天然藥物分離和提純天然產(chǎn)物化學(xué)資料緒論

1、天然藥物分離和提純天然產(chǎn)物化學(xué)資料緒論第一章 緒 論 1天然產(chǎn)物化學(xué)的研究內(nèi)容 2天然產(chǎn)物的生物合成 3. 天然產(chǎn)物化學(xué)的發(fā)展史 4. 天然產(chǎn)物化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向 在化學(xué)學(xué)科內(nèi)，天然產(chǎn)物專指由動(dòng)物、植物及海洋生物和微生物體內(nèi)分離出來的生物二次代謝產(chǎn)物及生物體內(nèi)源性生理活性化合物。是由各種化學(xué)成分所組成的復(fù)雜體系。一、 天然產(chǎn)物化學(xué)的研究內(nèi)容廣義地講，自然界的所有物質(zhì)都稱為天然產(chǎn)物。金雞納奎寧天然產(chǎn)物有效成分天然產(chǎn)物有效成分有效成分（active compound）:在藥理和生物學(xué)角度來看是指有生物活性的物質(zhì)，這種物質(zhì)在化學(xué)上能用分子式和結(jié)構(gòu)式來表示，并具有一定的物理常數(shù)。 在食品領(lǐng)域中，有效成分的

2、范疇可擴(kuò)展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營養(yǎng)成分、天然食品添加劑成分等。天然產(chǎn)物化學(xué) 天然產(chǎn)物化學(xué)：是以各類生物為研究對象，以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，以化學(xué)和物理方法為手段，研究生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分離、結(jié)構(gòu)、功能、生物合成、化學(xué)合成與修飾及其用途的一門科學(xué)，是生物資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)研究。一次代謝與二次代謝 一次代謝：植物、昆蟲或微生物體內(nèi)的生物細(xì)胞通過光合作用、碳水化合物代謝和檸檬酸代謝，生成生物體生存繁殖所必須的化合物，如糖類、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖類、蛋白質(zhì)、酯類、DNA、RNA）等的代謝過程，這些化合物稱為一次代謝產(chǎn)物。 二次代謝：從某些一次代謝產(chǎn)物作為起始原料，

3、通過一系列特殊生物化學(xué)反應(yīng)生成表面上看來似乎對生物本身無用的化合物，如萜類、甾體、生物堿、多酚類等，這些二次代謝產(chǎn)物就是人們熟知的天然產(chǎn)物。二、天然產(chǎn)物的生物合成大自然是一個(gè)天然藥庫來自植物的,如阿片、人參、大黃等;大自然是一個(gè)天然藥庫來自動(dòng)物的,如牛黃、鹿茸、蟾酥、海馬等;大自然是一個(gè)天然藥庫來自人類的,如紫河車等;（補(bǔ)氣，養(yǎng)血，益精）大自然是一個(gè)天然藥庫來自礦物的,如石膏、朱砂、雄黃等。雄黃三硫化二砷 ：敗毒抗癌、祛痰鎮(zhèn)驚、殺蟲療瘡、消炎退腫。 解肌清熱，除煩止渴清熱瀉火、消腫止痛 丹藥：用于心神不寧心悸失眠鎮(zhèn)驚安神三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史斷腸草 見血封喉,毒箭木三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史鴆

4、 夾竹桃 鶴頂紅 鶴頂紅,三氧化二砷，也就是著名的砒霜?！苞Q頂紅”不過是古時(shí)候?qū)ε囊粋€(gè)隱晦的說法而已。砷進(jìn)入人體后，會和蛋白質(zhì)的硫基結(jié)合，使蛋白質(zhì)變性失去活性。三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史海鮮+維生素C=砒霜? 銀針驗(yàn)毒三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史在19世紀(jì)以前，制藥的手段比較原始。據(jù)國外文獻(xiàn)記載，從天然藥物中分離其中所含的有機(jī)化學(xué)成分，始于1769年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分離出酒石酸、苯甲酸 （1775）、乳酸（1785）、沒食子酸（1786）等有機(jī)酸類物質(zhì)。三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史但古代中國早在這之前就有了明確的記載。 明代李延的醫(yī)學(xué)入門（1575）中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。

5、書中謂“五倍子粗粉，并礬、曲和勻，如作酒曲樣，入瓷器遮不見風(fēng)，侯生白取出?！北静菥V目（1596）卷39中則有“看藥上長起長霜，則藥已成矣”的記載。這里的“生白”、“長霜”均為沒食子酸生成之意，是世界上最早制得的有機(jī)酸，比舍勒的發(fā)明早了二百年。三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史樟腦的記載在中國最早見于1711年洪遵著的集驗(yàn)方一書，后由馬可波羅傳至西方。本草綱目卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至18世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。醫(yī)藥化學(xué)源于中國.不含萘和對二氯苯，安全、高效、對人體無毒無害80% 六分之一三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史從藥用動(dòng)植物中提取活性成分則始于19世紀(jì)。第一個(gè)被提取的

6、成分是嗎啡堿（一種異喹啉生物），于1805年由法國化學(xué)家F澤爾蒂納自鴉片中提取。嗎啡罌粟結(jié)構(gòu)改造含量、毒性天然藥物占臨床使用藥物的50%來源于高等植物的約25%。天然產(chǎn)物藥物療效高，副作用小，天然產(chǎn)物始終是醫(yī)藥行業(yè)中新藥的主要來源之一。三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史 三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史此后的數(shù)十年間發(fā)掘了大量民間藥中的活性成分，如土根堿、奎寧（1820）、辛可寧、番木鱉堿、咖啡因、阿托品毛地黃強(qiáng)心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物堿居多，都具有顯著的生理活性，可以代表其原生藥，多數(shù)至今仍用作藥物。但當(dāng)時(shí)只能利用分餾和重結(jié)晶來純化單體成分。 三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史20世紀(jì)50年代先后自印度蘿芙木中

7、獲得降壓活性成分利血平，以及從降血糖藥長春花中獲得抗癌活性成分春花堿，成為兩個(gè)很有價(jià)值的藥物，引起了各方的重視。1960年左右開始了對海洋天然產(chǎn)物的研究。如：從被囊類動(dòng)物中分離得到的具有細(xì)胞毒活性的吲哚生物堿；從一些海綿中分離的具有抗白血病的雙吲哚物質(zhì)。天然藥物化學(xué)的發(fā)展有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)其一是1930年前后，由于微量元素分析法的導(dǎo)入，試料量降至毫克水平，推進(jìn)了天然成分的分析工作。 其二是1960年代前后，各種層析方法的興起，使微量天然新成分的分離純化簡便易行。同時(shí)紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜等新技術(shù)問世，結(jié)構(gòu)研究工作趨向微量，快速和準(zhǔn)確。新技術(shù)的興起使研究天然產(chǎn)物化學(xué)成分的周期大大縮短。 過去，一個(gè)天

8、然化合物從天然藥物中分離、純化、到確定結(jié)構(gòu)、人工合成需要很長時(shí)間。嗎啡（morphine），1805年發(fā)現(xiàn)、1925年提出正確結(jié)構(gòu)，1952年人工合成，花了約150年時(shí)間。而利血平（reserpine）從發(fā)現(xiàn)、確定結(jié)構(gòu)，到人工合成，只用了幾年的時(shí)間（1952-1956）。 三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史20世紀(jì)80年代以來，由于分子生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，為有效成分的提取和功能研究提供了新方法。如細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)和反義技術(shù)等。三、天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史四、研究天然產(chǎn)物的一般方法和程序天然藥物有效成分的提取，常見的提取方法有：溶劑法、水汽蒸餾法、分餾法、吸附法、沉淀法、鹽析法、透析法、升華法等。天然

9、產(chǎn)物有效成分的分離和純化天然產(chǎn)物有效成分的分子結(jié)構(gòu)鑒定天然產(chǎn)物有效成分毒理學(xué)、藥效學(xué)評價(jià)。研究天然產(chǎn)物化學(xué)的意義 研究天然產(chǎn)物化學(xué)有助于人類從分子層面全面了解和認(rèn)識天然產(chǎn)物，從而通過人工培養(yǎng)或人工合成的方式定向獲得大批量的目標(biāo)產(chǎn)物并造福人類。研究天然產(chǎn)物化學(xué)的意義這些目標(biāo)產(chǎn)物可能是藥物，用于幫助人類與疾病作斗爭，保障人類的健康，提高人類的生存質(zhì)量；也可能是有特種功能的物質(zhì)，對人類生活提供方便；也為我們更好地認(rèn)識自然和利用自然，提供了一個(gè)渠道。21世紀(jì)的今天，人們已經(jīng)充分認(rèn)識到天然產(chǎn)物及其改性產(chǎn)物所具有的獨(dú)特性質(zhì)與功效是人類社會可持續(xù)發(fā)展的根本保證。 研究天然產(chǎn)物化學(xué)的意義 藍(lán)色藥物： 海洋生物

10、（ 20萬）、礦產(chǎn), 2萬多種：螺旋藻、海源石 綠色藥物：蜂膠、銀杏制劑 基因藥物：牛、羊乳汁 微生物藥物：抗生素耐藥性的發(fā)展及新病原體的不斷出現(xiàn).四種藥物成為21世紀(jì)的“新星”五、天然產(chǎn)物發(fā)展動(dòng)向研究方法和手段向高、新方向發(fā)展偏重資源開發(fā)的實(shí)用化基于生物技術(shù)的天然產(chǎn)物化學(xué)研究中藥及天然藥物化學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景眾所周知，從“神農(nóng)嘗百草”至今，中華民族幾千年來之所以能夠繁衍昌盛、綿延不斷，靠的就是中醫(yī)中藥。中醫(yī)中藥在臨床應(yīng)用了幾千年，其療效經(jīng)過了實(shí)踐的檢驗(yàn)，并成為世界文化的一朵奇葩。但是由于生產(chǎn)工藝比較落后，質(zhì)量監(jiān)控亟待改進(jìn)，特別是中醫(yī)獨(dú)特的哲學(xué)思想使一般西方人難以理解，成為中藥產(chǎn)品在全世界

11、進(jìn)一步推廣發(fā)展的嚴(yán)重障礙。所以，新藥研究與開發(fā)成為當(dāng)今十分重要和緊迫的課題。中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題（l）某些化學(xué)家只對新化合物有興趣。迄今所研究過的中藥中，只有很小的百分比是為了研究活性化合物；（2）即便是通過活性追蹤方法研究的中藥，通常也只是利用一種類型的活性篩選模型，無法反應(yīng)中藥的綜合藥理作用。（3）大多數(shù)中藥民間常用以水煎方式進(jìn)行口服，然而化學(xué)工作者較少注意進(jìn)行水溶性成分的研究； （4）中藥多作為復(fù)方形式在臨床配伍應(yīng)用，但中藥復(fù)方發(fā)揮作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及其組方原理基本上還沒有作為天然藥物化學(xué)的研究課題。中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題（5）中藥有著多方面的藥理作用，

12、且一般通過調(diào)節(jié)人體的整體平衡發(fā)揮療效。但迄今為止，在追蹤活性成分時(shí)，人們多只采用單一的活性篩選體系。因此很難說得到的所謂“活性成分”是代表中藥臨床療效的真正的活性成分。 中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題（6）人體內(nèi)源性環(huán)境對中藥化學(xué)成分的影響也很少考慮或幾乎不予考慮。因此，所得到的“活性化合物”可能是真正的活性成分，也很有可能僅僅是前體藥物。中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題（7）從中藥成天然藥物中得到的活性成分，往往未做進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)修飾或者結(jié)構(gòu)改造，并就結(jié)構(gòu)活性相關(guān)問題進(jìn)行深入探討，對創(chuàng)新藥物的貢獻(xiàn)不大。研究成果也未能更好地用于指導(dǎo)中藥制劑的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，對推動(dòng)中藥現(xiàn)代化起的作用不大。中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題中國中藥及天然藥物化學(xué)研究的發(fā)展趨勢及展望 （l）化學(xué)家將更多注意研究活性成分，如：活性成分的研究將取代一般化學(xué)成分研究；比起對發(fā)現(xiàn)新結(jié)構(gòu)來說，將更多注意發(fā)現(xiàn)新的活性；將會更多注意水溶性及醇溶性成分的研究；生物活性跟蹤分離方法將成為研