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文档简介
1.一次代谢维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。2.一次代谢产物(primarymetabolites)糖类蛋白质脂质核酸1.二次代谢以一次代谢产生的代谢产物为原料(或前体),经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。2.二次代谢产物(secondarymetabolites)产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化学物质。.各种中药化学成分的主要生物合成途径:(一)醋酸-丙二酸途径1.脂肪酸类:①起始物质:乙酰辅酶A;②丙二酸单酰辅酶A起延伸碳链;③缩合及还原两个反应交叉。2.酚类:乙酰辅酶A直线聚合后再进行环合。3.醌类:多酮环合生成各种醌类化合物或聚酮类。(二)甲戊二羟酸途径①萜类、甾类化合物均由这一途径生成;②乙酰辅酶A歧式聚合生成。(三)桂皮酸--莽草酸途径①具有C6-C2及C6-C1基本结构的化合物;②苯丙素、木脂素、香豆素等;③莽草酸通过苯丙氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物的途径,现也被称为桂皮酸途径。(四)氨基酸途径①生物碱类;②有些氨基酸,如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸等,经脱羧成为胺类,再经过一系列化学反应,如甲基化、氧化、还原、重排等生成各种生物碱。(五)复合途径①二级代谢产物;②分子中各个部分由不同的生物合成途径产生。如查耳酮类、二氢黄酮类化合物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草酸途径生成。总结:每种化合物类型的合成途径,每种合成途径的基本知识:如起始物、反应类型。苷是糖的衍生物,是糖在植物体内的一种储存形式,1.苷类又称配糖体,是糖或糖的衍生物与另一类非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物。其中非糖部分称为苷元或配基,其连接的键则称为苷键。2.与苷元连接的单糖:最常见的有五碳糖如阿拉伯糖;甲基五碳糖如L-鼠李糖;六碳糖如D-葡萄糖;六碳酮糖如D-果糖水蒸气蒸馏法:适用于具有挥发性的,能随水蒸气蒸馏而不被破坏,且难溶或不溶于水的成分的提取☆☆☆☆☆考点12:苷键的裂解1.酸催化水解(1)按苷键原子不同,酸水解的易难顺序为:N-苷>O-苷>S-苷>C-苷。(2)呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解,水解速率大50~100倍。(3)酮糖较醛糖易水解。(4)吡喃糖苷中吡喃环的C5上取代基越大越难水解,因此五碳糖最易水解,其顺序为五碳糖>甲基五碳糖>六碳糖>七碳糖。如果接有-COOH,则最难水解。(5)氨基糖较羟基糖难水解,羟基糖又较去氧糖难水解。(6)芳香属苷如酚苷因苷元部分有供电子结构,水解比脂肪属苷如萜苷、甾苷等要容易得多。(7)苷元为小基团者,苷键横键的比苷键竖键的易于水解,因为横键上原子易于质子化。2.酸催化甲醇解:在酸的甲醇液中进行甲醇解,多糖或苷可生成一对保持环形的甲基糖苷的异构体。3.碱催化水解:苷键具有酯的性质时,碱就能水解。4.酶催化水解:用酶水解苷键可以获知苷键的构型,可以保持苷元结构不变,还可以保留部分苷键得到次级苷或低聚糖,以便获知苷元和糖、糖和糖之间的连接方式。常用的酶有:①β-果糖苷水解酶:如转化糖酶,可以水解β-果糖苷键而保存其他苷键结构;②a-葡萄糖苷水解酶:如麦芽糖酶;③β-葡萄糖苷水解酶:如杏仁苷酶,可以水解一般β-葡萄糖苷和有关六碳醛糖苷,专属性较低。纤维素酶也是β-葡萄糖苷水解酶,穿心莲中的穿心莲内酯19-β-D-葡萄糖苷用硫酸水解时将发生去氧和末端双键移位,而用纤维素酶水解可得到原苷元。此外蜗牛酶,高峰氏糖化酶,橙皮苷酶,柑橘苷酶等也常用于苷键水解。强于亲水性,就不呈现这种活性或只有微弱的泡沫反应,如甘草皂苷的起泡性就很弱。皂苷的这种助溶性可促进其他成分在水中的溶解度。(四)溶血作用皂苷的水溶液大多能破坏红细胞而有溶血作用,这是因为多数皂苷能与胆甾醇结合生成不溶性的分子复合物。但并不是所有皂苷都能破坏红细胞而产生溶血现象,相反,有的皂苷甚至还有抗溶血作用。例如人参总皂苷没有溶血现象,但经分离后,B型和C型人参皂苷具有显著的溶血作用,而A型人参皂苷则有抗溶血作用。皂苷水溶液肌肉注射易引起组织坏死,口服则无溶血作用。值得注意的是,中药提取液中的一些其他成分,如某些植物的树脂、脂肪酸、挥发油等亦能产生溶血作用,应注意识别。因此,皂苷水溶液不能用于静脉注射或肌肉注射。但并不是所有的皂苷都具有溶血作用,如以人参二醇为苷元的皂苷则无溶血作用。☆☆☆☆☆考点37:强心苷的显色反应
1.甾体母核的显色反应。
(1)醋酸-浓硫酸反应。
(2)Salkowski反应。
(3)Tschugaev反应。
(4)三氯化锑反应。
(5)三氯乙酸-氯胺T反应。四、甾类成分的颜色反应
甾类成分在无水条件下,用酸处理,能产生各种颜色反应,用这些反应来初步鉴别该类成分或供比色分析。Liebermann-burchard反应样品溶于冰醋酸,加浓硫酸-醋酐(1:20),产生红紫蓝绿污绿等颜色变化,最后褪色2.Salkowski反应样品溶于氯仿,沿管壁滴加浓硫酸,氯仿层显血红色或青色,硫酸层显绿色荧光。3.三氯化锑或五氯化锑反应将样品醇溶液点于滤纸上,喷以20%三氯化锑(或五氯化锑)氯仿溶液(不应含乙醇和水)干燥后,60-70℃加热,显黄色、灰蓝色、灰紫色斑点。强心苷(cardiacglycosides)是存在于植物中具有强心作用的甾体苷类化合物,由强心苷元和糖缩合而产生的一类苷。
3.α-去氧糖的颜色反应
(1)Keller-Kiliani(K-K)反应。冰醋酸一三氯化铁一浓硫酸反应,醋酸层呈蓝色只作用于游离的α-去氧糖或α-去氧糖与苷元连接的苷。Keller-Kiliani(K-K)反应试剂是三氯化铁、冰乙酸、浓硫酸,显色:醋酸层呈蓝色或蓝绿色,,适用范围:含游离或可水解的2-去氧糖取样品1mg溶于5ml冰乙酸中,加一滴20%三氯化铁水溶液,倾斜试管,沿试管壁加入5ml浓硫酸,若有α-去氧糖存在,乙酸层渐呈蓝或蓝绿色。但若不显色,不能说明无α-去氧糖。由于是浓硫酸对苷元所起的作用逐渐向下层扩散,其显色随苷元羟基,双键的位置和数目不同而异,可显红色,绿色,黄色等,但久置后因炭化作用,均转为暗色.
(2)呫吨氢醇(Xanthydrol)反应。
(3)对-二甲氨基苯甲醛反应。
(4)过碘酸-对硝基苯胺反应。
生物碱定义:天然产的含氮有机化合物,除:低分子胺类:甲胺、乙胺;
氨基酸、氨基糖、肽类、蛋白质、核酸、核苷酸、卟啉类、维生素外.1.碱性:(1)是生物碱重要的性质,也是提取、分离和结构鉴定的重要理论依据。(2)氮原子上的孤电子对,能给出电子或接受质子而使生物碱显碱性。碱性越强,其Kb越大,PKb越小,其共轭酸Pka越大;即Pka越大,碱性越强;(3)生物碱碱性强弱用pKa表示,pKa越大,碱性越强。(4)生物碱的碱性强弱与pKa的关系:pKa<2为极弱碱,pKa2~7为弱碱,pKa7~11为中强碱,pKa>12为强碱。(5)生物碱分子中碱性基团的pKa值大小顺序:胍基>季胺碱>脂肪胺基>缺电子芳杂环(吡啶)>酰胺基>富电子芳杂环(吡咯)胍基>季铵碱>N-烷杂环>脂肪胺>芳香胺≈N-芳杂环>酰胺≈吡咯。(6)影响生物碱碱性强弱的因素有:1)氮原子的杂化方式氮原子杂化程度的升高,碱性增强,即sp3>sp2>sp。如四氢异喹啉(pKa9.5)为sp3杂化;吡啶(pKa5.17)和异喹啉(pKa5.4)均为sp2杂化;氰基呈中性,因其为sp杂化。季铵碱的碱性强(pKa11.5以上)则是因羟基以负离子形式存在,类似无机碱。2)诱导效应生物碱分子中的氮原子上的电子云密度可受氮原子附近供电基(如烷基)或/和吸电基(如各类含氧基团、芳环、双键)诱导效应的影响。供电诱导使氮原子上电子云密度增加,碱性增强;吸电诱导使氮原子上电子云密度减小,碱性降低。如麻黄碱的碱性强于去甲麻黄碱,即是由于麻黄碱氮原子上的甲基供电诱导的结果。而二者的碱性弱于苯异丙胺,则因前二者氨基碳原子的邻位碳上羟基吸电诱导的结果。(a)吸电性基团取代,碱性减弱;供电性基团取代,碱性增强;如:二甲胺(Pka10.70)>甲胺(Pka10.64)>氨(Pka9.75)(b)氮杂缩醛(酮)生物碱的碱性:
氮原子不处在桥头;强碱性;
氮原子处在桥头;碱性相对较弱;烯胺型--氮原子不处在桥头;强碱性;
氮原子处在桥头;碱性相对较弱;3)共轭效应①苯胺型:氮原子上的孤电子对与苯环π-电子形成p-π共轭体系后碱性减弱。如毒扁豆碱的两个氮原子碱性的差别系由共轭效应引起。②酰胺型:酰胺中的氮原子与羰基形成p-π共轭效应,使其碱性极弱。如胡椒碱秋水仙碱、咖啡因。③胍类:胍接受质子后形成季铵离子,呈更强的p-π共轭,体系具有高度共振稳定性,而显强碱性。4)空间效应氮原子由于附近取代基的空间立体障碍或分子构象因素,而使质子难于接近氮原子,碱性减弱。如东莨菪碱、利血平等。5)氢键效应当生物碱成盐后,氮原子附近如有羟基、羰基,并处于有利于形成稳定的共轭酸分子内氢键时,氮上的质子不易离去,则碱性强。如10-羟基可待因。一般来说,空间效应与诱导效应共存,空间效应居主导地位;共轭效应与诱导效应共存,共轭效应居主导地位。(一)鸟氨酸系生物碱1.吡咯烷类生物碱:如益母草中的水苏碱、山莨菪中的红古豆碱等。2.茛菪烷类生物碱:主要存在于茄科的颠茄属、曼陀罗属、莨菪属和天仙子属中,如莨菪碱。3.吡咯里西啶类生物碱:吡咯里西啶为两个吡咯烷共用一个氮原子稠合而成,主要分布于菊科千里光属中,如大叶千里光碱。(二)赖氨酸系生物碱1.蒎啶类:如胡椒中的胡椒碱、槟榔中的槟榔碱、槟榔次碱等。2.喹诺里西啶类:两个蒎啶共用一个氮原子稠合而成的衍生物。主要分布于豆科、石松科和千屈菜科。如野决明中的金雀儿碱和苦参中的苦参碱等。3.吲哚里西碇类:为蒎啶和吡咯共用一个氮原子稠合的衍生物。主要分布于大戟科一叶萩属植物中。本类化合物数目较少,但有较强的生物活性,如存在于一叶萩中的一叶萩碱对中枢神经系统有兴奋作用。(三)苯丙氨酸和酪氨酸系生物碱1.苯丙胺类生物碱:麻黄中的麻黄碱、伪麻黄碱。2.异喹啉类生物碱:(1)小檗碱类和原小檗碱类:前者多为季铵碱,如黄连、黄柏、三棵针中的小檗碱;后者多为叔胺碱,如延胡索中的延胡索乙素。(2)苄基异喹啉类:如罂粟中的罂粟碱、厚朴中的厚朴碱等。(3)双苄基异喹啉类:如存在于防己科北豆根中的蝙蝠葛碱。(4)吗啡烷类:如罂粟中的吗啡、可待因,青风藤中的青风藤碱等。(四)色氨酸系生物碱(吲哚类生物碱):是类型较多、结构较复杂、化合物数目最多的一类生物碱。主要分布于马钱科、夹竹桃科、茜草科等几十个科中。如存在于吴茱萸中的吴茱萸碱,麦角菌中的麦
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