中南大学天然药物分离与提纯 天然产物化学资料 绪论

天然产物化学南通大学化学化工学院朱金一章绪论

1．天然产物化学的研究内容

2．天然产物的生物合成3.天然产物化学的发展史4.天然产物化学的发展动向

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的生物二次代谢产物及生物体内源性生理活性化合物。是由各种化学成分所组成的复杂体系。一、天然产物化学的研究内容广义地讲，自然界的所有物质都称为天然产物。金鸡纳奎宁天然产物有效成分天然产物有效成分有效成分（activecompound）:在药理和生物学角度来看是指有生物活性的物质，这种物质在化学上能用分子式和结构式来表示，并具有一定的物理常数。在食品领域中，有效成分的范畴可扩展到除生物活性成分、功效成分之外，如：营养成分、天然食品添加剂成分等。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手段，研究生物二次代谢产物的提取、分离、结构、功能、生物合成、化学合成与修饰及其用途的一门科学，是生物资源开发利用的基础研究。一次代谢与二次代谢

一次代谢：植物、昆虫或微生物体内的生物细胞通过光合作用、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的化合物，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）等的代谢过程，这些化合物称为一次代谢产物。

二次代谢：从某些一次代谢产物作为起始原料，通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的化合物，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的天然产物。二、天然产物的生物合成大自然是一个天然药库来自植物的,如阿片、人参、大黄等;大自然是一个天然药库来自动物的,如牛黄、鹿茸、蟾酥、海马等;

大自然是一个天然药库来自人类的,如紫河车等;（补气，养血，益精）大自然是一一个天然药药库来自矿物的的,如石膏膏、朱砂、、雄黄等。。雄黄三硫化二砷砷：败毒抗癌、、祛痰镇惊惊、杀虫疗疗疮、消炎炎退肿。解肌清热，，除烦止渴渴清热泻火、、消肿止痛痛丹药：用于于心神不宁宁心悸失眠眠镇惊安神神三、天然产产物研究的的发展史断肠草见血封喉,毒箭木三、天然产产物研究的的发展史鸩夹竹桃鹤顶红鹤顶红,三氧化二砷砷，也就是著名名的砒霜。“鹤顶红红”不过是是古时候对对砒霜的一一个隐晦的的说法而已已。砷进入入人体后，，会和蛋白白质的硫基基结合，使使蛋白质变变性失去活活性。三、天然产产物研究的的发展史海鲜+维生生素C=砒霜?银针验毒三、天然产产物研究的的发展史在19世纪纪以前，制制药的手段段比较原始始。据国外文献献记载，从从天然药物物中分离其其中所含的的有机化学成成分，始于1769年瑞典化学家家舍勒从酒酒石分离出出酒石酸、、苯甲酸（（1775）、、乳酸（1785））、没食子子酸（1786）等等有机酸类类物质。三、天然产产物研究的的发展史但古代中国国早在这之之前就有了了明确的记记载。明代李延的的《医学入入门》（1575））中记载了了用发酵法法从五倍子子中得到没没食子酸的的过程。书书中谓“五五倍子粗粉粉，并矾、、曲和匀，，如作酒曲曲样，入瓷瓷器遮不见见风，侯生白取出。”《本草纲目目》（1596）卷卷39中则则有“看药药上长起长长霜，则药药已成矣””的记载。。这里的““生白”、、“长霜”均为没食食子酸生成成之意，是是世界上最最早制得的的有机酸，，比舍勒的的发明早了了二百年。三、天然产产物研究的的发展史樟脑的记载载在中国最最早见于1711年年洪遵著的的《集验方方》一书，，后由马可可波罗传至至西方。《本草纲目目》卷34下详尽记记载了用升升华法等制制备、纯化化樟脑的过过程。欧洲洲直至18世纪下半半叶才提出出了樟脑的的纯品。医药化学源源于中国.不含萘和对对二氯苯，，安全、高高效、对人人体无毒无无害80%六六分之之一三、天然产产物研究的的发展史从药用动植植物中提取取活性成分则始于19世纪。第第一个被提提取的成分分是吗啡碱碱（一种异异喹啉生物物），于1805年年由法国化化学家F··泽尔蒂纳纳自鸦片中中提取。吗啡罂粟结构改造含量、毒性性天然药物占占临床使用用药物的50%来源于高等等植物的约约25%。。天然产物药药物疗效高高，副作用用小，天然然产物始终终是医药行行业中新药药的主要来来源之一。。三、天然产产物研究的的发展史三、天然产产物研究的的发展史此后的数十十年间发掘掘了大量民民间药中的的活性成分分，如土根根碱、奎宁宁（1820）、辛辛可宁、番番木鳖碱、、咖啡因、、阿托品毛毛地黄强心心苷、毒毛毛旋花苷、、蟾蜍等，，以生物碱碱居多，都都具有显著著的生理活活性，可以以代表其原原生药，多多数至今仍仍用作药物物。但当时时只能利用用分馏和重重结晶来纯纯化单体成成分。三、天然产物物研究的发展展史20世纪51960年左右开始了对海洋天然产物的研究。如：从被囊类动物中分离得到的具有细胞毒活性的吲哚生物碱；从一些海绵中分离的具有抗白血病的双吲哚物质。天然药物化学学的发展有两两个转折点其一是1930年前后，，由于微量元元素分析法的的导入，试料料量降至毫克克水平，推进进了天然成分分的分析工作作。其二是1960年代前后后，各种层析析方法的兴起起，使微量天天然新成分的的分离纯化简简便易行。同同时红外光谱谱、核磁共振振、质谱等新新技术问世，，结构研究工工作趋向微量量，快速和准准确。新技术术的兴起使研研究天然产物物化学成分的的周期大大缩缩短。过去，一个天天然化合物从从天然药物中中分离、纯化化、到确定结结构、人工合合成需要很长长时间。吗啡（morphine），1805年发现、、1925年年提出正确结结构，1952年人工合合成，花了约约150年时时间。而利血血平（reserpine）从发现现、确定结构构，到人工合合成，只用了了几年的时间间（1952-1956）。三、天然产物物研究的发展展史20世纪80年代以来，由于分分子生物技术术的迅猛发展展，为有效成成分的提取和和功能研究提提供了新方法法。如细胞培养、转转基因器官培培养和反义技技术等。三、天然产物物研究的发展展史四、研究天然然产物的一般般方法和程序序天然药物有效效成分的提取取，常见的提提取方法有：：溶剂法、水水汽蒸馏法、、分馏法、吸吸附法、沉淀淀法、盐析法法、透析法、、升华法等。。天然产物有效效成分的分离离和纯化天然产物有效效成分的分子子结构鉴定天然产物有效效成分毒理学学、药效学评评价。研究天然产物物化学的意义义研究天然产物物化学有助于于人类从分子层面全面了解和认认识天然产物物，从而通过过人工培养或人工合成的方式定向获获得大批量的的目标产物并并造福人类。。研究天然产物物化学的意义义这些目标产物物可能是药物，用于帮助人人类与疾病作作斗争，保障障人类的健康康，提高人类类的生存质量量；也可能是是有特种功能的物物质，对人类生活活提供方便；；也为我们更更好地认识自自然和利用自自然，提供了了一个渠道。。21世纪的今今天，人们已已经充分认识识到天然产物及其其改性产物所所具有的独特特性质与功效效是人类社会可可持续发展的的根本保证。。研究天然产物物化学的意义义蓝色药物：海洋生物（20万）、、矿产,2万多种：螺螺旋藻、海源源石绿色药物：蜂胶、银杏制制剂基因药物：牛、羊乳汁汁微生物药物：：抗生素耐药性性的发展及新新病原体的不不断出现.四种药物成为为21世纪的的“新星”五、天然产物物发展动向研究方法和手手段向高、新新方向发展偏重资源开发发的实用化基于生物技术术的天然产物物化学研究中药及天然药药物化学的研研究现状及发发展前景众所周知，从从“神农尝百草草”至今，中华民民族几千年来来之所以能够够繁衍昌盛、、绵延不断，，靠的就是中中医中药。中中医中药在临临床应用了几几千年，其疗疗效经过了实实践的检验，，并成为世界界文化的一朵朵奇葩。但是由于生产工艺比较较落后，质量量监控亟待改改进，特别是中医医独特的哲学学思想使一般般西方人难以以理解，成为为中药产品在在全世界进一一步推广发展展的严重障碍碍。所以，新新药研究与开开发成为当今今十分重要和和紧迫的课题题。中药和天然药药物的研究方方面仍然存在在很多问题（l）某些化化学家只对新新化合物有兴兴趣。迄今所所研究过的中中药中，只有有很小的百分分比是为了研研究活性化合合物；（2）即便是是通过活性追追踪方法研究究的中药，通通常也只是利利用一种类型型的活性筛选选模型，无法法反应中药的的综合药理作作用。（3）大多数数中药民间常常用以水煎方方式进行口服服，然而化学学工作者较少少注意进行水水溶性成分的的研究；（4）中药多多作为复方形形式在临床配配伍应用，但但中药复方发发挥作用的物物质基础及其其组方原理基基本上还没有有作为天然药药物化学的研研究课题。中药和天然药药物的研究方方面仍然存在在很多问题（5）中药有有着多方面的的药理作用，，且一般通过过调节人体的的整体平衡发发挥疗效。但但迄今为止，，在追踪活性性成分时，人人们多只采用用单一的活性性筛选体系。。因此很难说说得到的所谓谓“活性成分分”是代表中中药临床疗效效的真正的活活性成分。中药和天然药药物的研究方方面仍然存在在很多问题（6）人体内内源性环境对对中药化学成成分的影响也也很少考虑或或几乎不予考考虑。因此，，所得到的““活性化合物物”可能是真真正的活性成成分，也很有有可能仅仅是是前体药物。。中药和天然药药物的研究方方面仍然存在在很多问题（7）从中药药成天然药物物中得到的活活性成分，往往往未做进一一步的结构修修饰或者结构构改造，并就就结构—活性性相关问题进进行深入探讨讨，对创新药药物的贡献不不大。研究成成果也未能更更好地用于指指导中药制剂剂的标准化、、规范化，对对推动中药现现代化起的作作用不大。中药和天然然药物的研研究方面仍仍然存在很很多问题中国中药及及天然药物物化学研究究的发展趋趋势及展望望（l）化学学家将更多多注意研究究活性成分分，如：活活性成分的的研究将取取代一般化化学成分研研究；比起起对发现新新结构来说说，将更多多注意发现现新的活性性；将会更更多注意水溶性及醇醇溶性成分的研究究；生物活性跟跟踪分离方方法将成为研究究天然活性性成分的主主流；（2）为了了得到真正正的活性成成分，将采采用多指标活性性筛选体系系，并且化学学成分的体体内代谢也也应给予更更多考虑；；（3）将更更多注意人体内源性性环境对中药化学学成分的影影响（4）中药复方化化学成分的研究也将将提到议事事日程；中药及天然