天然产物化学名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

一、天然产物化学研究内容广义地讲，自然界全部物质都称为天然产物。在化学学科内，天然产物专指由动物、植物及海洋生物和微生物体内分离出来生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。是由各种化学成份所组成复杂体系。第6页金鸡纳奎宁天然产物有效成份第7页天然产物有效成份有效成份（activecompound）:在药理和生物学角度来看是指有生物活性物质;这种物质在化学上能用分子式和结构式来表示;并含有一定物理常数。在食品领域中，有效成份范围可扩展到除生物活性成份、功效成份之外，如：营养成份、天然食品添加剂成份等。第8页天然产物化学天然产物化学：是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，硕士物二次代谢产物提取、分离、结构、功能、生物合成、化学合成与修饰及其用途一门科学，是生物资源开发利用基础研究。第9页一次代谢与二次代谢

一次代谢：植物、昆虫或微生物体内生物细胞经过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬酸代谢，生成生物体生存繁殖所必须化合物，如糖类、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖类、蛋白质、酯类、DNA、RNA）等代谢过程，这些化合物称为一次代谢产物。

二次代谢：从一些一次代谢产物作为起始原料，经过一系列特殊生物化学反应生成表面上看来似乎对生物本身无用化合物，如萜类、甾体、生物碱、多酚类等，这些二次代谢产物就是人们熟知天然产物。二、天然产物生物合成第10页大自然是一个天然药库来自植物,如阿片、人参（大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津止渴，安神益智）、大黄(清热解毒、行瘀通经、清热除湿、止血、杀菌

)等;第11页大自然是一个天然药库来自动物,如牛黄（清热解毒）、鹿茸（滋补强壮）、蟾酥（解毒，止痛，开窍醒神）、海马（强身健体、补肾壮阳、舒筋活络、消炎止痛、镇静安神、止咳平喘）等;

第12页大自然是一个天然药库来自人类,如紫河车等;（补气，养血，益精）第13页大自然是一个天然药库来自矿物:如石膏、朱砂、雄黄等。雄黄（四硫化四砷）：败毒抗癌、祛痰镇惊、杀虫疗疮、消炎退肿。解肌清热，除烦止渴清热泻火、消肿止痛丹药：用于心神不宁、心悸失眠、镇惊安神、清热解毒第14页断肠草见血封喉,毒箭木三、天然产物研究发展史第15页三、天然产物研究发展史鸩

夹竹桃第16页鹤顶红鹤顶红,三氧化二砷，无臭无味，外观为白色霜状粉末，也就是著名砒霜。“鹤顶红”不过是古时候对砒霜一个隐晦说法而已。三、天然产物研究发展史第17页三、天然产物研究发展史海鲜+维生素C=砒霜?

银针验毒第18页三、天然产物研究发展史为砒霜正名在最近几年时间里，伴随中医理论得到了越来越广泛共识，中医药中使用砒霜治疗一些肿瘤疾病，尤其是急性脊髓白血病实践也得到了证实。砷三氧化合物已经越来越多地被用于治疗诸如淋巴癌、前列腺癌或子宫癌临床实践。

第19页三、天然产物研究发展史在19世纪以前，制药伎俩比较原始。据国外文件记载，从天然药品中分离其中所含有机化学成份，始于1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸、苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机酸类物质。第20页三、天然产物研究发展史但古代中国早在这之前就有了明确记载。明代李延《医学入门》（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸过程。书中谓“五倍子粗粉，并矾、曲和匀，如作酒曲样，入瓷器遮不见风，侯生白取出。”《本草纲目》（1596）卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成矣”记载。这里“生白”、“长霜”均为没食子酸生成之意，是世界上最早制得有机酸，比舍勒创造早了二百年。第21页三、天然产物研究发展史樟脑记载在中国最早见于17洪遵著《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、纯化樟脑过程。欧洲直至18世纪下半叶才提出了樟脑纯品。医药化学源于中国.第22页三、天然产物研究发展史不含萘和对二氯苯，安全、高效、对人体无毒无害80%六分之一环己烷单萜衍生物第23页三、天然产物研究发展史从药用动植物中提取活性成份则始于19世纪。第一个被提取成份是吗啡碱（一个异喹啉生物），于18由法国化学家F·泽尔蒂纳自鸦片中提取。吗啡罂粟第24页结构改造含量、毒性第25页天然药品占临床使用药品50%起源于高等植物约25%。天然产物药品疗效高，副作用小，天然产物一直是医药行业中新药主要起源之一。三、天然产物研究发展史第26页

三、天然产物研究发展史今后数十年间发掘了大量民间药中活性成份，如土根碱、奎宁（1820）、辛可宁、番木鳖碱、咖啡因、阿托品毛地黄强心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物碱居多，都含有显著生理活性，能够代表其原生药，多数至今仍用作药品。但当初只能利用分馏和重结晶来纯化单体成份。第27页三、天然产物研究发展史20世纪50年代先后自印度萝芙木中取得降压活性成份利血平，以及从降血糖药长春花中取得抗癌活性成份春花碱，成为两个很有价值药品，引发了各方重视。1960年左右开始了对海洋天然产物研究。如：从被囊类动物中分离得到含有细胞毒活性吲哚生物碱；从一些海绵中分离含有抗白血病双吲哚物质。第28页天然药品化学发展有两个转折点其一是1930年前后，因为微量元素分析法导入，试料量降至毫克水平，推进了天然成份分析工作。其二是1960年代前后，各种层析方法兴起，使微量天然新成份分离纯化简便易行。同时红外光谱、核磁共振、质谱等新技术问世，结构研究工作趋向微量，快速和准确。新技术兴起使研究天然产物化学成份周期大大缩短。第29页过去，一个天然化合物从天然药品中分离、纯化、到确定结构、人工合成需要很长时间。吗啡（morphine），18发觉、1925年提出正确结构，1952年人工合成，花了约150年时间。而利血平（reserpine）从发觉、确定结构，到人工合成，只用了几年时间（1952-1956）。三、天然产物研究发展史第30页20世纪80年代以来，因为分子生物技术迅猛发展，为有效成份提取和功效研究提供了新方法。如细胞培养、转基因器官培养和反义技术等。三、天然产物研究发展史第31页四、研究天然产物普通方法和程序天然药品有效成份提取，常见提取方法有：溶剂法、水汽蒸馏法、分馏法、吸附法、沉淀法、盐析法、透析法、升华法等。天然产物有效成份分离和纯化天然产物有效成份分子结构判定天然产物有效成份毒理学、药效学评价。第32页研究天然产物化学意义研究天然产物化学有利于人类从分子层面全方面了解和认识天然产物，从而经过人工培养或人工合成方式定向取得大批量目标产物并造福人类。第33页研究天然产物化学意义这些目标产物可能是药品，用于帮助人类与疾病作斗争，保障人类健康，提升人类生存质量；也可能是有特种功效物质，对人类生活提供方便；也为我们更加好地认识自然和利用自然，提供了一个渠道。第34页二十一世纪今天，人们已经充分认识到天然产物及其改性产物所具有独特征质与功效是人类社会可持续发展根本保证。研究天然产物化学意义第35页

蓝色药品：

海洋生物（20万）、矿产,2万各种：螺旋藻、海源石

绿色药品：蜂胶、银杏制剂基因药品：牛、羊乳汁微生物药品：抗生素耐药性发展及新病原体不停出现.四种药品成为二十一世纪“新星”第36页五、天然产物发展动向研究方法和伎俩向高、新方向发展偏重资源开发实用化基于生物技术天然产物化学研究第37页中药及天然药品化学研究现实状况及发展前景众所周知，从“神农尝百草”至今，中华民族几千年来之所以能够繁衍兴盛、绵延不停，靠就是中医中药。中医中药在临床应用了几千年，其疗效经过了实践检验，并成为世界文化一朵奇葩。不过因为生产工艺比较落后，质量监控亟待改进，尤其是中医独特哲学思想使普通西方人难以了解，成为中药产品在全世界深入推广发展严重障碍。所以，新药研究与开发成为当今十分主要和紧迫课题。第38页中药和天然药品研究方面依然存在很多问题（l）一些化学家只对新化合物有兴趣。迄今所研究过中药中，只有很小百分比是为了研究活性化合物；（2）即便是经过活性追踪方法研究中药，通常也只是利用一个类型活性筛选模型，无法反应中药综合药理作用。第39页（3）大多数中药民间惯用以水煎方式进行口服，然而化学工作者较少注意进行水溶性成份研究；（4）中药多作为复方形式在临床配伍应用，但中药复方发挥作用物质基础及其组方原理基本上还没有作为天然药品化学研究课题。中药和天然药品研究方面依然存在很多问题第40页（5）中药有着多方面药理作用，且普通经过调整人体整体平衡发挥疗效。但迄今为止，在追踪活性成份时，人们多只采取单一活性筛选体系。所以极难说得到所谓“活性成份”是代表中药临床疗效真正活性成份。

中药和天然药品研究方面依然存在很多问题第41页（6）人体内源性环境对中药化学成份影响也极少考虑或几乎不予考虑。所以，所得到“活性化合物”可能是真正活性成份，也很有可能仅仅是前体药品。中药和天然药品研究方面依然存在很多问题第42页（7）从中药整天然药品中得到活性成份，往往未做深入结构修饰或者结构改造，并就结构—活性相关问题进行深入探讨，对创新药品贡献不大。研究结果也未能更加好地用于指导中药制剂标准化、规范化，对推进中药当代化起作用不大。中药和天然药品研究方面依然存在很多问题第43页中国中药及天然药品化学研究发展趋势及展望（l）化学家将更多注意研究活性成份，如：活性成份研究将取代普通化学成份研究；比起对发觉新结构来说，将更多注意发觉新活性；将会更多注意水溶性及醇溶性成份研究；生物