天然药物化学复习汇总

第一章天然药物化学：运用现代科学理论和技术研究天然药物中化学成分的一门科学。天然药物的来源：植物，动物，矿物，微生物有效成分：天然药物中具有一定的生物活性、能代表天然药物临床疗效的单一化合物。二次代谢：特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，生成如生物碱、萜类等化合物的过程称为二次代谢过程；生成的萜类、生物碱等化合物称为二次代谢产物。植物中的二次代谢产物，因为结构富于变化，其中不少又多具有明显的生理活性，自然成为天然药物化学的主要研究对象。1醋酸-丙二酸途径（AA-MA途径）主要产物：酚类化合物、脂肪族化合物、蒽醌类化合物、黄酮类化合物（饱和、不饱和脂肪酸以及多聚酮类化合物）常见溶剂的极性强弱顺序可表示如下：石油醚四氯化碳苯二氯甲烷乙醚氯仿（三氯甲烷）乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水吡啶乙酸【石油醚环己烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水】第二章糖类：又称碳水化合物，是植物光合作用的初生产物，同时也是绝大多数天然产物生物合成的初始原料。苷类：又称配糖体，是由糖或糖的衍生物等与另一非糖物质通过其端基碳原子联接而成的化合物。低聚糖:由2～9个单糖基通过苷键键合而成的直糖链或支糖链的聚糖。多聚糖：由十个以上的单糖基通过苷键键合而成的聚糖。苷化位移：糖与苷元成苷后，苷元的α-C、β-C和糖的端基碳的化学位移值均发生了改变，这种改变称为苷化位移。掌握Fischer与Haworth的转换及其绝对构型表示方法具有六元环结构的糖——吡喃糖；具有五元环结构的糖——呋喃糖Fischer与Haworth的转换及端基差向异构体（书P68-70及作业本）糠醛形成反应（Molish反应）：常用于糖类和苷的检测反应样品+浓H2SO4+α-萘酚→棕色环硼酸络合反应对二-OH的空间要求（只有处在同一水平面上的羟基才能形成稳定的络合物）（1）碳链上-OH越多，越有利于与硼酸络合（顺邻二-OH）；（如：乙二醇，二个-OH互相排斥成180°角，而不利于反应）⑵环上的二-OH：（①~③）①芳环-OH——邻位易，间、对位次之；②五元、六元脂环——顺易，反邻二-OH不作用；（可用此法区别顺反异构体）③α-羟酸（HO-C-COOH）可络合（-COOH水化成-C(OH)3后再络合）；β-羟酸无作用。酸催化水解反应苷键属于缩醛结构，易为稀酸（如稀盐酸，稀硫酸，乙酸等）催化水解。酸水解的规律：⑴苷原子不同，酸水解难易顺序为：NOSC（C-苷最难水解，从碱度比较也是上述顺序）⑵呋喃糖苷较吡喃糖苷易水解。因五元呋喃环的平面结构使各取代基处在重叠位置，形成水解中间体可使张力减小，故有利于水解。⑶酮糖较醛糖易水解酮糖多为呋喃结构，而且酮糖端基碳原子上有-CH2OH大基团取代，水解反应可使张力减小。⑷吡喃糖苷中：①吡喃环C5上取代基越大越难水解，水解速度为：五碳糖甲基五碳糖六碳糖七碳糖②C5上有-COOH取代时，最难水解（因诱导使苷原子电子密度降低）。⑸有氨基取代的糖较-OH糖难水解，-OH糖又较去氧糖难水解。2,6-二去氧糖2-去氧糖6-去氧糖羟基糖2-氨基糖⑹在构象相同的糖中：a键（竖键）-OH多则易水解。⑺酚苷及烯醇苷较脂肪属苷易水解。如:酚苷萜苷、甾苷（因苷元部分有p-π共轭结构）⑻苷元为小基团——苷键横键比竖键易水解，即ea（横键易质子化）OO苷元为大基团——苷键竖键比横键易水解，即ae（苷的不稳定性促使其易水解）1H-NMR判断糖苷键的相对构型可通过C1-H与C2-H的偶合常数，来判断苷键构型（α、β）如：D-葡萄糖当两面角为90°时，偶合常数J=0；当为90°~180°时，随角度增大J变大；当为0°~90°时，随角度变小J变大。第三章苯丙素类：天然成分中有一类苯环与三个直链碳连在一起为单元（C6-C3）构成的化合物。通常将苯丙素分为苯丙酸类、香豆素类和木脂素类三类成分。香豆素类：是一类邻羟基桂皮酸的内酯，具有苯骈α-吡喃酮母核的基本骨架。苯丙素鉴别反应（利用Ar-OH的性质）：①1~2%FeCl3甲醇溶液（Fe3+）鉴别不能在碱性条件下进行②Pauly试剂：重氮化的磺胺酸③Gepfner试剂：1%亚硝酸钠溶液与相同体积10%的醋酸混合，喷雾后，在空气中干燥，再用0.5mol/L的荷性碱甲醇溶液处理。④Millon试剂：在紫外线下，这些化合物为无色或具有蓝色荧光，用氨水处理后呈蓝色或绿色荧光。香豆素的结构类型：1、简单香豆素类；2、呋喃香豆素类；3、吡喃香豆素类；4、其他香豆素类香豆素的理化性质1、性状：香豆素衍生物在紫外光下显蓝色或紫色荧光，在碱性溶液中荧光增强2、内酯性质：异羟肟酸铁反应（识别内酯的反应）在碱性条件下，内酯环酯打开，与盐酸羟胺作用生成异羟肟酸，在酸性条件下再与Fe3+络合生成红色的异羟肟酸铁。第四章醌类化合物：分子内具有不饱和环二酮结构（醌式结构）或容易转变成这样结构的天然有机物。天然醌类化合物主要分为苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四种类型。小分子的苯醌、萘醌类具有挥发性，能随水蒸气蒸馏，可据此进行提取、精制工作。酸性：醌类多具有Ar-OH的存在，故显酸性，易溶于碱水中，加酸酸化时又可重新沉淀析出——用于碱提酸沉以游离蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：含-COOH2个以上-OH1个-OH2个-OH1个-OH，萃取时碱性溶剂由弱到强。颜色反应1、Feigl反应（菲格格）——醌类氧化还原过程醌类衍生物在OH-下经加热能迅速与醛类及二硝基苯反应，生成紫色化合物。2、与活性次甲基试剂反应（Kesting-Craven法）苯醌、萘醌——区别于蒽醌当苯醌及萘醌类化合物的醌环上有未被取代的位置时，即可在氨碱性下与一些含有活性次甲基试剂（如：丙二酸酯、乙酰醋酸酯等）的醇溶液反应，生成兰绿色或兰紫色。蒽醌类不能发生该反应醌类化合物的红外光谱羟基蒽醌类化合物的红外区域有：VC=O1675~1653cm-1（伸缩振动）V-OH3600~3130cm-1（伸缩振动）V芳环1600~1480cm-1（骨架振动）母核上无取代——两个C=O只给出一个吸收峰：1675cm-1芳环上引入一个-OH时，给出两个C=O吸收峰：1675~1647（游离C=O）1637~1621（缔合C=O）第五章黄酮类化合物：主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，现在则是泛指两个具有酚羟基的苯环(A-与B环)通过中央三碳原子连接而成的一系列化合物。2-苯基色原酮C6-C3-C6结构分类黄酮类二氢黄酮类黄酮醇类二氢黄酮醇类花色素橙酮类查尔酮类异黄酮类理化性质：1、溶解度：苷元难溶或不溶于水，易溶甲醇、乙醇、醋酸乙酯等有机溶剂。黄酮、黄酮醇、查尔酮等平面性强的分子，难溶于水，二氢黄酮及二氢黄酮醇等非平面分子溶解度稍大。花青素以离子形式存在，水溶度较大。黄酮苷元引入羟基越多，水溶性越强，羟基甲基化后，则增加在有机溶剂中的溶解度。黄酮成苷后，黄酮苷一般易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂中；难溶或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。2、酸碱性①、酸性：黄酮类化合物多具有酚羟基而呈酸性，可溶于碱性水液，吡啶等。酸性强弱顺序：7,4’-OH7,或4’OH一般酚OH5-OH3-OH此性质可用于提取、分离及鉴定工作。②、碱性：-吡喃酮上的1-位氧原子上有未共用电子对，表现微弱的碱性，可以与强无机酸如浓硫酸，盐酸生成yang盐，但极不稳定，加水即可分解。显色反应1.盐酸-镁粉（盐酸-锌粉）反应（鉴定黄酮类化合物）将样品溶于1ml甲醇或乙醇中，加少量镁粉振摇，滴加几滴浓盐酸，1-2分钟内（必要时微热）即可出现颜色。多数黄铜、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮类化合物显橙红-紫红色，少数蓝-紫色。B环有-OH或-OCH3取代时，颜色随之加深，查耳酮、橙酮、儿茶素类则不反应。一般异黄酮类也不显色。2、四氢硼钠反应（NaBH4）与二氢黄酮类化合物产生红-紫色。其他化合物均不显色取0.1ml含有试样的乙醇液，加等量2%NaBH4的甲醇液，1min后滴加浓盐酸或浓硫酸，呈红-紫色。3.锆盐:2%二氯氧化锆甲醇液（鉴别3-OH和5-OH）方法：4、氯化锶（SrCl2）（鉴定邻二酚羟基结构）在氨性甲醇溶液中，可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色~棕色乃至黑色沉淀。提取和分离聚酰胺柱色谱吸附强度主要取决于黄酮酚羟基的数目与位置及溶剂与黄酮类化合物或聚酰胺之间形成氢键缔合能力的大小。洗脱时大体有下述规律：1）与溶剂有关：溶剂分子与聚酰胺形成氢键能力越弱，则吸附越弱水乙醇碱性溶剂甲酰胺二甲基甲酰胺脲素水溶液2）与结构有关A.酚羟基越多，吸附越牢。B.酚羟基数目相同时，处于羰基间位或对位的羟基吸附力大于邻位羟基。C.形成分子内氢键，吸附弱D.共轭程度越高，吸附越牢。不同类型黄酮流出顺序：异黄酮，二氢黄酮醇，黄酮，黄酮醇。E.酚羟基苷化，吸附力减弱Rf值增加（先考虑Ar-OH性质，再考虑Ar-OH数目）总的洗脱顺序：糖多的苷糖少的苷游离苷元（极性小大）利用酸性强弱，采用pH梯度萃取法依次用5%的NaHCO3、5%的Na2CO3、0.2%NaOH及4%NaOH溶液萃取。7，4’-OH7-或4’-OH一般OH5-OH溶于NaHCO3中Na2CO3不同浓度的NaOH中结构鉴定紫外光谱（UV）在黄酮类鉴定中的应用（1）黄酮类化合物在甲醇溶液中的紫外光谱多数黄酮类化合物由两个主要吸收带组成：带I在300-400nm区间，由B环桂皮酰系统的电子跃迁所引起；带II在240-285nm区间，由A环苯甲酰系统的电子跃迁所引起。黄酮及黄酮醇类共性：带Ⅰ、带Ⅱ均较强区别：带Ⅰ位置不同黄酮：304~350nm黄酮醇：3-OH游离：352~385nm；3-OH取代：328~357nm查尔酮及橙酮类共性：带Ⅰ很强，为主峰；带Ⅱ较弱，为次强峰区别：带Ⅰ峰位不同查儿酮：340～390nm橙酮：370～430nm异黄酮、二氢黄酮(醇)类共性：带Ⅱ为主峰；带Ⅰ很弱，为主峰的肩峰区别：带Ⅱ峰位不同异黄酮：245~278nm二氢黄酮(醇)：270~295nm加入诊断试剂后引起的位移及结构测定（书P206）第六章萜类化合物：由甲戊二羟酸衍生而来、且分子式符合(C5Hx)n通式的化合物及其衍生物。经验的异戊二烯法则:Wallach于1887年提出“异戊二烯法则”，认为自然界存在的萜类化合物都是由异戊二烯衍变而来，是异戊二烯的聚合体或衍生物，并以分子骨架是否符合异戊二烯法则作为判断萜类物质的一个重要原则。生源的异戊二烯法则：首先由Lynen证明焦磷酸异戊烯酯的存在而得到验证，其后Folkers于1956年又证明3(R)-甲戊二羟酸是IPP的关键性前体物质。由此证实了萜类化合物是经甲戊二羟酸途径衍生的一类化合物挥发油：又称精油，是一类具有芳香气味的油状液体的总称。在常温下能挥发，可随水蒸气蒸馏。卓酚酮类卓酚酮类化合物是一类变形的单萜，它们的碳架不符合异戊二烯定则，具有如下的特性:1.卓酚酮具有芳香化合物性质,具有酚的通性，显酸性，酸性强弱：酚卓酚酮羧酸。2.分子中的酚羟基易于甲基化，但不易酰化。（反应物酸性强，则质子易解离，所以甲基化较易。-OH易与C=O形成分子内氢键，所以不易酰化。）3.分子中的羰基类似于羧酸中羰基的性质，但不能和一般羰基试剂反应。红外光谱中显示其羰基(1600~1650cm-1)和羟基(3100~3200cm-1)的吸收峰，较一般化合物中羰基略有区别。4.能与多种金属离子形成络合物结晶体，并显示不同颜色，以资鉴别。如铜络合物为绿色结晶，铁络合物为赤红色结晶。环烯醚萜的理化性质苷元溶于冰醋酸溶液中，加少量铜离子，加热，显蓝色。（用于环烯醚萜苷的鉴别）薁类成分的检测多用Sabety反应：取挥发油1滴溶于1ml氯仿中，加入5%溴的氯仿溶液，若产生蓝紫色或绿色时，表明有薁类化合物存在。萜类化合物的味：萜类化合物多具有苦味，有的味极苦，所以萜类化合物又称苦味素。萜类化合物的化学性质羰基加成反应(1)与亚硫酸氢钠加成：含羰基的萜类