天然药物化学（沈阳药科大学） 天然药物化学-1 前言.ppt

天然药物化学 前言 课程性质：专业选修课 预修课程：有机化学 有机分析化学 波谱分析等 教学目的：掌握天然药物化学的理论和生物活性成分的提取、分离、纯化和结构鉴定的基本技能，具有从事天然有机药物的生产和化学研究的能力。 基本内容：天然活性成分的化学结构类型及理化性质；天然活性成分的提取、分离及精制方法；典型天然成分结构鉴定方法；重要天然药物和活性成分的结构鉴定实例。 内容和要求： 第一章 总论 天然有机化合物是指没有经过人为加工，自然存在的一类有机化合物。这些有机化合物一般是由动植物、微生物等的二次代谢产物，由于大多数天然有机化合物或多或少都表现出一定的药用活性，因此，有关该类物质的化学，通常称作天然药物化学或天然产物化学。 天然产物化学研究的范畴包括天然药物的种类分布、天然产物的结构、生源途径、药用活性以及结构与活性的构效关系等，涉及医学、药理学、药动学、药代动力学等。 天然产物的种类粗略地可分为无机类和有机类，但大多数为有机类化合物。大体上可分为多肽、蛋白质、聚糖以及其他聚合物等大分子和糖、氨基酸、有机酸、生物碱、甾体类、萜类、黄酮异黄酮类、苯丙素类、二苯乙烯类、多酚类、蒽醌类以及各种糖苷类小分子等。 由于现代科学技术，特别是现代仪器分析技术的高速发展，为现代天然药物化学的发展提供了最为有利的条件；医学、药理学、毒理学、药动学、药代动力学等相关学科的进步，也给天然药物化学的发展指明了方向，使得现代天然药物化学研究目标更明确、内容更具体；分子生物学、蛋白组学、基因组学、结构生物学、生物信息学、计算化学、组合化学等新老学科的发展与结合，发展了多种新技术，如计算机辅助药物分子设计、计算机虚拟筛选和高通量筛选技术等使药物先导化合物的筛选实现了快速、有效，大大缩短了新药开发的周期。 天然药物化学研究展望 药物与化学 应该说所有的药物都是化学物质，反过来也可以说化学源于药学。之所以这样说，是因为药物的发展源于炼丹术，而化学也是源于炼丹术，而炼丹术的出发点是寻找长生不老药。“火药”的“药”字就源于此。 中药与化学 提起中药人们首先就会想到神农尝百草（公元前2700年），明代李时珍的本草纲目，但多数人不会想到化学。因为和中药比起来，化学特别是有机化学晚了许多个世纪。1772、1773、1787年分别证明了化学元素氮、氧、氢，1857年完成了碳原子的四价理论，1865年确立了苯的环状结构，1788年才知道水的化学组成。随着人们对化学元素的认识、有机化学的建立，人们才把中药与化学联系在一起，进而建立了药物化学，并取得了突飞猛进的发展。特别是1824年德国化学家维勒从无机物人工合成了有机物尿素，开辟了合成药物和天然药物合成的新天地。 天然药物化学的发展史略 中国古代就已人工合成了红升丹（HgO）、灵砂（HgS）、轻粉（Hg2Cl2）等，用升华法炼制樟脑、用提取法制备草乌结晶、用酶解、酸碱水解制备青黛等。 16世纪欧洲科学家用水蒸气蒸馏法从芳香植物制得挥发油，从百里香得到百里香油，又从中制得百里香酚，而后又从八角茴香油中分离得到茴香脑。 1546年在阿拉伯地区以及欧洲用干馏法从琥珀中得到琥珀酸，1560年从安息香中得到安息香酸，用不同的方法得到纯的酒石和蔗糖等。 1769年舍勒在瑞典斯德歌尔摩科学院运用酸碱化学反应制备了酒石酸，从柠檬汁中制得柠檬酸，还用同样的方法制备了草酸、苹果酸、苯甲酸、乳酸，从没食子中制得没食子酸，再经加热升华法制得焦性没食子酸。舍勒第一次利用酸碱的化学方法制备了多种有机酸，后来人们称这是天然有机化学、植物化学的起点。 1804年法国药师Dersone从鸦片浸液中加碱得到一种碱性的镇痛成分，两年后德国人F. W. A. Sertuner证明该物质本身就是碱性物质，Gay-Lussae证明该物质可以成盐，并命名Morphine（吗啡）。1918年Meiszner称此类物质为alkaloids（生物碱）。吗啡为强的镇痛药物，因此人们称吗啡的发现是天然药物化学的开端。吗啡的发现，激发了人们从各种植物中用同类的方法，获得了一系列活性强的生物碱类成分，形成了生物碱发展史的一个辉煌时期。仅1817－1837年的20年间就相继发现了吐根碱、吐的宁、胡椒碱、翠雀花碱、奎宁、咖啡因、白屈菜碱、芥子碱、延胡索素甲、小檗碱、毒芥碱、烟碱、阿托品、奎宁定、莨菪碱、乌头碱、秋水仙碱、芥藜芦胺、骆驼蓬碱等，这些生物碱类化合物都是具有重要的药用活性，最具代表性的天然有机化合物。 生物碱类成分的提取、分离、纯化以及结构鉴定创立了许多新的方法和技术，为天然药物化学的发展开创了新纪元，除有机酸、生物碱外黄酮、萜类、甾体类、香豆素类、糖苷类都取得了迅猛的发展。 天然药物： 植物：87%，如人参、甘草等；