中草药概论-化学成分-1

1中草药的化学成分（1）程志红博士、副研究员复旦大学药学院生药学教研室Tel:51980157(O)E-mail:[e-mail]2研究中草药化学成分的意义阐明中草药防治疾病的物质基础；为控制中草药及其制剂的质量提供依据；为中草药炮制提供现代科学依据；发现新的药用植物资源；为新药研发提供候选化合物.3阐明中草药防治疾病的物质基础麻黄:草麻黄、中麻黄或木贼麻黄的干燥草质茎。功效:发汗解表、宣肺平喘、利尿消肿。成分：生物碱（L-麻黄碱、D-伪麻黄碱）、挥发油发汗：挥发油、麻黄碱平喘：麻黄碱解热、抗炎：挥发油单味中药-麻黄4为控制中草药及其制剂的质量提供依据中草药的质量因产地、采收季节、加工方式等不同麻黄：麻黄碱含量随季节变化5为中药炮制提供现代科学根据乌头生品：有毒—乌头碱制品：毒性降低—乌头碱水解OCH3HOCH2OHOCH3OCH3NC2H5OR1OCH3OR2R1=COC6H5COCH3COC6H5R2=R1=R2=HR1=R2=HH乌头碱苯甲酰乌头宁乌头原碱6发现新的药用植物资源黄连素（小檗碱）：黄连三颗针等植物化学分类学根据有效成分的化学结构根据植物的亲缘关系根据植物的亲缘关系资源短缺的肉苁蓉Cistanchedeserticola地区习惯用药管花肉苁蓉C.tubulosa松果菊苷，《中国药典》2005版收载7为新药研发提供候选化合物先导化合物的发现天然化合物资源药物候选化合物新药先导化合物的结构优化分子生物学分子药理学活性筛选计算机辅助药物设计半合成药物发现Discovery临床前研究药物开发Development临床研究8紫杉醇:Taxol1967年，从太平洋紫杉Taxusbrevifolia树皮中分到的一种二萜类成分Paclitaxel，商品名Taxol；1992年FDA批准上市，主要用于治疗卵巢癌、乳腺癌等；含量低--0.06-0.07%；资源有限-生长缓慢，红豆杉属植物全球仅11种水溶性小—多烯紫杉醇9植物代谢产物初生代谢产物(primarymetabolites)次生代谢产物(secondarymetabolites)定义：合成植物生命活动必需物质的代谢过程称为初生代谢，所生成的产物称为初生代谢产物种类:糖类、氨基酸、蛋白质类、脂肪酸及其酯类、核酸定义：将初生代谢产物转化成一些对植物本身并无明显作用的化合物的代谢过程，称为次生代谢，所生成的产物为次生代谢产物种类：生物碱、萜类、挥发油、酚类、醌类、内酯类、苷类等→有效成分(activesubstances)→无效成分(inactivesubstances)10定义：指具有显著生理活性和药理作用，并发挥治疗作用的化学成分；举例：利血平(reserpine)：萝芙木降压的主要成分苦杏仁苷(amygdalin)：苦杏仁止咳平喘的成分有效成分(activesubstances)无效成分(inactivesubstances)定义：指无生理活性，在临床上没有医疗作用的成分举例:纤维素、木栓、角质、粘液等11生药化学成分的种类1.糖类(Saccharides)2.苷类(Glycosides)：黄酮苷、皂苷、蒽醌苷、强心苷、香豆素苷、环烯醚萜苷等3.木脂素类(Lignans)4.挥发油类(Volatileoils/Essentialoils)5.生物碱(Alkaloids)6.萜类(Terpenes)7.鞣质(Tannins)8.氨基酸与蛋白质(Aminoacids&Proteins)12定义：也称碳水化合物(Carbohydrates)，为植物光合作用的初生产物；既是植物的贮藏养料和骨架，也是合成其它有机物质的前体。是具有多羟基的醛(醛糖类)或酮(酮糖类)以及它们的多聚体。糖类(Saccharides)单糖(Monosaccharides)低聚糖(Oligosaccharides)多糖(Polysaccharides)分类：按糖基个数13单糖的定义具有多羟基的醛糖类(aldoses)或酮糖类(ketoses)，通式(CH2O)n，n=5-8；植物体内以六碳糖(C6H12O6)和五碳糖(C5H10O5)及其衍生物为主。单糖类(Monosaccharides)单糖的性质单糖类多为结晶性；有甜味；易溶于水，可溶于稀醇，难溶于高浓度乙醇，不溶于乙醚、氯仿和苯等低极性溶剂；具旋光性和还原性。14低聚糖类(oligosaccharide)定义：由2-9个单糖基通过苷键键合而成的直链或支链的聚糖类型名称单糖组成主要分布双糖Disaccharide蔗糖(sucrose)葡萄糖、果糖甜菜、甘蔗麦芽糖(maltose)2分子葡萄糖淀粉经酶水解乳糖(lactose)葡萄糖、半乳糖补乳动物乳汁三糖Trisaccharide龙胆三糖(gentianose)果糖、2分子葡萄糖龙胆属某些植物棉子糖(raffinose)半乳糖、葡萄糖、果糖棉籽鼠李三糖(rhamninose)乳糖、2分子鼠李糖鼠李属某些植物四糖Tetrasaccharide水苏糖(stachyose)果糖、葡萄糖、2分子半乳糖水苏属某些植物五糖Pentasaccharide毛蕊糖(verbascose)3分子半乳糖、葡萄糖、果糖种类：常见的低聚糖15低聚糖的性质：与单糖类似，具有结晶性；部分糖有甜味；易溶于水，难溶或不溶于有机溶剂；易被酶或酸水解为单糖而具旋光性；当分子中有游离醛基或酮基时，具有还原性。16多糖类(Polysaccharides)定义：由10个以上单糖分子聚合而成种类：均多糖(homosaccharides):由一种单糖组成的多糖杂多糖(heterosaccharides):由两种以上不同的单糖组成的多糖植物多糖：淀粉、纤维素、菊糖、树胶、黏液质动物多糖：肝素、硫酸软骨素、甲壳素、透明质酸17多糖的性质：多糖大多为无定型物；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，产生低聚糖或单糖；多糖具有明确的三维空间结构，可用一、二、三、四级结构来描述；多糖分子结构的确定较蛋白质难。18淀粉(Starch)广泛存在于植物内，尤于根、根茎和种子类生药中为多；由直链的糖淀粉(amilose)和支链的胶淀粉(amilopectin)组成，在淀粉酶作用下可完全水解为D-葡萄糖；白色粉末，显微镜下观察呈粒状，其形态是生药显微鉴定的特征之一；在热水中可部分溶解并膨化成糊状；用作大量制取葡萄糖的原料，在制剂中常作为赋形剂；遇碘液显蓝色，颜色随聚合度的增加而加深。19肝素(heparin):分子量5000-15000的高度硫酸酯化的右旋酸性粘多糖;由A、B两种二糖单元组成;肝素的糖链上常接有丝氨酸或小分子肽，具有很强的抗凝血作用，临床用于预防和治疗血栓的形成。ABOOOSO3HOHOCOOHONHSO3HOHCH2OSO3HOOOOHOHOONHSO3HOHCH2OSO3HOCOOH320含多糖类成分的生药茯苓：茯苓多糖-β-(1,3)-葡聚糖（抗肿瘤）羧甲基茯苓糖（免疫促进及抗肿瘤）枸杞子：枸杞多糖(提高巨噬细胞吞噬功能)党参：党参多糖(补中益气、健脾益肺)黄芪：黄芪葡聚糖(免疫促进、抗肿瘤、降低小鼠血糖)灵芝：灵芝多糖多为β-葡聚糖(提高机体免疫力，提高机体耐缺氧能力，消除自由基，抑制肿瘤)刺五加、麦冬、黄精、玉竹、海藻………..211.Molish试验2.GC和GC-MS糖类成分的定性鉴别221.Molish试验原理：糖在浓硫酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物与α-萘酚作用形成紫红色复合物，在糖液和浓硫酸的液面间形成紫红色环；试液：α-萘酚试液，沿管壁滴加浓硫酸；方法：结果：二液层交界处成紫红色环；检测化合物类型：所有糖类（包括自由的或结合的）苷类生药的水提液α-萘酚浓H2SO4液面交界处紫红色环232.GC和GC-MS原理：糖类化合物可以制成甲醚、乙酰化、三甲基硅烷化衍生物；方法：采用GC、GC-MS方法，与对照品比较；检测类型：单糖、聚糖、苷类（需水解）24苷的定义；苷的分类；苷的性质；具体的苷类：氧苷、蒽苷、皂苷、黄酮苷等。苷类(Glycosides)25糖或糖的衍生物与非糖化合物(苷元，aglycone)通过糖的端基碳原子以苷键方式结合而成的化合物。又称甙类、配糖体。苷的定义：26“苷”组成示意图苷键原子OOHOHOHOROH123456端基碳原子苷键苷元27结构分类2.按苷元的化学结构分类：黄酮苷、皂苷、强心苷、香豆素苷、环烯醚萜苷等;1.按苷键原子分类：O-苷、S-苷、N-苷和C-苷，自然界中氧苷最为常见；28苷类的通性1.性状：形态--固体，含糖基少-可成结晶，含糖基多-无定型粉末，有吸湿性；颜色--取决于苷元(共轭系统的大小及助色团的有无);气味--一般无味；个别对黏膜有刺激性(皂苷);个别有苦味2.溶解度：苷有一定的水溶性，苷元为脂溶性；3.水解性：苷类能被稀酸或酶水解，生成糖和苷元(C-苷除外)291.氧苷之氰苷(Cyanogenicglycosides)RCHO糖CN性质：多具水溶性，不溶于有机溶剂，不易结晶;易被稀酸和酶水解，生成苷元-α-羟氰，很不稳定，立即分解，产生氢氰酸。定义：是由含氰基(-CN-)的氰醇衍生物和单糖结合而成，主要是指α-羟腈苷；30分布：蔷薇科：苦杏仁、桃仁苦杏仁苷是由杏仁腈与龙胆双糖缩合形成的苷，易被苦杏仁苷酶(amydalase)和樱叶酶水解产生苯甲醛和氢氰酸，微量的氢氰酸具有镇咳作用。31定义：由蒽的衍生物与糖结合的苷叫做蒽苷；蒽的衍生物：蒽醌(anthraquinone)、蒽酚(anthranol)、氧化蒽酚(oxanthranol)、蒽酮(anthraone)、二蒽酮(dianthrone)等；蒽苷以蒽醌苷最为普遍。2.蒽苷(Anthraglycosides)及醌类OO123456781，4，5，8位为α位2，3，6，7位为β位32蒽的衍生物OOOOHOOHOO4H2H蒽醌蒽酮蒽酚氧化蒽醌二蒽酮33种类：中药中存在的蒽醌都是羟基蒽醌，大多数的蒽醌苷是蒽醌的羟基与糖缩合而成(即O-苷)；也有少数是糖与蒽醌的碳原子直接连结而成(C-苷)，如芦荟苷(aloin)。番泻苷A芦荟苷34分布：蓼科：大黄、何首乌、虎杖豆科：番泻叶、决明子百合科：芦荟35理化性质：大多为黄色或橙红色结晶；蒽苷易溶于热水、甲/乙醇、碱溶液，难溶于氯仿、乙醚、苯等；苷元难溶于水，可溶于氯仿、乙醚、苯、丙酮及碱液中;升华性；蒽苷及其苷元大多具有酚羟基，所以具一定酸性；能与不同的碱形成类盐物，故在碱性溶液中的溶解度较中性溶液中大得多；酸性大小随酚羟基的数目及位置不同而不同，酸性由强到弱的顺序是：-COOH2个以上β-酚羟基1个β-酚羟基2个以上α-酚羟基酸性：-OH-OH36生理活性：蒽醌苷：致泻作用；生大黄制大黄大黄酚：止血作用；大黄素、大黄酸：利尿作用37黄酮类化合物(Flavonoids)及其苷黄酮类化合物的定义；黄酮类化合物的类型；黄酮类化合物的性质；黄酮类化合物的定性鉴别；主要黄酮类化合物(分布)。38狭义：指具有2-苯基色原酮(2-phenyl-chromone)结构的一类化合物；广义：是指两个苯环中央通过三碳连接形成C6-C3-C6基本骨架的一类化合物。什么是黄酮类化合物？39黄酮结构分类的依据C6-C3-C6结构（黄酮）依：三碳链的氧化程度三碳链是否构成环3-位羟基取代与否B-环连接位置(2、3-位)40黄酮的结构类型41黄酮的性质性状：多为结晶性固体，少数为无定形粉末；颜色：一般多呈黄色；●黄酮、黄酮醇及其苷类呈灰黄-黄色，●查耳酮为黄-橙黄色，●二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮类因不存在共轭体系或共轭很少而不显色。42溶解性：●苷元难溶或不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂，易溶于稀碱液；●黄酮苷易溶于甲醇、乙醇、吡啶等大极性溶剂，难溶于乙酸乙酯、氯仿、苯等中等极性溶