药学导论-天然药物化学.ppt

姓名:职称:教授/硕士研究生导师研究方向:天然药物活性成分筛选电话:61648593(办),个人基本情况,第四章天然药物化学(NaturalMedicinalChemistryorPhytochemistry),第一节天然药物化学的性质与任务一、天然药物化学的性质1、概念：“天然药物化学”是应用现代科学理论与方法研究天然药物中的化学成分的学科.2、性质：“天然药物化学”是从分子水平研究天然药物的药效物质基础及其防治疾病规律的一门综合性学科。,“天然药物化学”是药学二级学科“药物化学”下设置的三级学科.“天然药物化学”是药学类专业规定设置的一们主要专业课程.二、天然药物的主要来源1、来源于植物的药物植物举例,人参,大枣,枸杞,灵芝,（1）中药：中医理论指导下的用药明代本草纲目1892种,清代赵学敏本草纲目拾遗1021种1994年我国已确认12807种,当归,黄芪,（2）草药：民间用药中疗效较好者（无统计）,2、来源于动物的药物：如地龙（蚯蚓）、牛黄、熊胆、蟾酥、阿胶等。,牛黄:牛科动物黄牛或水牛的胆囊结石,熊胆:为熊科动物黑熊或棕熊的胆囊,蟾酥:中华大蟾蜍的干燥分泌物,阿胶:驴皮经煎煮浓缩制成的固体胶.,3、来源于矿物质的药物,石膏:CaSO4.2H2O（清热泻火）,芒硝:Na2SO4.10H2O(泻热通便),炉甘石:ZnCO3+ZnO(含量大于40%),（解毒、收湿与止痒）,朱砂:HgS(安神解毒),4、来源于海洋生物的药物珍珠:含碳酸钙的矿物珠粒,海马:头部像马，尾巴像猴，眼睛像变色龙，还有一条鼻子，身体像有棱有角的木雕（强身健体、补肾壮阳、舒筋活络等）,紫菜:海中互生藻类的统称,三、天然药物化学的任务1、探明天然药物中作为药效物质基础的有效成分。例如：中药麻黄草具有平喘、解茎作用的有效成分是左旋麻黄素。又如：甘草根具有抗炎、抗过敏、治疗胃溃疡等作用的有效成分是甘草酸。,2、研究对应中药临床功能主治的主要活性部位与活性成分目的在于控制质量、开发二类中药乃至一类新药.,例如:鸦片吗啡呱替定（度冷丁）,3.研究天然药物化学成分的类型、理化性质.4.研究天然药物中主要类型化学成分的结构鉴定.5探讨天然药物有效成分的生源途径与生物合成过程,第二节天然药化在发扬祖国医药学中的作用,1、探讨中药防病治病的药效物质基础2、改进传统药物剂型，提高临床疗效3、控制中药材及其制剂的质量4、为中药炮制提供科学依据5、扩大药物新资源,即根据有效成分的结构结合植物亲缘关系开辟药物资源。6、新药创制,*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,*现代中药要求：“三效”高效、速效、长效“三小”剂量小、副作用小、毒性小“五便”服用方便、携带方便、生产方便、运输方便、贮藏方便。,第三节天然药物化学的内容一、天然药物中主要的化学成分类型1、脂类：（1）油脂（2）蜡（3）甾醇类（4）磷脂2、色素,3、萜类与挥发油4、生物碱5、苷类6、鞣质7、树脂8、糖9、氨基酸、蛋白质和酶10、有机酸与无机成分等,第四节天然药物化学成分的提取分离方法（一）常用提取方法1.升华法:利用某些具有升华性质的化合物遇热汽化上升，遇冷后又凝固的性质从药材中提取该类成分。例如：从茶叶中提取咖啡因、从樟木中提取樟脑。,升华装置,2.水蒸汽蒸馏法:利用某些挥发性成分能随水蒸气蒸发的性质，从药材中提取该类化学成分。,3.溶剂法:利用天然药物化学成分在特定溶剂中的溶解性质，将其从药材中提取出来（多数情况下采用溶剂法）（二）溶剂提取法1、原理：相似者相溶,2、常用溶剂：以亲水性增加的顺序排列环己烷石油醚苯乙醚氯仿乙酸乙酯正丁醇丙酮乙醇甲醇水,3、溶剂法分类：（1）煎煮法（2）浸渍法（浸泡法）（3）渗漉法（4）连续回流提取法（索氏提取）（5）超声法(6)超临界流体萃取法(7)微波萃取法,（三）中草药有效成分的分离与纯化1、两相溶剂萃取法2、酸碱法3、沉淀法4、盐析法5、制备衍生物法6、透析法,7、分馏法8、结晶法9、吸附法10、色谱法(按操作方法不同分类)（1）柱色谱法(如硅胶/氧化铝柱色谱)（2）薄层色谱(TLC)（3）纸色谱,柱色谱,薄层色谱(TLC),纸色谱,色谱法按照原理分类（1）吸附色谱:如硅胶色谱、聚酰胺色谱等（2）分配色谱:纸色谱、HPLC（3）凝胶过滤色谱葡聚糖凝胶SephadexG羟丙基葡聚糖凝胶SephadexLH-20（7）离子交换色谱阴/阳离子交换树脂,第五节天然药物化学结构鉴定法一、化合物的纯度测定（1）显微镜下观察晶形(均匀一致)（2）测熔点纯化合物有明确、敏锐的熔点，且熔距窄（0.5左右）。（3）于TLC上只显示一个斑点需要使用三种不同展开系统（4）HPLC检识(为一个对称峰形),二、结构研究的主要程序1、确定化合物结构的程序先推测被确定成分的结构类型然后推测取代基类型、位置和分子式最后确定结构式。,2、确定化合物结构常用的方法化学法波谱法（UV、IR、NMR、MS）圆二色谱CD与旋光光谱ORDX-射线结晶衍射法等。,三、红外光谱（IR）1、40001500cm-1为特征频率区2、1500600cm-1为指纹区四、紫外-可见吸收光谱（UV）含有共轭双键、发色团及具有共轭体系的助色团分子在紫外-可见光区域(200-700nm)可产生吸收.,间硝基苯酚的红外光谱图,五、质谱(MS)1、横坐标是m/z，纵坐标是离子峰的相对强度2、MS中常见的几种离子峰分子离子峰M碎片离子峰同位素离子峰六、核磁共振谱（NMR）1、氢核磁共振谱（1HNMR）,季戊四醇的质谱图,苯胺的核磁共振谱图（1HNMR）,（1）横坐标是化学位移（010ppm）;纵坐标反映积分曲线的高度（2）1HNMR通过化学位移、谱线的积分面积以及裂分情况提供化合物分子中1H的类型、1H的数目及相邻原子或原子团的信息。（3）化学位移化学环境不同的1H核在NMR谱图中吸收位置存在差异，其与原点之间的相对距离称为值,（4）峰面积:与对应的质子数成正比（5）信号的裂分及偶合常数JA、初级谱裂分峰的数目符合（n+1）规律.B、J反映裂分峰之间共振吸收位置之差2、13C-NMR谱简介(1)13C-NMR谱比1HNMR谱作用更大。(2)13C-NMR谱图中没有积分曲线,间硝基苯酚的13CNMR谱图,(3)13C-NMR的化学位移比1H-NMR大得多(4)常规13C-NMR谱线是分离的单峰(5)13C-NMR谱常指噪声去偶谱与选择氢核去偶谱3.二维核磁共振(2D-NMR),第六节天然药物化学的发展史1、国际发展史(1)生物碱的研究是天然药物化学发展的开端舍勒(K.W.Sheller)1769年酒石酒石酸1775年安息香苯甲酸1778年酸乳乳酸1785年苹果苹果酸,德罗逊(Derosen)与斯托勒(Sertrner)1804吗啡1818士的宁碱1820咖啡因1820喹宁1828尼古丁1831阿托品1833乌头碱,(2)合成药物的工业化生产制约了天然药物化学研究(1930-1950年代)1930年代磺胺药、维生素问世1940年代盘尼西林(3)合成药害震惊全球(1960年代)“反应停”别名沙利度胺或太胺呱啶酮，引起数千例畸胎,（1）古代（医药化学源于中国）1575年五倍子没食子酸1711年樟树樟脑(升华法)（2）近代:引进和创建阶段中药材麻黄大量出口,进口临床应麻黄素,(4)大规模寻找天然活性物质(1970年代起)利血平、长春新碱、紫杉醇等2、国内发展史,（3）现代:建立和发展阶段麻黄素、芦丁、西地兰工业化生产甾体激素类原料药（薯芋皂苷元）（4）近年抗癌药羟基喜树碱抗白血病药高三尖杉酯碱缩曈和治疗青光眼药包公藤甲素用于中期孕妇引产天花粉蛋白新型男性不育药棉酚,3、天然药物化学研究的发展趋势（1）研究速度大大加快例如:吗啡:150年;利血平:4年（2）研究成果丰富例如:生物碱1952年以前总共950种19521962年1100种19621972年3443种迄今10000多种。,（3）研究工作进入微量与超微量水平例如：从50万只蚕蛾中得到12mg有效成分蚕蛾醇.,又如:从500kg蚕蛹中才分离出25mg结晶的蜕皮激素(1954).,（4）结构鉴定水平空前提高例1：分