天然药物化学重点与习题.doc

第一章 总论一、绪论1.天然药物化学定义：天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。2. 天然药物化学研究内容：其研究内容包括各类天然药物的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外，还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等途径。3.明代李挺的医学入门（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。二、生物合成1.一次代谢定义：对维持植物生命活动不可缺少的且几乎存在于所有的绿色植物中的过程产物：糖、蛋白质、脂质、核酸、乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸、一些氨基酸等对植物机体生命来说不可缺少的物质二次代谢定义：以一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，并非在所有植物中都能发生，对维持植物生命活动又不起重要作用。称之为二次代谢过程。产物：生物碱、萜类等2.主要生物合成途径(一) 醋酸-丙二酸途径（AA-MA）主要产物：脂肪酸类、酚类、蒽酮类起始物质：乙酰辅酶A 起碳链延伸作用的是：丙二酸单酰辅酶A碳链的延伸由缩合及还原两个步骤交替而成，得到的饱和脂肪酸均为偶数。碳链为奇数的脂肪酸起始物质不是乙酰辅酶A，而是丙酰辅酶A。酚类与脂肪酸不同之处是在由乙酰辅酶A出发延伸碳链过程中只有缩合过程。（二）甲戊二羟酸途径（MVA）主要产物：萜类、甾体类化合物 起始物质：乙酰辅酶A 焦磷酸烯丙酯（IPP） 起碳链延伸作用焦磷酸二甲烯丙酯（DMAPP）单萜-得到焦磷酸香叶酯（10个碳） 倍半萜类-得到焦磷酸金合欢酯（15个碳）三萜-得到焦磷酸香叶基香叶酯（20个碳）（三）桂皮酸途径主要产物：苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类、黄酮类（四）氨基酸途径主要产物：生物碱类并非所有的氨基酸都能转变为生物碱，在脂肪族氨基酸中主要有鸟氨酸、赖氨酸，芳香族中则有苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸三、提取分离方法（一）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离1.常见方法有液-液萃取法、逆流分溶法(CCD)、液滴逆流色谱法(DCCC)、高速逆流色谱（HSCCC）、气液分配色谱（GC或GLC）及液-液分配色谱（LC或LLC）P21 图1-11 利用pH梯度萃取分离物质的模式图CCD法是一种多次、连续的液-液萃取分离过程2.正相色谱：通常，分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂，称之为正相色谱3.反相分配色谱：分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时，则两相可以颠倒，固定相可用液状石蜡，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相分配色谱4.反相硅胶色谱填料：根据烃基（R）长度为乙基（C2H5）还是辛基（C8H17）或十八烷基（C18H37）分别命名为RP-2、RP-8、RP-18.三者亲脂性强弱顺序如下：RP-18 RP-8 RP-25.加压液相色谱与液-液分配色谱的区别？液-液分配柱色谱中用的载体（如硅胶）颗粒直径较大，流动相仅靠重力作用自上而下缓缓流过色谱柱，流出液用人工分段收集后再进行分析，因此柱效较低，费时较长。加压液相色谱用的载体颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶颗粒，其上健合不同极性的有机化合物以适应不同类型分离工作的需要，因而柱效大大提高。（二）根据物质的吸附性差别进行分离1.（1）物理吸附定义：物理吸附也叫表面吸附，是因构成溶液的分子（含溶质及溶剂）与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。如硅胶、氧化铝、活性炭的吸附特点：无选择性、吸附解析可逆、可快速进行，故用的最广（2）化学吸附定义：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，或生物碱被酸性硅胶吸附等，因为具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不可逆、故用的较少。（3）半化学吸附：介于物理吸附与化学吸附之间（4）吸附过程三要素：吸附剂、溶质、溶剂（5）硅胶、氧化铝：极性吸附剂 活性炭：非极性吸附剂 2 . 聚酰胺吸附色谱法（1）聚酰胺吸附属于氢键吸附（2）适用范围：极性物质与非极性物质均可适用，特别适合于酚类、醌类、黄酮类，对其吸附是可逆的（鞣质例外），分离效果好，此外，对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等化合物也有广泛用途。因为对鞣质吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物的脱鞣处理特别适宜（3）原理：一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。（4）规律：在含水溶剂中（1）形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强（2）易形成分子内氢键者其在聚酰胺上的吸附即相应减弱（3）分子中芳香化程度高者，则吸附性增强，反之，则减弱。（5）各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力顺序：水甲醇丙酮氢氧化钠水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺单糖吡喃糖苷五碳醛糖六碳醛糖（形成呋喃环的位阻较大）（3）多羟基类化合物与硼酸络合后，使原来的中性变为酸性，可采用中和滴定法进行含量测定（4）由于羟基所处的位置及空间结构不同，与硼酸形成配合物的能力就不同，故可以通过离子交换、硅胶、电泳等色谱方法进行分离鉴定。糖自动分析仪对糖的检测其原理就是制成硼酸配合物后进行离子交换色谱分离。四、苷键的裂解分类：酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解、过碘酸裂解（一） 酸催化水解1 试剂：水或稀醇2 催化剂：稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等3 反应机理：苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体，该中间体再与水结合形成糖，并释放催化剂质子。4 影响因素：（1）电子云密度（2）质子化难易5 规律：（1形成苷键的N、O、S、C四个原子中，水解难易程度：C-苷S-苷O-苷N-苷(2) 2,6-二去氧糖苷 2去氧糖苷6-去氧糖苷2-OH糖苷2-氨基糖苷（氨基糖）（由于氨基和羟基均可与苷键原子争夺质子，特别是2-氨基和2-羟基糖，当2位被质子化后使端基碳原子的电子云密度降低，不利于苷键原子质子化）（3）呋喃糖苷吡喃糖苷（4）酮糖醛糖（5）糖醛酸七碳糖六碳糖甲基五碳糖五碳糖（二）乙酰解反应-苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度：（12）（13）（14）（16）（三）碱催化水解酰苷、酚苷、与羰基共轭的稀醇苷可被碱水解（四）过碘酸裂解反应1 适用情况：特别适用于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解，对那些苷元上有邻二醇羟基或已被氧化的基团的苷则不能适用，因为过碘酸在氧化糖的同时他们也将随之被氧化。2 所用试剂：NaIO4和NaBH4五、苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的-C、-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了，这种改变称为苷化位移。六、苷键构型的确定苷键构型的确定方法有核磁共振法、酶解法、红外法、分子旋光差法等，其中目前最常用的是核磁共振法。七、糖及苷的提取分离由于植物体内有水解酶共存，为了获得原生苷，必须采用适当的方法杀酶或抑制酶的活性。如采集新鲜材料，迅速加热干燥、冷冻保存、用沸水或醇提取、先用碳酸钙拌和后再用沸水提取等。一、选择题（一）单项1.最难被酸水解的是（ ）A. 氧苷 B. 氮苷 C. 硫苷D. 碳苷 E. 氰苷2.提取苷类成分时，为抑制或破坏酶常加入一定量的（ ）A. 硫酸 B. 酒石酸 C. 碳酸钙D. 氢氧化钠 E. 碳酸钠3. 提取药材中的原生苷，除了采用沸水提取外，还可选用（ ）A. 热乙醇 B. 氯仿 C. 乙醚D. 冷水 E. 酸水4. 以硅胶分配柱色谱分离下列苷元相同的成分，以氯仿-甲醇（91）洗脱，最后流出色谱柱的是（ ）A. 四糖苷 B. 三糖苷 C. 双糖苷D. 单糖苷 E. 苷元5. 下列几种糖苷中，最易被酸水解的是（ ）6. 糖的纸色谱中常用的显色剂是（ ）Amolisch试剂 B苯胺-邻苯二甲酸试剂 CKeller-Kiliani试剂 D醋酐-浓硫酸试剂E香草醛-浓硫酸试剂7糖及多羟基化合物与硼酸形成络合物后（ ）A酸度增加 B水溶性增加 C脂溶性大大增加D稳定性增加 E碱性增加 8在天然界存在的苷多数为（ ）A去氧糖苷 B碳苷 C-D-或-L-苷 D-D-或-L-苷 E硫苷9大多数-D-和-L-苷端基碳上质子的偶合常数为（ ）A12Hz B3 4Hz C6 8 Hz D9 10 Hz E11 12 Hz10将苷的全甲基化产物进行甲醇解，分析所得产物可以判断（ ）A苷键的结构 B苷中糖与糖之间的连接位置 C苷元的结构 D苷中糖与糖之间的连接顺序 E糖的结构11确定苷类结构中糖的种类最常用的方法是在水解后直接用（ ）APTLC BGC C显色剂 DHPLC EPC12大多数-D-苷键端基碳的化学位移在（ ）Appm 9095 Bppm 96100 Cppm 100105 Dppm106110 Eppm 11011513下列有关苷键酸水解的论述，错误的是（ ）A. 呋喃糖苷比吡喃糖苷易水解 B. 醛糖苷比酮糖苷易水解 C. 去氧糖苷比羟基糖苷易水解 D. 氮苷比硫苷易水解 E. 酚苷比甾苷易水解14Molisch反应的试剂组成是（ ）A苯酚-硫酸 B-萘酚-浓硫酸 C萘-硫酸 D -萘酚-硫酸 E. 酚-硫酸15下列哪个不属于多糖（ ）A. 树胶 B. 粘液质 C. 蛋白质 D. 纤维素 E. 果胶16苦杏仁苷属于下列何种苷类( )A醇苷 B硫苷 C氮苷 D碳苷 E. 氰苷17在糖的纸色谱中固定相是（ ）A水 B酸 C有机溶剂 D纤维素 E.活性炭18苷类化合物糖的端基质子的化学位移值在（ ）A1.01.5 B2.53.5 C4.3 6.0 D6.5 7.5 E. 7.5 8.519天然产物中，不同的糖和苷元所形成的苷中 ，最难水解的苷是（ ）糖醛酸苷 氨基糖苷 羟基糖苷 2，6二去氧糖苷 E. 6去氧糖苷20酶的专属性很高，可使-葡萄糖苷水解的酶是（ ）A麦芽糖酶 B转化糖酶 C纤维素酶 D芥子苷酶 E.以上均可以（二）多项选择题（在每小题的五个备选答案中，选出二至五个正确的答案，并将正确答案的序号分别填在题干的括号内，多选、少选、错选均不得分）1属于氧苷的是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）A红景天苷 B天麻苷 C芦荟苷 D苦杏仁苷 E萝卜苷2从中药中提取原生苷的方法是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）A沸水提取 B70%乙醇提取 C取新鲜植物40发酵12小时D甲醇提取 E在中药中加入碳酸钙 3酶水解具有（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）A专属性 B选择性 C氧化性 D保持苷元结构不变 E条件温和 4水解后能够得到真正苷元的水解方法是（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）A酶水解 B碱水解 C酸水解 D氧化开裂法 E剧烈酸水解5确定苷键构型的方法为（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）A利用Klyne经验公式计算 B1H-NMR中，端基氢偶合常数J=68Hz为-构型，J=34Hz为-构型。 C1H-NMR中，端基氢偶合常数J=68Hz为-构型，J=34Hz为-构型。 D13C-NMR中，端基碳与氢偶合常数J=160Hz为-构型，J=170Hz为-构型。 E13C-NMR中，端基碳与氢偶合常数J=160Hz为-构型，J=170Hz为-构型。 二、名词解释1.原生苷与次生苷 2. 酶解 3.苷类 4. 苷化位移三、填空题：1Molisch反应的试剂是_用于鉴别_，反应现象_。2将苷加入与水不相混溶的有机溶剂中，使水解后的苷元立即进入_中，从而获得原始苷元，该法称为_。 3苷类又称 ，是糖与糖衍生物与另一非糖物质通过糖的 连接而成的化合物。四、分析比较题，并简要说明理由1 A B C D酸催化水解的难易程度： 理由：五、完成下列反应1. 某苷经箱守法甲基化（CH3I，NaH，DMSO）及甲醇解（CH3OH，HCl）得到如下产物，根据产物推测原苷的结构，并写出上述两个反应的全部过程。 六、问答题1苷键具有什么性质，常用哪些方法裂解？2苷类的酸催化水解与哪些因素有关？水解难易有什么规律？第三章 苯丙素类化合物定义：天然成分中有一类苯环与三个直链碳连在一起为单元（C6C3）构成的化合物，统称为苯丙素类。分类：苯丙酸类、香豆素、木脂素一、 香豆素类1. 定义：香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。2 母核、基本骨架：苯骈-吡喃酮3 结构特点：除35个香豆素类化合物外，其他香豆素类都具有在7位连接含氧官能团的特点。环上常常有羟基、烷氧基、苯基和异戊烯基等取代基，其中异戊烯基的活泼双键与苯环上的邻位羟基可以形成呋喃环或吡喃环的结构。4 分类：根据香豆素结构中取代基的类型和位置分成四类：（1）简单香豆素（2）呋喃香豆素 是指其母核的7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。（3）吡喃香豆素 是指其母核的7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素。（4）其他香豆素5 理化性质（1）性状：游离香豆素多有完好的结晶，常常是淡黄色或是无色，并且具有香味，小分子的游离香豆素有挥发性，能升华。成甘后无此些性质。香豆素衍生物在紫外光照射下呈现蓝色或紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强。（2）内酯的性质：遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化后又立即开环，形成不溶于水的香豆素类成分。一、选择题（一）单项1鉴别香豆素首选的显色反应为（ ）A. 三氯化铁反应 B. Gibbs反应 C. Emerson反应D. 异羟酸肟铁反应 E. 三氯化铝反应2游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（ ）A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基3香豆素的基本母核为（ ）A. 苯骈-吡喃酮 B. 对羟基桂皮酸 C. 反式邻羟基桂皮酸D. 顺式邻羟基桂皮酸 E. 苯骈-吡喃酮4.下列香豆素在紫外光下荧光最显著的是（ ）A.6-羟基香豆素 B. 8-二羟基香豆素 C.7-羟基香豆素D.6-羟基-7-甲氧基香豆素 E. 呋喃香豆素5Labat反应的作用基团是（ ）A. 亚甲二氧基 B. 内酯环 C. 芳环 D. 酚羟基 E. 酚羟基对位的活泼氢6游离香豆素可溶于热的氢氧化钠水溶液，是由于其结构中存在（ ）A. 甲氧基 B. 亚甲二氧基 C. 内酯环 D. 酚羟基对位的活泼氢 E. 酮基7下列化合物属于香豆素的是（ ）A. 七叶内酯 B. 连翘苷 C. 厚朴酚 D. 五味子素 E. 牛蒡子苷8Gibbs反应的试剂为（ ）A. 没食子酸硫酸试剂 B.2，6-二氯（溴）苯醌氯亚胺 C. 4-氨基安替比林-铁氰化钾 D. 三氯化铁铁氰化钾 E. 醋酐浓硫酸 97-羟基香豆素在紫外灯下的荧光颜色为（ ）A. 红色 B. 黄色 C. 蓝色 D. 绿色 E. 褐色10香豆素的HNMR中化学位移3.84.0处出现单峰，说明结构中含有（ ）A. 羟基 B. 甲基 C. 甲氧基 D. 羟甲基 E. 醛基11香豆素与浓度高的碱长时间加热生成的产物是（ ）A. 脱水化合物 B. 顺式邻羟基桂皮酸 C. 反式邻羟基桂皮酸 D. 脱羧基产物 E. 醌式结构12补骨脂中所含香豆素属于（ ） A. 简单香豆素 B. 呋喃香豆素 C. 吡喃香豆素D. 异香豆素 E. 4-苯基香豆素13. 有挥发性的香豆素的结构特点是（ ） A.游离简单香豆素 B.游离呋喃香豆素类 C.游离吡喃香豆素D.香豆素的盐类 E.香豆素的苷类14香豆素及其苷发生异羟肟酸铁反应的条件为（ ） A.在酸性条件下 B.在碱性条件下 C.先碱后酸D.先酸后碱 E.在中性条件下15下列成分存在的中药为（ ）A.连翘 B.五味子 C. 牛蒡子D.叶下珠 E. 细辛16下列结构的母核属于（ ）A.简单木脂素 B.单环氧木脂素 C. 环木脂内酯 D.双环氧木脂素 E. 环木脂素17中药补骨脂中的补骨脂内脂具有（ ）A. 抗菌作用 B. 光敏作用 C. 解痉利胆作用 D. 抗维生素样作用 E. 镇咳作用18香豆素结构中第6位的位置正确的是（ ）A.是第6位 B. 是第6位 C. 是第6位D. 是第6位 E. 是第6位19下列成分的名称为（ ）A.连翘酚 B.五味子素 C. 牛蒡子苷D.厚朴酚 E. 和厚朴酚20能与Gibbs试剂反应的成分是（ ） A B C D E（二）多项1下列含木脂素类成分的中药是（ ）A白芷 B秦皮 C补骨脂 D五味子 E牛蒡子 2七叶苷可发生的显色反应是（ ）A异羟肟酸铁反应 BGibbs反应 CEmerson反应D三氯化铁反应 EMolish反应3小分子游离香豆素具有的性质包括（ ）A有香味 B有挥发性 C升华性 D能溶于乙醇 E可溶于冷水4香豆素类成分的荧光与结构的关系是（ ）A香豆素母体有黄色荧光 B羟基香豆素显蓝色荧光 C在碱溶液中荧光减弱 D7位羟基取代，荧光增强 E呋喃香豆素荧光较强5游离木脂素可溶于（ ）A乙醇 B水 C氯仿 D乙醚 E苯 6香豆素类成分的提取方法有（ ）A溶剂提取法 B活性炭脱