天然药化第一章总论

天 然 药 物 化 学 第 一 章 总 论n 天 然 药 物 化 学 是 运 用 现 代 科 学 理 论 和 方 法 研 究 天 然 药 物 资 源 中 化 学 成 分 的 一 门 学 科 。n 主 要 研 究 内 容 为 天 然 药 物 资 源 中 化 学 成 分 的n 结 构 及 分 类n 物 理 和 化 学 性 质n 提 取 分 离 方 法 n 结 构 测 定 方 法 n 合 成 途 径 、 生 物 活 性 以 及 天 然 药 物 的 研 究n 与 开 发 等 。 中 草 药 在 中 国 ， 天 然 药 物 资 源 主 要 是 中 草药 。 植 物 ： 如 种 子 植 物 人 参 、 大 枣 ， 真 菌 类 植 物 灵 芝 ， 并 以 植 物 来 源 为 主动 物 ： 如 地 龙 （ 蚯 蚓 ） 、 牛 黄 等矿 物 ： 如 石 膏 等一 、 天 然 药 物 资 源 目 前 已 鉴 定 的 中 药 有 8千 多 种 ，少 数 民 族 用 药 ， 如 藏 药 、 傣 药 、 壮 药 、苗 药 、 朝 药 等 达 3千 余 种 ， 还 有 其 他民 间 用 草 药 ， 已 进 入 科 学 记 载 的 中 国植 物 达 42200种 ， 这 些 都 是 我 国 的 宝贵 财 富 。 我 国 著 名 的 早 期 药 书 神 农 本 草 经 出版 于 公 元 前 一 世 纪 西 汉 末 年 ， 后 又 经 唐 、 宋 、元 、 明 、 清 中 各 代 药 学 家 的 完 善 形 成 了 浩 瀚的 文 献 资 料 。 明 代 李 时 珍 的 本 草 纲 目 （ 1590-1596年 ） 是 最 重 要 的 ， 堪 称 药 学 巨著 ， 现 已 译 成 英 、 日 、 德 、 法 等 多 种 语 言 文字 ， 成 为 世 界 性 的 重 要 药 学 文 献 之 一 。 多 数 中 药 具 有 疗 效 显 著 、 毒 性 低 等 特 点 ，中 医 药 正 在 走 向 世 界 ， 显 示 了 其 强 大 的 生 命力 。 海 洋 生 物 海 洋 中 有 50多 万 种 动 物 ,1万 多 种 植 物 ,如 海 绵 、 藻 类 、 珊 瑚 等 。n植 物 ： 昆 布 （ 海 带 ）n动 物 ： 如 珍 珠 、 海 马 微 生 物经 过 发 酵 ， 分 离 和 纯 化 而 得 到 代 谢 产 物 （ 由 微 生物 产 生 而 且 能 抵 抗 其 他 微 生 物 的 物 质 抗 生 素 等 。 生 物 技 术 产 物生 物 技 术 在 扩 大 药 用 资 源 方 面 的 应 用 主 要 有 ： （ 1） 小 植 物 的 大 规 模 培 养 ， 建 立 珍 稀 濒 危 植 物 的 快 速 繁殖 ， 主 要 是 通 过 植 物 器 官 胚 等 形 成 植 株 。 （ 2） 悬 浮 培 养 细 胞 ， 以 产 生 大 量 次 生 代 谢 产 物 。 （ 3） 由 农 杆 菌 感 染 的 植 物 组 织 形 成 的 毛 状 根 等 是 继 培 养细 胞 系 统 之 后 又 是 一 重 要 培 养 系 统 ， 目 前 已 有 人 参 、 青 蒿 、丹 参 等 近 50种 植 物 建 立 了 毛 状 根 培 养 系 统 。 （ 4） 生 物 转 化 ， 经 动 物 体 内 代 谢 或 组 合 生 物 催 化 合 成 结构 独 特 化 合 物 ， 以 进 行 活 性 成 分 筛 选 研 究 。 二 、 化 学 成 分天 然 药 物 资 源 中 所 含 化 学 成 分 复 杂 ， 其 主 要 是（ 一 ） 脂 类 （ lipids） 1、 油 脂 为 混 合 物 ， 甘 油 脂 肪 酸 酯 等2、 腊 脂 肪 酸 和 脂 肪 醇 生 成 的 固 体 酯 类3、 甾 醇 类 如 谷 甾 醇4、 磷 脂 中草药成分化学 林启寿 1977, P39 薏 苡 仁 酯 脂 类 易 溶 于 石 油 醚 等 亲 酯 性 溶 剂 ， 难 溶 于 水 。 HO （ 二 ） 萜 类 （ terpenes or terpenoids） 按 照 “ 实 验 的 异 戊 二 烯 法 则 ” ， 认 为萜 类 是 由 异 戊 二 烯 聚 合 而 成 的 化 合 物 ， 有单 萜 多 萜 。 是 天 然 界 最 多 的 一 类 化 合 物 ，已 有 2万 多 个 化 合 物 结 构 被 确 定 。 萜 类 名 称 异 戊 二烯 数 目 碳 数单 萜 2 10倍 半 萜 3 15二 萜 4 20异 戊 二 烯(isoprene) 三 萜 6 30四 萜 8 40多 萜 n 5n CH2=C-HC=CH2 CH3 H O CH 2OH OH O O穿 心 莲 内 酯 （ 抗 炎 ） 二 萜 （ C20） 薄 荷 醇 为 薄 荷 挥 发 油 的 主 要 成 分 ， 具 有镇 痛 和 止 痒 作 用 。 薄 荷 醇 萜 和 挥 发 油 为 亲 脂 性 化 合 物 ， 易 溶于 石 油 醚 、 乙 醚 等 溶 剂 ， 难 溶 于 水 。挥 发 油 （ 单 萜 、 倍 半 萜 ） OH （ 三 ） 生 物 碱 （ alkaloids） 来 源 于 生 物 的 一 类 含 氮 的 化 合 物 ， 多 数 化 合 物 N在 环内 ， 与 酸 可 成 盐 。 奎 宁 游 离 碱 难 溶 于 水 ， 可 溶 于 氯 仿 等 有 机 溶 剂 ； 生物 碱 盐 易 溶 于 水 ， 难 溶 于 亲 脂 性 有 机 溶 剂 。 NH 3CO H O N （ 四 ） 苷 类 （ glycosides） 苷 （ 配 糖 体 、 甙 ） 非 糖 类 化 合 物 与 糖 通 过 苷 键 （ 缩 醛 键 ）结 合 生 成 的 一 类 化 合 物 叫 苷 ， 苷 遇 酸 和 酶可 水 解 为 苷 元 和 糖 。 苷 : 极 性 大 , 易 溶 于 热 水 、 醇 。 苷 元 : 极 性 小 , 难 溶 于 水 。 CHCN OH OOH OHOHHO OHCHO OOH OHOHHO OOH OHOHO CHCN O OOH OHOHHO OH OOH OHOHHO CHCN O野 樱 苷 （ 次 级 苷 ）酶或 H+ + +苦 杏 仁 苷（ 原 生 苷 ） 酶 或 H+HCN + 苷 元 (aglycone) （ 五 ） 鞣 质 （ tannins） 复 杂 的 多 元 酚 类 化 合 物 ， 因 其 可 鞣 皮 故 称 为 鞣 质 ，分 为 三 类 。1、 可 水 解 鞣 质 糖 （ 或 多 元 醇 ） 和 酚 类 以 酯 键 或 苷 键 结 合 ， 在 酸 、 碱或 酶 作 用 下 可 被 水 解 。 常 见 的 酚 类 如 下 ： COOH HO HO HO HO HO OH OHO O O O没 食 子 酸 逆 没 食 子 酸 可 水 解 鞣 质 地 榆 鞣 质 H-5 HO HO OH OO HO HO O OO HO OH OH C OH OH OH O O 2、 缩 合 鞣 质 （ 多 聚 体 ） 不 能 被 水 解 ， 遇 酸 等 可 缩 合 成 鞣 酐 ， 黄 烷 醇 类为 该 种 鞣 质 前 体 。 如 （ +） 儿 茶 酚3、 新 型 鞣 质 鞣 质 易 溶 于 水 、 醇 、 丙 酮 、 乙 酸 乙 酯 等 。 OHO OH OH OH OH O OH OHOHOHOHH O O OH OHOH OHOHH O O OH OHOHOH OHH O 9-11 缩 合 鞣 质天 然 药 物 化 学 （ 3） 姚 新 生 2001, P241 （ 一 ） 脂 类 （ lipids） （ 六 ） 糖（ 二 ） 萜 类 （ terpenoids） （ 七 ） 氨 基 酸 、 蛋 白 质 （ 三 ） 生 物 碱 （ alkaloids） （ 八 ） 有 机 酸（ 四 ） 苷 类 （ glycosides） （ 九 ） 无 机 成 分（ 五 ） 鞣 质 （ tannins） 生 物 合 成 途 径 、 物 理 和 化 学 性 质 （ 各 章 论 述 ） 。