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天然药物化学ChemistryofNaturalProductsChemistryofNaturalProducts第一章总论（Generation）本章内容第一节绪论第二节生物合成第三节提取分离方法第四节结构研究方法第一节绪论（Exordium)1.1天然药物化学研究内容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。本章内容第一节绪论第二节生物合成第三节提取分离方法第四节结构研究方法三、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—甲戊二羟酸途径氨基酸—甲戊二羟酸途径氨基酸-醋酸-丙二酸途径氨基酸—莽草酸径本章内容第一节绪论第二节生物合成第三节提取分离方法第四节结构研究方法第三节提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：常用的方法：1、溶剂提取法（最常用的方法）2、水蒸气蒸馏法（挥发性的物质）3、升华法（升华性的物质）第三节提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：1、溶剂提取法（一）常用溶剂：水：亲水性有机溶剂石油醚：亲脂性有机溶剂*常见溶剂极性强弱顺序如下：环己烷＜石油醚＜苯＜二氯甲烷＜乙醚＜氯仿＜乙酸乙酯＜丙酮＜正丁醇＜乙醇＜甲醇＜乙腈＜水＜吡啶＜乙酸（二）溶剂提取法原理：相似相溶一、天然药物有效成分的提取1、溶剂提取法化合物亲水性和亲脂性程度的大小与分子结构有直接的关系。eg：两种母核相同的成分：官能团极性越大/极性官能团数目多分子极性大亲水性强•浸渍法：水/稀醇，冷提•渗漉法：乙醇，冷提•超声提取：各种溶剂，可加热•煎煮法：水•回流提取：有机溶剂，溶剂用量大•连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器•超临界流体萃取（SFE)按具体的操作方法分为：一、天然药物有效成分的提取1、溶剂提取法小结1、掌握常用溶剂的极性强弱顺序。2、熟悉天然药物化学提取方法以及各种提取方法的优缺点。1.根据溶解度差别进行分离1.1结晶法（纯化时常用）条件：浓度、合适的溶剂；重结晶只能纯化杂质在5%以下的固体有机物，如杂质含量过高，需先经过其他方法初步提纯，如萃取、水蒸汽蒸馏、减压蒸馏、柱层析等二、天然药物有效成分的分离与精制1.2沉淀法：a溶剂沉淀法：改变极性使部分物质沉淀析出水提醇沉法：除去多糖、蛋白质等水溶性杂质醇提水沉法：除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质醇/醚法：析出皂苷丙酮（醇/丙酮法）二、天然药物有效成分的分离与精制b酸碱沉淀法：改变pH酸/碱法：生物碱类碱/酸法：黄酮、蒽醌类等电点沉淀蛋白质二、天然药物有效成分的分离与精制常见的方法：液-液萃取法纸色谱法（PC或PPC）逆流分溶法（CCD）液滴逆流分溶法（DCCC）高速逆流色谱（HSCCC）气液分配色谱（GC或GLC）液液-分配色谱（LC或LLC）二、天然药物有效成分的分离与精制2.根据分配比不同进行分离2.2酸碱性成分的分离—pH-梯度萃取法pH3时，酸性物质多呈非解离状态（HA）、碱性物质则呈解离状态（BH+）存在；但pH12，则酸性物质多呈解离状态（A-）、碱性物质则呈非解离状态（B）存在。简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。二、天然药物有效成分的分离与精制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。3.根据物质的吸附性差别进行分离——吸附色谱法二、天然药物有效成分的分离与精制吸附原理：相似相吸影响吸附过程的三要素：吸附剂（固定相），溶质（被分离物质），溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）二、天然药物有效成分的分离与精制3.2硅胶、氧化铝硅胶：应用最广，适用于各类成分分离氧化铝：有中性、酸性、碱性氧化铝。碱性氧化铝不适合于分离酸性成分，多用于分离生物碱。二、天然药物有效成分的分离与精制3.2硅胶、氧化铝：①被分离物质吸附力与结构的关系被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难，后被洗脱下来。官能团极性大小排列顺序：-COOHAr-OHR-OHR-NH2,RNHR',RNR'RR-CO-NR'RRCHORCOR'RCOOR'ROR'RH二、天然药物有效成分的分离与精制3.2硅胶、氧化铝：②溶剂(洗脱剂)的极性与洗脱力的关系洗脱剂极性越大,洗脱力越强.二、天然药物有效成分的分离与精制练习:从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分,比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序.名称RR’黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷ACHOH黄夹次苷BCH3H黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷BR”=COCH3,其它R”=HOROHOCH3OR'OCH3OROO二、天然药物有效成分的分离与精制答案：1.极性(大小)：黄夹苷A＞黄夹苷B＞次苷D＞次苷C＞次苷A＞次苷B＞单乙酰黄夹次苷B2.硅胶柱上的出柱顺序：后先二、天然药物有效成分的分离与精制CH2COHOCH2NCH2CCH2H2CCH2H2CNHHOOOHHOOH2CCNCH2H2CCH2H2CCH2CNH2C固固固固固固3.3聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。分离原理：主要通过酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键，产生吸附作用。吸附力取决于形成氢键缔合的能力。二、天然药物有效成分的分离与精制练习:某植物中分得3个黄酮化合物，结构如下,比较它们的极性大小及在硅胶TLC和聚酰胺薄膜上Rf值大小顺序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham极性大小:SiO2-TLCRf:PolyamideTLC,Rf:OR2OOHOOHOR1二、天然药物有效成分的分离与精制极性大小:CBASiO2-TLCRf:ABCPolyamideTLC,Rf:CBA答案：二、天然药物有效成分的分离与精制4.2凝胶种类:①葡聚糖凝胶(SephadexG):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(SephadexLH-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。4.根据物质分子大小差别进行分离—凝胶滤过法二、天然药物有效成分的分离与精制