天 然 产 物 化 学30页PPT
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第二章-天然产物有效成分的毒理学安全性与功能性评价PPT课件
(3)细胞器(organelle)：将细胞制作匀浆，进一步离心分离成 为不同的细胞器或组分，例如线粒体、微粒体、核等，用 于实验。
体内试验和体外试验各有其优点和局限性，应主要根据实 验研究的目的要求，采用最适当的方法，并且互相验证。
25
3. 人体观察
通过中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关 于人体的毒理学资料，这是临床毒理学的主要 研究内容。有时可设计一些不损害人体健康的 受控的实验，但仅限于低浓度、短时间的接触， 并且毒作用应有可逆性。
是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接 触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化 学物质，又称为“外源生物活性物质”。
内源化学物
是指机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产 物或中间产物。毒理学研究外源化学物对机体的有害作 用，而不是有益作用(如营养作用、治疗作用等)。
3
毒理学的目的 任何一种化学物质在一定条件下都可能是
❖ 毒理学实验可采用整体动物、游离的动物脏器、组织、 细胞进行。根据所采用的方法不同，可分为体内试验 (in vivo test)和体外试验(in vitro test)。毒理学还 利用限定人体试验和流行病学调查直接研究外源化学 物对人体和人群健康的影响。
21
表1-1
化学物 乙醇 氯化钠 硫酸亚铁 硫酸吗啡
第二章 天然产物有效成分的 毒理学安全性和功能性评价
✓ 毒理学评价
✓ 安全性评价 ✓ 功能性评价
1
一、毒理学安全性评价
❖ 毒理学(toxicology)
是研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、 生物学机制（biologic mechanisms）、危险度评价 （risk assessment）和危险度管理（risk management）的科学。毒理学主要分为三个研究领域， 即描述毒理学、机制毒理学和管理毒理学。
体内试验和体外试验各有其优点和局限性，应主要根据实 验研究的目的要求，采用最适当的方法，并且互相验证。
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3. 人体观察
通过中毒事故的处理或治疗，可以直接获得关 于人体的毒理学资料，这是临床毒理学的主要 研究内容。有时可设计一些不损害人体健康的 受控的实验，但仅限于低浓度、短时间的接触， 并且毒作用应有可逆性。
是在人类生活的外界环境中存在、可能与机体接 触并进入机体，在体内呈现一定的生物学作用的一些化 学物质，又称为“外源生物活性物质”。
内源化学物
是指机体内原已存在的和代谢过程中所形成的产 物或中间产物。毒理学研究外源化学物对机体的有害作 用，而不是有益作用(如营养作用、治疗作用等)。
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毒理学的目的 任何一种化学物质在一定条件下都可能是
❖ 毒理学实验可采用整体动物、游离的动物脏器、组织、 细胞进行。根据所采用的方法不同，可分为体内试验 (in vivo test)和体外试验(in vitro test)。毒理学还 利用限定人体试验和流行病学调查直接研究外源化学 物对人体和人群健康的影响。
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表1-1
化学物 乙醇 氯化钠 硫酸亚铁 硫酸吗啡
第二章 天然产物有效成分的 毒理学安全性和功能性评价
✓ 毒理学评价
✓ 安全性评价 ✓ 功能性评价
1
一、毒理学安全性评价
❖ 毒理学(toxicology)
是研究化学、物理和生物因素对机体的损害作用、 生物学机制（biologic mechanisms）、危险度评价 （risk assessment）和危险度管理（risk management）的科学。毒理学主要分为三个研究领域， 即描述毒理学、机制毒理学和管理毒理学。
天_然_产_物_化_学刘湘版
提取：将有效成分从天然物质中提出的过程 分离：将提取中混合的性质相同或不同的成分 进一步分开的过程
研究天然产物化学成分的基本步骤
原材料 提取
总提取物 目的化合物 初步分离 不同部位
结构Байду номын сангаас饰 人工合成
单体化合物
精细分离纯化
一、天然产物化学成分的预实验
1.基本原理： 根据各成分极性的不同，先系统地分成几个不 同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结 合纸色谱、薄板色谱，定性判断各部分中可能 含有的化合物类型。
提取分离
结构测定 生物活性 在理解的基础上，用自己的语言来消化和记忆， 善于归纳和总结，做到触类旁通，举一反三；
Chapter
2
天然产物的提取分离和结构鉴定
主要内容
一、天然产物化学成分的预实验与提取 二、色谱分离分析方法 三、结晶和重结晶 四、天然产物化学成分的结构鉴定
§2.1天然产物化学成分的预实验与提取
§1-2天然产物的生物合成
1.2.1 一次代谢与二次代谢 1.2.2 二次代谢产物的生物合成途径
1．一次代谢：
二氧化碳、水
各种代谢 光合作用
糖和氧气
糖、蛋白质、脂质、核酸
这些是植物生存不可缺少的物质，该过 程存在于所有的绿色植物中，称为一次代谢 过程，产生的物质称为一次代谢产物 （primary metabolite）。
4.氨基酸（amino acid pathway）途径：
生成青霉素、头孢菌素、生物碱
5.混合途径：复杂的化合物
（1）醋酸-丙二酸-莽草酸途径
（2）醋酸-丙二酸-甲羟戊酸途径 （3）氨基酸-甲羟戊酸途径 （4）氨基酸-醋酸-丙二酸 （5）氨基酸-莽草酸途径
营养学之植物化学物 ppt课件
催化位点，从而竞争性抑制蛋白酶。
7.单萜类（monoterpenes）
• 存在于调料科植物中，如薄荷 （peppermint）中的薄荷醇（menthol）、 葛缕子种籽（caraway seeds）中的香芹酮 （carvone）、柑桔油（citrus oil）中的柠 檬油精（limonene）
• 单萜类物质的每日摄入量大约为150mg。
类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植 物次级代谢产物，它们的主要功能之一是使植物 显示出红色或黄色。
1.类胡萝卜素（carotenoids）
• 无氧型（oxygen-free）
– -胡萝卜素 – -胡萝卜素 热稳定型 – 番茄红素
• 有氧型（oxygen-containing）
– 黄体素 – 玉米黄素 热敏感型 – -隐黄素
Carotenoids are widespread secondary plant metabolites in fruits and vegetables. One of their main functions is to provide the red and yellow color to the plant.
The average daily intake of monoterpenes is around 150 mg.
8.植物雌激素（phyto-oestrogens）
• 主要包括：异黄酮、木聚素
– 结合到哺乳动物体内雌激素受体上并能发挥类 似于内源性雌激素作用的成分。异黄酮和木聚 素从化学结构上讲均是多酚类物质，但也属于 植物雌激素。异黄酮几乎全部存在于大豆和大 豆制品中，木聚素在亚麻(flax)种籽和粮食制品 中含量较高。
○
○
○ ○ ○○
7.单萜类（monoterpenes）
• 存在于调料科植物中，如薄荷 （peppermint）中的薄荷醇（menthol）、 葛缕子种籽（caraway seeds）中的香芹酮 （carvone）、柑桔油（citrus oil）中的柠 檬油精（limonene）
• 单萜类物质的每日摄入量大约为150mg。
类胡萝卜素是水果和蔬菜中广泛存在的植 物次级代谢产物，它们的主要功能之一是使植物 显示出红色或黄色。
1.类胡萝卜素（carotenoids）
• 无氧型（oxygen-free）
– -胡萝卜素 – -胡萝卜素 热稳定型 – 番茄红素
• 有氧型（oxygen-containing）
– 黄体素 – 玉米黄素 热敏感型 – -隐黄素
Carotenoids are widespread secondary plant metabolites in fruits and vegetables. One of their main functions is to provide the red and yellow color to the plant.
The average daily intake of monoterpenes is around 150 mg.
8.植物雌激素（phyto-oestrogens）
• 主要包括：异黄酮、木聚素
– 结合到哺乳动物体内雌激素受体上并能发挥类 似于内源性雌激素作用的成分。异黄酮和木聚 素从化学结构上讲均是多酚类物质，但也属于 植物雌激素。异黄酮几乎全部存在于大豆和大 豆制品中，木聚素在亚麻(flax)种籽和粮食制品 中含量较高。
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○
○ ○ ○○
08天然产物化学
核磁共振波谱法
原理
利用原子核在外磁场中的自旋能级跃迁产生的共振信号来推断分子 结构的方法，主要包括氢谱、碳谱等。
应用范围
适用于各种天然产物的结构鉴定，尤其对于复杂分子的立体结构和 构象分析具有重要意义。
优缺点
能够提供详细的分子结构和构象信息，但仪器价格昂贵，操作复杂， 需要专业人员操作。
质谱法
原理
如含有红曲霉素、植物甾醇等成分的 产品。
抗氧化保健食品
如富含维生素C、维生素E、硒等成 分的产品。
其他特定功能的保健食品
如针对老年人骨质疏松的保健食品、 改善记忆力的保健食品等。
其他应用
在饮料中的应用
如天然果汁、茶饮料等，提供天 然风味和营养。
在烘焙食品中的应用
如使用天然酵母、果干等制作的 面包、蛋糕等，增加口感和营养 价值。
天然产物定义
天然产物是指动物、植物、昆虫、海洋生物和微生物体内的组成成分或其代谢产物以及人和动物体内许许多多内 源性的化学成分统称作天然产物。
天然产物分类
天然产物可分为植物类、动物类、海洋类和微生物类等。其中，植物类天然产物包括萜类、黄酮类、生物碱类等； 动物类天然产物包括蛋白质、酶、多糖等；海洋类天然产物包括海藻多糖、鱼油、珊瑚等；微生物类天然产物包 括抗生素、维生素、氨基酸等。
黄酮类化合物
定义与结构
黄酮类化合物是一类具有苯并γ吡喃酮结构的化合物，广泛存在 于植物界中。它们通常以游离态 或与糖结合成苷的形式存在。
分类
根据结构的不同，黄酮类化合物 可分为黄酮、黄酮醇、异黄酮、 查尔酮等。
生物活性
黄酮类化合物具有多种生物活性， 如抗氧化、抗肿瘤、抗心血管疾 病等。例如，槲皮素是一种黄酮 类化合物，具有显著的抗氧化和 抗炎作用。
天然产物 ppt课件
一般流程如下：
（2）离子交换树脂法
①将药材水提液通过强酸性阳离子交换树 脂，以除去碱性物质，再将流出液通过强碱 性阴离子交换树脂，有机酸根离子即被交换 其上，糖和其他中性杂质则流经树脂而被除 去，将树脂洗净后，用稀酸或稀碱溶液即可 将有机酸从柱上洗下。
②也可将药材的水提液先通过强碱性阴离子 交换树脂，使有机酸根离子交换在树脂上， 而碱性和中性杂质则流经树脂而除去，将树 脂洗净后，用稀酸洗脱即可得到游离的有机 酸，但也可用稀氨水洗脱，有机酸即成铵盐 而留于洗脱液中，将此洗脱液减压蒸去过剩 的氨水，再加酸酸化，总有机酸即游离析出。
两类鞣质的区别反应：
（1）鞣红反应：取五倍子浸液（含可水解鞣质），儿茶浸液（含缩合 鞣质）各2ml，分别加盐酸0.5ml，加热煮沸30分钟左右放冷。可水解鞣 质不发生沉淀，缩合鞣质有红色沉淀产生。
（2）三氯化铁反应：取五倍子浸液及儿茶浸流各1~2ml，分别加入三氯 化铁试液数滴，可水解鞣质显兰色或黑兰色反应，缩合鞣质显黑绿色反 应。
在药材中存在较为普遍的芳香族有机酸 是羟基桂皮酸的衍生物，如对羟基桂皮酸、 咖啡酸、阿魏酸、异阿魏酸和芥子酸等。咖
（1）.有机溶剂提取法
由于游离的有机酸易溶于有机溶剂而难溶
于水，有机酸则易溶于水而难溶于有机溶剂， 故一般可酸化使有机酸游离，然后选用合适 的有机溶剂提取。
方向。传统的提取方法是针对某种目标成分选取正确的溶剂，同时采用
加热或搅拌。较高的温度有利于目标成分的浸出，但温度过高又会使有
效成分受热分解或改变结构和性质。如果在提取过程中引入超声波，就
可以在较低的温度下大大促进溶剂提浸、萃取天然成分的过程。研究表
明，超声波作用可以改变反应物的质量传输机制，破坏细胞的细胞壁，
天然产物化学第3章 苯丙素类
– H-4: 低场位移
• 4a-C电子云密度↑→极化 C3,4-双键
OH
+ - +
-
OO
• 5,7-二OH取代
– H-6: d, J=2 Hz – H-8: brd, J=2 Hz
• 6,7-二OH取代
– H-5: s – H-8: brs (H-4, 8-远程偶
合)
H HO
HO
OO
H
OH取代
• 组成木脂素的单位
– 桂皮酸 (cinnamic acid) – 桂皮醛 (cinnamaldehyde) – 桂皮醇 (cinnamyl alcohol) – 丙烯苯 (propenyl benzene) – 烯丙苯 (allyl benzene)
9'
8'
98
β
7'
3
2 1 7α
2'
1' 6'
4
脱氨
COOH
COOH
H
HO
NH2
L-Tyrosine L-酪氨酸
脱氨
HO
COOH
苯丙酸类 偶合
HO
OO
umbelliferone 伞形花内酯
香豆素类
HO
O HO
H
OH
matairesinol 罗汉松脂素
木脂素类
cinnamic acid 桂皮酸
苯丙素类化合物的生合成途径
葡萄糖代谢
COOH
莽草酸
HO
• 木质素：苯丙素的多聚体
3 3'
分类
• 大多采用俗名
– 例：罗汉松脂素
• 系统命名
– C8构型
– 含氧官能团位置
天然产物化学(第六章)萜类化合物
反应产生紫色、红色。
H3C
S 200
H3C
CH3
H3C
愈创木奥
H3C
H3C
Se H3C
H3C
CH3
H3C OH
H3C
CH3
愈创木醇
2，4-二甲基7-异丙基奥
二、结构分类 （四）二萜（diterpenoids）
由4个异戊二烯单位构成，含20个碳原子。
分两类：1.链状二萜 2.环状二萜 1.链状二萜
CH2OH
65
3
7 8
O 9
1
O2
O glc 10 C H2 O H
梓醇 catalpol
O CO
OH
O
O
O glc CH2OH
梓苷 catalposide
OH H
O H
O glc CH2OH 桃叶珊瑚苷 aucubin
（二）环烯醚萜（iridoids） 分类 3.裂环环烯醚萜苷：苦味苷，龙胆苦苷，当药苷，
CHO
香叶醛 （α -柠檬醛）
geranial
CHO
香茅醛 citronellal
CHO
橙花醛 （β -柠檬醛）
neral
CH2OH
CH2OH
香叶醇（牻牛儿醇） geraniol
橙花醇 nerol
CH2OH
香茅醇 citronellol
CHO
[H]
CHO
CHO
香叶醛 （α -柠檬醛）
geranial [H]
植物醇 phytol
链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿 体的植物醇 ，与叶绿素分子中的卟啉 (卟啉) 结合成酯的形式存在于 植物中，曾作为合成维生素E、K1的原料。
H3C
S 200
H3C
CH3
H3C
愈创木奥
H3C
H3C
Se H3C
H3C
CH3
H3C OH
H3C
CH3
愈创木醇
2，4-二甲基7-异丙基奥
二、结构分类 （四）二萜（diterpenoids）
由4个异戊二烯单位构成，含20个碳原子。
分两类：1.链状二萜 2.环状二萜 1.链状二萜
CH2OH
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3
7 8
O 9
1
O2
O glc 10 C H2 O H
梓醇 catalpol
O CO
OH
O
O
O glc CH2OH
梓苷 catalposide
OH H
O H
O glc CH2OH 桃叶珊瑚苷 aucubin
（二）环烯醚萜（iridoids） 分类 3.裂环环烯醚萜苷：苦味苷，龙胆苦苷，当药苷，
CHO
香叶醛 （α -柠檬醛）
geranial
CHO
香茅醛 citronellal
CHO
橙花醛 （β -柠檬醛）
neral
CH2OH
CH2OH
香叶醇（牻牛儿醇） geraniol
橙花醇 nerol
CH2OH
香茅醇 citronellol
CHO
[H]
CHO
CHO
香叶醛 （α -柠檬醛）
geranial [H]
植物醇 phytol
链状二萜类化合物在自然界存在较少，常见的只有广泛存在于叶绿 体的植物醇 ，与叶绿素分子中的卟啉 (卟啉) 结合成酯的形式存在于 植物中，曾作为合成维生素E、K1的原料。
天然产物课件第七章 萜类化合物(二)
应激类疾病，如糖尿病、痛风、高血压等的防治产
生革 命性的改变。
（5）世界现状
与螺旋藻、小球藻等人类常用保健的微藻相比，雨生红球藻有着更加 令人惊异的抗氧化作用，同时也有着更加高难度的养殖与保存技术， 因此只有少数企业掌握。
虾青素的生产一般倾向于开发天然虾青素的生物(植物)来源，并由此 进行大规模生产。有能力商业化养殖雨生红球藻生产天然虾青素的公 司逐渐兴起，有代表性的为：美国Cyanotech、日本富士化工、以色 列Algatech、中国云南石林的云彩金可（GingkoAsta）与爱生行 （AstaBiotec），上述企业与其他国家新兴企业，2014年预计总投入 3亿美元，扩大雨生红球藻生产规模。
原料胶消耗在交通运输方面占有相当大的比重。例如：一辆解放牌4吨载
重汽车，需要橡胶制品200多公斤，一节硬座车厢需装配橡胶制品总重 300多公斤，一艘万吨巨轮就需橡胶制品近10吨重，一架喷气式客机需要
将近600公斤的橡胶。
在海、陆、空交通运输上，哪一个都离不开橡胶制品。作为运输工具， 轮胎是个主要的配件。除生产普通轮胎外，还大力发展子午线轮胎、无
一般虾、蟹类含虾青素的食物1000克的虾壳中含80-100毫
克虾青素，鳌虾类含虾青素的食物是所有虾、蟹类虾青素含 量最高的，鳌虾类含虾青素的食物1000克的虾壳中约含8001000毫克虾青素。不过除了油闷大虾等少数烹饪方法能把虾 青素从虾、蟹壳中滤出一部分，其大多数虾青素随虾壳、蟹
壳被丢弃了。
琶虾等海水虾。
c．半咸水虾如白虾等。
C.蟹类（摄取虾青素同虾））
a． 蟹类含虾青素的食物 中90%为海产，可食用的有三疣梭