天然产物化学教案 投课对象202级生物工程学院 授课人林治华 投课单位制药工程系 授课时间203~204二学期
1 天然产物化学教案 授课对象 2002 级生物工程学院 授 课 人 林 治 华 授课单位 制药工程系 授课时间 2003～2004 二学期
天然产物化学教案 重庆工学院生物工程学院制药工程系 天然产物化学为药学专业的专业课,根据教学大纲的要求及学校的安排, 课堂讲课36学时 天然产物化学内容分为总论和各论两部分。总论主要阐述了研究天然药物有 效成分常用的各种色谱分离方法和各种结构鉴定方法。各论是本课程的重点,在 讨论了糖和苷的一般性质和结构研究法基础上,将所有的天然产物按照其结构母 核分为苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷 类、生物碱等七个部分,详细论述了它们的结构特点、理化性质、提取分离和结 构鉴定,并结合生物活性及应用介绍了一些有代表性的化合物。 现将每章节教学的目的要求、教学时数、教学重点和难点、思考题等方面的 内容具体安排如下:
2 天然产物化学教案 重庆工学院生物工程学院制药工程系 天然产物化学为药学专业的专业课，根据教学大纲的要求及学校的安排， 课堂讲课 36 学时。 天然产物化学内容分为总论和各论两部分。总论主要阐述了研究天然药物有 效成分常用的各种色谱分离方法和各种结构鉴定方法。各论是本课程的重点，在 讨论了糖和苷的一般性质和结构研究法基础上，将所有的天然产物按照其结构母 核分为苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷 类、生物碱等七个部分，详细论述了它们的结构特点、理化性质、提取分离和结 构鉴定，并结合生物活性及应用介绍了一些有代表性的化合物。 现将每章节教学的目的要求、教学时数、教学重点和难点、思考题等方面的 内容具体安排如下：
第一章绪论 目的要求: 1.了解天然产物化学的发展及其重要性。 2.掌握研究天然产物的方法:(1)天然产物有效成分的提取、分离方法;(2) 掌握色谱技术中洗脱剂选择的原则;(3)熟悉天然产物结构硏究的主要程序 及主要方法 教学重点和难点:(主要部分) 重点、难点、疑难解析 天然产物化学的含义及研究内容 天然产物是包括了存在于陆生动植物、海洋生物和微生物体内各类物质成 分,甚至还可以包括人与动物体内许多内源性成分(包括天然药物、天然树脂、 天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等)。 天然产物是由各种化学成分所组成的复杂体系。如在陆生植物体内的主要成 分就有:生物碱、萜类、甾体、苷类、黄酮类、蒽醌类、糖类、蛋白质、脂类等 等。不同的天然产物在其组成和含量等方面具有生命体的一般特征,某一相同的 化学成分可能分布于各种不同的天然产物中,同时,不同来源的天然产物,所含 的物质成分及其含量也存在很大的不同 有效成分( active compound)(1)在药理和生物学角度来看是指有生物活 性的物质,这种物质在化学上能用分子式和结构式来表示,并具有一定的物理常 数:(2)在食品领域中,有效成分的范畴可扩展到除生物活性成分、功效成分 之外,如:营养成分、天然食品添加剂成分等。但随着认识水平的提高,有效成
3 第一章 绪 论 目的要求： 1．了解天然产物化学的发展及其重要性。 2．掌握研究天然产物的方法：（1）天然产物有效成分的提取、分离方法；（2） 掌握色谱技术中洗脱剂选择的原则；（3）熟悉天然产物结构研究的主要程序 及主要方法。 教学重点和难点：（主要部分） 重点、难点、疑难解析 一、天然产物化学的含义及研究内容 天然产物是包括了存在于陆生动植物、海洋生物和微生物体内各类物质成 分，甚至还可以包括人与动物体内许多内源性成分（包括天然药物、天然树脂、 天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等）。 天然产物是由各种化学成分所组成的复杂体系。如在陆生植物体内的主要成 分就有：生物碱、萜类、甾体、苷类、黄酮类、蒽醌类、糖类、蛋白质、脂类等 等。不同的天然产物在其组成和含量等方面具有生命体的一般特征，某一相同的 化学成分可能分布于各种不同的天然产物中，同时，不同来源的天然产物，所含 的物质成分及其含量也存在很大的不同。 有效成分（active compound）（1）在药理和生物学角度来看是指有生物活 性的物质，这种物质在化学上能用分子式和结构式来表示，并具有一定的物理常 数；（2）在食品领域中，有效成分的范畴可扩展到除生物活性成分、功效成分 之外，如：营养成分、天然食品添加剂成分等。但随着认识水平的提高，有效成
分也在发生变化(多糖和不饱和脂肪酸在降血脂方面的功效;一些天然色素如叶 黄酸在抗氧化方面的作用等)。 应当强调指出,在中草药及其他天然药物中,真正搞清有效成分的品种是不 多的,更多的只是一些生理活性成分,即经过不同程度药效实验或生物活性实 验,包括体外( in vitro)、体内实验( In vIvo),证明对机体有一定生理活性的 成分。但它不一定是真正代表天然药物临床疗效的有效成分。另外,有效成分或 生理活性成分不能简单而杋械地理解。以氨基酸、蛋白质、多糖类成分为例,在 多数场合均视为无效成分,并在加工过程中应尽量除去;但在鹧鸪菜、天花粉 猪苓等药物中,却分别证实是中药驱虫(鹧鸪菜中的氨基酸)、引产(天花粉中 的蛋白质)及抗肿瘤(猪苓中的多糖)的有效成分。 天然产物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然产物中化学成分的一门 学科。 天然产物研究的发展史 在人类的史前时期,我们的祖先就已经掌握了用动植物制作箭毒的技术。先 民们从各种天然物质中提取药用成分治疗疾病,但在19世纪以前,制药的手段 比较原始。 据国外文献记载,从天然药物中分离其中所含的有机化学成分,始于1769 年舍勒将酒石(酒石酸氢钾)转化为钙盐,再用硫酸分解制得酒石酸(2,3-二-羟基 丁二酸)。后来又用类似的方法从天然产物中得到了苯甲酸(1775)、乳酸 (1785)(2-羟基丙酸)、没食子酸(1786)(倍酸、五倍子酸,化学名:3,4, 5-三羟基苯甲酸)等有机酸类物质。但古代中国早在这之前就有了明确的记载。 例如,明代李延的《医学入门》(1575)中记载了用发酵法从五倍子中得到没食 子酸的过程。《本草纲目》卷39中则有“看药上长起长霜,则药已成矣”的记
4 分也在发生变化（多糖和不饱和脂肪酸在降血脂方面的功效；一些天然色素如叶 黄酸在抗氧化方面的作用等）。 应当强调指出，在中草药及其他天然药物中，真正搞清有效成分的品种是不 多的，更多的只是一些生理活性成分，即经过不同程度药效实验或生物活性实 验，包括体外（in vitro）、体内实验（in vivo），证明对机体有一定生理活性的 成分。但它不一定是真正代表天然药物临床疗效的有效成分。另外，有效成分或 生理活性成分不能简单而机械地理解。以氨基酸、蛋白质、多糖类成分为例，在 多数场合均视为无效成分，并在加工过程中应尽量除去；但在鹧鸪菜、天花粉、 猪苓等药物中，却分别证实是中药驱虫（鹧鸪菜中的氨基酸）、引产（天花粉中 的蛋白质）及抗肿瘤（猪苓中的多糖）的有效成分。 天然产物化学是运用现代科学的理论与方法研究天然产物中化学成分的一门 学科。 二 、天然产物研究的发展史 在人类的史前时期，我们的祖先就已经掌握了用动植物制作箭毒的技术。先 民们从各种天然物质中提取药用成分治疗疾病，但在 19 世纪以前，制药的手段 比较原始。 据国外文献记载，从天然药物中分离其中所含的有机化学成分，始于 1769 年舍勒将酒石（酒石酸氢钾）转化为钙盐，再用硫酸分解制得酒石酸(2,3-二羟基 丁二酸)。后来又用类似的方法从天然产物中得到了苯甲酸（1775）、乳酸 （1785）(2-羟基丙酸)、没食子酸（1786）（倍酸、五倍子酸，化学名：3，4， 5-三羟基苯甲酸）等有机酸类物质。但古代中国早在这之前就有了明确的记载。 例如，明代李延的《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食 子酸的过程。《本草纲目》卷 39 中则有“看药上长起长霜，则药已成矣”的记
载。这里的“生白”、“长霜”均为没食子酸生成之意,是世界上最早制得的有 机酸,比舍勒的发明早了二百年。(黑龙江大庆市中医院目前采用了一项中西医 结合新疗法,在槌声引导穿刺下,将自行研制的“五懵子硬化剂”用于卵巢囊肿的 治疗,迄今共为00多名患者解除了隐疾。据介绍,“五倍子硬化剂”是由五络 子、鸦胆子、元胡等组方而成,经科学提炼形成针剂型。现代药理学研完证实 五倍子具有明显的收敛作用,内含鞣酸能使蛋白沉淀;鴉胆子所含的鸦胆子油, 可破坏赘疣细肫的细肫核;元胡镇痛效果好。多药伍用的结杲,能使豪壁上皮细 胞发生坏死、蒌缩,失去分逊功能,最终达到治疗的目的。)又如樟脑的记载在 中国最早见于1711年洪遵著的《集验方》一书,后由马可波罗传至西方。《本 草纲目》卷34下详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程。但欧洲直至18 世纪下半叶才提出了樟脑的纯品。由此可见,古代中国的医药化学与其它自然科 学一样,在世界上居于领先地位,故有“医药化学源于中国”的高度评价,这是 作为后人的我们应当引以自豪的 从药用动植物中提取活性成分则始于19世纪。第一个被提取的成分是吗啡 碱,于1805年由德国药师塞图尔自鸦片中提取。(纯净吗啡为无色或白色结晶 或粉末,难溶于水,易吸潮。随着杂质含量的増加颜色逐渐加深,粗制吗啡则为 咖啡似的棕褐色粉末。在“金三角”地区,吗啡碱和粗制吗啡又称为黄皮”、“黄 砒”、“1号海洛因等,在非法买卖中,“黄皮”论“个”数进行交易,每个重1公 斤。非法生产的吗啡一般被制成砖块状。东南亚的产品有“999°、“AAA、“OK” 等商标,呈白色、浅黄或棕色。鼻闻有酸味,但吸食时有浓烈香甜味。滥用吗啡 者多数采用注射的方法。在同样质量下,注射吗啡的效果比吸食鸦片强烈10-20 倍
5 载。这里的“生白”、“长霜”均为没食子酸生成之意，是世界上最早制得的有 机酸，比舍勒的发明早了二百年。（黑龙江大庆市中医院日前采用了一项中西医 结合新疗法，在超声引导穿刺下，将自行研制的“五倍子硬化剂”用于卵巢囊肿的 治疗，迄今共为 400 多名患者解除了隐疾。据介绍，“五倍子硬化剂”是由五倍 子、鸦胆子、元胡等组方而成，经科学提炼形成针剂型。现代药理学研究证实： 五倍子具有明显的收敛作用，内含鞣酸能使蛋白沉淀；鸦胆子所含的鸦胆子油， 可破坏赘疣细胞的细胞核；元胡镇痛效果好。多药伍用的结果，能使囊壁上皮细 胞发生坏死、萎缩，失去分泌功能，最终达到治疗的目的。）又如樟脑的记载在 中国最早见于 1711 年洪遵著的《集验方》一书，后由马可波罗传至西方。《本 草纲目》卷 34 下详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程。但欧洲直至 18 世纪下半叶才提出了樟脑的纯品。由此可见，古代中国的医药化学与其它自然科 学一样，在世界上居于领先地位，故有“医药化学源于中国”的高度评价，这是 作为后人的我们应当引以自豪的。 从药用动植物中提取活性成分则始于 19 世纪。第一个被提取的成分是吗啡 碱，于 1805 年由德国药师塞图尔自鸦片中提取。（纯净吗啡为无色或白色结晶 或粉末，难溶于水，易吸潮。随着杂质含量的增加颜色逐渐加深，粗制吗啡则为 咖啡似的棕褐色粉末。在“金三角”地区，吗啡碱和粗制吗啡又称为“黄皮”、“黄 砒”、“1 号海洛因”等，在非法买卖中，“黄皮”论“个”数进行交易，每个重 1 公 斤。非法生产的吗啡一般被制成砖块状。东南亚的产品有“999”、“AAA”、“OK” 等商标，呈白色、浅黄或棕色。鼻闻有酸味，但吸食时有浓烈香甜味。滥用吗啡 者多数采用注射的方法。在同样质量下，注射吗啡的效果比吸食鸦片强烈 10-20 倍