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天然药物化学教案首页

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第1次课授课时间2006年8月30日教案完成时间20006年6月25日

基本教材或主要参考书

天然药物化学（第四版）,作者:

吴立军,人民卫生出版社（2003年）

《天然产物化学》，徐任生主编，科学出版社（1997年）。

《中药化学》肖崇厚主编,上海科学技术出版社1997年6月第1版。

一、1.概念：

天然药化是运用现代科学的理论与方法研究天然药物中化学成分的一门科学。

2.研究内容

天然药化是运用现代科学的理论与方法研究天然物中有效成分的结构特点。

理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生物合成途径等内容的一门实践科学。

有效成分：

有生理活性，能治病的成分叫有效成分。

无效成分：

无生理活性，不能治病的成分叫无效成分。

有毒成分：

能致病的成分叫有毒成分。

二、研究目的：

1、探讨天然药物防病治病的原理，推动中西医结合，为创建祖国统一

的新医药学做贡献，这方面的成就。

2、改进药物剂型，提高制剂质量，提高疗效，降低毒付作用，同时也有利于天然药物制剂的质量（成分、含量、稳定性）药物越纯，质量越易控制，天然药物的提取、分离、纯化的过程就是取其精华去其糟粕的过程。

3、开辟新的药源

三、国外相应学科：

植物化学

四、简介天然药物中化学成分的类型

主要有：

糖苷类、苯丙素、醌类、黄酮类、鞣质，萜类和挥发油、甾体及其皂苷（三萜及其苷类）、强心苷（甾体及其苷）、生物碱类等。

五、历史、发展、未来

（教案末页）

复习思考题、作业题

复习思考题

1、天然药物化学的定义、研究对象、任务及其在药学专业中的作用？

2、何谓有效成分、有效部位和无效成分？

他们与中药新药研究开发的关系如何？

3、天然化合物生物合成的主要途径有哪些？

与主要成分间相关性如何？

下次课

预习要点

一、药材中有效成分的提取

二、药材中有效成分的分离与精制

（一）根据物质溶解度差别进行分离

（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

（三）根据物质的吸附性差别进行分离

（四）根据物质分子大小差别进行分离

（五）根据物质离解程度不同进行分离

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授课题目（章、节）

第一章总论第三节提取分离方法

基本教材或主要参考书

天然药物化学（第四版）,作者:

吴立军,人民卫生出版社（2003年）

《天然产物化学》，徐任生主编，科学出版社（1997年）。

介绍天然药物化学成分的主要提取分离方法

一、中药有效成分的提取

（一）常用溶剂的特点：

环己烷，石油醚，苯，氯仿，乙醚，乙酸乙酯，正丁醇，丙酮，乙醇，甲醇

极性：

小————大

亲脂性：

大————小

亲水性：

小————大

1．比水重的有机溶剂：

氯仿

2．与水分层的有机溶剂：

环己烷~正丁醇

3．能与水分层的极性最大的有机溶剂：

正丁醇

4．与水可以以任意比例混溶的有机溶剂：

丙酮~甲醇

5．极性最大的有机溶剂：

甲醇

6．极性最小的有机溶剂：

环己烷

7．介电常数最小的有机溶剂：

石油醚

8．常用来从水中萃取苷类、水溶性生物碱类成分的有机溶剂：

正丁醇

9．溶解范围最广的有机溶剂：

乙醇

（二）各种提取方法：

常见的提取方法有：

溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法。

其中，溶剂提取法应用最广。

1．溶剂提取法

（1）溶剂提取法的原理：

根据相似者相溶原理，选择与化合物极性相当的溶剂将化合物从植物组织中溶解出来，同时，由于某些化合物的增溶或助溶作用，其极性与溶剂极性相差较大的化合物也可溶解出来。

（2）各种溶剂提取法

溶剂提取法一般包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等。

二、药材中有效成分的分离与精制

（一）根据物质溶解度差别进行分离

（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

（三）根据物质的吸附性差别进行分离

（四）根据物质分子大小差别进行分离

（五）根据物质离解程度不同进行分离

（教案末页）

一、药材中有效成分的提取

二、药材中有效成分的分离与精制

（一）根据物质溶解度差别进行分离

（二）根据物质在两相溶剂中的分配比不同进行分离

（三）根据物质的吸附性差别进行分离

（四）根据物质分子大小差别进行分离

（五）根据物质离解程度不同进行分离

4、分离天然化合物的主要依据有哪些？

5、不同的层析法分离天然化合物的要素是什么？

吸附薄层层析最佳条件的选择与哪些因素有关？

如何调整？

何谓边缘效应？

如何规避？

6、天然化合物结构鉴定的一般程序如何？

“四大”波谱分别提供化合物分子的何种结构信息？

天然药物化学成分结构研究的主要方法

第一章总论第四节结构研究法

基本教材或主要参考书

天然药物化学（第四版）,作者:

吴立军,人民卫生出版社（2003年）

《天然产物化学》，徐任生主编，科学出版社（1997年）。

《中药化学》肖崇厚主编上海科学技术出版社1997年6月第1版。

介绍天然药物化学成分结构研究的主要方法

一、化合物的纯度测定

二、结构研究的主要程序

三、结构研究中采用的主要方法

四、结构研究实例

第四节结构研究法

一、化合物的纯度测定

在结构研究前必须首先确定化合物的纯度。

纯度不合格，会给结构测定工作带来更大难度，甚至会导致结构测定工作的失败。

纯度检查的方法很多，如检查有无均匀一致的晶形，有无明确、敏锐的熔点等。

但是最常应用的还是各种色谱方法，如在TLC或PPC上选择适当的展开剂，分别将样品推至薄板（或滤纸）的不同位置,并在可见光、UV光下观察，或者喷以一定的显色剂进行观察。

一般，只有当样品在三种展开系统中均呈现单一斑点时方可确认其为单一化合物。

个别情况下，甚至须采用正相和反相两种色谱方法加以确认。

另外，气相色谱（GC）也是判断物质纯度的一种重要方法，但只适用于在高真空和一定加热条件下能够气化而不被分解的物质.HPLC则不然，不受GC那样的条件限制。

与GC一样，HPLC也有用量少、时间快、灵敏度高及准确的特点，但两者均须配置价格昂贵的仪器设备。

二、结构研究的主要程序

对未知天然化合物来说，结构研究的程序及采用的方法大体如下图所示。

其中，每个环节的应用方法均各有侧重，且因每个人的经验、习惯及对各种方法熟练掌握、运用的程度而异。

对已知化合物的结构鉴定更可大大简化，很难说有一个固定的、一成不变的程序。

但是有一点是共同的，即文献检索、调研工作几乎贯穿结构研究工作的全过程。

大量事实证明，分类学上亲缘关系相近的植物，如同属、同种或相近属种的植物，往往含有类型及结构骨架类似，或甚至结构相同的化合物，故在进行提取分离工作之前，一般应当先利用中、外文献主题索引按中药名称或拉丁学名查阅同种、同属乃至相近属种的化学研究文献，以利充分了解、利用前人的工作。

不仅要了解前人从该种或相近属种植物的那个药用部位中分到过什么成分；还要了解该种或该类成分出现在那个溶剂提取部位?

用什么方法得到?

具有什么性质?

分子式、mp、[α]D、颜色反应、色谱行为及各种谱学数据和它们的生物合成途径等，并最好整理概括成一张一览表以利检索、比较.通常在确认所得化合物的纯度后，即应根据该化合物在提取、分离过程中的行为、物理化学性质及有关测试数据，对比上述文献调研结果，分析推断所得化合物的类型及基本骨架，并可利用如分子式索引或主题索引（如推测为已知化合物）查阅各种专著、手册、综述,或者通过系统查阅美国化学文摘，全面比较数据，判断所得化合物为已知或未知化合物。

（教案末页）

天然化合物结构研究方法

1、化学结构研究的目的与意义

2、结构研究步骤与方法：

查阅文献、纯度测定、物理常数测定、分子量测定（经典法、MS法）、分子式测定（EA法、HR-MS法、NMR法）

3、不饱度计算

4、分子结构骨架测定：

专属反应、植物亲缘相关性、光谱特征、部分合成、化学降解

5、功能团推断：

化学法、光谱法

6、光谱分析:

UV、IR、NMR、MS

1．天然药物有效成分的提取方法有哪些？

其各自的使用范围及其优缺点是什么？

2.分离天然药物成分常用的色谱方法有哪些？

他们分别适用于哪些类别化合物的分离？

各自最常用的洗脱剂及洗脱顺序是什么？

3.化合物在进行结构鉴定前应注意什么问题？

进行结构鉴定常用哪些方法？

这些方法可以解决结构式中的什么问题？

基本教材或主要参考书

天然药物化学（第四版）,作者:

吴立军,人民卫生出版社（2003年）

《天然产物化学》，徐任生主编，科学出版社（1997年）。

《中药化学》肖崇厚主编,上海科学技术出版社1997年6月第1版。

介绍单糖的立体化学和糖苷的概念及分类主要方法；

掌握概念：

苷、苷键、苷元、糖的绝对构型、相对构型、原生苷、次生苷等

掌握苷类化合物的结构、分类、性质

第一节单糖的立体化学

一、糖的绝对构型Haworth——D、L

二、糖的相对构型端基碳的异构——α、β

第二节糖与苷的分类

一、单糖类

二、低聚糖类

三、多糖类

四、苷类1．定义2．分类

第二章糖和苷

一、苷类化合物的结构特征、分类及苷和苷键的定义

（一）苷和苷键的定义

苷类，又称配糖体，是糖或糖的衍生物（如氨基糖、糖醛酸等）与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。

其中非糖部分称为苷元或配基，其连接的键则称为苷键。

（二）苷类化合物中常见糖的种类、结构

1．单糖构型：

其绝对构型分为D型或L型；其端基碳有两种构型：

构型和构型2．苷键的构型：

苷键本质上都是缩醛键，其构型也有、之分，与成苷键的糖端基碳原子的构型一致。

但须注意-D-糖苷与-L-糖苷的端基碳原子的绝对构型是相同的。

3．常见的单糖和二糖

（1）单糖：

五碳醛糖—D-木糖，L-阿拉伯糖，D-核糖。

甲基五碳醛糖——L-鼠李糖，D-呋糖，D-鸡纳糖，D-果糖。

六碳醛糖—D-葡萄糖，D-甘露糖，D-半乳糖。

糖醛酸——D-葡萄糖醛酸，D-鼠李糖醛酸

（2）二糖：

芸香糖，龙胆二糖，槐糖，新橙皮糖，麦芽糖。

（三）苷类化合物的结构特征和分类

苷有不同的分类方式，如以苷元的化学结构、苷类在植物体内的存在状况、苷键原子等为依据对苷类化合物进行分类。

其中按苷键原子分类是最常见的苷类分类方式。

1．根据苷键原子的不同，可分为O-苷、S-苷、N-苷和C-苷，分类情况见表。

其中最常见的是O-苷。

2．其它分类方法

①以连接的单糖基的个数分为单糖苷、二糖苷等；②以苷元上连接糖链的数目可分为单糖苷链、二糖苷链等；③以糖的种类可分为核糖苷、葡萄糖苷等；④以生理作用分类，如强心苷等；⑤以其特殊性质分类，如皂苷。

1、掌握糖和苷的结构特征、分类及苷类化合物的含义；

2、掌握苷的溶解度与分子结构的内在联系，检识糖、苷类化合物反应机理与应用；

第三节糖的化学性质

第四节苷键的裂解

一、酸催化水解

二、乙酰解反应

三、碱催化水解和β-消除反应

四、酶催化水解反应

过碘酸裂解反应糖醛酸苷的选择性水解反应

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第二章糖与苷第三节糖的化学性质第四节苷键的裂解

基本教材或主要参考书

天然药物化学（第四版）,作者:

吴立军,人民卫生出版社（2003年）

《天然产物化学》，徐任生主编，科学出版社（1997年）。

《中药化学》肖崇厚主编上海科学技术出版社1997年6月第1版。

介绍糖的化学性质和苷键的裂解；

掌握糖的化学性质及糖的鉴别方法和化学反应

掌握苷键的各类裂解法和苷键裂解规律

第三节糖的化学性质

第四节苷键的裂解

五、酸催化水解

六、乙酰解反应

七