《天然产物化学》PPT课件

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1、第三章天然产物化学第一节绪论天然产物是指从动物、植物及微生物中分离出来的生物二次代谢产物。天然产物化学是以各类生物为研究对象，以有机化学为基础，以化学和物理方法为手段，研究生物二次代谢产物的提取、分离、结构、功能、生物合成、化学合成和用途的一门科学。一次代谢与二次代谢一次代谢（primarymetabolism)：指在植物、昆虫或微生物体内的生物细胞通过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬酸代谢，生成生物体生存繁殖所必需的化合物，如糖类、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（多糖类、蛋白质、酯类、RNA、DNA），乙酰辅酶A等的代谢过程，这些化合物称为一次代谢

2、产物。二次代谢是以某些一次代谢产物作为起始原料，通过一系列特殊生物化学反应生成表面上看起来似乎对生物本身无用的化合物，如萜类、甾体、生物碱、多酚类等。二次代谢及其产物对于不同族、种的生物来说，常具有不同的特征，而且二次代谢产物的体内分布具有局限性，不像一次代谢产物那样分布广泛。天然产物化学与药物开发早在东汉时期，我们的祖先就汇编了第一本有关天然药物的著作《神农本草经》。公元1596年，医药学家李时珍编著了《本草纲目》，它记载了1892种天然药物，其中57.8%来自植物，23.6%属于动物，14.5%则为矿物。天然药物之所以能防病治病，其物质基础在于所含

3、的有效成分。天然药物往往含有结构、性质不同的多种成分，且有效成分的含量一般较低。为了研究和开发天然药物，必须从复杂的中草药组成成分中提取、分离和鉴定出有活性的单体纯成分。在天然产物中寻找有生理活性的化合物，从中筛选生理活性强、有典型结构的化合物作为模型，并依此模型通过结构改造合成出具有更好效果的药物或农药，这是医药研究和农药开发的常规思路之一。商业上已取得成功的有：以古柯碱为先导化合物的麻醉药普鲁卡因；以水杨苷为先导化合物的解热镇痛药阿司匹林；以青蒿素为先导化合物的抗疟疾药蒿甲醚等。第二节天然产物的提取分离和结构鉴定天然产物化学成分的预试验天然产物化学

4、成分十分复杂，一般应先进行预试验以初步了解所含成分情况，然后再进行有计划有针对性的提取和分离。基本原理是根据各成分的极性的不同，先系统地分成几个不同部分，然后利用显色反应或沉淀反应，或结合纸色谱、薄板色谱，定性判断各部分中可能含有的化合物类型。根据相似相溶的原理，极性大的成分在极性溶剂中溶解度大，极性小的成分则易溶于非极性溶剂。选择适当的溶剂，极性由小到大，或由大到小，可顺次将极性比较相近的成分分开。常用溶剂的极性大小顺序：石油醚<环己烷<苯<氯仿（二氯甲烷）～乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙醇、乙醇<甲醇<水<含盐水溶剂和有效成分极性相似对照表极性强弱溶剂

5、名称有效成分类型非极性（亲脂性）溶剂石油醚、环己烷、汽油、苯、甲苯等油脂、挥发油、植物甾醇、某些生物碱、亲脂性强的香豆素弱极性溶剂乙醚树脂、内酯、黄酮类化合物的苷元、醌类、游离生物碱及醚溶性有机酸等弱极性溶剂氯仿游离生物碱等中等极性溶剂乙酸乙酯极性较大的苷类（二糖或三糖苷）等极性溶剂丙酮、甲醇、乙醇生物碱及其盐、有机酸及其盐、苷类、氨基酸、鞣质和某些单糖等强极性溶剂水氨基酸、蛋白质、糖类、水溶性生物碱、胺类、鞣质、苷类、无机盐等实际工作中，根据水可提取极性物质、石油醚可提取非极性物质，醇能提取大部分成分的特点，采用石油醚、水、95%乙醇三段法进行粗分。

6、采用定性实验验证有无上述各类物质生物碱：常用碘化铋钾（dragendorff试剂），它与生物碱试液显棕黄色或橘红色沉淀，反应在滤纸上试验更为敏感和清晰。黄酮：将乙醇液加镁粉，滴入浓盐酸后振荡在泡沫处呈桃红色，或与1%AlCl3乙醇溶液呈有色荧光。皂苷、强心苷、甾体：在乙酐溶液中与浓硫酸反应后显各种红紫色，皂苷水溶液振荡时能产生大量泡沫。氨基酸和肽：与茚三酮反应显蓝紫色。蛋白质：以双缩脲反应（NaOH+CuSO4)显紫红色。有机酸：与溴酚蓝反应呈黄色。酚类：与FeCl3显紫色、蓝色。糖和苷：与斐林试剂作用有砖红色Cu2O沉淀。提取天然产物常用的方法1、溶

7、剂法固体混合物先进行研细，加以适当溶剂，让其在常温或加热下浸泡，经振荡或搅拌，到一定时间后将浸出液滤出。2、水蒸气蒸馏法此法适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的植物成分的提取，要求化合物与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时有一定的蒸气压，当水蒸气沸腾时，能将该物质随水蒸气一并带出。适用于植物中的挥发油，某些小分子生物碱如麻黄碱、烟碱、槟榔碱等，以及某些小分子的酸性物质如丹皮酚等。3、分馏法利用化合物沸点不同进行分馏，然后精制纯化。如分离石榴皮中的伪石榴皮碱、异石榴碱和甲基异石榴皮碱时可利用它们的沸点不同进行常压或减压分馏，然后精制纯化。4、吸附法吸附的目

8、的，一种是吸附除去杂质，这常指鞣质色素；一种是吸附所需物质。常用的吸附剂有氧化铝、氧化镁，酸性