第一章-天然药物化学绪论

MedicinalChemistryofNaturalProductsByChenNai-dong2013年2月25日个人简介陈乃东，1972年生，2007年6月毕业于安徽师范大学药用植物学专业获硕士学位，导师周守标教授；2010年6月毕业于中国药科大学生药学专业获博士学位，导师余伯阳教授。现为皖西学院副教授，主要担任仪器分析、天然药物化学、药物化学等课程的教学。主要研究方向：中药质量标准及其质量控制、中药药效物质基础、药物先导化合物快速发现、结构修饰及其构效关系研究。主持项目：1.国家自然科学基金《基于濒危药用植物霍山石斛资源保护和利用的药材品质的影响因素研究》，项目号：81274021；立项经费：210万。.2.安徽省教育厅科学研究重点项目《黄酒酸败的关键因素及其质量控制研究》，项目号：KJ2012A277；立项经费：10万。3.安徽省教育厅科学研究一般项目《春花胡枝子黄酮类化合物提取分离及其微生物转化研究》,项目号：KJ20108259.联系方式：Email:[e-mail]Tel:[phone]课程主要内容绪论总论(1)生物合成与植物化学分类(2)天然产物提取分离鉴定各论(1)生物碱(2)糖类（3）苯丙素类(4)醌类(5)黄酮类(6)萜类(6)挥发油(7)甾体及苷类(8)鞣质类(9)其他成分3.关于作业4.关于考试5.关于考勤\什么是药物？人类用来预防、诊断、治疗疾病或调节人体某种机能经政府有关部门批准的特殊化学品。从功能分：从来源分：预防药疫苗、干扰素诊断药血管造影剂、试剂盒治疗药保健药天然药物中药化学药物提取物、合成药、抗生素生物药物干扰素等第一章绪论一、天然药物与天然药物化学的定义1.天然药物：(naturalmedicine)天然来源的用于预防、诊断、治疗疾病或调节人体某种机能的药物。2.天然药物化学：Chemistryofnaturalmedicine或Medicinalchemistryofnaturalproducts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(chemicalconstituents)的一门学科。主要研究天然产物化学成分中生理活性成分或有效成分(activecompound)的：①提取分离方法；②结构鉴定；③物理化学性质;④合成途径。3.相近学科中药化学ChemistryofTCM植物化学Phytochemistry天然产物化学Chemistryofnaturalproducts4、相关学科（1）有机化学（2）分析化学（有机分析/仪器分析）（3）生药学/药用植物学（4）生物化学（5）有机化合物波谱分析（6）植物化学/中药化学/天然产物化学（7）药物化学二、研究对象：天然药物（一）天然药物植物（为主）87%动物微生物矿物（如土鳖虫、斑蝥等）12.3%（如石膏CaSO4•2H2O）0.6%（如青霉菌、放线菌等）世界范围高等植物13~15万种，其中药用植物约14500种以上。活性筛选仅占5%，化学成分研究则更少。中国我国自然资源丰富，植物品种繁多，其中种子植物就有25700余种，药用植物11800多种，常用5000余种。植物药（二）中药与天然药物的关系1.区别中药：在中医理论指导下用于预防、诊断、治疗或调节人体机能的药物。2.联系（三）中药、天然药物的用药形式:1.原生药(原药材)：用量大，使用保存都不方便。2.提取物（中成药）：方便，实用。3.有效部位或活性成份单体：结构清楚，其疗效确切，质量易控制中医药简介什么是药物？(drug?Medicine?)用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的的调节人的生理机能，并规定有适应症、用法和用量的经政府有关部门批准的特殊化学品。__药品管理法57条中药traditionalchinesemedicine/herb西药:化学药物drug/medcine1.中药定义：指在中医理论指导下用于预防、治疗、诊断疾病并具有康复和保健作用的物质。2.中医的基本理论（1）精气学说世界上一切事物都是物质（气）的不同形态，世界上一切现象都是根源于物质（气）的。气是构成天地万物以及人类生命的共同的本始物质，人的生死、物之盛毁，都是气聚散变化的结果。故曰：“人之生，气之聚也。聚则为生，散则为死。……故万物一也”（《庄子·知北游》）。（2）阴阳学五行学说运动的、外向的、上升的、温热的、明亮的、功能的……属于阳的范畴；静止的、内在的、下降的、寒凉的、晦暗的、物质的……属于阴的范畴。(3)脏象学说五脏：肝、脾、心、肺、肾六腑：胆、胃、小肠、大肠、膀胱、三焦（上、中、下）(4)经络学说十二正经:即手三阴经、足三阴经、手三阳经、足三阳经，共四组，每组三条经脉，合称十二经脉奇经八脉:任脉、督脉、冲脉、带脉、阴挢脉、阳骄脉、阴维脉、阳维脉（4）中医对疾病的认识病因学说六淫：风、寒、暑、湿、燥、火。七情：喜、怒、忧、思、悲、恐、惊。中医认为：疾病的发生是致病因素作用于人体后，正常生理活动遭到了破坏，导致脏腑经络、阴阳气血失调所致。病因可分为六淫、七情、饮食失宜、劳逸失当、外伤、胎传等。中医学对病因的认识，是通过对患者的症状、体征进行分析推求而得来的，并能为治疗用药提供依据，这种方法称之为审证求因或辨证求因。按照症状、体征、证候来建立病因概念，是中医学确认病因的特殊标准和主要特点。3.中药基本理论(1)中药治病基本原理药物治病的基本作用不外是扶正祛邪，消除病因，恢复脏腑的正常生理功能，纠正阴阳气血偏盛偏衰的病理现象，使之最大程度上恢复到正常状态，达到治愈疾病，恢复健康的目的。(2)药性理论四气、五味、升降浮沉、归经、有毒无毒、配伍、禁忌等。4.中药制药剂型：古代：中药材、中药饮片、膏剂、丸剂现代：中药材、中药饮片、膏剂、丸剂、中药提取物（中成药）、粉针剂等。（四）天然药物相关术语1.天然药物naturalmedicine2.中草药chineseherbalmedicine《本草纲目》,1892种;《本草纲目拾遗》，1021种,目前我国药用植物总数，15000余种3.中药TraditionalChineseMedicine4.草药herbaldrug5.民族药EthnicMedicine蒙药MongoliaMedicine藏药TibetanMedicine苗药Miaodrug6.生药Crudedrug三、研究方法及思路(一)调查研究:1.确定研究对象2.文献调研3.预实验（二）组分分离1.确定分离方法（1）系统分离（2）定向分离（3）活性导向分离2.相关概念（1）单体化合物:具有一定分子量、分子式、理化常数和确定的化学结构式的化学物质。（2）有效成分（activecompound）具有生物活性且能起到防治疾病作用的单体化合物。（3）无效成分(inactivecompound)与有效成分共存的其它成分。（4）有效部位(activefraction)含有一种主要有效成分或一组结构相近的有效成分的提取分离部分。如人参总皂苷、银杏总黄酮等。（5）有效部位群含有两类或两类以上有效部位的中药提取或分离部分。（三）成分鉴定/结构鉴定（四）活性筛选发现具有开发利用价值的先导化合物、阐明中药及其提取物的可能机制天然药物研究开发的一般途径四、天然药物化学在中药现代化中的作用（一）中西药优劣评价药物的基本要求：安全、有效、质量可控！一）中药1.优点安全、有效，治疗慢性病、保健，大都有确切的疗效，相对丰富的资源2.缺点1）理论基础用现代药学理论难以解释2）作用机制难以理解、组分复杂，质量评价及质量控制困难，难以做到质量可控。3）药效物质基础不明4）质量难于控制——药效难于保证5）剂型落后二）西药1.优点；2.缺点；三）中药现代化1.中药理论现代化；2.药效物质基础研究3.中药质量评价及质量控制现代化4.剂型现代化5.制药工艺现代（二）天然药物化学在中药现代化中的作用1.阐明中药的药效物质基础——中药现代化系统工程的前提2.建立和完善中药的质量评价标准——二次开发3.改进中药制剂剂型——二次开发4.创新药物研发——原创性研发5.扩大药源一)阐明中药的药效物质基础1.探索中药防治疾病机理麻黄功效：发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿物质基础：（1）麻黄碱肾上腺素样作用:缩血管、兴奋中枢—发汗；（2）去甲麻黄碱松弛支气管平滑肌———平喘（3）伪麻黄碱升压、利尿———消肿2.促进中药药性理论研究的深入性：热性、温热药————去甲乌药碱、肾上腺素、儿茶酚胺类味：辛味药（解表、理气）————挥发油归经：同一归经药的相同、相似化学成分有效成分的作用靶点：麻黄碱————解痉——肺经伪麻黄碱———利水——膀胱经有效成分体内代谢动力学：川芎——川芎嗪在肝脏、胆囊分布多——归肝、胆经3.阐明中药复方配伍的科学内涵单味药的有效成分研究复方有效成分≠各单味药有效成分的简单加和协同、拮抗作用物理、化学作用改变溶出度柴胡——人参人参皂苷增加柴胡皂苷的溶出甘草甘遂甘草皂苷增加甘遂甾萜类的溶出发生化学反应四逆汤：附子、干姜、甘草等乌头碱与甘草皂苷形成不溶性沉淀——减毒黄连吴茱萸小檗碱与大分子酸性成分形成沉淀4.阐明中药炮制原理炮制前后有效成分、有毒成分的变化阐明炮制原理、改进炮制工艺、制定炮制规范或标准如：延胡索——醋炒——增加生物碱溶出——增效乌头类——蒸煮——水解双酯型生物碱——减毒黄芩——冷浸——淡黄芩（绿）黄芩苷醌变色——热煮——煮黄芩（黄）二）建立和完善中药的质量评价标准中药材、制剂中有效成分的质量——临床疗效建立科学、灵敏的质控标准科学——质控标准和药效的相关性有效成分——科学的质控指标以有效成分、有效部位、大类成分、有毒成分为指标，多种分析手段中药指纹图谱技术现代鉴定方法——化学特征图谱鉴别研究ThemicroscopicanalysisofChinesepatentmedicine采用HPLC-MS技术，建立了贝母类、金银花类多基原药材化学特征图谱，解决了这些多来源药材鉴定难题。min0102030405060025000050000075000010000001250000150000017500002000000MSD1TIC,MSFile(JIANGYAN\YP000032.D)API-ES,Pos,SIM,Frag:150(TT)61314161820212526卷叶贝母min0102030405060025000050000075000010000001250000150000017500002000000MSD1TIC,MSFile(JIANGYAN\YP000035.D)API-ES,Pos,SIM,Frag:150(TT)61615182021252624暗紫贝母min102030405060700100000200000300000400000500000600000700000800000MSD1TIC,MSFile(JIANGYAN\YP000034.D)API-ES,Pos,SIM,Frag:150(TT)62125262724甘肃贝母min0102030405060020000040000060000080000010000001200000MSD1TIC,MSFile(JIANGYAN\YP000033.D)API-ES,Pos,SIM,Frag:150(TT)6131418202526梭砂贝母min010203040506005000001000000150000020000002500000300000035000004000000MSD1TIC,MSFile(JIANGYAN\YP000013.D)API-ES,Pos,SIM,Frag:150(TT)67131415242526伊犁贝母min01020304050600500000100000015000002000000250000030000003500000MSD1TIC,MSFile(JIANGYA