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天然药物化学笔记

第二章糖和苷

第一节单糖的立体化学

1.1单糖结构表示方法：

Fischer式Haworth式优势构象

1.2糖在水溶液中的存在形式：

五元氧环糖称为呋喃型糖六元氧环糖称为吡喃型糖注意：

糖与糖结合或成苷形成缩醛或缩酮结构后就固定为一种结构。

2糖苷的分类

低聚糖

由2～9个单糖通过苷键结合而成的直链或支链聚糖称为低聚糖。

按含单糖的个数分为二糖、三糖、四糖等。

还原糖——具有游离醛基或酮基的糖。

非还原糖——不具有游离醛基或酮基的糖，即其中每个单糖的半缩醛或半缩酮上的羟基都脱水缩合。

植物中的三糖四糖五糖都是由蔗糖基础上形成的，都是非还原糖。

原生苷——生物体内原生的苷。

？

次生苷——从原生苷中脱掉一个以上单糖的苷称次生苷或次级苷。

？

根据苷键原子可将苷分为氧苷、氮苷、硫苷、碳苷等。

3.氰苷具有α-羟腈的苷包括苦杏仁苷81

碳苷（C-苷）通过苷元碳上的氢与糖（或糖的衍生物）的半缩醛（半缩酮）羟基脱水而成的苷类。

难水解。

83

糠醛形成反应单糖在浓酸加热作用下，脱去三分子水，生成具有呋喃环结构的糠醛衍生物。

87

Molish反应——糖与浓硫酸和α-萘酚。

用于鉴别糖和苷。

苷键水解难易程度：

95、酶催化水解反应的特点：

根据所用酶的特点可确定苷键构型。

蜗牛酶→β-苷键

96、过碘酸裂解反应

所用试剂：

NaIO4和NaBH4

113、糖及苷的提取

石油醚萃取物极性小的化合物

氯仿、乙醚萃取物苷元

乙酸乙酯萃取物单糖苷

正丁醇萃取物低聚糖苷

水层糖和低聚糖

114、多糖中除去蛋白质的方法

（1）sevag法

（2）酶解法（3）三氟三氯乙烷法（4）三氯醋酸法

115、凝胶柱色谱

分离原理：

将多糖按分子大小和形状不同分离开来，常用的有葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等。

第三章苯丙素类

第2节香豆素类

126定义：

香豆素类化合物是邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳甜香味。

它们都有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架。

7-羟基香豆素被认为是香豆素类化合物的母体

126通常将香豆素分为四类：

（一）简单香豆素类

（二）呋喃香豆素类

（三）吡喃香豆素类

（四）其他香豆素类小分子香豆素可以用水蒸汽蒸馏法提取。

128（三）内酯的性质香豆素类化合物具有内酯结构，具有内酯环的性质。

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，酸化后又立即和环形成不溶于水的香豆素类成分。

但长时间把香豆素类化合物放在碱液或紫外灯光照射下，顺势邻羟基桂皮酸盐就会转化成稳定的反式桂皮酸盐，再酸化也不和环。

129（四）显色反应

1.异羟肟酸铁反应（鉴别香豆素内酯环）

2.Gibbs试剂及Emerson试剂反应

条件：

具有游离酚羟基，且对位无取代

或者C-6无取代的香豆素

134第三节木脂素类考判定

第四章醌类化合物

第一节醌类化合物的结构类型

156定义：

醌类化合物是指分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变成这样结构的化合物。

分类：

按芳环的数目、骈合情况，分为四类，即苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌。

菲醌类丹参醌。

蒽醌蒽醌衍生物有大黄素型茜草素型

第二节醌类化合物的理化性质

164四）酸性：

醌类化合物多具有酚羟基，故具有一定的酸性。

酸性强弱与是否存在羧基、以及酚羟基的数目、位置有关。

酸性强弱：

含-COOH＞含2个以上β-OH＞含1个β-OH＞含2个α-OH＞含1个α-OH

比较三种化合物的酸性？

茜草素R1=OHR2=HR3=H

羟基茜草素R1=OHR2=HR3=OH

伪羟基茜草素R1=OHR2=COOHR3=OH

165五）颜色反应

1.Feigl反应

醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。

反应中，醌类只起到传递电子的作用。

2.无色亚甲蓝显色实验

苯醌类和萘醌类遇无色亚甲蓝溶液，显蓝色；是检出苯醌类及萘醌类的专用显色剂。

常用作TLC或PC的显色剂

3.碱性条件下的呈色反应

羟基醌类遇碱颜色加深，多呈橙、红、紫红及蓝色。

4.与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven法）

苯醌及萘醌类当其醌环上有未被取代的位置时，可在氨碱性条件下与一些活性次甲基试剂反应，生成蓝绿色或蓝紫色。

活性次甲基试剂：

乙酰乙酸酯、丙二酸酯、丙二腈

5.与金属离子的反应

适用范围;α-酚羟基的蒽醌类，邻二酚羟基的蒽醌类

第3节醌类化合物的提取分离

2.碱提取-酸沉淀法

带游离AR-OH的醌类：

易溶于碱水溶液中，酸化后AR-OH被游离而沉淀析出。

167分离方法—游离羟基蒽醌的分离

（一）pH梯度萃取法

酸性强弱：

含-COOH＞含2个以上β-OH＞含1个β-OH＞

5%NaHCO31%Na2CO35%Na2CO3

含2个α-OH＞含1个α-OH

1%NaOH5%NaOH

根据酸性大小，采用pH不同的碱性水溶液进行萃取（碱性由小到大），再酸化得到沉淀。

第五章黄酮类化合物

第1节概述

三、合成途径及取代基

合成途径：

基本骨架是由三个丙二酰辅酶A（乙酸-丙二酸途径）和一个桂皮酰辅酶A（莽草酸途径）生物合成而产生。

第二节理化性质及显色反应

溶解性游离苷元

A.黄酮、黄酮醇、查尔酮→平面性分子，难溶于水；

194B.二氢黄酮、二氢黄酮醇→非平面性分子，溶解度稍大；

C.花色素→平面结构，但以离子形式存在，溶解度较大；

D.分子中引入羟基，在水中溶解度增加，而羟基甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。

195酸性

酚－OH酸性由强到弱顺序：

7，4′－二OH>7或4′-OH>一般酚-OH>5-OH>3-OH

溶于NaHCO3溶于Na2CO3溶于不同浓度的NaOH

196还原反应

2.NaBH4反应：

专属性：

对二氢黄酮类专属性较高的还原剂，其他黄酮类均为阴性。

颜色变化：

生成红～紫红色的物质，可用于其他黄酮类区别反应。

磷钼酸试剂：

二氢黄酮可与磷钼酸试剂反应呈现棕褐色，可作为二氢黄酮类的特征反应。

金属盐类试剂的络合反应

1.铝盐有荧光，可用于定性及定量

2.锆盐：

5-OH、4-酮基锆络合物稳定性，没有3-OH、4-酮基锆络合物稳定，容易被弱酸分解。

想溶液中继续加枸橼酸后，5-羟基黄铜的黄色溶液显著褪色而3-羟基黄铜溶液仍曾鲜黄色。

197碱性试剂显色反应

1.二氢黄酮类：

在碱液中开环→生成异构体-查耳酮类→显橙～黄色。

199碱提取酸沉淀法

原理：

黄酮苷易溶于碱性水、难溶于酸性水，故可以用碱性水提取，在将碱水提取液调成酸性，黄酮苷类即可沉淀出来。

200聚酰胺柱色谱

洗脱规律（先→后顺序）：

（1）苷元相同：

叁糖苷→双糖苷→单糖苷→苷元

（3）不同类型黄酮：

异黄酮→二氢黄酮醇→黄酮→黄酮醇

201梯度pH萃取法

第六章萜类和挥发油

第1节概述

定义：

凡是由甲戊二羟酸衍生、且分子式符合（C5HX）n通式的化合物及其衍生物，均称为萜类化合物。

分类依据：

根据分子结构中异戊二烯单元的数目进行分类；同时再根据各萜类分子结构中碳环的有无和数目的多少归类。

萜类的生源学说

233二）生源的异戊二烯法则

萜类化合物是经甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物。

焦磷酸异戊烯酯（IPP）和焦磷酸γ,γ-二甲基烯丙酯（DMAPP）是生物体内“活性的异戊二烯”，在生物合成中起着烷基化和延长碳链的作用

第2节萜类的结构类型及重要代表物

一、单萜

链状单萜单环单萜双环单萜三环单萜卓酚酮（变形）

二、环烯醚萜

三、倍半萜

无环倍半萜单环倍半萜双环倍半萜三环倍半萜

四、二萜

链状二萜双环二萜三环二萜四环二萜

五、二倍半萜

单萜定义：

骨架由2个异戊二烯单位构成，含10个C原子的化

合物。

链状单萜中比较重要的化合物是一些含氧衍生物，

240环烯醚萜

环烯醚萜的理化性质：

1.性状：

环烯醚萜苷和裂环环烯醚萜苷大多数为白色晶体或

粉末，多具旋光性，味苦。

2.溶解性：

环烯醚萜苷类易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮、

正丁醇，难溶于三氯甲烷、乙醚等有机溶剂。

3.环烯醚萜苷易被水解，生成的苷元为半缩醛结构，其化学性质活泼：

（1）苷元容易进一步聚合或分解。

（2）苷元遇酸、碱、羰基化合物和氨基酸等都能变色。

（3）苷元溶于冰乙酸中，加少量铜离子，加热显蓝色。

4.环烯醚萜多能产生吡喃衍生物的特征颜色反应，如：

车叶草苷与Shear试剂（浓盐酸:

苯胺=1:

15）反应，产生黄色→棕色→深绿色。

5.环烯醚萜苷分子中的环烯醚结构的双键性质活泼，在冷甲醇中。

易与溴发生反应，生成溴及甲氧基加成物。

青蒿素单环倍半萜

穿心莲内酯银杏内脂放防己内酯双环二萜

雷公藤甲素紫杉醇三环二萜

第3节萜类化合物的理化性质

256羰基加成反应

吉拉德试剂加成：

羰基与吉拉德试剂（Girard试剂，带有季铵基团的酰

肼）反应，使亲脂性的羰基转变为亲水性的加成产物。

第六节挥发油

264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。

组成与分类：

萜类化合物芳香族化合物脂肪族化合物其他类化合物

1.萜类化合物：

主要是单萜、倍半萜和它们含氧衍生物，

而且含氧衍生物多半是生物活性较强或具有芳香气味的主

要组成成分。

2.芳香族化合物：

在挥发油中，芳香族化合物仅次于萜类，

存在也相当广泛。

3.脂肪族化合物：

一些小分子的脂肪族化合物（例如：

烷、醇、醛、酮及酸等）在挥发油中常存在

4.其他类化合物：

一些挥发油样物质，也能随水蒸气蒸馏，也称为“挥发油”。

芥子油、挥发杏仁油、

267挥发性：

挥发油在常温下可自行挥发而不留任何痕迹，这是挥发油与脂肪油的本质区别。

2.硝酸银-柱色谱/硝酸银-TLC

五、挥发油的鉴定

二）化学常数的测定

酸值、酯值和皂化值是重要的化学常数，标志着质量。

第七章三萜及其苷类

第三节四环三萜的结构类型

283四环三萜：

达玛烷型、羊毛脂烷型、甘遂烷型、环阿屯烷型、楝烷型由26个c组成、葫芦烷型

达玛烷型1.人参皂苷酸枣仁皂苷元/A/B枣皂苷ⅠⅡⅢ

环阿屯烷型：

中药黄氏黄氏苷I

楝烷型26个碳

第4节五环三萜的结构类型

五环三萜：

齐墩果烷型、乌苏烷型、羽扇豆烷型、木栓烷型

齐墩果烷型;甘草次酸和甘草酸柴胡,柴胡皂苷a、d等是柴胡的主要成分中药商陆中药远志

乌苏烷型：

地榆枇杷

羽扇豆烷型：

白头翁

第5节理化性质

302三萜化合物的颜色反应

溶血作用皂苷的水溶液大多数能破坏红血球而有溶血作用：

若将其水溶液注射入静脉中，毒性极大，低浓度水溶液就能产生溶血作用。

皂苷溶血作用机理：

多数皂苷能与胆甾醇（cholesterol）结合生成不溶性的分子复合物。

当皂苷水溶液与红细胞接触时，红细胞外膜上的胆甾醇与皂苷结合，生成不溶于水的复合物沉淀，破坏了血红细胞的正常渗透，使细胞内渗透压增加而发生崩解，从而导致溶血现象。

沉淀反应;皂苷的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀。

第八章甾体及其苷类

第一节

了解。

甾体化合物（甾体母核）的颜色反应：

反应原理:

与三萜化合物相似。

1.Libermann-Burchard反应（醋酐-浓硫酸反应）

样品/冰醋酸红→紫→蓝→绿→污绿→褪色

2.Salkowski反应（氯仿-浓硫酸反应）

样品/氯仿+浓硫酸→氯仿层显红或青色，硫酸层显绿色荧光

3.Rosenheim反应（三氯醋酸/乙醇溶液反应）

样品+25%三氯醋酸/乙醇→红或紫色

强心苷+25%三氯醋酸/乙醇和3%氯胺T→UV下显黄绿色、蓝色、灰蓝色荧光（可用于毛地黄强心苷的区别）

可用氧化苯甲酰、次氯酸钠、过氧化氢等代替氯胺T

4.三氯化锑或五氯化锑反应

样品/醇溶液+20%三氯化锑（五氯化锑）/氯仿→黄色、灰蓝色、紫色斑点

概述

第2节强心苷类

328定义：

强心苷（cardiacglycosides）是存在于植物中、具有强心作用的甾体苷类化合物

★强心苷的命名：

甲型强心苷以强心甾为母核命名。

乙型强心苷元则以海葱甾或蟾酥甾为母核命名。

2.糖部分：

强心苷中糖均与苷元3-OH结合形成苷，可多至5个单元，以直链连接。

（1）六碳醛糖、6-去氧糖、6-去氧糖甲醚、五碳醛糖等。

（个别糖基上还可能连有乙酰基和氨基）

2）2,6-二去氧糖、2,6-二去氧糖甲醚（仅存在于强心苷中）。

330G-毒毛旋花子苷：

并作为测定强心苷生物效价的标准品。

强心苷的理化性质C17内酯环的异构化C17β-内酯，在二甲基甲酰胺（DMF）中，与甲苯磺酸钠（NaOTs）和醋酸钠110℃加热24h，可异构化为17?

-内酯构型。

（了解）

335苷键的水解（了解）

显色反应

强心苷颜色反应的来源：

甾体母核，不饱和内酯环，2-去氧糖

由于不饱和内酯环产生的反应

反应名称

试剂

颜色

λmax（nm）

Legal反应

亚硝酰铁氰化钠

深红或蓝

470

Kedde反应

3,5-二硝基苯甲酸

深红或红

590

Raymond反应

间二硝基苯

紫红或蓝

620

Baljet反应

苦味酸

橙或橙红

490

反应原理：

甲型强心苷17-侧链上的不饱和五元内酯环，在碱性溶液中，双键转位能形成活性次甲基，从而能够与某些试剂反应而显色。

乙型强心苷无此类反应。

336由2-去氧糖产生的反应

反应名称

试剂

实验现象

Keller-Kiliani反应

Fe3+/浓硫酸

乙酸层蓝色/蓝绿色

对二甲氨基苯甲醛反应

对二甲氨基苯甲醛试剂

灰红色

占吨氢醇反应

占吨氢醇试剂

红色

过碘酸-对硝基苯胺反应

过碘酸/对硝基苯胺

黄色

第3节甾体皂苷

甾体皂苷的化学结构和实例

一）结构分类

甾体皂苷的皂苷元基本骨架属于螺甾烷的衍生物，根据C-25的构型和环F的环合状态，分为四种类型：

结构类型

C25的构型

螺甾烷醇类

S构型

异螺甾烷醇类

R构型

呋甾烷醇类

F环为开链衍生物

变形螺甾烷醇类

F环为五元四氢呋喃环

351F环裂解的双糖链皂苷性质：

（呋甾烷醇类）

1.显色反应：

E试剂——盐酸二甲氨基苯甲醛试剂（Ehrlich）显红色

A试剂——茴香醛（Anisaldehyde）显黄色

（F环闭环的单糖链皂苷和螺旋甾烷衍生皂苷元，只对A试剂显黄色。

对E试剂不显色）

F环裂解的双糖链皂苷性质：

2.不具有某些皂苷的通性

1）没有溶血性2）不能与胆甾醇形成复合物

3）没有抗菌活性

353甾体皂苷在无水条件下，欲某些酸亦可以与三萜皂苷相类似的显色反应颜色反应（皂苷/元的通性）

醋酐-浓硫酸反应：

甾体皂苷最后出现绿色↔三萜皂苷最后出现红色

三氯醋酸反应：

甾体皂苷加热至60℃显色↔三萜皂苷加热至100℃显色

孕甾烷的两种构型

天然植物甾醇有4种构型：

谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜子甾醇。

第九章生物碱

375准确定义：

生物碱是含负氧化态氮原子、存在于生物有机体中的非初级代谢产物的一类化合物。

生物碱的存在形式（简答题）

生物碱在植物体中少数以游离型存在，绝大多数以盐的形式存在。

根据氮原子所处的状态主要分为6类：

1游离碱类：

少数碱性弱的生物碱。

盐类：

绝大多数生物碱以盐的形式存在。

主要的有机酸：

枸橼酸、酒石酸、主要的无机酸：

硫酸、盐酸等。

3.酰胺类：

4.N-氧化物类：

5.氮杂缩醛类：

6.其他类：

少数生物碱以亚胺、烯胺、苷、季铵碱、酯形式存在。

377生物碱的分类主要有三种方法：

（了解）

①按植物来源分类

鸦片生物碱、乌头生物碱、三尖杉生物碱、麻黄生物碱

②化学分类（氮原子存在的基本母核）

异喹啉类生物、吲哚类生物碱、萜类生物碱

③生源结合化学分类（主要）

生物碱的生源主要有两个途径：

一是来源于氨基酸途径，二是来源于甲戊二羟酸途径。

（来源于鸟氨酸的吡咯生物碱、来源于赖氨酸的吲哚里西啶类生物碱）

生物碱的碱性来源

（一）生物碱碱性的来源

分子中具有氮原子，氮原子上具有孤电子对，为电子的给与体，能接受质子，故而显碱性。

生物碱碱性强度的表示方法

为统一酸碱强度标准，碱性强度用pKa值表示。

◆碱性强度与pKa值关系：

pKa＜2（极弱碱）、pKa2～7（弱碱）、pKa7～12（中强碱）、pKa＞12（强碱）

◆碱性基团的pKa值大小顺序一般是：

胍基[-NH（C=NH）NH2]＞季铵碱＞脂肪（杂）胺＞芳香（杂）胺＞酰胺基

397三）生物碱碱性强弱与分子结构的关系

1.氮原子的杂化方式

电子效应2.诱导效应3.诱导-场效应4.共轭效应

5.空间效应6.分子内氢键形成

1.氮原子的杂化方式：

氮原子的孤电子对在形成有机胺分子时，杂化方式有三种：

即SP、SP2和SP3，P电子比例越大，越容易供给电子，碱性增强。

碱性强弱顺序为SP3＞SP2＞SP。

（1）诱导效应

供电基团使氮原子上电子云密度增大，碱性增强；供电基团：

烷基

共轭效应分子中氮原子孤电子对成P

-π共轭体系时，通常情况下，碱性减弱。

立体条件：

二者的p-电子轴共面P

-π共轭体系三种类型:

苯胺型、烯胺型和酰胺型。

苯胺型

氮原子上孤电子对与苯环π-电子成P

-π共轭体系

2）烯胺型

1.叔烯胺（R，Rˊ为烷基），形成季铵，碱性较强；

2.叔烯胺，N原子在桥头，不能形成季铵，双键只起诱导作用。

酰胺型

分子中氮孤电子对与酰胺羰基成P

-π共轭体系碱性很弱，几乎呈中性。

空间效应

N原子附近如果存在取代基，会阻碍N原子接受质子，使其碱性降低。

分子内氢键形成

一般地，形成分子内氢键，使其（形成季铵盐）更稳定，碱性增强。

碱性强弱规律总结：

1.碱性基团的碱性强弱规律：

供电效应、形成分子内氢键（N-H）→碱性增强

吸电效应、共轭效应、共轭-场效应、空间效应→碱性减弱

2.两种效应共存时：

空间效应和诱导效应共存，空间效应占主导地位

诱导效应和共轭效应共存，共轭效应占主导地位

402生物碱的检识

生物碱的检识、分离及结构鉴定，最常用的是沉淀反应和显色反应。

沉淀反应的条件

A.反应需要在酸水中进行，在稀醇或脂溶性溶剂中时，含水量需要大于50%。

B.苦味酸试剂和三硝基间苯二酚试剂也可在中性条件下进行。

402生物碱的检识假阳性反应排除方法：

除掉方法：

将酸水提取液碱化，以氯仿萃取，分取氯仿层，再用酸水萃取氯仿层，此酸水层除去了上述水溶性干扰物质，可作为沉淀反应用溶液。

改良的碘化铋钾常用于色谱显色剂。

三）亲脂性有机溶剂提取法

常用亲脂性溶剂：

三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、甲苯等。

四）水溶性生物碱的提取

三种方法：

沉淀法（雷氏铵盐法、盐析法）、溶剂法、大孔吸附树脂

1.沉淀法：

（1）雷氏铵盐沉淀法

（2）盐析法

410生物碱的分离

五）利用色谱法分离

1.离子交换树脂法（阳离子交换树脂）

2.吸附色谱法分离

3.分配色谱法