天然药物化学绪论和糖ppt课件

什么是天然药物 天然药物是指来源于植物、动物和微生物的 药物 粗品：如中药饮片、动物器官、微生物 发酵物 提取物：如中药浸膏 一定纯度的化合物：吗啡、青霉素、紫 杉醇等 多数天然药物目前仍以粗品或提取物为主，化学组 成十分复杂。一旦纯化为化合物往往不再从天然来源获 得，而是通过化学合成、半合成的方法制备 天然药物化学涉及的内容 天然药物化学涉及的内容主要是“化学”，其内容 和方法其实与天然产物化学（Chemistry of Natural Products）有关。天然药物化学涉及的主要内容包括： 化学成分的提取 化学成分的分离 化学成分的纯化 化学成分的结构测定 化学成分的活性研究 天然药物化学的研究方法 分离纯化技术 a溶剂萃取 b各种层析技术（LC、TLC、HPLC、GC） c其它分离技术（电泳、电渗析、超滤、超临界萃 取） d. 结晶技术（如蛋白质结晶培养） 化学结构测定 a. 波谱技术（UV、IR、NMR、MS、ORD、CD） b. 化学反应 活性测试方法 根据试验活性的要求，选择合适的药理模型。由于 天然化学成分大多含量很低，得到很困难，一般首先选择灵敏、 选择性高的活性测试方法，如酶、受体、细胞等试验 有机合成技术 1. 提取方法 从生物材料中把化学成分提取出来，可采用溶剂法、水 蒸汽蒸馏法、超临界提取法、压榨法、升华法等，其中溶剂 法是最常用的。 常见溶剂的极性强弱顺序： 石油醚 溶剂汽油 四氯化碳 三氯乙烷 苯 二氯甲烷 氯仿 乙醚 乙酸乙酯 丙酮 乙醇 甲 醇 乙腈 水 吡啶 乙酸 其中名称下加横杠的溶剂只在特殊情况才使用。 溶剂提取条件控制： 温度、酸碱度、溶剂浓度、极性度、溶剂比率、含水量等 注意点： 有机溶剂的防爆、防毒 水和稀醇提取时的防霉、防糊化、防水解 甲醇、乙醇、丙酮的含水量控制 2.天然化合物的柱色谱分离 柱色谱 高效液相色谱法硅胶或氧化铝色谱法 分配柱色谱法 大孔树脂柱色谱法 聚酰胺色谱法 凝胶色谱法 硅胶是酸性吸 附剂，适用于 中性或酸性成 分的层析。同 时硅胶也可吸 附碱性化合物 层析用硅胶为一 多孔性物质，分 子中具有硅氧烷 的交链结构，同 时在颗粒表面又 有很多硅醇基。 吸附剂： 硅胶 吸附剂：氧化铝 氧化铝带有碱性，对于分离一些碱性中草 药成分，如生物碱类的分离颇为理想。不宜用 于醛、酮、酸、内酯等类型的化合物分离。 聚酰胺吸附色谱法 v聚酰胺（poliamide）吸附属于氢键吸附，是一种用途十分广泛的分离 方法，极性物质与非极性物质均可适用，但特别适合分离酚类、醌类、黄 酮类化合物。 大孔吸附树脂 吸附性：范德华引力 或生成氢键的结果。 筛选原理：本身多孔 性结构所决定。. 大孔吸附树脂是吸附性 和分子筛性原理相结合 的分离材料，根据吸附 力的不同及分子量的大 小，在大孔吸附脂上经 一定的溶剂洗脱而分开。 凝胶色谱法 利用分子筛分离物质的一种方法。样品混合 物中各个成分因分子大小各异，渗入至凝胶颗粒 内部的程度也不尽相同，故在经历一段时间流动 并达到动态平衡后，即按分子由大到小顺序先后 流出并得到分离。 紫 外 光 谱 红 外 光 谱 质 谱 核磁共振氢谱 核磁共振碳谱 波谱方法波谱方法 3. 天然化合物结构鉴定 紫外光谱 v概念: 紫外光谱是分子中某些价电子吸收了一定波长的 电磁波，由低能级跃近到高能级而产生的一种光谱，也 称之为电子光谱。 v基本原理 目前使用的紫外光谱仪波长范围是200800nm 。其基本原理是用不同波长的近紫外光（200400nm） 依次照一定浓度的被测样品溶液时，就会发现部分波长 的光被吸收。如果以波长为横坐标（单位nm），吸收 度 （absorbance）A为纵坐标作图，即得到紫外光谱（ ultra violet spectra，简称UV） 红外光谱 v概念: 当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收 某些频率的辐射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净 变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从 而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。又称为分子振动转动光 谱。 v用途： 特殊官能团的判定 羟基 3000-3500 cmcm-1 -1 羰基 1600-1700 cmcm-1 -1 苯环 质谱 v质谱分析本是一种物理方法，其基本原理是使试样中各 组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离 子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在 质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散， 将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。 场解析质谱（FD-MS） 正负离子快原子轰击质谱（FAB-MS） 电喷雾质谱（ESI-MS） v NMR是研究处于磁场中的原子核对射频辐射(Radio-frequency Radiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行 定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析 v核磁共振氢谱 v核磁共振碳谱 射频辐射原子核(强磁场下能级分裂) 吸收能级跃迁NMR 核磁共振波谱核磁共振波谱 1H-NMR 提供化学位移、偶 合常数、积分比、 裂分图形 判断H的化学环境 、个数及空间位置 推测结构的骨架 类型和立体构型 提供C的个数， 峰值大小 13C-NMR NMR 法 糖类结构类型 v单糖：多羟基醛或酮 v聚糖：单糖的端基碳原子的羟基与另一分子糖缩合，根据聚合度分 为低聚糖(oligosaccharide)和多聚糖(polysaccharide)，多糖根据糖的类型 分为均多糖(homosaccharide)和杂多糖(heterosaccharide)；根据来源分为 ：植物多糖和动物多糖 v甙（Glycoside）：单糖的端基碳原子的羟基与非糖物质的羟基、氨 基、巯基或烷基上的活泼氢缩合，非糖部分称为甙元（aglycon） 第一节 单糖的立体化学 单糖(monosaccharide)是多羟基醛或酮，是组成糖及其衍生物的 基本单位。单糖的结构可用Fisher投影式、Haworth投影式和优势构象式表 示。 2-酮 羰基 一、单糖的绝对构型 习惯上把单糖Fisher投影式中距羰基最远的那个不对称 碳原子的构型定为整个糖分子的绝对构型。其羟基向右的为D型，向左的 为L-型。 二、单糖的端基差向异构体 单糖成环后新形成的一个不对称碳原子 称为端基碳(anomeric carbon)，生成的一对端 基异构体 (anomer)有、二种构型。 苷 元 + 糖 苷 糖的构型 绝对构型 端基碳原子的相对构型 依C5-R取向 依C1-OH与 C5-R相对位置 D-型 （向上） L-型 （向下） -型 （同侧） -型 （异侧） 多形成 D葡萄糖 - L鼠李糖 六碳吡喃糖 C-6基团向上为D型 C-6基团向下为L型 四、苷类 (glycosides)（配糖体） 糖或糖的衍生物 非糖物质 （氨基糖，糖醛酸等） （黄酮，萜类等）