天然产物

其他类型天然产物10栋男生组天然产物中除了糖和糖苷、生物碱、黄酮类、萜类、甾体类、醌类、香豆素和木脂素等化学成分外，还广泛存在鞣质、有机酸、氨基酸、蛋白质和酶等其他类型物质。昆虫信息素以及海洋天然产物等也具有重要的生理活性的天然产物。一、有机酸有机酸（不包括氨基酸）广泛存在于天然产物中，主要以盐的形式存在，如与钾、钠、钙等金属阳离子成盐，或与生物碱结合成盐等，亦有结合成脂的形式存在。但也有少数有机酸以游离态存在，如地龙的止咳平喘有效成分为丁二酸。有机酸有些具有生理活性，如抗癌作用，原儿茶酸具抑菌作用，丹参中的D-（+）-β（3，4-二羟基苯）乳酸是水溶性的扩张冠状动脉有效成分。有机酸的类型天然产物中存在的有机酸类型很多，主要分为脂肪族有机酸和芳香族有机酸两类。在药材中存在较为普遍的芳香族有机酸是羟基桂皮酸的衍生物，如对羟基桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸、异阿魏酸和芥子酸等。咖啡酸具有止血、镇咳和祛痰作用。有机酸的提取分离（1）.有机溶剂提取法由于游离的有机酸易溶于有机溶剂而难溶于水，有机酸则易溶于水而难溶于有机溶剂，故一般可酸化使有机酸游离，然后选用合适的有机溶剂提取。一般流程如下：（2）离子交换树脂法①将药材水提液通过强酸性阳离子交换树脂，以除去碱性物质，再将流出液通过强碱性阴离子交换树脂，有机酸根离子即被交换其上，糖和其他中性杂质则流经树脂而被除去，将树脂洗净后，用稀酸或稀碱溶液即可将有机酸从柱上洗下。②也可将药材的水提液先通过强碱性阴离子交换树脂，使有机酸根离子交换在树脂上，而碱性和中性杂质则流经树脂而除去，将树脂洗净后，用稀酸洗脱即可得到游离的有机酸，但也可用稀氨水洗脱，有机酸即成铵盐而留于洗脱液中，将此洗脱液减压蒸去过剩的氨水，再加酸酸化，总有机酸即游离析出。二、鞣质鞣质又称为鞣酸和单宁，是存在植物界的一类结果比较复杂的多元酚化合物。这类物质能与蛋白质结合形成不溶于水的沉淀，故可与生兽皮的蛋白质形成致密、柔韧、不易腐败又难以透水的皮革，所以称为鞣质。鞣质广泛存在于植物界，约70％以上的中草药含有鞣质成分，特别是在种子中分布很普遍。鞣质存在与植物的皮、茎、叶、根、果等部位。植物被昆虫伤害后形成的虫廮中含有大量的鞣质，如五倍子所含鞣质高达70％以上。鞣质具有多种生物活性：①收敛作用②抗菌、抗病毒作用③解毒作用④降压作用⑤驱虫作用⑥其他作用抑菌药典中记载的富含鞣质的中草药有多种，传统中医常常认为这些草药具有“清热解毒、逐癖通经、收敛止血、利尿通淋”等功效。随着近年来植物化学和现代分析技术的迅速发展，使鞣质的生理活性和化学成分研究成为天然产物领域的热点之一。使得传统中药的功效从分子水平得到确认。如甜茶的抗过敏作用经分析与其特有成分鞣花鞣质聚合物有关，与聚合度成正比；长期饮用绿茶和食用果蔬可有效降低癌症和肿瘤发病率亦与鞣质有关等。鞣质，尤其是丹皮、熊果、老鹤草中的水解类鞣质，茶叶、槟榔中的缩合鞣质具有很强的抗龋功能，其作用主要通过抑制链球茵的生长及其在牙齿表面的吸附。从各种鞣质的结构和抗龋性分析可得出：鞣质与酶作用是选择性结合，并且在低浓度下促进酶活性而在高浓度下抑制。抗脂质过氧化虎杖、肉桂、杜仲等所含鞣质可抑制脂质过氧化而保护肝肾。葡萄籽可显著降低高胆固醇饮食大鼠的血清。主要成分为葡萄籽提取物中的原花色素的一个制品经动物实验确认具有减轻氧化性应激、抑制动脉硬化、胃溃疡、白内障等效果，最近的临床实验又确认其有抑制运动氧化应激产生的活性氧效果。槟榔鞣质对高血压大鼠口服静注均可降低血压，但并不影响正常大鼠血压。柿子鞣质、大黄鞣质无降压功效，但可减少导致脑出血、脑梗死的可能性。鞣质的分类根据鞣质的化学结构可分为三大类：①可水解鞣质②缩合鞣质③复合鞣质可水解鞣质（hydrolysabletannins）这是一类由酚酸及其衍生物与葡萄糖或多元醇通过甙键或酯键而形成的化合物。因此，可被酸、碱、酶（如鞣酶tannase、苦杏仁酶emulsin等）催化水解，依水解后所得酚酸类的不同，又可分为没食子酸鞣质(gallotannin)和逆没食子酸鞣质(ellagotannin)两类。含这类鞣质的生药有五味子、没食子、柯子、石榴皮、大黄、桉叶、丁香等。缩合鞣质（condensedtannins）这是一类由儿茶素（catechin）或其衍生物棓儿茶素(gallocatechin)等黄烷-3-醇(flavan-3-ol)化合物以碳-碳键聚合而形成的化合物。通常三聚体以上才具有鞣质的性质。由于结构中无甙键与酯键，故不能被酸、碱水解。缩合鞣质的水溶液在空气中久置能进一步缩合，形成不溶于水的红棕色沉淀，称为鞣红(phlobaphene)。当与酸、碱共热时，鞣红的形成更为迅速。如切开的生梨、苹果等久置会变红棕色，茶水久置形成红棕色沉淀等。含缩合鞣质的生药更广泛，如儿茶、茶叶、虎杖、桂皮、四季青、桉叶、钩藤、金鸡纳皮、绵马、槟榔等。复合鞣质是由构成缩合鞣质的单元黄烷-3-醇与水解鞣质部分通过碳碳键连接构成的一类化合物，此类鞣质首先从壳斗科植物中分离得到，现已发现广泛存在于同时含有水解鞣质和缩合鞣质的植物中。鞣质的性质①性状：鞣质多为无定形粉末②溶解性：鞣质具有较强的极性③还原性：鞣质是多元酚类化合物，易被氧化，具有较强的还原性，能还原多伦试剂和费林试剂④与蛋白质作用：鞣质可与蛋白质结合生成不溶于水的复合物沉淀。⑤与三氯化铁作用：与三氯化铁作用呈蓝黑色或绿黑色。蓝墨墨水的制造就是利用鞣质的这一性质。⑥与重金属作用：与乙酸铅，乙酸铜，等重金属盐产生沉淀。⑦与生物碱作用：常作为生物碱的沉淀反应试剂。⑧与铁氰化钾的氨溶液作用：呈深红色并很快变成棕色。两类鞣质的区别反应：（1）鞣红反应：取五倍子浸液（含可水解鞣质），儿茶浸液（含缩合鞣质）各2ml，分别加盐酸0.5ml，加热煮沸30分钟左右放冷。可水解鞣质不发生沉淀，缩合鞣质有红色沉淀产生。（2）三氯化铁反应：取五倍子浸液及儿茶浸流各1~2ml，分别加入三氯化铁试液数滴，可水解鞣质显兰色或黑兰色反应，缩合鞣质显黑绿色反应。（3）溴水反应：取五倍子浸液用儿浸液各1~2ml，分别加入溴水数滴，可水解鞋帽质不产生沉淀反应，缩合鞣质产生沉淀。（4）石灰水反应：取五倍子浸液及儿茶浸液各1~2ml，分别加入新制石灰水数滴，可水解鞣质显青灰色沉淀，缩合鞣质显棕色沉淀。（5）醋酸溶液中与醋酸铅反应：取五倍子浸液及儿茶浸液各1~2ml，分别加醋酸液数滴，摇匀后再分别滴加醋酸铅溶液数滴，可水解鞣质产生絮状沉淀，缩合鞣质无沉淀产生。鞣质提取方法1.浸渍法将植物粗粉装入有盖的容器中，加入合适的溶剂（一般为水或乙醇），在室温或加热情况下浸泡一定时间（一日至数日），使其中所含成分溶出，过滤，残渣再另加新溶剂，重复提取两次。合并提取液，浓缩后得提取物。此法简单易行，对含有多量淀粉、树胶、黏液质、果胶等成分的植物材料很适宜。缺点是提取率不高，用水作溶剂时若浸溃时间长，物料易发霉变质，必须加入防腐剂。2.渗漉法渗漉法是将植物粉末装在渗渡器中，自上添加新溶剂，自下收集提取液。植物材料粉碎要求适度，不宜太细或太粗。太粗会影响提取效率，太细则易结块而阻塞溶剂流通另外还要考虑植物粉末的润胀和填料压力等。与浸渍法相比，渗漉法可使植物材料与新溶剂或有效成分含量低的溶液接触，具有一定的浓度差，提高了提取率，提取效果优于浸溃法。该法的缺点是溶剂用量较大，操作过程较长。3.煎煮法将植物材料放在砂罐或塘瓷器皿中，加入适量的水，加热煮沸，将有效成分提取出来。这是中国最早使用且现在仍在使用的传统浸出方法。此法既简便，又能溶出植物材料中的大部分成分。缺点是对含挥发性成分及有效成分遇热易破坏的植物材料不宜用此法。4.回流提取法用有机溶剂进行加热提取时，需要采用回流加热装置，以免溶剂挥发损失。此法较冷浸法提取率高，但对受热易破坏的成分，不宜采用此法。5.连续回流法为了弥补回流提取法中要进行反复过滤、需要溶剂量大的不足，可采用连续回流提取法。连续回流的装置，实验室常用索氏提取器。由于溶剂可反复被气化、冷凝，使被提取物与溶剂之间一直保持着相当大的浓度差，提取效率高，溶剂用量少。不足之处是提取液受热时间较长，对受热易分解的成分不宜采用此法。6.超声波提取法超声波振荡是能的一种形式，它可以在气态、液态或固态介质中传播。将植物材料和提取溶剂放入超声波发生器中，在超声波的作用下，原料细胞部分被破坏，有效成分可很容易地扩散到提取液中，加之超声波振荡也可使原料颗粒不停运动，并使浸提温度升高，有利于扩散，提高浸提效率。利用超声场强化浸取和萃取过程是超声化学领域中极具潜力的发展方向。传统的提取方法是针对某种目标成分选取正确的溶剂，同时采用加热或搅拌。较高的温度有利于目标成分的浸出，但温度过高又会使有效成分受热分解或改变结构和性质。如果在提取过程中引入超声波，就可以在较低的温度下大大促进溶剂提浸、萃取天然成分的过程。研究表明，超声波作用可以改变反应物的质量传输机制，破坏细胞的细胞壁，使细胞内含物更易释放。超声波形成的微流效应也是其提高提取过程效率的一个重要原因。7.组织破碎提取法动物组织、植物肉质种子、柔嫩的叶芽等多采用组织破碎提取法。不同实验规模、不同实验材料和实验要求，使用的破碎方法和条件也不同。用于提取鞣质的最好的原料是刚刚采摘的原料，未变质的气干原料也可应用。采摘的新鲜原料宜立即浸提，也可以用冷冻或浸泡在丙酮中的方法贮存。