1、天然药物化学天然药物化学 Chemistry of Natural Products Chemistry of Natural Products 总总 论论 （Generation）第一节第一节 绪论（绪论（Exordium)1.1 天然药物化学研究内容天然药物化学研究内容 1.天然药物化学天然药物化学：是运用现代科学理论和方法：是运用现代科学理论和方法 研究天然药物中化学成分的一门学科。研究天然药物中化学成分的一门学科。2.研究内容研究内容：主要指天然药物的化学成分（多为：主要指天然药物的化学成分（多为有效成分）的有效成分）的结构结构特点、理化性质、提取分离方特点、理化性质、提取分离方法、结
2、构鉴定、结构改造及生合成途径。法、结构鉴定、结构改造及生合成途径。1.2 天然药物化学的简要发展历程天然药物化学的简要发展历程1 天然药物化学中的相关术语天然药物化学中的相关术语有效成分有效成分:天然药物中具有一定的天然药物中具有一定的生理活性生理活性、能代表、能代表天然药物天然药物临床疗效临床疗效的的单一单一化合物。化合物。无效成分：无效成分：是指与有效成分共存的其他成分，如植物是指与有效成分共存的其他成分，如植物中普遍存在的无明显生理活性的化合物。中普遍存在的无明显生理活性的化合物。生物活性成分生物活性成分：是经过药效试验或生物活性试验，证：是经过药效试验或生物活性试验，证明对机体有一定生
3、理活性的成分。明对机体有一定生理活性的成分。三、主要的生物合成途径三、主要的生物合成途径1.1.醋酸醋酸-丙二酸途径：丙二酸途径：脂肪酸、酚、蒽酮类脂肪酸、酚、蒽酮类2.2.甲戊二羟酸途径：甲戊二羟酸途径：萜、甾体类萜、甾体类3.3.桂皮酸途径：桂皮酸途径：苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、黄酮类4.4.氨基酸途径：氨基酸途径：生物碱生物碱5.5.复合途径：复合途径：醋酸醋酸-丙二酸丙二酸莽草酸径莽草酸径 醋酸醋酸-丙二酸丙二酸甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径 氨基酸氨基酸甲戊二羟酸途径甲戊二羟酸途径 氨基酸氨基酸-醋酸醋酸-丙二酸途径丙二酸途径 氨基酸氨基酸莽
4、草酸径莽草酸径第三节第三节 提取分离方法提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：一、天然药物有效成分的提取：常用的方法：常用的方法：1、溶剂提取法（最常用的方法）溶剂提取法（最常用的方法）2、水蒸气蒸馏法（挥发性的物质）、水蒸气蒸馏法（挥发性的物质）3、升华法、升华法（升华性的物质）（升华性的物质）第三节第三节 提取分离方法提取分离方法一、天然药物有效成分的提取：一、天然药物有效成分的提取：1 1、溶剂提取法、溶剂提取法（一）常用溶剂：（一）常用溶剂：水：水：亲水性有机溶剂亲水性有机溶剂 石油醚：石油醚：亲脂性有机溶剂亲脂性有机溶剂 *常见溶剂极性强弱顺序如下常见溶剂极性强弱顺序如下：环己烷石
5、油醚苯环己烷石油醚苯 二氯甲烷乙醚氯仿乙酸二氯甲烷乙醚氯仿乙酸乙酯丙酮正丁醇乙醇甲醇乙酯丙酮正丁醇乙醇甲醇 乙腈乙腈 水水 吡吡啶乙酸啶乙酸（二）溶剂提取法原理：（二）溶剂提取法原理：相似相溶相似相溶 一、天然药物有效成分的提取一、天然药物有效成分的提取 1、溶剂提取法、溶剂提取法 化合物亲水性和亲脂性程度的大小与分子化合物亲水性和亲脂性程度的大小与分子结构有直接的关系。结构有直接的关系。egeg：两种母核相同的成分：两种母核相同的成分：官能团官能团极性越大极性越大/极性官能团数目多极性官能团数目多 分子极性分子极性大大 亲水性强亲水性强 浸渍法：浸渍法：水水/稀醇，冷提稀醇，冷提 渗漉法：渗
6、漉法：乙醇，冷提乙醇，冷提 超声提取：超声提取：各种溶剂，可加热各种溶剂，可加热 煎煮法：煎煮法：水水 回流提取回流提取：有机溶剂，溶剂用量大：有机溶剂，溶剂用量大 连续回流提取：连续回流提取：有机溶剂，索氏提取器有机溶剂，索氏提取器 超临界流体萃取（超临界流体萃取（SFE)按具体的操作方法分为：按具体的操作方法分为：一、天然药物有效成分的提取一、天然药物有效成分的提取 1、溶剂提取法、溶剂提取法小结小结 1、掌握常用溶剂的极性强弱顺序。、掌握常用溶剂的极性强弱顺序。2、熟悉天然药物化学提取方法以及、熟悉天然药物化学提取方法以及各种提取方法的优缺点。各种提取方法的优缺点。1.1.根据根据溶解度
7、溶解度差别进行分离差别进行分离 1.1 1.1 结晶法结晶法（纯化时常用）（纯化时常用）条件：浓度、合适的溶剂；条件：浓度、合适的溶剂；重结晶只能纯化杂质在重结晶只能纯化杂质在5%5%以下的固体有机以下的固体有机物物，如杂质含量过高，需先经过其他方法初，如杂质含量过高，需先经过其他方法初步提纯，如萃取、水蒸汽蒸馏、减压蒸馏、步提纯，如萃取、水蒸汽蒸馏、减压蒸馏、柱层析等柱层析等二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制1.2 1.2 沉淀法沉淀法：a a 溶剂沉淀法：溶剂沉淀法：改变极性使部分物质沉淀析出改变极性使部分物质沉淀析出水提醇沉法：水提醇沉法：除去多糖、蛋白质等
8、水溶性杂质除去多糖、蛋白质等水溶性杂质醇提水沉法：醇提水沉法：除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质除去树脂、叶绿素等水不溶性杂质醇醇/醚法：醚法：析出皂苷丙酮（醇析出皂苷丙酮（醇/丙酮法）丙酮法）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制b b 酸碱沉淀法：酸碱沉淀法：改变改变pHpH酸酸/碱法：生物碱类碱法：生物碱类碱碱/酸法：黄酮、蒽醌类酸法：黄酮、蒽醌类等电点沉淀蛋白质等电点沉淀蛋白质二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制 常见的方法：常见的方法：液液-液萃取法液萃取法 纸色谱法（纸色谱法（PC或或PPC）逆流分溶法（逆流分溶法（CCD）液滴逆流
9、分溶法（液滴逆流分溶法（DCCC）高速逆流色谱（高速逆流色谱（HSCCC）气液分配色谱（气液分配色谱（GC或或GLC）液液液液-分配色谱（分配色谱（LC或或LLC）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制2.2.根据根据分配比分配比不同进行分离不同进行分离2.2 酸碱性成分的分离酸碱性成分的分离pH-梯度萃取法梯度萃取法pH12，则酸性物质多呈解离状态（，则酸性物质多呈解离状态（A-）、碱）、碱性物质则呈非解离状态（性物质则呈非解离状态（B）存在。）存在。简单萃取简单萃取：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。：利用分液漏斗进行两相溶剂萃取。二、天然药物有效成分的分离与精制二、
10、天然药物有效成分的分离与精制3.1 吸附分类：吸附分类：物理吸附物理吸附：无选择性的吸附，吸附解析发：无选择性的吸附，吸附解析发生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等 化学吸附化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。半化学吸附半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。吸附。3.3.根据物质的根据物质的吸附性吸附性差别进行分离差别进行分离吸附吸附色谱法色谱法二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制吸附原理：
11、相似相吸吸附原理：相似相吸影响吸附过程的三要素：影响吸附过程的三要素：吸附剂（固定相），吸附剂（固定相），溶质（被分离物质），溶质（被分离物质），溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.2 硅胶、氧化铝硅胶、氧化铝 硅胶硅胶：应用最广，：应用最广，适用适用于各类成分分离于各类成分分离 氧化铝氧化铝：有中性、酸性：有中性、酸性、碱性氧化铝。、碱性氧化铝。碱性碱性氧化铝不适合于分离氧化铝不适合于分离酸性成分，多用于分酸性成分，多用于分离生物碱离生物碱。二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与
12、精制3.2 硅胶、氧化铝：硅胶、氧化铝：被分离物质吸附力与结构的关系被分离物质吸附力与结构的关系 被分离物质极性大，吸附力强，被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小值小，洗脱难，后被洗脱下来。，洗脱难，后被洗脱下来。官能团极性大小排列顺序：官能团极性大小排列顺序：-COOH Ar-OH R-OH R-NH2,RNHR,RNR R R-CO-NRR RCHO RCOR RCOOR ROR RH二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制3.2 硅胶、氧化铝：硅胶、氧化铝：溶剂溶剂(洗脱剂洗脱剂)的极性与洗脱力的关系的极性与洗脱力的关系洗脱剂极性越大洗脱剂极性越大,洗脱力越强洗脱
13、力越强.二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制练习练习:从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷从黄花夹竹桃果仁中分离到七种强心苷成分成分,比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序.名称名称RR黄夹苷黄夹苷ACHO(D-Glc)2黄夹苷黄夹苷BCH3(D-Glc)2黄夹次苷黄夹次苷ACHOH黄夹次苷黄夹次苷BCH3H黄夹次苷黄夹次苷CCH2OHH黄夹次苷黄夹次苷DCOOHH单乙酰黄夹单乙酰黄夹次苷次苷BCH3H单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B R”=COCH3,其它其它R”=HOROHOCH3OROCH3OROO二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物
14、有效成分的分离与精制答案：答案：1.1.极性极性(大大 小小)：黄夹苷：黄夹苷A A黄夹苷黄夹苷B B 次苷次苷D D次苷次苷C C次苷次苷A A次苷次苷B B 单乙酰黄夹次苷单乙酰黄夹次苷B B2.2.硅胶柱上的出柱顺序：后硅胶柱上的出柱顺序：后 先先 二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制CH2COHOCH2NCH2CCH2H2CCH2H2CNHHOOOHHOOH2CCNCH2H2CCH2H2CCH2CNH2C固 定 相 移动相3.3 聚酰胺聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成的是由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。一类高分子化合物。分离原理分离原理：主要通
15、过：主要通过酰胺键与酚羟基、酸、醌酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键等形成氢键，产生，产生吸附吸附作用。吸附力取决于作用。吸附力取决于形形成氢键缔合的能力成氢键缔合的能力。二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制练习练习:某植物中分得某植物中分得3个黄酮化合物，结构如下个黄酮化合物，结构如下,比较它们的极性大小及在硅胶比较它们的极性大小及在硅胶TLC和聚酰胺薄和聚酰胺薄膜上膜上Rf值大小顺序值大小顺序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham极性大小极性大小:SiO2-TLC Rf:Polyamide TLC,Rf:OR2OOHOOH
16、OR1二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制极性大小极性大小:C B ASiO2-TLC Rf:A B CPolyamide TLC,Rf:C B A答案：答案：二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制4.2凝胶种类凝胶种类:葡聚糖凝胶葡聚糖凝胶(Sephadex G):只适于在只适于在水水中应用中应用,分离多糖、分离多糖、蛋白质等蛋白质等.羟丙基葡聚糖凝胶羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：适用于各类化合物的分离，除具有分子筛的适用于各类化合物的分离，除具有分子筛的特性外，还起到反相分配色谱的效果。特性外，还起到反相分配色谱的效果。常用溶剂有常用溶剂有甲醇、氯仿甲醇、氯仿-甲醇甲醇等。等。4.4.根据物质根据物质分子大小差别分子大小差别进行分离进行分离凝胶滤过法凝胶滤过法二、天然药物有效成分的分离与精制二、天然药物有效成分的分离与精制
