天然藥物化學總論

1、天然藥物化學 （第六版）,天然藥物化學Natural Medicinal Chemistry,第一章總論（Generation）,本章內(nèi)容,第一節(jié) 緒論第二節(jié) 生物合成第三節(jié) 提取分離方法第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究方法,《神農(nóng)本草經(jīng)》列為上品，主補五臟，安精神，定魂魄，止驚悸，明目，開心益智，久服有輕身延年之功效。,,[功能主治]益氣，養(yǎng)陰生津。,白果是銀杏的俗稱，被稱作為是植物中的活化石。白果含白果醇、白果酸，具有殺菌功能，

2、有化痰、止咳、補肺、通經(jīng)、止?jié)?、利尿等療效?功能主治： 腦部、周圍血流循環(huán)障礙。,,穿山甲為鯪鯉科動物鯪鯉的鱗片，處方名有炮山甲、醋山甲、炮甲珠或炒甲片等。其味咸，性微寒，入肝、胃二經(jīng)?！侗静菥V目》中記載穿山甲“除痰瘧寒熱，風痹強直疼痛，通經(jīng)絡(luò)，下乳汁，消癰腫，排膿血，通竅殺蟲?！?熊膽為脊椎動物熊科棕熊的干燥膽汁。清熱解毒，息風止痙，清肝明目。,,雄黃，為硫化物類礦物雄黃族雄黃，主含二硫化二砷。歸肝，大腸經(jīng)。有毒。

3、解毒殺蟲，燥濕祛痰，截瘧。用于蟲積腹痛，驚癇，瘧疾，癰腫，疔瘡，疥癬，蛇蟲咬傷。常用量0.15～0.3克，入丸散用。外用適量，研末撒或調(diào)敷患處。,處方：苦參　　250g 百部250g花椒250g白鮮皮 250g 硼砂167g雄黃83g,制法：　 以上六味，苦參、百部、花椒、白鮮皮加水煎煮二次，每次２小時，濾過，合并濾液，濃縮至適量，加入硼砂，攪拌使溶解，制成1000ml，藥液邊攪拌邊分裝；雄黃粉

4、碎成細粉，制成顆粒，另分裝成小袋，即得。,芒硝:Na2SO4.10H2O(瀉熱通便),石膏: CaSO4.2H2O（清肺熱）,鏈霉菌,放線菌,一．天然藥物的概念： 動物、植物、微生物和礦物質(zhì)等自然界中存在的有藥理活性的天然產(chǎn)物。 包括作為藥物使用的生物體（如植物、動物、昆蟲及微生物等）及其部位生物提取物與榨出物及從中分離得到的純化合物。,第一節(jié) 緒論,天然藥物 = 中藥,?,

5、藥品注冊分類,,,,按來源和標準新藥仿制藥進口藥,,按種類中藥、天然藥物化學藥生物制品,,按創(chuàng)新程度突破性新藥模仿性新藥延伸性新藥仿制藥,,藥品,,,中藥、天然藥物注冊分為9類；化學藥品注冊分為6類；生物制品注冊分為15類——《藥品注冊管理辦法》,定義：,天然藥物：動物、植物、微生物和礦物質(zhì)等自然界中存在的有藥理活性的天然產(chǎn)物。中藥：在中醫(yī)理論指導下使用的藥物及其配方、制成品。,,第一節(jié) 緒論,二．天然藥物化學的

6、概念： 1. 天然藥物化學：是運用現(xiàn)代科學理論與方法研究天然藥物中化學成分及其應(yīng)用的一門學科。2. 研究內(nèi)容： 主要指天然藥物的化學成分（多為有效成分）的結(jié)構(gòu)特點、理化性質(zhì)、提取分離方法、結(jié)構(gòu)鑒定及生合成途徑。,三、天然藥物的化學成分,1. 生物活性成分：經(jīng)過藥效實驗或生物活性實驗，證明對機體有一定生理活性的成分。2. 有效成分：天然藥物中具有一定的生物活性能代表天然藥物臨床療效的單一化合物。3. 有效部位：一味中藥或

7、復方中藥提取物中一類或幾類化學成分被認為是有效成分時，他們的混合體就叫做有效部位，如人參皂苷。4.無效成分,各類成分簡介,化學成分分類 1. 生物堿類（Alkaloids)：含N原子，多呈堿性。,,2.糖和苷(Saccharides and Glycosides): 糖：單糖，低聚糖，多糖（淀粉、纖維素、甲殼素、 果膠、樹膠、粘液質(zhì)） 苷：糖+苷元：,酸性,黃酮,香豆素,蒽醌,三萜皂苷（酸性） 甾體

8、皂苷（中性)強心苷(中性）,,3.揮發(fā)油,皂苷,4.有機酸：含COOH,多以鹽的形式存在。5.樹脂：為組成復雜的混合物，多與揮發(fā)油、樹膠、有機酸共存。如：安息香、乳香等。6.其它成分： (1)氨基酸、蛋白質(zhì)。 (2)鞣質(zhì)：多元酚類化合物。 (3)色素類：葉綠素、胡蘿卜素等。 (4)脂類:油脂（甘油與高級脂肪酸脫水形成 的酯）、蠟（高級醇與高級脂肪

9、酸脫水 形成的酯）。 (5)無機成分,四. 天然藥化的作用：,1. 探索中藥防病治病的機理（有效成分、有效部位）； 2. 闡明中藥炮制現(xiàn)代科學依據(jù)； 3. 改進劑型、提高療效； 4. 開辟藥源、開發(fā)新藥。,1、探索中藥防病治病的機理 （有效成分、有效部位）,【性味功效】 辛、苦、溫 散寒、平喘、利水,1、探索中藥防病治病的機理

10、 （有效成分、有效部位）,【性味功效】 平、苦、澀 絳蟲?。焊克宸?,,局麻藥,,,,2、闡明中藥炮制現(xiàn)代科學依據(jù),,傳統(tǒng)劑型缺點: ① 給藥途徑太少 ② 服用劑量較大 ③ 臨床療效緩慢 ④ 有些劑型使用不便,3、改進劑型、提高療效,4、 開辟藥源、開發(fā)新藥,天然牛黃: 黃?；蛩５哪懩医Y(jié)石,人工牛黃：胞紅素0.7%、膽固醇2%，牛羊膽酸12.5%等。,五、天然藥物化學的發(fā)展史,1.原始

11、和萌芽階段（-18世紀末）天然藥物識別、使用經(jīng)驗——巫術(shù)、迷信色彩文明的進步——對疾病、天然藥物的認識趨于客觀 1575 明 李梃 《醫(yī)學入門》五味子 發(fā)酵 沒食子酸 1711 清 洪遵 《集驗方》 樟木 升華法 樟腦1769-1786 舍勒 將酒石酸氫鉀轉(zhuǎn)化為 鈣鹽，再用硫酸分解制得酒石酸,,沒食子酸,苯甲酸,

12、乳酸,蘋果酸,2.學科真正形成階段（19世紀） 特點一：以化學成分的發(fā)現(xiàn)和分離為主 1806， 阿片——————嗎啡（morphine） 1820， 金雞納樹皮———奎寧 (quinine) 1828, 煙草——————煙堿（nicotine） 1885， 麻黃——————麻黃堿（ephedrine） 吐根堿、士的寧、小檗堿，阿托品、可卡因等,2.學科真正形成階段（19世紀）,特點二：結(jié)構(gòu)鑒定以化學方法為

13、主 氧化、還原等降解反應(yīng)——推導結(jié)構(gòu) 碎片合成、全合成————證明結(jié)構(gòu)特點三：生源合成途徑、本質(zhì)的揭示 生源前體的識別：萜類———MVA 生源合成本質(zhì)的揭示：生物細胞內(nèi)多步酶促反應(yīng) 有機反應(yīng)理論來解釋機制 生物合成物質(zhì)用于結(jié)構(gòu)確定 立體選擇合成,3．學科迅速發(fā)展時期（20世紀—）,特點一：色譜技術(shù)用于天然化

14、合物的分離和純化 1906，俄，Tsweet，碳酸鈣為吸附劑，石油醚為洗脫劑,1931，德，Kuhn and Lederer，氧化鋁、碳酸鈣為吸附劑 1940，提出了液液色譜法，如逆流分配1952，James and Martin，提出氣液色譜理論20世紀60年代，高效液相色譜出現(xiàn),1937~1972年，15年中有12個Nobel獎是有關(guān)色譜研究,3．學科迅速發(fā)展時期（20世紀—）,特點二:波譜技術(shù)用于天然化合物的結(jié)構(gòu)鑒

15、定 IR： 1944，Pekin-Elmer公司，第一臺紅外光譜儀 MS： 20世紀，質(zhì)譜儀 EI、CI，F(xiàn)D，F(xiàn)AB，ESI，MALDI ESI-TOF，MALDI-TOF NMR：1953，30MHZ的連續(xù)波核磁共振儀 70年代，脈沖傅立葉變換核磁共振儀 1D NMR——2D NMR 30—60—100—300MHz

16、 400—500—600—800—900MHz UV，X-ray，ORD，CD等,3．學科迅速發(fā)展時期（20世紀—）,特點三：研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性的變化 深度、廣度：機體內(nèi)源活性物質(zhì) 微量、水溶性、不穩(wěn)定、大分子,速度：嗎啡————1804-1925 利血平———1952-1956 生物堿：1952

17、前100年，95個 1952-1962，1107個 1962-1972，3443個,3．學科迅速發(fā)展時期（20世紀—）,特點三：研究深度、廣度、速度發(fā)生了革命性的變化 深度、廣度：機體內(nèi)源活性物質(zhì) 微量、水溶性、不穩(wěn)定、大分子 速度：嗎啡————1804-1925

18、 利血平———1952-1956 生物堿：1952前100年，95個 1952-1962，1107個 1962-1972，3443個,六、天然藥物化學研究方法,1. 文獻整理和研究對象調(diào)研 a．原植物：科，屬，種，學名，來源，產(chǎn)地 b．文獻：

19、近源植物具有相似的成分。2. 成分分離 系統(tǒng)分離法，活性跟蹤法，目標化合物分離法3. 成分鑒定 理化性質(zhì)，色譜方法，波譜方法4. 結(jié)構(gòu)改造——發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)制新藥,本章內(nèi)容,第一節(jié) 概述第二節(jié) 生物合成第三節(jié) 提取分離方法第四節(jié) 結(jié)構(gòu)研究方法,天然藥物所含成分多種多樣 1、這些成分究竟是怎樣產(chǎn)生的？ 2、它們之間又有什么聯(lián)系呢?,一、基本概念,植物體（綠色植物

20、）以二氧化碳和水為原料，通過光合作用、三羧酸循環(huán)、固氮反應(yīng)等一系列物質(zhì)代謝及生物合成途徑，生成糖、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等植物體生命活動必需物質(zhì)的過程稱為一次代謝過程，也稱為初級代謝。,1、 一次代謝,糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等對植物機體生命活動必不可少的物質(zhì)，稱為一次代謝產(chǎn)物，也稱為初級代謝產(chǎn)物。,2、 一次代謝產(chǎn)物,此外，一次代謝產(chǎn)物還包括乙酰輔酶A，丙二酸單酰輔酶A，莽草酸及一些氨基酸等。,,,,,,3、 二次代謝,植物體在特定條件下，

21、以一些重要的一次代謝產(chǎn)物（乙酰輔酶A、丙二酸單酰輔酶A、莽草酸及一些氨基酸）為原料或前體，經(jīng)歷不同的代謝途徑，生成生物堿、萜類等化合物的過程稱為二次代謝過程。,4、 二次代謝產(chǎn)物,二次代謝過程并非所有植物都發(fā)生，對維持植物生命活動不起重要作用，此過程生成的萜類、生物堿等化合物稱為二次代謝產(chǎn)物，也稱為次生代謝產(chǎn)物。,二 生物合成假說的提出,● C2單位(醋酸單位)：如脂肪酸、酚類、苯醌等聚酮類化合物;● C5單位(異戊烯單位)：如萜類、

22、甾類等;● C6單位：如香豆素、木脂體等苯丙素類化合物;● 氨基酸單位：如生物堿類化合物;● 復合單位：由上述單位復合構(gòu)成。,三 天然化合物的主要生物合成途徑,1.醋酸-丙二酸途徑（AA－MA途徑）——C2單位 合成脂肪酸類、酚類、蒽醌類2.甲戊二羥酸途徑（途徑）——C5單位 主要生成萜類、甾體類化合物3.莽草酸途徑和桂皮酸途徑——C6單位 形成具C6-C3骨架的化合物，如香豆素、木脂素、黃酮等。