天然藥物化學--林大都1Noexcuse!2第一章緒論3人參45

天然藥物化學是應用現(xiàn)代理論、方法與技術研究天然藥物中化學成分的一門學科。6Chemistryofnaturaldrugs天然藥物化學研究流程圖提取總提取物初步分離中藥(品種鑒定，查閱資料)結構鑒定層析分離8相關術語有效成分和無效成分的劃分有效成分與無效成分的劃分是相對的、發(fā)展的A.不同類型成分在不同天然藥物中作用不同：鞣質(zhì)。B.原來視為無效成分，可能成為有效成分：豬苓多糖。C.過去視為有效成分，被修正、完善：麝香抗炎成分麝香酮→→多肽D.加工、代謝等過程，可轉化非活性成分為活性成分。91闡明中藥的藥效物質(zhì)基礎。

中藥治病的物質(zhì)基礎是化學成分，天然藥物化學能夠闡明中藥產(chǎn)生功效的究竟是什么成分，為探索中藥防治疾病的原理提供科學依據(jù)。同時能夠促進中藥藥性理論研究的深入和闡明中藥炮制的原理。

學習天然藥物化學的意義麻黃發(fā)汗散寒平喘利水揮發(fā)油成分α-松油醇麻黃堿和去甲麻黃堿偽麻黃堿研究發(fā)現(xiàn)，辛味藥大多數(shù)含有揮發(fā)性成分，如麻黃、桂枝、細辛等，均有發(fā)汗解熱作用。11經(jīng)天化的研究表明，黃芩在冷水浸泡過程中，黃芩苷被酶水解成黃芩素，后者不穩(wěn)定易氧化成醌類化合物而顯綠色，導致抑菌活性降低。因此，認為黃芩應以北方的蒸或用沸水略煮的方法進行炮制。黃芩炮制南方：冷水泡北方：熱水煮酶水解變綠(淡黃芩)仍保持黃色黃芩苷黃芩素（黃色）醌類（綠色）122開發(fā)新藥。

（1）

直接從天然藥物中發(fā)現(xiàn)新藥

學習天然藥物化學的意義13(2)以天然藥物中活性成分為先導化合物開發(fā)新藥141949-1981年我國共研制新藥104種。天然藥物中活性成分和結構修飾物61種占58.6％；創(chuàng)制新藥64種天然藥物中活性成分18種另外還有一些結構修飾物如蒿甲醚，β-甲基地高辛，溴化異丙東莨菪堿等。(3)從有效部位中開發(fā)二類中藥新藥天然藥物化學在新藥研發(fā)中的地位有效部位或有效成分天然藥物化學藥理作用有效部位或有效成分藥理學天然藥物化學在新藥研發(fā)中的地位天然藥物化學藥理作用一定的劑型有效部位或有效成分藥理學藥劑學天然藥物化學在新藥研發(fā)中的地位天然藥物化學藥理作用一定的劑型質(zhì)量標準有效部位或有效成分藥理學藥物分析學天然藥物化學在新藥研發(fā)中的地位天然藥物化學藥劑學藥理作用一定的劑型質(zhì)量標準有效部位或有效成分藥理學藥劑學藥物分析學臨床前新藥天然藥物化學在新藥研發(fā)中的地位天然藥物化學本學科的發(fā)展history：我國是最早進行天然藥物化學研究的國家1769年瑞典化學家，藥師K.W.Schelle酒石

鈣鹽酒石酸(苯甲酸,蘋果酸,乳酸,沒食子酸等)H2SO4(酒石酸氫鉀)1575年《醫(yī)學入門》(李挺著)，《本草綱目》五倍子沒食子酸1711年《集驗方》（李遵著）樟腦的制備方法，由馬可勃羅將這一方法傳到西方20Atpresent:現(xiàn)代科學技術的進步促使天然藥物化學學科迅速發(fā)展

各種波譜技術（UV、IR、NMR、MS）和分離技術（制備液相、HPLC、反相填料、分子篩）的飛速發(fā)展，使天然藥化的研究速度大大加快。21

時間發(fā)現(xiàn)的新生物堿1952年以前950個1952-1962年1107個相當于前100年的總數(shù)1962-1972年3443個相當于前10年的3倍1972-1989年6000個蠶蛾醇(bombykol)

10-10ug/ml具有明顯的生物活性；從50萬只雌蠶蛾中得到12mg。技術的進步使得內(nèi)源性生物活性成分、微量成分、水溶性及高分子化合物（多糖）的研究得以進行。2223Future:由單純化學研究向生物活性成分研究轉變，更注重以活性為指標追蹤有效成分的分離。從單味藥研究向中藥復方研究轉變。更注重多學科的密切配合（如藥理學、藥代動力學、分子生物學等）。對海洋生物的研究是一新熱點。研究熱點向微量、水溶性、大分子成分轉變活性篩選由整體動物向分子水平、基因水平轉變。24實驗是天然藥物化學課程學習的重要組成部分。水溶性成分水、醇共溶成分醇、脂共溶成分脂溶性成分單糖及低聚糖生物堿鹽游離生物堿油脂淀粉苷苷元（黃酮、醌、香豆素……）蠟黏液質(zhì)水溶性色素脂溶性色素氨基酸鞣質(zhì)揮發(fā)油蛋白質(zhì)水溶性有機酸非水溶性有機酸無機成分樹脂第二章天然藥物化學成分一般提取方法提取方法溶劑提取法煎煮法浸漬法滲漉法回流提取法連續(xù)回流提取法超聲提取法微波提取法超臨界流體萃取法水蒸氣蒸餾法升華法25細胞有效成分溶劑溶劑提取原理示意圖1溶劑提取法（最常用）

261溶劑提取法（1）選擇溶劑考慮因素：溶劑盡可能多地溶出有效成分,雜質(zhì)少溶或不溶；有效成分、雜質(zhì)、溶劑的極性：相似相溶原理；溶劑的安全性、價廉易得、回收方便等。271溶劑提取法（2）常見溶劑極性與介電常數(shù)ε有關，介電常數(shù)越大，極性越大常用溶劑的極性大小順序排列如下：石油醚＜苯＜無水乙醚＜氯仿＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水*藍色為：親脂性有機溶劑；紅色為：親水性有機溶劑28291溶劑提取法（3）影響溶劑提取效率的因素溶劑方法粉碎度溫度時間濃度差301溶劑提取法（4）提取方法①浸漬法：藥材+溶劑→浸泡（冷/溫）→提取物適于熱不穩(wěn)定成分或含大量淀粉、膠類等多糖成分的藥材。缺點：提取時間長，出膏率低，水浸液易霉變。31②滲漉法：是將藥材粗粉置滲漉裝置中，連續(xù)添加溶劑使?jié)B過藥粉，自上而下流動，浸出有效成分的一種動態(tài)浸提方法。連續(xù)滲漉裝置缺點：消耗溶劑量大，費時長、操作麻煩32③煎煮法：水加熱煮沸提取。不適于揮發(fā)性成分或遇熱易分解成分的提取。④回流提取法：易揮發(fā)有機試劑加熱回流提取藥材。不適于熱不穩(wěn)定成分提取，溶劑耗量大，操作繁瑣。⑤連續(xù)回流提取法：較回流提取法溶劑耗量小，操作簡單，常用索氏提取器。不適于熱不穩(wěn)定成分提取。3334⑥超聲提取法其基本原理是利用超聲波的空化作用，破壞植物藥材的細胞，使溶劑易于滲入細胞內(nèi)，同時超聲波的許多次級作用，如機械運動、乳化、擴散、擊碎、化學效應等也能加速細胞內(nèi)有效成分的擴散、釋放和溶解，促進提取的快速進行。⑥超聲提取法與常規(guī)提取法相比，具有適用于各種溶劑，提取速度快，方法簡單，產(chǎn)率高，無需加熱等優(yōu)點，容器壁厚薄要求較高。超聲提取對一些遇熱不穩(wěn)定成分的提取尤為適宜。35362水蒸氣蒸餾法適用于揮發(fā)性的、能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞、且難溶或不溶于水的成分。揮發(fā)油多用此法。3738加熱393超臨界流體萃取法Supercriticalfluidextraction-SFE是一種集提取和分離一體，又基本上不用有機溶劑的新技術。超臨界流體：是處于臨界溫度和臨界壓力以上，介于氣體和液體之間的流體。如：CO2（最常用）、N2O、乙烷、氨等。4041密度與液體相似，粘度與氣體相近，擴散系數(shù)比液體大100倍。物質(zhì)的溶解與溶劑的密度、擴散系數(shù)呈正比，與粘度成反比。超臨界流體的性質(zhì)4243在接近室溫下提取，防止氧化熱解；萃取過程中幾乎不用到有機溶劑，萃取物中無有機溶劑殘留，對環(huán)境無公害；提取效率高，節(jié)約能耗；工藝技術要求高，設備費用投資比較大。SFE的優(yōu)缺點44進水出水常壓升華裝置4升華法（1）滲漉法:

熱敏性成分、多糖豐富的藥材（2）浸漬法：熱敏性成分、提取效率高（3）煎煮法：不易被水、熱破壞的成分（4）回流法：提取脂溶性成分（5）索氏提取法：省溶劑，時間長成分易破壞溶劑提取法提取能隨水蒸氣蒸餾且不溶于水的成分揮發(fā)性、脂溶性、熱敏性、易氧化成分適合各種溶劑，提取熱敏性成分水蒸氣蒸餾法：超臨界提取法：超聲波提取法：提取方法小結水親水性有機溶劑親脂性有機溶劑按極性不同石油醚＜四氯化碳＜苯＜氯仿＜乙醚＜乙酸乙酯＜正丁醇＜丙酮＜乙醇＜甲醇＜水選擇溶劑的原則：相似相溶溶劑小結萃取苷類、大極性有機成分第三章天然藥物化學成分

分離方法提取液的濃縮4849旋轉蒸發(fā)儀真空泵冷卻泵50過濾蒸發(fā)萃取經(jīng)典的分離方法51

分離的本質(zhì)——差異

不論混合物是固體、液體還是氣體，其所含的各種成分仍然保持原有的理化特性。分離的本質(zhì)是利用混合物中不同成分之間的物理性質(zhì)差異，達到分離目的。溶解度大小分配系數(shù)不同吸附性大小分子大小解離程度不同差異分離方法1.根據(jù)溶解度差別進行分離1.1結晶法（純化時常用）結晶和重結晶操作：提取或分離物↓溶于合適的溶劑，加熱成飽和溶液，過濾

溶液↓放置（冷藏）析晶，過濾

粗結晶↓重復上述操作（重結晶）

結晶531.2沉淀法：a、溶劑沉淀法：改變極性，如水提醇沉法b、酸堿沉淀法：改變pH，處理酸、堿、兩性成分；c、沉淀試劑：如鉛鹽沉淀法，酸性、酚性成分加中性PbAc2，形成沉淀。如果在含糖或蛋白質(zhì)的水提液中分次加入乙醇，使含醇量逐步達到80％以上，則難溶于乙醇的成分如蛋白質(zhì)、淀粉、樹膠、粘液質(zhì)等被逐級沉淀析出。a．溶劑沉淀法在天然藥物化學成分分離中的應用。水提醇沉法難溶于水的游離生物堿遇酸生成生物堿鹽而溶于水，再加堿堿化，又能重新游離使水溶性降低而形成沉淀析出；——————————————

酸溶堿沉法一些具有酚羥基而又難溶于水的黃酮類化合物，加堿水液可成鹽溶解，經(jīng)酸化后又可游離析出沉淀，借以提純，去除雜質(zhì)。————————堿溶酸沉法b．酸堿沉淀法在天然藥物化學成分分離中的應用。中性醋酸鉛能與具有羧基、鄰二酚羥基的酸性或酚性物質(zhì)生成不溶性鉛鹽，常用于沉淀天然藥物成分中的有機酸、蛋白質(zhì)、氨基酸、粘液質(zhì)、鞣質(zhì)、樹脂、酸性皂苷、部分黃酮苷、蒽醌苷、香豆素苷和某些色素等等。c．鉛鹽沉淀法往提取液中加入一種與其互不相溶的溶劑配成兩相溶劑系統(tǒng)，利用混合物中各種成分分配系數(shù)的差異而將所需成分萃取出來的分離方法。2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進行分離2.1影響分離的因素①分離因子β，分配系數(shù)KK=CU/CL,（CU,CL為被分離物質(zhì)在上相和下相中濃度）β=KA/KBKA>KB根據(jù)β值的大小可決定分離采用的方法:β≥100，簡單的一次萃取，可基本分離.100>β≥10，10-12次萃取，CCD法。β≤2，100次以上萃取，DCCC法。2.根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進行分離②pH值對于酸性、堿性、兩性化合物，pH值可改變它們的存在狀態(tài)（游離型和解離型），分配比受pH值的影響，因為602.2系統(tǒng)溶劑萃取法（粗分）

將總提物分散于水中，依次用石油醚或環(huán)己烷、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇萃取，分別得到相應極性的成分。注意：防止乳化。破壞乳化的方法1）加熱2）將乳化層抽濾3）長時間放置4）加電解質(zhì)（NaCl）…………——P26

2.2酸堿性成分的分離——pH-梯度萃取法

按酸堿性強弱不同分離酸性、堿性、中性物質(zhì)，改變pH值使酸堿成分呈不同狀態(tài)。2.3逆流分溶法、液滴逆流色譜、高速逆流色譜

強酸中強酸弱酸依次萃取NaHCO3Na2CO3NaOH得到強酸中強酸弱酸2.4液-液分配柱色譜①正相色譜：固定相極性大，如水、緩沖液等；流動相極性小，如氯仿、乙酸乙酯等。載體：硅膠（含水可達17%），硅藻土，纖維素等。分離極性大或水溶性成分，如苷類、糖、生物堿等。

洗脫順序：極性小的物質(zhì)先被洗脫出來。2.4液-液分配柱色譜②反相色譜：固定相極性小于流動相。如：HPLC反相柱，反相板。固定相：硅膠硅醇基結合烷基，如RP-2，RP-8，RP-18。親脂性：RP-18>RP-8>RP-2。流動相(洗脫劑)：MeOH-H2O，CH3CN-H2O洗脫順序：分離脂溶性的成分，極性大者先洗脫下來。

3.1吸附分類：物理吸附：無選擇性的吸附，吸附－解析發(fā)生迅速。吸附劑如硅膠、氧化鋁、活性炭等；化學吸附：不可逆性。如堿性氧化鋁對酚酸性成分的吸附，硅膠對生物堿的吸附等。半化學吸附：聚酰胺對酚酸類、醌類的氫鍵吸附。3.

根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離——吸附色譜法重點吸附原理：相似相吸影響吸附過程的三要素：吸附劑（固定相），溶質(zhì)（被分離物質(zhì)），溶劑（洗脫劑，展開劑，流動相）3.2硅膠、氧化鋁：

極性吸附劑：載樣量大，吸附力強

硅膠：應用最廣，適用于各類成分分離

氧化鋁：有中性、酸性、堿性氧化鋁。堿性氧化鋁不適合于分離酸性成分，多用于分離生物堿。層析分離3.2硅膠、氧化鋁：①被分離物質(zhì)吸附力與結構的關系被分離物質(zhì)極性大，吸附力強，Rf值小，洗脫難，后被洗脫下來。官能團極性大小排列順序：-COOH>Ar-OH>R-OH>R-NH2,RNHR',RNR'R">R-CO-NR'R">RCHO>RCOR'>RCOOR'>ROR'>RH②溶劑(洗脫劑)的極性與洗脫力的關系洗脫劑極性越大,洗脫力越強.

練習:從黃花夾竹桃果仁中分離到七種強心苷成分,比較極性大小和硅膠柱上洗脫順序.名稱RR’黃夾苷ACHO(D-Glc)2黃夾苷BCH3(D-Glc)2黃夾次苷ACHOH黃夾次苷BCH3H黃夾次苷CCH2OHH黃夾次苷DCOOHH單乙酰黃夾次苷BCH3H單乙酰黃夾次苷BR”=COCH3,其它R”=H答案：1.極性大小：黃夾苷A＞黃夾苷B＞次苷D＞次苷C＞次苷A＞次苷B＞單乙酰B2.硅膠柱上的出柱順序：后先練習:某植物中分得3個黃酮化合物，結構如下,比較它們的極性大小及在硅膠TLC上的Rf值大小順序.A:R1=R2=HB:R1=H,R2=RhamC:R1=Glc,R2=Rham極性大小:SiO2-TLCRf:極性大小:C>B>ASiO2-TLCRf:A>B>C答案：3.3

聚酰胺(Polyamide)是由己酰胺聚合成的一類高分子化合物。分離原理：主要通過酰胺鍵與酚羥基、酸、醌等形成氫鍵，產(chǎn)生吸附作用。吸附力取決于形成氫鍵締合的能力。②溶劑的洗脫能力

水<含水醇<醇<丙酮<NaOH/H2O<甲酰胺<二甲基甲酰胺<尿素/H2O

3.4大孔吸附樹脂(macro-reticularresin)①組成:苯乙烯，二乙烯苯和致孔劑②分離原理：吸附(范德華力和氫鍵)和分子篩作用(多孔性結構)

3.4大孔吸附樹脂③洗脫劑:H2O及不同比例的含水醇。洗脫分離:H2O洗:糖,水溶性色素30%EtOH/H2O:極性大的成分50-75%EtOH:皂苷類95%EtOH:極性小成分

④應用:除去多糖、水溶性色素；富集苷類成分4根據(jù)物質(zhì)離解程度不同進行分離—離子交換法固定相：離子交換樹脂（聚苯乙烯高分子化合物，引