天然藥物化學(xué)復(fù)習(xí)總結(jié)

天然藥物化學(xué)復(fù)習(xí)（第五版）藥學(xué)教研室趙子劍一、基本概念天然藥物化學(xué)；有效成分；有效部位；單體；有效部位群；一次代謝產(chǎn)物；二次代謝過程；正相色譜；反向色譜；苷化位移；苷類、苯丙素類、醌類、黃酮類、萜類、揮發(fā)油、生物堿的定義天然藥物化學(xué)：是一門運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論與方法研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科，研究內(nèi)容包括各類天然產(chǎn)物的化學(xué)成分(主要是生理活性成分或藥效成分)的結(jié)構(gòu)類型，物理化學(xué)性質(zhì)、提取分離方法，以及主要類型化學(xué)成分的鑒定和生物合成途徑等。其目的是探索安全高效的天然產(chǎn)物及衍生的新化合物。為開發(fā)和創(chuàng)制新藥奠定基礎(chǔ)。單體：即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常數(shù)和確定的化學(xué)結(jié)構(gòu)式的化學(xué)物質(zhì)。有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化學(xué)成分。有效部位：在天然藥物化學(xué)中，常將含有一種主要有效成分或一組結(jié)構(gòu)相近的有效成分的提取分離部分，稱為有效部位。如人參總皂苷、苦參總生物堿、銀杏葉總黃酮等。

有效部位群：含有兩類或兩類以上有效部位的中藥提取或分離部分。

一次代謝產(chǎn)物：糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等對植物機(jī)體生命活動來說不可缺少的物質(zhì)。二次代謝過程：并非在所有的植物中都能發(fā)生，對維持植物生命活動來說又不起重要作用的過程。正相色譜：固定相極性大于流動相極性，用于分離水溶性或極性較大的成分如生物堿、苷類、糖類、有機(jī)酸等反相色譜：固定相極性小于流動相極性，用于分離脂溶性成分苷類又稱配糖體(glycoside)，是由糖或糖的衍生物等與另一非糖物質(zhì)通過其端基碳原子聯(lián)接而成的化合物。苷化位移：糖與醇（苷元）結(jié)合形成糖苷時，苷元的醇碳（“a碳”）和它的鄰位碳（b碳）的化學(xué)位移值發(fā)生變化，糖的端基碳的化學(xué)位移也發(fā)生改變，但與糖苷鍵距離遠(yuǎn)的碳的化學(xué)位移值基本不發(fā)生變化。這樣的化學(xué)位移值的改變稱為苷化位移苯丙素是天然存在的一類含有一個或幾個C6-C3基團(tuán)的酚性物質(zhì)。常見的有苯丙烯、苯丙酸、香豆素、木脂素等醌類化合物：是指分子內(nèi)具有不飽和環(huán)二酮結(jié)構(gòu)（醌式結(jié)構(gòu)）或容易轉(zhuǎn)變成這樣結(jié)構(gòu)的天然有機(jī)化合物。黃酮：指兩個苯環(huán)（A環(huán)與B環(huán)）通過中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列化合物

萜類：凡由甲戊二羥酸衍生、且分子式符合（C5H8)n通式的衍生物均稱為萜類化合物。揮發(fā)油：又稱精油，是一類具有芳香氣味的油狀液體的總稱。生物堿：是含負(fù)氧態(tài)氮原子，存在于生物有機(jī)體中的環(huán)狀化合物。二、天然藥物化學(xué)成分生物合成途徑（一）乙酸-丙二酸（AA-MA）途徑（脂肪酸類、酚類、醌類等）（二）甲戊二羥酸（MVA）途徑（萜類、甾類）(三)桂皮酸及莽草酸途徑（C6-C3、C6-C1、C6-C3-C6）(四)氨基酸途徑（生物堿）(五)復(fù)合途徑：許多二級代謝產(chǎn)物由上述生物合成的復(fù)合途徑生成。即分子中各個部分由不同的生物合成途徑產(chǎn)生。如查耳酮類、二氫黃酮類化合物的A環(huán)和B環(huán)分別由乙酸-丙二酸途徑和莽草酸途徑生成，再在各種酶作用下生成黃酮。一些萜類生物堿分別來自甲戊二羥酸途徑及莽草酸途徑或乙酸-丙二酸途徑。三、化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)及分類（一）糖及苷類糖：單糖（五碳醛糖、六碳醛糖、六碳酮糖、甲基五碳糖、支碳鏈糖、氨基糖、去氧糖、糖醛酸

）；低聚糖（寡糖）；多糖（二）苯丙素類苯丙酸香豆素（簡單、呋喃、吡喃、其他香豆素類）木脂素（二芐基丁烷、二芐基丁內(nèi)酯、芳基萘類、四氫呋喃、馬并雙四氫呋喃、聯(lián)苯環(huán)辛烯類木脂素）；新木脂素；降木脂素，雜類木脂素（三）醌類苯醌；萘醌；菲醌；蒽醌蒽醌（大黃素型、茜草素型）蒽酚蒽酮衍生物，二蒽酮類衍生物（四）黃酮類（黃酮、黃酮醇、二氫黃酮、二氫黃酮醇、異黃酮、二氫異黃酮、查爾酮、二氫查爾酮、橙酮類、異橙酮類、高異黃酮類、花色素、黃烷-3-醇、黃烷-3、4-二醇等）（五）萜類單貼（鏈狀、單環(huán)、雙環(huán)、三環(huán)、罩酚酮、環(huán)烯醚萜等）倍半萜；二萜；二倍半萜，三萜，四萜等（六）三萜四環(huán)三萜（達(dá)瑪烷型、羊毛脂烷型、甘遂烷型、環(huán)阿屯烷型、葫蘆烷型、楝烷型）dammarane五環(huán)三萜（齊墩果烷型(Oleananes）、烏蘇烷型（Ursanes）、羽扇豆烷型（Lupanes）、木栓烷型（Friedelanes）（七）甾體及其苷類強(qiáng)心苷（甲、乙型強(qiáng)心苷）甾體皂苷（螺甾烷醇Spirostanols:C25為S構(gòu)型、異螺甾烷醇Isospirostanols:C25為R構(gòu)型、呋甾烷醇類furostanols:F環(huán)為開鏈?zhǔn)?、變形螺甾烷醇類（pseudo-spirostanols）：F環(huán)四氫呋喃環(huán))（八）生物堿（有25種類型，常見氮雜環(huán)類生物堿基本母核類型：）吡咯pyrrole

四氫吡咯

咪唑

吡咯里西啶

吲哚里西啶

吲哚蒎啶

吡啶

吡嗪莨菪烷喹喏里西啶

嘌呤類

噻嗪類

丫啶酮類

喹啉

異喹啉

嗎啡烷類

芐基異喹啉原小檗堿型

小檗堿型

黃酮類、蒽醌類、香豆素類、三萜類、生物堿類結(jié)構(gòu)式為重點，應(yīng)記住。如：請寫出三種類型黃酮、大黃素型蒽醌、二種類型香豆素、三種類型生物堿、二種類型三萜的母核結(jié)構(gòu)四、天然藥物化學(xué)成分在提取過程的狀態(tài)及溶劑選擇溶劑選擇的依據(jù)：“相似者相溶”常見溶劑的極性：水(H2O)＞甲醇(MeOH)＞乙醇(EtOH)＞丙酮（Me2CO）＞正丁醇(n-BuOH)＞乙酸乙酯(EtOAc)＞乙醚(Et2O)＞氯仿(CHCl3)＞CH2Cl2＞苯（C6H6)＞四氯化碳(CCl4)＞正己烷≈石油醚水類還包括酸水、堿水；親水性有機(jī)溶劑包括甲醇、乙醇、丙酮；苷類：醇、水提（殺酶）苷元：有機(jī)溶劑（利用酶）苯丙素類：原形態(tài)（有機(jī)溶劑）；成鹽（水、弱堿水提）醌類：原形態(tài)（有機(jī)溶劑）；成鹽（水、堿水提）黃酮類：原形態(tài)（有機(jī)溶劑）；成鹽（水、堿水提）萜類：原形態(tài)（有機(jī)溶劑）；成苷（水提）揮發(fā)油：有機(jī)溶劑、水蒸氣蒸餾三萜皂苷：中藥有效成分，提苷（醇、水提）甾體皂苷：提苷元酶解后有機(jī)溶劑提生物堿：水或酸水（醇、酸水；堿化）-有機(jī)溶劑提溶劑法的分類：浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續(xù)回流提取法、超臨界流體萃取、超聲波提取技術(shù)等特殊成分的提?。核魵庹麴s法（揮發(fā)油等）升華法（樟腦、咖啡因等）五、分離與精制（一）根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進(jìn)行分離1、利用溫度不同引起溶解度的改變：結(jié)晶法和重結(jié)晶2、改變?nèi)軇O性分離（醇/水法、水/醇法）3、酸堿沉淀法4、專屬試劑沉淀法（二）根據(jù)物質(zhì)在兩相中的分配比不同進(jìn)行分離（萃取法、pH梯度萃取法、逆流分溶法、液-液萃取與紙色譜、液-液分配柱色譜、液滴逆流色譜、高速逆流色譜）紙色譜中的固定相是什么？（三）根據(jù)物質(zhì)吸附性差別進(jìn)行分離（硅膠、氧化鋁柱色譜、活性炭、聚酰胺柱色譜、大孔吸附樹脂等）基團(tuán)極性規(guī)律（P28表1-3）溶劑的極性大小可據(jù)介電常數(shù)的大小判定P29表1-5極性吸附劑（硅膠、氧化鋁）特點：1.對極性物質(zhì)親和力強(qiáng)，極性強(qiáng)的溶質(zhì)優(yōu)先吸附2.溶劑極性弱，吸附劑對溶質(zhì)表現(xiàn)出強(qiáng)的吸附力，溶劑極性增強(qiáng)，吸附劑對溶質(zhì)的吸附力減弱3.溶質(zhì)被即使被硅膠、氧化鋁吸附，但一旦加入極性較強(qiáng)的溶劑，又可被后者置換洗脫下來。4.非極性吸附劑（如活性炭則相反）硅膠、氧化鋁柱色譜：二者均為最常用的吸附劑。

硅膠是一種中等極性的酸性吸附劑，適用于中性或酸性成分的層析。氧化鋁有弱堿性，主要用于堿性或中性親脂性成分的分離，如生物堿、甾體、萜類等成分；對于生物堿類的分離頗為理想。但是堿性氧化鋁不宜用于醛、酮、酸、內(nèi)酯等類型的化合物分離。

請將化合物A、B與TLC中的1、2對應(yīng)：SiO2GF254板CHCl3：MeOH＝95：5改良碘化鉍鉀試劑噴霧吸附柱色譜用于物質(zhì)分離的注意事項1.吸附劑的用量一般為試樣量的30-60倍，試樣極性小、難以分離者，可提高至100-200倍。吸附劑細(xì)的顆粒，分離效果好。2.硅膠、氧化鋁吸附柱色譜，應(yīng)盡可能選用極性小的溶劑裝柱和溶解試樣，以利試樣在吸附柱上形成狹窄的原始譜帶。如試樣在所選溶劑中不溶，可加極性較大溶劑溶解后，再用吸附劑吸收拌勻，60℃加熱揮盡溶劑，干燥研粉后再上柱。3.洗脫用溶劑的極性宜逐步增加，但跳躍不能太大?；旌先軇┲袕?qiáng)極性溶劑的影響較大，不可隨意將記性差別很大的兩種溶劑混合在一起使用。4.為避免發(fā)生化學(xué)吸附，酸性物質(zhì)宜用硅膠、堿性物質(zhì)宜用氧化鋁進(jìn)行分離。分離酸性（堿性）物質(zhì)時，洗脫溶劑中可加入適量乙酸（氨、吡啶、二乙胺），以防止拖尾、促進(jìn)分離。5.吸附柱色譜也可用加壓方式進(jìn)行，溶劑系統(tǒng)可通過TLC進(jìn)行篩選，一般TLC的Rf為0.2-0.3時為柱色譜分離該組分的最佳溶劑系統(tǒng)聚酰胺柱色譜：其與化合物間主要為氫鍵吸附。主要用于酚類、醌類如蒽醌類、黃酮類、鞣質(zhì)類等成分的分離。聚酰胺為高分子聚合物，不溶于水及常用有機(jī)溶劑，対堿穩(wěn)定，對酸不穩(wěn)定。吸附原理：酰胺羰基與酚類、黃酮類化合物的酚羥基，酰胺鍵上游離胺基與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。聚酰胺在含水溶劑中對一般化合物的吸附的規(guī)律：1.化合物中能形成氫鍵的基團(tuán)（酚羥基、羧基、羰基）多，吸附強(qiáng)；2.能形成氫鍵的基團(tuán)數(shù)目相同，處于對位和間位的吸附力強(qiáng)于鄰位的。3.芳香環(huán)和雙鍵多，吸附力強(qiáng)

洗脫規(guī)律：與吸附規(guī)律正好相反，即吸附能力越強(qiáng)，越難洗脫（薄層Rf越?。?/p>

“雙重色譜”原理——主要用于解釋黃酮苷與苷元聚酰胺色譜現(xiàn)象

正相色譜反相色譜

聚酰胺：極性固定相（極性酰胺基團(tuán)）非極性固定相（非極性脂肪鏈）洗脫劑：有機(jī)溶劑（氯仿-甲醇，極性?。┖軇状?水，極性大）

先洗脫：游離黃酮（苷元，極性?。┸眨O性大）（柱色譜分離）Rf值：苷元>苷苷元<苷（TLC色譜鑒別）

***上述規(guī)律也適用于黃酮類化合物在聚酰胺薄層上的行為。下列化合物以聚酰胺柱層析分離，用含水醇（醇的濃度由低到高）洗脫，請排列洗脫順序：

大孔吸附樹脂特性：1.理化性質(zhì)穩(wěn)定，不容于酸、堿及有機(jī)溶劑。2.對有機(jī)物選擇性較好。3.吸附速度快。4.再生處理方便。吸附原理：（吸附性和分子篩性結(jié)合）1.吸附性：大孔吸附樹脂本身具有吸附性，是由范德華力或氫鍵吸附的結(jié)果。2.分子篩性原理：是由大孔吸附樹脂本身的多孔性所決定的。通過孔徑的化合物根據(jù)分子量的大小的不同具有一定的選擇性用途：苷和糖類的分離、生物堿的精制、多糖、黃酮、三萜類化合物分離

（四）根據(jù)物質(zhì)分子大小進(jìn)行分離1.膜分離【微濾（≥0.1um）、超濾（10-100nm）、納濾（1-10nm）、反滲透（≤1nm）】2.透析法3.超速離心法4.凝膠過濾法（五）根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進(jìn)行分離（離子交換樹脂）（六）常見化學(xué)成分的分離方法1.苷類：沉淀法、離子交換色譜、纖維素柱色譜、凝膠柱色譜、制備性區(qū)域電泳2.苯丙素類：（柱色譜、制備TLC）3.醌類（蒽醌類）：pH梯度萃取法、柱色譜4.黃酮類：柱色譜（硅膠、聚酰胺、葡聚糖凝膠）、pH梯度萃取法5.萜類：結(jié)晶法、柱色譜、結(jié)構(gòu)中所含特殊官能團(tuán)揮發(fā)油：冷凍處理（析腦）、分餾、化學(xué)方法（酸堿性能、官能團(tuán)特性分離）6.三萜：吸附柱色譜三萜苷類：分配柱色譜7.強(qiáng)心苷：兩相溶劑萃取法、逆流分配法、色譜分離8.生物堿：堿性差異、生物堿及鹽的溶解度差異、色譜法、生物堿中官能團(tuán)特性分離可用pH梯度萃取法的成分：蒽醌類、黃酮類、生物堿類（七）幾類化學(xué)成分酸堿性大小判斷

7，4′-OH>7或4′-OH>其他位-OH>5-OHNaHCO3+---Na2CO3++--NaOH++++

含COOH>含2個以上β-羥基>含1個β-羥基>含2個以上α-羥基>含1個α-羥基可溶于Na2HCO3可溶于Na2CO3

可溶于1%NaOH可溶于5%NaOH1.蒽醌類2.黃酮類胍基〉季銨堿〉N-烷雜環(huán)〉脂肪胺〉芳香胺=N-芳雜環(huán)〉酰胺=吡咯，氮原子的雜化方式：SP3>SP2>SP；誘導(dǎo)效應(yīng)（供電增強(qiáng)吸電減弱）；誘導(dǎo)-場效應(yīng)；共軛效應(yīng)；空間效應(yīng)；氫鍵效應(yīng)3.生物堿類類五、幾組化合物（群）的化學(xué)或光譜方法鑒別（一）苷和苷元（二）2-羰基芳基四氫萘類木脂素和3-羰基芳基四氫萘類木脂素（三）蒽醌與蒽酮或蒽酚母核（對亞硝基二甲基苯胺反應(yīng)）（四）苯、萘醌與蒽醌（無色亞甲藍(lán)）（五）3-OH、4-羰基黃酮與5-OH、4-羰基黃酮（鋯鹽、枸櫞酸反應(yīng)）（六）甲、乙型強(qiáng)心苷（七）螺甾烷醇類與異螺甾烷醇類ABC4-苯代萘內(nèi)酯（上向）和1-苯代萘內(nèi)酯（下向）4-苯代萘內(nèi)酯1-苯代萘內(nèi)酯H-1處于羰基去屏蔽區(qū)，位于低場，δ8.25ppm(較大)亞甲基質(zhì)子處于羰基屏蔽區(qū)，位于高場，δ5.08～5.23ppm(較小)aβ甲型強(qiáng)心苷乙型強(qiáng)心苷五元不飽和內(nèi)酯環(huán)六元不飽和內(nèi)酯環(huán)△aβ-γ內(nèi)酯△aβ、γδ-δ內(nèi)酯UVλmax220nm(lg4.34)295~300nm(lg3.93)IR高波數(shù)區(qū)低波數(shù)區(qū)△40cm-1用于甲型與乙型強(qiáng)心苷的區(qū)別甾體皂苷的螺縮酮結(jié)構(gòu)在紅外光譜的指紋區(qū)表現(xiàn)特征性的四個吸收峰：980cm-1（A）920cm-1（B）900cm-1（C）860cm-1（D）25SB>CA最強(qiáng)25RB<C

可用于C-25構(gòu)型的鑒別（兩種皂苷元的鑒別）當(dāng)C25-OH25SB強(qiáng)峰25RC強(qiáng)峰A峰都很弱當(dāng)C25-CH2OH25S995cm-1強(qiáng)峰25R1010cm-1強(qiáng)峰當(dāng)F環(huán)開裂無螺縮酮結(jié)構(gòu)，因此，無此特征。27-CH3的δ，25R（較高場）<25S（較低場）反應(yīng)類型反應(yīng)試劑反應(yīng)特點鑒別特點鑒別意義異羥肟酸鐵反應(yīng)鹽酸羥胺、Fe3+紅色絡(luò)合物內(nèi)酯結(jié)構(gòu)內(nèi)酯環(huán)有無三氯化鐵反應(yīng)FeCl3溶液綠色～墨綠色酚羥基酚羥基有無Emerson反應(yīng)4-氨基安替比林紅色同上同上

鐵氰化鉀（OH—）Gibb’s反應(yīng)2，6-二氯苯醌藍(lán)色酚羥基對6-有無取代氯亞胺（OH—）位無取代（一）香豆素顯色反應(yīng)鑒別特點和意義六、常用顯色反應(yīng)及現(xiàn)象、用途（二）醌類不同顏色反應(yīng)鑒別特點及意義反應(yīng)類型反應(yīng)試劑反應(yīng)特點鑒別特點意義Feigl反應(yīng)醛類、鄰二硝基苯紫色苯、萘、菲、蒽醌非醌成分（—）無色亞甲藍(lán)無色亞甲藍(lán)溶液PC、TLC蘭色斑點苯、萘醌與蒽醌區(qū)別（—）Borntr?ge反應(yīng)堿液單羥基：紅橙非相鄰雙羥基：紅（1、4-羥基紫）相鄰雙羥基：藍(lán)多羥基在同一環(huán)：會變色苯、萘、菲、蒽（羥基醌類）羥基蒽醌呈紅色Kesting–Cra