天然药物化学总论1

天然药物化学 （第六版）,天然药物化学Natural Medicinal Chemistry,第一章总论（Generation）,本章内容,第一节 绪论第二节 生物合成第三节 提取分离方法第四节 结构研究方法,神农本草经列为上品，主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效。,功能主治益气，养阴生津。,白果是银杏的俗称，被称作为是植物中的活化石。白果含白果醇、白果酸，具有杀菌功能，有化痰、止咳、补肺、通经、止浊、利尿等疗效。,功能主治： 脑部、周围血流循环障碍。,穿山甲为鲮鲤科动物鲮鲤的鳞片，处方名有炮山甲、醋山甲、炮甲珠或炒甲片等。其味咸，性微寒，入肝、胃二经。本草纲目中记载穿山甲“除痰疟寒热，风痹强直疼痛，通经络，下乳汁，消痈肿，排脓血，通窍杀虫。”,熊胆为脊椎动物熊科棕熊的干燥胆汁。清热解毒，息风止痉，清肝明目。,雄黄，为硫化物类矿物雄黄族雄黄，主含二硫化二砷。归肝，大肠经。有毒。解毒杀虫，燥湿祛痰，截疟。用于虫积腹痛，惊痫，疟疾，痈肿，疔疮，疥癣，蛇虫咬伤。常用量0.150.3克，入丸散用。外用适量，研末撒或调敷患处。,处方：苦参250g 百部250g花椒250g白鲜皮 250g 硼砂167g雄黄83g,制法： 以上六味，苦参、百部、花椒、白鲜皮加水煎煮二次，每次小时，滤过，合并滤液，浓缩至适量，加入硼砂，搅拌使溶解，制成1000ml，药液边搅拌边分装；雄黄粉碎成细粉，制成颗粒，另分装成小袋，即得。,芒硝:Na2SO4.10H2O(泻热通便),石膏: CaSO4.2H2O（清肺热）,链霉菌,放线菌,一天然药物的概念： 动物、植物、微生物和矿物质等自然界中存在的有药理活性的天然产物。 包括作为药物使用的生物体（如植物、动物、昆虫及微生物等）及其部位生物提取物与榨出物及从中分离得到的纯化合物。,第一节 绪论,天然药物 = 中药,?,药品注册分类,按来源和标准新药仿制药进口药,按种类中药、天然药物化学药生物制品,按创新程度突破性新药模仿性新药延伸性新药仿制药,药品,中药、天然药物注册分为9类；化学药品注册分为6类；生物制品注册分为15类药品注册管理办法,定义：,天然药物：动物、植物、微生物和矿物质等自然界中存在的有药理活性的天然产物。中药：在中医理论指导下使用的药物及其配方、制成品。,第一节 绪论,二天然药物化学的概念： 1. 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及其应用的一门学科。2. 研究内容： 主要指天然药物的化学成分（多为有效成分）的结构特点、理化性质、提取分离方法、结构鉴定及生合成途径。,三、天然药物的化学成分,1. 生物活性成分：经过药效实验或生物活性实验，证明对机体有一定生理活性的成分。2. 有效成分：天然药物中具有一定的生物活性能代表天然药物临床疗效的单一化合物。3. 有效部位：一味中药或复方中药提取物中一类或几类化学成分被认为是有效成分时，他们的混合体就叫做有效部位，如人参皂苷。4.无效成分,各类成分简介,化学成分分类 1. 生物碱类（Alkaloids)：含N原子，多呈碱性。,2.糖和苷(Saccharides and Glycosides): 糖：单糖，低聚糖，多糖（淀粉、纤维素、甲壳素、 果胶、树胶、粘液质） 苷：糖+苷元：,酸性,黄酮,香豆素,蒽醌,三萜皂苷（酸性） 甾体皂苷（中性)强心苷(中性）,3.挥发油,皂苷,4.有机酸：含COOH,多以盐的形式存在。5.树脂：为组成复杂的混合物，多与挥发油、树胶、有机酸共存。如：安息香、乳香等。6.其它成分： (1)氨基酸、蛋白质。 (2)鞣质：多元酚类化合物。 (3)色素类：叶绿素、胡萝卜素等。 (4)脂类:油脂（甘油与高级脂肪酸脱水形成 的酯）、蜡（高级醇与高级脂肪酸脱水 形成的酯）。 (5)无机成分,四. 天然药化的作用：,1. 探索中药防病治病的机理（有效成分、有效部位）； 2. 阐明中药炮制现代科学依据； 3. 改进剂型、提高疗效； 4. 开辟药源、开发新药。,1、探索中药防病治病的机理 （有效成分、有效部位）,【性味功效】 辛、苦、温 散寒、平喘、利水,1、探索中药防病治病的机理 （有效成分、有效部位）,【性味功效】 平、苦、涩 绦虫病：根芽水煎服,局麻药,2、阐明中药炮制现代科学依据,传统剂型缺点: 给药途径太少 服用剂量较大 临床疗效缓慢 有些剂型使用不便,3、改进剂型、提高疗效,4、 开辟药源、开发新药,天然牛黄: 黄牛或水牛的胆囊结石,人工牛黄：胞红素0.7%、胆固醇2%，牛羊胆酸12.5%等。,五、天然药物化学的发展史,1.原始和萌芽阶段（-18世纪末）天然药物识别、使用经验巫术、迷信色彩文明的进步对疾病、天然药物的认识趋于客观 1575 明 李梃 医学入门五味子 发酵 没食子酸 1711 清 洪遵 集验方 樟木 升华法 樟脑1769-1786 舍勒 将酒石酸氢钾转化为 钙盐，再用硫酸分解制得酒石酸,没食子酸,苯甲酸,乳酸,苹果酸,2.学科真正形成阶段（19世纪） 特点一：以化学成分的发现和分离为主 1806， 阿片吗啡（morphine） 1820， 金鸡纳树皮奎宁 (quinine) 1828, 烟草烟碱（nicotine） 1885， 麻黄麻黄碱（ephedrine） 吐根碱、士的宁、小檗碱，阿托品、可卡因等,2.学科真正形成阶段（19世纪）,特点二：结构鉴定以化学方法为主 氧化、还原等降解反应推导结构 碎片合成、全合成证明结构特点三：生源合成途径、本质的揭示 生源前体的识别：萜类MVA 生源合成本质的揭示：生物细胞内多步酶促反应 有机反应理论来解释机制 生物合成物质用于结构确定 立体选择合成,3学科迅速发展时期（20世纪）,特点一：色谱技术用于天然化合物的分离和纯化 1906，俄，Tsweet，碳酸钙为吸附剂，石油醚为洗脱剂,1931，德，Kuhn and Lederer，氧化铝、碳酸钙为吸附剂 1940，提出了液液色谱法，如逆流分配1952，James and Martin，提出气液色谱理论20世纪60年代，高效液相色谱出现,19371972年，15年中有12个Nobel奖是有关色谱研究,3学科迅速发展时期（20世纪）,特点二:波谱技术用于天然化合物的结构鉴定 IR： 1944，Pekin-Elmer公司，第一台红外光谱仪 MS： 20世纪，质谱仪 EI、CI，FD，FAB，ESI，MALDI ESI-TOF，MALDI-TOF NMR：1953，30MHZ的连续波核磁共振仪 70年代，脉冲傅立叶变换核磁共振仪 1D NMR2D NMR 3060100300MHz 400500600800900MHz UV，X-ray，ORD，CD等,3学科迅速发展时期（20世纪）,特点三：研究深度、广度、速度发生了革命性的变化 深度、广度：机体内源活性物质 微量、水溶性、不稳定、大分子,速度：吗啡1804-1925 利血平1952-1956 生物碱：1952前100年，95个 1952-1962，1107个 1962-1972，3443个,3学科迅速发展时期（20世纪）,特点三：研究深度、广度、速度发生了革命性的变化 深度、广度：机体内源活性物质 微量、水溶性、不稳定、大分子 速度：吗啡1804-1925 利血平1952-1956 生物碱：1952前100年，95个 1952-1962，1107个 1962-1972，3443个,六、天然药物化学研究方法,1. 文献整理和研究对象调研 a原植物：科，属，种，学名，来源，产地 b文献：近源植物具有相似的成分。2. 成分分离 系统分离法，活性跟踪法，目标化合物分离法3. 成分鉴定 理化性质，色谱方法，波谱方法4. 结构改造发现和创制新药,本章内容,第一节 概述第二节 生物合成第三节 提取分离方法第四节 结构研究方法,天然药物所含成分多种多样 1、这些成分究竟是怎样产生的？ 2、它们之间又有什么联系呢?,一、基本概念,植物体（绿色植物）以二氧化碳和水为原料，通过光合作用、三羧酸循环、固氮反应等一系列物质代谢及生物合成途径，生成糖、蛋白质、脂肪、核酸等植物体生命活动必需物质的过程称为一次代谢过程，也称为初级代谢。,1、 一次代谢,糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动必不可少的物质，称为一次代谢产物，也称为初级代谢产物。,2、 一次代谢产物,此外，一次代谢产物还包括乙酰辅酶A，丙二酸单酰辅酶A，莽草酸及一些氨基酸等。,3、 二次代谢,植物体在特定条件下，以一些重要的一次代谢产物（乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸及一些氨基酸）为原料或前体，经历不同的代谢途径，生成生物碱、萜类等化合物的过程称为二次代谢过程。,4、 二次代谢产物,二次代谢过程并非所有植物都发生，对维持植物生命活动不起重要作用，此过程生成的萜类、生物碱等化合物称为二次代谢产物，也称为次生代谢产物。,二 生物合成假说的提出, C2单位(醋酸单位)：如脂肪酸、酚类、苯醌等聚酮类化合物; C5单位(异戊烯单位)：如萜类、甾类等; C6单位：如香豆素、木脂体等苯丙素类化合物; 氨基酸单位：如生物碱类化合物; 复合单位：由上述单位复合构成。,三 天然化合物的主要生物合成途径,1.醋酸-丙二酸途径（AAMA途径）C2单位 合成脂肪酸类、酚类、蒽醌类2.甲戊二羟酸途径（途径）C5单位 主要生成萜类、甾体类化合物3.莽草酸途径和桂皮酸途径C6单位