天然药物化学论文

天然药物化学1天然药物化学论文题目中草药天然药物化学学院化学工程与技术学院姓名骆珍专业化学工程与工艺学号20132090133指导教师汪之波2017.03.29天然药物化学2摘要：随着人们对化学药品毒副作用的深入认识以及全球范围内“回归自然”浪潮的涌起，国际市场对天然药物的重视程度正在不断加强，发达国家对植物药品的态度已明显改变，对中成药的管制也已开始出现松动的迹象，中药在整个医药行业中的地位和作用有扩大的趋势。随着国家相关政策法规不完善，如今我国中成药行业开始向现代化、消费品市场及美容保健品市场方向延伸，未来呈现出良好的发展前景。关键字：天然药物，中草药，提取，发展前景从“神农尝百草”至今，中华民族几千年来之所以能够繁衍昌盛、绵延不断，靠的就是中医中药。中医中药在临床应用了几千年，其疗效经过了实践的检验，并成为世界文化的一朵奇葩。我国作为使用草药历史最久、原料最丰富的国家，有着极为丰富的方剂资料和历代中医积累下来的宝贵经验，这些发展中草药的优势是其他国家和地区无法比拟的。在国际医药市场上，天然药物已突破30%的市场份额，年销售高达近500亿美元，全球中草药销量以每年10%的速度增长，市场潜力巨大。第一部分、中草药的研究现状中草药是中医所使用的独特药物，也是中医区别于其他医学的重要标志。中国人民对中草药的探索经历了几千年的历史。相传，神农尝百草，首创医药，神农被尊为“药皇”。中草药主要由植物药（根、茎、叶、果）、动物药（内脏、皮、骨、器官等）和矿物药组成。因植物药占中药的大多数，所以中药也称中草药。目前，各地使用的中药已达5000种左右，把各种药材相配伍而形成的方剂，更是数不胜数。（一）中药的医学临床应用1.1中药应用理论中药应用理论比较独特。中药有四气五味。四气又称四性，是指药性的寒、热、温、凉。五味指药物的辛、酸、甘、苦、咸。中草药的气、味不同，其疗效也各异。1.2中草药的应用形式中草药的应用形式多种多样，有用药物加水煎熟后去渣留汁而成的汤剂，有研磨成粉末状的粉剂，还有丸剂、膏剂、酒剂、片剂、冲剂、注射剂等。中草药中有许多名药，植物药以人参、灵芝、何首乌、枸杞最为著名。动物天然药物化学3药以牛黄、熊胆、蛇毒、鹿茸等最为珍贵。矿物药以朱砂、赭石、滑石、芒硝等为最为常用。1.3中药应用的临床实例近年来,我国中药防治乳腺癌的研究取得了一定的成绩,某些中药对MCF27细胞的生长和增殖等方面有一定的影响。当然,目前中药对MCF27细胞作用的实验研究水平还处于较低阶段,其研究多局限于单体物质的抗癌作用,中药复方及多组分综合用药研究尚处于起步阶段,要真正在肿瘤临床中大力推广应用中药治疗,面临的科研工作还极其艰巨。应充分结合西医科学技术与中医药整体观念和辨证论治传统优势,对中医药在乳腺癌治疗全过程的贯穿治疗作用加以深入研究。乳腺癌是危害妇女健康的最常见恶性肿瘤之一,我国乳腺癌的发病率呈逐年增长趋势,而死亡率高达41.6%。传统治疗方法有手术、化疗、放疗、生物治疗和内分泌治疗等多种手段,中药辅助治疗也是其中重要的一种。（1）中药对MCF27细胞的体外培养的影响中药的抑瘤作用不仅体现在其对肿瘤细胞生长的抑制作用上,而且还体现在中药影响肿瘤的细胞周期,以及增殖与凋亡。（2）中药对MCF27细胞周期的影响在MCF27细胞的有丝分裂过程中,转铁蛋白对细胞从G1期进入S期十分必要,从而促进肿瘤细胞的恶性生长与增殖。有些中药的活性成分可以作用于细胞骨架结构相关蛋白来干扰细胞的有丝分裂过程。采用MTT法和FCM检测细胞株生长与细胞周期,结果显示中药成分二羟异黄酮能明显阻滞细胞周期于G1期,其机制可能就是调节了细胞的骨架结构的转铁蛋白。其他研究也表明有相当数量的中药活性成分对MCF27细胞周期有显著阻滞作用。（3）中药对MCF27细胞增殖的影响采用MTT法、FCM、Westernblot免疫着色法和亲和甄别磁珠法观察中药白藜芦醇对耐阿霉素人乳腺癌细胞系MCF27/ADM细胞增殖的影响,结果白藜芦醇作用MCF27/ADM细胞72h之后,引起细胞周期阻滞于G0/G1期,导致细胞增殖大量下降并且呈剂量依赖性,从而认为白藜芦醇可能是一种新发现的细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk2)的抑制剂,它可以通过作用于细胞的骨架结构相关蛋白来干扰细胞的有丝分裂过程,使细胞周期延长,从而导致MCF27/ADM细胞增殖受到抑制。（4）中药对MCF27细胞凋亡的影响应用MTT法、FCM、Annexing/PI双染法检测不同浓度的补骨脂素对MCF27(ER阳性)细胞株的影响作用,结果显示补骨脂素对MCF27细胞有明显的体外抑制作用,其IC50值为15.16,细胞24h后,细胞周期S期细胞减少,G1及G2期细胞增加,并且早期凋亡细胞明显增多,从而认为补骨脂素对MCF27细胞有天然药物化学4显著的体外抑制作用,其抑制机制与影响细胞周期及诱导细胞凋亡有关。（5）中药对MCF27移植瘤的影响移植瘤的存在是乳腺癌治疗中一个不容忽视的问题,很多实验研究都探索了中药对MCF27移植瘤的影响作用。（二）中草药有效成分的提取方法2.1溶剂提取法.溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。有机化合物分子结构中亲水性基团多，其极性大而疏于油；有的亲水性基团少，其。极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小，是和化合物的分子结构直接相关。一般来说，两种基本母核相同的成分，其分子中功能基的极性越大，或极性功能基数量越多，则整个分子的极性大，亲水性强，而亲脂性就越弱，其分子非极性部分越大，或碳键越长，则极性小，亲脂性强，而亲水性就越弱。这样，我们就可以通过时中草药成分结构分析，去估计它们的此类性质和选用的溶剂。甙类都比其甙元的亲水性强，特别是皂甙由于它们的分子中往往结合有多数糖分子，羟基数目多，能表现出较强的亲水性，而皂甙元则属于亲脂性强的化合物。多数游离的生物碱是亲脂性化合物，与酸结合成盐后，能够离子化，加强了极性，就变为亲水的注质，这些生物碱可称为半极性化合物。所以，生物碱的盐类易溶于水，不溶或难溶于有机溶剂；而多数游离的生物碱不溶或难溶于水，易溶于亲脂性溶剂，一般以在氯仿中溶解度最大。鞣质是多羟基的化台物，为亲水性的物质。油脂、挥发油、蜡、脂溶性色素都是强亲脂性的成分。总的说来，只要中草药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当，就会在其中有较大的溶解度，即所谓“相似相溶”的规律。这是选择适当溶剂自中草药中提取所需要成分的依据之一。天然药物化学52.2水蒸气蒸馏法。水蒸气蒸馏法，适用于能随水蒸气蒸馏而不被破坏的中草药成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上，与水不相混溶或仅微溶，且在约100℃时存一定的蒸气压。当与水在一起加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，液体就开始沸腾，水蒸气将挥发性物质一并带出。例如中草药中的挥发油，某些小分子生物碱一麻黄碱、萧碱、槟榔碱，以及某些小分子的酚性物质。牡丹酚等，都可应用本法提取。有些挥发性成分在水中的溶解度稍大些，常将蒸馏液重新蒸馏，在最先蒸馏出的部分，分出挥发油层，或在蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将成分提取出来。例如玫瑰油、原白头翁素等的制备多采用此法。2.3升华法.升华法：固体物质受热直接气化，遇冷后又凝固为固体化合物，称为升华。中草药中有一些成分具有升华的性质，故可利用升华法直接自中草药中提取出来。例如樟木中升华的樟脑（camphor），在《本草纲目》中已有详细的记载，为世界上最早应用升华法制取药材有效成分的记述。茶叶中的咖啡碱在178℃以上就能升华而不被分解。游离羟基蒽醌类成分，一些香豆素类，有机酸类成分，有些也具有升华的性质。例如七叶内酯及苯甲酸等。升华法虽然简单易行，但中草药炭化后，往往产生挥发性的焦油状物，粘附在升华物上，不易精制除去，其次，升华不完全，产率低，有时还伴随有分解现象。2.4近年来出现的新的提取方法(1)超临界流体萃取技术超临界流体萃取(简称SCFE)是一种以超临界流体(简称SCF)代替常规有机溶剂对中草药有效成分进行萃取和分离的新型技术，其原理是利用流体(溶剂)在临界点附近某区域(超临界区)内与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且对溶质的溶解能力随压力和温度的改变而在相当宽的范围内变动，利用这种SCF作溶剂，可以从多种液态或固态混合物中萃取出待分离组分。常用的SCF为CO2，因为CO2无毒，不易燃易爆，价廉，有较低的临界压力和温度，易于安全地从混合物中分离出来。超临界CO2萃取法与传统提取方法相比，最大的优点是可以在近常温的条件下提取分离，几乎保留产品中全部有效成分，无有机溶剂残留，产品纯度高，操作简单，节能。(2)超声提取技术超声提取技术的基本原理主要是利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取，另外超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速欲提取成分的扩散释放并充分与溶剂混合，利于提取。与常规提取天然药物化学6法相比，具有提取时间短、产率高、无需加热等优点。超声提取技术能避免高温高压对有效成分的破坏，但它对容器壁的厚薄及容器放置位置要求较高，否则会影响药材浸出效果。而且目前实验研究都是处于很小规模，要用于大规模生产，还有待于进一步解决有关工程设备的放大问题。(3)微波萃取技术微波萃取是利用微波能来提高萃取率的一种最新发展起来的新技术。它的原理是在微波场中，吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中；微波萃取具有设备简单、适用范围广、萃取效率高、重现性好、节省时间、节省试剂、污染小等特点。目前，除主要用于环境样品预处理外，还用于生化、食品、工业分析和天然产物提取等领域。在国内，微波萃取技术用于中草药提取这方面的研究报道还比较少。微波萃取技术与传统煎煮法相比较，克服了药材细粉易凝聚、易焦化的弊病，提取时间极短，设备简单，投资较少。但这一技术用于中草药提取尚属起步，其萃取机理还需进一步研究。(4)酶法中药制剂的杂质大多为淀粉、果胶、蛋白质等，针对杂质可选用合适的酶予以分解除去。酶反应较温和地将植物组织分解，可以较大幅度提高收率，故酶解不失为一种最大限度从植物体内提取有效成分的方法之一。这是一项很有前途的新技术。纤维素酶用于以纤维素为主的中药材提取有效成分，的确能提高有效成分的收率，但要拓宽其应用领域，还需要进一步深入探讨酶的浓度、底物的浓度、温度、酸碱度、抑制剂和激动剂等对提取物有何影响。诚然，酶法目前在动物类药材提取方面应用得较为广泛。(5)半仿生提取法半仿生提取法(简称SBE法)是将整体药物研究法与分子药物研究法相结合，从生物药剂学的角度，模拟口服给药及药物经胃肠道转运的原理，为经消化道给药中药制剂设计的一种新的提取工艺。即将药料先用一定pH的酸水提取，继以一定pH的碱水提取，提取液分别滤过、浓缩，制成制剂。它将分析思维与系统思维统一起来，形成观察问题的新思路，即在中药提取中坚持了“有成分论，不唯成分论，重在机体的药效学反应。”这种新提取法可以提取和保留更多的有效成分，能缩短生产周期，降低成本，多种复方制剂的研究提示，“SBE法”有可能替代“WE法”(即水提取法)。而且这种提取方法在中药饮片颗粒化的研究中，也有着广阔的应用前景。张兆旺等天然药物化学7以阿魏酸、苦参碱、苦参总