天然產(chǎn)物化學(xué)市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、 天然產(chǎn)物化學(xué) 第1頁(yè)第一章 緒論一、主要研究?jī)?nèi)容 二、天然產(chǎn)物化學(xué)與藥品開(kāi)發(fā)第2頁(yè)一 主要研究?jī)?nèi)容1、研究?jī)?nèi)容天然產(chǎn)物提取、分離、結(jié)構(gòu)、功效 2、天然產(chǎn)物定義：從植物、動(dòng)物、礦物、微生物、海洋生物等天然資源中開(kāi)發(fā)出來(lái)產(chǎn)物3、天然產(chǎn)物化學(xué)定義： 以各類生物為研究對(duì)象，以有機(jī)化學(xué)為基礎(chǔ)，以化學(xué)和物理方法為伎倆，研究天然產(chǎn)物提取、分離、結(jié)構(gòu)、功效、生物合成、化學(xué)合成與修飾及其用途一門學(xué)科，是生物資源開(kāi)發(fā)利用基礎(chǔ)研究 第3頁(yè)二 天然產(chǎn)物化學(xué)與藥品開(kāi)發(fā) 1 豐富天然藥品 東漢時(shí)期 神農(nóng)本草經(jīng) 記載了365 種天然藥品明代 李時(shí)珍 本草綱目 收載了1892種天然藥品清代 趙學(xué)敏 本草綱目拾遺 補(bǔ)充了10

2、21種天然藥品第4頁(yè) 2 天然藥品防病治病物質(zhì)基礎(chǔ) 天然藥品物質(zhì)基礎(chǔ)在于有效成份 有效成份：含有生物活性，起治療作用，能用分子式和結(jié)構(gòu)式表示，并含有一定物理常數(shù)（如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、旋光度、溶解度等）單體化合物 如生物堿、單糖、低聚糖、多糖、蛋白質(zhì)、黃酮、香豆素、強(qiáng)心苷、皂苷、蒽醌、揮發(fā)油等 無(wú)效成份：與有效成份共存其它成份 如油脂、色素、樹脂、樹膠等 有效部位：還未提純單體化合物或含有有效成份混合物第5頁(yè)3 天然產(chǎn)物化學(xué)發(fā)展動(dòng)向（1）研究方法和伎倆向高、新方向發(fā)展 高效液相色譜、氣相色譜等新技術(shù)發(fā)展，使微量成份提取分離成為可能 核磁共振、紅外光譜等新技術(shù)發(fā)展，使化合物結(jié)構(gòu)測(cè)定變得越來(lái)越輕易 (2)

3、 偏重資源開(kāi)發(fā)實(shí)用化 對(duì)天然產(chǎn)物開(kāi)發(fā)時(shí)更重視實(shí)用化，有目標(biāo)進(jìn)行研究 (3)基于生物技術(shù)天然產(chǎn)物研究 基于生物技術(shù)天然化合物研究，能提供產(chǎn)生天然化合物愈加成熟方法和策略第6頁(yè)第二章 天然產(chǎn)物提取分離和結(jié)構(gòu)判定提?。簩⒂行С煞輳奶烊晃镔|(zhì)中提出過(guò)程分離：將提取物中混合性質(zhì)相同或者不一樣成份深入分開(kāi)過(guò)程 第7頁(yè)本章內(nèi)容一、提取方法二、分離純化方法三、天然產(chǎn)物化學(xué)成份預(yù)試驗(yàn)四、尋找天然藥品有效成份普通步驟第8頁(yè)一 、提取方法 （一）溶劑提取法1、基本原理 滲透、擴(kuò)散作用 動(dòng)力：細(xì)胞內(nèi)外濃度差 溶解 溶劑擴(kuò)散滲透可溶性物質(zhì)可溶性物質(zhì)溶劑可循環(huán)第9頁(yè)2、影響提取效率主要原因原料粒度 原料粉碎粒度應(yīng)依據(jù)選取溶

4、劑和藥用部位來(lái)決定 提取溫度 普通以60度左右 提取次數(shù)和時(shí)間 普通提取3次，每次1h3、溶劑選擇（1）溶劑對(duì)有效成份溶解度大，對(duì)其它成份溶解度?。?）溶劑不能與藥材活性成份起不可逆化學(xué)反應(yīng)（3）溶劑還要易回收、安全、低毒、廉價(jià)第10頁(yè) 4、溶劑分類（1）水 強(qiáng)極性溶劑 能溶解成份：氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、有機(jī)酸鹽、生物堿鹽、苷類、鞣質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等 有時(shí)為了增加一些成份溶解度，也常采取酸水或堿水作為提取溶劑 優(yōu)點(diǎn)：安全、廉價(jià)、易得 缺點(diǎn)：易污染變質(zhì)，不易保留過(guò)濾困難濃縮困難 第11頁(yè)（2）親水性溶劑 能與水混溶有機(jī)溶劑，極性較大，如乙醇、丙酮、甲醇 能溶解成份：大部分親水性成份，一些親脂性成份 優(yōu)點(diǎn)

5、：提取成份較多 不易霉變，粘度小，易過(guò)濾 沸點(diǎn)低、濃縮回收方便 缺點(diǎn)：易燃 第12頁(yè)（3）親脂性溶劑 與水不相混溶有機(jī)溶劑，極性小，如石油醚、乙醚、氯仿等 能溶解成份：親脂性成份（如揮發(fā)油、油脂、游離生物堿等） 優(yōu)點(diǎn)：沸點(diǎn)低，易蒸餾濃縮 缺點(diǎn)：提取時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)原料干燥度要求較高，毒性大，易燃 5、慣用提取方法浸漬法 優(yōu)點(diǎn)：溫度低，適合用于提取遇熱不穩(wěn)定成份 缺點(diǎn)：提取時(shí)間長(zhǎng)，效率不高，提取液易霉變第13頁(yè)滲漉法 不停加入溶劑，不停流出溶液 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)浸出，提取效率比浸漬法高 缺點(diǎn)：溶劑用量大，提取時(shí)間長(zhǎng)煎煮法 優(yōu)點(diǎn)：提取效率高，可提取各種成份 缺點(diǎn)：雜質(zhì)較多，易發(fā)生霉變，一些不耐熱揮發(fā)性成份易損

6、失，藥材易焦糊中藥煎煮機(jī)不銹鋼滲漉罐第14頁(yè)回流提取法應(yīng)用范圍：當(dāng)提取溶劑為有機(jī)溶劑，且需加熱時(shí)優(yōu)點(diǎn)：能夠防止溶劑揮發(fā)損失缺點(diǎn)：提取過(guò)程中需更換溶劑回流提取器普通回流第15頁(yè)連續(xù)回流提取法儀器：索氏提取器優(yōu)點(diǎn)：提取較完全，溶劑用量小，不需更換溶劑缺點(diǎn)：提取時(shí)間長(zhǎng)，不宜提取熱敏性成份第16頁(yè)微波輔助提取優(yōu)點(diǎn)：提取速度快缺點(diǎn)：要求藥材含有一定水分，微波對(duì)一些化合物有一定降解作用，只適宜對(duì)熱穩(wěn)定產(chǎn)物微波輔助提取第17頁(yè)超聲波輔助提取原理：利用超聲波破壞細(xì)胞膜優(yōu)點(diǎn)：提取時(shí)間短，收率高，防止高溫對(duì)有效成份破壞缺點(diǎn)：超聲波提取對(duì)容器壁厚薄，放置位置要求較高酶法輔助提取 原理：利用酶破壞植物細(xì)胞壁，使有效成

7、份溶出 可用酶包含：纖維素酶、果膠酶、蛋白酶超聲波萃取第18頁(yè)（二） 水蒸氣蒸餾法 適用范圍：能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，難溶或不溶于水成份共水蒸餾法原理：將藥材粗粉加入蒸餾器中，加水浸泡，直火煮沸，使提取物與水蒸氣一起蒸出優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：可能使一些成份發(fā)生分解，使藥材焦化，影響提取物質(zhì)量 通入水蒸氣蒸餾法原理：將水蒸氣通入待提取藥材中，使提取物和水蒸氣一起蒸出優(yōu)點(diǎn)：防止直火高溫而影響提取物質(zhì)量缺點(diǎn)：操作較為麻煩 第19頁(yè) （三）升華法適用范圍：含有升華性質(zhì)化合物例子：從樟木中提取樟腦從茶葉中提取咖啡堿缺點(diǎn)：常伴有分解現(xiàn)象，產(chǎn)率低，因?yàn)闇囟冗^(guò)高會(huì)造成中草藥炭化附著在升華物上，不易除去第20頁(yè)

8、本章內(nèi)容一、提取方法二、分離純化方法三、天然產(chǎn)物化學(xué)成份預(yù)試驗(yàn)四、尋找天然藥品有效成份普通步驟第21頁(yè)二、分離純化方法 （一）沉淀法 原理：使某類成份產(chǎn)生沉淀而與其它成份分離方法；或使雜質(zhì)產(chǎn)生沉淀析出，以除去雜質(zhì)注意：對(duì)所需成份這種沉淀反應(yīng)是可逆1、乙醇沉淀法原理：在提取液中加入一定量乙醇，則難溶于乙醇多糖類成份（淀粉、樹膠、黏液質(zhì)、果膠、菊糖）和蛋白質(zhì)成份從溶液中析出沉淀比如：石斛多糖分離 第22頁(yè)2、酸堿沉淀法原理：一些成份溶于堿液，不溶于酸液；或一些成份溶于酸液，不溶于堿液比如：生物堿、黃酮提取3、鉛鹽沉淀法原理：醋酸鉛與一些成份生成難溶鉛鹽或絡(luò)合物適用范圍： 中性醋酸鉛：酸性化合物、有

9、機(jī)酸、氨基酸、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)、鞣質(zhì)、樹脂、酸性皂苷、部分黃酮苷等 堿式醋酸鉛：范圍廣，包含上述物質(zhì)及部分苷類、生物堿等堿性成份 脫鉛處理：通硫化氫氣體，使鉛轉(zhuǎn)化為不溶性硫化鉛第23頁(yè) （二）鹽析法原理：在提取液中加入易溶性無(wú)機(jī)鹽至一定濃度或到達(dá)飽和狀態(tài)，使一些成份在水中溶解度降低，沉淀析出而與水溶性較大成份相分離慣用無(wú)機(jī)鹽有：氯化鈉、氯化銨、硫酸銨、硫酸鈉、硫酸鎂適用范圍：生物堿、苷類比如：三七皂苷提取（硫酸鎂） 第24頁(yè) （三）透析法原理：小分子物質(zhì)在溶液中可經(jīng)過(guò)半透膜，而大分子物質(zhì)不能經(jīng)過(guò)半透膜適用范圍：多糖、多肽、蛋白質(zhì)、皂苷慣用透析膜：動(dòng)物膜（如豬、牛膀胱）、火棉膠膜、蛋白質(zhì)膠膜、玻璃

10、紙膜等第25頁(yè) （四）結(jié)晶法原理：利用混合物中各成份在溶劑中溶解度不一樣來(lái)到達(dá)分離結(jié)晶溶劑選擇標(biāo)準(zhǔn)：1、不與有效成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 2、對(duì)欲結(jié)晶成份溶解度隨溫度不一樣而有顯著差異3、對(duì)欲去除雜質(zhì)冷熱時(shí)溶解度均大或均小 方法：1、加溫溶解，降溫析出2、揮干溶劑，結(jié)晶析出3、外加晶體，誘導(dǎo)結(jié)晶4、摩擦容器壁，誘導(dǎo)結(jié)晶 第26頁(yè) （五）色譜法原理：利用混合物中各成份物理化學(xué)性質(zhì)差異，使各成份得到分離1、色譜法在天然產(chǎn)物研究中用途分離混合物：分離理化性質(zhì)相同成份精制化合物：搜集去除雜質(zhì)純品判定化合物：相同化合物在薄層色譜中含有相同Rf值，在液相或氣相色譜中含有相同保留時(shí)間第27頁(yè)2、紙色譜法和薄層色譜法

11、紙色譜法是以紙作為載體薄層色譜以玻璃板、塑料或鋁基片作為載體第28頁(yè)3、柱色譜法材料：層析柱、填料、洗脫劑原理：各組分受固定相作用所產(chǎn)生阻力和受流動(dòng)相所產(chǎn)生推進(jìn)力不一樣，從而產(chǎn)生差速遷移而到達(dá)分離操作方法：1.稱量及預(yù)處理 2.制成勻漿 3.裝柱4.上樣 5.過(guò)柱 6.搜集7.檢測(cè)第29頁(yè)分類：吸附色譜、凝膠色譜、離子交換色譜、分配色譜1） 吸附色譜原理：用吸附劑作為固定相，利用被分離組分對(duì)吸附劑表面吸附能力差異和在流動(dòng)相中溶解度差異來(lái)進(jìn)行分離吸附劑：硅膠、氧化鋁、聚酰胺、活性炭第30頁(yè)2）凝膠色譜 原理：分子篩效應(yīng)凝膠色譜應(yīng)用脫鹽用于分離提純測(cè)定高分子物質(zhì)分子量 高分子溶液濃縮 第31頁(yè)3）

12、離子交換色譜原理：利用某種離子交換劑在一定條件下與不一樣離子親和力不一樣，可使柱與不一樣離子結(jié)合強(qiáng)弱產(chǎn)生顯著差異，從而使不一樣離子移動(dòng)速度不一樣離子交換劑指含有解離性離子交換基團(tuán)高分子物質(zhì)離子交換劑性質(zhì)：穩(wěn)定、不溶、多孔、可進(jìn)行離子交換SO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H樹脂基體第32頁(yè)離子交換過(guò)程示意第33頁(yè)應(yīng)用超純水系統(tǒng)第34頁(yè)分類：按離子交換劑基質(zhì)性質(zhì)，可分為離子交換樹脂、離子交換纖維素、離子交換凝膠按每種交換劑所含功效基團(tuán)性質(zhì)，可分為陽(yáng)離子型和陰離子型 交換離子帶

13、正電荷，則發(fā)生陽(yáng)離子交換； 交換離子帶負(fù)電荷，則發(fā)生陰離子交換。第35頁(yè)4）分配色譜固定相：固定于多孔物質(zhì)上液膜支持物：固定液膜多孔物質(zhì)流動(dòng)相：所用洗脫劑原理：不一樣組分在流動(dòng)相與固定相之間分配系數(shù)不一樣，故在層析過(guò)程中遷移速度也各不相同，而彼此分開(kāi)分類：液液分配層析（以液體作為流動(dòng)相） 氣液分配層析（以氣體作為流動(dòng)相）慣用載體：硅膠、硅藻土、纖維素粉 第36頁(yè)比如：高效液相色譜 特點(diǎn)：高壓、高效、高速、高靈敏度第37頁(yè)第38頁(yè)進(jìn)樣口檢測(cè)器色譜圖色譜柱溶劑泵混合器 高效液相結(jié)構(gòu)示意第39頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsMixerPumpsChrom

14、atogramStart InjectionmAUtime第40頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsMixerPumpsChromatogramStart InjectionmAUtime第41頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第42頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第43頁(yè)高效液相工作示意I

15、njectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第44頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第45頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第46頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChr

16、omatogramStart InjectionmAUtime第47頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第48頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第49頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第50頁(yè)高效液相工作示

17、意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第51頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第52頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第53頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerC

18、hromatogramStart InjectionmAUtime第54頁(yè)高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第55頁(yè)本章內(nèi)容一、提取方法二、分離純化方法三、天然產(chǎn)物化學(xué)成份預(yù)試驗(yàn)四、尋找天然藥品有效成份普通步驟第56頁(yè)三、天然產(chǎn)物化學(xué)成份預(yù)試驗(yàn) 對(duì)一個(gè)未知天然藥品，要了解其中所含成份需經(jīng)過(guò)預(yù)試驗(yàn)來(lái)判斷分類：?jiǎn)雾?xiàng)預(yù)試驗(yàn)、系統(tǒng)預(yù)試驗(yàn) 單項(xiàng)預(yù)試驗(yàn)：依據(jù)工作需要有重點(diǎn)檢驗(yàn)藥材中某一類成份 系統(tǒng)預(yù)試驗(yàn)：對(duì)某種藥材中所含各類化學(xué)成份進(jìn)行全方面檢驗(yàn)，系統(tǒng)了解該藥材中所含化學(xué)成份類

19、型預(yù)試驗(yàn)原理：依據(jù)各成份極性不一樣，選擇不一樣極性溶劑進(jìn)行提取，將藥材中所含成份按極性不一樣分成幾個(gè)部分，然后利用各種化學(xué)反應(yīng)定性判斷各部分中可能含有化合物類型第57頁(yè)預(yù)試驗(yàn)步驟：第一、制備供試液第58頁(yè)第二、各類成份檢驗(yàn) 試劑或反應(yīng) 指示可能含有成份碘化鉍鉀試液生物堿碘化汞鉀生物堿硅鎢酸生物堿費(fèi)林試劑糖茚三酮試液蛋白質(zhì)、氨基酸、多肽鹽酸-鎂粉反應(yīng)黃酮堿性苦味酸試液強(qiáng)心苷濃硫酸反應(yīng)皂苷第59頁(yè)本章內(nèi)容一、提取方法二、分離純化方法三、天然產(chǎn)物化學(xué)成份預(yù)試驗(yàn)四、尋找天然藥品有效成份普通步驟第60頁(yè)四、尋找天然藥品有效成份普通步驟（一）提取與分離 五部位法：用95%和60%兩種濃度乙醇分別提取，合并

20、兩次提取液，濃縮，依次用石油醚、氯仿（或乙醚）、乙酸乙酯、正丁醇、水進(jìn)行處理，得到極性不一樣五部分第61頁(yè)提取溶劑化合物類別成份極性大小石油醚、己烷脂肪油、揮發(fā)油、脂溶性色素、甾醇、一些苷元強(qiáng)親脂性成份乙醚、氯仿游離生物堿、苷元親脂性成份乙酸乙酯、正丁醇強(qiáng)心苷、黃酮苷、皂苷中等極性成份丙酮、乙醇、甲醇極性較大苷、糖、氨基酸、生物堿鹽極性成份水蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽、粘液質(zhì)強(qiáng)極性成份第62頁(yè)（二）有效部位確定 第63頁(yè)比如：尋找仙鶴草驅(qū)絳蟲有效成位步驟 第64頁(yè)（三）組分分離與單體分離采取色譜法、結(jié)晶法、萃取法等方法分離有效部位，直到得到單一組分（四）有效成份結(jié)構(gòu)判定第一、純度檢驗(yàn)1、外形觀察：晶形2、物理常數(shù)測(cè)定：熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、旋光度等3、色譜檢驗(yàn)：展現(xiàn)一個(gè)尖銳單峰