天然产物化学第一章绪论市公开课获奖课件

天然产物化学naturalproductschemistry林治华2月第1页第1页第一章绪论第2页第2页目要求

1．理解天然产物化学含义及研究内容。

2．理解天然产物研究发展史

3.掌握研究天然产物普通办法和程序

4.理解中药及天然药物化学研究现实状况及发展前景

5.理解我国中药天然药物化学研究存在问题

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天然产物是包括了存在于陆生动植物、海洋生物和微生物体内各类物质成份，甚至还能够包括人与动物体内许多内源性成份（包括天然药物、天然树脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等），是由各种化学成份所构成复杂体系。一、

天然产物化学含义及研究内容在陆生植物体内主要成份就有：生物碱、萜类、甾体、苷类、黄酮类、蒽醌类、糖类、蛋白质、脂类等等。

第4页第4页（1）在药理和生物学角度来看是指有生物活性物质，这种物质在化学上能用分子式和结构式来表示，并含有一定物理常数；天然产物有效成份（activecompound）（2）在食品领域中，有效成份范围可扩展到除生物活性成份、功效成份之外，如：营养成份、天然食品添加剂成份等。第5页第5页天然产物化学是利用当代科学理论与办法研究天然产物中化学成份一门学科。第6页第6页二

、天然产物研究发展史1、1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸。苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机酸类物质。2、明代李延《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸过程。书中谓“五倍子粗粉，并矾、曲和匀，如作酒曲样，入瓷器遮不见风，侯生白取出。”3、《本草纲目》卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成矣”记载。这里“生白”、“长霜”均为没食子酸生成之意，是世界上最早制得有机酸，比舍勒创造早了二百年。4、《本草纲目》卷34下详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑过程。欧洲直至18世纪下半叶才提出了樟脑纯品。第7页第7页

5、从药用动植物中提取活性成份则始于19世纪。第一个被提取成份是吗啡碱（一个异喹啉生物碱），于18由法国化学家F·泽尔蒂纳自鸦片中提取。第8页第8页吗啡是鸦片中最主要生物碱(含量约10-15%)，18法国化学家F·泽尔蒂纳初次从鸦片中分离出来。第9页第9页7、20世纪50年代先后自印度萝芙木中取得降压活性成份利血平，以及从降血糖药长春花中取得抗癌活性成份春花碱，成为两个很有价值药物，引起了各方注重。

6、此后数十年间发掘了大量民间药中活性成份，如土根碱、奎宁、辛可宁、番木鳖碱、咖啡因、阿托品毛地黄强心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物碱居多，都含有明显生理活性，能够代表其原生药，多数至今仍用作药物。但当初只能利用分馏和重结晶来纯化单体成份。

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8、1960年左右开始了对海洋天然产物研究9、20世纪80年代以来，由于分子生物技术迅猛发展，为有效成份提取和功效研究提供了新办法。第11页第11页天然药物化学发展有两个转折点。其一是1930年前后，由于微量元素分析法导入，试料量降至毫克水平，推动了天然成份分析工作。其二是1960年代前后，各种层析办法兴起，使微量天然新成份分离纯化简便易行。同时红外光谱、核磁共振、质谱等新技术问世，结构研究工作趋向微量，快速和准确。新技术兴起使研究天然产物化学成份周期大大缩短。

第12页第12页总之，

大自然是一个天然药库，中国用中草药治病已有数千年历史和经验，这笔珍贵遗产亟待整理。第13页第13页三、研究天然产物化学意义

研究天然产物化学有助于人类从分子层面全面理解和结识天然产物，从而通过人工培养或人工合成方式定向获得大批量目的产物并造福人类。这些目的产物也许是药物，用于帮助人类与疾病作斗争，保障人类健康，提高人类生存质量；也也许是有特种功能物质，对人类生活提供以便；也为我们更好地结识自然和利用自然，提供了一个渠道。21世纪今天，人们已经充足结识到天然产物及其改性产物所具有独特性质与功效是人类社会可持续发展主线保证。第14页第14页四、研究天然产物普通办法和程序

1、天然药物有效成份提取2、天然药物有效成份分离和纯化3、天然药物有效成份分子结构鉴定

4、天然产物有效成份毒理学、药效学评价

第15页第15页五、中药及天然药物化学研究现实状况及发展前景众所周知，从“神农尝百草”至今，中华民族几千年来之因此能够繁衍昌盛、绵延不断，靠就是中医中药。中医中药在临床应用了几千年，其疗效通过了实践检查，并成为世界文化一朵奇葩。但是由于生产工艺比较落后，质量监控亟待改进，尤其是中医独特哲学思想使普通西方人难以理解，成为中药产品在全世界进一步推广发展严重障碍。因此，新药研究与开发成为当今十分主要和急迫课题。

第16页第16页中国天然药品资源情况在中国，天然药品有中药、草药、民族药品及民间药、地方习惯用药等。而且，中药多不单用，绝大多数是按照一定组方规律配伍应用，组成复方（或方剂），传到近邻日本，则称为“汉方药”。一样药材，因为组方配伍不同，在疗效及副作用方面都会有所差异。实际上。这也就组成了不同药品。这一点能够说是中药最大特点。现在有据可查中药总数有6000余种（实际惯用中药仅300余种），但由之组成中药复方（方剂）数量则大约是它十倍。第17页第17页从活性提取物出发，深入采取生物活性跟踪分离方法（bioactivity一guidedisolation）追踪分离到活性成份单体并测定其结构。所得到活性成份单体进行深入药效、毒性、质量监控研究之后，或直接开发成新药，或进行结构修饰后开发成新药，或只作为先导化合物（leadingcompounds）进行结构改造后制成新药。这么做成新药能够用作药品疗法(pharmacotherapy）。经典实比如：morphine、taxol等。当然，这一阶段工作能否成功，关键在于能否从天然资源中得到尽也许多新活性化合物。没有新活性化合物，新药研究就成了无源之水、无本之木。第18页第18页如何才干得到更多新生物活性化合物呢？这里简朴概括了世界各国成功经验。对中国来说，从已有长期临床实践经验中药出发去寻找新活性成份将会是一条成功捷径。

第19页第19页现在，简介一个新从天然药物中筛选生物活性化合物办法。这种办法最先由日本北海道药科大学鹿野专家提出，其基本设想是：中药化学成份即使各种多样，但是当作为口服药物应用时，只有那些能被吸取成份才是活性成份研究目的。详细研究办法是将药材水或醇提取物给大鼠口服投药，随后在间隔一定期间后分别搜集血清、尿及胆汁样品，测定它们3D－HPLC图谱，比较投药前后差别。随后分离纯化投药之后在血清、尿及胆汁样品中出现新成份，鉴定它们结构，探讨它们活性，研究这些成份药物动力学及药理学。通常认为，通过这种路径发觉活性化合物才也许是真正活性成份。当然，它们也许原本就存在于中药及天然药物中，但也也许是在体内吸取、代谢过程中形成人工产物。

第20页第20页（4）中药多作为复方形式在临床配伍应用，但中药复方发挥作用物质基础及其组方原理基本上还没有作为天然药物化学研究课题。六、中药和天然药物研究方面仍然存在诸多问题（l）一些化学家只对新化合物有兴趣。迄今所研究过中药中，只有很小百分比是为了研究活性化合物；（2）即便是通过活性追踪办法研究中药，通常也只是利用一个类型活性筛选模型，无法反应中药综合药理作用。（3）大多数中药民间惯用以水煎方式进行口服，然而化学工作者较少注意进行水溶性成份研究；第21页第21页

（5）中药有着多方面药理作用，且普通通过调整人体整体平衡发挥疗效。但迄今为止，在追踪活性成份时，人们多只采用单一活性筛选体系。因此很难说得到所谓“活性成份”是代表中药临床疗效真正活性成份。

（6）人体内源性环境对中药化学成份影响也很少考虑或几乎不予考虑。因此，所得到“活性化合物”也许是真正活性成份，也很有也许仅仅是前体药物。（7）从中药整天然药物中得到活性成份，往往未做进一步结构修饰或者结构改造，并就结构——活性相关问题进行进一步探讨，对创新药物奉献不大。研究结果也未能更加好地用于指导中药制剂原则化、规范化，对推动中药当代化起作用不大。

第22页第22页七、中国中药及天然药物化学研究发展趋势及展望

（l）化学家将更多注意研究活性成份，如：活性成份研究将取代普通化学成份研究；比起对发觉新结构来说，将更多注意发觉新活性；将会更多注意水溶性及醇溶性成份研究；生物活性跟踪分离办法将成为研究天然活性成份主流；

（2）为了得到真正活性成份，将采用多指标活性筛选体系，并且化