天然藥物化學(xué)北京大學(xué)教學(xué)大綱

1、天然藥物化學(xué)Natural Medicochemistry 本學(xué)科授課對象是研究生，授課時間為一學(xué)期，十八周，每周2學(xué)時，共36學(xué)時，2學(xué)分。 主要教材：楊其蒀主編，天然藥物化學(xué)，中國科學(xué)技術(shù)出版社，1996年。 主要參考書：1、肖崇厚主編，中藥化學(xué)，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 第一版，1997年。2、彭司勛主編，藥物化學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，1988年。 1、本學(xué)科的目的和意義； 2、天然化學(xué)物質(zhì)提取、分離、純化和鑒定方法； 3、著重講述甙類、黃酮類、醌類、酚類、萜類、揮發(fā)性油、甾體和生物堿等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特征、提取、分離、檢測和結(jié)構(gòu)鑒定的基本原理和基本方法、新技術(shù)和新方法的應(yīng)用，并講述一些天然物質(zhì)的藥理

2、和毒理性質(zhì)，及天然藥物的協(xié)同作用； 4、天然藥物活性成分的研究途徑和方法。 本課程總共分為十二章，講授的主要內(nèi)容有：第一章、緒論 主要內(nèi)容： 1、什么是天然藥物？其主要來源； 2、什么是天然藥物化學(xué)？其主要研究內(nèi)容是什么？ 3、什么是有效成分和無效成分？ 4、什么是有效部位？ 5、研究天然藥物有效成分有何意義和目的？ 6、天然藥物主要有哪些類型的化學(xué)成分？ 天然藥物是藥物的重要組成部分，主要來源于植物、動物、礦物和海洋生物等。 天然藥物化學(xué)是運(yùn)用近代科學(xué)技術(shù)和方法研究天然藥物中的化學(xué)成分（主要是活性成分）的一門學(xué)科。 其研究的內(nèi)容有： 1、研究天然藥物中各類化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)特征，理化性質(zhì)，提取分

3、離與精制的方法及結(jié)構(gòu)鑒定； 2、對活性成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，以便提高療效。 有效成分、無效成分、有效部位。 研究天然藥物有效成分的目的和意義是： 1、控制天然藥物及其制劑的質(zhì)量 2、減低原植物毒性，并提高療效 3、擴(kuò)大天然藥物的資源 4、進(jìn)行新化合物的研究導(dǎo)致化學(xué)合成或結(jié)構(gòu) 改造 5、探索天然藥物治病的原理 天然藥物的主要化學(xué)成分的類型有：糖類、有機(jī)酸、鞣質(zhì)、植物色素、樹脂、氨基酸、蛋白質(zhì)和酶、脂肪油和甾醇。第二章 提取分離和鑒定的方法 提取及提取方法、及基本原理和操作方法；分離和純化、及其基本原理和操作方法，結(jié)晶和重結(jié)晶、及其基本原理和操作方法；色譜分離原理和方法；超臨界萃取基本原理和操作方法。

4、 天然產(chǎn)物化學(xué)成分結(jié)構(gòu)測定。 提?。喝軇┨崛》?、水蒸氣蒸餾法、超臨界萃取法。 分離與純化：系統(tǒng)溶劑分離法、兩相溶劑萃取法、沉淀法、吸附法、鹽析法、透析法、升華法、分餾法等。此外，結(jié)晶和重結(jié)晶、色譜分離法（可分為吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜、大孔吸附樹脂法、凝膠色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜法等）。 天然產(chǎn)物化學(xué)成分結(jié)構(gòu)鑒定的基本步驟有：物理常數(shù)的測定；分子式的測定；化合物功能基和分子骨架的推定；化合物結(jié)構(gòu)式的確定。 化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)測定中常用的波譜有：紫外吸收光譜（UV）、紅外吸收光譜（IR）、質(zhì)譜（MS）和核磁共振譜（NMR）等。 什么是甙，甙可以分為那些類型，甙的結(jié)構(gòu)如何，甙的理化性質(zhì)，

5、甙類的鑒定和結(jié)構(gòu)測定。 甙類（glycosides）：又稱配糖體，是糖或糖的衍生物與另一非糖物質(zhì)（稱為甙元或配基）通過糖的端基碳原子連接而成的化合物。第三章、甙類 構(gòu)成甙類物質(zhì)中的糖通常有單糖、雙糖和寡糖等。 單糖是多羥基醛或酮，是組成糖類及其衍生物的基本單元。 構(gòu)成甙類物質(zhì)中的甙元通常有萜類、甾體、生物堿、黃酮、蒽醌、香豆素、木酯素等。 甙的類型與結(jié)構(gòu)特征：甙類按是生物體內(nèi)原存的或是次生的，可分為原甙和次級甙。按連接單糖基的個數(shù)分為單糖甙、二糖甙等。按連接糖的鏈數(shù)分為單糖鏈甙、雙糖鏈甙、三糖鏈甙等。按甙鍵原子的不同分為氧甙、硫甙、氮甙和碳甙等，其中最常見的是氧甙；氧甙又可分為醇甙、酚甙、氰甙

6、、酯甙等四類。 第四章、黃酮類化合物 1、什么是黃酮類化合物； 2、黃酮類化合物的分類與化學(xué)結(jié)構(gòu)； 3、黃酮類化合物的理化性質(zhì)； 4、黃酮類化合物的提取與分離； 5、黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。 黃酮類化合物（Flavonoids）：是泛指兩個苯環(huán)（A-環(huán)與B-環(huán)）通過中央三碳鏈相互連接而成的一系列化合物，它的基本結(jié)構(gòu)為： 黃酮類化合物的生理活性多種多樣，有降低血管通透性及抗毛細(xì)血管脆性的作用，有的具有擴(kuò)張冠狀血管的作用，有的具有調(diào)節(jié)血管滲透性和類似維生素P的作用，還有的能治療心肌缺血及緩解高血壓患者的頭痛作用等。 根據(jù)C部分的成環(huán)、氧化和取代方式的差異，可將重要的天然黃酮類化合物甙元結(jié)構(gòu)分類如下

7、： 除以上類型之外，還有由兩分子黃酮，或兩分子二氫黃酮；一分子黃酮及一分子二氫黃酮按C-C或C-O-C鍵方式連接而成的雙黃酮類化合物。例如銀杏素、異銀杏素等。 在以上各類型結(jié)構(gòu)中，A、B環(huán)上常見的取代基有羥基，甲氧基、異戊烯基等。 第五章 醌類化合物 1、什么是醌類化合物 2、醌類化合物的結(jié)構(gòu)類型及其分類 3、醌類化合物的理化性質(zhì) 4、醌類化合物的提取與分離 5、醌類化合物的鑒定與結(jié)構(gòu)測定 醌類化合物（quinonoid）：主要包括醌類及容易轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂絮愋再|(zhì)的化合物。 醌類化合物具有多方面的生理活性。如致瀉、抗菌、利尿和止血等作用，還用一些醌類具有抗癌、抗病毒、解痙平喘等活性。 醌類化合物可

8、以分為苯醌、萘醌和蒽醌等類型 苯醌類（benzoquinones）化合物：從結(jié)構(gòu)上可以分為鄰苯醌和對苯醌兩類，鄰苯醌不穩(wěn)定，故天然產(chǎn)物中存在的苯醌色素多為對苯醌的衍生物。天然苯醌類化合物為黃色或橙黃色的結(jié)晶。2，6二甲氧基苯醌有較強(qiáng)的抗菌作用，白花酸藤果中的信筒子醌用于驅(qū)絳蟲。廣泛存在于生物中的泛醌類，又稱為輔酶Q類，能參與生物體內(nèi)的氧化還原過程。其中輔酶Q10已用于治療心臟病、高血壓及癌癥等。 萘醌類（naphthoquinones）：天然萘醌衍生物多為橙黃或橙紅色結(jié)晶。常見的來自于高等植物的萘醌類化合物，很多具有較明顯的生理活性。如胡桃醌，具有抗菌、抗癌及中樞鎮(zhèn)靜作用；蘭雪醌有抗菌、鎮(zhèn)咳祛

9、痰作用；傳統(tǒng)中藥紫草中含有多種萘醌色素，紫草素系紫草色素的母體，具有止血、抗炎、抗菌、抗病毒及抗癌作用。 蒽醌類（anthraquinones）：廣泛存在于植物界的一種色素。是許多中藥如大黃、何首烏、虎杖等的有效成分。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的蒽醌類化合物近200種，主要分布在高等植物中，少量存在于真菌及地衣類的代謝產(chǎn)物中。這類化合物具有多方面的生理活性。 第六章、苯丙素酚類 苯丙素酚類：凡是由一個或幾個C6C3單位構(gòu)成，苯核上有酚羥基或烷氧基取代的天然芳香族成分歸屬于苯丙素酚類。它包括苯丙烯，苯丙醇，苯丙酸及其縮酯，香豆素，木脂素，黃酮類和木質(zhì)素類等。它們共同生源于莽草酸，經(jīng)苯丙氨酸或酪氨酸，脫氨氧化

10、生成多種C6C3型化合物的前體對羥基桂皮酸，逐步形成各類衍生物。其生源途徑如下圖所示： 第七章、萜類化合物 內(nèi)容：什么是萜類化合物及其分類和理化性質(zhì) ，單萜及其重要化合物，倍半萜，二萜類及二倍半萜，三萜 ，四萜和多萜。 萜類化合物是一類天然烴類化合物，由二個或二個以上異戊二烯分子聚合衍生而成，符合(C5H8)n式。 萜類化合物按其碳原子數(shù)分類，分子中含二個異戊二烯單位的稱為單萜：含有三個異戊二烯單位的稱為倍半萜；含四個異戊二烯單位的稱為二萜；含有五個異戊二烯單位的稱為二倍半萜，含有六個異戊二烯單位的稱為三萜，以此類推。少數(shù)化合物的分子式不符合(C5H8)n同源的衍生物（如甾體化合物），則可統(tǒng)稱

11、為萜源衍生物（terpenoids）。第八章 三萜及其甙類 由于三萜類化合物的特殊藥理性，所以本章著重講述了它的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和分類，及其毒理和藥理性質(zhì)。 三萜類化合物結(jié)構(gòu)類型很多，已發(fā)現(xiàn)達(dá)30余種，除了個別是直鏈三萜（鯊烯）、二環(huán)三萜（榔色酸）及三環(huán)三萜（龍涎香醇）外，主要是四環(huán)三萜和五環(huán)三萜兩大類。 三萜皂甙（triterpenoid saponins）是由三萜皂甙元和糖、糖醛酸、可能還有其它有機(jī)酸組成。第九章 揮 發(fā) 油 一、什么是揮發(fā)油？ 二、揮發(fā)油的組成和性質(zhì)，及藥理和毒理性； 三、揮發(fā)油的提取與分離。 揮發(fā)油（volatile oils）也稱精油（essential oils），是存在

12、于植物體中一類可隨水蒸氣蒸餾得到的與水不相混溶的揮發(fā)性油狀成分。 揮發(fā)油是一類組成極其復(fù)雜的混合物。即使在同一植物中，由于采用部位、生長環(huán)境、采收季節(jié)、加工方法等不同，所含成分也會不一樣；但這些化合物大致分屬于脂肪族化合物、芳香族化合物、萜類以及它們的含氧衍生物（如醇、酚、醛、醚、酮、羧酸和內(nèi)酯等）。此外有少數(shù)揮發(fā)油中還存在含硫或含氮的化合物。 揮發(fā)油是一類生物活性多樣的成分。例如，柴胡揮發(fā)油有較好的退熱效果；薄荷油有清涼、驅(qū)風(fēng)、消炎、局麻作用；丁香油和麝香草腦配伍已是齲齒及根管消毒、止痛的常規(guī)用藥；大蒜油可治療肺結(jié)核、支氣管炎、肺炎和霉菌感染；生姜油對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有鎮(zhèn)靜催眠、解熱、鎮(zhèn)痛、抗驚

13、厥、抗氧化能力和保護(hù)肝細(xì)胞的作用等。此外揮發(fā)油在香料工業(yè)、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上也是很重要的原料。第十章 甾體及其甙類1、什么是甾體及其甙類？ 2、甾體的分類 3、C21甾類化合物及其藥理和毒理性能； 4、強(qiáng)心甙及其藥理和毒理性能； 5、甾體皂甙及其藥理和毒理性能； 天然存在的甾類成分種類很多，結(jié)構(gòu)中都具有環(huán)戊烷并多氫菲的甾核。 C21甾類化合物是一類含有21個碳原子的甾體衍生物。如青陽參甙和甙可治療癲癇 強(qiáng)心甙是指天然界存在的一類對心肌有興奮作用的甾體甙類。 甾體皂甙是一類由螺甾烷類化合物衍生的寡糖甙。 甾體皂甙具有降血糖、降膽固醇、抗菌、殺滅釘螺、細(xì)胞毒等活性。第十一章 生物堿 1、什么是生物堿？及其分類和結(jié)構(gòu)； 2、生物堿的理化性質(zhì)，及其藥理和毒理性質(zhì)； 3、生物堿的提取和分離。 生物堿(alkaloids)是存在于生物界的一類含氮有機(jī)化合物，多數(shù)具有復(fù)雜的氮雜環(huán)結(jié)構(gòu)，具有堿性和顯著的生物活性。但也有一些例外，如麻黃堿的氮原子不在環(huán)上，秋水仙堿氮原子不在環(huán)上，又不呈堿性，但因其均來源于植物體，又都有顯著的生物活性，故仍列為生物堿。 生物堿可分為：吡咯類生物堿、吡啶類生物堿、莨菪烷類生物堿、喹啉類生物堿、異喹啉類生物堿、吲哚類生物堿、萜類生物堿、甾類生物堿、大環(huán)類生物堿、有機(jī)胺類生物堿和其它類型