天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座

一、从天然药品中开发新药方法1.经过文件资料或民间用药调研或经过当代药理学筛选研究，发觉某种动物、植物、矿物或微生物含有药用价值，然后将其开发成新药。2.

已知某种成份或某类成份含有药用价值或已成为新药，依据动植物亲缘关系，寻找含有这种或这类成份动植物，进而将其开发成新药。第一节天然药品活性成份研究路径和方法天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第1页3.将临床疗效明确经典方、经验方或经药效学研究含有开发价值复方中药开发成新药，或将现有药品改变剂型，如由口服液改为片剂、注射剂等。采取这种形式开发新药：有效成份不明确，药品质量控制难度较大。但含有生产工艺不太复杂、成本较低、比较符合我国国情等特点。4.搞清有效成份和有效部位基础上，将有效部位开发成新药。因有效成份已明确或基本明确，故采取这种方法开发新药含有药品均一性、较易控制、临床疗效稳定、质量易于得到确保等特点。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第2页

5.经过有效成份或生物活性成份研究，从中发现有药用价值活性单体或潜在药用价值活性单体——先导化合物。经过先导化合物构效关系研究，发现有药用价值化合物。

先导化合物——有一定生物活性，但因其活性不够显著或毒副作用较大，无法将其开发成新药具有潜在药用价值化合物。

天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第3页研究天然药品新药普通过程：工业化合成药用植物提取物结构说明纯化合物活性筛选分离活性筛选毒理、药理药剂

临床I

-IV期天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第4页二、天然活性成份筛选：以活性为指标进行追踪从天然药品或中药中分离活性化合物时，多在确认供试样品活性之后。

1.先选择简单易行、灵敏度高、可靠活性测试方法作指导。

2.在分离每一阶段对分离得到各个部分进行活性定量评定，并追踪其中活性最强部分。

3.因为物质分离与活性分离同时进行，普通在最终阶段总能得到某种活性成份，发觉新化合物可能性也很大。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第5页活性测试方法选择是活性追踪分离关键理想体外活性测试方法应含有特点：简易、快速、不需特殊设备、方便、抗干扰性强、假阳性和假阴性均较低、临床相关性强等优点。但在实际工作中理想活性测试方法往往极难找到，只有综合分析考虑，依据实际情况、条件以及研究开发课题选择较理想活性测试方法。同时也要依据实践经验积累和科学技术发展，改进现有一些活性测试方法和建立一些新活性测试方法。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第6页确保供试材料含有活性在活性追踪分离之前:要采取体内体外各种方法，多个指标对试验材料进行活性测试，其目标是再次确证试验材料活性，确定有没有深入研究价值；为选择活性追踪分离所用活性测试方法提供依据。以下流程是美国癌症研究中心（NCI）用于筛选确认植物或动物粗提取物抗肿瘤活性改进方案。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第7页植物粗提取物抗肿瘤活性筛选方案天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第8页

从天然药品中筛选追踪得到活性化合物只是一类创新药品研究前期阶段。而且不少天然活性化合物还存在一定毒副作用或因含量太低，难以从天然原料中取材；或因结构过于复杂，合成也十分困难，故本身并无直接开发利用前途。此时只能以它们为先导化合物，经过一系列化学修饰或结构改造后，才能发觉比较理想活性化合物，并开发成为新药上市。天然化合物化学修饰或结构改造：天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第9页喜树碱：抗癌活性，毒性大喜树碱10－羟基喜树碱天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第10页

秋水仙碱：含有抑制肿瘤作用，但毒性较大。经结构改造后仍保持较高抗癌作用，毒性也较低，用于治疗乳腺癌。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第11页三、天然药品化学成份预试验（一）预试验目标和分类系统预试验单项预试验（二）单项预试验1、单项预试验溶液制备（1）水提取液（2）中性醇提取液（3）酸性醇提取物（4）石油醚提取液天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第12页1.系统提取分离方法:是研究天然药品成份初步提取分离方法。用极性从低到高溶剂依次提取。石油醚→油脂、蜡、叶绿素、挥发油、游离甾体及三萜类氯仿或醋酸乙酯→游离生物碱、有机酸及黄酮、香豆素苷元丙酮或乙醇、甲醇→苷类、生物碱盐、鞣质等水→氨基酸、糖类、无机盐等2.单体分离四、天然药品化学成份提取分离天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第13页天然药品中生物活性成份研究方法对文件、临床、民间用药调研筛选A部分体外活性评价

确定药品原材料有效部位DCB体内活性评价提取，粗分（水煮、醇沉——梯度萃取）E天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第14页第二节结构研究法

结构研究是天然药品化学一项主要研究内容。

合成西药：原料已知，反应条件一定时，事先能够预测得到产物结构。

中药化学成份：未知原因很多，对于微量物质难以采取化学方法确定结构，主要靠波谱分析方法处理。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第15页一、化合物纯度检验

检验纯度方法：

外观、颜色、形态是否均一.

测定各种物理常数，如熔点、沸点、比旋光度、折光率等.

假如可能是已知物，用已知结构对照品进行对照测定或测定它们共熔点等.

薄层色谱、纸色谱（三种展开系统均呈单一斑点）气相色谱、高效液相色谱.天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第16页二、结构研究主要程序

对未知天然化合物结构研究程序天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第17页三、结构研究中采取主要方法（一）确定分子式，计算不饱和度1.元素定量分析配合分子量测定有机化合物元素大多由C、H、O、N等组成，对组成元素种类和百分比分析，能够经过元素分析方法确定。分子量测定方法当前最惯用是质谱法。2.同位素丰度比法有机化合物主要元素均由相对丰度比一定同位素组成，且质量相差1~2。3.高分辨质谱法（HR-MS）

可将物质质量准确测定到小数点后3位，经过比较准确质量可区分分子量相同不一样化合物。不饱和度计算u=Ⅳ－Ⅰ/2＋Ⅲ/2＋1Ⅰ：一价原子数如H、XⅢ：三价原子数，如N、PⅣ：四价原子数，如C天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第18页作用：

用于确定分子量；求算分子式。

提供结构信息，推测未知物结构。特点：

应用范围广，进行同位素及化合物分析。

分析速度快，可与色谱联用。灵敏度高，样品用量少（只需5-10

g）（二）质谱天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第19页（二）质谱惯用质谱技术及特点电子轰击质谱（EI-MS，electronimpactionization）场解析质谱（FD-MS，fielddesorptionionization）快速原子轰击质谱（FAB-MS，fastatombombardment）电喷雾质谱（ESI-MS，electrosprayionization）天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第20页电子轰击质谱（EI-MS）：样品气化后，气态分子受一定能量电子冲击，使分子电离或裂解产生各种阳离子。场解析质谱（FD-MS）：试样稀液涂于钨丝上作阳极，对面加阴极，通高压，使电离。样品需加热气化，离子化，得到M+难气化、易热解成份测不到M+

如糖、苷、氨基酸、肽、蛋白、核酸、抗生素难气化、易热解成份，可得到分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

逐一脱去糖基碎片峰：[M＋H-162]+、[M＋H-162-146]+苷元碎片离子相对少天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第21页

快速原子轰击质谱（FAB-MS）：离子枪发射高能离子与另一中性粒子碰撞，交换电荷，形成高速中性粒子，与样品碰撞，使其电离。难气化、易热解成份，可得到分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

可得到苷元碎片电喷雾质谱（ESI-MS）：强静电场使试样电离难气化、易热解、大分子、小分子，均可得到分子离子相关峰：[M＋H]+、[M＋Na]+、[M＋K]+

天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第22页（三）红外光谱（IR）原理：分子吸收红外线后引发化学键振动或转动能级跃迁而形成吸收谱图（4000～625cm-1）作用：特征频率区（functionalgroupregion）

4000～1500cm-1————确定官能团类型指纹区（fingerprintregion）

1500～600cm-1————构象、构型、取代模式等天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第23页特征基团区指纹区天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第24页（四）紫外-可见吸收光谱电子由基态跃迁至激发态（

、n

）在紫外可见光区引发吸收谱图测定范围：200～700nm之间作用：

对含有共轭双键、α,β-不饱和羰基、芳香化合物结构判定有主要价值特定吸收谱特征——骨架类型判断如：黄酮、香豆素、蒽醌加诊疗试剂前后谱图规律性改变——取代情况推断如：黄酮、香豆素

天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第25页生色团：产生紫外吸收不饱和基团，如C=C,C=O,O=N=O等；助色团：其本身是饱和基团（常含有杂原子），它连到生色团上时，能使后者吸收波长变长或吸收强度增加，如-OH,-NH2,-Cl等；红移（redshift）：因为基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变长。蓝移（blueshift）：因为基团取代或溶剂效应，最大吸收波长变短。（四）紫外-可见吸收光谱天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第26页（五）核磁共振谱1H－NMR测定中经过化学位移（δ）、谱线积分面积以及裂分情况（重峰数及偶合常数Ｊ）能够提供分子中1H类型、数目及相邻原子或原子团信息。

（1）化学位移（chemicalshiftδ）：1H核因周围化学环境不一样，其外围电子密度以及绕核旋转时产生磁屏蔽效应也不一样。不一样类型1H核磁共振信号将出现在不一样区域，据此能够进行识别。化学位移范围：在0～10ppm。

1.氢核磁共振(1H-NMR)

含有磁距原子核在高强度磁场作用下，可吸收适宜频率电磁辐射，而不一样分子中原子核化学环境不一样，将会有不一样共振频率，产生不一样共振谱。天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第27页特征质子化学位移值102345678910111213C3CHC2CH2C-CH3环烷烃0.2—1.5CH2ArCH2NR2CH2SC

CHCH2C=OCH2=CH-CH31.7—3CH2FCH2Cl

CH2BrCH2ICH2OCH2NO22—4.70.5(1)—5.56—8.510.5—12CHCl3(7.27)4.6—5.99—10OHNH2NHCR2=CH-RRCOOHRCHO惯用溶剂质子化学位移值D天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第28页

（2）峰面积：因为1H－NMR谱上积分面积与分子中总质子数相当，当分子式已知时，就能够算出每个信号所相当1H数，积分值与氢数目成正比。如乙醇氢谱中CH3与CH2谱峰积分值基本等与3:2。

（3）信号裂分及偶合常数Ｊ：已知磁不等同两个或两组1H核在一定距离内会因相互自旋偶合干扰而使信号发生分裂，表现不一样裂分，如：s,d,t,q,m等。裂分间距离为偶合常数（J，Hz）用以表示相互干扰强度，其大小取决于间隔键距离。（五）核磁共振谱1.氢核磁共振(1H-NMR)

天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第29页天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第30页（五）核磁共振谱

与氢谱一样，核磁共振碳谱也是采取相对值来表示化学位移，通常使用四甲基硅烷（TMS）作为13C化学位移零点。有机化合物13C共振化学位移范围是0~200ppm，碳谱化学位移范围较氢谱广得多，能够提供更多信息。2.核磁共振碳谱天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第31页（五）核磁共振谱13C－信号化学位移：脂肪碳：小于50连杂原子碳（C-O，C-N，C-S）：50~100甲氧基碳（-OCH3）：55左右糖端基碳：95~105芳香碳、烯碳：98~160连氧芳碳：140~165羰基碳：168~220，详细：醛：190~205；酮：195~220；羧酸：170~185；酯及内酯：165~180；酰胺及内酰胺：165~180天然药物化学天然药物活性成分的研究专家讲座第32页常见13C－NMR谱有下面几个：

①噪音去偶谱：采取宽频电磁辐射照射1H