物，包括植物、动物和微生物来源的物质；研究目 的是发现和开发安全、有效的天然药物。
天然药物化学的重要性
药物治疗
药物发现
天然药物化学为药物研发提供了丰富 的资源，许多现代药物是从天然产物 中提取或通过其结构修饰得到的。
天然药物化学为药物发现提供了新的 思路和方法，有助于解决当前面临的 重大疾病挑战。
疾病治疗
天然药物在许多疾病的治疗中发挥了 重要作用，如癌症、心血管疾病、感 染性疾病等。
微生物来源的天然药物
微生物发酵产物中存在大量具有生物活性的化合物，可用于开发新 药和改进现有药物。
转基因植物药物
利用基因工程技术培育具有特定药理活性的转基因植物，为药物生 产提供新的来源。
天然药物化学在中药现代化中的作用与地位
成分解析与质量控制
天然药物化学为中药的质量控制提供了科学依据，通过对中药成分 的定性和定量分析，确保药物的安全性和有效性。
天然药物有效成分的合成与改造
合成
通过化学方法人工合成天然药物有效 成分的过程。
改造
对天然药物有效成分进行结构修饰或 改造，以提高其药理活性或降低毒性。
03 天然药物化学的应用
CHAPTER
天然药物的发现与开发
天然药物化学总论讲义
第一章总论教学时数：6学时目的与要求：掌握天然药物化学的概念、研究内容；掌握天然药物化学成分提取分离的原理及方法；了解天然药物生物合成途径；熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法；了解天然药物化学的发展史、现状及发展和学习天然药物化学的重要意义。
重点与难点：天然药物化学的概念、研究内容；天然药物化学成分提取分离的原理及方法；天然药物化学成分结构研究的主要程序及采用的方法。
§ 1－1 绪论一、天然药物化学的含义及研究内容1、天然药物化学的含义及研究内容天然药物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点，理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践性科学。
由于现代科学技术进步，特别是将波谱解析方法（NMR、MS、IR、UV）用于推导化合物的结构，甚至用X－晶体衍射来确定化合物结构的发展，以及分离手段的进步，天然药化的发展速度大为加快，发现的新化合物数目大为增加，微量成分、水溶性成分的分离、提纯；稳定性差的活性物资的分离等也不再是难题了。
天然药物化学本身也已不再是原先的分离提取、结构鉴定，而是逐步发展成生物活性测定指导下的分离提取、结构鉴定，及半合成修饰和全合成紧密结合的一门学科。
目前我国天然药物化学研究依其目的不同可分为3个方面：①以阐明药用生物有效成分，获得具有新结构的化合物或具有生物活性的单体为目的，进行提取分离条件、结构鉴定、一般活性研究；②以解决自然资源有限的活性化合物或其前体的来源为目的，进行半合成及生物转化研究；③以获得高效低毒的创新药为目的，以天然活性化合物为先导物，合成一系列结构类似物进行构效关系研究。
由此可见，天然药物研究已经从最初对天然来源活性化合物被动全盘地接受到积极主动地改进，研究在不断深入。
单体：即化合物。
指具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。
有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分。
主管药师考试辅导,基础知识-天然药物化学(讲义)
天然药物化学天然药物化学考试方向第一单元总论一、绪论1.天然药物化学的基本含义及研究内容有效成分：具有生理活性、能够防病治病的单体物质。
有效部位：具有生理活性的多种成分的组合物。
2.天然药物来源包括植物、动物、矿物和微生物，并以植物为主，种类繁多。
3.天然药物化学在药学事业中的地位（1）提供化学药物的先导化合物；（2）探讨中药治病的物质基础；（3）为中药炮制的现代科学研究奠定基础；（4）为中药、中药制剂的质量控制提供依据；（5）开辟药源、创制新药。
二、中草药有效成分的提取方法溶剂提取法（★★）1.溶剂选择1）常用的提取溶剂：亲脂性有机溶剂、亲水性有机溶剂和水。
常用中药成分提取的溶剂按极性由强到弱的顺序：水＞甲醇>乙醇＞丙酮＞正丁醇＞乙酸乙酯＞二氯甲烷＞乙醚＞氯仿＞苯＞石油醚巧记：水、甲乙丙丁蠢、只玩乙醚，仿苯室友石油醚常用于脱脂，即通过溶解油脂、蜡、叶绿素小极性成分而将其与其他成分分开；超临界流体萃取法：物质在临界温度和临界压力以上状态时常为单一相态，此单一相态称为超临界流体。
常用的超临界流体是CO2，常用的夹带剂是乙醇。
优点是提取物中不残留溶剂，适于对热不稳定成分的提取。
超声波提取技术：造成植物细胞壁及组织的瞬间破裂，加速有效成分溶解于溶剂。
不改变有效成分的结构，缩短了时间，是一种快速、高效的提取方法。
微波提取法：既提高了提取率，又降低了提取温度，对不耐热物质实用性好。
2.水蒸气蒸馏法（★★）用于具有挥发性、能随水蒸气蒸馏且不被破坏的成分的提取。
主要用于挥发油的提取。
3.升华法（★）物质受热时不经过熔融直接转化为蒸气，遇冷后又凝结成固体。
如茶叶中的咖啡因、樟木中的樟脑。
【例题】考点：提取方法的特点下列适于对热不稳定成分的提取方法是A.回流法B.煎煮法C.水蒸汽蒸馏法D.渗漉法E.连续回流提取法『正确答案』D考点：溶剂提取法的溶剂下列常用的提取溶剂中，极性最小的是A.甲醇B.乙酸乙酯C.乙醇D.丙酮E.正丁醇『正确答案』B下列溶剂能与水互溶的是A.石油醚B.乙酸乙酯C.乙醚D.丙酮E.正丁醇『正确答案』D考点：提取方法的原理主要用于挥发油的提取方法是A.水蒸气蒸馏法B.浸渍法C.超临界流体萃取法D.升华法E.浸渍法『正确答案』A考点：分离与精制的方法提取黄酮、蒽醌、有机酸等酸性成分，可采用A.水/醇法B.升华法C.醇/水法D.酸提碱沉法E.碱提酸沉法『正确答案』E第二单元苷类一、苷的定义（★★）苷类又称配糖体。
天然药物化学全部课件
3．学科迅速发展时期（20世纪——）
特点四:生物活性测试普遍开展 单纯的化合物分离————活性跟踪分离 小规模测试——高通量筛选 HTS high throungput screening
四、天然药物化学在中药现代化中的作用
中药发展的机遇
✓ 天然药物在健康保障体系中的作用 ✓ 中药确切的疗效 ✓ 相对丰富的资源
改进炮制工艺
制定炮制规范或标准
如：延胡索 ——醋炒—— 增加生物碱溶出——增效
乌头类——蒸煮——水解双酯型生物碱——减毒
黄芩——冷浸——淡黄芩（绿）
黄芩苷醌 变色
——热煮——煮黄芩（黄）
2. 建立和完善中药的质量评价标准
中药材、制剂中有效成分的质量——临床疗效 建立科学、灵敏的质控标准
科学——质控标准和药效的相关性 有效成分——科学的质控指标 以有效成分、有效部位、大类成分、有毒成分为指标，
提取前的准备 系统的文献调研 原材料的处理 保留凭证标本 提取分离一般原则 已知物或已知结构类型——文献方法，工业方法 未知物——活性跟踪（定向分离）
第三节 提取分离方法
一、中草药有效成分的提取 二、中药有效成分的分离与精制
糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、核酸代谢 一次代谢产物 Primary metabolits
对机体生命活动不可缺少的物质 糖、脂肪、蛋白质、核酸 乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸、氨基酸
一、一次代谢和二次代谢
二次代谢：对维持植物生命活动来说不起重要作用 并非所有植物中都存在
二次代谢产物 Secondary metabolits 对机体生命活动并非不可缺少的物质 生物碱、黄酮、萜类、蒽醌、香豆素等
天然化合物之间的结构联系 天然化合物与一次代谢产物间的联系
天然药物化学(全套课件142P)
吗啡是鸦片中最主要的生 物碱(含量约10-15%) 1806年法国化学家F· 泽尔 蒂纳首次从鸦片中分离出.
三.主要研究内容和意义 结构特点
主要化学
理化性质
提取分离
结构鉴定
理化性质
生物合成途径
结构修饰或合成 二次代谢产物
天 然 药 化 的 研 究 意 义
从分子层面了解认识天然物 人工方式得目标产物造福人类
有机化学 无机化学 相关课程 分析化学
生药药植
其他学科
波谱分析
四.天然药化研究现状及发展前景
中医中药在临床应用了几千年 其疗效经过了实践的检验 并成为世界文化的一朵奇葩 生产工艺比较落后 质量监控亟待改进 中医独特哲学思想西方人难以理解 成为中药国际化的严重障碍
新药研究与开发成为 当今十分重要和紧迫的课题
HO O
三萜(C30)
COOH
OH
HO
薄荷醇
HO
OH
穿心莲内酯
齐敦果酸
甾体及其苷类
具有环戊烷并多氢菲结构的化合物及其苷
O
O
OH
HO
胆固醇
(D-digitoxose)3 O
羟基毛地黄毒苷
生物碱类
天然产物中含氮的有机化合物
MeO
OH CHCHCH 3 NHCH3
MeO
N
麻黄碱
HO OMe 罂粟碱
生物合成 Biosynthesis
天然药物化学
Medicinal Chemistry of Natural Products
主要参考书目
吴立军《天然药物化学》（第5版） 人民卫生出版社，2007
汪茂田等《天然有机化合物提取分 离与结构鉴定》化工出版社，2004
天然药物化学课件全
天然药物化学课件全•绪论•天然药物的化学成分•天然药物化学成分的提取与分离•天然药物的开发与应用目录CONTENTS•天然药物化学的实验技术与方法•天然药物化学的研究热点与趋势目录CONTENTS01绪论天然药物化学的定义与任务定义天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。
任务研究天然药物化学成分的结构、性质、提取分离、结构修饰、合成及构效关系，为新药研究与开发提供先导化合物和创新药物。
天然药物化学的研究内容与特点研究内容包括各类天然药物（如植物药、动物药、矿物药等）的化学成分、结构特征、理化性质、提取分离、结构鉴定以及生物活性等。
特点以天然产物为研究对象，具有多样性、复杂性和活性的特点；采用多学科交叉的研究方法，涉及化学、生物学、医学等多个领域。
天然药物化学的发展历史与现状发展历史经历了从经验积累到科学研究的漫长过程，随着现代科学技术的不断发展，天然药物化学的研究手段和方法不断更新和完善。
现状目前，天然药物化学已经成为新药研究和开发的重要领域之一，不断有新的天然活性成分被发现并应用于临床，同时，天然药物化学的研究也在不断推动着相关学科的发展。
02天然药物的化学成分生物碱是一类含氮的碱性有机化合物，在植物中分布广泛，具有显著的生理活性和药理作用。
定义包括吡啶类生物碱、喹啉类生物碱、异喹啉类生物碱、吲哚类生物碱等。
种类多数生物碱为无色或白色结晶，少数为液体，具有旋光性；味苦，少数味辛；多数呈碱性反应，能与酸结合成盐。
性质具有镇痛、止咳、平喘、解热、抗菌、抗病毒等多种药理作用。
药理作用生物碱定义种类性质药理作用黄酮类化合物01020304黄酮类化合物是一类以苯色酮环为基础的酚类化合物，广泛存在于植物界中。
包括黄酮、黄酮醇、异黄酮、查耳酮等。
多为黄色结晶或粉末，具有酚羟基，呈弱酸性；可溶于有机溶剂，如乙醇、乙醚等。
具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等多种药理作用。
定义种类性质药理作用萜类化合物萜类化合物是一类由异戊二烯单元组成的天然有机化合物，广泛存在于植物精油中。
天然药化第一章总论ppt课件
（五）鞣质（tannins）
生物合成途径、物理和化学性质（各章论述）。
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可编辑
按照“实验的异戊二烯法则”，认为萜类是由异戊二烯聚合而成的化合物，有 单萜—多萜。是天然界最多的一类化合物，已有2万多个化合物结构被确定。
萜类名称 异戊二 烯数目
碳数
单萜
CH2=C-HC=CH2 倍半萜
CH 3
二萜
异戊二烯 (isoprene)
三萜 四萜
多萜
2
10
3
15
4
20
6
30
8
40
n
5n
穿心莲内酯（抗炎）
筛选研究。
二、化学成分
天然药物资源中所含化学成分复杂，其主要是
（一）脂类（lipids）
1、油脂
为混合物，甘油脂肪酸酯等
2、腊
脂肪酸和脂肪醇生成的固体酯类
3、甾醇类
如β谷甾醇
4、磷脂
HO
中草药成分化学 林启寿 1977, P39
★薏苡仁酯
★ 脂类易溶于石油醚等亲酯性溶剂，难溶于水。
（二）萜类（terpenes or terpenoids）
植物灵芝，并以植物来源为主 动物：如地龙（蚯蚓）、牛黄等 矿物：如石膏等
目前已鉴定的中药有8千多种，少数民族用药，如藏药、傣药、壮药、苗 药、朝药等达3千余种，还有其他民间用草药，已进入科学记载的中国植物 达42200种，这些都是我国的宝贵财富。
我国著名的早期药书《神农本草经》出 版于公元前一世纪西汉末年，后又经唐、宋 、元、明、清中各代药学家的完善形成了浩 瀚的文献资料。明代李时珍的《本草纲目》 （1590-1596年）是最重要的，堪称药学巨 著，现已译成英、日、德、法等多种语言文 字，成为世界性的重要药学文献之一。