7中药与天然药物化学

中药与天然药物第一节中药与中药学一.药物的分类1.在现代医学理论指导下使用的药物(1).化学合成药物(西药)合成药:阿司匹林,奥美拉唑半合成药:蒿甲醚,头孢氨苄抗生素:青霉素,红霉素直接提取:麻黄素,紫杉醇(2).生物制品:干扰素,球蛋白(3).天然药物:各种银杏制剂,人参皂苷制剂(4).草药（民间使用的药物）:黄花蒿（青蒿）2.在中医理论指导下使用的药物(1).中药:人参(大补元气,补脾益肺,生津,安神）甘草（补脾益气,清热解毒,调和诸药）(2).草药:黄芩茎叶（清热解毒）3.民族药:藏药,蒙药二、中药的起源及资源《诗经》中载药50余种；公元前770～220年，《山海经》载药139种；公元前221～公元265《神农本草经》载药365种；公元659年《唐本草》收药844种；宋代，《证类本草》收药1445种；1596年，明代《本草纲目》收药1892种；1765年，清代《本草纲目拾遗》记载药物2913种；1977年编成《中药大辞典》收药5767种；《新华本草纲要》6000种；《中国中药资源》载录12727种.三、中药学的研究范围中药学是研究中药基本理论和各味中药的来源、性味、功效及应用方法等知识的一门学科1.中药的药性药物的性味和功能称药性。中药的药性：四气，五味，升降沉浮，归经等2.中药的四气（四性）中医将病分为热性病和寒性病，根据药物的性质和治疗作用将中药分为寒、热、温、凉四种药性。如，石膏、黄连、栀子等治疗热性病具有寒凉性质、附子、干姜等治疗寒性病，具有温热性质。寒性、凉性中药具有清热泻火作用、温性、热性中药具有温里散寒作用。寒凉药物属阴，温热药物属阳。寒与凉，温与热只是程度上的差别如果不了解药性，治疗热性病用热药，治疗寒性病用寒药，必然会产生不良后果3.中药的五味辛、甘、酸、苦、咸称中药的五味，不同的味有不同的治疗作用，味是表示中药作用的标志。辛：发散、行气、行血。如麻黄、桂枝治风寒表证，木香、红花行气行血甘：补益、和中。如人参、黄芪补益元气，甘草、大枣调和脾胃、调和药性酸：收敛、固涩。如五味子、山茱萸敛汗涩精，五倍子涩肠止泻苦：燥湿、泻降。如黄连、黄柏清热燥湿，大黄泻下咸：软坚、泻下。如海藻、瓦楞子软坚散结，芒硝泻下通便辛散，酸收，甘缓，苦坚，咸软中药的气和味要综合应用，气味相同作用类似，气味不同则作用不同，气同味异或味同气异，则作用也不相同。如麻黄薄荷同为辛味药，辛能发散，具发汗解表作用。麻黄性温，用于风寒表证.薄荷性凉，用于风热表证。4.中药的升降沉浮根据药物的作用趋向又将药物分为升降沉浮。升是升提，降是下降，浮有上行发散之意，沉有下行泻利之意。升浮的中药（属阳）具有发汗，升阳，散寒，催吐等作用。用于病变部位在上在表，病势下降的疾病的治疗。如黄芪，升麻能治疗久泻脱肛，子宫下垂等气虚下陷疾病；麻黄，桂枝能治疗风寒表证。沉降的中药（属阴）具有降逆，清热，泻下收敛等作用。用于病变部位在下在里，病势上逆的疾病。如石决明，牡蛎能治疗肝阳上亢的头晕，头痛。大黄，芒硝能治疗肠燥便秘等疾病。药性的升降沉浮与药物的气味及质地轻重有一定关系。味属辛甘，气属温热，大多升浮；味属苦酸咸，气属寒凉，大多沉降。花,叶等质轻药物大多升浮；种籽和矿物等质重中药大多沉降。药性的升降沉浮还与配伍或炮制有关。升浮药在众多沉降药中便随之下降；沉降药在众多升浮药中便随之上升。有些药酒炒则升，姜汁炒则散，醋炒则收敛，盐水炒则下行。5.中药的归经归经是指药物对于机体某部位的选择作用。如寒性药物都有清热作用，但有的偏清肺热，有的偏清心热，有的偏清肝热，有的则偏清胃热。再如同为补药，也有补心，补肺，补脾，补肾之区别。6.中药的炮制对原药材进行的各种加工处理称炮制。经加工炮制的中药称中药饮片。炮制的目的主要有以下几点：1、降低或消除药物的毒性或副作用如半夏，天南星等含有强烈刺激性物质，浸泡之后，可消除其刺激咽喉的副作用。马钱子具有通络止痛，散结消肿之功效。主要用于治疗风湿顽痹，麻木瘫痪，跌打损伤，痈疽肿痛，小儿麻痹后遗症，类风湿关节痛等。其中的主要成分是士的宁（疗效好）和马钱子碱（毒性强）。炮制方法：沙烫或油炙炮制温度：200～260℃分解温度：马钱子碱178℃士的宁286～288℃附子具有回阳救逆，补火助阳，逐风寒湿邪之功效。主要用于亡阳虚脱，肢冷脉微，阳萎，宫冷等症。主要含有二萜双酯类生物碱等。二萜双酯类生物碱乌头碱0.2mg就可造成中毒，其半数致死量为3～4mg。经炮制后，少部分二萜双脂类生物碱随水流失，大部分则转变成毒性大大降低的二萜单酯型生物碱。二萜单酯型生物碱的毒性只有二萜双酯型生物碱的1／2000。2、转变药物的功能如麻黄为辛温解表药，主要含有两类成分，挥发油和生物碱。其中前者主要用于辛温解表，治疗感冒等症。后者具有止咳平喘的作用，主要用于治疗气管炎等。麻黄蜜炙后挥发油降低1／2，而生物碱含量基本不降，使其辛散作用降低，治咳平喘作用增强。3、增强疗效如款冬花枇耙叶经蜜炙后，可增强润肺止咳作用。元胡中的主要止痛成分是生物碱。未炮制的元胡用水提取，其生物碱的提取率为25％。而用醋炙后，元胡用水提取，其生物碱的提取率为49.3％（形成了有机酸盐，增加了水溶性）。白芥子具有温胃散寒，助消化，温肺化痰等作用。4、改变或增强药物作用的部位如黄柏为清下焦湿热药,酒炙後借酒力上行，清上焦之热。5、易于粉碎，适应调剂或制剂的需要如龙骨，石决明炮制后质地酥松，易于粉碎，并有利于药物的溶出。6、保证药物的净度7、有利于药物的储藏，保存，且有矫味，便于服用的作用如紫河车、蛇类、动物类含有三甲胺等腥味成分，酒炙后可除去这些腥味成分。第二节天然药物化学一.天然药物化学学科的性质和讲授的内容天然药物包括植物药，动物药，矿物药，民间用药，通过各种途径发现的新药等。植物药如人参，甘草，黄连，灵芝动物药如地龙（清热定惊，平喘，利尿）、龟甲（益肾强骨，补药）矿物药如石膏（清心镇静CaSO4)、珍珠（安神定惊，解毒生肌）民间用药如核桃皮，猪苦胆，青蒿新发现的药如人参茎叶，紫杉，长舂花中药:中医传统用药或按中医理论使用的药物草药:民间用药或未经药政部门批准的药物天然药物化学,是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。研究内容:天然药物中化学成分的结构特点，理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生合成途径。二.学习天然药物化学的目的1.创制新药(1).新药研究开发的目的意义制药产业是由传统产业和现代产业相结合,一,二,三产为一体的产业,也是一个高技术,高投入,高风险,高回报,知识密集,专业化程度高的产业群体.同时也是世界贸易增长最快的5类产业之一和世界经济强国竞争的焦点之一.世界经济强国美,日,英,德,欧共体的支柱产业和朝阳产业.98年国内医药工业总产值1700亿元,96-98年年递增17.8％,高于“九五”计划15％,后五年增长速度12％.“九五”以来,国际药品市场增长5.5％,98年全球药品销售额3029亿美元(出厂价,不含国内大陆市场）,当年增长约7％.后五年年增长为8％.2002年为4000多亿美元,2005年为5000多亿美元.研究开发新药不仅具有巨大的经济效益，而且具有良好的社会效益。附：98年前十名企业销售额默克公司153.0亿美元Aventis136.5亿美元葛兰素威康公司132.5亿美元阿斯特拉捷利康127.5亿美元辉瑞公司118.0亿美元布迈施贵宝113.0亿美元诺华100.0亿美元礼莱86.2亿美元强生86.0亿美元罗氏81.3亿美元单品种销售额(亿美元)品种99年2002年公司奥美拉唑39.636.3阿斯特拉捷利康辛伐他丁39.553.3默克氟西丁28.134.9礼莱氨氯地平25.840.8辉瑞依那普利24.0默克绿霉他定23.041.6先令普劳阿伐他丁22.057.0华纳兰伯特伟哥35.0辉瑞普伐他丁32.8布迈施贵宝1949－1981年我国共研制新药104种。其中，天然药物中活性成分和结构修饰物61种占58.6％，创制新药64种，天然药物中活性成分18种。另外还有一些结构修饰物如蒿甲醚，β－甲基地高辛，溴化异丙东莨菪碱等。各国政府对从天然药物中开发新药都非常重视。(2).创新药物研究开发的途径A.直接从天然药物中发现新药B.以天然药物中活性成分为先导化合物开发新药C.从有效部位中开发五类新药(3).从天然药物中研究开发新药的一般过程临床有效药物、经筛选有活性的药物、民间用药(药效学确证)后，制成原料药，进行粗分、活性测试，找出可能的活性部位，进行分离活性组分，分出单体化合物进行结构活性测定，合成先导化合物，进一步进行结构修饰及构效关系研究，得到创新药物。2.推进中药现代化进程,使中药早日进入国际医药主流市场中药现代化的机遇与挑战：疾病谱和医学模式正在发生变化。“生物医学”向“生物－心理－社会医学”转变,单纯的疾病治疗向预防－保健－治疗－康复模式转变.中医药正在世界范围得到逐步接受.目前全世界已有124个国家建立了各种类型的中医药机构.每年来我国接受正规培训的中医药人员达9000多人次.法国目前约有2800个中医诊所,45个协会,参加人数1.2万人,每年消耗中药4.3万吨.英国也准许经营中医业,仅伦墩就有600家中医诊所.美国于1994年颁布了“饮食补充剂健康与教育法”,近期又专门制定了“植物药研究指南”开始接受中药作为治疗药。受“回归自然”潮流的影响,国际天然药物市场不断扩大.在世界药品市场上,天然物质制成的药品已占30％,国际植物药市场已达300多亿美元.每年以10％的速度增长.据估计美国每年的中药流通量达30多亿美元.化学合成药开发周期长（8－10年）,费用高（3－5亿美元）,副作用大.对疑难病症和慢性病尚无良好的治疗办法。现代科学技术的发展为中药的研究提供了更多的手段。我国经济的发展为中药提供了广阔的市场前景。文化背景和理论体系的差异(如:同病异治,异病同治,同为血瘀实证则用“桃仁承气汤”,虚证则用“当归芍药汤”.感冒则有风热风寒之分)。存在的挑战与问题主要有：医药市场国际化和洋中药对我国中药产业的冲击；中药知识产权面临的威胁；农残,重金属问题；质量均一性问题。对策：(1).开发安全有效质量可控的五类中药新药(2).降低毒性,提高疗效,科学化用药等。3.为中药质量标准的制定提供科学依据。中药的质量取决于化学成分.产地,气侯,环境,采收季节等均可影响化学成分4.扩大药源三.天然药物化学的发展历史和进展1.我国是最早进行天然药物化学研究的国家1769年瑞典化学家，药师K.W.Schelle合成酒石酸。1575年《医学入门》(李挺著),《本草纲目》中记录由五味子提取没食子酸1711年《集验方》（李遵著）樟脑的制备方法，由马可勃罗将这一方法传到西方2.结构测定和发现新化合物的速度越来越快各种波谱技术如NMR,2DNMR,MS,Hr-MS等和分离技术如HPLC,反相填料,分子筛等的飞速发展,使天然药化的研究速度大大加快时间发现的新生物碱1952年以前950个1952-1962年1107个相当于前100年的总数1962-1972年3443个相当于前10年的3倍1972-1989年6000个过去确定结构需做化学降解,衍生物制备等,消耗大量样品.现在分子量1500,2mg样品数天就可确定结构,并可确定相对构型.X-衍射(X-raycrystalanalysis),一粒单晶,数天就可确定结构。3.向内源性生物活性成分,微量,水溶性,不安定成分进军。如，蚕蛾醇(bombykol)10-10ug/ml具有明显的生物活性，从50万头雌蚕蛾中得到12mg。又如，蜕皮激素(ecdyson)从500Kg蚕蛹中得到25mg。4.向高分子化合物进军。人参多糖,猪苓多糖,黄芪多糖,天花粉等5.有效成分和无效成分的概念在发生变化。过去认为小分子化合物才是有效成分包括：生物碱(alkaloids)、黄酮(flavonoids)、蒽醌(anthraquinones)、皂苷(saponins)木脂素(lignans)、香豆素(coumarin)、萜类(terpenes)、挥发