天然产物有效成分的提取与应用

1、OOOHOHR1R2天然产物是极为重要的新药来源。迄今为止，人们通过对陆地及海洋生物资源的广泛研究， 已发现了大量具有各种生物活性的天然产物。1981至2002年上市的1031种新化学实体药物(NCEs)中，大约60%是直接来源于天然产物、天然产物衍生物、天然产物摹仿物以及天然的生物大分子(肽类或蛋白质)，几乎涵盖了疾病治疗的各个方面。这在防治癌症及传染类疾病领域中表现得尤为明显，大约60%和75%的药物分别来源于天然产物。 天然产物（天然产物（Natural products）定义）定义 存在于陆生动物、植物、海洋生物和微生物体内各类存在于陆生动物、植物、海洋生物和微生物体内各类化学物质及代

2、谢产物，甚至还可以包括人与动物体内许多化学物质及代谢产物，甚至还可以包括人与动物体内许多内源性成分（各种酶和激素）。内源性成分（各种酶和激素）。有效成分（有效成分（Active compound） 在药理学和生物学角度来看是指具有生物活性、能在药理学和生物学角度来看是指具有生物活性、能起防病治病作用的化学成分起防病治病作用的化学成分,如如黄连素黄连素。 在食品领域中，有效成分的范畴可以扩展到除生物在食品领域中，有效成分的范畴可以扩展到除生物活性成分、功效成分之外，还涉及部分食品营养成分活性成分、功效成分之外，还涉及部分食品营养成分,如蛋如蛋白质。白质。无效成分（无效成分（Unactive co

3、mpound） 没有生物活性和防病治病作用的化学成分，如木质没有生物活性和防病治病作用的化学成分，如木质素、蜡质等。素、蜡质等。野山参园参野山参中人参皂甙含量高于园参人参和人参皂甙人参常特指人参根，被视为百药之王，在我国有5000年使用历史。欧洲著名生命科学研究院LAT研究证实，人参的药用价值来源于人参皂甙，花蕾的总皂甙含量超过人参根5倍以上，而导致上火的人参皂甙Ro含量则较少，并含有几种人参根所没有的独特成分，能促进人体细胞C-C平衡，对人体健康有重大调节作用,人参最有价值的地方并不是人参根，而是花蕾，后者的药用价值远远超过人参根。人参花人参开花一般在第三年的初夏，伞形花序，开花一般在第三年

4、的初夏，伞形花序，共有共有30朵朵-40朵，花很小，每朵花为朵，花很小，每朵花为5齿裂的钟形绿色花萼，与子房连生，齿裂的钟形绿色花萼，与子房连生，子房下位。果实呈扁圆的肾脏形，子房下位。果实呈扁圆的肾脏形，大小如豆粒一般，到了秋天成熟后，大小如豆粒一般，到了秋天成熟后，变成深红色鲜艳而美丽的浆果状核果变成深红色鲜艳而美丽的浆果状核果内含两颗扁圆形的黄白色种子。内含两颗扁圆形的黄白色种子。 人参古称人参古称“神草神草”，人参是多年生的宿根草本，人参是多年生的宿根草本植物，地上的茎直立，为圆柱形成纺锤形，植物，地上的茎直立，为圆柱形成纺锤形，不分枝，高度为不分枝，高度为30厘米厘米-60厘米。被誉

5、为药厘米。被誉为药中之王中之王,它主要分布在我国黑龙江、吉林、它主要分布在我国黑龙江、吉林、辽宁和河北北部的深山中，朝鲜、日本、辽宁和河北北部的深山中，朝鲜、日本、俄罗斯西伯利亚等地亦产。俄罗斯西伯利亚等地亦产。人参根小知识2 西洋参和人参皂甙西洋参西洋参西洋参叶片西洋参叶片 西洋参花西洋参花 西洋参花味甘、微苦、性凉。主要含有人参皂甙、树脂、挥发油等。西洋参花提取物平均皂甙含量达30.09%,是参根皂甙含量的6倍 西洋参果中已分离鉴定了西洋参果中已分离鉴定了29种皂甙成分，全部皂甙成分均为三萜类化合物，种皂甙成分，全部皂甙成分均为三萜类化合物，按其甙元结构可以分为三类：人参二醇类、人参三醇类

6、和齐墩果酸类。按其甙元结构可以分为三类：人参二醇类、人参三醇类和齐墩果酸类。 因西洋参果甙中因西洋参果甙中Re含量最高，美国研究人员发现，西洋参果提取物用于抑含量最高，美国研究人员发现，西洋参果提取物用于抑制肥胖和糖尿病治疗效果十分显著，现在美国、加拿大等国家已经开始临床制肥胖和糖尿病治疗效果十分显著，现在美国、加拿大等国家已经开始临床应用。应用。 西洋参绿果西洋红果OOOHOHR1R2返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回一、一、西药西药( (化学合成药品化学合成药品) )目前目前的的困境困境一、一、西药西药( (化学合成药品化学合成

7、药品) )目前的困境目前的困境n 致病菌的耐药性致病菌的耐药性n 化学合成药品化学合成药品的副作用的副作用n 跨国大药厂专利逐渐到期跨国大药厂专利逐渐到期n 花花费费5 5至至8 8亿美金，亿美金，9 9至至1111年才能发展一新药年才能发展一新药，R&DR&D经费每经费每五年增加一倍五年增加一倍国內外市场及发展趋势1.WHO Traditional Medicine Strategy 2002-2005, 2002/05.2.WHO 2002/05 report.3.中国中医药信息雜誌中国中医药信息雜誌 2002年年4月月4. ITIS 2001/12 report.一般而言

8、一般而言, 中西药均由小分子化合物组成中西药均由小分子化合物组成 生物碱（生物碱（Alkaloids）是一类非常重要的天然有机化合物，是一类非常重要的天然有机化合物，许多重要的植物药如鸦片、麻黄、汉防己、莨菪、苦参、许多重要的植物药如鸦片、麻黄、汉防己、莨菪、苦参、长春花、乌头等都含有生物碱成分，且许多具有很强的生长春花、乌头等都含有生物碱成分，且许多具有很强的生物活性，有些是临床常用的药物。到物活性，有些是临床常用的药物。到2006年为止，全国医年为止，全国医药产品大全收载的生物碱药物及制剂就有药产品大全收载的生物碱药物及制剂就有73种。种。 因为在因为在1833年以前从植物中分离得到的生物

9、碱仅为吗年以前从植物中分离得到的生物碱仅为吗啡啡(morphina)、金鸡宁、金鸡宁(cinchonine)、奎宁碱、奎宁碱(quinine)等少数生物碱，这些生物碱碱性很强，都能等少数生物碱，这些生物碱碱性很强，都能与氨发生中和反应，具有类似于氨的性质，故称似碱与氨发生中和反应，具有类似于氨的性质，故称似碱的物质。的物质。狭义狭义植物植物中含氮的有中含氮的有机机化合物化合物蛋白蛋白质质、肽类肽类、 氨基酸及氨基酸及維維生素生素B B除外除外 海洋生物、微生物及昆海洋生物、微生物及昆虫虫的代的代谢产谢产物中的含物中的含 氮化合物氮化合物满足四个条件：（满足四个条件：（1 1）相对分子质量比较小

10、，大多结构复杂；）相对分子质量比较小，大多结构复杂； （2 2）来自生命体，且对生命体有活性；）来自生命体，且对生命体有活性； （3 3）大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内；大多有较复杂的环状结构，氮原子结合在环内； （4 4）多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。）多呈碱性，可与酸成盐；多具有显著的生理活性。 ( (如马兜铃如马兜铃酸酸，右图，右图OOCOOHNO2OCH3马兜铃马兜铃酸酸2 生物碱的分布生物碱的分布 植物孢子植物种子植物裸子植物被子植物藻类苔藓蕨类单子叶植物双子叶植物生物碱的分布特点生物碱的分布特点 1. 1. 主要分布于植物界，在动物中分布的极少；主要分布于植

11、物界，在动物中分布的极少； 2. 2. 主要分布于系统发育较高级的植物中，在低级植物中少；主要分布于系统发育较高级的植物中，在低级植物中少； 3. 3. 很少与萜类、挥发油共存于同一植物中；很少与萜类、挥发油共存于同一植物中； 4. 4. 越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。越是特殊类型的生物碱，其分布的植物类群就越窄。 金鸡纳树 （含奎宁生物碱）含等生物碱） 含等生物碱）黄连（含曼佗罗含东莨菪碱、阿托品等生物碱 按氮原子所处的状态可分为六类：按氮原子所处的状态可分为六类： 1.游离碱；游离碱； 2.盐类；盐类；3.酰胺类；酰胺类； 4.N-氧化物；氧化物； 5.氮杂缩醛氮杂缩醛类类

12、( N-C-O)； 6. 其他类如亚胺其他类如亚胺(C=N)、烯胺、烯胺(N-C=C) 等。等。 除少数碱性极弱的生物碱如那碎因除少数碱性极弱的生物碱如那碎因(nareeine)、那可定、那可定(narcotine)等以游离形式存在外，大多数均以盐的形式存在。等以游离形式存在外，大多数均以盐的形式存在。成盐的酸有草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸等。成盐的酸有草酸、柠檬酸、硫酸、盐酸、硝酸等。5、总生物碱的分离流程、总生物碱的分离流程6、生物碱的应用、生物碱的应用O12345678913524610ACBC6-C3-C6 如黄酮类以唇形科、玄参科、爵麻科、苦苣苔科、菊科等植物中存在如黄酮类以唇形科

13、、玄参科、爵麻科、苦苣苔科、菊科等植物中存在较多；较多； 黄酮醇类较广泛分布于双子叶植物；黄酮醇类较广泛分布于双子叶植物； 二氢黄酮类特别在蔷薇科、芸香科、豆科、杜鹃花科、菊科、姜科中二氢黄酮类特别在蔷薇科、芸香科、豆科、杜鹃花科、菊科、姜科中分布较多；分布较多； 二氢黄酮醇类较普遍地存在于豆科植物中；二氢黄酮醇类较普遍地存在于豆科植物中； 异黄酮类以豆科蝶形花亚科和鸢尾科植物中存在较多。异黄酮类以豆科蝶形花亚科和鸢尾科植物中存在较多。 在裸子植物中也有存在，如双黄酮类多存在松柏纲、银杏纲和凤尾纲在裸子植物中也有存在，如双黄酮类多存在松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。等植物中。2、黄酮类化合物的

14、分布、黄酮类化合物的分布银杏银杏【有效成分】银杏黄酮【含 量】24%【作用与用途】脑血流量、扩张动脉血管、防治心血管疾病、对治疗心绞痛、心肌梗塞等有特殊疗效。菊花菊花味苦、甘、性平、无毒。主要成分：菊甙、胆碱、水苏碱、黄酮类化合物蒲公英蒲公英：菊科植物性寒，味苦、甘提取物主要含有黄酮、蒲公英甾醇Taraxasterols等有效成分 杜鹃杜鹃叶含黄酮类化合物(杜鹃花醇) 。 红花苜蓿（红花苜蓿（MUXU） 成分：烟碱酸、硫胺素和维生素C、异黄酮等 莼菜莼菜（chun cai）别名：水葵或露葵富含黄酮和多酚菩提叶菩提叶Linde 原产地：欧洲 功用：菩提叶茶含有生物类黄酮，具有安神镇静、改善睡眠的

15、效果色泽：金黄色的茶汤荞麦荞麦：属蓼科植物性味：甘、平、寒，无毒 成分：茎和叶含有芸香甙、槲皮素等黄酮类化合物。芹菜芹菜芹菜中的芹菜素属于黄酮类，以植物黄色素的形式存在于多种植物中，纯品外观为黄色粉末，无嗅无味，是一种天然抗氧化剂。 芦蒿芦蒿芦蒿中的总黄酮含量较高，对降血压、降血脂、缓解心血管疾病均具有较好的食疗作用。柑橘柑橘 尤其是柑橘皮中含有聚甲氧基类黄酮化合物（PMFs）提子提子含有黄酮(flavonoiods)和白藜卢醇(resveratrol)等黄酮类化合物蜂胶胶囊蜂胶胶囊主要成分：类树脂胶、蜡、花粉及油脂以及复合维生素、维生素，另外，其类黄酮素素(flavonides)更是柑橘所含

16、的五百倍之多。n在植物体内大部分黄酮类化合物以与糖结合成苷的形式存在植物体内大部分黄酮类化合物以与糖结合成苷的形式存在，溶于水和乙醇；在，溶于水和乙醇；n少部分黄酮类化合物以游离形式存在，难溶于水，易溶于少部分黄酮类化合物以游离形式存在，难溶于水，易溶于甲醇，乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂中。甲醇，乙酸乙酯，乙醚等有机溶剂中。3、黄酮类化合物的存在形式、黄酮类化合物的存在形式n对心血管的作用，如葛根总黄酮及葛根素对心血管的作用，如葛根总黄酮及葛根素(puerarin(puerarin) )、银杏、银杏叶总黄酮等具有扩张冠状血管作用叶总黄酮等具有扩张冠状血管作用 。芦丁（。芦丁（rutinrutin）、橙皮）、橙皮苷（苷（hesperidinhesperidin）、）、d-d-儿茶素（儿茶素（d-catechind-catechin）等具有降低毛）等具有降低毛细血管脆性和异常通透性作用，可用作毛细血管性出血的止细血管脆性和异常通透性作用，可用作毛细血管性出血的止血药及治疗高血压、动脉硬化的辅助药；血药及治疗高血压、动脉硬化的辅助药；n抗肝脏毒作用，水飞蓟素、异水飞蓟