第一章天然产物化学绪论

一、教学要求1、了解天然产物化学的研究对象和研究进展2、熟悉常见天然产物有效成分的理化性质3、掌握天然产物有效成分的提取、分离纯化方法4、掌握天然产物结构研究的主要程序及主要方法5、掌握天然产物有效成分毒理学、药效学评价1第一章、绪论第一页，共24页。二、主要参考文献1、《天然产物化学》徐任生主编，科学出版社2、《天然药物化学》吴立军主编，人民卫生出版社3、《中药化学》肖崇厚主编，上海科学技术出版社4、《天然产物化学进展》于德泉，吴毓林主编，化学工业出版社5、《植物药有效成分手册》江纪武、肖庆祥编著，人民卫生出版社6、《药理学实验指南新药发现和药理学评价》H.G.沃格尔、W.H.沃格尔编著，杜冠华等译，科学出版社2第二页，共24页。三、期刊1、《药学学报》中国药学会主办。2、《JournalofAsianNaturalProductResearch》中国医学科学院药物研究所主办。3、《中草药》中草药信息中心站、天津药物研究院主办4、《天然产物研究与开发》中国科学院成都分院主办5、《中国中药杂志》中国药学会主办6、《中国药学杂志》中国药学会主办7、《国外医学植物药分册》，国家医药管理局中草药情报中心站主办8、《国外医学中医中药分册》，中国中医研究所情报研究室主办9、《Phytochemistry》10、《JournalofNaturalProduct》11、《PlantaMedica》12、《ChemistryofNaturalCompounds》13、《Chemical&PharmaceuticalBulletin》14、《NaturalProductLetter》3第三页，共24页。四、天然产物的化学含义及研究内容1、天然产物包括的范围4植物动物矿物微生物涉及生物碱、萜类和挥发油、黄酮类、皂苷类、苯丙素、甾体、醌类、鞣质、糖类、蛋白质、脂类等。第四页，共24页。述语：5生理活性成分：即经过不同程度的药效试验或生物活性试验，包括体外及体内实验，证明对机体具有一定生理活性的成分。生理活性成分并不一定是真正代表天然药物临床疗效的有效成分。有效成分（ActiveConstituents）：

即单体化合物A、能用分子式和结构式表示B、具有一定的理化常数（如mp.、bp.、旋光度、溶解度）C、具有一定的生理活性第五页，共24页。述语：6有效部分（ActiveExtracts）：具有生理活性的多种化学成分的混合物，如：总生物碱、总皂苷或总黄酮等。无效成分：与有效成分共存的无生理活性的其它成分（有效与无效的概念是相对的）。例如：氨基酸、蛋白质与多糖类物质一般被认为是无效成分，但在鹧鸪菜、天花粉、猪苓等药物中，具有驱虫作用的是鹧鸪菜中的氨基酸、起引产作用的是天花粉中的蛋白质、猪苓多糖则具有抗肿瘤作用。第六页，共24页。2、天然产物化学的研究内容7

生物体中化学成分的提取、分离纯化、理化性质、结构鉴定、生源途径、功能及生物活性、结构修饰优化、全合成、构效关系等。第七页，共24页。五、天然产物化学的研究意义1、有助于人类从分子层面全面了解和认识天然产物，从而通过人工培养或人工合成的方式定向获得大批量的目标产物并造福人类。2、这些目标产物可能是药物，用于帮助人类与疾病作斗争，保障人类的健康，提高人类的生存质量。8第八页，共24页。六、研究天然产物的一般方法和程序（重点）3、天然药物有效成分的提取94、天然产物有效成分的分离和纯化

5、天然产物有效成分的分子结构鉴定6、天然产物有效成分毒理学、药效学评价1、通过调研或广泛筛选需要开发的天然产物（药物）2、根据原料药中化学成分的性质将其粗分成几个部分7、对天然产物有效成分进行结构修饰和构效关系的研究，提高其生理活性第九页，共24页。七、从天然药物中筛选生物活性化合物的新方法10

这种方法最先由日本北海道药科大学鹿野教授提出。基本设想：

中药化学成分虽然多种多样，但是当作为口服药物应用时，只有那些能被吸收的成分才是活性成分研究的目标。具体的研究方法：

将药材的水或醇提取物给大鼠口服投药，随后在间隔一定时间后分别收集血清、尿及胆汁样品，测定它们的3D－HPLC图谱，比较投药前后的差别。随后分离纯化投药之后在血清、尿及胆汁样品中出现的新成分，鉴定它们的结构，探讨它们的活性，研究这些成分的药物动力学及药理学。

通常认为，通过这种途径发现的活性化合物才可能是真正的活性成分。当然，它们可能原本就存在于中药及天然药物中，但也可能是在体内吸收、代谢过程中形成的人工产物。第十页，共24页。八、中药及天然产物化学的研究现状及发展前景1、研究现状

众所周知，从“神农尝百草”至今，中华民族几千年来之所以能够繁衍昌盛、绵延不断，靠的就是中医中药。中医中药在临床应用了几千年，其疗效经过了实践的检验，并成为世界文化的一朵奇葩。但是由于生产工艺比较落后，质量监控亟待改进，特别是中医独特的哲学思想使一般西方人难以理解，成为中药产品在全世界进一步推广发展的严重障碍。所以，新药研究与开发成为当今十分重要和紧迫的课题。11第十一页，共24页。2、中国的天然药物资源情况12

在中国，天然药物有中药、草药、民族药物及民间药、地方习惯用药等。而且，中药多不单用，绝大多数是按照一定的组方规律配伍应用，构成复方（或方剂）。同样的药材，由于组方配伍不同，在疗效及副作用方面都会有所差别。实际上，这也就构成了不同的药物。

这一点可以说是中药最大的特点。现在有据可查的中药总数有6000余种（实际常用中药仅300余种），但由之构成的中药复方（方剂）数量则大约是它的十倍。第十二页，共24页。3、中药复方目前存在的主要问题13（1）多停留于临床疗效观察的阶段，且多数观察由于缺乏明确的双盲对照、方剂原料、组成及制备工艺的不确定性、质量缺乏监控等原因，其结果的可靠性及重现性难以令人置信。（2）中药复方的实验药理学研究虽然逐年增加，但绝大多数也仅限于药效学的观察，而且由于没有化学工作者的有效配合，方剂组成多不稳定，药效重现性较差，难以准确反映复方的药理学作用。第十三页，共24页。*14（3）中药化学成分研究基本上沿用西方科学家走过的道路，多停留在单一中药的化学成分或活性成分研究，中药复方极少成为天然药物化学家的研究对象。（4）研究工作经费严重不足，缺乏国家的统一协调、宏观策划与多学科的相互配合。

总之，中药复方研究因其难度较大，加上科学技术发展水平的限制，致使中药复方研究长期以来处于举步艰难、停滞不前的局面。迄今对中药复方治疗作用的物质基础及作用原理依然所知甚少。第十四页，共24页。4、中药复方研究的总体思路15（l）将中药复方作为一个整体进行研究。（2）临床的主要治疗作用，应与实验药理学效果及活性评价指标大体平行。（3）在探讨复方治疗作用物质基础时，“物质分离”应与“活性分离”同步进行，工作中宜采用多指标活性评价体系，以便尽快追踪分离得到目标活性成分。（4）在分离得到目标活性成分基础上，探讨目标活性成分在复方及药材中的分布及含量。（5）在目标活性成分为等剂量条件下进行目标活性成分、单一药材及复方的药效学对比，探讨复方的组方依据及作用原理。第十五页，共24页。5、中药复方研究的大致程序16（l）选择目标处方（2）核定标准处方，并采用现代药理学手段确认标准汤剂的药效应尽可能符合下列条件：临床疗效确切；临床疗效可用现代药理学实验表达；药味尽可能简单，且涉及的药材品种比较明确；防治常见病或疑难病，且能体现中医用药特色；最好是传统的经典方。应在考察经典遗著及著名中医实践经验的基础上选择标准处方，从产地选购批量的标准药材，按照制定的标准工艺做成标准汤剂，采用现代药理学研究方法正确表达与确认标准汤剂或其冻干粉的临床疗效。第十六页，共24页。（3）建立多指标活性评估体系

17a．所选指标应与药效学实验结果平行，并能反映临床的主要药效；b．尽可能简单、灵敏、准确，以便能用于指导活性成分的追踪分离过程；（4）追踪分离目标活性成分，直至确定它们的结构a.从己有活性的标准汤剂或其冻干粉出发进行研究b.“物质分离”与“活性分离”同步进行c.采用各种现代的结构测试手段测定目标活性化合物的结构

第十七页，共24页。（5）探讨复方治疗作用的物质基础及作用原理18a.研究目标活性成分的定性、定量分析方法，测定目标活性成分在标准药材及标准汤剂中的分布规律及含量。b.在目标活性成分为等剂量条件系，采用药理学手段比较目标活性成分单体及其不同比例混合物、相应的标准药材及其混合物、以及标准汤剂的药效，探讨复方治疗作用的物质基础及作用原理。第十八页，共24页。6、中药和天然产物研究方面存在的问题19（1）一些研究者只是单纯进行化学研究，满足于发现一些新化合物发表文章，对活性则及不重视，很少有人进行活性成分研究。为了能够发现新的化合物或新的结构，一些人对有临床多年经验积累的中药或民间药兴趣不大，宁可去研究寻找新的植物资源，而不管它是否有活性或是否有临床经验（2）活性成分研究的思路和方法不当第十九页，共24页。（3）化学家与生物学家相互脱节20（4）未能充分重视中医药的传统经验第二十页，共24页。（5）多采用西医哲学思想研究中药21（6）从中药成天然药物中得到的活性成分，往往未做进一步的结构修饰或者结构改造，并就结构——活性相关问题进行深入探讨，对创新药物的贡献不大。第二十一页，共24页。7、中国中药及天然产物化学研究的发展趋势及展望22（1）化学家将更多注意研究活性成分（2）为了得到真正的活性成分，将采用多指标活性筛选体系，并且化学成分的体内代谢也应给予更多考虑。第二十二页，共24页。（3）将更多注意人体内源性环境对中药化学成分的影响。中药复方化学成分的研究也将提到议事日程。23（4）中药及天然药物活性成分研究得到的成果将不只是提供用作研究开发新药的先导化合物，还将为标准提取物的制备提供科学的基础。第二十三页，共24页。作业1、写一篇关于天然产物（从生物碱、萜类及挥发油、甾体