天然药物的化学成分.ppt
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1、天然药物的化学成分天然药物的化学成分植物代谢及其代谢产物植物代谢及其代谢产物n n(一)一次代谢及其代谢产物一次代谢及其代谢产物一次代谢及其代谢产物一次代谢及其代谢产物 l l 1.1.一次代谢一次代谢一次代谢一次代谢 l l 维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代维持植物机体生命活动的代谢过程叫一次代谢。谢。l l 2.2.一次代谢产物一次代谢产物一次代谢产物一次代谢产物 (primary metabolites)(primary metabolites)l l 糖类糖类 蛋白质蛋白质 脂质脂质 核酸核酸 l l 3.3.一次代谢产物的作用一次代谢产物的作用一次代谢产物的作用一次代谢产物的作
2、用 l l 1 1)植物的营养物质)植物的营养物质 l l 2 2)人类赖以生存的物质基础)人类赖以生存的物质基础二、植物代谢及其代谢产物二、植物代谢及其代谢产物n n(二二)二次代谢及其代谢产物二次代谢及其代谢产物二次代谢及其代谢产物二次代谢及其代谢产物 n n 1.1.二次代谢二次代谢二次代谢二次代谢 n n 以一次代谢产生的代谢产物为原料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(或前体),经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。叫二次代谢。n n 2.2.二次代谢产物二次代谢产物二次代谢产物二次代谢产物 (secondary(secondary metaboli
3、tes)metabolites)n n 3.3.二次代谢产物的作用二次代谢产物的作用二次代谢产物的作用二次代谢产物的作用 n n 1 1)维持植物的特性与特征)维持植物的特性与特征 n n 2 2)重要的药物资源)重要的药物资源植植 物物 化化 学学成成分分一次代谢产物一次代谢产物二次代谢产物二次代谢产物植物生物化学植物生物化学中草药成分化学中草药成分化学 天然药物化学天然药物化学 植物药品化学植物药品化学与农、与农、工、工、林、牧有关林、牧有关(国计民生)(国计民生)与医药有关与医药有关(生物活性成分)(生物活性成分)生药的化学成份分类表生药的化学成份分类表化学成分类型化学成分类型药物举例药
4、物举例含蒽苷类生药含蒽苷类生药大黄、虎杖、紫草、丹参、何首乌、番泻叶、决明子、芦荟大黄、虎杖、紫草、丹参、何首乌、番泻叶、决明子、芦荟含黄酮类生药含黄酮类生药葛根、黄芩、槲寄生、桑白皮、银杏叶、槐米、红花、石苇、淫葛根、黄芩、槲寄生、桑白皮、银杏叶、槐米、红花、石苇、淫羊藿、蒲黄羊藿、蒲黄含强心苷类生药含强心苷类生药洋地黄叶、黄花夹竹桃、香加皮洋地黄叶、黄花夹竹桃、香加皮含香豆素类生药含香豆素类生药白芷、防风、南沙参、北沙参、菊花、秦皮、青蒿、茵陈、蛇床子白芷、防风、南沙参、北沙参、菊花、秦皮、青蒿、茵陈、蛇床子含环烯醚萜类生药含环烯醚萜类生药龙胆、地黄、玄参、秦皮、栀子龙胆、地黄、玄参、秦皮
5、、栀子含木质素类生药含木质素类生药 厚朴、杜仲、五味子、连翘厚朴、杜仲、五味子、连翘含挥发油类生药含挥发油类生药当归、川芎、苍术、石菖蒲、莪术、郁金、姜黄、木香、白术、香附、沉香、肉桂、当归、川芎、苍术、石菖蒲、莪术、郁金、姜黄、木香、白术、香附、沉香、肉桂、丁香、辛夷、陈皮、小茴香、砂仁、枳壳、豆蔻、薄荷、细辛、紫苏、广藿香、藿丁香、辛夷、陈皮、小茴香、砂仁、枳壳、豆蔻、薄荷、细辛、紫苏、广藿香、藿香、荆芥、海金沙香、荆芥、海金沙含生物碱类生药含生物碱类生药麻黄、益母草、山豆根、苦参、龙胆、秦艽、槟榔、白鲜皮、黄麻黄、益母草、山豆根、苦参、龙胆、秦艽、槟榔、白鲜皮、黄连、防己、延胡索、黄柏、
6、勾藤、吴茱萸、马钱子、洋金花、颠连、防己、延胡索、黄柏、勾藤、吴茱萸、马钱子、洋金花、颠茄草、川贝、浙贝、川乌、附子、百部茄草、川贝、浙贝、川乌、附子、百部含鞣质、多元酚含鞣质、多元酚绵马贯众、柯子、山茱萸、五倍子、儿茶绵马贯众、柯子、山茱萸、五倍子、儿茶含有机酸类生药含有机酸类生药升麻、关木通、金银花、山楂、马兜铃、木瓜、地龙、蜂蜜升麻、关木通、金银花、山楂、马兜铃、木瓜、地龙、蜂蜜D-D-木糖木糖 D-D-葡萄糖葡萄糖 甘露糖甘露糖 半乳糖半乳糖D-D-果糖果糖 -鼠李糖鼠李糖 D-D-洋地黄毒糖洋地黄毒糖一、糖类一、糖类单糖、低聚糖、多聚糖单糖、低聚糖、多聚糖2-2-氨基氨基-2-2-去
7、氧去氧-D-D葡萄糖葡萄糖 D-D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸 山梨醇山梨醇 甘露醇甘露醇鉴别方法:鉴别方法:1、Fehling试验:试验:Fehling试液(碱性酒石酸酮试液试液(碱性酒石酸酮试液甲、乙,临用时等量混合);产生砖红色沉淀;检测甲、乙,临用时等量混合);产生砖红色沉淀;检测化合物类型:还原性糖类,非还原性多糖需水解后呈化合物类型:还原性糖类,非还原性多糖需水解后呈阳性反应。阳性反应。2、Molish试验:试验:a-萘酚试液,沿管壁滴加浓硫酸;二萘酚试液,沿管壁滴加浓硫酸;二液层交界处成紫色环;检测化合物类型:所有糖类、液层交界处成紫色环;检测化合物类型:所有糖类、苷类。苷类。3、色谱
8、法:纸色谱、薄层色谱;展开剂:正丁醇、色谱法:纸色谱、薄层色谱;展开剂:正丁醇-醋醋酸酸-水(水(4:1:5 上层);多种显色剂黑色斑点。上层);多种显色剂黑色斑点。4、GC、GC-MS分析:糖类化合物可以制成甲醚、乙分析:糖类化合物可以制成甲醚、乙酰化、三甲基硅烷化衍生物,采用酰化、三甲基硅烷化衍生物,采用 GC、GC-MS方法,方法,进行定性、定量分析。进行定性、定量分析。低聚糖类低聚糖类由由29个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或支糖链的聚糖称为低聚糖支糖链的聚糖称为低聚糖(oligosaccharide)。水水苏苏属某些植物属某些植物果糖,葡萄糖,果糖,
9、葡萄糖,2 2分子半乳糖分子半乳糖水水苏苏糖糖(stachyose)(stachyose)四糖四糖龙龙胆属某些植物胆属某些植物棉籽棉籽鼠李属某些植物鼠李属某些植物果糖,果糖,2 2分子葡萄糖分子葡萄糖半乳糖,葡萄糖、果糖半乳糖,葡萄糖、果糖乳糖,乳糖,2 2分子鼠李糖分子鼠李糖龙龙胆三糖胆三糖(gentianose)(gentianose)棉子糖棉子糖(raffinose)(raffinose)(manneotriose)(manneotriose)鼠李三糖鼠李三糖(rhamninose)(rhamninose)三糖三糖甜菜、甘蔗甜菜、甘蔗淀粉淀粉经经酶酶水解水解补补乳乳动动物乳汁物乳汁麦角、
10、酵母等真菌麦角、酵母等真菌葡萄糖,果糖葡萄糖,果糖2 2分子葡萄糖分子葡萄糖葡萄糖,半乳糖葡萄糖,半乳糖2 2分子葡萄糖分子葡萄糖蔗糖蔗糖(sucrose)(sucrose)麦芽糖麦芽糖(maltose)(maltose)乳糖乳糖(lactose)(lactose)海藻糖海藻糖(trehalose)(trehalose)双糖双糖主要分布主要分布单单糖糖组组成成名称名称类类型型常见的低聚糖常见的低聚糖多聚糖类多聚糖类动物多糖动物多糖(1)肝素肝素(heparin)肝素是分子量约肝素是分子量约500015000的高度硫酸酯化的的高度硫酸酯化的右旋酸性粘多糖。由右旋酸性粘多糖。由A、B两种二糖单元组
11、成。此外肝素的糖链上常两种二糖单元组成。此外肝素的糖链上常接有丝氨酸或小分子肽。肝素具有很强的抗凝血作用,临床用于预防接有丝氨酸或小分子肽。肝素具有很强的抗凝血作用,临床用于预防和治疗血栓的形成。和治疗血栓的形成。A B 硫酸软骨素 (chondroitin sulfate)(2)硫酸软骨素)硫酸软骨素(chondroitin sulfate)硫酸软骨素是保硫酸软骨素是保持动物组织水分和弹性的一类酸性粘多糖,是鱼类和哺乳持动物组织水分和弹性的一类酸性粘多糖,是鱼类和哺乳动物软骨的主要成分,主要有软骨素动物软骨的主要成分,主要有软骨素A、B、C等数种。硫等数种。硫酸软骨素酸软骨素C是由是由D-葡
12、萄糖醛酸葡萄糖醛酸1b3和和D-半乳糖半乳糖1b4相相间连接而成的直链分子,在半乳糖羟基的间连接而成的直链分子,在半乳糖羟基的C6-羟基上有硫羟基上有硫酸酯化。一般在生物体内与蛋白质结合成粘多糖酸酯化。一般在生物体内与蛋白质结合成粘多糖-蛋白复蛋白复合体合体(proteoglycan)而存在。硫酸软骨素临床上用于治疗而存在。硫酸软骨素临床上用于治疗神经痛、风湿痛,并具有降低血脂,改善动脉粥样硬化症神经痛、风湿痛,并具有降低血脂,改善动脉粥样硬化症状的作用。状的作用。(3)甲壳素)甲壳素(chitin)甲壳素主要存在于昆虫、甲壳类甲壳素主要存在于昆虫、甲壳类动物的外壳和大多数真菌的细胞壁中。由动
13、物的外壳和大多数真菌的细胞壁中。由N-乙酰葡萄糖胺乙酰葡萄糖胺以以1b4反向连接的直链结构多糖。甲壳素对酸、碱稳定。反向连接的直链结构多糖。甲壳素对酸、碱稳定。甲壳素的水解产物葡萄糖胺是重要的合成原料。甲壳素的水解产物葡萄糖胺是重要的合成原料。(4)透明质酸)透明质酸(hyaluronic acid)为一类存在于动物结合为一类存在于动物结合组织、眼球和皮肤的酸性粘多糖,具有润滑剂和防止微生组织、眼球和皮肤的酸性粘多糖,具有润滑剂和防止微生物侵害作用。由物侵害作用。由D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸1b3连接连接N-乙酰氨基葡萄乙酰氨基葡萄糖形成的重复二糖单位,每一个重复二糖单位彼此以糖形成的重复二糖单
14、位,每一个重复二糖单位彼此以1b4键结合而成。现在作为化妆品的基质使用。键结合而成。现在作为化妆品的基质使用。植物多糖植物多糖淀粉(starch)纤维素(cellulose)果聚糖(fmctans)半纤维素(hemicellulose)树胶(gum)粘液质(mucilage)和粘胶质(pecticsubstance)人参、黄芪、枸杞、刺五加、当归、猕猴桃、灵芝、银耳、茯苓、猴头菌、裂褶菌、褐藻等中含有的多糖有抗肿瘤、增强免疫、降血脂、降血糖、抗肝炎、抗衰老等广泛的生物活性。它们中既有均多糖,也有杂多糖,结构各异。苷的结构和分类苷的结构和分类苷的含义苷的含义配糖体配糖体,糖和糖的衍生物(氨,糖和
15、糖的衍生物(氨基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质通过糖的基糖、糖醛酸等)与另一非糖物质通过糖的端基碳原子连结而成的一类化合物。以葡萄端基碳原子连结而成的一类化合物。以葡萄糖为例。糖为例。苷键原子苷键原子 苷元苷元 苷键苷键端基碳原子端基碳原子D葡萄糖苷葡萄糖苷 苷的结构分类苷的结构分类按苷键原子分类:按苷键原子分类:氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。氧苷、硫苷、氮苷、碳苷。1、氧苷依苷元羟基的类型分为、氧苷依苷元羟基的类型分为:醇苷醇苷 通过苷元上醇羟基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩通过苷元上醇羟基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合而成的化合物称醇苷。酮羟基脱一分子水缩合而成的化合物称醇苷。
16、红景天苷红景天苷 酚苷酚苷 通过苷元上酚羟基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮通过苷元上酚羟基与糖或糖的衍生物的半缩醛或半缩酮羟基脱一分子水缩合而成的化合物称醇苷。羟基脱一分子水缩合而成的化合物称醇苷。天麻苷、白藜芦醇天麻苷、白藜芦醇苷苷 酯苷酯苷 通过苷元上的羧基与糖或糖的衍生物的半缩醛通过苷元上的羧基与糖或糖的衍生物的半缩醛(半缩酮半缩酮)羟基脱一羟基脱一分子水缩合而成的化合物称酯苷或酰苷。分子水缩合而成的化合物称酯苷或酰苷。山慈姑苷山慈姑苷A、B 氰苷氰苷 具有具有-羟基腈的苷类。有毒,苦杏仁苷羟基腈的苷类。有毒,苦杏仁苷 吲哚苷吲哚苷 苷元吲哚醇中的羟基和糖缩和而成的苷。靛苷苷元吲哚醇中
17、的羟基和糖缩和而成的苷。靛苷 红景天苷红景天苷 天麻苷天麻苷 毛茛苷毛茛苷 (rhodioloside)(gastrodin)(ranunculin)苦杏仁苷苦杏仁苷 山慈姑苷山慈姑苷A 巴豆苷巴豆苷 牡荆素牡荆素 异芒果苷异芒果苷 芥子苷通式芥子苷通式1含义存在于植物界的一类结构复杂的苷类化合物。它的水溶液易引起肥皂样泡沫,多数具有溶血等特性。2分布(1)甾体皂苷:百合科、薯蓣科、玄参科、石蒜科。(2)三萜皂苷:伞形科、五加科、豆科、桔梗科、远志科、毛茛科。二、皂苷类二、皂苷类防治心脑血管疾病防治心脑血管疾病抗肿瘤抗肿瘤降血糖降血糖免疫调节等作用。免疫调节等作用。皂苷的生物活性多样:皂苷的生
18、物活性多样:(一)三萜皂苷(一)三萜皂苷1、五环三萜皂苷、五环三萜皂苷齐墩果烷齐墩果烷 乌苏烷乌苏烷羽扇豆烷羽扇豆烷 木栓烷木栓烷2、四环三萜皂苷、四环三萜皂苷达玛烷 羊毛脂烷 甘遂烷环阿屯烷 葫芦烷 楝烷3、甾体皂苷、甾体皂苷螺甾烷 螺甾烷醇 异螺甾烷醇呋甾烷醇 变形螺甾烷醇Liebermann反应:皂苷在无水条件下与反应:皂苷在无水条件下与leweis酸作用产生酸作用产生颜色变化或荧光。颜色变化或荧光。生药的生药的70%乙醇提取液,加浓硫酸乙醇提取液,加浓硫酸-醋酐(醋酐(1:20),三萜皂苷),三萜皂苷产生黄产生黄-红红-紫紫-兰等颜色变化;甾体皂苷最后呈绿色。兰等颜色变化;甾体皂苷最后
19、呈绿色。取取1g中药粉末,加水中药粉末,加水10ml,煮沸,煮沸10min后过滤,取滤液振后过滤,取滤液振摇,产生持久性的泡沫(摇,产生持久性的泡沫(15min以上)呈阳性。含蛋白质和以上)呈阳性。含蛋白质和粘液质的水溶液虽也能产生泡沫,但不能持久,很快消失,粘液质的水溶液虽也能产生泡沫,但不能持久,很快消失,以此可区别二者。以此可区别二者。甾体皂苷和三萜皂苷的鉴别甾体皂苷和三萜皂苷的鉴别(2)取)取2支试管,分别加入支试管,分别加入0.1mol/L HCl和和0.1mol/L NaOH各各5ml,再各滴加,再各滴加3滴中药水提取液,振摇滴中药水提取液,振摇1min,如两管形,如两管形成泡沫持
20、久相同,说明该中药含三萜皂苷;如碱液管的泡沫成泡沫持久相同,说明该中药含三萜皂苷;如碱液管的泡沫较酸液管泡沫保持时间长几倍,则证明含有甾体皂苷。较酸液管泡沫保持时间长几倍,则证明含有甾体皂苷。皂苷的鉴别皂苷的鉴别 强心苷类是生药中具有强心作用的甾体苷类化合物。强心苷类是生药中具有强心作用的甾体苷类化合物。地高辛、西地兰、毛地黄毒苷等化合物的制剂已广泛应用于临床,地高辛、西地兰、毛地黄毒苷等化合物的制剂已广泛应用于临床,于用于治疗充血型心力衰竭及节律障碍等心脏病。于用于治疗充血型心力衰竭及节律障碍等心脏病。该类化合物主要分布于夹竹桃科、玄参科、百合科、十字花科、毛茛科、该类化合物主要分布于夹竹桃
21、科、玄参科、百合科、十字花科、毛茛科、萝摩科、卫茅科等植物中。萝摩科、卫茅科等植物中。甲型(强心甾型)乙型(海葱甾型)三、强心苷类三、强心苷类苷中的苷中的2,6-二去氧糖,二去氧糖,2,6-二去氧糖甲醚,其他糖类二去氧糖甲醚,其他糖类有六碳醛糖、有六碳醛糖、6-去氧糖、去氧糖、6-去氧糖甲醚。去氧糖甲醚。L-夹竹桃糖竹桃糖R=H D-地支糖地支糖R=H D-毛地黄毒糖毛地黄毒糖 R=H D-鸡纳糖糖L-黄花黄花夹竹桃唐竹桃唐R=OH D-毛地黄糖毛地黄糖R=OH D-加拿大麻塘加拿大麻塘R=CH3强心苷结合的糖类强心苷结合的糖类四、生四、生 物物 碱碱生物碱(生物碱(alkaloids)是一类
22、存在于天然生物界中含氮原子的碱性是一类存在于天然生物界中含氮原子的碱性有机化合物。有机化合物。生物碱广泛分布于植物界约生物碱广泛分布于植物界约100余科的植物中,如粗榧科、毛茛余科的植物中,如粗榧科、毛茛科、小檗科、防己科、罂粟科、豆科、马钱科、夹竹桃科、茄科、科、小檗科、防己科、罂粟科、豆科、马钱科、夹竹桃科、茄科、菊科、百合科和石蒜科等植物多含有大量的生物碱。菊科、百合科和石蒜科等植物多含有大量的生物碱。生物碱在生物体中的存在形式,根据分子中氮原子所处的状态分生物碱在生物体中的存在形式,根据分子中氮原子所处的状态分为六类:游离碱、盐类、酰胺类、为六类:游离碱、盐类、酰胺类、N-氧化物、氮杂
23、缩醛类和其他氧化物、氮杂缩醛类和其他类(亚胺、烯胺等)。类(亚胺、烯胺等)。大多数生物碱一般与有机酸(草酸、柠檬酸、苹果酸、枸橼酸、大多数生物碱一般与有机酸(草酸、柠檬酸、苹果酸、枸橼酸、酒石酸等)结合成盐的形式存在于液泡中,有的结合成苷。酒石酸等)结合成盐的形式存在于液泡中,有的结合成苷。在生物体内,除以酰胺形式存在的生物碱外,仅少数碱性极弱的在生物体内,除以酰胺形式存在的生物碱外,仅少数碱性极弱的生物碱以游离状态存在,如秋水仙碱、咖啡碱生物碱以游离状态存在,如秋水仙碱、咖啡碱(caffeine)和那可和那可丁丁(narcotine)。生物碱是生药中一类重要的有效成分,已有生物碱是生药中一类
24、重要的有效成分,已有80余种用于余种用于临床。临床。如麻黄中的麻黄碱(如麻黄中的麻黄碱(ephedrine)具有松弛支气管平滑)具有松弛支气管平滑肌,收缩血管,兴奋中枢神经作用,临床用于治疗哮喘肌,收缩血管,兴奋中枢神经作用,临床用于治疗哮喘小檗碱(小檗碱(berberine)分布于黄连、黄柏和十大功劳、)分布于黄连、黄柏和十大功劳、三棵针中,具有抗菌、消炎作用,用于治疗肠道感染、三棵针中,具有抗菌、消炎作用,用于治疗肠道感染、菌痢、眼结膜炎、化脓性中耳炎等。菌痢、眼结膜炎、化脓性中耳炎等。丽江山慈姑中的秋水仙碱丽江山慈姑中的秋水仙碱(colchicine)临床用于抗肿瘤、临床用于抗肿瘤、抗痛
25、风。抗痛风。夹竹桃科植物长春花的长春碱夹竹桃科植物长春花的长春碱(vinblastine)、长春新、长春新碱碱(vincristine)具有抗肿瘤作用。具有抗肿瘤作用。芸香科植物毛果芸香中的毛果芸香碱芸香科植物毛果芸香中的毛果芸香碱(pilocapine)具有具有兴奋胆碱反应系统、缩瞳、收缩平滑肌作用,用于青光兴奋胆碱反应系统、缩瞳、收缩平滑肌作用,用于青光眼的治疗。眼的治疗。来源来源生物碱生物碱类类型型生物碱生物碱来源来源于氨于氨基酸基酸鸟鸟氨酸氨酸1.吡咯吡咯类类(pyrrolinespyrrolines)2.吡咯里西吡咯里西啶类啶类(pyrrolizidinespyrrolizidine
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