天然产物结构修饰
某种天然产物的结构修饰及其活性改良研究
某种天然产物的结构修饰及其活性改良研究某种天然产物的结构修饰及其活性改良研究引言：天然产物是指从动植物、微生物或其他自然资源中提取的具有药物活性或生物活性的化合物。
天然产物因其多样性和复杂性而受到广泛关注，并常被用作药物开发的起点。
然而，天然产物也存在着一些困难，如活性低、副作用大和合成复杂等问题。
因此，研究人员逐渐转向对天然产物进行结构修饰，并通过改良其活性，以获得更高效的药物。
一. 结构修饰的类型：1. 基团的改变：通过替换分子中的特定基团，可以改变天然产物的药物活性。
例如，将一个活性基团替换为其结构类似但更有活性的基团，或者通过引入电子吸引基或供体基团来改变分子的极性。
2. 模块化修饰：将天然产物分子的特定区域（模块）替换为其他相似结构的模块，以改变分子的立体构型或化学性质。
3. 环境因素的改变：改变天然产物分子的环境条件，如酸碱度、溶剂、刺激物等，也可以改变其活性。
这种方法常用于对具有多环结构的天然产物的修饰。
4. 框架扩展：通过在天然产物分子中引入额外的原子或原子团，可以改变其分子框架，从而获得新的药物活性。
二. 活性改良的策略：1. 结构-活性关系研究：通过对天然产物及其衍生物的活性进行系统的测试和分析，可以揭示其分子结构与活性之间的关系。
这有助于指导后续的结构修饰工作，以达到活性改良的目的。
2. 分子模拟和计算化学方法：利用计算机模拟和化学计算方法，可以预测天然产物的化学性质和活性，从而指导结构修饰的方向和方法。
这种策略可以大大缩短实验时间和成本，并提高结构修饰的成功率。
3. 高通量筛选技术：利用高通量筛选技术，可以快速筛选出具有特定活性的化合物，并辅助设计和优化结构修饰方案。
4. 结合药物化学与化学生物学方法：结合药物化学和化学生物学的方法，可以设计和合成出具有目标活性的天然产物结构类似的化合物，并通过体外和体内试验验证其活性。
5. 有机合成方法学的进展：随着有机合成方法学的不断进步，天然产物的结构修饰变得越来越容易和高效。
天然产物的全合成与结构修饰
天然产物的全合成与结构修饰天然产物是指生物体内合成的化合物，其结构复杂且具有潜在的生物活性。
由于它们在药物开发、农业保护和化妆品等领域具有巨大的应用潜力，因此合成和修饰天然产物的方法变得至关重要。
本文将介绍天然产物的全合成方法以及结构修饰的重要性。
1. 天然产物的全合成方法天然产物的全合成是指通过逐步合成所有的原始碳骨架和功能基团，最终得到目标化合物。
这种方法需要设计和实施一系列复杂的化学反应，如碳碳键的形成、立体选择性的控制和环化反应的实现。
2. 结构修饰的重要性天然产物通常具有复杂且多样的结构，但它们的活性和药理特性并不完美。
因此，对天然产物的结构进行修饰可以改善其活性、选择性和药代动力学特性。
结构修饰还可以帮助研究人员优化合成路线，提高产量和效率。
3. 结构修饰的策略结构修饰的策略主要包括以下几种：- 置换基团：通过更换原始化合物中的基团来增强活性或改变药理特性。
通常使用各种官能团转化反应，如羟基化、氨基化和甲基化等。
- 核苷酸：通过添加小分子到天然产物的核心结构上来改变其活性。
这种方法在药物开发中尤为常见，如使用脱氧核苷酸抑制病毒复制。
- 机构调整：通过旋转或调整功能基团的位置来增强化合物的活性。
这种方法可以通过化学反应或生物催化来实现，并且通常需要对反应条件和试剂进行精确控制。
4. 结构修饰的案例研究以下是两个成功的结构修饰案例：- 鲑鱼硫醇肽（Salmon Calcitonin）：鲑鱼硫醇肽是一种人工合成的多肽药物，用于治疗骨质疏松症。
通过在原始的大分子结构中引入某些氨基酸和置换基团，可以增强其活性并改善生物可及性。
- 阿司匹林（Aspirin）：阿司匹林是世界上最常用的非处方药之一，用于缓解疼痛和降低炎症。
通过在水杨酸的结构中引入乙酰基基团，可以增强其选择性和生物稳定性。
综上所述，天然产物的全合成和结构修饰是提高药物和化学品开发效率的重要手段。
这些方法为研究人员提供了改善药物活性和性能的机会，并有助于优化合成路线和提高产量。
有机合成中的天然产物合成与结构修饰
有机合成中的天然产物合成与结构修饰天然产物是指存在于自然界中的化合物，包括植物、动物、微生物等生物体所产生的化学物质。
这些天然产物具有广泛的生物活性和药理作用，对于药物研发、农业发展、化妆品以及食品添加剂等领域具有重要的价值和应用前景。
然而，天然产物的药理活性常常受到其独特的结构和化学性质的限制，因此有机合成在天然产物合成与结构修饰中起着至关重要的作用。
在有机合成中，追求高效、高选择性和高产率是合成有机天然产物的关键目标。
传统的有机合成方法包括化学合成和生物合成两种方式。
化学合成是指通过无机试剂或有机试剂对天然产物的母体结构进行合成和修饰。
生物合成则是利用生物体或其代谢产物的催化作用，通过微生物、植物或动物细胞等进行合成。
这两种方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的方法来合成目标产物。
在天然产物结构修饰中，化学修饰和生物修饰是常用的方法。
化学修饰是指通过合成有机试剂，通过改变天然产物的某些功能团或原子，来改变其结构和性质。
这种方法可以通过合成不同的衍生物、类似物或同系物来探索结构与活性之间的关系，进一步优化药理活性。
生物修饰则是利用生物体或其代谢产物的酶、酰基转移酶等催化作用，在天然产物的特定位点进行修饰。
这种方法常常能够得到天然产物的众多类似物，并且具有良好的化学和生物控制性。
另外，近年来，逐步发展起来的点击化学、微波化学、流动化学等新兴技术也在天然产物合成和结构修饰中得到了广泛应用。
点击化学是一种高效、可控、反应选择性好的合成方法，通过点击反应（Click Reaction）将小分子组装成具有复杂结构的大分子。
微波化学则是利用微波辐射能量促进化学反应的进行，反应速率加快、产率提高。
流动化学则是将反应体系置于连续流动模式中进行反应，具有灵活性高、反应时间短、产率高的特点。
综上所述，有机合成在天然产物合成和结构修饰中具有重要地位和作用。
通过选择合适的合成方法和修饰策略，可以合成出具有良好活性和选择性的天然产物类似物，并为新药物的开发提供新思路和方法。
天然产物的结构修饰与活性优化研究论文素材
天然产物的结构修饰与活性优化研究论文素材天然产物指的是生长在自然环境中的有机化合物，包括植物、动物和微生物产生的物质。
天然产物因其具有广泛的结构多样性和生物活性而被广泛应用于药物研发、农业化学品和化妆品等领域。
然而，许多天然产物的活性存在局限性，如低稳定性、抗药性和毒副作用等。
因此，研究人员致力于通过结构修饰和活性优化来克服这些局限性，以提高天然产物的活性和应用价值。
一、结构修饰的方法1.1 构建模拟分子通过模拟分子的构建，可以对原始天然产物的结构进行修饰。
常用的方法包括分子对接、分子动力学模拟和量子化学计算等。
通过这些方法，研究人员可以预测修饰后的分子与靶标的结合模式、亲和力和生物活性等性质，从而指导结构修饰的策略。
1.2 合成改造合成改造是通过有机合成方法对天然产物的结构进行修饰。
常见的方法包括保护基策略、官能团转化和碳骨架构建等。
通过这些方法，研究人员可以调整天然产物的立体结构、功能基团和环境响应性，从而拓展其化学空间，增强其活性和稳定性。
二、活性优化的策略2.1 结构活性关系通过研究天然产物的结构与活性之间的关系，可以揭示其活性的关键结构基团和构效关系。
通过这些结构活性关系的分析，研究人员可以有针对性地进行结构修饰，以获得具有更高活性的天然产物衍生物。
2.2 靶点优化靶点优化是指通过合理设计药物靶点来增强天然产物的活性。
通过研究天然产物与靶点的结合模式和活性位点，研究人员可以改造靶点的结构，增强与天然产物的相互作用，从而提高活性。
三、实例分析以天然产物阿霉素为例，通过结构修饰和活性优化，可获得具有更好活性和生物利用度的阿霉素衍生物。
其中，通过合成改造，可以引入不同的官能团、调整立体结构和构建新的碳骨架，以增强其抗肿瘤活性和减轻毒副作用。
结构活性关系研究表明，阿霉素衍生物的活性与其环芳醌结构和侧链上的氨基酸残基密切相关，进一步指导了结构修饰的策略。
综上所述，通过结构修饰与活性优化的研究，天然产物的活性和应用价值可以得到显著提高。
药物化学中的天然产物结构修饰研究
药物化学中的天然产物结构修饰研究药物化学是药物研发的重要领域，通过对天然产物的结构修饰，可以改变其生物活性、药物代谢和毒性等特性。
本文将着重探讨药物化学中天然产物结构修饰的研究方法和应用。
一、引言天然产物是从动植物和微生物等自然界中提取得到的化合物，具有多种抗菌、抗炎、抗肿瘤等生物活性。
然而，由于其结构复杂和药代动力学等问题限制了其在药物研发中的广泛应用。
因此，通过结构修饰来改变其性质，成为药物学领域的研究热点。
二、天然产物结构修饰的方法1. 化学合成化学合成是一种常用的天然产物结构修饰方法。
通过改变天然产物结构中的官能团或合成新的衍生物，可以生成结构类似但具有更好生物活性的化合物。
常用的合成方法有催化反应、取代反应等。
2. 生物转化生物转化是一种利用生物酶或整体微生物对天然产物进行结构修饰的方法。
在生物代谢的过程中，通过酶的催化作用，可在特定的位点上引入新的官能团或改变已有官能团的化学性质。
三、天然产物结构修饰的应用1. 提高生物活性通过结构修饰，可以增强天然产物的生物活性，提高其对特定靶点的亲和性和选择性。
例如，通过改变某些位点上的官能团，可以增强某一化合物对癌细胞的抑制活性。
2. 改善药物代谢性质天然产物在体内经常面临药物代谢酶的作用，导致其代谢失活或药代动力学不理想。
通过结构修饰，可以降低药物的代谢速率，延长其在体内的半衰期，提高药物的生物利用度。
3. 减轻毒性部分天然产物具有一定的毒性，限制了其临床应用。
通过结构修饰，可以减轻药物的毒性，提高其耐受性，增加安全性。
这对于一些治疗剂量较高的药物尤为重要。
四、案例研究1. 阿司匹林阿司匹林是一种常用的非处方药。
其原型化合物水杨酸存在胃肠道不良反应和出血等副作用。
通过对其结构的修饰，将水杨酸上的羧酸基替换为酯基，成功合成了阿司匹林。
这一改变保留了药物的抗炎和镇痛作用，同时减轻了胃肠刺激。
2. 阿尼曲霉素阿尼曲霉素是一种抗生素，具有抗菌活性。
通过对其结构的修饰，引入新的官能团，合成了包括氧化和氮化阿尼曲霉素在内的多种衍生物。
天然产物的合成与结构修饰研究
天然产物的合成与结构修饰研究天然产物是指在自然界中存在的、通过生物合成而成的有机化合物，具有广泛的生物活性和药理活性。
研究天然产物的合成及其结构修饰，不仅可以扩大天然产物的结构多样性和药理活性，还可为新药的发现和开发提供重要的参考。
天然产物的合成是模仿生物合成途径，通过人工合成来获取复杂天然产物的一种方法。
这种方法可以使得无法通过提取的方式得到的药物也能被合成出来，从而解决了药物来源有限的问题。
然而，由于天然产物的结构复杂性和手性性质，它们的合成往往面临着许多困难和挑战。
首先，天然产物的结构通常由大量的手性碳原子组成，这使得合成过程中的手性控制成为一个难题。
手性控制是指在合成过程中保持构建手性中心和保证其立体构型一致的过程，它对于合成复杂的手性化合物来说尤为重要。
为了实现手性控制，化学家们需要设计和合成具有手性诱导元件的中间体，通过这些中间体完成手性中心的装配和立体构型的确定。
其次，天然产物的合成往往需要进行复杂的连接和环化反应。
天然产物通常具有多个不同的功能团，在合成过程中需要将它们有效地连接起来并形成特定的环化结构。
这对于合成化学家来说是一个技术和挑战。
结构修饰是指通过改变天然产物的结构，达到调控其活性和性质的目的。
通过对天然产物进行结构修饰，可以改变其药代动力学特性、提高其药效、降低毒性、增强其稳定性等。
这一研究方向对于新药的发现和优化有着重要的意义。
结构修饰的方法通常包括合成衍生物、修饰活性团和对分子骨架进行改变等。
合成衍生物是指通过对天然产物的结构进行改变，引入新的官能团或修饰已有的官能团，从而改变其药理活性。
修饰活性团则是指通过改变天然产物的活性团，调节其与靶标结合的亲和力和选择性。
对分子骨架进行改变则是通过改变天然产物的骨架结构，获取具有新药潜力的结构类型。
天然产物的合成和结构修饰研究不仅对于药物研究有着重要的推动作用，还为天然产物的构建和结构活性关系的探索提供了重要途径。
通过合成和结构修饰研究，不仅可以揭示天然产物的作用机制，还可以发现新的具有治疗潜力的化合物。
天然产物的结构修饰与活性研究
天然产物的结构修饰与活性研究天然产物是指存在于自然界中的生物产物，包括植物、动物、微生物等全部生物体内所含的物质。
这些物质通常具有丰富的化学结构多样性和广泛的生物活性，对于新型药物和生物农药的研发具有重要的价值和意义。
为了更好地利用天然产物，研究人员常常进行结构修饰与活性研究，以提高其医药和农药活性。
本文将就天然产物的结构修饰和活性研究展开阐述。
一、天然产物的结构修饰1. 结构修饰的目的天然产物常常具有复杂的结构，其中的活性团可以通过结构修饰来增强或改变其活性。
结构修饰的目的主要有以下几点：（1）提高天然产物的生物活性；（2）改善天然产物的药代动力学性质；（3）增加天然产物的稳定性；（4）提高天然产物合成的产率。
2. 结构修饰的方法天然产物的结构修饰方法多种多样，常见的包括：（1）合成类似物：通过对天然产物的一部分结构进行修改，合成与之相似但更活性的类似物；（2）构效关系研究：通过修改天然产物的活性团，寻找与生物活性相关的结构特征；（3）引入新的官能团：通过引入新的官能团，增加天然产物的活性和选择性。
二、天然产物的活性研究1. 活性筛选方法天然产物的活性筛选是指通过实验方法，对大量化合物进行活性测定，筛选出具有一定活性或潜在活性的物质。
常用的活性筛选方法有：（1）酶抑制活性筛选：通过对酶抑制活性的测定，筛选出具有潜在药物作用的化合物；（2）细胞毒性活性筛选：通过对细胞增殖或凋亡的影响，筛选出具有抗肿瘤或抗病毒活性的化合物；（3）受体结合活性筛选：通过对与疾病有关的受体结合活性的测定，筛选出具有治疗潜力的化合物。
2. 活性研究的意义天然产物的活性研究对于新药和农药的研发有着重要的意义：（1）新药研发：通过对天然产物的活性进行研究，可以为新药的研发提供候选化合物；（2）农药研发：天然产物常常具有抗虫、抗菌等活性，可以作为农药的优质源头。
三、天然产物的举例1. 阿司匹林阿司匹林是一种天然产物，主要从柳树皮提取得到。
天然产物合成中的结构修饰与活性改进
天然产物合成中的结构修饰与活性改进天然产物合成一直是有机合成领域的研究热点之一。
天然产物和天然产物类似的化合物通常具有重要的生物活性和药理学特性，因此对其合成研究一直备受关注。
然而，天然产物的复杂结构和多样的功能困难着合成化学家。
为了克服这些困难，并改善天然产物的活性，研究人员不断探索结构修饰和活性改进的方法。
一、结构修饰在天然产物合成中的应用结构修饰是指通过改变天然产物的分子结构或添加功能团来获得新化合物。
这种方法可以改变天然产物的物理性质和化学性质，并提高其活性。
在天然产物合成中，结构修饰有以下几个方面的应用：1. 立体化学修饰立体化学修饰是指通过改变分子的立体构型来改变其活性。
在天然产物中，立体化学通常对药理学活性产生重要影响。
通过合成对映异构体、构建手性中心或引入手性配体等策略，可以调控分子的立体构型，从而改变其生物学活性。
2. 环境修饰环境修饰是指在天然产物分子中引入环境敏感的基团，以实现活性的调控。
例如，通过引入光敏基团，可以使合成的化合物在特定波长的光照下发生结构变化，从而实现对活性的调节。
这种方法可应用于荧光探针、光动力治疗等领域。
3. 功能团修饰功能团修饰是指在天然产物分子中引入特定的官能团，以增加其化学反应性或增强活性。
例如，通过在化合物中引入亲电基团、亲核基团或金属配合物等，可以增加分子的反应性，使其在生物体内发挥更好的活性。
二、活性改进在天然产物合成中的应用除了结构修饰外，活性改进也是天然产物合成中的重要研究方向。
通过对天然产物进行改良和优化，可以提高其生物活性和药理学特性。
活性改进可以从以下几个方面进行：1. 类似化合物的合成借鉴天然产物的骨架和结构，可以合成结构类似但具有改进活性的化合物。
这些类似化合物可以通过结构修饰或结构改造来实现对特定生物靶点的更好结合和作用，从而改善其活性。
2. 药物递送系统的设计天然产物本身在药物递送方面可能存在一些限制，如生物利用度低、稳定性差等。
有机合成中的天然产物结构修饰研究
有机合成中的天然产物结构修饰研究有机合成是一门研究有机物合成的学科，而天然产物结构修饰则是有机合成的一个分支领域。
天然产物是生物体内自然存在的化学物质，具有广泛的生物活性和药理活性。
通过对天然产物结构的修饰，可以改变其活性和选择性，为药物研发提供了重要的思路和方法。
本文将介绍一些常见的天然产物结构修饰策略和研究进展。
一、天然产物结构修饰的重要性天然产物在药物研发中发挥着重要的作用。
许多药物的活性成分来自天然产物的结构，如阿司匹林、紫杉醇等。
然而，天然产物的活性和药理活性往往具有复杂性和多样性，不适合直接应用于药物研发。
通过对天然产物结构的修饰，可以降低药物的毒性、提高生物利用度、增强稳定性等，从而得到更好的药物候选物。
二、天然产物结构修饰的策略1. 维持活性团天然产物的结构修饰往往保留其活性团，同时对其他位点进行修饰。
通过维持活性团的同时，改变其他位点的结构，可以调节化合物的水溶性、稳定性和靶向性。
2. 引入功能团引入新的功能团是天然产物结构修饰的另外一种策略。
可以通过引入氧、氮、硫等原子，构建新的官能团，增加化合物的多样性和活性。
3. 环合反应环合反应是天然产物结构修饰中常用的策略之一。
通过环合反应可以构建多样的环结构，改变化合物的立体结构和空间构型。
常用的环合反应有Diels-Alder反应、环丁烯烯烃反应等。
4. 合成类似物合成类似物是一种常用的天然产物结构修饰策略。
通过合成类似物，可以在维持原有结构的基础上改变化合物的活性和选择性。
三、天然产物结构修饰的研究进展目前，在天然产物结构修饰领域已经取得了一些重要的研究进展。
例如，通过引入新的官能团，可以改善天然产物的水溶性和生物利用度，增加药物的稳定性和药效。
通过环合反应，可以构建多样化合物的环结构，从而改变其活性和选择性。
针对特定靶点的修饰策略也逐渐受到关注，通过对特定靶点的修饰，可以提高药物的靶向性和选择性。
此外，天然产物结构修饰的合成方法也得到了不断的改进。
天然产物的结构修饰与活性优化研究进展论文素材
天然产物的结构修饰与活性优化研究进展论文素材天然产物的结构修饰与活性优化研究进展随着人们对于天然产物的认识不断深入，研究者们开始关注如何通过结构修饰与活性优化，发现和开发更多具有药理活性的天然产物。
本文将介绍天然产物结构修饰与活性优化的研究进展，并提供相关的论文素材。
1. 引言天然产物一直被人们用来治疗各种疾病，具有广泛的药理活性。
然而，由于某些天然产物存在结构不稳定、活性低以及药代动力学等问题，限制了它们在药物开发中的应用。
因此，研究者们开始探索如何通过结构修饰与活性优化，提高天然产物的药理活性。
2. 结构修饰方法2.1 核苷酸修饰苷酸是一类重要的生物活性天然产物，通过引入不同的官能团或在特定位点进行修饰，可以增强其生物活性。
例如，将核苷酸与特定药物分子结合，形成核苷酸偶联药物，具有更高的抗肿瘤活性。
2.2 多糖修饰天然多糖是一类重要的生物活性分子，通过调控其分子结构和官能团的引入，可以改变其生物活性。
例如，通过糖基转移酶催化反应，将特定的糖基转移到多糖分子上，可以改变其抗菌活性或抗炎活性。
2.3 天然产物合成通过全合成或半合成的方法，可以对天然产物的结构进行修饰，并优化其活性。
例如，利用化学合成的方法，合成多样化的拟天然产物，通过对其结构进行调整和优化，获得具有更高活性的化合物。
3. 活性优化方法3.1 3D QSAR模型构建三维定量构效关系（3D QSAR）是一种常用的方法，可以通过分子的三维结构信息，预测其活性。
通过构建3D QSAR模型，可以对天然产物进行活性预测和优化。
3.2 药物设计策略根据已知的天然产物结构和活性信息，结合药物设计的原理，可以设计出具有更高活性的天然产物衍生物。
例如，通过聚集诱导发光策略，可以设计出具有强烈生物活性的药物分子。
3.3 抑制剂优化对于酶抑制剂类天然产物，通过对其结构进行修饰和优化，可以增强其抑制活性。
例如，利用分子对接和分子动力学模拟等方法，可以预测和优化酶抑制剂的结构和活性。
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采用讲授为主的教学方法。
教学内容：
天然产物结构修饰是新药发现的重要途径.本课程内容:结合药物分子设计理论,介绍从天然产物中发现的一些重要活性天然产物的结构修饰及其构效关系。化合物类型包括生物碱、二萜、倍半萜、木脂素、甾体等。方法包括化学合成和生物转化。
使用教材：自编
主要参考书：“Classics in Total Synthesis” K. C. Nicolaou
北京协和医学院研究生教学大纲
课程编号：000
课程名称：（中文）天然产物结构修饰
（英文）Structural Modification of Natural Products
开课单位：北京协和医学院药物研究所
Institute of Materia Medica, Peking Union Medical College
“Medicinal Chemistry of Bioactive Natural Products”梁晓天、方唯硕主编
教学学系
天然产物化学研究室
课程负责人
张培成
答疑电话
63165231
周
次
星
期
授课（实验）内容
课时数
主讲
教师
实验
理论
实验
辅教
1
二
天然产物结构修饰与创新药物研究
4
庾石山
2
二
天然产物结构修饰基本原理
开课学期：春
课程类别：基础理论课
面向范围：硕士/博士
教学方式：讲授
总学时数：47讲课学时：44实验（实习）学时：0
学分：2.0
考试方式：闭卷
课程负责人：张培成研究员教学秘书：待聘联系方式：63165231
教学目标：
通过学习掌握不同类型天然产物结构修饰的研究思路和实验设计方法，并能熟练运用所学各类化学反应。
“Medicinal Chemistry of Bioactive Natural Products”梁晓天、方唯硕主编
备注：
北京协和医学院研究生课程教学计划
开课所院：药物研究所
课程名称
天然产物结构修饰
开课学期
春
课程类型
基础
总学时数
47
理论学时
44
实验学时
0
考试时数
3
教材
自编
主要教参
“Classics in Total Synthesis” K. C. Nicolaou4Fra bibliotek方唯硕
3
二
倍半萜—青蒿素结构修饰
4
张培成
4
二
生物碱（一）吲哚类和异喹啉类结构修饰
4
庾石山
5
二
生物碱（二）吗啡类结构修饰
4
苏亚伦
6
二
紫杉烷类天然产物结构修饰与构效关系
4
方唯硕
7
二
香豆素类化合物结构修饰
4
张培成
8
二
木脂素类活性天然产物结构修饰
4
石建功
9
二
甾体类化合物结构修饰
4
张东明
10
二
甾体的生物转化
4
戴均贵
11
二
组合生物转化
4
戴均贵
12
二
考试
3
张培成