天然药物开发及药剂学

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第三章 天然药物化学简介,第一节 天然药物化学研究的一般方法,人参,银杏,芍药,山茱萸,牛黄,天然,冬虫,夏草,一、天然药物化学的概念,二、基本概念,1. 有效成分:,2. 有效部位：,3. 无效成分：,三. 学习天然药化的目的和意义：,1. 探索中药防病治病的机理；,2. 改进剂型、提高疗效；,3. 提高中药及制剂的质量；,4. 提供中药炮制现代科学依据；,5. 开辟药源、开发新药。,四.天然药物化学研究方法,1. 整理调查,2. 成分分离,3. 成分鉴定,4. 结构改造,五、各类成分简介,1. 生物碱类（Alkloids)：含N原子，多呈碱性。,2. 糖苷(Glycosides):糖：单糖，低聚糖，多糖（淀粉、纤维,素、甲壳素、 果胶、树胶、粘液质）,苷：糖+苷元：,黄酮,酸性 香豆素,蒽醌,三萜皂苷,皂苷 甾体皂苷,（中性）,强心苷,3.挥发油,五、各类成分简介,4.有机酸：含COOH,多以盐的形式存在。,5.树脂：为组成复杂的混合物，多与挥发油、树胶、有机酸混合。如：乳香等。,6.其它成分：,(1)氨基酸、蛋白质。,(2)鞣质：多酚类化合物。,(3)色素类：叶绿素、胡萝卜素等。,(4)油脂和腊：油脂多为一分子甘油与三分子脂肪酸成的酯。,(5)无机成分,五、各类成分简介,提取原理：,“相似相溶”原理,“相似相溶”也是提取溶剂的首要选择原则，即选择的溶剂极性应该相近于被提取物的极性,六、天然药物成分提取方法与原理,1、溶剂提取法,1、溶剂提取法,极性溶剂（化合物）和非极性溶剂（化合物）,亲水性溶剂（化合物）和亲脂性溶剂（化合物）,水,油,油,水,亲脂性 亲水性,极性：,线性分子 ：CO2 O=C=O,非线性分子：如三角形分子- 水 O,H H,+,-,-,+,+,-,1、溶剂提取法,天然药物化学中常见官能团的极性大小顺序：,羧基酚基醇基胺基酰胺基醛基酮基酯基醚基烷基,-COOH Ar-OH R-OH R-NH2, RNHR , RNR R R-CO-NRR RCHO RCOR RCOOR ROR RH,1、溶剂提取法,化合物的极性大小,依化合物官能团的极性大小,极性基团数目多少,极性基团占整个分子的比例而定,1、溶剂提取法,溶剂的选择,溶剂的极性大小可按其介电常数()大小排列（ 极性渐大、 在 1.9-80之间 ） :,环己烷石油醚苯(80)无水乙醚(35)氯仿(61)含水乙醚乙酸乙酯(77)正丁醇(118)丙酮(56)乙醇(78) 甲醇(65) 1和dKB,根据值的大小可决定分离采用的方法:,100，简单的一次萃取，可基本分离.,10010，10-12次萃取，CCD法。,2，100次以上萃取，DCCC法。,3. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,逆流分溶法、液滴逆流色谱,逆流分溶法(CCD)：,多次连续液-液萃取分离过程。,3. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,液滴逆流色谱(DCCC):,一种液-液分配色谱，流动相呈液滴形式垂直上升或下降，通过固定相的液柱，实现物质的逆流色谱分离。,特点：不易乳化，,缺点：样品处理量小。,3. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,（2）酸碱性成分的分离pH-梯度萃取法,按酸碱性强弱不同分离酸性、碱性、中性物质，改变pH值使酸碱成分呈不同状态。,2. 根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离,PH 缓冲纸层析分配层析,PH 缓冲纸层析的用途：,1. 判断碱性大小。,2.选择最佳的提取和纯化条件。（用纸层析作先导，设计液液萃取分离方案）。,3. 选择最佳的分离条件。,A 和B的样品混合物,用PH=1 的酸水提取,酸水液,用碱调至PH=3后，用CHCL3萃取,酸水液,CHCL3 液,（含A化合物）,用碱调至PH=8后，用CHCL3 萃取,碱水液,CHCL3 液,（含B 化合物）,（含水杂）,分离流程图,（3） 液-液分配柱色谱,正相色谱：,固定相极性大，如水、缓冲液等；,流动相极性小，如氯仿、乙酸乙酯等。,载体：硅胶（含水可达17%），硅藻 土，纤维素等。,分离对象：分离极性大或水溶性成分，如苷类、糖、生物碱等。,洗脱顺序：极性小的物质先被洗脱出来。,反相色谱：,固定相：极性小于流动相。如HPLC反相柱，反相板。,4.1 吸附分类：,物理吸附：无选择性的吸附，吸附解析发生迅速。吸附剂如硅胶、氧化铝、活性炭等；,化学吸附：不可逆性。如碱性氧化铝对酚酸性成分的吸附，硅胶对生物碱的吸附等。,半化学吸附：聚酰胺对酚酸类、醌类的氢键吸附。,4. 根据物质的吸附性差别进行分离吸附色谱法,吸附原理：相似相吸,影响吸附过程的三要素：,吸附剂（固定相），,溶质（被分离物质），,溶剂（洗脱剂，展开剂，流动相）,4. 根据物质的吸附性差别进行分离吸附色谱法,4.2 硅胶,极性吸附剂：载样量大，吸附力强,硅胶：应用最广，适用于各类成分分离,4. 根据物质的吸附性差别进行分离吸附色谱法,柱色谱中样品的洗脱,装载,样品,装载,溶剂,重力,洗脱,玻璃柱,硅胶,氧化铝,纤维素,糖类粉末,滤网,10,50,100,150,Volume (mL),Time (hr),1.0,2.0,3.0,4.0,4.2 硅胶,被分离物质吸附力与结构的关系,被分离物质极性大，吸附力强，Rf值小，洗脱难，后被洗脱下来。,溶剂(洗脱剂)的极性与洗脱力的关系,洗脱剂极性越大, 洗脱力越强.,练习: 从黄花夹竹桃果仁中分离到六种强心苷成分, 比较极性大小和硅胶柱上洗脱顺序.,D-葡萄糖（D-glucose）,名称,R,R,黄夹苷A,CHO,(D-Glc)2,黄夹苷B,CH3,(D-Glc)2,黄夹次苷A,CHO,H,黄夹次苷B,CH3,H,4.3 聚酰胺(Polyamide) 是由己酰胺聚合成的一类高分子化合物。,分离原理：主要通过酰胺键与酚羟基、酸、醌等形成氢键，产生吸附作用。吸附力取决于形成氢键缔合的能力。,4.3 聚酰胺,吸附力与结构的关系,a.形成氢键的基团数目越多, 吸附力越强;,b.形成分子内氢键者, 吸附力减少;,d.芳香苷苷元苷, 单糖苷双糖苷叁糖苷,c.芳香化程度越高或共轭键越多,吸附力越强;,4.3聚酰胺,吸附力与结构的关系,溶剂的洗脱能力,水 含水醇醇 丙酮NaOH/H2O甲酰胺二甲基甲酰胺尿素/H2O,4.3 聚酰胺,常用溶剂： H2O ，EtOH/ H2O，EtOH,应用: 分离黄酮类;除鞣质.,4.4 大孔吸附树脂(macro-reticular resin),组成: 苯乙烯，二乙烯苯和致孔剂等,分离原理:吸附(范德华力和氢键)和分子筛作用(多孔性结构),树脂类型:非极性、中极性和极性三种（它们分别引入了极性不同的基团），不同厂家生产的树脂型号不同。,常用的大孔树脂（各自适合什么类型化合物的分 离见产品说明书）：,大孔树脂AB-8（弱极性） ，,大孔树脂D101（非极性） 。,4.4 大孔吸附树脂,洗脱剂: H2O 及不同比例的含水醇。,洗脱分离:,H2O 洗: 糖，水溶性色素,30% EtOH/ H2O: 极性大的苷等成分,50-75% EtOH: 皂苷类等中等极性成分,95% EtOH: 极性小的成分,应用: 除多糖、水溶性色素、 富集苷类等成分,5.根据物质离解程度不同进行分离离子交换法,固定相：离子交换树脂（聚苯乙烯高分子化合物，引,入交换基团）,分类：,阳离子交换树脂：强酸型 RSO3-H+,弱酸型 RCOO-H+,阴离子交换树脂：强碱型 RN+(CH3)3Cl-,弱碱型 RNH2, RNHR, RNRR”,如：阳离子交换树脂的作用原理,R-H+ + AlKH+ R-AlKH+ + H+,R-AlKH + + NH4OH R-NH4+,AlK + H2O,R代表树脂，AlK代表生物碱。,4.1交换原理:,5.根据物质离解程度不同进行分离离子交换法,4.2 应用：,主要用于生物碱和有机酸的分离。,透析法: 半透膜, 分子筛滤过作用,超滤法: 分子大小不同, 扩散速度不同,超速离心法: 溶质在超速离心作用下具有不同的,沉降性或浮游性,凝胶滤过法: 分子筛的作用(凝胶渗透色谱,分子,筛滤过, 排阻色谱), 被分离物质按分子,由大到小的顺序流出色谱柱.,6.根据物质分子大小差别进行分离法,6.1 主要的几种方法,6.2 凝胶种类:,葡聚糖凝胶(Sephadex G):,只适于在水中应用， 分离多糖、 蛋白质等。,羟丙基葡聚糖凝胶(Sephadex LH-20)：,适用于各类化合物的分离。,常用溶剂有甲醇、氯仿-甲醇等。,6.根据物质分子大小差别进行分离凝胶滤过法,凝胶柱层析的动态过程,八、提取分离举例：运用大孔树脂纯化中药提取物-银杏叶提取物的制备,银杏(Ginkgo biloba) 又名白果树, 原产于中国、是我国特产植物,是地球上最早的植物之一,素有“活化石”之称。世界上70%以上的银杏树生长于我国。,银杏有效成分既是贵重的医药原料, 又可用于生产保健产品, 在许多欧洲发达国家以及日本、韩国等国, 银杏叶的开发利用得到了很大的重视, 银杏叶保健产品取得了很大的市场销售份额。在我国银杏叶的各种药物制剂和保健品有巨大的市场。银杏叶提取物是用银杏Ginkgo biloba L.的叶为原料提取的产品。,银杏叶商品提取物通常标化为黄酮醇苷24% 、银杏萜内酯6%。,银杏叶提取物具有清除自由基、降低过氧化脂质的产生, 提高红细胞超氧化物歧化酶活性及抗血小板活化因子引起的血小板凝集等生理活性, 在心脑血管疾病中具有很好的临床应用前景。,比如舒血宁注射液治疗多种疾病有效，对脑血管病、糖尿病并发症、冠心病心绞痛、突发性耳聋、偏头痛、下肢深静脉血栓形成、视网膜静脉阻塞等疾病疗效显著。,槲皮素,银杏内酯A、B、C、J、M,70% 乙醇回流提取， 过滤，浓缩， 离心去渣,银杏叶（拣除杂质和霉叶，洗净，切碎）,干物质,加适量水混悬,上大孔吸附树脂柱（如：DA201等树脂）,水洗脱至洗脱液清亮色淡，80%乙醇洗脱,收集80%乙醇洗脱液,减压浓缩,干燥物,银杏叶提取物的制备,九、中药研发举例,