天然药化复习纲要PPT.pptx

天然药物化学复习第五版,药学教研室 赵子剑,第一页，共七十页。,一、根本概念,天然药物化学；有效成分；有效部位；单体；有效部位群；一次代谢产物；二次代谢过程；正相色谱；反向色谱；苷化位移；苷类、苯丙素类、醌类、黄酮类、萜类、挥发油、生物碱的定义,第二页，共七十页。,天然药物化学：是一门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，研究内容包括各类天然产物的化学成分(主要是生理活性成分或药效成分)的结构类型，物理化学性质、提取别离方法，以及主要类型化学成分的鉴定和生物合成途径等。其目的是探索平安高效的天然产物及衍生的新化合物。为开发和创制新药奠定根底。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。有效部位：在天然药物化学中，常将含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取别离局部，称为有效部位。如人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取或别离局部。,第三页，共七十页。,一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动来说不可缺少的物质。二次代谢过程：并非在所有的植物中都能发生，对维持植物生命活动来说又不起重要作用的过程。正相色谱：固定相极性大于流动相极性，用于别离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等反相色谱：固定相极性小于流动相极性，用于别离脂溶性成分,第四页，共七十页。,苷类又称配糖体(glycoside)，是由糖或糖的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子联接而成的化合物。苷化位移：糖与醇苷元结合形成糖苷时，苷元的醇碳“a碳和它的邻位碳b碳的化学位移值发生变化，糖的端基碳的化学位移也发生改变，但与糖苷键距离远的碳的化学位移值根本不发生变化。这样的化学位移值的改变称为苷化位移,第五页，共七十页。,苯丙素是天然存在的一类含有一个或几个C6-C3基团的酚性物质。常见的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等醌类化合物：是指分子内具有不饱和环二酮结构醌式结构或容易转变成这样结构的天然有机化合物。黄酮：指两个苯环A环与B环通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物 萜类：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。,第六页，共七十页。,挥发油：又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体的总称。生物碱：是含负氧态氮原子，存在于生物有机体中的环状化合物。,第七页，共七十页。,二、天然药物化学成分生物合成途径,一 乙酸-丙二酸AA-MA途径脂肪酸类、酚类、醌类等 二 甲戊二羟酸MVA途径萜类、甾类(三)桂皮酸及莽草酸途径 C6-C3、C6-C1、C6-C3-C6(四)氨基酸途径生物碱(五)复合途径：许多二级代谢产物由上述生物合成的复合途径生成。即分子中各个局部由不同的生物合成途径产生。如查耳酮类、二氢黄酮类化合物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生成，再在各种酶作用下生成黄酮。一些萜类生物碱分别来自甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸-丙二酸途径。,第八页，共七十页。,三、化学成分的结构及分类,一糖及苷类糖：单糖五碳醛糖、六碳醛糖、六碳酮糖、甲基五碳糖、支碳链糖、氨基糖、去氧糖、糖醛酸；低聚糖寡糖；多糖二苯丙素类苯丙酸香豆素简单、呋喃、吡喃、其他香豆素类木脂素 二苄基丁烷、二苄基丁内酯、芳基萘类、四氢呋喃、马并双四氢呋喃、联苯环辛烯类木脂素；新木脂素；降木脂素，杂类木脂素,第九页，共七十页。,三醌类苯醌；萘醌；菲醌；蒽醌蒽醌大黄素型、茜草素型蒽酚蒽酮衍生物，二蒽酮类衍生物四黄酮类黄酮、黄酮醇、二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮、二氢异黄酮、查尔酮、二氢查尔酮、橙酮类、异橙酮类、高异黄酮类、花色素、黄烷-3-醇、黄烷-3、4-二醇等五萜类单贴链状、单环、双环、三环、罩酚酮、环烯醚萜等倍半萜；二萜；二倍半萜，三萜，四萜等,第十页，共七十页。,六三萜四环三萜 达玛烷型、羊毛脂烷型、甘遂烷型、环阿屯烷型、葫芦烷型、楝烷型,dammarane,第十一页，共七十页。,第十二页，共七十页。,五环三萜齐墩果烷型(Oleananes、乌苏烷型Ursanes、羽扇豆烷型Lupanes、木栓烷型Friedelanes,第十三页，共七十页。,七甾体及其苷类 强心苷甲、乙型强心苷,第十四页，共七十页。,甾体皂苷螺甾烷醇Spirostanols:C25为S构型、异螺甾烷醇Isospirostanols:C25为R构型、呋甾烷醇类furostanols:F环为开链式、变形螺甾烷醇类pseudo-spirostanols：F环四 氢呋喃环),第十五页，共七十页。,八生物碱有25种类型，常见氮杂环类生物碱根本母核类型：,吡咯pyrrole,四氢吡咯,咪唑,吡咯里西啶,吲哚里西啶,吲哚,第十六页，共七十页。,蒎啶,吡啶,吡嗪,莨菪烷,喹喏里西啶,嘌呤类,第十七页，共七十页。,噻嗪类,丫啶酮类,喹啉,异喹啉,第十八页，共七十页。,吗啡烷类,苄基异喹啉,原小檗碱型,小檗碱型,第十九页，共七十页。,黄酮类、蒽醌类、香豆素类、三萜类、生物碱类结构式为重点，应记住。如：请写出三种类型黄酮、大黄素型蒽醌、二种类型香豆素、三种类型生物碱、二种类型三萜的母核结构,第二十页，共七十页。,四、天然药物化学成分在提取过程的状态及溶剂选择,溶剂选择的依据：“相似者相溶常见溶剂的极性：水(H2O)甲醇(MeOH)乙醇(EtOH)丙酮Me2CO正丁醇(n-BuOH)乙酸乙酯(EtOAc)乙醚(Et2O)氯仿(CHCl3)CH2Cl2 苯C6H6)四氯化碳(CCl4)正己烷石油醚 水类还包括酸水、碱水；亲水性有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮；,第二十一页，共七十页。,苷类：醇、水提杀酶苷元：有机溶剂利用酶苯丙素类：原形态有机溶剂；成盐水、弱碱水提醌类：原形态有机溶剂；成盐水、碱水提黄酮类：原形态有机溶剂；成盐水、碱水提萜类：原形态有机溶剂；成苷水提挥发油：有机溶剂、水蒸气蒸馏,第二十二页，共七十页。,三萜皂苷：中药有效成分，提苷醇、水提甾体皂苷：提苷元酶解后有机溶剂提生物碱：水或酸水醇、酸水；碱化-有机溶剂提溶剂法的分类：浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法、超临界流体萃取、超声波提取技术等特殊成分的提取：水蒸气蒸馏法挥发油等升华法樟脑、咖啡因等,第二十三页，共七十页。,五、别离与精制,一根据物质溶解度差异进行别离1、利用温度不同引起溶解度的改变：结晶法和重结晶2、改变溶剂极性别离醇/水法、水/醇法3、酸碱沉淀法4、专属试剂沉淀法,第二十四页，共七十页。,二根据物质在两相中的分配比不同进行别离萃取法、pH梯度萃取法、逆流分溶法、液-液萃取与纸色谱、液-液分配柱色谱、液滴逆流色谱、高速逆流色谱纸色谱中的固定相是什么？,第二十五页，共七十页。,三根据物质吸附性差异进行别离硅胶、氧化铝柱色谱、活性炭、聚酰胺柱色谱、大孔吸附树脂等基团极性规律P28表1-3溶剂的极性大小可据介电常数的大小判定P29表1-5极性吸附剂硅胶、氧化铝特点：1.对极性物质亲和力强，极性强的溶质优先吸附2.溶剂极性弱，吸附剂对溶质表现出强的吸附力，溶剂极性增强，吸附剂对溶质的吸附力减弱3.溶质被即使被硅胶、氧化铝吸附，但一旦参加极性较强的溶剂，又可被后者置换洗脱下来。4.非极性吸附剂如活性炭那么相反,第二十六页，共七十页。,硅胶、氧化铝柱色谱：二者均为最常用的 吸附剂。硅胶是一种中等极性的酸性吸附剂，适用于中性或酸性成分的层析。氧化铝有弱碱性，主要用于碱性或中性亲脂性成分的别离，如生物碱、甾体、萜类等成分；对于生物碱类的别离颇为理想。但是碱性氧化铝不宜用于醛、酮、酸、内酯等类型的化合物别离。,第二十七页，共七十页。,请将化合物A、B与TLC中的1、2对应：,SiO2 GF 254 板CHCl3：MeOH 95：5改进碘化铋钾试剂喷雾,第二十八页，共七十页。,吸附柱色谱用于物质别离的本卷须知1.吸附剂的用量一般为试样量的30-60倍，试样极性小、难以别离者，可提高至100-200倍。吸附剂细的颗粒，别离效果好。2.硅胶、氧化铝吸附柱色谱，应尽可能选用极性小的溶剂装柱和溶解试样，以利试样在吸附柱上形成狭窄的原始谱带。如试样在所选溶剂中不溶，可加极性较大溶剂溶解后，再用吸附剂吸收拌匀，60 加热挥尽溶剂，枯燥研粉后再上柱。,第二十九页，共七十页。,3.洗脱用溶剂的极性宜逐步增加，但跳跃不能太大。混合溶剂中强极性溶剂的影响较大，不可随意将记性差异很大的两种溶剂混合在一起使用。4.为防止发生化学吸附，酸性物质宜用硅胶、碱性物质宜用氧化铝进行别离。别离酸性碱性物质时，洗脱溶剂中可参加适量乙酸氨、吡啶、二乙胺，以防止拖尾、促进别离。5.吸附柱色谱也可用加压方式进行，溶剂系统可通过TLC进行筛选，一般TLC的Rf为0.2-0.3时为柱色谱别离该组分的最佳答案溶剂系统,第三十页，共七十页。,聚酰胺柱色谱：其与化合物间主要为氢键吸附。主要用于酚类、醌类如蒽醌类、黄酮类、鞣质类等成分的别离。聚酰胺为高分子聚合物，不溶于水及常用有机溶剂，対碱稳定，对酸不稳定。吸附原理：酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，酰胺键上游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。,第三十一页，共七十页。,聚酰胺在含水溶剂中对一般化合物的吸附的规律：1.化合物中能形成氢键的基团酚羟基、羧基、羰基多，吸附强；2.能形成氢键的基团数目相同，处于对位和间位的吸附力强于邻位的。3.芳香环和双键多，吸附力强,第三十二页，共七十页。,洗脱规律：与吸附规律正好相反，即吸附能力越强，越难洗脱薄层Rf越小“双重色谱原理主要用于解释黄酮苷与苷元聚酰胺色谱现象,正相色谱 反相色谱,聚酰胺：极性固定相极性酰胺基团 非极性固定相非极性脂肪链洗脱剂：有机溶剂氯仿-甲醇，极性小 含水溶剂甲醇-水，极性大 先洗脱：游离黄酮苷元，极性小 苷极性大柱色谱别离 Rf值：苷元 苷 苷元 苷TLC色谱鉴别*上述规律也适用于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。,第三十三页，共七十页。,以下化合物以聚酰胺柱层析别离，用含水醇醇的浓度由低到高洗脱，请排列洗脱顺序：,第三十四页，共七十页。,大孔吸附树脂特性：1.理化性质稳定，不容于酸、碱及有机溶剂。2.对有机物选择性较好。3.吸附速度快。4.再生处理方便。吸附原理：吸附性和分子筛性结合1.吸附性：大孔吸附树脂本身具有吸附性，是由范德华力或氢键吸附的结果。2.分子筛性原理：是由大孔吸附树脂本身的多孔性所决定的。通过孔径的化合物根据分子量的大小的不同具有一定的选择性用途：苷和糖类的别离、生物碱的精制、多糖、黄酮、三萜类化合物别离,第三十五页，共七十页。,四根据物质分子大小进行别离 1.膜别离【微滤 0.1um、超滤10-100nm、纳滤1-10nm、反渗透 1nm】2.透析法3.超速离心法4.凝胶过滤法五根据物质离解程度不同进行别离离子交换树脂,第三十六页，共七十页。,六常见化学成分的别离方法,1.苷类：沉淀法、离子交换色谱、纤维素柱色谱、凝胶柱色谱、制备性区域电泳2.苯丙素类：柱色谱、制备TLC3.醌类蒽醌类：pH梯度萃取法、柱色谱4.黄酮类：柱色谱硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、pH梯度萃取法5.萜类：结晶法、柱色谱、结构中所含特殊官能团挥发油：冷冻处理析脑、分馏、化学方法酸碱性能、官能团特性别离,第三十七页，共七十页。,6.三萜：吸附柱色谱三萜苷类：分配柱色谱7.强心苷：两相溶剂萃取法、逆流分配法、色谱别离8.生物碱：碱性差异、生物碱及盐的溶解度差异、色谱法、生物碱中官能团特性别离可用pH梯度萃取法的成分：蒽醌类、黄酮类、生物碱类,第三十八页，共七十页。,七几类化学成分酸碱性大小判断,7，4-OH 7或4-OH 其他位-OH 5-OHNaHCO3+-Na2CO3+-NaOH+,含COOH 含2个以上-羟基 含1个-羟基含2个以上-羟基 含1个-羟基可溶于Na2HCO3 可溶于Na2CO3 可溶于1%NaOH 可溶于5%NaOH,1.蒽醌类,2.黄酮类,胍基季