河北医科大学：《天然药物化学》课程教学资源（课件讲稿）研究生实验仪器平台课《MS、NMR、X-ray导论》课件 2/5

河北医科大学药学院 1947 Nobel Prize in Chemistry 1947,1965 Nobel Prize in Chemistry 马线手的拉断就 Examples of Structure Elucidation 功好 9 奶 8 1962 Nobel Prize in Chemistry 1962年诺贝尔生理学或医学奖 Xry和丝物大分于 XV和D八A城流转热分新分手生物举的开裙 1964 Nobel Prize in Chemistry Xy和生物小分子结转分析 G CLE ed lodekin's I04th hirthday.May l 方OH A moldy ca 体王国之花 5a 天然药物化学教研室史清文教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 史清文教授 1 90 Robert Robinson published 54 paper for structure elucidation And determined it in 1946 and got Nobel Prize in 1947. Robert B. Woodward Total Syn.in 1954 and 1947 Nobel Prize in Chemistry Robert Robinson N O H H H H O H N Strychnine 127 Years! Examples of Structure Elucidation 1947 Nobel Prize in Chemistry N N O OH Perkin.Jr. & Robinson 1910 N N O O Menon & Robinson 1931 N N O O Blount & Robinson 1932 N N O O Kotake & Mitsuwa 1932 N N O O Menon & Robinson 1932 Holmes & Robinson 1939 N N O O Prelog & Szpilfogel 1945 N N O O Robinson 1947 N O N O Chakravarti & Robinson 1947 Woodward,Brehm & Nelson 1947 马钱子碱的结构推断过程 1947 NP 1965 NP 1947, 1965 Nobel Prize in Chemistry Max F. Perutz 1914-2002 Hemoglobin 血红蛋白 Myoglobin 肌红蛋白 1962 Nobel Prize in Chemistry Sir John C. Kendrew 1917-1997 X-ray 和生物大分子结构分析 沃森James Watson和克里克Crick 1962年诺贝尔生理学或医学奖 X-ray 和DNA螺旋结构分析-分子生物学的开端 Rosalind Franklin 94 1964 Nobel Prize in Chemistry 晶体王国之花 Penicillin G Dorothy Crowfoot Hodgkin X-ray 和生物小分子结构分析 (1910-1994) 1964 NP A moldy cantaloupe 1945 Nobel Prize in Medicine Google commemorated Hodgkin's 104th birthday，May 12, 2014 Sir Robert Robinson did not like the b-lactam structure because this would be unstable, unlike penicillin. They were taken aback when a young woman... John W. Cornforth said “If penicillin turns out to have the b-lactam structure I shall give up chemistry and grow mushrooms.” He did not keep his threat but later received a Nobel prize for his enzyme work 30 years later

河北医科大学药学院 1969 Nobel Prize in Chemistry 1979年诺贝尔生理学或医学奖 X光行射构象分析诺贝尔奖 Computer Assisted Tomography (CT) 动材线属减仅开创了学诊断的断时代 1989年诺贝尔物理学奖 1991年诺贝尔化学奖 是，1 The Nobel Prize in Chemistry in 2002 2003年诺贝尔生理学或医学奖 “发明了对生物大分子进行确认和韩构分析的方法 MS、N1R开始应用到大分子结构分析 NR应用到临床减共标成像 ance Imaging《MR 天然药物化学教研室史清文教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 史清文教授 2 Odd Hassel和Barton利用X-光衍射等方法发现了同一有机物有椅式 、船式等不同结构，提出了“构象分析”的原理和方法，获得1969年诺贝 尔奖。 Hassel是挪威第一个获诺贝尔奖的科学家。 X-光衍射-“构象分析”-诺贝尔奖 Odd Hassel (1897-1981) 1969 Nobel Prize in Chemistry Derek H. R.Barton 1918-1998 计算机辅助X-射线断层成像仪,开创了医学诊断的新时代 Allan M. Cormack 1924-1998 数学家 Godfrey N. Hounsfield 1919-2004 1979年诺贝尔生理学或医学奖 Computer Assisted Tomography (CT) 98 Norman Foster Ramsey Jr. N. F. Ramsey (1915–2011), Who introduced the concept of the chemicalshift and J coupling. 1989年诺贝尔物理学奖 Richard R Ernst 提出了利用核磁共振技术来测定物质结构的新方法， 将傅立叶变换方法真正引入到了核磁共振技术中，相对于化学界所使用 的传统光谱学方法，这一创新数十甚至数百倍的提高了物质结构测定的 敏感度（提高了两个数量级），并为二维和多维NMR技术，以及后来的 核磁共振成像铺平了道路。 R. R. Ernst (1933-) 1991年诺贝尔化学奖 The Nobel Prize in Chemistry in 2002 John B. Fenn （1917-2010）USA Koichi Tanaka 田中耕一 (1959-) Kurt Wüthrich (1938-) Swiss “发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法” MS、NMR开始应用到大分子结构分析 2003年诺贝尔生理学或医学奖 (Nuclear) Magnetic Resonance Imaging （MRI） Paul C. Lauterbur (1929-2007) USA Peter Mansfield (1933- ) Englisn NMR应用到临床-磁共振成像

河北医科大学药学院 2013年诺贝尔化学奖 ◆河北怎科大学研究生实验仪器平台课 Introduction of MS,NMR. X-Ray Crystallography 茜学晚405,86261270 htp:/202.206.48.213:8091/ 。 世纪神药一阿司匹林 Typical Mass Spectrum of Aspirin 在分子水平上长什么样？ Aspirin % Q 青霉素、青蒿素、胆固醇、吗啡、马钱子碱…？ 120m-0 n this is the ma H-NMR of Aspirin 3C-NMR of Cholesterol 天然药物化学教研室史清文教授 3

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 史清文教授 3 Karplus Equation: 确定了偶合常数和二面角之间的关系, 为确定分子结构找到了重要规律，也为后来蓬勃发展的结构生 物学奠定了基础。 Martin Karplus (1930-) J. Chem. Phys., 30, 11-15 (1959). 2013年诺贝尔化学奖 3J = J 0 cos2φ 0.28 (0o ≤φ≤90o) 3J = J 180 cos2φ  0.28 (90o ≤φ≤180o) 3J φ 103 药学院 405， 86261270 Introduction of MS, NMR, X-Ray Crystallography http://202.206.48.213:8091/ 研究生实验仪器平台课 世纪神药-阿司匹林 在分子水平上长什么样？ 青霉素、青蒿素、胆固醇、吗啡、马钱子碱…？ 105 Typical Mass Spectrum of Aspirin Aspirin 120 m/z-for singly charged ion this is the mass OH OAc O C9H8O4 Exact Mass: 180.04 1H-NMR of Aspirin 2019/10/31 Thursday 13C-NMR of Cholesterol

河北医科大学药学院 1H-NMR of Taxol®（紫杉醇 13 C NMR of Taxol@(紫杉醇@) 女 有多少C?郑装要型1 有多少日？那委表型？湘互之间的关系们 H-NMR 奎宁 0? 1 山 清清得测什么修名？位道？里分？为什么服分1额分高度？和什么相类？ Is this already known or not?? Lu 天然药物化学教研室史清文教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 史清文教授 4 Taxol® (紫杉醇®) 1H-NMR of 有多少H？那些类型？相互之间的关系？ 13C NMR of 有多少C？那些类型？ 青蒿素13C-NMR 看看得到什么信息？位置？裂分？为什么裂分？积分高度？和什么相关？ 1H-NMR 奎宁 lsolated in 1820 Structure in 1907 Is this already known or not?? 3 2 4 1 O O CH3 13 12 11 5 9 10 6 7 8 H3C 15 O CH3 14 H H H H H

河北医科大学药学院 BIN-IMTM MS,NMR,X-Ray与结构鉴定 化合物的结构鉴定重要吗？ Whv? 有多少科学家因天然产物的结构研究获得诺贝尔奖； Before 1950s,structure studies were life-long NP winning activi 茶是品、上 天然产物化学结构研究与诺贝尔化学奖修雪 天然产物结构研究与诺贝尔奖 Forensic NMR Spectroscopy Just a beginning of a promising partnership 核磁共振波谱法 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ■■ The wwal flow of forensic analyses 天然药物化学教研室史清文教授

河北医科大学药学院 天然药物化学教研室 史清文教授 5 1' 2' 3' 4' O CH3 9 10 8 5 7 6 2 3 O 1 4 OH O O G4 G5 O G1 G2 G3 HO HO HO G6 OH 化合物的结构鉴定重要吗？ Why？ 有多少科学家因天然产物的结构研究获得诺贝尔奖？ Robert Robinson 吗啡、马钱子碱 James Dewey Watson DNA Dorothy Hodgkin 青霉素、维生素B12 R. B. Woodward 河豚毒素、土霉素 Before 1950s, structure studies were life-long NP winning activities MS, NMR, X-Ray与结构鉴定 天然产物结构研究与诺贝尔奖 Emil Fischer (1852-1919) 1902NP Adof von Baeyer (1835-1917) 1905 NP R. M.Willstratter (1872-1942) 1915 NP H. Wieland (1877-1957)1927 NP A. R. Windaus (1876-1959)1928 NP Hans Fischer (1881-1945)1930NP W. N. Hawoth (1883-1950)1937 NP Paul Karrer (1889-1971)1937 Richard Kuhn (1900-1967)1938 Leopold Ruzica (1887-1976)1939 NP A. Butenandt (1903-1995)39 NP 因阐明糖和嘌呤(purine)的结构而获奖 因阐明靛蓝(indigo)的结构而获奖 因研究植物色素包括叶绿素(chlorophy)的结构而获奖 因阐明胆酸(bile acid)等甾体化合物的结构而获奖 因在甾体化合物结构鉴定及阐明甾体化合物和维生素D结构关系方面的工作而获奖 因在血红素和叶绿素结构研究方面的工作而获奖 因在维生素C结构阐明和糖的Haworth投影方面的工作而获奖 因在维生素A和B2结构研究方面的工作而获奖 因在类胡萝卜素和维生素方面的工作而获奖 因在胰岛素发现和结构鉴定方面的工作而获奖， 因在核酸结构测定方面的工作而二次获奖 因在维生素B12、青霉素和胰岛素结构鉴定方面的工作而获奖 因在众多化合物的结构鉴定和合成方面的工作而获奖 因在肌红蛋白(myoglobin)和血色素(haemoglobin)方面的工作而获奖 因在甾体激素、信息素和萜类化合物以及古老 的香水成分灵猫酮(civetone)的结构而获奖 因在马钱子碱、花青素和吗啡等生物碱的结构鉴定方面的工作而获奖 Emil Fischer (1852-1919) Adolf von Baeyer(1835-1917) Richard M. Willstätter(1872-1942) Heinrich Wieland (1877-1957) Adolf R. Windaus (1876-1959) Hans Fischer (1881-1945) Norman Haworth (1883-1950) Paul Karrer (1889-1971) Richard Kuhn (1900-1967) Adolf F. J. Butenandt (1903-1995) Leopold Ruzicka (1887-1976) Robert Robinson (1886-1975) Frederick Sanger (1918-2013) Max Perutz (1914-2002) John Kendrew (1917-1997) Dorothy Hodgkin (1910-1994) Robert B. Woodward (1917-1979) 1938 1902 1930 1939 1962 1927 1937 1928 1915 1905 天然产物化学结构研究与诺贝尔化学奖 1947 1958 1980 1964 1965 Forensic NMR Spectroscopy Just a beginning of a promising partnership NMR : highlighting the high reproducibility, the non-destructive and non-selective characteristics, and the ease of sample preparation. The usual flow of forensic analyses 核磁共振波谱法 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy