第一节-中药化学成分及生物合成简介省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第二章

中药化学成份普通研究方法第1页第一节中药化学成份及生物合成路径介绍第二节中药有效成份提取、分离方法第三节中药有效成份化学结构研究方法第2页

[基本要求]

掌握主要中药化学成份：生物碱、醌类、糖、苯丙素、黄酮、萜类、甾体等。了解中药化学成份主要生物合成路径；结构研究方法。第3页第一节中药化学成份及生物合成路径介绍一、中药化学成份类型二、各类中药化学成份主要生物合成路径第4页（一）生物碱（alkaloids）

是生物界除生物体必须含氮化合物（如氨基酸、蛋白质和B族维生素等）之外一类含氮碱性有机化合物，能与酸结合生成盐。

结构特征

生物碱大多由C、H、N、O元素组成，极少数分子中尚含有其它元素。第5页麻黄碱

第6页

益母草碱

第7页

槟榔碱

第8页

半边莲碱

第9页掌叶防己碱

第10页

10－羟基喜树碱

第11页长春新碱

第12页贝母碱第13页

三尖杉酯碱第14页山莨菪碱

第15页乌头碱第16页

1、性状

多数生物碱为结晶型固体，少数为无定形粉末。一些小分子生物碱为液体，如槟榔碱、烟碱等；液体状生物碱及个别小分子生物碱还有挥发性，甚至升华性，如麻黄碱含有挥发性，咖啡因含有升华性等。普通生物碱为无色或白色。结构中含有较长共轭体系，并有助色团，可显不一样颜色。如小檗碱为黄色，味苦。第17页

2、碱性

胍基[-NH(C=NH)NH2]＞季胺碱＞N-烷杂环＞脂肪胺基>芳杂环（吡啶）>环酰胺碱性强生物碱在植物体中多与一些植物酸结合成盐碱性很弱生物碱，则以游离状态存在。第18页3、溶解性

游离生物碱难溶于水，易溶于氯仿、苯、乙醚、丙酮及乙醇等有机溶剂，溶于稀酸溶液；生物碱盐溶于水及乙醇，含有无机酸及小分子有机酸生物碱盐水溶性较大；季铵型生物碱、有氮氧配位键生物碱易溶于水。第19页（二）糖类（saccharides）糖是多羟基醛或酮及其衍生物聚合物总称。依据其分子水解反应情况，糖类能够分为：单糖类及其衍生物低聚糖类及其衍生物多聚糖类及其衍生物

第20页1、单糖类化学通式为（CH2O）n，是多羟基醛或酮。绝大多数天然存在单糖n＝5～7，即五碳糖甲基五碳糖、六碳糖、七碳糖。单糖类多为结晶性，有甜味，易溶于水，可溶于稀醇，难溶于高浓度乙醇，不溶于乙醚、苯、氯仿等极性小有机溶剂。具旋光性与还原性。第21页五碳醛糖第22页甲基五碳醛糖第23页六碳醛糖第24页糖醛酸第25页2、低聚糖类（寡糖）

由2～9个单糖分子聚合而成。低聚糖含有与单糖类似性质：结晶性，有甜味，易溶于水，难溶或不溶于有机溶剂。第26页第27页

3、多聚糖类（多糖）由10个以上单糖分子缩合而成。大多为无定形化合物，分子量较大，无甜味与还原性，难溶于水，有与水加热可形成糊状或胶体溶液。不溶于有机溶剂。水解后生成单糖或低聚糖，可有旋光性与还原性。

淀粉、菊糖、树胶、粘液、纤维素是中草药中最常见多糖类。第28页（三）苷类化合物（Glycosides）

糖或糖衍生物与非糖物质（苷元或配基）经过糖端基碳原子连接而成化合物，又称为配糖体。无色粉末，少数为晶体，多数苷可溶于水、甲醇、乙醇、含水正丁醇，有些苷可溶于乙酸乙酯与氯仿，难溶于乙醚、石油醚、苯等极性小有机溶剂。第29页

人参二醇型皂苷元化学结构

第30页（四）醌类化合物（quinones）

是一类分子中含有醌式结构化合物。分子中多含有酚羟基，有一定酸性。游离醌类多溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿等，微溶或难溶于水。结合成苷后，极性增大，易溶于甲醇、乙醇和热水。第31页1、苯醌第32页

2、萘醌

第33页3、菲醌第34页4、蒽醌

第35页（五）苯丙素类化合物（phenylpropanoids）是一类分子中以苯丙基为基本骨架单位（C6-C3）组成化合物。苯丙酸类香豆素类木脂素类第36页基本结构——多含有酚羟基取代芳香羧酸，C6-C3结构。常见苯丙酸类：（一）苯丙酸类第37页香豆素（香豆精coumarins

）是含有苯并-吡喃酮母核一类化合物总称。环上常有-OH、-OCH3、异戊烯基等取代基。（二）香豆素类1、香豆素基本母核

因为绝大多数香豆素在C7位都有含氧官能团存在，故7-羟香豆素能够认为是香豆素类成份母体。第38页2、香豆素分类（1）简单香豆素类（2）呋喃香豆素类(furocoumarins)(线型和角型)（3）吡喃香豆素类(pyranocoumarins)(线型和角型)（4）其它香豆素类第39页（1）简单香豆素类（2）呋喃香豆素类(furocoumarins)

香豆素核上异戊烯基常与邻位酚羟基（7-羟基）环合成呋喃或吡喃环，前者称为呋喃香豆素。呋喃香豆素类成份生物合成路径：第40页第41页

香豆素C-6或C-8异戊烯基与邻酚羟基环合而成2,2-二甲基-α-吡喃环结构，形成吡喃香豆素。这一类天然产物并不多见。吡喃香豆素类成份生物合成路径：

（3）吡喃香豆素类(pyranocoumarins)第42页第43页少数为5,6-吡喃骈香豆素，如：第44页（4）其它香豆素类指α-吡喃酮环上有取代基香豆素类。还包含二聚体和三聚体。C3、C4上常有取代基：苯基、羟基、异戊烯基等。第45页（1）性状游离状态——结晶形固体，有一定熔点；大多含有香气；含有升华性质分子量小有挥发性（可随水蒸气蒸出）

UV下显蓝色荧光成苷——大多无香味、无挥发性、不能升华。3、香豆素理化性质第46页（2）溶解性游离——能溶于沸H2O，不溶或难溶冷H2O，可溶MeOH、EtOH、CHCl3和乙醚等溶剂。因含Ar-OH故可溶于碱水中。成苷——溶于H2O、OH-/H2O、MeOH、EtOH等。难溶极性小有机溶剂。第47页1、定义及分类

木脂素（Lignans）:是一类由苯丙素双分子氧化聚合而成天然成份，即由二分子C6-C3单位氧化缩合而成化合物。少数为三聚物和四聚物。木质素（Lignins）:

是一类由几十个C6-C3单位聚合而成高分子化合物。（三）木脂素类第48页早期木脂素定义：两分子苯丙素以侧链中碳原子（8-8’）连结而成化合物——木脂素。非碳原子相连（如3-3’、8-3’）——新木脂素。第49页2、理化性质形态：多呈无色结晶，新木脂素不易结晶溶解性：游离——亲脂性，难溶水，溶苯、氯仿等成苷——水溶性增大挥发性：多数不挥发，少数有升华性质旋光性：大多有光学活性，遇酸易异构化。第50页第51页(六)黄酮类化合物（flavonoids）（一）定义：

黄酮类化合物是泛指两个苯环经过三碳相互连接而成一系列化合物。第52页(+)-儿茶素

R1=R2=H，大豆素

OHOOHOHOHOHHH第53页（二）普通性状形态：多为结晶，少数为无定形粉末。颜色：结构存在交叉共轭体系，所以化合物多有颜色。

黄酮（醇）及其苷：呈黄色-灰黄色

查耳酮：黄-橙色

二氢黄酮（醇）：无色

异黄酮：微黄色

花色素可伴随pH值改变颜色有所不一样：

红色（pH<7），紫色(pH8.5)，蓝色(pH>8.5)第54页

溶解度

苷元：难溶于水，易溶于乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂中苷：易溶于水、乙醇、甲醇中，糖链越长水溶性越大。

第55页（三）酸碱性酸性：起源分子中酚羟基；

可溶于碱性水溶液、吡啶、甲酰胺及二甲基甲酰胺。酸性强弱比较：取决于羟基数目和位置：

7,4′-OH>7-或4′-OH>普通OH>5-OH第56页起源：1-位氧原子未共用电子对，显微弱碱性，可与强酸生成（烊）盐而溶于酸水中。碱性：H+第57页

萜类化合物是天然物质中最多一类化合物。如：挥发油、橡胶、树脂及胡萝卜素等。亲脂性强，难溶于水。现已发觉萜类化合物已超出了2各种。(七)萜类和挥发油第58页是一类由甲戊二羟酸衍生、含有(C5H8)n

通式碳氢化合物及其含氧饱和程度不等衍生物。它们分子碳骨架可看作是异戊二烯聚合体(Isoprenoids)。萜类化合物（terpenoids）含义第59页

萜结构分类分类碳原子数通式(C5H8)n

存在半萜5n=1植物叶单萜10n=2挥发油倍半萜15n=3挥发油二萜20n=4树脂、苦味质、植物醇二倍半萜25n=5海绵、植物病菌，昆虫代谢物三萜30n=6皂苷、树脂、植物乳汁四萜40n=8植物胡萝卜素多聚萜～7.5×103至~3×105(C5H8)n橡胶、硬橡胶第60页（一）单萜（monoterpenoids)

是植物挥发油主要组成成份，含氧衍生物多含有较强生物活性和香气，其苷不含有挥发性，不能随水蒸气蒸馏出来。

1.链状单萜：主要是一些含氧衍生物,如萜醇、萜醛等香叶醇橙花醛第61页2.环状单萜薄荷醇l－龙脑

樟脑d－龙脑斑蝥素生毛剂

防治老年性痴呆

芍药苷第62页(二)倍半萜（sesquiterpenoids）

由3个异戊二烯单位组成、含15个碳原子。是挥发油高沸程部分主要组成成份，多以醇、酮、内酯或苷、或生物碱形式存在，是萜类化合物中数目、骨架结构类型最多一类。

分无环、单环、双环、三环、四环倍半萜等第63页1.无环倍半萜farnesenefarnesol金合欢醇α－金合欢烯

β－金合欢烯2.环状倍半萜青蒿素ArtemisiaannuaL.黄花蒿第64页

挥发油(volatileoils)又称精油(essentialoils)，是一类可随水蒸气蒸馏、含有芳香气味油状液体总称。在常温下能挥发。

中草药中主要存在种子植物中，尤其是菊科、芸香科、伞形科、唇形科等植物。1.定义挥发油第65页2.挥发油通性

（1）颜色常温下多为无色或微带淡黄色，其中薁类化合物多显蓝色、蓝绿色、红色等。

（2）气味挥发油大多数含有香气或其它特异气味，有辛辣烧灼感觉，呈中性或酸性。挥发油气味，往往是其品质优劣主要标志。

第66页

（3）形态挥发油在常温下为透明液体，有在冷却时其主要成份可能析出结晶。析出物习称为“脑”，如薄荷脑、樟脑等。

（4）挥发性挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油本质区分。

（5）溶解度挥发油脂溶性很强，不溶于水，而易溶于各种有机溶剂，如石油醚、乙醚、二硫化碳、油脂等。在高浓度乙醇中能全部溶解，而在低浓度乙醇中只能部分溶解。第67页(八)甾体类化合物(steroids)

（一）定义：以环戊烷骈多氢菲为母核而衍生产物。第68页

C21甾(C21-steroids)基本骨架为孕甾烷(pregnane)是一类含有21个碳原子甾体衍生物，含有抗炎、抗肿瘤、抗生育等生物活性。主要结构类型有以下两种，第69页

甲型乙型γαβδ五元环不饱和内酯－－甲型强心苷元；六元环不饱和内酯－－乙型强心苷元；

C17侧链都属于

-构型(个别为

-构型，命名时标以17

-H)。33141010141313第70页甾体皂苷化学结构结构特点：1）27个碳2）C-17侧链---

构型3）E、F环以螺缩酮形式相连第71页薯蓣皂苷元(diosgenin)，是制药工业中主要原料。

化学名：△5-20

，22

，25

螺旋甾烯-3

-醇简称：△5-异螺旋甾烯-3-

-醇，25R第72页1、三萜定义（1）定义

由6个异戊二烯单位组成30个碳原子萜类化合物。能够以游离状态或苷形式存在，其苷类化合物多数可溶于水，水溶液振摇后产生似肥皂水溶液样泡沫，故被称为三萜皂苷（triterpenoidsaponins）。（2）生物活性

三萜及其皂苷广泛分布于自然界，含有广泛生物活性，如溶血、抗癌、抗炎、抗菌、杀软体动物、抗生育等活性。(九)三萜类化合物(triterpenoids)第73页齐墩果酸－－治疗肝炎。甘草次酸琥珀酸半酯钠盐－－－抗溃疡药。如：齐墩果酸甘草次酸