天然產(chǎn)物化學(xué)緒論ppt課件

1、天天 然然 產(chǎn)產(chǎn) 物物 化化 學(xué)學(xué)Natural Products Chemistry劉湘 汪秋安 編著 考核方式：課堂表現(xiàn)+考勤+平常作業(yè)第一章第一章 緒論緒論第二章第二章 糖苷類化合物糖苷類化合物第三章第三章 生物堿類化合物生物堿類化合物第四章第四章 黃酮類化合物黃酮類化合物第五章第五章 萜類化合物萜類化合物第一章第一章 緒緒 論論 以各類生物為研討對象，以有機化學(xué)為根底，以化學(xué)和物理方以各類生物為研討對象，以有機化學(xué)為根底，以化學(xué)和物理方法為手段，研討生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分別、構(gòu)造、功能、生物法為手段，研討生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分別、構(gòu)造、功能、生物合成，化學(xué)合成與修飾及其用途的一

2、門科學(xué)，是生物資源開發(fā)利用的合成，化學(xué)合成與修飾及其用途的一門科學(xué)，是生物資源開發(fā)利用的根底研討。根底研討。什么是天然產(chǎn)物化學(xué)？什么是天然產(chǎn)物化學(xué)？研討內(nèi)容：研討內(nèi)容：生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分別、構(gòu)造及功能生物二次代謝產(chǎn)物的提取、分別、構(gòu)造及功能 這些是植物生存不可短少的物質(zhì)，這些是植物生存不可短少的物質(zhì)，該過程存在于一切的綠色植物中，稱為該過程存在于一切的綠色植物中，稱為一次代謝過程，產(chǎn)生的物質(zhì)稱為一次代一次代謝過程，產(chǎn)生的物質(zhì)稱為一次代謝產(chǎn)物。謝產(chǎn)物。1 1一次代謝：一次代謝：二氧化碳、水二氧化碳、水各種代謝各種代謝糖和氧氣糖和氧氣糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸光協(xié)作用光協(xié)

3、作用 這些物質(zhì)對植物生命活動不起主要這些物質(zhì)對植物生命活動不起主要作用，該過程不是存在一切的綠色植物作用，該過程不是存在一切的綠色植物中，產(chǎn)生的生物堿、萜類等化合物稱為中，產(chǎn)生的生物堿、萜類等化合物稱為二次代謝產(chǎn)物。二次代謝產(chǎn)物。2二次代謝：一次代謝產(chǎn)物一次代謝產(chǎn)物生物堿、萜類、黃酮、蒽醌等生物堿、萜類、黃酮、蒽醌等特定條件特定條件天然產(chǎn)物化學(xué)與藥物開發(fā)天然產(chǎn)物化學(xué)與藥物開發(fā)天然產(chǎn)物研討的開展史天然產(chǎn)物研討的開展史1 1、17691769年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分別出酒石酸。年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分別出酒石酸。 苯甲酸苯甲酸 17751775、乳酸、乳酸17851785、沒食子酸、沒食子酸178

4、61786等有機酸類物質(zhì)。等有機酸類物質(zhì)。2 2、明代李延的、明代李延的 15751575中記載了用發(fā)中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。3 3、 卷卷3434下詳盡記載了用升華法等制備、下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至純化樟腦的過程。歐洲直至1818世紀(jì)下半葉才提出世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。了樟腦的純品。l嗎啡是鴉片中最主嗎啡是鴉片中最主要的生物堿要的生物堿( (含量約含量約10-15%)10-15%)，18061806年法年法國化學(xué)家國化學(xué)家FF澤爾蒂澤爾蒂納初次從鴉片中分納初次從鴉片中分別出來。別出來。OOOO O青蒿素

5、治療瘧疾OOOHOCOOOCOCH3HCH3COOHOHHCHCCOOHNHCO紫杉醇抗腫瘤紅豆杉Taxus chineseHNNH2O石杉堿甲治老年性癡呆蛇足石杉蛇足石杉(千層塔千層塔) OOOOOOHOR2H3CR1OR3tBu銀杏內(nèi)酯，治療血小板活化因子引起的休克狀妨礙。 阿司匹林阿司匹林乙酰水楊酸乙酰水楊酸 人們對阿司匹林的認(rèn)識可追溯人們對阿司匹林的認(rèn)識可追溯到古埃及法老時代。當(dāng)時，經(jīng)過浸到古埃及法老時代。當(dāng)時，經(jīng)過浸泡柳樹皮獲取了一種物質(zhì)，哥倫布泡柳樹皮獲取了一種物質(zhì)，哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸之前，美洲人經(jīng)常運用發(fā)現(xiàn)新大陸之前，美洲人經(jīng)常運用金雞納樹的樹皮作鎮(zhèn)痛藥。西班牙金雞納樹的樹皮作鎮(zhèn)痛

6、藥。西班牙人來到那里以后發(fā)現(xiàn)這種樹的樹皮人來到那里以后發(fā)現(xiàn)這種樹的樹皮還可以降低病人的體溫。還可以降低病人的體溫。 1800 1800年，人們才從柳樹皮中提年，人們才從柳樹皮中提煉出了具有解熱鎮(zhèn)痛作用的有效成煉出了具有解熱鎮(zhèn)痛作用的有效成分分水楊酸水楊酸 1898 1898年，德國化學(xué)家霍夫曼年，德國化學(xué)家霍夫曼用水楊酸與醋酐反響，合成了用水楊酸與醋酐反響，合成了乙酰水楊酸乙酰水楊酸 。18991899年，德國拜年，德國拜仁藥廠正式消費這種藥品，取仁藥廠正式消費這種藥品，取商品名為商品名為Aspirin Aspirin 解熱鎮(zhèn)痛藥，用于治療傷解熱鎮(zhèn)痛藥，用于治療傷風(fēng)、感冒、頭痛、發(fā)燒、神經(jīng)風(fēng)、

7、感冒、頭痛、發(fā)燒、神經(jīng)痛、關(guān)節(jié)痛及風(fēng)濕病等。近年痛、關(guān)節(jié)痛及風(fēng)濕病等。近年來，又證明它具有抑制血小板來，又證明它具有抑制血小板凝聚的作用，其治療范圍又進凝聚的作用，其治療范圍又進一步擴展到預(yù)防血栓構(gòu)成，治一步擴展到預(yù)防血栓構(gòu)成，治療心血管疾患。療心血管疾患。l2020世紀(jì)：世紀(jì)：l 青霉素青霉素-青霉菌，青霉菌，l 1929 1929年，英國弗萊明發(fā)現(xiàn)。年，英國弗萊明發(fā)現(xiàn)。l 人類治療細(xì)菌性感染的第一個武器。人類治療細(xì)菌性感染的第一個武器。l 是一種高效、低毒、臨床運用廣泛的重要抗生素。是一種高效、低毒、臨床運用廣泛的重要抗生素。l 它的研制勝利大大加強了人類抵抗細(xì)菌性感染的才干，它的研制勝利

8、大大加強了人類抵抗細(xì)菌性感染的才干，帶動了抗生素家族的誕生。帶動了抗生素家族的誕生。先導(dǎo)化合物：先導(dǎo)化合物： 是指具有特征構(gòu)造和生理活是指具有特征構(gòu)造和生理活性并可經(jīng)過構(gòu)造改造優(yōu)化其生理性并可經(jīng)過構(gòu)造改造優(yōu)化其生理活性的化合物?；钚缘幕衔?。l1980-891980-89年統(tǒng)計：從天然產(chǎn)物研討中發(fā)現(xiàn)新的年統(tǒng)計：從天然產(chǎn)物研討中發(fā)現(xiàn)新的化合物已有化合物已有800800多個。多個。l2000-2000-目前：每年研討發(fā)現(xiàn)目前：每年研討發(fā)現(xiàn)10001000多個新的天然多個新的天然化合物。種類更多，運用范圍更廣。化合物。種類更多，運用范圍更廣。 治病治病防病防病健美健美長壽長壽其他領(lǐng)域食品、飲料、化裝

9、品、其他領(lǐng)域食品、飲料、化裝品、牙膏、卷煙等牙膏、卷煙等怎樣學(xué)好天然產(chǎn)物化學(xué)？怎樣學(xué)好天然產(chǎn)物化學(xué)？ 對每一個詳細(xì)的構(gòu)造類型,要掌握下面的主線： 來源 構(gòu)造特點 理化性質(zhì) 提取分別構(gòu)造測定 生物活性 在了解的根底上，用本人的言語來消化和記憶，擅長歸納和總結(jié)，做到觸類旁通，舉一反三；天然產(chǎn)物的提取分別和構(gòu)造鑒天然產(chǎn)物的提取分別和構(gòu)造鑒定定第二節(jié)第二節(jié) 天然藥物活性成分的研討程序天然藥物活性成分的研討程序研究對象提取提取物分離各種純化合物活性篩選活性成分藥效毒性等新藥活性跟蹤分離活性部位活性篩選結(jié)構(gòu)改造活性更強、毒副作用更低的成分提取化學(xué)成分的兩種情況提取化學(xué)成分的兩種情況溶劑法溶劑法 水蒸氣蒸餾

10、法水蒸氣蒸餾法升華法升華法分餾法分餾法沉淀法沉淀法 提取天然產(chǎn)物的常用方法提取天然產(chǎn)物的常用方法一、溶劑法一、溶劑法 根據(jù)類似相溶原那么，按極性化合物易溶于極性溶劑，非極性化合物易溶于非極性溶劑來選擇溶劑。 1.原理：原理： 溶劑提取法是根據(jù)天然產(chǎn)物中溶劑提取法是根據(jù)天然產(chǎn)物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對活性成分溶解度大，對不選用對活性成分溶解度大，對不需求溶出成分溶解度小的溶劑，需求溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分溶解出來的方法。而將有效成分溶解出來的方法。石斛：有一定解熱鎮(zhèn)痛石斛：有一定解熱鎮(zhèn)痛作用，能促進胃液分泌作用，能促進胃液分泌,助消化，有加強新

11、陳代助消化，有加強新陳代謝、抗衰老等作用。謝、抗衰老等作用。 2 2、溶劑提取法、溶劑提取法 浸漬法浸漬法滲漉法滲漉法煎煮法煎煮法回流提取法回流提取法浸漬法：浸漬法是將天然產(chǎn)物粉末或碎塊裝人浸漬法：浸漬法是將天然產(chǎn)物粉末或碎塊裝人適當(dāng)?shù)娜萜髦?，參與適宜的溶劑如乙醇、稀適當(dāng)?shù)娜萜髦校瑓⑴c適宜的溶劑如乙醇、稀醇或水，浸漬藥材以溶出其中成分的方法。醇或水，浸漬藥材以溶出其中成分的方法。滲漉法：滲漉法是將天然產(chǎn)物粉末裝在滲漉器滲漉法：滲漉法是將天然產(chǎn)物粉末裝在滲漉器中，不斷添加新溶劑，使其浸透過藥材，自上而中，不斷添加新溶劑，使其浸透過藥材，自上而下從滲漉器下部流出浸出液的一種浸出方法。下從滲漉器下部

12、流出浸出液的一種浸出方法。煎煮法：煎煮法是我國最早運用的傳統(tǒng)的浸出方煎煮法：煎煮法是我國最早運用的傳統(tǒng)的浸出方法。所用容器普通為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器法。所用容器普通為陶器、砂罐或銅制、搪瓷器皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時最皿，不宜用鐵鍋，以免藥液變色。直火加熱時最好時常攪拌，以免部分藥材受熱太高，容易焦糊。好時常攪拌，以免部分藥材受熱太高，容易焦糊?；亓魈崛》ǎ哼\用有機溶劑加熱提取，需采用回流提取法：運用有機溶劑加熱提取，需采用回流加熱安裝，以免溶劑揮發(fā)損失。此法提取回流加熱安裝，以免溶劑揮發(fā)損失。此法提取效率較冷浸法高，大量消費中多采用延續(xù)提取效率較冷浸法高，大量消費中多采用延

13、續(xù)提取法。法。 二、二、 水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法 適于隨水蒸汽蒸餾而不被破壞的成分。將油層分出后，再以石油醚、乙醚萃取。 此類化合物沸點多在100oC以上；與水不互溶或僅微溶；在100oC有一定的蒸汽壓。液體就開場沸騰，水蒸氣將揮發(fā)性物質(zhì)一并帶出。 例如例如:揮發(fā)油、某些小分子生物堿的提取。揮發(fā)油、某些小分子生物堿的提取。三三 、升華法、升華法 固體蒸汽冷加熱固體茶葉咖啡因樟木樟腦優(yōu)點：簡便易行缺陷：成分分解；焦油狀物不易除去天然產(chǎn)物有效成分的分別與精制天然產(chǎn)物有效成分的分別與精制 根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進展分別 根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配系數(shù)不同進展分別 根據(jù)分子的大小不同進展分別 一、根據(jù)物

14、質(zhì)溶解度差別進展分別一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進展分別 1 1、結(jié)晶、結(jié)晶原理：利用混合物中各成分在溶劑中的溶原理：利用混合物中各成分在溶劑中的溶解度不解度不 同來到達分別提純的目的。同來到達分別提純的目的。結(jié)晶溶劑的選擇：結(jié)晶溶劑的選擇：1 1不與有效成分發(fā)生反響不與有效成分發(fā)生反響2 2對欲結(jié)晶成分的溶解度隨溫度的不同而有明對欲結(jié)晶成分的溶解度隨溫度的不同而有明顯差別。顯差別。3 3對欲去除的雜質(zhì)冷熱時溶解度均大或均小對欲去除的雜質(zhì)冷熱時溶解度均大或均小二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進展分別二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進展分別 一、液一、液-液萃取法液萃取法根本原理根本原理 分配

15、定律分配定律K=CaCb分配系數(shù)a溶劑中物質(zhì)的溶解度b溶劑中物質(zhì)的溶解度利用不同化合物分配系數(shù)的不同，到達分別的目的K相差越大，越易分別3、萃取方式分次萃取 實驗室用分液漏斗，3-4次留意以下幾點：1先用小試管猛烈振搖約1分鐘，察看萃取后二液層分層景象。假設(shè)容易產(chǎn)生乳化，大量提取時要防止猛烈振搖，可延伸萃取時間。2普通萃取34次即可。3 溶劑與水溶液應(yīng)堅持一定量的比例，第一次提取普通為水提取液的1/3，以后的用量可以少一些，普通1/4-1/6。 4、超臨界流體萃取技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù) 超臨界流體萃取是以某一介質(zhì)作為萃取劑，在其臨界溫度和臨界壓力之上的條件下，從液體或固體物料中萃取出待分別的

16、組分的一種方法。 3液液分配色譜柱液液分配色譜柱 將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上,作為固定相,填充在色譜管中,然后參與與固定相不相混溶的另一相溶劑 (流動相)沖洗色譜柱。這樣,物質(zhì)同樣可在兩相溶劑中相對作逆流挪動,在挪動過程中不斷進展動態(tài)分配而得以分別。這種方法稱之為液-液分配柱色譜法。 正相色譜與反相色譜正相色譜與反相色譜三、三、 根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進展分別根據(jù)物質(zhì)分子大小差別進展分別 凝膠過濾法Gel filtration 凝膠過濾法也叫凝膠浸透色譜排祖色譜，是利用分子篩分別物質(zhì)的一種方法。其中所用載體，如葡聚糖凝膠，是在水中不溶、但可膨脹的球形顆粒，具有三維空間的網(wǎng)狀構(gòu)造。出

17、柱順序：出柱順序： 按分子由大到小順序先后流出并得到分別。按分子由大到小順序先后流出并得到分別。 色譜分別方法色譜分別方法薄層層析薄層層析Thin Layer Chromatography, TLC1、原理、原理 吸附、分配吸附、分配2、展開劑 低沸點有機溶劑，選擇原那么同吸附柱層析1化合物構(gòu)造與化合物構(gòu)造與Rf值的關(guān)系值的關(guān)系acRf =ca在色譜中一個化合物所挪動的間隔與溶劑前沿的間隔之比.(0.01Rf0.99) 吸附薄層層析： 化合物極性小，Rf值大 展開劑極性越大，同一化合物Rf值大 假設(shè)大部分斑點近于起始線，闡明溶劑極性太小，應(yīng)加大極性溶劑的比例。某化合物用10ml氯仿作展開劑,薄層色譜后其Rf值很小,接近于起始線,該如何處置? 加大展開劑的極性:改動組成: 如氯仿-丙酮，氯仿-甲醇， 改動配比: 如9:1, 8:2, 5:5(2)展開劑的選擇 不與樣品起化學(xué)反響 對顯色劑無不良影響 組分恒定,不因溫度的變化而變化 被分別物的Rf值在0.05 0.85, 二種成分的Rf值之差大于0.05，以免斑點重疊。鑒定單一化合物Rf值在0.4 0.6，斑點圓而集中，界限明晰，分布適中。 天然藥物活性成分的構(gòu)造研討方法天然藥物活