《天然药物化学》理论教学大纲（ (供五年制本科临床药学专业使用)）

PAGEPAGE1《天然药物化学》理论教学大纲(供五年制本科临床药学专业使用)I前言《天然药物化学》是一门运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科，内容包括各类天然药物的化学成分（主要是生理活性成分或药效成分）的结构类型，物理化学性质、提取分离方法，主要类型化学成分的结构测定及生物合成途径等。其目的是探索安全高效的天然药物及先导化合物；并根据已阐明结构的成分，按植物的亲缘关系在生物界探寻同类成分，以扩大药用资源，发掘新的有效成分，研究有效成分在植物体中随生长季节的变化规律，提高中药质量的方法，为开发和创制新药奠定基础。课程内容分为总论和各论两部分，总论主要阐述了研究天然药物有效成分常用的各种色谱分离方法和各种结构鉴定的一般方法。各论在讨论了糖和苷的性质和结构研究法基础上，将常见的天然产物按照其结构母核分为苯丙素类、蒽醌类、黄酮类、萜类和挥发油、三萜及其苷类、甾体及其苷类、生物碱、海洋药物等章节；以天然产物作为先导化合物，并对其结构进行修饰，进而将其研究开发成创新药物是天然药物化学学科的主要研究任务之一，故新版教材新增“天然药物的结构修饰”一章。通过本课程的学习要求学生掌握各类天然药物化学成分的结构特点、理化性质、提取分离及结构鉴定及修饰的基本理论和技能；熟悉主要类型成分的结构测定及生物合成途径，牢记一些具有代表性生物活性及临床应用的化合物的结构、来源和相关活性等；了解天然药物化学成分结构测定的一般原则和方法，以及寻找中药有效成分的途径等。本大纲适用于五年制本科临床药学专业使用。现将大纲使用中有关问题说明如下:一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示（核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示），供教师备课和学生学习参照使用，以明确教与学的基本要求及重点内容。二教师在保证大纲核心内容的前提下，授课注意反映国内外本学科的新成果、新技术、新发展以及相关学科新理论与新技术在本学科中的应用，充分考虑本学科的实用性、系统性和完整性；可根据不同教学手段，讲授需掌握、熟悉内容和介绍了解内容。三总教学参考学时为86，其中理论课52学时，实验34学时，理论与实验学时之比1.5:1。四教材：《天然药物化学》，人民卫生出版社裴月湖，第7版，2016年。II正文第一章总论一教学目的学习掌握天然药物化学的概念、研究范围等；常用的天然药物化学成分提取分离方法，各种分离材料的特点及分离原理、影响因素等。熟悉天然药物化学的概念、研究范围、研究目的，有效成分与无效成分的概念；主要生物合成途径和相关化合物类型；熟悉天然药物化学成分结构研究的主要程序，1H-NMR、13C-NMR谱特征及其解析方法。了解常见二维核磁共振谱的分类及应用。二教学要求（一）掌握：常用的天然药物化学成分提取分离的一般原理及方法，如：常用溶剂提取法的原理、操作及其特点；常用的色谱法（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、离子交换树脂、大孔树脂等分离材料）、两相溶剂萃取法的原理及影响因素。（二）熟悉：天然药物化学的概念、研究范围、研究目的，有效成分与无效成分的概念。天然药物化学成分主要的生物合成途径，生物合成的重要意义；天然药物化学成分结构研究的主要程序，1H-NMR、13C-NMR谱特征及其解析方法。（三）了解：本学科最新研究成就、发展趋势及其在中药现代化中的作用。三教学内容（一）天然药物化学的概念、研究范围、研究目的与任务，有效成分与无效成分的概念。天然药物化学的发展简史及其与现代科学技术进步的关系，开展天然药物化学研究的重要性。（二）植物体内的物质代谢过程，一次代谢与二次代谢的概念，重要的一次代谢产物与二次代谢产物的关系。主要的生物合成途径；研究生物合成的意义。（三）天然药物有效成分的提取方法，两相溶剂萃取、色谱法（硅胶、聚酰胺、葡聚糖凝胶、离子交换树脂、大孔树脂）等分离与精制方法。（四）结构研究的一般步骤及波谱解析在结构研究中的应用。第二章糖和苷一教学目的学习掌握单糖的立体结构特征；苷键的裂解方法及特点。熟悉糖和苷的含义及分类；糖的主要化学性质；糖的核磁共振性质。了解糖链的结构测定方法；多糖的提取分离、纯化方法。二教学要求（一）掌握：单糖的立体结构特征；糖和苷的相关含义；苷键的裂解方法、裂解规律及其应用，影响酸催化水解反应难易的因素。（二）熟悉：糖的主要化学性质。（三）了解：糖和苷的分类；苷元和糖、糖和糖之间连接位置、连接顺序以及苷键构型的确定方法。多糖的提取分离、纯化方法；糖的核磁共振性质。三教学内容（一）单糖的立体化学结构；糖和苷的分类（定义）；氨基糖、去氧糖、糖醛酸的结构特点。（二）糖的主要化学性质：氧化、糠醛形成及羟基反应的条件及在分离或分析、结构测定中的意义。（三）苷键裂解反应：酸催化水解、乙酰解反应、碱催化水解酯和β-消除反应、酶催化水解反应、过碘酸裂解反应的特点及其应用。（四）糖的核磁共振性质：糖的1H-NMR和13C-NMR的性质（苷化位移）。（五）糖链的结构测定（程序）。（六）糖和苷的提取分离。第三章苯丙素类一教学目的学习掌握苯丙酸、香豆素、木脂素类的结构类型，及其形成方式。熟悉苯丙酸、香豆素和木脂素类型中的典型化合物；香豆素类的波谱学特征、理化性质。了解木脂素类的谱学特征；香豆素和木脂素的生物活性。二教学要求（一）掌握：苯丙素类的三种结构类型：苯丙酸（简单苯丙素）、香豆素和木脂素类的主要结构特点。（二）熟悉：苯丙酸、香豆素和木脂素类型中的典型化合物；香豆素类的理化性质、提取分离方法。（三）了解：香豆素、木脂素类的谱学特征；香豆素和木脂素的生物活性。三教学内容（一）苯丙酸类的结构、提取分离、波谱特征。（二）香豆素类的结构类型、理化性质、提取分离、波谱特征和生物活性。（三）木脂素类的主要结构类型、理化性质、提取分离、波谱特征和生物活性。第四章醌类化合物一教学目的学习掌握醌类化合物的结构类型、理化性质及提取分离方法；熟悉苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌的典型化合物；蒽醌的波谱特征。了解苯醌、萘醌类化合物的波谱特征；醌类化合物的生物活性。二教学要求（一）掌握：醌类化合物的结构类型；醌类化合物的理化性质：颜色、升华性、溶解性、显色反应、酸性及酸性强弱与结构的关系；提取分离方法及原理。（二）熟悉：苯醌、萘醌、蒽醌、菲醌的典型化合物；蒽醌的波谱特征。（三）了解：苯醌、萘醌类化合物的波谱特征；醌类化合物的生物活性。三教学内容（一）醌类化合物的结构类型及重要代表化合物。（即苯醌、萘醌、菲醌、蒽醌类及各类代表化合物）（二）醌类化合物的理化性质：物理性质、酸性（强弱与取代基位置的关系）、重要的呈色反应（如Feigl反应、无色亚甲蓝显色实验、Bornträger’s反应、醋酸镁反应等）。（三）醌类化合物的提取分离的基本方法。（四）醌类化合物的结构测定（UV、IR、1H\13C-NMR、MS特征及结构研究实例）。（五）醌类化合物的生物活性。第五章黄酮类化合物一教学目的学习掌握黄酮类化合物的定义及结构类型；黄酮的理化性质、颜色反应，提取分离方法。熟悉黄酮类化台物的UV光谱特征、位移试剂在黄酮类化合物UV测定结构中的原理和应用；典型黄酮类的1H\13C-NMR特征。了解典型黄酮类化合物的生物合成、生物活性；典型黄酮类的MS谱学特征。二教学要求掌握：黄酮类化合物的定义及结构类型、重要代表化合物；黄酮类化合物的理化性质、显色反应、一般提取和分离方法；黄酮类化合物的紫外及可见光谱、质谱、氢谱和碳谱的主要谱学特征。熟悉：黄酮类化合物的结构鉴定程序。了解：黄酮类化台物的立体结构测定方法和生物活性。二教学内容（一）黄酮类化合物的结构类型：黄酮类及黄酮醇类；二氢黄酮类和二氢黄酮醇类；异黄酮类；查耳酮类和二氢查耳酮；花青素类等。（二）黄酮类化合物的理化性质及显色反应：性状；溶解性；酸碱性，如酸性强弱与羟基取代位置、数目的关系；显色反应，如还原试验、金属盐类试剂的络合反应、硼酸显色反应、碱性试剂显色反应。（三）黄酮类化合物的提取与分离：一般提取方法：溶剂提取法、碱提取酸沉淀法、碳粉吸附法；一般分离方法：柱色谱法，如聚酰胺柱色谱、凝胶柱色谱、硅胶柱色谱，以及pH梯度萃取法。（四）黄酮类化合物的检识与结构鉴定：色谱法在黄酮类化合物鉴别中的应用；紫外及可见光谱在黄酮类化合物结构鉴定中的应用；核磁共振氢谱在黄酮类鉴定中的应用；核磁共振碳谱在黄酮类化合物结构鉴定中的应用；质谱在黄酮类化合物结构测定中的应用；黄酮类化合物的立体化学问题；结构研究实例。（五）黄酮类化合物的生物活性第六章萜类和挥发油一教学目的学习掌握萜类的定义、结构类型及其代表性化合物；萜类化合物的提取和分离方法；挥发油的定义、通性、组成及提取分离方法。熟悉萜类的生物合成、萜类和挥发油的生物活性。了解萜类及挥发油的检识和鉴定方法。二教学要求掌握：萜类的定义、结构类型及其代表性化合物；萜类化合物的提取和分离方法；挥发油的定义、分类、物理性质及提取分离方法。熟悉：萜类的分布和生物活性；挥发油的分布、生物活性及挥发油成分鉴定；了解：萜类化合物的结构鉴定。二教学内容概述：萜的含义和分类；萜类的生源学说，经验的异戊二烯法则和生源的异戊二烯法则。萜类的结构特点及重要代表化合物：单萜（包括链状单萜、单环单萜、双环单萜等）；环烯醚萜；倍半萜（无环倍半萜、单环倍半萜、双环倍半萜、三环倍半萜等）；二萜（链状二萜、单环二萜、双环二萜、三环二萜、四环二萜）；二倍半萜及重要代表化合物。（三）萜类化合物的物理化学性质：性状；溶解性；萜类化合物的稳定性（对高温、光、酸碱较为敏感，易被氧化，或发生重排反应的化学性质，加成、氧化、脱氢、分子重排反应，引起结构的变化）。（四）萜类化合物提取与分离：萜类的提取（一般溶剂提取法）；萜类的分离（结晶法分离、柱色谱分离、利用结构中的特殊官能团进行分离）。（五）萜类化合物的检识与结构测定：波谱法在萜类结构鉴定中的应用，紫外、红外、质谱、核磁。（六）挥发油：概述；挥发油的性质；挥发油的提取；挥发油成分的分离；挥发油成分的鉴定。第七章三萜及其苷类一教学目的学习掌握三萜及其皂苷的定义，基本结构、四环三萜及五环三萜的重要骨架类型及代表化合物；三萜及其皂苷的理化性质。熟悉三萜及其皂苷的提取分离方法及原理。了解三萜类化合物的生源途径及其生物活性；三萜类化合物的结构鉴定方法。二教学要求（一）掌握：三萜及其苷的定义；三萜化合物的分类方法和基本结构；四环三萜、五环三萜类化合物的分类及其结构特点；三萜类化合物理化性质：性状、溶解度、显色反应、表面活性、溶血性和沉淀反应。（二）熟悉：三萜及其苷的化学命名法、重要骨架类型三萜代表化合物及其生物活性；三萜类皂苷的提取分离方法。（三）了解：三萜皂苷类化合物结构鉴定的一般步骤；三萜类化合物MS和NMR谱特征。二教学内容（一）概述（二）四环三萜：达玛烷型；羊毛脂烷型；环阿屯烷型等。（三）五环三萜：齐墩果烷型；乌苏烷型；羽扇豆烷型等。（四）理化性质：性状及溶解性；显色反应（醋酐-浓硫酸反应、五氯化锑反应、三氯乙酸反应等）；表面活性；溶血作用；沉淀反应。（五）提取分离：三萜化合物的提取与分离；三萜皂苷的提取分离。（六）结构测定（七）生物活性第八章甾体及其苷类一教学目的学习掌握甾体化合物生物合成的基本原理；强心苷及甾体皂苷的化学结构和类型；强心苷及甾体皂苷的理化性质及鉴定别反应征；强心苷及甾体皂苷的提取分离方法；甲、乙型强心苷的紫外及红外光谱特征；红外及核磁共振氢谱在区别不同类型的甾体皂苷元中的应用。熟悉甾体化合物的概念、分类及显色反应；C21甾体化合物的结构特点；强心苷及甾体皂苷在自然界的分布特点。了解甾体皂苷的质谱及核磁共振波谱特征。二教学要求掌握：强心苷及甾体皂苷的化学结构和类型（重要代表化合物）；强心苷及其甾体皂苷的理化性质及鉴别反应；强心苷及甾体皂苷的提取分离方法。熟悉：强心苷及甾体皂苷的光谱学特征；甾体化合物的概念、结构特点与分类。（三）了解：强心苷及甾体皂苷的生物活性；C21甾、植物甾醇、胆酸类化合物的结构特点及理化性质。二教学内容（一）概述（二）强心苷类：概述；强心苷的化学结构和实例；强心苷的理化性质；强心苷的提取与分离；强心苷的谱学特征；强心苷的生物活性。（三）甾体皂苷：概述；甾体皂苷的化学结构和实例；甾体皂苷的理化性质；甾体皂苷的提取与分离；甾体皂苷苷元的谱学特征。（四）其他甾体化合物：C21甾类化合物；植物甾醇类；昆虫变态激素；胆酸类。第九章生物碱一教学目的学习掌握生物碱的定义、生物合成、结构分类，各类生物碱的生源关系、骨架类型；生物碱的理化性质及检识方法；生物碱的提取与分离方法及原理。熟悉生物碱在植物界的分布特点、存在形式；常见药用生物碱的结构与生物活性；重要药用生物碱的提取方法。了解波谱法在生物碱结构测定中的作用。二教学要求（一）掌握：生物碱的定义；生物碱的结构分类，各类生物碱的生源关系、骨架类型及重要的药用生物碱；生物碱的理化性质及检识方法；生物碱的提取与分离方法及原理。（二）熟悉：生物碱在植物界的分布特点、存在形式；常见药用生物碱的生物活性；重要药用生物碱的提取方法。（三）了解：波谱法在生物碱结构测定中的作用。三教学内容（一）生物碱的定义；分布及存在形式（主要是游离碱、盐类、酰胺类、N-氧化物、氮杂缩醛类以及其他类）。（二）生物碱的生物合成途径主要有两个：一是来源于氨基酸途径，二是来源于甲戊二羟酸途径。（三）生物碱的分类（重点介绍化学结构分类法）、生源关系及其分布。（四）生物碱的理化性质：性状、旋光性、溶解性、碱性（生物碱碱性强弱的影响因素）。（五）生物碱的检识方法，主要是沉淀反应（常见生物碱沉淀试剂名称及反应产物）和显色反应（常用生物碱显色试剂名称及反应物颜色特征）。（六）生物碱的常见提取分离方法，水或酸水提取法，醇类溶剂提取法，亲脂性有机溶剂提取法，水溶性生物碱的提取；生物碱的常见分离方法，不同类别生物碱的分离，利用生物碱的酸碱性差异分离，利用生物碱或生物碱盐溶解度差异分离，利用生物碱的特殊功能基团进行分离，利用色谱法分离。（七）生物碱的结构鉴定方法：UV光谱、IR光谱、NMR谱、MS谱。海洋天然药物一教学目的学习熟悉常见海洋天然产物的主要结构类型及其特点。了解海洋天然产物的发展历史、研究方法和生物活性。二教学要求（一）熟悉：大环内酯类、聚醚类、肽类化合物的主要结构特征。（二）了解：海洋天然产物的发展历史、研究方法和生物活性。三教学内容（一）大环内酯类，包括简单大环内酯化合物，内酯环含有氧环的大环内酯，多聚内酯，其他大环内酯类。（二）聚醚类化合物。（三）肽类化合物。（四）生物碱类化合物（五）C15乙酸原化合物，直链化合物，环氧化合物，碳环化合物，同其他类似乙酸原化合物。（六）前列腺素类化合物结构特征。（七）甾体及其苷类化合物。（八）萜类化合物。（九）海洋天然产物研究方法。第十一章天然药物的研究开发一教学目的学习熟悉天然药物的研究开发过程；由天然药物创制新药的意义。了解天然药物中生物活性成分的研究方法。二教学要求（一）熟悉：由天然药物创制新药的重要意义及其研究开发程序。（二）了解：生物活性导向分离、寻找天然活性化合物的基本方法及实例；中药复方的研究方法。三教学内容（一）天然药物的开发过程，包括从天然药物或中药中开发新药的方式以及新药开发阶段。（二）天然成分的分离方法，天然药物及中药中原生生物活性成分的研究，天然药物及中药中前体活