生药的化学成分及其生物合成自修全解 PPT课件.ppt
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1、第十章 生药的化学成分及其生物合成n第一节生物的初生代谢与次生代谢第一节生物的初生代谢与次生代谢n第二节第二节 生药的化学成分生药的化学成分 第一节生物的初生代谢与次生代谢第一节生物的初生代谢与次生代谢1 1 代谢代谢代谢代谢(metabolism)(metabolism)植物为了维持生长、运动、繁殖等生命活动,必须不断植物为了维持生长、运动、繁殖等生命活动,必须不断地与周围环境进行物质交换,在此过程中所发生的物质合成、转地与周围环境进行物质交换,在此过程中所发生的物质合成、转化和分解的化学变化。同化作用化和分解的化学变化。同化作用(assimilaitonassimilaiton)或合成或合
2、成(anabolism)(anabolism);异化作用;异化作用(disassimilationdisassimilation)或分解或分解(catabolism(catabolism 2 2 初生代谢初生代谢初生代谢初生代谢(primary metabolism)(primary metabolism)合成生命活动必需物质的代谢过程。所生成的物质有蛋白合成生命活动必需物质的代谢过程。所生成的物质有蛋白质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、RNARNA、DNADNA等,这些产物称等,这些产物称为初生代谢产物为初生代谢产物(primary metabolites)(pri
3、mary metabolites)。3 3 次生代谢次生代谢次生代谢次生代谢(secondary metabolism)(secondary metabolism)利用初生代谢产物产生对植物本身无明显作用的化合物,利用初生代谢产物产生对植物本身无明显作用的化合物,如:苷类、生物碱类、萜类、内酯类、酚类化合物等,它们称如:苷类、生物碱类、萜类、内酯类、酚类化合物等,它们称为为次生代谢产物次生代谢产物(secondary metabolites)(secondary metabolites),这个代谢过程称这个代谢过程称次次生代谢。生代谢。一、糖类及苷类一、糖类及苷类一、糖类及苷类一、糖类及苷类二
4、、皂苷二、皂苷二、皂苷二、皂苷 saponins三、强心苷三、强心苷三、强心苷三、强心苷Cardiac glycoside四、生物碱四、生物碱四、生物碱四、生物碱 Alkaloids五、醌类五、醌类五、醌类五、醌类quinones六、香豆素类六、香豆素类六、香豆素类六、香豆素类Coumarins七、黄酮类七、黄酮类七、黄酮类七、黄酮类 flavonoids八、萜类和挥发油八、萜类和挥发油八、萜类和挥发油八、萜类和挥发油第二节第二节 生药的化学成分生药的化学成分一、糖类及苷类一、糖类及苷类(一)糖类糖类糖类(sugar,saccharidessugar,saccharides)又称碳水化合又称碳
5、水化合物物(carbohydrates)(carbohydrates),广泛分布于生物体内,广泛分布于生物体内,为植物光合作用的初生产物。糖类不仅是植为植物光合作用的初生产物。糖类不仅是植物体内的贮藏养料,而且是生物合成其他有物体内的贮藏养料,而且是生物合成其他有机化合物的前体。机化合物的前体。糖类分为单糖、低聚糖和多糖三类。糖类分为单糖、低聚糖和多糖三类。n n(一)单糖类单糖类单糖类(monosaccharidesmonosaccharides)通式通式(CH2O)n(CH2O)n,是具有多羟基的是具有多羟基的醛醛(醛糖类醛糖类aldosesaldoses)或酮或酮(酮糖类酮糖类ketos
6、es)ketoses)。n=3n=38 8。1.1.常见的单糖常见的单糖 五碳醛糖五碳醛糖(aldopentosesaldopentoses):L-L-阿拉伯糖、阿拉伯糖、D-D-木糖、木糖、D-D-核核糖糖 六碳醛糖六碳醛糖(aldohexosesaldohexoses):D-D-葡萄糖葡萄糖(D-glucose)(D-glucose)、D-D-甘露糖甘露糖 D-D-半乳糖半乳糖 六碳酮糖六碳酮糖(ketohexose)(ketohexose):D-D-果糖果糖(D-fructose)(D-fructose)、L-L-山梨糖山梨糖 甲基五碳醛糖:甲基五碳醛糖:L-L-夫糖、夫糖、L-L-鼠李
7、糖鼠李糖2.2.特殊的单糖特殊的单糖:-:-去氧糖、氨基糖去氧糖、氨基糖3.3.单糖衍生物单糖衍生物:糖醛酸、糖醇糖醛酸、糖醇 2低聚糖类 oligosaccharides类型类型 名名 称称水解后单糖水解后单糖主要存在主要存在双糖双糖SucroseSucroseMaltoseMaltoselactoselactose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、半乳糖甘蔗、甜菜甘蔗、甜菜淀粉经酶水解淀粉经酶水解牛奶牛奶三糖三糖GentianoseGentianoseManneotrioseManneotrioserhamninoserhamninose果糖果糖+2
8、+2分子葡萄糖分子葡萄糖葡萄糖葡萄糖 +2+2分子半乳糖分子半乳糖 乳糖乳糖+2+2分子鼠李糖分子鼠李糖龙胆龙胆木蜜、地黄、木蜜、地黄、女贞女贞鼠李属鼠李属四糖四糖stachyosestachyose葡萄糖葡萄糖+果糖果糖2 2分子分子 葡萄糖葡萄糖水苏水苏n n(三)多(聚)糖类多(聚)糖类多(聚)糖类(polysaccharides)(polysaccharides)由由1010个以上个以上单糖分子聚合而成,通常由几百甚至几千个单糖分单糖分子聚合而成,通常由几百甚至几千个单糖分子组成。分为均多糖子组成。分为均多糖 、杂多糖。、杂多糖。多糖性质已大大不同于单糖,大多为无定形化多糖性质已大大不
9、同于单糖,大多为无定形化合物,无甜味和还原性,难溶于水,在水中溶解度合物,无甜味和还原性,难溶于水,在水中溶解度随分子量增大而降低,多糖被酶或酸水解,可产生随分子量增大而降低,多糖被酶或酸水解,可产生低聚糖或单糖。低聚糖或单糖。n n常见的多糖化合物有以下几种:常见的多糖化合物有以下几种:1.1.淀粉淀粉(starch)(starch)为为D-D-葡萄糖的高聚物,通式为葡萄糖的高聚物,通式为(C6H10O5)n(C6H10O5)n。一类是胶淀粉一类是胶淀粉(amylopectinamylopectin),又称淀粉精。为支链淀粉。又称淀粉精。为支链淀粉。在热水中膨胀成粘胶状,遇碘液呈紫色或红紫色
10、。在热水中膨胀成粘胶状,遇碘液呈紫色或红紫色。另一类为糖淀粉另一类为糖淀粉(amyloseamylose),又称淀粉糖。为直链淀粉,可又称淀粉糖。为直链淀粉,可溶于热水,遇碘液显深蓝色。溶于热水,遇碘液显深蓝色。2.2.菊糖菊糖(inulininulin)约约3535个个D-D-果糖以果糖以2 2 1 1连接而成,最后接连接而成,最后接D-D-葡萄糖。菊糖葡萄糖。菊糖溶解于细胞液中。遇乙醇可形成球状结晶析出。能溶于热水,溶解于细胞液中。遇乙醇可形成球状结晶析出。能溶于热水,微溶或不溶于冷水,不溶于有机溶剂,遇碘液不显色。菊糖的微溶或不溶于冷水,不溶于有机溶剂,遇碘液不显色。菊糖的形态结构可作为
11、生药显微鉴定的特征之一。形态结构可作为生药显微鉴定的特征之一。3.3.树胶树胶(gum)(gum)树胶在水中膨胀成胶体溶液,不溶于有机溶剂,与醋酸铅树胶在水中膨胀成胶体溶液,不溶于有机溶剂,与醋酸铅或碱式醋酸铅溶液产生沉淀。或碱式醋酸铅溶液产生沉淀。4.4.粘液粘液质质(mucilage)(mucilage)5.5.粘胶质粘胶质(pecticpectic substance)substance)6.6.纤维素纤维素(cellulose)(cellulose)与半纤维素与半纤维素(semicellulosesemicellulose)纤维素为纤维素为-1,4-1,4相连的直链葡聚糖,半纤维素为酸
12、相连的直链葡聚糖,半纤维素为酸 性性多糖,它们与木质素共同组成细胞壁。多糖,它们与木质素共同组成细胞壁。7.7.动物多糖动物多糖(1)(1)肝糖元肝糖元(glycoganglycogan):(2)(2)甲壳甲壳素素(chitin)(chitin):(3)(3)肝素肝素(heparin)(heparin):(4)(4)硫酸软骨素硫酸软骨素(chondroitinchondroitin sulgatesulgate):(5)(5)透明质酸透明质酸(hyaluronichyaluronic acid)acid):(四)糖类成分的鉴别1.Fehling试验 加加FehlingFehling试剂,于沸水
13、浴加热数分钟,若有还原性糖类成分试剂,于沸水浴加热数分钟,若有还原性糖类成分存在,则产生砖红色氧化亚铜沉淀。若有非还原性低聚糖及多糖存在,则产生砖红色氧化亚铜沉淀。若有非还原性低聚糖及多糖存在,则必须加稀酸水解后,才能存在,则必须加稀酸水解后,才能与与FehlingFehling试剂呈阳性反应。试剂呈阳性反应。生药的水浸液生药的水浸液+碱性酒石酸铜碱性酒石酸铜 红色氧化亚铜红色氧化亚铜2.Molish试验 生药水浸液,加生药水浸液,加a-a-萘酚试剂数滴,摇匀后沿管壁滴加浓硫酸,萘酚试剂数滴,摇匀后沿管壁滴加浓硫酸,若有糖类成分与苷类存在,则二液面交界处出现紫红色环。若有糖类成分与苷类存在,则
14、二液面交界处出现紫红色环。3.成脎试验 生药的水浸液生药的水浸液+盐酸苯肼盐酸苯肼 黄色结晶物 显微镜下据结晶的形状可鉴定出糖的种类。显微镜下据结晶的形状可鉴定出糖的种类。4.色谱法 取生药浸出液(多糖类需水解)与糖类对照品取生药浸出液(多糖类需水解)与糖类对照品检测。常用纸色谱法和薄层色谱法,检测。常用纸色谱法和薄层色谱法,展开剂:正丁醇展开剂:正丁醇-乙酸乙酸-水(水(4:1:54:1:5上层)上层)显色剂:氨化硝酸银溶液(新配制)显色剂:氨化硝酸银溶液(新配制)还原糖形成黑色斑点还原糖形成黑色斑点。(二)苷类(二)苷类 glycosides1 1、苷的概念苷的概念苷的概念苷的概念 苷又称
15、甙、配糖体或糖杂体苷又称甙、配糖体或糖杂体苷又称甙、配糖体或糖杂体苷又称甙、配糖体或糖杂体(heterosideheteroside)是由是由是由是由糖或糖的衍生物糖或糖的衍生物糖或糖的衍生物糖或糖的衍生物与与与与非糖化合物非糖化合物非糖化合物非糖化合物以苷键以苷键以苷键以苷键 方式结合而成的一类化合物。方式结合而成的一类化合物。方式结合而成的一类化合物。方式结合而成的一类化合物。根据苷键原子的不同分为根据苷键原子的不同分为根据苷键原子的不同分为根据苷键原子的不同分为O-O-苷、苷、苷、苷、S-S-苷、苷、苷、苷、N-N-苷和苷和苷和苷和C-C-苷等类型,最多的是苷等类型,最多的是苷等类型,最
16、多的是苷等类型,最多的是O-O-苷。苷的非糖部分称为苷苷。苷的非糖部分称为苷苷。苷的非糖部分称为苷苷。苷的非糖部分称为苷元元元元(aglyconaglycon)。2、苷的类型、苷的类型糖1.1.氧苷氧苷氧苷氧苷(OO苷)苷)苷)苷)(1 1)醇苷醇苷醇苷醇苷 化合物的醇羟基与糖端基羟基脱水而化合物的醇羟基与糖端基羟基脱水而化合物的醇羟基与糖端基羟基脱水而化合物的醇羟基与糖端基羟基脱水而成的苷。成的苷。成的苷。成的苷。在藻类、毛莨科、杨柳科、景天科、豆科植物在藻类、毛莨科、杨柳科、景天科、豆科植物在藻类、毛莨科、杨柳科、景天科、豆科植物在藻类、毛莨科、杨柳科、景天科、豆科植物中有分布。中有分布。
17、中有分布。中有分布。苷元的酚羟基与糖结合而成的苷苷元的酚羟基与糖结合而成的苷苷元的酚羟基与糖结合而成的苷苷元的酚羟基与糖结合而成的苷(2)酚苷phenolicglycoside(3 3)氰苷)氰苷 CyanogenicCyanogenic glycoside glycosiden n由含由含氰基(氰基(-CN-CN)的氰醇衍生物和的氰醇衍生物和1 12 2个单糖结合个单糖结合而成。主要是指而成。主要是指a-a-羟腈苷。羟腈苷。n n主要分布于:蔷薇科、毛茛科、豆科、大戟科等。主要分布于:蔷薇科、毛茛科、豆科、大戟科等。二、皂苷二、皂苷 saponins皂苷(saponins)又称皂素 是广泛存
18、在于植物界的一类特殊的苷类,它的水溶液振摇后可生产持久的肥皂样的泡沫,因而得名。三萜皂苷 甾体皂苷n n(一)分类n n1 三萜皂苷三萜皂苷n n五环三萜皂苷n n四环三萜皂苷n n2 甾体皂苷甾体皂苷n n螺甾烷醇类n n异螺甾烷醇类n n呋甾烷醇类n n变形螺甾烷醇类乌苏烷型齐墩果烷型羽扇豆醇型羊毛脂烷型达玛烷型大戟烷型葫芦烷型五环三萜皂苷四环三萜皂苷三萜皂苷甾体皂苷螺甾烷醇类螺甾烷醇类异螺甾烷醇类异螺甾烷醇类呋甾烷醇类呋甾烷醇类变形螺甾烷醇类变形螺甾烷醇类四环三萜皂苷(二)(二)鉴别鉴别泡沫试验泡沫试验:是检查皂苷的经典方法。取中药粉末:是检查皂苷的经典方法。取中药粉末1g1g,加加水水
19、10ml10ml,煮沸煮沸10min10min后过滤,将滤液于试管中强烈振摇,后过滤,将滤液于试管中强烈振摇,如产生持久性泡沫如产生持久性泡沫(15min(15min以上以上)即为阳性反应。不因加即为阳性反应。不因加热而消失。中性皂苷的水溶液在碱性溶液中可形成较稳热而消失。中性皂苷的水溶液在碱性溶液中可形成较稳定的泡沫,借此可与酸性皂苷相区别。定的泡沫,借此可与酸性皂苷相区别。与强酸或与强酸或leweisleweis酸:加酸:加浓硫酸浓硫酸 醋酐(醋酐(1 1:2020)三萜皂苷产生黄三萜皂苷产生黄 红红 紫紫 蓝等颜色变化蓝等颜色变化 甾体皂苷最后出现绿色甾体皂苷最后出现绿色 三氯醋酸反应三
20、氯醋酸反应(Rosen-(Rosen-heimerheimer反应反应)将样品溶液滴于滤纸上,喷将样品溶液滴于滤纸上,喷2525三氯醋酸乙醇溶液。三氯醋酸乙醇溶液。三萜皂苷加热至三萜皂苷加热至100100生成红色渐变成紫色生成红色渐变成紫色 甾体皂苷加热至甾体皂苷加热至6060即发生颜色变化即发生颜色变化(三)分布三)分布n n三萜皂苷分布于:三萜皂苷分布于:n n五五加加科:人参、三七科:人参、三七n n豆科:甘草、黄芪豆科:甘草、黄芪n n菊科:紫菀菊科:紫菀n n伞形科:柴胡伞形科:柴胡n n蔷薇科:地榆蔷薇科:地榆n n甾体皂苷分布于:甾体皂苷分布于:薯蓣科、百合科等单薯蓣科、百合科等
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