中藥與配位化學(xué)

1、,中藥配位學(xué),祖國(guó)醫(yī)學(xué)博大精深，中藥治病源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。中藥制劑因 其療效確切、副作用小、無(wú)耐藥性、價(jià)格低廉而長(zhǎng)盛不衰。 作為防病治病的中藥，其起效的物質(zhì)基礎(chǔ)極為復(fù)雜，有蛋 白質(zhì)、肽類(lèi)、氨基酸、脂類(lèi)、糖類(lèi)、苷類(lèi)、生物堿、單寧、 甾體、酚類(lèi)、菎類(lèi)、揮發(fā)油、維生素以及微量元素等多種 成分。其藥效應(yīng)視為多種成分共同作用的結(jié)果。,中藥與配位化學(xué)的聯(lián)系,長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)中藥的研究，有一個(gè)固定的模式，偏重于有效成分的分離提取，如生物堿、苷類(lèi)、皂類(lèi)、酮類(lèi)等，而將糖類(lèi)、氨基酸及無(wú)機(jī)成分作為雜質(zhì)或認(rèn)為難以提取被處理。這就造成了影響療效的幾種因素發(fā)生，一是分離純化中消除了無(wú)機(jī)成分，二是在此過(guò)程中采用不同的有機(jī)溶媒、不同的p

2、H值等，導(dǎo)致有效成分的降低和微量元素的歧解，或絡(luò)合成別的物質(zhì)，和已形成的配位化合物的解離。從而影響療效和產(chǎn)生副作用，由此出現(xiàn)越純化療效越差的現(xiàn)象，這是中藥有效成分研究的困境。,點(diǎn)擊添加標(biāo)題,因此，有些學(xué)者認(rèn)為：中藥有效成分可以是其中的 某種或某幾種有機(jī)成分，也可以是其中的微量元素，但更 多可能是有機(jī)成分與微量元素組成的配位化物，天然藥物 以其中的有機(jī)物分子與微量元素間形成的配合物在動(dòng)植物 及人體的生命活動(dòng)中發(fā)揮作用。,依據(jù)中藥中的多數(shù)有機(jī)人分子化合物含有羥基、羰基、 羧基、氨基、巰基、雜環(huán)氮等配位基團(tuán)可以作為配體，而 無(wú)機(jī)金屬離子大多可作為中心離子與有機(jī)分子形成配合物， 有機(jī)成分、金屬離子及其

3、形成的配合物之間的配位平衡可 以使它們之間產(chǎn)生相互的協(xié)同、拮抗或產(chǎn)生新的生物學(xué)活 性的特性。,點(diǎn)擊添加標(biāo)題,中藥配位學(xué)說(shuō)中的實(shí)驗(yàn)研究方法學(xué),目前應(yīng)用于從復(fù)雜的中藥體系中分離出中藥配位化合物的現(xiàn)代分離技術(shù)有：膜分離法、色譜法和電泳技術(shù)等， 色譜法又分為高效液相色譜法、柱色譜法、薄層色譜、紙色譜和凝膠色譜等。光譜技術(shù)是用來(lái)分析表征配合物的主要方法，用來(lái)研究天然藥物配合物的組成和結(jié)構(gòu)，進(jìn)行定性和定量分析，包括紫外，紅外，熒光，核磁共振譜，拉曼光譜，x衍射等。,實(shí)例,張斌等合成了三(3一羥基黃酮)合A13+配合物并制得其單晶，x射線衍射結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)屬于三方晶系，分子中每個(gè)3一羥基黃酮以其獨(dú)特的酮基和

4、羥基同時(shí)與Al3+配位，3個(gè)配體中的6個(gè)配位氧原子形成扭曲的配位八面體結(jié)構(gòu)。 張淑敏等制備了Fe3+與槲皮素(Qu)的配合物并探討了其配位機(jī)理，結(jié)果槲皮素與Fe3+生成的配合物在430nm處有最大吸收，配合物的組成為Fe3+Qu=1：2。 郭振楚等研究了氨基葡萄糖及羧甲基氨基葡萄糖分別與鐵()、鋅()、鈷()、銅(II)形成配合物的UV，IR和1H-NMR光譜特征。發(fā)現(xiàn)配合物發(fā)生了明顯紫移，在紅外光譜和 1 H-NMR譜均發(fā)生了改變。,點(diǎn)擊添加文本,點(diǎn)擊添加文本,點(diǎn)擊添加文本,點(diǎn)擊添加文本,點(diǎn)擊添加文本,點(diǎn)擊添加文本,中藥配位學(xué)說(shuō)在中藥領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,中藥功效成活性改進(jìn)中的研究,（1）軟硬酸堿

5、原理(SHAB)：無(wú)機(jī)元素作為軟酸傾向于和軟堿形成強(qiáng)配合物。硬酸類(lèi)型的金屬離子(如Na+，K+等)和硬堿(Cl-，CO，OH-，H20等)多數(shù)為生物體內(nèi)固有的，一般無(wú)毒。而軟酸(如鉛，金，銻，鎘，汞等)和軟堿(CN-，CO，巰基等)易于和體內(nèi)的生物配體形成配合物或和體內(nèi)的關(guān)鍵生物配體產(chǎn)生配位競(jìng)爭(zhēng)，一般為毒性物質(zhì),1.中藥配位學(xué)說(shuō)在中藥藥理學(xué)及毒理學(xué)中的研究,實(shí)例,當(dāng)重金屬離子進(jìn)入體內(nèi)后就占據(jù)或爭(zhēng)奪生物配體，占據(jù)人體必需金屬的結(jié)合部位或與關(guān)鍵性生物分子DNA結(jié)合，破壞體內(nèi)必需金屬平衡，引起關(guān)鍵性生物功能蛋白合成紊亂，造成機(jī)體功能出現(xiàn)異常而表現(xiàn)出中毒癥狀 當(dāng)無(wú)機(jī)元素進(jìn)入體內(nèi)和病理產(chǎn)物或者異常細(xì)胞結(jié)

6、合時(shí)，就表現(xiàn)出療效。 當(dāng)有機(jī)小分子配體進(jìn)入體內(nèi)后，與體內(nèi)的金屬酶和金屬蛋白爭(zhēng)奪金屬離子的配位位置，若與金屬的結(jié)合不可逆，將導(dǎo)致金屬酶和金屬蛋白喪失生物功能，引起機(jī)體功能紊亂產(chǎn)生毒效，若有機(jī)分子進(jìn)入體內(nèi)與導(dǎo)致金屬蛋白或金屬酶喪失生物功能的金屬結(jié)合，就可以恢復(fù)蛋白或酶的活性，產(chǎn)生療效或解毒作用。,（2）將藥物的生物效應(yīng)同配位反應(yīng)聯(lián)系起來(lái)可以揭示部分中藥的作用機(jī)制,如鎘(II)和汞()中毒時(shí)，銅(11)和汞()可以與鋅()離子競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位從而改變酶的活性，或與蛋白質(zhì)的含巰基部分結(jié)合，從而引起含鋅蛋白或巰基酶生物功能失調(diào)。CN-和CO中毒時(shí)，CN-和CO與鐵卟啉中的鐵()牢固結(jié)合并保持鐵()這一低

7、氧化狀態(tài)而使含卟啉鐵()的蛋白或酶類(lèi)喪失功能,2.中藥配位學(xué)說(shuō)在中藥功效成分活性改進(jìn)中的研究,天然藥物中的雙甾體類(lèi)、黃酮類(lèi)、蒽醌類(lèi)、三萜類(lèi)、各種苷、生物堿、糖類(lèi)及氨基酸等有機(jī)分子在結(jié)構(gòu)上多數(shù)能滿(mǎn)足形成配合物的條件，可作為絡(luò)合物的配體和過(guò)渡金屬離子或某些金屬離子之間形成絡(luò)合物。中藥中的有機(jī)成分和金屬元素在不同的工藝條件、不同的存在劑型條件下發(fā)生的絡(luò)合作用類(lèi)型、以及有機(jī)分子和無(wú)機(jī)元素的配比都有所改變，因此導(dǎo)致其藥效發(fā)生改變。,實(shí)例,房喻等研究指出黃芩苷鋅或銅的配合物對(duì)氧自由基具有明顯的清除作用，并呈量效關(guān)系，且黃芩苷配合物對(duì)紅細(xì)胞膜的保護(hù)作用優(yōu)于黃芩苷本身。 蔣毅民等以銅和牛黃酸水楊醛席夫堿(TS

8、SB)為原料，合成了生物堿類(lèi)配合物雙核銅配合物Cu(TSSB)(H20)22H20，通過(guò)元素分析、紅外光譜、x射線法對(duì)配合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對(duì)配合物進(jìn)行生物活性試驗(yàn)，結(jié)果2個(gè)銅原子配位數(shù)各為5，處于變形四方錐的配位環(huán)境中，其抗菌活性與青霉素接近，腫瘤抑制率達(dá)635。,3.中藥配位學(xué)說(shuō)在中藥功效成分分離分析中的研究,利用中藥中的某些活性成分和其他物質(zhì)形成配合物時(shí)的物理化學(xué)變化能進(jìn)行天然藥物的分離、鑒定和構(gòu)型推定。 如利用酸性皂苷的水溶液加入硫酸銨、醋酸鉛或其他中性鹽類(lèi)生成沉淀、中性皂苷的水溶液加入堿、醋酸鉛或氫氧化鋇等堿性鹽類(lèi)生成沉淀的性質(zhì)進(jìn)行皂苷的初步分離，利用糖或多元醇與硼酸形成配合物使旋

9、光度增大進(jìn)行糖的分析，利用結(jié)構(gòu)不同的蒽醌化合物與醋酸鎂形成不同顏色的配合物進(jìn)行蒽醌的分析。,實(shí)例,歐陽(yáng)長(zhǎng)庚等利用硝酸銀處理的硅膠色譜柱分離純化EPA(二十二碳五烯酸)、DHA(Z十二碳六烯酸)，月桂油中含雙鍵的混合物，中藥半邊旗中抗癌有效成分，細(xì)辛醚(反式)、p細(xì)辛醚(順式)和歐細(xì)辛醚(末端雙鍵)混合物，取得滿(mǎn)意的分離純化效果。并用配位化學(xué)理論分析其原理，從中找出指導(dǎo)分離純化結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)相近、普通色譜法難以分離的雙鍵化合物的規(guī)律：當(dāng)無(wú)空間障礙時(shí)，雙鍵個(gè)數(shù)越多，AgN03和雙鍵化合物之間的絡(luò)合越牢，環(huán)外雙鍵比環(huán)內(nèi)雙鍵絡(luò)合得牢，順式比反式絡(luò)合得牢，末端雙鍵比順式絡(luò)合得牢，多重苯環(huán)芳烴的配合物比單

10、環(huán)芳烴絡(luò)合得牢。,4中藥配位學(xué)說(shuō)的研究展望,中藥配位中的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究,研究配合物的熱穩(wěn)定性，可得到配合物的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。中藥配合物的熱力學(xué)是中藥配位化學(xué)的重要組成部分，研究?jī)?nèi)容包括配位反應(yīng)的自由能變、焓變、熵變等反應(yīng)配合物穩(wěn)定性以及配位過(guò)程中的能量變化的函數(shù)，用以指導(dǎo)判斷中藥進(jìn)入體內(nèi)發(fā)生配位時(shí)機(jī)體可能發(fā)生的反應(yīng)，檢測(cè)體征變化，便于將中醫(yī)中的體征癥狀和西醫(yī)中的病理生理結(jié)合。,中藥配位中的動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容主要包括反應(yīng)物的濃度隨時(shí)間的變化情況，用于指導(dǎo)判斷藥物起效的快慢、對(duì)機(jī)體作用的激烈程度以及如何創(chuàng)造有利條件使反應(yīng)朝著高療效低副作用的方向發(fā)展。 中藥配位學(xué)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究標(biāo)志著中藥研究已經(jīng)超越了宏觀反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)研究層面進(jìn)入到微觀層次的實(shí)質(zhì)性研究，可起到指導(dǎo)研究中藥在體內(nèi)藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥物效應(yīng)動(dòng)力學(xué)的作用，從而促進(jìn)中藥藥理學(xué)的現(xiàn)代化進(jìn)程,中藥中微量元素存在狀態(tài)與藥效及毒性關(guān)系的研究,根據(jù)中藥配位化學(xué)學(xué)說(shuō)，凡能與生物配體爭(zhēng)奪金屬配位位置的外源性物質(zhì)都具有生物學(xué)效應(yīng)。中藥單味飲片或復(fù)方在煎煮或提取過(guò)程中，其有機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分進(jìn)入溶液，有強(qiáng)配位能力的有機(jī)成分能與微量元素形成配位絡(luò)合物或以疏水、交疊、靜電、包合等作用形成分子絡(luò)合物，改變中藥原有成分的溶解度、熔點(diǎn)、親脂性、立體構(gòu)型、