天然产物化学绪论ppt课件

1、天天 然然 产产 物物 化化 学学Natural Products Chemistry刘湘 汪秋安 编著 考核方式：课堂表现+考勤+平常作业第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 糖苷类化合物糖苷类化合物第三章第三章 生物碱类化合物生物碱类化合物第四章第四章 黄酮类化合物黄酮类化合物第五章第五章 萜类化合物萜类化合物第一章第一章 绪绪 论论 以各类生物为研讨对象，以有机化学为根底，以化学和物理方以各类生物为研讨对象，以有机化学为根底，以化学和物理方法为手段，研讨生物二次代谢产物的提取、分别、构造、功能、生物法为手段，研讨生物二次代谢产物的提取、分别、构造、功能、生物合成，化学合成与修饰及其用途的一

2、门科学，是生物资源开发利用的合成，化学合成与修饰及其用途的一门科学，是生物资源开发利用的根底研讨。根底研讨。什么是天然产物化学？什么是天然产物化学？研讨内容：研讨内容：生物二次代谢产物的提取、分别、构造及功能生物二次代谢产物的提取、分别、构造及功能 这些是植物生存不可短少的物质，这些是植物生存不可短少的物质，该过程存在于一切的绿色植物中，称为该过程存在于一切的绿色植物中，称为一次代谢过程，产生的物质称为一次代一次代谢过程，产生的物质称为一次代谢产物。谢产物。1 1一次代谢：一次代谢：二氧化碳、水二氧化碳、水各种代谢各种代谢糖和氧气糖和氧气糖、蛋白质、脂质、核酸糖、蛋白质、脂质、核酸光协作用光协

3、作用 这些物质对植物生命活动不起主要这些物质对植物生命活动不起主要作用，该过程不是存在一切的绿色植物作用，该过程不是存在一切的绿色植物中，产生的生物碱、萜类等化合物称为中，产生的生物碱、萜类等化合物称为二次代谢产物。二次代谢产物。2二次代谢：一次代谢产物一次代谢产物生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等生物碱、萜类、黄酮、蒽醌等特定条件特定条件天然产物化学与药物开发天然产物化学与药物开发天然产物研讨的开展史天然产物研讨的开展史1 1、17691769年瑞典化学家舍勒从酒石分别出酒石酸。年瑞典化学家舍勒从酒石分别出酒石酸。 苯甲酸苯甲酸 17751775、乳酸、乳酸17851785、没食子酸、没食子酸178

4、61786等有机酸类物质。等有机酸类物质。2 2、明代李延的、明代李延的 15751575中记载了用发中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。3 3、 卷卷3434下详尽记载了用升华法等制备、下详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程。欧洲直至纯化樟脑的过程。欧洲直至1818世纪下半叶才提出世纪下半叶才提出了樟脑的纯品。了樟脑的纯品。l吗啡是鸦片中最主吗啡是鸦片中最主要的生物碱要的生物碱( (含量约含量约10-15%)10-15%)，18061806年法年法国化学家国化学家FF泽尔蒂泽尔蒂纳初次从鸦片中分纳初次从鸦片中分别出来。别出来。OOOO O青蒿素

5、治疗疟疾OOOHOCOOOCOCH3HCH3COOHOHHCHCCOOHNHCO紫杉醇抗肿瘤红豆杉Taxus chineseHNNH2O石杉碱甲治老年性痴呆蛇足石杉蛇足石杉(千层塔千层塔) OOOOOOHOR2H3CR1OR3tBu银杏内酯，治疗血小板活化因子引起的休克状妨碍。 阿司匹林阿司匹林乙酰水杨酸乙酰水杨酸 人们对阿司匹林的认识可追溯人们对阿司匹林的认识可追溯到古埃及法老时代。当时，经过浸到古埃及法老时代。当时，经过浸泡柳树皮获取了一种物质，哥伦布泡柳树皮获取了一种物质，哥伦布发现新大陆之前，美洲人经常运用发现新大陆之前，美洲人经常运用金鸡纳树的树皮作镇痛药。西班牙金鸡纳树的树皮作镇痛

6、药。西班牙人来到那里以后发现这种树的树皮人来到那里以后发现这种树的树皮还可以降低病人的体温。还可以降低病人的体温。 1800 1800年，人们才从柳树皮中提年，人们才从柳树皮中提炼出了具有解热镇痛作用的有效成炼出了具有解热镇痛作用的有效成分分水杨酸水杨酸 1898 1898年，德国化学家霍夫曼年，德国化学家霍夫曼用水杨酸与醋酐反响，合成了用水杨酸与醋酐反响，合成了乙酰水杨酸乙酰水杨酸 。18991899年，德国拜年，德国拜仁药厂正式消费这种药品，取仁药厂正式消费这种药品，取商品名为商品名为Aspirin Aspirin 解热镇痛药，用于治疗伤解热镇痛药，用于治疗伤风、感冒、头痛、发烧、神经风、

7、感冒、头痛、发烧、神经痛、关节痛及风湿病等。近年痛、关节痛及风湿病等。近年来，又证明它具有抑制血小板来，又证明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治疗范围又进凝聚的作用，其治疗范围又进一步扩展到预防血栓构成，治一步扩展到预防血栓构成，治疗心血管疾患。疗心血管疾患。l2020世纪：世纪：l 青霉素青霉素-青霉菌，青霉菌，l 1929 1929年，英国弗莱明发现。年，英国弗莱明发现。l 人类治疗细菌性感染的第一个武器。人类治疗细菌性感染的第一个武器。l 是一种高效、低毒、临床运用广泛的重要抗生素。是一种高效、低毒、临床运用广泛的重要抗生素。l 它的研制胜利大大加强了人类抵抗细菌性感染的才干，它的研制胜利

8、大大加强了人类抵抗细菌性感染的才干，带动了抗生素家族的诞生。带动了抗生素家族的诞生。先导化合物：先导化合物： 是指具有特征构造和生理活是指具有特征构造和生理活性并可经过构造改造优化其生理性并可经过构造改造优化其生理活性的化合物。活性的化合物。l1980-891980-89年统计：从天然产物研讨中发现新的年统计：从天然产物研讨中发现新的化合物已有化合物已有800800多个。多个。l2000-2000-目前：每年研讨发现目前：每年研讨发现10001000多个新的天然多个新的天然化合物。种类更多，运用范围更广。化合物。种类更多，运用范围更广。 治病治病防病防病健美健美长寿长寿其他领域食品、饮料、化装

9、品、其他领域食品、饮料、化装品、牙膏、卷烟等牙膏、卷烟等怎样学好天然产物化学？怎样学好天然产物化学？ 对每一个详细的构造类型,要掌握下面的主线： 来源 构造特点 理化性质 提取分别构造测定 生物活性 在了解的根底上，用本人的言语来消化和记忆，擅长归纳和总结，做到触类旁通，举一反三；天然产物的提取分别和构造鉴天然产物的提取分别和构造鉴定定第二节第二节 天然药物活性成分的研讨程序天然药物活性成分的研讨程序研究对象提取提取物分离各种纯化合物活性筛选活性成分药效毒性等新药活性跟踪分离活性部位活性筛选结构改造活性更强、毒副作用更低的成分提取化学成分的两种情况提取化学成分的两种情况溶剂法溶剂法 水蒸气蒸馏

10、法水蒸气蒸馏法升华法升华法分馏法分馏法沉淀法沉淀法 提取天然产物的常用方法提取天然产物的常用方法一、溶剂法一、溶剂法 根据类似相溶原那么，按极性化合物易溶于极性溶剂，非极性化合物易溶于非极性溶剂来选择溶剂。 1.原理：原理： 溶剂提取法是根据天然产物中溶剂提取法是根据天然产物中各种成分在溶剂中的溶解性质，各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不选用对活性成分溶解度大，对不需求溶出成分溶解度小的溶剂，需求溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分溶解出来的方法。而将有效成分溶解出来的方法。石斛：有一定解热镇痛石斛：有一定解热镇痛作用，能促进胃液分泌作用，能促进胃液分泌,助消化，有加强新

11、陈代助消化，有加强新陈代谢、抗衰老等作用。谢、抗衰老等作用。 2 2、溶剂提取法、溶剂提取法 浸渍法浸渍法渗漉法渗漉法煎煮法煎煮法回流提取法回流提取法浸渍法：浸渍法是将天然产物粉末或碎块装人浸渍法：浸渍法是将天然产物粉末或碎块装人适当的容器中，参与适宜的溶剂如乙醇、稀适当的容器中，参与适宜的溶剂如乙醇、稀醇或水，浸渍药材以溶出其中成分的方法。醇或水，浸渍药材以溶出其中成分的方法。渗漉法：渗漉法是将天然产物粉末装在渗漉器渗漉法：渗漉法是将天然产物粉末装在渗漉器中，不断添加新溶剂，使其浸透过药材，自上而中，不断添加新溶剂，使其浸透过药材，自上而下从渗漉器下部流出浸出液的一种浸出方法。下从渗漉器下部

12、流出浸出液的一种浸出方法。煎煮法：煎煮法是我国最早运用的传统的浸出方煎煮法：煎煮法是我国最早运用的传统的浸出方法。所用容器普通为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器法。所用容器普通为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿，不宜用铁锅，以免药液变色。直火加热时最皿，不宜用铁锅，以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌，以免部分药材受热太高，容易焦糊。好时常搅拌，以免部分药材受热太高，容易焦糊。回流提取法：运用有机溶剂加热提取，需采用回流提取法：运用有机溶剂加热提取，需采用回流加热安装，以免溶剂挥发损失。此法提取回流加热安装，以免溶剂挥发损失。此法提取效率较冷浸法高，大量消费中多采用延续提取效率较冷浸法高，大量消费中多采用延

13、续提取法。法。 二、二、 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法 适于随水蒸汽蒸馏而不被破坏的成分。将油层分出后，再以石油醚、乙醚萃取。 此类化合物沸点多在100oC以上；与水不互溶或仅微溶；在100oC有一定的蒸汽压。液体就开场沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出。 例如例如:挥发油、某些小分子生物碱的提取。挥发油、某些小分子生物碱的提取。三三 、升华法、升华法 固体蒸汽冷加热固体茶叶咖啡因樟木樟脑优点：简便易行缺陷：成分分解；焦油状物不易除去天然产物有效成分的分别与精制天然产物有效成分的分别与精制 根据物质溶解度差别进展分别 根据物质在两相溶剂中的分配系数不同进展分别 根据分子的大小不同进展分别 一、根据物

14、质溶解度差别进展分别一、根据物质溶解度差别进展分别 1 1、结晶、结晶原理：利用混合物中各成分在溶剂中的溶原理：利用混合物中各成分在溶剂中的溶解度不解度不 同来到达分别提纯的目的。同来到达分别提纯的目的。结晶溶剂的选择：结晶溶剂的选择：1 1不与有效成分发生反响不与有效成分发生反响2 2对欲结晶成分的溶解度随温度的不同而有明对欲结晶成分的溶解度随温度的不同而有明显差别。显差别。3 3对欲去除的杂质冷热时溶解度均大或均小对欲去除的杂质冷热时溶解度均大或均小二、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进展分别二、根据物质在两相溶剂中的分配比不同进展分别 一、液一、液-液萃取法液萃取法根本原理根本原理 分配

15、定律分配定律K=CaCb分配系数a溶剂中物质的溶解度b溶剂中物质的溶解度利用不同化合物分配系数的不同，到达分别的目的K相差越大，越易分别3、萃取方式分次萃取 实验室用分液漏斗，3-4次留意以下几点：1先用小试管猛烈振摇约1分钟，察看萃取后二液层分层景象。假设容易产生乳化，大量提取时要防止猛烈振摇，可延伸萃取时间。2普通萃取34次即可。3 溶剂与水溶液应坚持一定量的比例，第一次提取普通为水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，普通1/4-1/6。 4、超临界流体萃取技术、超临界流体萃取技术 超临界流体萃取是以某一介质作为萃取剂，在其临界温度和临界压力之上的条件下，从液体或固体物料中萃取出待分别的

16、组分的一种方法。 3液液分配色谱柱液液分配色谱柱 将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上,作为固定相,填充在色谱管中,然后参与与固定相不相混溶的另一相溶剂 (流动相)冲洗色谱柱。这样,物质同样可在两相溶剂中相对作逆流挪动,在挪动过程中不断进展动态分配而得以分别。这种方法称之为液-液分配柱色谱法。 正相色谱与反相色谱正相色谱与反相色谱三、三、 根据物质分子大小差别进展分别根据物质分子大小差别进展分别 凝胶过滤法Gel filtration 凝胶过滤法也叫凝胶浸透色谱排祖色谱，是利用分子筛分别物质的一种方法。其中所用载体，如葡聚糖凝胶，是在水中不溶、但可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状构造。出

17、柱顺序：出柱顺序： 按分子由大到小顺序先后流出并得到分别。按分子由大到小顺序先后流出并得到分别。 色谱分别方法色谱分别方法薄层层析薄层层析Thin Layer Chromatography, TLC1、原理、原理 吸附、分配吸附、分配2、展开剂 低沸点有机溶剂，选择原那么同吸附柱层析1化合物构造与化合物构造与Rf值的关系值的关系acRf =ca在色谱中一个化合物所挪动的间隔与溶剂前沿的间隔之比.(0.01Rf0.99) 吸附薄层层析： 化合物极性小，Rf值大 展开剂极性越大，同一化合物Rf值大 假设大部分斑点近于起始线，阐明溶剂极性太小，应加大极性溶剂的比例。某化合物用10ml氯仿作展开剂,薄层色谱后其Rf值很小,接近于起始线,该如何处置? 加大展开剂的极性:改动组成: 如氯仿-丙酮，氯仿-甲醇， 改动配比: 如9:1, 8:2, 5:5(2)展开剂的选择 不与样品起化学反响 对显色剂无不良影响 组分恒定,不因温度的变化而变化 被分别物的Rf值在0.05 0.85, 二种成分的Rf值之差大于0.05，以免斑点重叠。鉴定单一化合物Rf值在0.4 0.6，斑点圆而集中，界限明晰，分布适中。 天然药物活性成分的构造研讨方法天然药物活