天然药物化学考试重点

第一章概述一、导言1.天然药物化学的定义：天然药物化学是一门运用现代科学理论和方法研究天然药物化学成分的学科。2.天然药物化学研究内容：研究内容包括各种天然药物的结构特征、理化性质、提取分离方法及主要化学成分的结构鉴定。此外，主要化学成分的生物合成途径也将涉及其中。3.明代李庭的医学入门 (1575)记载了五倍子发酵制取没食子酸的过程。二。生物合成1.初级代谢的定义：维持植物生命不可或缺的过程，存在于几乎所有绿色植物中产品：糖、蛋白质、脂类、核酸、乙酰辅酶a、丙二酰辅酶a、莽草酸、一些氨基酸及其他植物生活必需物质次级代谢的定义：以初级代谢物为原料或前体，并进一步经历不同的代谢过程，它并不发生在所有植物中，也不在维持植物生命活动中发挥重要作用。这被称为次级代谢过程。产品：生物碱、萜类等2.主要生物合成途径(1)乙酸-丙二酸途径主要产品：脂肪酸、酚类、蒽酮起始物质：乙酰辅酶a在碳链延伸中起作用：丙二酰辅酶a碳链的延伸是通过交替两步缩合和还原形成的，得到的饱和脂肪酸是偶数。具有奇数碳链的脂肪酸原料不是乙酰辅酶a，而是丙酰辅酶a。酚类与脂肪酸的不同之处在于，在从乙酰辅酶a延伸碳链的过程中只有一个缩合过程。(2)甲基戊二酸途径(MVA)主要产品：萜类和类固醇起始物质：乙酰辅酶a烯丙基焦磷酸(IPP)作为碳链延伸二甲基烯丙基焦磷酸盐(DMAPP)单萜-获得焦磷酸香叶酯(10个碳)倍半萜-获得焦磷酸法尼酯(15个碳)三萜类-获得香叶基焦磷酸(20个碳)(3)肉桂酸途径主要产品：苯丙素、香豆素、木质素、木脂素、类黄酮(4)氨基酸途径主要产品：生物碱并非所有的氨基酸都能转化为生物碱，其中鸟氨酸和赖氨酸是主要的脂肪族氨基酸，而苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸是芳香族氨基酸。三、提取和分离方法(1)根据两相溶剂中物质的分配比进行分离1.常用的方法包括液-液萃取、逆流部分溶解、液滴逆流色谱(DCCC)、高速逆流色谱、气-液分配色谱和液-液分配色谱P21图1-11利用酸碱度梯度提取和分离物质的模型图电荷耦合器件法是一种多重连续液-液萃取分离过程。2.正相色谱：一般来说，当分离水溶性或极性成分如生物碱、糖苷、糖类、有机酸和其他化合物时，固定相大多是强极性溶剂如水和缓冲溶液，而流动相是弱极性有机溶剂如氯仿、乙酸乙酯、丁醇，称为正相色谱。3.反相分配色谱法：当分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油和游离类固醇时，两相可以反相，固定相可以是液体石蜡，流动相是强极性溶剂如水或甲醇，因此称为反相分配色谱法4.反相硅胶色谱填料：RP-2、RP-8和RP-18分别根据烃基(R)的长度是乙基(C2H5)、辛基(C8H17)还是十八烷基(C18H37)来命名。三者的亲脂性顺序如下：RP-18 RP-8 RP-25.加压液相色谱和液-液分配色谱的区别是什么？液-液分配柱色谱中使用的载体(如硅胶)粒径较大。只有在重力的作用下，流动相才能从上到下缓慢流过色谱柱。污水被人工分段收集，然后进行分析。因此，柱效率低且时间长。用于加压液相色谱的具有较小载体粒径、较大机械强度和较大比表面积的球形硅胶颗粒与有机化合物结合(2)根据物质吸附的不同进行分离1.(1)物理吸附的定义：物理吸附也称为表面吸附，是由组成溶液的分子(包括溶质和溶剂)与吸附剂表面的分子之间的分子间作用力相互作用而引起的。如硅胶、氧化铝、活性炭吸附特点：非选择性，可逆吸附和解吸，速度快，因此应用广泛。(2)化学吸附的定义：黄酮等酚酸类物质被碱性氧化铝吸附，或生物碱被酸性硅胶吸附等。由于它们的选择性、强吸附性、有时不可逆，它们很少被使用。(3)半化学吸附：介于物理吸附和化学吸附之间(4)吸附过程的三要素：吸附剂、溶质和溶剂(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：可应用极性物质和非极性物质，尤其是酚类、醌类和黄酮类物质。其吸附是可逆的(单宁除外)，分离效果好。此外，它还广泛应用于生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等化合物。由于单宁的吸附性极强且几乎不可逆，因此特别适用于粗植物提取物的鞣制处理。(3)原理：一般认为吸附是通过分子中的酰胺羰基与黄酮类化合物的酚羟基、酚羟基或酰胺键上的游离胺基和醌及脂族羧酸上的羰基之间的氢键结合来实现的。吸附强度取决于各种化合物与它们形成氢键的能力。(4)规律性：在水性溶剂中，(1)形成氢键的基团越多，吸附能力越强，(2)易于形成分子内氢键的聚酰胺的吸附作用相应减弱，(3)分子中芳构化程度越高，吸附能力越强，反之亦然。(5)聚酰胺柱上各种溶剂的洗脱容量顺序：水甲醇丙酮氢氧化钠水溶液甲酰胺二甲基甲酰胺尿素水溶液(3)根据物质分子大小的差异进行分离凝胶类型：(1)葡聚糖凝胶G (2)羟丙基葡聚糖凝胶LH-20)以Sephadex G-25为例，G为凝胶，附数=吸水率*10，因此G-25表明该葡聚糖凝胶的吸水率为2.5毫升/克两者的区别：葡聚糖凝胶G型仅适用于水中。尽管葡聚糖凝胶LH-20分子中-OH的总数没有变化，但碳原子的比例相对增加。因此，葡聚糖凝胶LH-20不仅可以用于水，也可以用于极性有机溶剂或由它们和水组成的混合溶剂。葡聚糖凝胶LH-20保留了葡聚糖凝胶G-25原有的分子筛特性，可以根据分子量分离物质。此外，Sephadex LH-20在极性和非极性溶剂组成的混合溶剂中常具有反相分配色谱的效果，适用于不同类型有机物质的分离。(4)根据物质的不同解离度进行分离1.离子交换法分离物质的原理：离子交换树脂是离子交换法体系中的固定相，柱内装有水或含水溶剂。当流动相流过交换柱时，溶液中的中性分子和不与离子交换树脂的交换基团交换的化合物将通过柱从柱的底部流出，而具有可交换离子的离子将与树脂上的交换基团交换并被吸附在柱上，然后条件将被改变并用合适的溶剂从柱上洗脱以实现物质分离。2.离子交换树脂分为：阳离子交换树脂是强酸性的(SO3-氢)弱酸性(COO-H)阴离子交换树脂是强碱性的(N (CH3)3Cl-)弱碱性(NH2，NH，n)P40离子交换树脂分离物质的模型四、常用的四种光谱1.质谱2。红外光谱3。紫外-可见吸收光谱。核磁共振光谱第二章糖及其苷类糖苷的定义：糖苷也称为糖苷或糖苷，是糖或糖的衍生物脱水形成的化合物，如氨基酸、糖醛酸和其他非糖物质(称为配基或配体)通过糖的半缩醛或1.单糖结构式的三种表述：(1)费歇尔投影式(2)霍沃斯投影式(3)优势构象式2.绝对配置：相对配置：3.端基碳：单糖环化后形成一个新的手性碳原子(不对称碳原子)。这个碳原子被称为端基碳，形成的异构体对被称为端基差向异构体。4.将判断信噪比/见P62二。糖和糖苷的分类(1)单糖1.氨基糖：当单糖上的一个或多个醇羟基被氨基取代时，这种糖称为氨基糖2.脱氧糖：单糖分子中的一个或多个羟基被氢原子取代的糖称为脱氧糖3.糖醛酸：糖醛酸是一种化合物，其中单糖中的伯羟基被氧化成羧基(2)低聚糖1.寡糖：由2-9个单糖通过糖苷键结合而成的直链或支链聚糖称为寡糖2.根据其是否含有游离醛基或酮基，可分为还原糖和非还原糖。(1)还原糖：含有游离醛基或酮基的糖称为还原糖(2)非还原糖：如果两种单糖通过脱水与半缩醛或半缩酮上的羟基缩合，则多糖称为非还原糖。(3)糖苷类根据糖苷在生物体中是一级还是二级，糖苷可分为一级和二级糖苷根据糖苷中单糖基团的数量，糖苷可分为单糖糖苷、二糖糖苷和三糖糖苷。根据糖苷配基上连接糖的位置，糖苷可分为单糖糖苷和二糖糖苷。根据苷元化学结构的类型，苷类可分为黄酮苷类、蒽醌苷类、苯丙素苷类、生物碱苷类、三萜苷类等。糖苷根据其键原子可分为氧糖苷、氮糖苷、硫糖苷和碳糖苷。1.糖苷：通过糖苷配基上的醇羟基与糖或糖衍生物的半缩醛或半缩酮羟基与水缩合得到的化合物。2.酯糖苷：糖或糖衍生物的配基上的羧基和半缩醛(半缩酮)羟基与一分子水缩合形成的化合物，称为酯糖苷或酰基糖苷。3.芥子油苷：糖或糖衍生物的苷元上的巯基和半缩醛(半缩酮)羟基与一分子水缩合形成的化合物，称为芥子油苷。4.偶氮苷：一种化合物，由糖苷配基上的胺基与糖或糖衍生物的半缩醛(半缩酮)羟基通过除去一个水分子而缩合而成，称为偶氮苷。5.碳苷：糖或糖衍生物的配基碳和半缩醛(半缩酮)羟基上的氢与一分子水缩合形成的化合物，称为碳苷。三。糖的化学性质氧化反应高碘酸的氧化机理：高碘酸与邻二醇羟基形成五元环酯的中间体，然后将醇羟基氧化成羰基。在酸性或中性条件下，顺-邻-二醇羟基的氧化速度比反-二醇快在碱性条件下，顺式和反式的反应速度相同。2糖醛形成反应(紫色环)五碳醛糖糠醛、甲基五羧基醛糖5-甲基糠醛，六碳醛糖5-羟甲基糠醛，六碳糖醛酸5-羧基糠醛莫利什反应的试剂：浓硫酸和-萘酚3与硼酸的络合作用(1)对于含有邻二羟基的化合物(2)糖及其糖苷化合物的络合能力：呋喃糖苷单糖吡喃糖苷五碳醛糖和六碳醛糖(形成呋喃环的空间位阻相对较大)(3)多羟基化合物与硼酸络合后，原来的中性变为酸性，含量可用中和滴定法测定(4)由于羟基的位置和空间结构不同，它们与硼酸形成配合物的能力也不同，因此可以通过离子交换、硅胶、电泳等色谱方法进行分离和鉴定。糖自动分析仪检测糖的原理是将硼酸络合，然后进行离子交换色谱分离。四、糖苷键断裂分类：酸催化水解(1)在形成糖苷键的氮、氧、硫和碳的四个原子中，水解的难易程度是碳苷硫苷氧苷氮苷(2) 2，6-二脱氧糖苷2-二脱氧糖苷6-二脱氧糖苷2-羟基糖苷2-氨基糖苷(氨基糖)(由于氨基和羟基都可以与糖苷键原子竞争质子，特别是2-氨基和2-羟基糖，因此在2-位被质子化后，末端碳原子的电子云密度降低，这不利于糖苷键原子的质子化)(3)呋喃糖苷吡喃糖苷(4)酮糖醛糖(5)糖醛酸七糖己糖甲基五加脂五加脂(2)乙酰化反应-葡萄糖苷二糖乙酰化的难点：(1 2) (1 3) (1 4) (1 6)(3)碱催化水解与羰基共轭的酰基糖苷、酚糖苷和稀醇糖苷可被碱水解(4)高碘酸盐裂解反应1应用：它特别适用于不稳定糖苷和糖苷配基的碳糖苷的切割，但不适用于糖苷配基上带有邻二醇羟基或氧化基团的糖苷，因为高碘酸盐同时氧化糖。使用的2种试剂：NaIO4和NaBH45.糖基化位移：糖和苷元糖基化后，苷元的-C、-C和糖的端基碳都发生化学位移。这种变化被称为糖苷化转变。六.糖苷键构型的确定糖苷键构型的测定方法包括核磁共振法、酶解法、红外法、分子旋光差法等。其中核磁共振法是目前最常用的方法。七.糖和糖苷的提取和分离由于植物中水解酶的共存，为了获得原糖苷，必须采用适当的方法杀死酶或抑制酶的活性。如采集新鲜材料，快速加热干燥，冷冻保存，用沸水或乙醇提取，先与碳酸钙混合，再用沸水提取等。P107意志地图第三章苯丙素类定义：在天然成分中，有一类化合物由苯环和三个直链碳连接在一起形成单元(C6-C3)，统称为苯丙素。分类：苯丙酸、香豆素、木脂素一、香豆素1.定义：香豆素化合物是邻羟基肉桂酸内酯成分的总称。2母核和基本骨架：苯并-吡喃酮结构特征：除35种香豆素外，所有香豆素都具有在7位连接含氧官能团的特征。取代基如羟基、烷氧基、苯基和异戊烯基通常存在于环上，其中异戊烯基的活性双键和苯环上的邻羟基可以形成呋喃环或吡喃环结构。4分类：根据香豆素结构中取代基的类型和位置，分为四类：(1)简单香豆素(2)呋喃氧基香豆素是指一系列化合物，其中母核7位的羟基与6或8位的取代异戊烯基缩合形成呋喃环。(3)吡喃并香豆素是指一系列化合物和双吡喃并香豆素，它们将母核7位的羟基与6位或8位的取代异戊烯基缩合形成吡喃环。(4)其他香豆素5物理和化学性质(1)特征：游离香豆素大多结晶良好，通常为淡黄色或无色，有香味。游离香豆素的小分子是挥发性的，可