中南大學(xué)天然藥物分離與提純 天然產(chǎn)物化學(xué)資料 緒論

天然產(chǎn)物化學(xué)南通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱金一章緒論

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)展動向

在化學(xué)學(xué)科內(nèi)，天然產(chǎn)物專指由動物、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（activecompound）: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，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天然藥庫來自植物的,如阿片、人參、大黃等;大自然是一個天然藥庫來自動物的,如牛黃、鹿茸、蟾酥、海馬等;

大自然是一個天然藥庫來自人類的,如紫河車等;（補(bǔ)氣，養(yǎng)血，益精）大自然是一一個天然藥藥庫來自礦物的的,如石膏膏、朱砂、、雄黃等。。雄黃三硫化二砷砷：敗毒抗癌、、祛痰鎮(zhèn)驚驚、殺蟲療療瘡、消炎炎退腫。解肌清熱，，除煩止渴渴清熱瀉火、、消腫止痛痛丹藥：用于于心神不寧寧心悸失眠眠鎮(zhèn)驚安神神三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史斷腸草見血封喉,毒箭木三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史鴆夾竹桃鶴頂紅鶴頂紅,三氧化二砷砷，也就是著名名的砒霜。“鶴頂紅紅”不過是是古時(shí)候?qū)ε囊灰粋€隱晦的的說法而已已。砷進(jìn)入入人體后，，會和蛋白白質(zhì)的硫基基結(jié)合，使使蛋白質(zhì)變變性失去活活性。三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史海鮮+維生生素C=砒霜?銀針驗(yàn)毒三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史在19世紀(jì)紀(jì)以前，制制藥的手段段比較原始始。據(jù)國外文獻(xiàn)獻(xiàn)記載，從從天然藥物物中分離其其中所含的的有機(jī)化學(xué)成成分，始于1769年瑞典化學(xué)家家舍勒從酒酒石分離出出酒石酸、、苯甲酸（（1775）、、乳酸（1785））、沒食子子酸（1786）等等有機(jī)酸類類物質(zhì)。三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史但古代中國國早在這之之前就有了了明確的記記載。明代李延的的《醫(yī)學(xué)入入門》（1575））中記載了了用發(fā)酵法法從五倍子子中得到?jīng)]沒食子酸的的過程。書書中謂“五五倍子粗粉粉，并礬、、曲和勻，，如作酒曲曲樣，入瓷瓷器遮不見見風(fēng)，侯生白取出?！薄侗静菥V目目》（1596）卷卷39中則則有“看藥藥上長起長長霜，則藥藥已成矣””的記載。。這里的““生白”、、“長霜”均為沒食食子酸生成成之意，是是世界上最最早制得的的有機(jī)酸，，比舍勒的的發(fā)明早了了二百年。三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史樟腦的記載載在中國最最早見于1711年年洪遵著的的《集驗(yàn)方方》一書，，后由馬可可波羅傳至至西方?！侗静菥V目目》卷34下詳盡記記載了用升升華法等制制備、純化化樟腦的過過程。歐洲洲直至18世紀(jì)下半半葉才提出出了樟腦的的純品。醫(yī)藥化學(xué)源源于中國.不含萘和對對二氯苯，，安全、高高效、對人人體無毒無無害80%六六分之之一三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史從藥用動植植物中提取取活性成分則始于19世紀(jì)。第第一個被提提取的成分分是嗎啡堿堿（一種異異喹啉生物物），于1805年年由法國化化學(xué)家F··澤爾蒂納納自鴉片中中提取。嗎啡罌粟結(jié)構(gòu)改造含量、毒性性天然藥物占占臨床使用用藥物的50%來源于高等等植物的約約25%。。天然產(chǎn)物藥藥物療效高高，副作用用小，天然然產(chǎn)物始終終是醫(yī)藥行行業(yè)中新藥藥的主要來來源之一。。三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史三、天然產(chǎn)產(chǎn)物研究的的發(fā)展史此后的數(shù)十十年間發(fā)掘掘了大量民民間藥中的的活性成分分，如土根根堿、奎寧寧（1820）、辛辛可寧、番番木鱉堿、、咖啡因、、阿托品毛毛地黃強(qiáng)心心苷、毒毛毛旋花苷、、蟾蜍等，，以生物堿堿居多，都都具有顯著著的生理活活性，可以以代表其原原生藥，多多數(shù)至今仍仍用作藥物物。但當(dāng)時(shí)時(shí)只能利用用分餾和重重結(jié)晶來純純化單體成成分。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史20世紀(jì)51960年左右開始了對海洋天然產(chǎn)物的研究。如：從被囊類動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)學(xué)的發(fā)展有兩兩個轉(zhuǎn)折點(diǎn)其一是1930年前后，，由于微量元元素分析法的的導(dǎo)入，試料料量降至毫克克水平，推進(jìn)進(jìn)了天然成分分的分析工作作。其二是1960年代前后后，各種層析析方法的興起起，使微量天天然新成分的的分離純化簡簡便易行。同同時(shí)紅外光譜譜、核磁共振振、質(zhì)譜等新新技術(shù)問世，，結(jié)構(gòu)研究工工作趨向微量量，快速和準(zhǔn)準(zhǔn)確。新技術(shù)術(shù)的興起使研研究天然產(chǎn)物物化學(xué)成分的的周期大大縮縮短。過去，一個天天然化合物從從天然藥物中中分離、純化化、到確定結(jié)結(jié)構(gòu)、人工合合成需要很長長時(shí)間。嗎啡（morphine），1805年發(fā)現(xiàn)、、1925年年提出正確結(jié)結(jié)構(gòu)，1952年人工合合成，花了約約150年時(shí)時(shí)間。而利血血平（reserpine）從發(fā)現(xiàn)現(xiàn)、確定結(jié)構(gòu)構(gòu)，到人工合合成，只用了了幾年的時(shí)間間（1952-1956）。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史20世紀(jì)80年代以來，由于分分子生物技術(shù)術(shù)的迅猛發(fā)展展，為有效成成分的提取和和功能研究提提供了新方法法。如細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)基因器官培培養(yǎng)和反義技技術(shù)等。三、天然產(chǎn)物物研究的發(fā)展展史四、研究天然然產(chǎn)物的一般般方法和程序序天然藥物有效效成分的提取取，常見的提提取方法有：：溶劑法、水水汽蒸餾法、、分餾法、吸吸附法、沉淀淀法、鹽析法法、透析法、、升華法等。。天然產(chǎn)物有效效成分的分離離和純化天然產(chǎn)物有效效成分的分子子結(jié)構(gòu)鑒定天然產(chǎn)物有效效成分毒理學(xué)學(xué)、藥效學(xué)評評價(jià)。研究天然產(chǎn)物物化學(xué)的意義義研究天然產(chǎn)物物化學(xué)有助于于人類從分子層面全面了解和認(rèn)認(rèn)識天然產(chǎn)物物，從而通過過人工培養(yǎng)或人工合成的方式定向獲獲得大批量的的目標(biāo)產(chǎn)物并并造福人類。。研究天然產(chǎn)物物化學(xué)的意義義這些目標(biāo)產(chǎn)物物可能是藥物，用于幫助人人類與疾病作作斗爭，保障障人類的健康康，提高人類類的生存質(zhì)量量；也可能是是有特種功能的物物質(zhì)，對人類生活活提供方便；；也為我們更更好地認(rèn)識自自然和利用自自然，提供了了一個渠道。。21世紀(jì)的今今天，人們已已經(jīng)充分認(rèn)識識到天然產(chǎn)物及其其改性產(chǎn)物所所具有的獨(dú)特特性質(zhì)與功效效是人類社會可可持續(xù)發(fā)展的的根本保證。。研究天然產(chǎn)物物化學(xué)的意義義藍(lán)色藥物：海洋生物（20萬）、、礦產(chǎn),2萬多種：螺螺旋藻、海源源石綠色藥物：蜂膠、銀杏制制劑基因藥物：牛、羊乳汁汁微生物藥物：：抗生素耐藥性性的發(fā)展及新新病原體的不不斷出現(xiàn).四種藥物成為為21世紀(jì)的的“新星”五、天然產(chǎn)物物發(fā)展動向研究方法和手手段向高、新新方向發(fā)展偏重資源開發(fā)發(fā)的實(shí)用化基于生物技術(shù)術(shù)的天然產(chǎn)物物化學(xué)研究中藥及天然藥藥物化學(xué)的研研究現(xiàn)狀及發(fā)發(fā)展前景眾所周知，從從“神農(nóng)嘗百草草”至今，中華民民族幾千年來來之所以能夠夠繁衍昌盛、、綿延不斷，，靠的就是中中醫(yī)中藥。中中醫(yī)中藥在臨臨床應(yīng)用了幾幾千年，其療療效經(jīng)過了實(shí)實(shí)踐的檢驗(yàn)，，并成為世界界文化的一朵朵奇葩。但是由于生產(chǎn)工藝比較較落后，質(zhì)量量監(jiān)控亟待改改進(jìn)，特別是中醫(yī)醫(yī)獨(dú)特的哲學(xué)學(xué)思想使一般般西方人難以以理解，成為為中藥產(chǎn)品在在全世界進(jìn)一一步推廣發(fā)展展的嚴(yán)重障礙礙。所以，新新藥研究與開開發(fā)成為當(dāng)今今十分重要和和緊迫的課題題。中藥和天然藥藥物的研究方方面仍然存在在很多問題（l）某些化化學(xué)家只對新新化合物有興興趣。迄今所所研究過的中中藥中，只有有很小的百分分比是為了研研究活性化合合物；（2）即便是是通過活性追追蹤方法研究究的中藥，通通常也只是利利用一種類型型的活性篩選選模型，無法法反應(yīng)中藥的的綜合藥理作作用。（3）大多數(shù)數(shù)中藥民間常常用以水煎方方式進(jìn)行口服服，然而化學(xué)學(xué)工作者較少少注意進(jìn)行水水溶性成分的的研究；（4）中藥多多作為復(fù)方形形式在臨床配配伍應(yīng)用，但但中藥復(fù)方發(fā)發(fā)揮作用的物物質(zhì)基礎(chǔ)及其其組方原理基基本上還沒有有作為天然藥藥物化學(xué)的研研究課題。中藥和天然藥藥物的研究方方面仍然存在在很多問題（5）中藥有有著多方面的的藥理作用，，且一般通過過調(diào)節(jié)人體的的整體平衡發(fā)發(fā)揮療效。但但迄今為止，，在追蹤活性性成分時(shí)，人人們多只采用用單一的活性性篩選體系。。因此很難說說得到的所謂謂“活性成分分”是代表中中藥臨床療效效的真正的活活性成分。中藥和天然藥藥物的研究方方面仍然存在在很多問題（6）人體內(nèi)內(nèi)源性環(huán)境對對中藥化學(xué)成成分的影響也也很少考慮或或幾乎不予考考慮。因此，，所得到的““活性化合物物”可能是真真正的活性成成分，也很有有可能僅僅是是前體藥物。。中藥和天然藥藥物的研究方方面仍然存在在很多問題（7）從中藥藥成天然藥物物中得到的活活性成分，往往往未做進(jìn)一一步的結(jié)構(gòu)修修飾或者結(jié)構(gòu)構(gòu)改造，并就就結(jié)構(gòu)—活性性相關(guān)問題進(jìn)進(jìn)行深入探討討，對創(chuàng)新藥藥物的貢獻(xiàn)不不大。研究成成果也未能更更好地用于指指導(dǎo)中藥制劑劑的標(biāo)準(zhǔn)化、、規(guī)范化，對對推動中藥現(xiàn)現(xiàn)代化起的作作用不大。中藥和天然然藥物的研研究方面仍仍然存在很很多問題中國中藥及及天然藥物物化學(xué)研究究的發(fā)展趨趨勢及展望望（l）化學(xué)學(xué)家將更多多注意研究究活性成分分，如：活活性成分的的研究將取取代一般化化學(xué)成分研研究；比起起對發(fā)現(xiàn)新新結(jié)構(gòu)來說說，將更多多注意發(fā)現(xiàn)現(xiàn)新的活性性；將會更更多注意水溶性及醇醇溶性成分的研究究；生物活性跟跟蹤分離方方法將成為研究究天然活性性成分的主主流；（2）為了了得到真正正的活性成成分，將采采用多指標(biāo)活性性篩選體系系，并且化學(xué)學(xué)成分的體體內(nèi)代謝也也應(yīng)給予更更多考慮；；（3）將更更多注意人體內(nèi)源性性環(huán)境對中藥化學(xué)學(xué)成分的影影響（4）中藥復(fù)方化化學(xué)成分的研究也將將提到議事事日程；中藥及天然