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1、天然药物化学考试重点讲解 第一章 总论 一、绪论 1.天然药物化学定义：天然药物化学是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。 2. 天然药物化学研究内容：其研究内容包括各类天然药物的化学成分的结构特点、物理化学性质、提取分离方法以及主要类型化学成分的结构鉴定等。此外，还将涉及主要类型化学成分的生物合成途径等途径。 3.明代李挺的医学入门（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。 二、生物合成 1.一次代谢定义：对维持植物生命活动不可缺少的且几乎存在于所有的绿色植物中的过程 产物：糖、蛋白质、脂质、核酸、乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸、一些氨基酸等对植物机

2、体生命来说不可缺少的物质 二次代谢定义：以一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，并非在所有植物中都能发生，对维持植物生命活动又不起重要作用。称之为二次代谢过程。 产物：生物碱、萜类等 2.主要生物合成途径 (一) 醋酸-丙二酸途径（AA-MA） 主要产物：脂肪酸类、酚类、蒽酮类 起始物质：乙酰辅酶A 起碳链延伸作用的是：丙二酸单酰辅酶A 碳链的延伸由缩合及还原两个步骤交替而成，得到的饱和脂肪酸均为偶数。碳链为奇数的脂肪酸起始物质不是乙酰辅酶A，而是丙酰辅酶A。 酚类与脂肪酸不同之处是在由乙酰辅酶A出发延伸碳链过程中只有缩合过程。 （二）甲戊二羟酸途径（MVA） 主要产物：萜类

3、、甾体类化合物 起始物质：乙酰辅酶A 焦磷酸烯丙酯（IPP） 起碳链延伸作用 焦磷酸二甲烯丙酯（DMAPP） 单萜-得到焦磷酸香叶酯（10个碳） 倍半萜类-得到焦磷酸金合欢酯（15个碳） 三萜-得到焦磷酸香叶基香叶酯（20个碳） （三）桂皮酸途径 主要产物：苯丙素类、香豆素类、木质素类、木脂体类、黄酮类 页19 共 页1 第 （四）氨基酸途径 主要产物：生物碱类 并非所有的氨基酸都能转变为生物碱，在脂肪族氨基酸中主要有鸟氨酸、赖氨酸，芳香族中则有苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸 三、提取分离方法 （一）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离 1.常见方法有液-液萃取法、逆流分溶法(CCD)、液滴逆流

4、色谱法(DCCC)、高速逆流色谱（HSCCC）、气液分配色谱（GC或GLC）及液-液分配色谱（LC或LLC） P21 图1-11 利用pH梯度萃取分离物质的模式图 CCD法是一种多次、连续的液-液萃取分离过程 2.正相色谱：通常，分离水溶性或极性较大的成分如生物碱、苷类、糖类、有机酸等化合物时，固定相多采用强极性溶剂，如水、缓冲溶液等，流动相则用氯仿、乙酸乙酯、丁醇等弱极性有机溶剂，称之为正相色谱 3.反相分配色谱：分离脂溶性化合物，如高级脂肪酸、油脂、游离甾体等时，则两相可以颠倒，固定相可用液状石蜡，而流动相则用水或甲醇等强极性溶剂，故称之为反相分配色谱 4.反相硅胶色谱填料：根据烃基（R）

5、长度为乙基（CH）还是辛基（CH）或十八17528烷基（CH）分别命名为RP-2、RP-8、RP-18.三者亲脂性强弱顺序如下：RP-18 RP-8 3718RP-2 5.加压液相色谱与液-液分配色谱的区别？ 液-液分配柱色谱中用的载体（如硅胶）颗粒直径较大，流动相仅靠重力作用自上而下缓缓流过色谱柱，流出液用人工分段收集后再进行分析，因此柱效较低，费时较长。加压液相色谱用的载体颗粒直径较小、机械强度及比表面积均大的球形硅胶颗粒，其上健合不同极性的有机化合物以适应不同类型分离工作的需要，因而柱效大大提高。 （二）根据物质的吸附性差别进行分离 1.（1）物理吸附定义：物理吸附也叫表面吸附，是因构成

6、溶液的分子（含溶质及溶剂）与吸附剂表面分子的分子间力的相互作用所引起。如硅胶、氧化铝、活性炭的吸附 特点：无选择性、吸附解析可逆、可快速进行，故用的最广 （2）化学吸附定义：如黄酮等酚酸性物质被碱性氧化铝吸附，或生物碱被酸性硅胶吸附等，因为具有选择性、吸附十分牢固、有时甚至不可逆、故用的较少。 （3）半化学吸附：介于物理吸附与化学吸附之间 页19 共 页2 第 （4）吸附过程三要素：吸附剂、溶质、溶剂 （5）硅胶、氧化铝：极性吸附剂 活性炭：非极性吸附剂 2 . 聚酰胺吸附色谱法 （1）聚酰胺吸附属于氢键吸附 （2）适用范围：极性物质与非极性物质均可适用，特别适合于酚类、醌类、黄酮类，对其吸附

7、是可逆的（鞣质例外），分离效果好，此外，对生物碱、萜类、甾体、糖类、氨基酸等化合物也有广泛用途。因为对鞣质吸附特强，近乎不可逆，故用于植物粗提取物的脱鞣处理特别适宜 （3）原理：一般认为是通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类化合物的酚羟基，或酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键缔合而产生吸附。吸附强弱取决于各种化合物与之形成氢键缔合的能力。 （4）规律：在含水溶剂中（1）形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强（2）易形成分子内氢键者其在聚酰胺上的吸附即相应减弱（3）分子中芳香化程度高者，则吸附性增强，反之，则减弱。 （5）各种溶剂在聚酰胺柱上的洗脱能力顺序： 水甲醇丙酮氢氧化钠水溶

8、液甲酰胺二甲基甲酰胺单糖吡喃糖苷 五碳醛糖六碳醛糖（形成呋喃环的位阻较大） （3）多羟基类化合物与硼酸络合后，使原来的中性变为酸性，可采用中和滴定法进行含量测定 （4）由于羟基所处的位置及空间结构不同，与硼酸形成配合物的能力就不同，故可以通过离子交换、硅胶、电泳等色谱方法进行分离鉴定。糖自动分析仪对糖的检测其原理就是制成硼酸配合物后进行离子交换色谱分离。 四、苷键的裂解 分类：酸催化水解、碱催化水解、乙酰解、酶解、过碘酸裂解 （一） 酸催化水解 1 试剂：水或稀醇 2 催化剂：稀盐酸、稀硫酸、乙酸、甲酸等 3 反应机理：苷键原子先被质子化，然后苷键断裂形成糖基正离子或半椅式的中间体，该中间体再

9、与水结合形成糖，并释放催化剂质子。 4 影响因素：（1）电子云密度（2）质子化难易 5 规律： （1形成苷键的N、O、S、C四个原子中，水解难易程度：C-苷S-苷O-苷N-苷 (2) 2,6-二去氧糖苷 2去氧糖苷6-去氧糖苷2-OH糖苷2-氨基糖苷（氨基糖） （由于氨基和羟基均可与苷键原子争夺质子，特别是2-氨基和2-羟基糖，当2位被质子化后使端基碳原子的电子云密度降低，不利于苷键原子质子化） （3）呋喃糖苷吡喃糖苷 （4）酮糖醛糖 （5）糖醛酸七碳糖六碳糖甲基五碳糖五碳糖 （二）乙酰解反应 -苷键葡萄糖双糖乙酰解的难易程度：（12）（13）（14）（16） （三）碱催化水解 酰苷、酚苷、与

10、羰基共轭的稀醇苷可被碱水解 页19 共 页6 第 （四）过碘酸裂解反应 1 适用情况：特别适用于那些苷元不稳定的苷和碳苷的裂解，对那些苷元上有邻二醇羟基或已被氧化的基团的苷则不能适用，因为过碘酸在氧化糖的同时他们也将随之被氧化。 2 所用试剂：NaIO和NaBH4 4五、苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的-C、-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了，这种改变称为苷化位移。 六、苷键构型的确定 苷键构型的确定方法有核磁共振法、酶解法、红外法、分子旋光差法等，其中目前最常用的是核磁共振法。 七、糖及苷的提取分离 由于植物体内有水解酶共存，为了获得原生苷，必须采用适当的方法杀酶或抑制酶的活性。如采集新鲜

11、材料，迅速加热干燥、冷冻保存、用沸水或醇提取、先用碳酸钙拌和后再用沸水提取等。 P107 会填图 第三章 苯丙素类 定义：天然成分中有一类苯环与三个直链碳连在一起为单元（CC）构成的化合物，统称36为苯丙素类。 分类：苯丙酸类、香豆素、木脂素 香豆素类 1. 定义：香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸内酯类成分的总称。 2 母核、基本骨架：苯骈-吡喃酮 3 结构特点：除35个香豆素类化合物外，其他香豆素类都具有在7位连接含氧官能团的特点。环上常常有羟基、烷氧基、苯基和异戊烯基等取代基，其中异戊烯基的活泼双键与苯环上的邻位羟基可以形成呋喃环或吡喃环的结构。 4 分类：根据香豆素结构中取代基的类型和位置分

12、成四类： （1）简单香豆素 （2）呋喃香豆素 是指其母核的7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成呋喃环的一系列化合物。 （3）吡喃香豆素 是指其母核的7位羟基与6位或者8位取代异戊烯基缩合形成吡喃环的一系列化合物及双吡喃香豆素。 页19 共 页7 第 （4）其他香豆素 5 理化性质 （1）性状：游离香豆素多有完好的结晶，常常是淡黄色或是无色，并且具有香味，小分子的游离香豆素有挥发性，能升华。成甘后无此些性质。香豆素衍生物在紫外光照射下呈现蓝色或紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强。 （2）内酯的性质：遇到稀碱溶液可以开环，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸盐，酸化后又立即开环，形成不溶于水的香豆素类成

13、分。 第四章 醌类化合物 一、分类：苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌 （一） 苯醌类 天然存在的苯醌化合物大多数为对苯醌的衍生物。 （二） 蒽醌类 母核、编号如下：P147 1 蒽醌衍生物 根据羟基在蒽醌母核上的分布情况，可将羟基蒽醌衍生物分为两类： （1）大黄素型 羟基分布在两侧的苯环上，呈黄色 P147 （2）茜草素型 羟基分布在一侧的苯环上 2 蒽酚（或蒽酮）衍生物 蒽酚（或蒽酮）的羟基衍生物一般存在于新鲜植物中。 3 二蒽酮类衍生物 大黄及番泻叶中致泻的主要有效成分番泻苷A、B、C、D等皆为二蒽酮类衍生物 番泻苷A是黄色片状结晶，被酸水解后生成两分子葡萄糖和一分子番泻苷元A。番泻苷元A是两分子的

14、大黄酸蒽酮通过C-C相互结合而成的二蒽酮类衍生物，其C-C为反式连接。10101010番泻苷B水解后生成番泻苷元B，其C-C为顺式连接，是番泻苷元A的异构体。番泻苷1010C是一分子的大黄酸蒽酮与一分子芦荟大黄素蒽酮通过C-C反式连接而形成的二蒽酮二1010葡萄糖苷。番泻苷D为番泻苷C的异构体，其C-C为顺式连接。 1010二、醌类化合物的理化性质 1 酸性 2-羟基苯醌或在萘醌的醌环上有羟基时表现出与羧基相似的酸性，可溶于NaHCO水溶液，3 页19 共 页8 第 萘醌及蒽醌苯环上的-位羟基的酸性次之，可溶于NaCO水溶液中，而-位上的羟基因32与C=O基形成氢键缔合，表现出更弱的酸性，只能

15、溶于NaOH水溶液 游离蒽醌类衍生物酸性强弱顺序：含COOH含两个以上-OH含一个-OH 含两个-OH 含一个-OH。故可从有机溶剂中依次用5% NaHCO、5% NaCO、1%NaOH、5%NaOH332水溶液进行梯度萃取，达到分离的目的。 2 颜色反应 怎样检测天然药物中是否含有蒽醌类？ 用碱性条件下的呈色反应检查天然药物中是否含有蒽醌类成分时，可取中草药粉末约0.1g，加10%硫酸水溶液5ml，置水浴上加热2至10分钟，冷却后加2ml乙醚振摇，静置后分取醚层溶液，加入1ml5%氢氧化钠水溶液，振摇。如有羟基蒽醌存在，醚层则由黄色褪为无色，而水层显红色。 三、醌类化合物的提取分离 1. P

16、157羟基蒽醌的提取分离（考填空） 注意 ：一般蒽醌类衍生物及其相应的苷类在植物体内多通过酚羟基或羧基结合成镁、钾、钙、钠盐形式存在，为充分提取出蒽醌类衍生物，必须预先加酸酸化使之全部游离后再进行提取。 2.蒽醌苷类的分离 应用葡聚糖凝胶柱色谱分离蒽醌苷类成分主要依据分子大小的不同，大黄蒽醌苷类的分离依次得到二蒽酮苷、蒽醌二葡萄糖苷、蒽醌单糖苷、游离苷元。是以分子量由大到小的顺序流出色谱柱的 第五章 黄酮类化合物 一、概述 1.定义：黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，现在则是泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三碳原子相互连接而成的一系列化合物。 2.分类：根据中央三碳链的氧化

17、程度、B-环连接位置（2-或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点可将主要天然黄酮类化合物分类： 黄酮类、黄酮醇类、二氢黄酮类、异黄酮类、鱼藤酮类、紫檀素类、二氢黄酮醇类、花色素类、查耳酮类、二氢查耳酮类等 二、理化性质 1.性状：游离的各种苷元母核中，除二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄烷及黄烷醇有旋光性外，其 页19 共 页9 第 余则无光学活性。苷类由于在结构中引入糖的分子，故均有旋光性，且多为左旋。 2.颜色：黄酮、黄酮醇及其苷类多显灰色黄色，查耳酮为黄橙黄色，而二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类，因不具有交叉共轭体系或共轭链短，故不显色（二氢黄酮及二氢黄酮醇）或显微黄色（异黄酮） 是否显色与分子中是

18、否存在交叉共轭体系及助色团的种类、数目及取代位置有关 3.溶解性：一般游离苷元难容或不溶于水 原因：黄酮、黄酮醇、查耳酮等平面性强的分子，因分子与分子间排列紧密，分子间引力较大，故更难溶于水；二氢黄酮及二氢黄酮醇等因系非平面性分子，故分子与分子间排列不紧密，分子间引力降低，有利于水分子进入，溶解性稍大；花色苷元（花青素）类虽也为平面性结构，但因以离子形式存在，具有盐的通性，故亲水性较强，水溶度较大。 4.酸性：以黄酮为例，其酚羟基酸性强弱顺序依次为：7，4-二OH7-或4-OH一般酚OH5-OH3-OH 可依次用5%NaHCO 5%NaCO 0.2%NaOH 4%NaOH 提取 33三、提取与

19、分离 聚酰胺柱色谱 聚酰胺吸附强度主要取决于黄酮类化合物分子中羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或与聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。 黄酮类化合物从聚酰胺柱上洗脱时的规律： 1. 苷元相同，洗脱先后顺序一般是叁糖苷、双糖苷、单糖苷、苷元 2. 母核上增加羟基，洗脱速度即相应减慢，当分子中羟基数目相同时，洗脱顺序为邻位羟基黄酮对位羟基黄酮 3. 不同类型黄酮化合物洗脱顺序一般是异黄酮、二氢黄酮醇、黄酮、黄酮醇 4. 分子中芳香核、共轭双键多者易被吸附，故查耳酮比相应的二氢黄酮难洗脱 葡聚糖凝胶分离黄酮类化合物的机制： 分离游离黄酮时主要靠吸附作用，凝胶对黄酮类化合物的吸附程度取决于游离酚羟基

20、的数目，分离黄酮苷时则分子筛的性质起主要作用。黄酮苷类分子量大的先流出柱体，分子量小的后流出。 第六章 萜类和挥发油 一、概述 1.定义：萜类化合物是在自然界中分布广泛、种类繁多、骨架庞杂且具有广泛生物活性的一类重要成分。 页19 共 页10 第 2.分类：根据分子结构中异戊二烯单位的数目进行分类，如单萜、倍半萜、二萜等。同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少，进一步分为链萜（无环萜）、单环萜、双环萜、三环萜、四环萜等 分类 碳原子数 存在 半萜 5 植物叶 单萜 10 挥发油 倍半萜 15 挥发油 二萜 20 树脂 二倍半萜 25 海绵 三萜30 皂苷、树脂 四萜40 植物胡萝卜素

21、 3.萜类的生源学说因为大多 异戊二烯是萜类化合物在植物体内形成的前体物质，经验的异戊二烯法则（1） 尾顺序相连而成数萜类的基本骨架是由异戊二烯单位以头-）的（2）生源的异戊二烯法则 Folkers甲戊二羟酸是焦磷酸异戊烯酯（）R-IPP证明3（ 关键性前体物质，由此证实了萜类化合物是由甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物。 二、萜类的结构类型及重要代表物 、单萜1 ） 酚酮 （1 酚酮化合物是一类变形的单萜，他们的碳架不符合异戊二烯定则，具有如下特性： 酚 1 酚酮具有芳香化合物性质和酚的通性， 即酚 显酸性，其酸性介于酚类和羧酸之间， 羧酸酮 分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化2分子中的羰基类

22、似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基反应。红外光谱中其羟基吸收3-1-1 ，较一般化合物中羰基略有区别。32003100cm峰在，羰基吸收峰在16501600cm能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，可用于鉴别。如铜络合物为绿色4 结晶，铁络合物为赤红色结晶。 酚酮类化合物多具有抗菌活性，但同时多有毒性。 （2）环烯醚萜 页19 共 页11 第 定义：环烯醚萜为臭蚁二醛的缩醛衍生物。从化学结构看，环烯醚萜又是含有环戊烷结构单元且具有一定特殊性质的环状单萜衍生物。包括取代环戊烷环烯醚萜和环戊烷开裂的裂环环烯醚萜两种基本碳架。 理化性质：环烯醚萜苷易被水解，生成的苷元为半缩醛结构。游

23、离的苷元与皮肤接触，也能使皮肤染成蓝色 2、倍半萜 （1）青蒿素 属于过氧化物（单环）倍半萜，是从重要青蒿中分离到的抗恶性疟疾的有效成分。青蒿素在水及油中均难溶解。 （2） 类化合物 鱼类化合物是一种特殊的倍半萜，它具有由五元环与七元环骈合而成的芳环骨架。 鱼可与苦味酸或三硝基苯试剂作用，形成由敏锐熔点的-络合物。 鱼的沸点较高，在挥发油分离时，高沸点馏分如见到美丽的蓝色、紫色或绿色的现象时，表明可能由鱼化合物存在。 检测挥发油中有无鱼时，多用 Sabety反应，即取挥发油1滴溶于1ml氯仿中，加入5%溴的氯仿溶液，若产生蓝紫色或绿色，表明由鱼存在。 与Ehrlich试剂（对-二甲氨基苯甲醛硫

24、酸）反应产生紫色或红色，证实含有鱼 三、萜类化合物的理化性质 加成反应 （含有双键或羰基的萜类化合物） 1. Diels- Alder加成反应 带有共轭双键的萜类化合物能与顺丁烯二酸酐产生Diels- Alder加成反应，生成结晶形加成产物，可借以证明共轭双键的存在 2.与吉拉德试剂加成 分离含有羰基的萜类化合物常采用吉拉德试剂 提出酸、碱成分的中性挥发油，加吉拉德试剂的乙醇溶液，再加入10%醋酸促进反应。加热回流，反应完毕后加水稀释，分离水层，加酸酸化，再用乙醚萃取，蒸去乙醚后复得原羰基化合物 四、挥发油 1.定义：挥发油又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。 2.分类：构成挥发油成分类型可分为如下四类，其中以萜类化合物为多见。 （1）萜类化合物 （2）芳香族化合物 （3）脂肪族化合物 3.性质：（1）挥发性 挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油和脂肪油的 页19 共 页12 第 本质区别 （2）挥发油多数比水轻 4分离方法：（1）利用酸、碱性不同进行分离（2）利用官能团特性进行分离 P2