天然药物化学-绪论-课件

天然药物化学MedicinalChemistryofNaturalProducts卫生部规划教材——天然药物化学1PPT课件第一章总论第二章糖和苷第三章苯丙素类第四章醌类化合物第五章黄酮类化合物第六章萜类和挥发油第七章三萜及其苷类第八章甾体及其苷类第九章生物碱第十章海洋天然产物第十一章天然药物的研究开发全书讲述内容2PPT课件总论第一章

3PPT课件

一、绪论三、提取分离的方法四、结构研究方法二、生物合成第一章总论4PPT课件

天然药物化学是药物化学的一个分支学科。它主要用现代科学理论和技术方法研究天然药物；具体内容包括主要类型的天然化学成分的结构类型、理化性质、提取分离方法、结构测定等。一、绪论天然药物植物：87%，人参、甘草等动物：12.3%，牛黄、鹿茸等矿物：0.6%，石膏、朱砂等5PPT课件

花鸟鱼虫草木金石一、绪论6PPT课件7PPT课件8PPT课件9PPT课件10PPT课件11PPT课件

一、绪论

例如：L-ephedrine左旋麻黄素（麻黄Ephedraspp.中，平喘、解痉）12PPT课件

一、绪论Rutin芦丁（槐花米的花蕾中）降级血管脆性、防高血压和动脉硬化的治疗辅助药13PPT课件沙海葵毒素结构沙海葵毒素（palytoxin，PTX）从海葵属腔肠动物中分离出来的一种毒素，是目前已知非蛋白毒素中毒性最强毒素，也是海生毒素中最毒的化合物。（M=2680）C*=6414PPT课件

河豚毒素(TetrodotoxinTTX)是一种生物碱类毒素，为氨基全氢喹唑啉化合物，其结构为一种笼形原醋酸类小分子非蛋白神经毒素，具有毒性强、活性和特异性高的生物学特性，是细胞膜上一种快速可逆的钠离子通道阻滞剂。15PPT课件麻黄：发汗解表、平喘、利水

挥发油

麻黄碱

伪麻黄碱鸦片：镇痛、止咳、止痉

吗啡

可待因

罂粟碱一、绪论16PPT课件主要内容主要化学成分类型结构特征理化性质提取分离结构测定生物合成一、绪论17PPT课件相关概念中药天然药物化学有效成分有效部位杂质一、绪论小蘗碱(黄连)（Berberine）18PPT课件相关课程

1.有机化学/无机化学

2.分析化学（有机分析/仪器分析）

3.生药学/药用植物学

4.有机化合物波谱分析

5.其他学科

*注意：各门学科的相关性

药学相关专业的专业课，需多学科的系统知识。它应在有机化学、仪器分析、波谱解析等课程之后。一、绪论19PPT课件建国以来研制新药中，来自有效成分及改构占近60%。

2.整理、发掘祖国医药学宝库生物活性成分或指标性成分——

防病治病原理的探索、新资源的开发和利用、合理采集、妥善贮藏、合理炮炙、剂型改进、真伪鉴别、质量控制。

3.植物化学分类学的研究利用植物的亲缘相关性——

改变传统的形态分类方法

4.发展和丰富天然有机化学理论在专业中的作用与地位1.寻找新药或活性先导化合物一、绪论20PPT课件天然药化的研究对象及其任务（一）主要研究对象

1.植物药世界范围中国河北

高等植物13~15万种，药用植物约14500种以上。活性筛选仅占5%，化学成分研究则更少。

我国自然资源丰富，植物品种繁多，其中种子植物就有25700余种，药用植物11800多种，常用5000余种。

栽种品种有板蓝根、黄芪、菊花、北沙参、丹参、白芷、山药、紫菀、天花粉及枸杞子等。收购较大的野生药材有黄芩、酸枣仁、知母、柴胡、全蝎和土鳖虫等-----安国药市一、绪论21PPT课件

评价：民族药是一块未开垦的处女地。

3.海洋生物

海洋占整个地球的表面的71%，蕴藏着极其丰富的生物资源，是展现在人们面前的巨大天然库，现在已成为研究的热点。4.微生物主要研究对象2.民族药

我国有56个兄弟民族，其中少数民族55个，民族药是中国传统医药学的重要组成部分。如：藏、蒙、维药…….等约有1500余种。曾毓麟主编：

《中国民族药志》一、绪论22PPT课件

1.创新药物研究（包括先导化合物的改构与全合成）

抗肿瘤药物心脑血管药物糖尿病药物爱滋病药物抗病毒药物老年性疾病药物免疫调节药物计划生育药物急性热病类药物

2.功能性食品用及相关产品

功能食品天然色素香料美容化妆品

3.中药现代化的研究

1)

中药资源的开发利用及其品质评价的研究（包括仿生）

2)复方中药活性物质及其作用机理的研究

3)中药材规范化种植（GAP）研究

4)中药标准提取物及质量标准的研究主要研究任务一、绪论23PPT课件可以直接作为专业技术

加以应用例如：精细化工产品：

天然

食用色素：（辣椒红）其它天然

食品添加剂化妆品：

防晒霜，

槲皮素(黄酮类)保健食品：

茶多酚,人参皂苷等一、绪论24PPT课件天然药化发展简史古代发达与文明的发祥地尼罗河Nile底格里斯--幼发拉底河埃及希腊印度河Indus

Tigris--Euphrates黄河

YellowRiver中国印度一、绪论25PPT课件㈠国际发展史1.天然药物化学的建立与形成1769酒石酸(酒石)1775苯甲酸(安息香)1780乳酸(酸乳)1785苹果酸(苹果)观点2:“植物中有机酸研究促成有机化学及植物化学的形成”1773尿素(脲)席勒(K.W.Sheller)柏格曼(Bargmann)1822瑞香苷1830苦杏仁苷观点1:“植物中只有酸性物质”卢勒(Rouelle)1776尿酸(脲)一、绪论26PPT课件㈠国际发展史1.天然药物化学的建立与形成观点3.“生物碱的研究是天然药物化学发展的开端。”

1803~1806吗啡(鸦片)德罗逊(Derosen)斯托勒(Sertürner)1818士的宁碱1820咖啡因1820喹宁1828尼古丁1831阿托品1833乌头碱morphine一、绪论27PPT课件

2.天然有机合成化学的建立与发展

1）“生命力”学说的提出

瑞典化学家贝泽留斯(Berzelius)认为：“有机化合物的变化只能受‘生命力’所支配”。

2）有机化合物的合成

1828年德国弗列德里奇●奥勒(Friedrichwoler)在实验室用无机化合物合成了脲2KOCN+(NH4)2SO4

K2SO4+2NH4OCNNH4OCNH2N－CO－NH2氰酸钾硫酸铵氰酸铵

德国化学家科尔贝(Kolbe)又合成了醋酸。由此促进了有机合成化学的发展。一、绪论㈠国际发展史28PPT课件

3.天然药物化学的兴衰

1）合成药物的工业化生产制约了天然药物化学研究

二十世纪：三十年代

磺胺药(1935)、维生素问世

四十年代

盘尼西林的使用

五十年代

形成了新药上市的黄金时代

2）药害震惊全球Thalidomide西德1956年出售镇静药“反应停”－到1962年就引起数千例畸胎。一、绪论㈠国际发展史29PPT课件美登木碱(Maytansine)利血平(Reserpine)紫杉醇(Taxol)

长春碱(Vinblastine)长春新碱(Vincristine)3）大规模寻找天然活性物质一、绪论㈠国际发展史30PPT课件

1.古代“本草化学”的实践经验和发现阶段

1）冶金的实践

古代的“冶金术”、“炼丹术”、“点金术”创造了许多实验方法，开拓了化学研究途径。上古时代就有金、银、铜、铁、铅、汞等元素的记载，如：

宋应星著：《天工开物》记载有锌的冶炼和氧化锌(亚铅华)的制备。

明崇祯十年(1637年)

我国明确记载锌的冶炼，其后经印度传至西欧。一、绪论（二）国内发展史31PPT课件

黄降汞(HgO)、白降汞[HG(NH2)Cl]软膏、甘汞等一直作为世界药物用到现在。朱砂(HgS)至今仍是中国药典药材。李时珍(1518-1592)

《本草纲目》6Hg+2KH(SO4)2+6NaCl+2O2

K2SO4+3Na2SO4+3Hg2Cl2记载：轻粉由汞(Hg)、白砂[KH(SO4)2]、食盐

(NaCl)配伍，经升华而得。这是一个伟大的化学实践。2）炼丹与无机合成药物的实践世界上最早的无机合成化学药物：水银(Hg)、升丹(HgO)、朱砂(HgS)、轻粉(Hg2Cl2)一、绪论（二）国内发展史32PPT课件3）炼丹术与升华药物的实践发现

炼丹术发展了升华法，如樟脑的精制：李时珍(1518-1592)《本草纲目》洪遵(1171年)《集验方》才提出樟脑纯品。

详细记载樟脑有关提炼和升华精制的操作。“樟脑”始见于《集验方》，由马可波罗带到西方。明弘治(1505年)《本草品汇精要》有樟脑记载。欧洲18世纪

下半叶一、绪论（二）国内发展史33PPT课件4）汞齐法技术的实践

汞齐法曾用为冶金术。

“银”在《名医别录》中被列为中品，用作镇惊剂。

“银膏”是“用白锡和银铂及水合成之，凝硬如“银”，用于

“补牙齿缺落”。至今仍沿用于补牙。

记载着《唐本草》的制银屑法：

“银铂以水银消之为泥，合硝石及盐为粉，烧出水银，淘去盐石，为粉及细”。李时珍(1518-1592)《本草纲目》一、绪论（二）国内发展史34PPT课件硝石列为上品，硫磺列为中品药。《神农本草经》《本草纲目》

当时加火炼制而发现“烟火”和“炸药”，从而成为世界上制造弹药、爆破剂、火箭的先导。其产生爆炸的原因是：5）黑火药的配伍实践黑火药能治“疮癣杀虫、辟淫气湿变”。“黑火药”配方

主要组成为硝石(KNO3)、硫磺(S)、木炭(C)三者的粉末混合物。2KNO3

＋3C＋SN2

+3CO2

+K2S＋1694卡

一、绪论（二）国内发展史35PPT课件商周(前256~前1766)酿酒业十分盛行6）酶解、酸解、碱解及氧化制品的实践《诗经》(前476～776年)记载有纤维(纸原料)、油脂、饴糖的文字记载有从马蓝、蓼蓝、菘蓝、木蓝植物，经酶、酸、碱水解下制备青黛的制备方法。《齐民要术》(五世纪)《圣惠方》(932~992年)用“百药煎”制革，它是由五倍子等粗末经曲发酵制得的没食子酸。记载：“看药上长起长霜，药则已成矣”。长霜即没食子酸结晶，此是世界上最早制得的有机酸结晶，较之瑞典化学家席勒的工作要早二百多年。发酵法制备没食子酸。近代可用各种没食子酸鞣质资源生产没食子酸。

《本草纲目》(1518-1592)

《改正日本药局方注释》(第六版)(1953年)

一、绪论（二）国内发展史36PPT课件

在“射网”的制备下记载：取新鲜草乌汁，经沉淀，过滤，清液置碗中日晒蒸发，至瓶口现“黑砂点子”；再放炉内低温蒸发，直到下层为稠膏，上层现白如砂糖状的结晶。此种“砂糖样”物质，上箭最快，到身数步即死”。这种极毒的砂糖样结晶即乌头碱，在欧洲1833年提出，1860年才制得结晶。⒎提取分离纯化方法制取纯成分的实践

除上述樟脑的提取和升华精制外，有关烧酒、葡萄酒的蒸馏、药酒的浸提，丹参用羊脂浸提。关于“秋石”的制备中有煎熬、溶解、过滤、浓缩、结晶等操作。《本草纲目拾遗》(1765年)《本草纲目》(1518-1592)一、绪论（二）国内发展史37PPT课件

我国外藉院士、英国学者李约瑟孜孜不倦研究中国古代科技史五十余年，在其巨著《中国科学技术史》中写道：

“现代人之所以更为优秀，是因为他们发现了印刷术、黑火药、和磁罗盘，我们把它归功于中国人。要是没有这种贡献，就不可能有我们西方文明的整个发现历程。”

他指出“在欧洲十六世纪帕拉尔(Paracelsus,1493~1541)将水银、锑、铋等矿物作药物(原来公认草药)的时候，存在着很大的争议，而中国在那时已使用矿物药有许多世纪。”他还指出：“

中国药物化学从11世纪到17世纪处于一个灿烂的时期。”

国外学者的评价：一、绪论（二）国内发展史38PPT课件

2.近代天然药物化学的引进和创建阶段

1)二十年代

主要成就是麻黄碱的研究同时还对闹羊花、莽草、延胡索等开展了一些研究工作。

2)三十年代

进行了中药延胡索、防己、贝母、陈皮、洋金花、除虫菊、雷公藤、三七、广地龙、柴胡中成分的分离工作。赵承嘏、黄呜龙等：延胡索—延胡索乙素(dl-Tetrahydropalmatine)庄长恭等：粉防己-防己诺林碱(Fangchinoline)；粉防己碱(Tetrandrine)延胡索乙素粉防己碱R=CH3防己诺林碱R=OH一、绪论（二）国内发展史39PPT课件2.近代天然药物化学的引进和创建阶段

3)四十年代主要研究了常山的抗疟有效成分，定出了常山生物碱的分子式、母核，并和国外学者共同研究取得一定成绩。另对羊角拗、远志、前胡、丹参、射干、使君子等也做了许多工作。这三、四十年中，我国科学家虽然在有效成分及药理方面做了一些艰苦的工作，但在化学成分结构的研究上却较少突破，新成分的发现也较少。一、绪论（二）国内发展史40PPT课件

3.现代天然药物化学的建立和发展阶段

五十年代以后

1）利用丰富药源生产药物麻黄素、芦丁、洋地黄毒苷、咖啡因、黄连素、粉防己碱、加兰他敏、山道年等。

2）减少进口、自给自足药物地高辛、西地兰、麦角新碱、秋水仙碱、阿托品、东茛菪碱、长春碱、长春新碱、薯蓣皂苷元等。

3）民间草药发掘药物颅痛定、岩白菜素、天花粉素、黄藤素、鹤草酚、焊菜素、亮菌甲素、棉酚、羟基喜树碱等。一、绪论（二）国内发展史41PPT课件3.现代天然药物化学的建立和发展阶段

4）特色天然化学药物如青蒿素、三尖杉酯碱、山茛菪碱、天麻素、靛玉红、齐墩果酸、丁公藤碱II、高乌头碱、石杉碱甲、川芎嗪等。

5）改构药物如抗痫灵、常咯啉、联苯双酯等。

6）合成药物如黄连素、延胡索乙素、山茛菪碱、天麻素、咖啡因、靛玉红、川芎嗪、大蒜新素、罂粟碱等。一、绪论（二）国内发展史42PPT课件天然药物化学家第一代（30-40年代）赵承嘏黄鸣龙庄长恭高怡生第二代（50-60年代）朱子清林启寿邢其毅梁晓天黄量姜达衢周维善王宪楷赵守训第三代（70-80年代）徐任生姚新生于德泉周俊孙南君陈耀祖贾忠健陈延庸张如意潘德济陈英杰闵知大第四代（80-90年代）陈仲良孙汉董吴厚民王锋鹏

……

43PPT课件(一)化学结构研究

1.快速morphine发现确定结构人工合成证实Reserpine提取分离:1804-1806提出结构:1925合成证实:19521952-1956一、绪论发展趋势44PPT课件2.微量生物碱

(Alkaloids)1803-19529509501952-1962110720571962-1972344355001972-1987450010000莲心碱(Liensinine)3.准确经典化学方法现代波谱方法50年代IR60年代1H-NMR70年代13C-NMR80年代2D-NMRMSX-ray一、绪论结构研究45PPT课件(二)研究的重大转变病理模型动物模型离休气管分子水平酶水平血清药理粗总皂苷:天然4.1%

组织培养21%薯蓣皂苷元:天然1.5%

组织培养2.5%(四)注重结构改造和仿生合成1)解决植物活性成分含量偏少2)合理保护药用资源1.活性成分研究转向微量、水溶性、大分子成分2.由单纯化学转向生物活性成分研究3.由单味中药转向复方中药4.生物活性检测转向分子水平(三)组织培养一、绪论发展趋势46PPT课件1.《现代中草药成分化学》吴寿金20012.《中草药有效成分提取与分离》徐任生3.《中药成分有效成分提取分离技术》卢艳花20054.《天然产物化学》徐任生20055.《有机化合物波谱解析》姚新生20016.《植物药有效成分手册》江纪武19867.《质谱学在天然有机化学中的应用》丛浦珠1987一、绪论参考书目47PPT课件一、绪论生物碱：黄酮：醌类：学习《天然药物化学》方法（一）基本骨架类型及其结构特征

1.基本骨架

2.

主要活性化合物48PPT课件香豆素：强心苷：皂苷：萜类：一、绪论49PPT课件（二）各类成分的理化性质

1.共性

1)鉴别反应沉淀反应显色反应

2)溶解性3)酸碱性

2.特性（三）各类成分的提取分离方法

1.利用不同溶解度

2.利用不同酸碱性

3.利用层析分离法（四）各类成分的结构测定方法

1.各类成分的主要化学反应

2.主要成分的波谱特征一、绪论理论和实践并重特别注意50PPT课件

一、概述三、提取分离的方法四、结构研究方法二、生物合成第一章总论51PPT课件二、生物合成(Biosynthesis)

生物合成假说

植物代谢及其代谢产物

“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”生物合成途径

了解生物合成的意义52PPT课件假说

生物合成假说的提出

1.植物化学家的强烈的科学愿望

2.由各类同化合物的积累而产生联想

3.某些成分已能初步解释二、生物合成53PPT课件(一)一次代谢及其代谢产物

1.一次代谢

维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。

2.一次代谢产物(primarymetabolites)

糖类蛋白质脂质核酸

3.一次代谢产物的作用

1）植物的营养物质

2）人类赖以生存的物质基础代谢及代谢产物二、生物合成54PPT课件植物一次代谢与生物合成过程三羧酸循环（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸CO2H2Ohυ/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类δ-氨基乙酰丙酸代谢及代谢产物二、生物合成55PPT课件(一)二次代谢及其代谢产物

1.二次代谢

以一次代谢产生的代谢产物为原料（或前体），经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。

2.二次代谢产物(secondarymetabolites)

产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化学物质。

3.二次代谢产物的作用

1）维持植物的特性与特征

2）重要的药物资源二、生物合成代谢及代谢产物56PPT课件植物二次代谢与生物合成程三羧酸循环（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸鞣酸类CO2H2Ohυ/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类萜类甾醇胡萝卜素类生物碱类肽类含氮化合物香豆素、木脂（质）素黄酮类δ-氨基乙酰丙酸核苷核苷酸类醌类胆碱卟啉类前列腺素类脂肪族及芳香族聚酮类57PPT课件二次代谢产物归类二次代谢产物苷类非苷类（苷元）

+糖挥发油脂肪族萜类芳香酚类酸性物质碱性物质中性物质脂肪族芳香族香豆素类木脂素类木质素类苯丙素类黄酮类醌类鞣质植物甾醇强心苷皂苷单萜倍半萜二萜二倍半萜三萜多萜甾族萜类生物碱N族油脂二、生物合成代谢及代谢产物58PPT课件植物体内的物质代谢与生物合成过程三羧酸循环（TCA）丁酮二酸α-酮戊二酸丁二酸鞣酸类CO2H2Ohυ/叶绿素磷酸烯醇式丙酮酸甲戊二羟酸丙酮酸乙酰辅酶A丙二酸单酰辅酶A赤藻糖4-磷酸葡萄糖代谢莽草酸苯丙素类芳香族氨基酸脂肪族氨基酸嘌呤、嘧啶脂肪酸类萜类甾醇胡萝卜素类δ-氨基乙酰丙酸核苷核苷酸类醌类胆碱卟啉类前列腺素类脂肪族及芳香族聚酮类生物碱类肽类含氮化合物香豆素、木脂（质）素黄酮类59PPT课件1.“植物亲缘相关性学说”

同科同属植物往往含有骨架相同或结构类似的化学成分。如：2.“植物化学分类学”

按照化学成分的类别(骨架类别)进行分类。是原来按照形态特征分类的另一种分类方法。C-non-D-homo-steroid湖北贝母梭砂贝母Hupehenine百合科贝母属二、生物合成植物分类学说60PPT课件(一）基本结构单位氨基酸萜类甾醇生物碱类香豆素木质素木脂体黄酮类脂肪族类、苯酚、苯醌、蒽醌等聚酮类异戊烯单元糖单元氨基酸单元二、生物合成生物合成途径61PPT课件1.醋酸—丙二酸途径(acetate-malonatepathway)

合成成分类别：脂肪酸类

脂肪酸类生物合成途径二、生物合成生物合成途径62PPT课件苯酚、苯醌、蒽酮和蒽醌类生物合成途径1.醋酸—丙二酸途径

(acetate-malonatepathway)

合成成分类别：酚类、蒽酮、蒽醌类化合物。二、生物合成生物合成途径63PPT课件萜、甾族类生物合成途径2.甲戊二羟酸途径(mevalonicacidpathway)

合成成分类别：萜类、甾体类化合物二、生物合成生物合成途径64PPT课件3.桂皮酸—

莽草酸途径:

香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类生物合成途径65PPT课件4.氨基酸途径合成成分类别：生物碱类生物碱类生物合成途径66PPT课件(一)利用植物亲缘相关性

1.推测天然化合物的结构

2.定向寻找天然活性成分

3.植物化学分类(二)组织培养

1.工业生产有效成分

2.生物调控，提高活性成分含量二、生物合成生物合成意义67PPT课件

一、概述三、提取分离的方法四、结构研究方法二、生物合成第一章总论68PPT课件一、概述

(一)中草药化学成分的构成特点(二)提取分离前的调研二、中草药有效成分的提取

(一)常用提取方法(二)溶剂提取法三、中草药有效成分的分离与精制

(一)根据物质溶解度差别进行分离

(二)根据物质分配系数差异进行分离

(三)根据物质吸附能力差异进行分离

(四)