天然产物化学市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、 天然产物化学 第1页第一章 绪论一、主要研究内容 二、天然产物化学与药品开发第2页一 主要研究内容1、研究内容天然产物提取、分离、结构、功效 2、天然产物定义：从植物、动物、矿物、微生物、海洋生物等天然资源中开发出来产物3、天然产物化学定义： 以各类生物为研究对象，以有机化学为基础，以化学和物理方法为伎俩，研究天然产物提取、分离、结构、功效、生物合成、化学合成与修饰及其用途一门学科，是生物资源开发利用基础研究 第3页二 天然产物化学与药品开发 1 丰富天然药品 东汉时期 神农本草经 记载了365 种天然药品明代 李时珍 本草纲目 收载了1892种天然药品清代 赵学敏 本草纲目拾遗 补充了10

2、21种天然药品第4页 2 天然药品防病治病物质基础 天然药品物质基础在于有效成份 有效成份：含有生物活性，起治疗作用，能用分子式和结构式表示，并含有一定物理常数（如熔点、沸点、旋光度、溶解度等）单体化合物 如生物碱、单糖、低聚糖、多糖、蛋白质、黄酮、香豆素、强心苷、皂苷、蒽醌、挥发油等 无效成份：与有效成份共存其它成份 如油脂、色素、树脂、树胶等 有效部位：还未提纯单体化合物或含有有效成份混合物第5页3 天然产物化学发展动向（1）研究方法和伎俩向高、新方向发展 高效液相色谱、气相色谱等新技术发展，使微量成份提取分离成为可能 核磁共振、红外光谱等新技术发展，使化合物结构测定变得越来越轻易 (2)

3、 偏重资源开发实用化 对天然产物开发时更重视实用化，有目标进行研究 (3)基于生物技术天然产物研究 基于生物技术天然化合物研究，能提供产生天然化合物愈加成熟方法和策略第6页第二章 天然产物提取分离和结构判定提取：将有效成份从天然物质中提出过程分离：将提取物中混合性质相同或者不一样成份深入分开过程 第7页本章内容一、提取方法二、分离纯化方法三、天然产物化学成份预试验四、寻找天然药品有效成份普通步骤第8页一 、提取方法 （一）溶剂提取法1、基本原理 渗透、扩散作用 动力：细胞内外浓度差 溶解 溶剂扩散渗透可溶性物质可溶性物质溶剂可循环第9页2、影响提取效率主要原因原料粒度 原料粉碎粒度应依据选取溶

4、剂和药用部位来决定 提取温度 普通以60度左右 提取次数和时间 普通提取3次，每次1h3、溶剂选择（1）溶剂对有效成份溶解度大，对其它成份溶解度小（2）溶剂不能与药材活性成份起不可逆化学反应（3）溶剂还要易回收、安全、低毒、廉价第10页 4、溶剂分类（1）水 强极性溶剂 能溶解成份：氨基酸、蛋白质、糖、有机酸盐、生物碱盐、苷类、鞣质、无机盐等 有时为了增加一些成份溶解度，也常采取酸水或碱水作为提取溶剂 优点：安全、廉价、易得 缺点：易污染变质，不易保留过滤困难浓缩困难 第11页（2）亲水性溶剂 能与水混溶有机溶剂，极性较大，如乙醇、丙酮、甲醇 能溶解成份：大部分亲水性成份，一些亲脂性成份 优点

5、：提取成份较多 不易霉变，粘度小，易过滤 沸点低、浓缩回收方便 缺点：易燃 第12页（3）亲脂性溶剂 与水不相混溶有机溶剂，极性小，如石油醚、乙醚、氯仿等 能溶解成份：亲脂性成份（如挥发油、油脂、游离生物碱等） 优点：沸点低，易蒸馏浓缩 缺点：提取时间长，对原料干燥度要求较高，毒性大，易燃 5、惯用提取方法浸渍法 优点：温度低，适合用于提取遇热不稳定成份 缺点：提取时间长，效率不高，提取液易霉变第13页渗漉法 不停加入溶剂，不停流出溶液 优点：动态浸出，提取效率比浸渍法高 缺点：溶剂用量大，提取时间长煎煮法 优点：提取效率高，可提取各种成份 缺点：杂质较多，易发生霉变，一些不耐热挥发性成份易损

6、失，药材易焦糊中药煎煮机不锈钢渗漉罐第14页回流提取法应用范围：当提取溶剂为有机溶剂，且需加热时优点：能够防止溶剂挥发损失缺点：提取过程中需更换溶剂回流提取器普通回流第15页连续回流提取法仪器：索氏提取器优点：提取较完全，溶剂用量小，不需更换溶剂缺点：提取时间长，不宜提取热敏性成份第16页微波辅助提取优点：提取速度快缺点：要求药材含有一定水分，微波对一些化合物有一定降解作用，只适宜对热稳定产物微波辅助提取第17页超声波辅助提取原理：利用超声波破坏细胞膜优点：提取时间短，收率高，防止高温对有效成份破坏缺点：超声波提取对容器壁厚薄，放置位置要求较高酶法辅助提取 原理：利用酶破坏植物细胞壁，使有效成

7、份溶出 可用酶包含：纤维素酶、果胶酶、蛋白酶超声波萃取第18页（二） 水蒸气蒸馏法 适用范围：能随水蒸气蒸馏而不被破坏，难溶或不溶于水成份共水蒸馏法原理：将药材粗粉加入蒸馏器中，加水浸泡，直火煮沸，使提取物与水蒸气一起蒸出优点：操作简单缺点：可能使一些成份发生分解，使药材焦化，影响提取物质量 通入水蒸气蒸馏法原理：将水蒸气通入待提取药材中，使提取物和水蒸气一起蒸出优点：防止直火高温而影响提取物质量缺点：操作较为麻烦 第19页 （三）升华法适用范围：含有升华性质化合物例子：从樟木中提取樟脑从茶叶中提取咖啡碱缺点：常伴有分解现象，产率低，因为温度过高会造成中草药炭化附着在升华物上，不易除去第20页

8、本章内容一、提取方法二、分离纯化方法三、天然产物化学成份预试验四、寻找天然药品有效成份普通步骤第21页二、分离纯化方法 （一）沉淀法 原理：使某类成份产生沉淀而与其它成份分离方法；或使杂质产生沉淀析出，以除去杂质注意：对所需成份这种沉淀反应是可逆1、乙醇沉淀法原理：在提取液中加入一定量乙醇，则难溶于乙醇多糖类成份（淀粉、树胶、黏液质、果胶、菊糖）和蛋白质成份从溶液中析出沉淀比如：石斛多糖分离 第22页2、酸碱沉淀法原理：一些成份溶于碱液，不溶于酸液；或一些成份溶于酸液，不溶于碱液比如：生物碱、黄酮提取3、铅盐沉淀法原理：醋酸铅与一些成份生成难溶铅盐或络合物适用范围： 中性醋酸铅：酸性化合物、有

9、机酸、氨基酸、蛋白质、黏液质、鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷等 碱式醋酸铅：范围广，包含上述物质及部分苷类、生物碱等碱性成份 脱铅处理：通硫化氢气体，使铅转化为不溶性硫化铅第23页 （二）盐析法原理：在提取液中加入易溶性无机盐至一定浓度或到达饱和状态，使一些成份在水中溶解度降低，沉淀析出而与水溶性较大成份相分离惯用无机盐有：氯化钠、氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、硫酸镁适用范围：生物碱、苷类比如：三七皂苷提取（硫酸镁） 第24页 （三）透析法原理：小分子物质在溶液中可经过半透膜，而大分子物质不能经过半透膜适用范围：多糖、多肽、蛋白质、皂苷惯用透析膜：动物膜（如猪、牛膀胱）、火棉胶膜、蛋白质胶膜、玻璃

10、纸膜等第25页 （四）结晶法原理：利用混合物中各成份在溶剂中溶解度不一样来到达分离结晶溶剂选择标准：1、不与有效成份发生化学反应 2、对欲结晶成份溶解度随温度不一样而有显著差异3、对欲去除杂质冷热时溶解度均大或均小 方法：1、加温溶解，降温析出2、挥干溶剂，结晶析出3、外加晶体，诱导结晶4、摩擦容器壁，诱导结晶 第26页 （五）色谱法原理：利用混合物中各成份物理化学性质差异，使各成份得到分离1、色谱法在天然产物研究中用途分离混合物：分离理化性质相同成份精制化合物：搜集去除杂质纯品判定化合物：相同化合物在薄层色谱中含有相同Rf值，在液相或气相色谱中含有相同保留时间第27页2、纸色谱法和薄层色谱法

11、纸色谱法是以纸作为载体薄层色谱以玻璃板、塑料或铝基片作为载体第28页3、柱色谱法材料：层析柱、填料、洗脱剂原理：各组分受固定相作用所产生阻力和受流动相所产生推进力不一样，从而产生差速迁移而到达分离操作方法：1.称量及预处理 2.制成匀浆 3.装柱4.上样 5.过柱 6.搜集7.检测第29页分类：吸附色谱、凝胶色谱、离子交换色谱、分配色谱1） 吸附色谱原理：用吸附剂作为固定相，利用被分离组分对吸附剂表面吸附能力差异和在流动相中溶解度差异来进行分离吸附剂：硅胶、氧化铝、聚酰胺、活性炭第30页2）凝胶色谱 原理：分子筛效应凝胶色谱应用脱盐用于分离提纯测定高分子物质分子量 高分子溶液浓缩 第31页3）

12、离子交换色谱原理：利用某种离子交换剂在一定条件下与不一样离子亲和力不一样，可使柱与不一样离子结合强弱产生显著差异，从而使不一样离子移动速度不一样离子交换剂指含有解离性离子交换基团高分子物质离子交换剂性质：稳定、不溶、多孔、可进行离子交换SO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3HSO3H树脂基体第32页离子交换过程示意第33页应用超纯水系统第34页分类：按离子交换剂基质性质，可分为离子交换树脂、离子交换纤维素、离子交换凝胶按每种交换剂所含功效基团性质，可分为阳离子型和阴离子型 交换离子带

13、正电荷，则发生阳离子交换； 交换离子带负电荷，则发生阴离子交换。第35页4）分配色谱固定相：固定于多孔物质上液膜支持物：固定液膜多孔物质流动相：所用洗脱剂原理：不一样组分在流动相与固定相之间分配系数不一样，故在层析过程中迁移速度也各不相同，而彼此分开分类：液液分配层析（以液体作为流动相） 气液分配层析（以气体作为流动相）惯用载体：硅胶、硅藻土、纤维素粉 第36页比如：高效液相色谱 特点：高压、高效、高速、高灵敏度第37页第38页进样口检测器色谱图色谱柱溶剂泵混合器 高效液相结构示意第39页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsMixerPumpsChrom

14、atogramStart InjectionmAUtime第40页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsMixerPumpsChromatogramStart InjectionmAUtime第41页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第42页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第43页高效液相工作示意I

15、njectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第44页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第45页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第46页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChr

16、omatogramStart InjectionmAUtime第47页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第48页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第49页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第50页高效液相工作示

17、意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第51页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第52页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第53页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerC

18、hromatogramStart InjectionmAUtime第54页高效液相工作示意InjectorDetectorColumnSolventsPumpsMixerChromatogramStart InjectionmAUtime第55页本章内容一、提取方法二、分离纯化方法三、天然产物化学成份预试验四、寻找天然药品有效成份普通步骤第56页三、天然产物化学成份预试验 对一个未知天然药品，要了解其中所含成份需经过预试验来判断分类：单项预试验、系统预试验 单项预试验：依据工作需要有重点检验药材中某一类成份 系统预试验：对某种药材中所含各类化学成份进行全方面检验，系统了解该药材中所含化学成份类

19、型预试验原理：依据各成份极性不一样，选择不一样极性溶剂进行提取，将药材中所含成份按极性不一样分成几个部分，然后利用各种化学反应定性判断各部分中可能含有化合物类型第57页预试验步骤：第一、制备供试液第58页第二、各类成份检验 试剂或反应 指示可能含有成份碘化铋钾试液生物碱碘化汞钾生物碱硅钨酸生物碱费林试剂糖茚三酮试液蛋白质、氨基酸、多肽盐酸-镁粉反应黄酮碱性苦味酸试液强心苷浓硫酸反应皂苷第59页本章内容一、提取方法二、分离纯化方法三、天然产物化学成份预试验四、寻找天然药品有效成份普通步骤第60页四、寻找天然药品有效成份普通步骤（一）提取与分离 五部位法：用95%和60%两种浓度乙醇分别提取，合并

20、两次提取液，浓缩，依次用石油醚、氯仿（或乙醚）、乙酸乙酯、正丁醇、水进行处理，得到极性不一样五部分第61页提取溶剂化合物类别成份极性大小石油醚、己烷脂肪油、挥发油、脂溶性色素、甾醇、一些苷元强亲脂性成份乙醚、氯仿游离生物碱、苷元亲脂性成份乙酸乙酯、正丁醇强心苷、黄酮苷、皂苷中等极性成份丙酮、乙醇、甲醇极性较大苷、糖、氨基酸、生物碱盐极性成份水蛋白质、无机盐、粘液质强极性成份第62页（二）有效部位确定 第63页比如：寻找仙鹤草驱绦虫有效成位步骤 第64页（三）组分分离与单体分离采取色谱法、结晶法、萃取法等方法分离有效部位，直到得到单一组分（四）有效成份结构判定第一、纯度检验1、外形观察：晶形2、物理常数测定：熔点、沸点、旋光度等3、色谱检验：展现一个尖锐单峰