卫生部规划教材 —— 天然药物化学（第四版）
第一章总 论本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
天然药物植物,87%,如人参,甘草等动物,12.3%,牛黄,鹿茸等矿物,0.6%,石膏,朱砂等天然药物化学,运用现代科学理论和方法研究天然药物中化学成分的一门学科 。
一、绪论一）,天然药物化学的定义
1,有效成分的概念,能用分子式表示,有一定物理常数,化学上常为单体,临床上有效的成分如：鸦片中吗啡：镇痛作用；可待因：止咳作用
2,有效部位,为混合物，临床有效。如人参总皂苷。
二）、天然药物化学的研究内容：
1,生物合成：有效成分在植物体内生长过程中变 化；
2.成分化学：包括有效成分、性质、提取分离、结构鉴定等；
3.中药药物化学：合成、修饰（可卡因 → 普鲁卡因）
一、绪论三）、要求掌握的学习要点：
1、掌握植物各类有效成分结构特点、理化性质生物碱：
黄酮：
醌类：
一、绪论
N
O
O C H 3
O H
O
O
O H
O H
O
O H
G lcOO H O H
C O O H
O
香豆素：
强心苷：
皂苷：
萜类：
一、绪论
O O
H 4
H 3
H O
O H
O
O
H O
O H
O
O
OG lc
C O O G lc O
OG lc
O
O H O H
O H
理化性质：如溶解度、极性、酸碱性、鉴别反应等。
2、掌握有效成分提取分离方法：
提取方法,如溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。
分离方法,如液 -液萃取法,pH梯度萃取法、色谱法等。
3、掌握有效成分结构鉴定方法：
理化方法,如颜色反应、理化常数、衍生物制备等。
UV IR NMR,1H-NMR,13C-NMR，
2D-NMR MS
光谱方法,
一、绪论四 ）,学习天然药化的目的和意义：
1,探索中药防病治病的机理：研究体内吸收,分布,排泄,进一步研究结构与活性的关系；
2,改进剂型,提高疗效：丸散膏丹 → 注射剂,滴丸,口服液,冲剂等；
3,提高中药及制剂的质量：有效成分含量测定,如连翘以 HPLC法用连翘苷做限量指标；
4,提供中药炮制现代科学依据：如黄芩 （ 含黄芩苷 ）
冷提 （ 酶水解黄芩苷 ）,宜热提 （ 灭活酶 ）
5,开辟药源,开发新药：如小檗碱 （ 黄连,资源有限 ）,
三颗针,黄柏含量也很高；中药新药：有效成分 （ 原一类 ）,有效部位 （ 原二类 ）,复方 （ 原三类 ）
一、绪论本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
1,生物碱,含氮有机化合物，有似碱性质，能与酸成盐
2,苷类,糖与非糖两部分组成，非糖部分为苷元（概括了多种有效成分）
3,有机酸,如柠檬酸、草酸、琥珀酸等，多与金属离子成盐。
4,树脂,存在于植物组织的树脂道中,植物体受伤后分泌,干燥后形成的无定型固体或半固体,主要含萜类,
苯丙酸等成分,如中药中的乳香,没药等 。
5,挥发油,是一类可随水蒸气蒸馏与水不相混溶的油状液体；主要为萜类化合物和芳香类化合物及其含氧衍生物 。
二,各类成分简介
6.糖类,中药中普遍存在,为多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物,可分为单糖,低聚糖,多糖 。
单糖,
低聚糖,2~10个单糖组成，如蔗糖。
多糖,10个单糖以上组成，主要有淀粉、
纤维素及甲壳素。
二,各类成分简介
O
H
H O
H
H O
H
O H
O HH
H
O H
O
O H
H
H
H O
H
O H
O HH
H
O H
7、氨基酸、蛋白质和酶：
氨基酸,R-(CH2)n-CH NH2 -COOH
鉴别：茚三酮反应,紫 色。
蛋白质：多种氨基酸组成的大分子沉淀反应,盐析：无机盐 如 Na2SO4
醇沉：乙醇沉淀试剂：苦味酸、重金属酶,有催化能力的蛋白，有专属性，如蛋白酶只能催 化蛋白质分解为氨基酸；加热、强酸碱可失活，中药一般破坏其活性，防止有效成分变化。
二,各类成分简介
8,鞣质,单宁,多羟基酚类化合物,可与蛋白质,重金属盐,多种生物碱盐形成不溶于水沉淀 。
9,植物色素,可分为脂溶性和水溶性色素,
脂溶性色素：叶绿素,胡萝卜素等水溶性色素：花色素二,各类成分简介 O
H O
O H
O H
O H
O H
O
H O
O H
O H
O H
O H
10、油脂和蜡,
油脂为一分子甘油与三分子脂肪酸所成的酯；
蜡为高级脂肪酸与高级一元醇结合而成的酯；
多为无效成分
11、无机成分,主要为钾盐、钙盐和镁盐二,各类成分简介本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
一 ）,一次代谢和二次代谢,
一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动必不可少的物质。
二次代谢产物：特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，此过程并非所有植物中都发生，对维持植物生命活动不起重要作用，称为二次代谢。
如：萜类、生物碱等化合物。
三、生物合成二）、主要的生物合成途径
（一）醋酸 -丙二酸途径（ AA-MA途径）
脂肪酸类、蒽酮类、酚类化合物由此途径生成出发单位 延伸碳链作用三、生物合成
（二）甲戊二羟酸途径 (MVA)（ MVA途径）
甾体及萜类化合物由此途径生成。
三、生物合成
（三）莽草酸途径及桂皮酸途径 (Shikimic cinnamic
acid)
天然产物中具有 C6- C3 结构的香豆素、木质素、
苯丙素及 C6- C3 - C6结构的黄酮类成分由此途径产生。
三、生物合成
C O O H
O H
O H
H O
莽草酸
（四）氨基酸途径（ AA途径）
天然产物中生物碱类成分由此途径产生。
三、生物合成
（五）、复合途径三、生物合成
1,醋酸 -丙二酸 — 莽草酸途径
2,醋酸 -丙二酸 — 甲羟戊酸途径
3,氨基酸 — 甲羟戊酸途径
4,氨基酸 — 醋酸 -丙二酸途径
5,氨基酸 — 莽草酸途径三、生物合成如：
本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
一）、提取
（一）溶剂提取法
1,理想溶剂：有效成分溶解性大,无效成分溶解性小,与植物成分不起化学反应；安全,
成本低 。
四、提取分离方法
2、溶剂分类：
①水，适于提取糖苷、盐类等水溶成分，缺点是杂质多，回收麻烦，易发霉变质
② 亲水性有机溶剂：如甲醇,乙醇,丙酮优点：提取效率高,可回收利用,毒性 小,
价廉；
缺点：易燃 。
四、提取分离方法
③亲脂性有机溶剂：石油醚、饱和烷烃优点：选择性强缺点：易燃、成本高、毒性大一般来说,按溶剂极性由小到大的顺序来提取：
石油醚 → 氯仿（乙酸乙酯） → 正丁醇（丙酮） → 水
3、提取方法：
①冷提法：
浸渍法：药材 +溶剂 浸泡 提取物渗漉法：药材粉碎后，加入渗漉桶中（见图）
四、提取分离方法冷提优点：适合提取热不稳定化合物，杂质少缺点：溶剂用量大，提取时间长四、提取分离方法
② 热提法煎煮法回流提取法连续提取法优点：提取效率高缺点：不适于提取挥发性及不稳定物质四、提取分离方法
（二）水蒸气蒸馏法挥发油多用此法，要求能挥发、与水不混溶、
遇水稳定。
（三）升华法：气态 → 固态如樟木中樟脑的提取。
四、提取分离方法二 ）,分离方法
（ 一 ） 根据物质溶解度差别
1,结晶与重结晶：利用溶剂对有效成分与杂质在冷热情况下溶解度显著差异以获得结晶的方法 。
2,改变混合溶剂极性水 /醇法：水提液 +醇 （ 数倍 ） 多糖,蛋白质除去 。
四、提取分离方法醇 /水法：醇提液 +水（数倍） 叶绿素、油脂除去。
3、改变 pH值酸性化合物 + 加碱 成盐 加酸 沉淀
（碱提酸沉）
碱性化合物 + 加酸 成盐 加碱 沉淀
（酸提碱沉）
四、提取分离方法
4,金属盐络合法：
pb2+,Ca2+ 等金属离子可与酸,碱性化合物生成不溶于水的沉淀 。
（ 二 ） 根据化合物在两相溶剂间分配比差别：
1.液 -液萃取法：
1）,分配系数,K=C上 /C下
2）,分离因子,β= KA/KB（ KA> KB）,表示分离难易四、提取分离方法一般 β>100,简单萃取
β<50,CCD法
β=1,无法分离
3）,pH与存在状态对于酸、碱及两性化合物,pH改变可使存在状态改变：
HA H+ +A- Ka=[H+ ][A- ]/[HA]
pH= pKa + log [A- ]/[HA]
若全部解离，则 pH= pKa + 2
若全部游离，则 pH= pKa－ 2
四、提取分离方法同理,对于碱性化合物：
若全部解离,则 pH= pKa－ 2
若全部游离,则 pH= pKa + 2
即控制溶液的 pH值,即可控制存在状态 。 一般,
pH<3,酸性物质非解离状态 (HA),碱性物质呈解离状态 (BH+)。 PH>12,酸性物质解离状态 (A-)，
碱性物质呈非解离状态 (B)。
四、提取分离方法
2,CCD法（ Countercurrent distribution,逆流分溶法 ）,是一种多次连续的液 -液萃取分离过程。
四、提取分离方法
0 1 2 3 n
CCD法的分离过程示意图
3.DCCC（ 液滴逆流色谱）和 HSCCC（ 高速逆流色谱法）
是在逆流分溶法基础上创建的色谱装置，可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。
四、提取分离方法
4.液 -液分配柱色谱：
将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上,
作为固定相,填充于色谱柱中,用流动相洗柱 。
1） 正相色谱,
固定相极性 >流动相极性载 体：硅胶,纤维素,硅藻土固定相：水,缓冲液流动相：氯仿,乙酸乙酯四、提取分离方法
2）,反相色谱,固定相极性 <流动相极性固定相：石蜡油流动相：水、甲醇、乙睛载 体,RP-2,RP-8,RP-18
四、提取分离方法
3）,加压液相色谱,P>20大气压,HPLC；
P>5 大气压,MPLC；
P>2大气压,LPLC
四、提取分离方法
（ 三 ） 根据物质吸附力差别物理吸附,无选择性,吸附与解吸可逆,如硅胶,氧化铝,活性炭吸附 化学吸附,有选择性,吸附牢固半化学吸附,介于上述二者之间,
如聚酰胺
1,物理吸附,相似者易于吸附四、提取分离方法溶质极性影响 吸附力的三要素 溶剂极性吸附剂活性硅胶、氧化铝为极性吸附剂，溶质极性大，
吸附力强；溶剂极性大，洗脱力强。活性炭为非极性吸附剂，与此相反。
四、提取分离方法
2,极性强弱比较
a 官 能 团 极 性,RCOOH>Ar-OH>H2O>R-OH>R-
NH2 >RCONH2>RCHO>RCOOR’>R-OR’>R-X>R-H
b 官能团相同,极性官能团数目多,极性大 。
c ε介电常数越大,极性越强 。
3,半化学吸附,聚酰胺 （ 氢键缔合 ）
四、提取分离方法四、提取分离方法聚酰胺的结构图
C H
2
CO
H
O
C H
2
N
C
H
2
C
C H
2
H
2
C
C H
2
H
2
C
N H
H O
OO
H
H
O
O
H
2
C
C
N
C H
2
H
2
C
C H
2
H
2
C
C H
2
C
N
H
2
C
1ì?¨?à òˉ?à
聚酰胺吸附色谱的原理影响吸附因素,a,溶质的影响四、提取分离方法
1）,形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。
2）,成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。
O H
O HH O
>
O H
O H
>
O H
O H
>
O H
O H
>
O H
O H>
C
O
O
H
O H
O H
C O O H
b,溶剂的影响溶剂洗脱能力：
水 <甲醇 <丙酮 <氢氧化钠水溶液 <甲酰胺 <二甲基酰胺 <尿素水溶液四、提取分离方法
O H
>
O H
分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；反之则减弱。
如：
4,大孔吸附树脂：
原理：吸附性 （ 范德华力及氢键 ） 与分子筛性 （ 多孔结构 ） 结合 。
影响因素：树脂型号,溶剂种类及化合物性质 。
应用：除杂与富集 。 一般水煎法收率 30%,水醇法
15%,大孔树脂法收率 5%。
如：人参提取液 通过树脂柱 水洗树脂
70%乙醇洗脱 乙醇洗脱液 回收人参总皂苷粗品四、提取分离方法
（四）、根据分子量大小差别：
1.凝胶色谱：分子筛，按分子由大到小顺序出柱。
四、提取分离方法
1,待分离的混合物在色谱床表面 2,试样进入色谱床,小分子进入凝胶颗粒内部,大分子随溶液流动 3,大分子物质行程短,流出色谱床,
小分子物质仍在缓慢移动葡聚糖凝胶 （ Sephadex）,只适用于水中应用 。
羟丙基葡聚糖凝胶 （ Sephadex LH-20）,
可在水及有机溶剂中使用 。 在由极性及非极性溶剂组成的混合溶剂中常起到反相色谱的作用 。
四、提取分离方法
（五）根据物质解离程度不同进行分离：
离子交换树脂法：由母核（二乙烯苯）与离子交换基团组成。有阳离子交换树脂及阴离子交换树脂。
原理,Alk + H+/H2O → AlkH +
AlkH+ + RSO3- H+ → RSO3-AlkH+ + H+
RSO3-AlkH+ + NH4+OH- → RSO3- NH4+ + Alk+ H2O
① 离子半径大，交换势大,Li + <Na + <K +
② 离子浓度高，交换势大
③ 电荷高，交换势大,Fe+++ >Ba+ + >Na+ >H+
四、提取分离方法本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法?
五,结构研究方法一,纯度鉴定
1） 物理常数,mp,[α]D
2） TLC（ PC）,三种展开系统均为单一斑点 。
3） GC,HPLC
二,化合物类型：
1,文献调研：同种,同属及相近属植物的成分
2,鉴别反应：
3,色谱行为：酸碱性,溶解性等三,化合物结构：
1,光谱方法,UV,IR,1H-NMR,13C-NMR,MS
2,化学沟通：化学降解,衍生物制备,人工合成
3,立体结构,CD,ORD,2D-NMR,X-射线衍射五,结构研究方法四、光谱法简介：
(一 ),1H-NMR：
提供信息：①化学位移；②积分曲线（氢个数）；
③偶合常数 J
五,结构研究方法
(二 ),13C-NMR：
1,优点：化学位移广,δ1~200，
1H-NMR,1~20；
分辨率高,谱线简单易解析；
直接提供碳骨架信息
2,缺点：测定需要样品量多,测定时间长,
吸收强度一般不代表碳原子个数,
与种类有关 。
仲碳 (-CH2)>叔碳 (-CH-)>伯碳 (-CH3)>季碳 (-C-)
五,结构研究方法
3,常见 13C-NMR谱类型及特征：
① 噪音去偶谱 （ BBD,COM） 所有碳信号作为单峰出现五,结构研究方法
②选择氢去偶谱（ SPD）,
选择性照射特定氢核，分别消除相关碳信号，
使峰简化，增高。
五,结构研究方法
③无畸变极化转移技术（ DEPT谱）
不同类型 13C信号在谱图上呈单峰形式分别朝上或朝下伸出，易识别。
五,结构研究方法
④化学位移：
烷烃,1~50
烯、苯环 100~150
-C-OH 50~110
-C=O 酮 195~220
酸 170~195
醛 190~205
酯 165~180
五,结构研究方法如 COSY谱可以归属相邻 H信号,TOCSY谱可以将自旋系统内一组 H信号明确地归属；再借助 QC谱可以将与之相对应的 C信号加以归属； HMBC 谱对于判定成苷位置具有重要意义 。
⑤ 2D-NMR,COSY,HMQC,HMBC、
NOESY,TOCSY。
五,结构研究方法对角峰相关峰
（三） MS,确定分子量、求算分子式、提供结构信息。
EI-MS（ 电子轰击质谱）：热不稳定及难于气化的化合物测不到分子离子峰。
FD-MS（ 场解析电离质谱）,热不稳定、极性大、
难挥发化合物测定。
FAB-MS（ 快速原子轰击质谱）：与 FD-MS类似并可给出相应阴离子质谱。
ESI-MS（ 电喷雾质谱）：类似 FAB-MS。
HR-MS（ 高分辨质谱）：分子量精确到小数点后 4位。
五,结构研究方法
（四）旋光光谱 (Optical rotatory dispersion,ORD)
旋光谱的分类：
1,平坦曲线,
正性：短波高长波低负性：短波低长波高具有光学活性的物质溶液,可使偏振光发生旋转,称为旋光 。 用不同波长的偏振光照射光学活性化合物,用波长对比旋光度作图,即得旋光光谱 。
五,结构研究方法
2、单纯 Cotton
曲线：
正性 Cotton曲线,峰在长波谷在短波负性 Cotton曲线,峰在短波谷在长波五,结构研究方法
3、复合 Cotton曲线：
多峰多谷五,结构研究方法复合 Cotton效应谱线
（ 睾丸素的旋光光谱 ）
旋光谱的应用,
确定构型确定构象五,结构研究方法八区率
(Octant rule)
半经验的 规律,
应 用于 环己 酮及 其衍 生物 的构 型判 断上 。
五,结构研究方法旋光贡献,
1、位于分割平面上的原子无旋光贡献
2、位于对称面上两原子旋光贡献相互抵消
3、原子旋光贡献 H<C<Cl<Br<F
4、取代基的旋光贡献，随着和酮基的距离增加而减少。
5、各取代基旋光贡献具有加和性。
五,结构研究方法
3-羟基 -3-十九烷基环己酮的构型小 结
熟悉天然药物化学的研究范围,
课程的学习重点 。
掌握天然产物生合成途径及有效成分常用提取分离方法及特点 。
掌握天然产物结构研究的主要程序及 MS,IR,UV,NMR
及 ORD谱的用途及特征 。
第一章总 论本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
天然药物植物,87%,如人参,甘草等动物,12.3%,牛黄,鹿茸等矿物,0.6%,石膏,朱砂等天然药物化学,运用现代科学理论和方法研究天然药物中化学成分的一门学科 。
一、绪论一）,天然药物化学的定义
1,有效成分的概念,能用分子式表示,有一定物理常数,化学上常为单体,临床上有效的成分如：鸦片中吗啡：镇痛作用；可待因：止咳作用
2,有效部位,为混合物，临床有效。如人参总皂苷。
二）、天然药物化学的研究内容：
1,生物合成：有效成分在植物体内生长过程中变 化；
2.成分化学：包括有效成分、性质、提取分离、结构鉴定等；
3.中药药物化学：合成、修饰（可卡因 → 普鲁卡因）
一、绪论三）、要求掌握的学习要点：
1、掌握植物各类有效成分结构特点、理化性质生物碱：
黄酮：
醌类：
一、绪论
N
O
O C H 3
O H
O
O
O H
O H
O
O H
G lcOO H O H
C O O H
O
香豆素：
强心苷：
皂苷：
萜类：
一、绪论
O O
H 4
H 3
H O
O H
O
O
H O
O H
O
O
OG lc
C O O G lc O
OG lc
O
O H O H
O H
理化性质：如溶解度、极性、酸碱性、鉴别反应等。
2、掌握有效成分提取分离方法：
提取方法,如溶剂法、水蒸气蒸馏法、升华法。
分离方法,如液 -液萃取法,pH梯度萃取法、色谱法等。
3、掌握有效成分结构鉴定方法：
理化方法,如颜色反应、理化常数、衍生物制备等。
UV IR NMR,1H-NMR,13C-NMR，
2D-NMR MS
光谱方法,
一、绪论四 ）,学习天然药化的目的和意义：
1,探索中药防病治病的机理：研究体内吸收,分布,排泄,进一步研究结构与活性的关系；
2,改进剂型,提高疗效：丸散膏丹 → 注射剂,滴丸,口服液,冲剂等；
3,提高中药及制剂的质量：有效成分含量测定,如连翘以 HPLC法用连翘苷做限量指标；
4,提供中药炮制现代科学依据：如黄芩 （ 含黄芩苷 ）
冷提 （ 酶水解黄芩苷 ）,宜热提 （ 灭活酶 ）
5,开辟药源,开发新药：如小檗碱 （ 黄连,资源有限 ）,
三颗针,黄柏含量也很高；中药新药：有效成分 （ 原一类 ）,有效部位 （ 原二类 ）,复方 （ 原三类 ）
一、绪论本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
1,生物碱,含氮有机化合物，有似碱性质，能与酸成盐
2,苷类,糖与非糖两部分组成，非糖部分为苷元（概括了多种有效成分）
3,有机酸,如柠檬酸、草酸、琥珀酸等，多与金属离子成盐。
4,树脂,存在于植物组织的树脂道中,植物体受伤后分泌,干燥后形成的无定型固体或半固体,主要含萜类,
苯丙酸等成分,如中药中的乳香,没药等 。
5,挥发油,是一类可随水蒸气蒸馏与水不相混溶的油状液体；主要为萜类化合物和芳香类化合物及其含氧衍生物 。
二,各类成分简介
6.糖类,中药中普遍存在,为多羟基醛或多羟基酮及其缩聚物,可分为单糖,低聚糖,多糖 。
单糖,
低聚糖,2~10个单糖组成，如蔗糖。
多糖,10个单糖以上组成，主要有淀粉、
纤维素及甲壳素。
二,各类成分简介
O
H
H O
H
H O
H
O H
O HH
H
O H
O
O H
H
H
H O
H
O H
O HH
H
O H
7、氨基酸、蛋白质和酶：
氨基酸,R-(CH2)n-CH NH2 -COOH
鉴别：茚三酮反应,紫 色。
蛋白质：多种氨基酸组成的大分子沉淀反应,盐析：无机盐 如 Na2SO4
醇沉：乙醇沉淀试剂：苦味酸、重金属酶,有催化能力的蛋白，有专属性，如蛋白酶只能催 化蛋白质分解为氨基酸；加热、强酸碱可失活，中药一般破坏其活性，防止有效成分变化。
二,各类成分简介
8,鞣质,单宁,多羟基酚类化合物,可与蛋白质,重金属盐,多种生物碱盐形成不溶于水沉淀 。
9,植物色素,可分为脂溶性和水溶性色素,
脂溶性色素：叶绿素,胡萝卜素等水溶性色素：花色素二,各类成分简介 O
H O
O H
O H
O H
O H
O
H O
O H
O H
O H
O H
10、油脂和蜡,
油脂为一分子甘油与三分子脂肪酸所成的酯；
蜡为高级脂肪酸与高级一元醇结合而成的酯；
多为无效成分
11、无机成分,主要为钾盐、钙盐和镁盐二,各类成分简介本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
一 ）,一次代谢和二次代谢,
一次代谢产物：糖、蛋白质、脂质、核酸等对植物机体生命活动必不可少的物质。
二次代谢产物：特定条件下，一次代谢产物作为原料或前体，又进一步经历不同的代谢过程，此过程并非所有植物中都发生，对维持植物生命活动不起重要作用，称为二次代谢。
如：萜类、生物碱等化合物。
三、生物合成二）、主要的生物合成途径
（一）醋酸 -丙二酸途径（ AA-MA途径）
脂肪酸类、蒽酮类、酚类化合物由此途径生成出发单位 延伸碳链作用三、生物合成
（二）甲戊二羟酸途径 (MVA)（ MVA途径）
甾体及萜类化合物由此途径生成。
三、生物合成
（三）莽草酸途径及桂皮酸途径 (Shikimic cinnamic
acid)
天然产物中具有 C6- C3 结构的香豆素、木质素、
苯丙素及 C6- C3 - C6结构的黄酮类成分由此途径产生。
三、生物合成
C O O H
O H
O H
H O
莽草酸
（四）氨基酸途径（ AA途径）
天然产物中生物碱类成分由此途径产生。
三、生物合成
（五）、复合途径三、生物合成
1,醋酸 -丙二酸 — 莽草酸途径
2,醋酸 -丙二酸 — 甲羟戊酸途径
3,氨基酸 — 甲羟戊酸途径
4,氨基酸 — 醋酸 -丙二酸途径
5,氨基酸 — 莽草酸途径三、生物合成如：
本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法
一）、提取
（一）溶剂提取法
1,理想溶剂：有效成分溶解性大,无效成分溶解性小,与植物成分不起化学反应；安全,
成本低 。
四、提取分离方法
2、溶剂分类：
①水，适于提取糖苷、盐类等水溶成分，缺点是杂质多，回收麻烦，易发霉变质
② 亲水性有机溶剂：如甲醇,乙醇,丙酮优点：提取效率高,可回收利用,毒性 小,
价廉；
缺点：易燃 。
四、提取分离方法
③亲脂性有机溶剂：石油醚、饱和烷烃优点：选择性强缺点：易燃、成本高、毒性大一般来说,按溶剂极性由小到大的顺序来提取：
石油醚 → 氯仿（乙酸乙酯） → 正丁醇（丙酮） → 水
3、提取方法：
①冷提法：
浸渍法：药材 +溶剂 浸泡 提取物渗漉法：药材粉碎后，加入渗漉桶中（见图）
四、提取分离方法冷提优点：适合提取热不稳定化合物，杂质少缺点：溶剂用量大，提取时间长四、提取分离方法
② 热提法煎煮法回流提取法连续提取法优点：提取效率高缺点：不适于提取挥发性及不稳定物质四、提取分离方法
（二）水蒸气蒸馏法挥发油多用此法，要求能挥发、与水不混溶、
遇水稳定。
（三）升华法：气态 → 固态如樟木中樟脑的提取。
四、提取分离方法二 ）,分离方法
（ 一 ） 根据物质溶解度差别
1,结晶与重结晶：利用溶剂对有效成分与杂质在冷热情况下溶解度显著差异以获得结晶的方法 。
2,改变混合溶剂极性水 /醇法：水提液 +醇 （ 数倍 ） 多糖,蛋白质除去 。
四、提取分离方法醇 /水法：醇提液 +水（数倍） 叶绿素、油脂除去。
3、改变 pH值酸性化合物 + 加碱 成盐 加酸 沉淀
（碱提酸沉）
碱性化合物 + 加酸 成盐 加碱 沉淀
（酸提碱沉）
四、提取分离方法
4,金属盐络合法：
pb2+,Ca2+ 等金属离子可与酸,碱性化合物生成不溶于水的沉淀 。
（ 二 ） 根据化合物在两相溶剂间分配比差别：
1.液 -液萃取法：
1）,分配系数,K=C上 /C下
2）,分离因子,β= KA/KB（ KA> KB）,表示分离难易四、提取分离方法一般 β>100,简单萃取
β<50,CCD法
β=1,无法分离
3）,pH与存在状态对于酸、碱及两性化合物,pH改变可使存在状态改变：
HA H+ +A- Ka=[H+ ][A- ]/[HA]
pH= pKa + log [A- ]/[HA]
若全部解离，则 pH= pKa + 2
若全部游离，则 pH= pKa－ 2
四、提取分离方法同理,对于碱性化合物：
若全部解离,则 pH= pKa－ 2
若全部游离,则 pH= pKa + 2
即控制溶液的 pH值,即可控制存在状态 。 一般,
pH<3,酸性物质非解离状态 (HA),碱性物质呈解离状态 (BH+)。 PH>12,酸性物质解离状态 (A-)，
碱性物质呈非解离状态 (B)。
四、提取分离方法
2,CCD法（ Countercurrent distribution,逆流分溶法 ）,是一种多次连续的液 -液萃取分离过程。
四、提取分离方法
0 1 2 3 n
CCD法的分离过程示意图
3.DCCC（ 液滴逆流色谱）和 HSCCC（ 高速逆流色谱法）
是在逆流分溶法基础上创建的色谱装置，可使流动相呈液滴形式在固定相间交换，分离效果好。多用于分离皂苷、蛋白质、糖类等。
四、提取分离方法
4.液 -液分配柱色谱：
将两相溶剂中的一相涂覆在硅胶等多孔载体上,
作为固定相,填充于色谱柱中,用流动相洗柱 。
1） 正相色谱,
固定相极性 >流动相极性载 体：硅胶,纤维素,硅藻土固定相：水,缓冲液流动相：氯仿,乙酸乙酯四、提取分离方法
2）,反相色谱,固定相极性 <流动相极性固定相：石蜡油流动相：水、甲醇、乙睛载 体,RP-2,RP-8,RP-18
四、提取分离方法
3）,加压液相色谱,P>20大气压,HPLC；
P>5 大气压,MPLC；
P>2大气压,LPLC
四、提取分离方法
（ 三 ） 根据物质吸附力差别物理吸附,无选择性,吸附与解吸可逆,如硅胶,氧化铝,活性炭吸附 化学吸附,有选择性,吸附牢固半化学吸附,介于上述二者之间,
如聚酰胺
1,物理吸附,相似者易于吸附四、提取分离方法溶质极性影响 吸附力的三要素 溶剂极性吸附剂活性硅胶、氧化铝为极性吸附剂，溶质极性大，
吸附力强；溶剂极性大，洗脱力强。活性炭为非极性吸附剂，与此相反。
四、提取分离方法
2,极性强弱比较
a 官 能 团 极 性,RCOOH>Ar-OH>H2O>R-OH>R-
NH2 >RCONH2>RCHO>RCOOR’>R-OR’>R-X>R-H
b 官能团相同,极性官能团数目多,极性大 。
c ε介电常数越大,极性越强 。
3,半化学吸附,聚酰胺 （ 氢键缔合 ）
四、提取分离方法四、提取分离方法聚酰胺的结构图
C H
2
CO
H
O
C H
2
N
C
H
2
C
C H
2
H
2
C
C H
2
H
2
C
N H
H O
OO
H
H
O
O
H
2
C
C
N
C H
2
H
2
C
C H
2
H
2
C
C H
2
C
N
H
2
C
1ì?¨?à òˉ?à
聚酰胺吸附色谱的原理影响吸附因素,a,溶质的影响四、提取分离方法
1）,形成氢键的基团数目越多，则吸附能力越强。
2）,成键位置对吸附力也有影响。易形成分子内氢键者，其在聚酰胺上的吸附即相应减弱。
O H
O HH O
>
O H
O H
>
O H
O H
>
O H
O H
>
O H
O H>
C
O
O
H
O H
O H
C O O H
b,溶剂的影响溶剂洗脱能力：
水 <甲醇 <丙酮 <氢氧化钠水溶液 <甲酰胺 <二甲基酰胺 <尿素水溶液四、提取分离方法
O H
>
O H
分子中芳香化程度高者，则吸附性增强；反之则减弱。
如：
4,大孔吸附树脂：
原理：吸附性 （ 范德华力及氢键 ） 与分子筛性 （ 多孔结构 ） 结合 。
影响因素：树脂型号,溶剂种类及化合物性质 。
应用：除杂与富集 。 一般水煎法收率 30%,水醇法
15%,大孔树脂法收率 5%。
如：人参提取液 通过树脂柱 水洗树脂
70%乙醇洗脱 乙醇洗脱液 回收人参总皂苷粗品四、提取分离方法
（四）、根据分子量大小差别：
1.凝胶色谱：分子筛，按分子由大到小顺序出柱。
四、提取分离方法
1,待分离的混合物在色谱床表面 2,试样进入色谱床,小分子进入凝胶颗粒内部,大分子随溶液流动 3,大分子物质行程短,流出色谱床,
小分子物质仍在缓慢移动葡聚糖凝胶 （ Sephadex）,只适用于水中应用 。
羟丙基葡聚糖凝胶 （ Sephadex LH-20）,
可在水及有机溶剂中使用 。 在由极性及非极性溶剂组成的混合溶剂中常起到反相色谱的作用 。
四、提取分离方法
（五）根据物质解离程度不同进行分离：
离子交换树脂法：由母核（二乙烯苯）与离子交换基团组成。有阳离子交换树脂及阴离子交换树脂。
原理,Alk + H+/H2O → AlkH +
AlkH+ + RSO3- H+ → RSO3-AlkH+ + H+
RSO3-AlkH+ + NH4+OH- → RSO3- NH4+ + Alk+ H2O
① 离子半径大，交换势大,Li + <Na + <K +
② 离子浓度高，交换势大
③ 电荷高，交换势大,Fe+++ >Ba+ + >Na+ >H+
四、提取分离方法本 章 内 容一、绪论二、各类成分简介三、生物合成四、提取分离方法五、结构研究方法?
五,结构研究方法一,纯度鉴定
1） 物理常数,mp,[α]D
2） TLC（ PC）,三种展开系统均为单一斑点 。
3） GC,HPLC
二,化合物类型：
1,文献调研：同种,同属及相近属植物的成分
2,鉴别反应：
3,色谱行为：酸碱性,溶解性等三,化合物结构：
1,光谱方法,UV,IR,1H-NMR,13C-NMR,MS
2,化学沟通：化学降解,衍生物制备,人工合成
3,立体结构,CD,ORD,2D-NMR,X-射线衍射五,结构研究方法四、光谱法简介：
(一 ),1H-NMR：
提供信息：①化学位移；②积分曲线（氢个数）；
③偶合常数 J
五,结构研究方法
(二 ),13C-NMR：
1,优点：化学位移广,δ1~200，
1H-NMR,1~20；
分辨率高,谱线简单易解析；
直接提供碳骨架信息
2,缺点：测定需要样品量多,测定时间长,
吸收强度一般不代表碳原子个数,
与种类有关 。
仲碳 (-CH2)>叔碳 (-CH-)>伯碳 (-CH3)>季碳 (-C-)
五,结构研究方法
3,常见 13C-NMR谱类型及特征：
① 噪音去偶谱 （ BBD,COM） 所有碳信号作为单峰出现五,结构研究方法
②选择氢去偶谱（ SPD）,
选择性照射特定氢核，分别消除相关碳信号，
使峰简化，增高。
五,结构研究方法
③无畸变极化转移技术（ DEPT谱）
不同类型 13C信号在谱图上呈单峰形式分别朝上或朝下伸出，易识别。
五,结构研究方法
④化学位移：
烷烃,1~50
烯、苯环 100~150
-C-OH 50~110
-C=O 酮 195~220
酸 170~195
醛 190~205
酯 165~180
五,结构研究方法如 COSY谱可以归属相邻 H信号,TOCSY谱可以将自旋系统内一组 H信号明确地归属；再借助 QC谱可以将与之相对应的 C信号加以归属； HMBC 谱对于判定成苷位置具有重要意义 。
⑤ 2D-NMR,COSY,HMQC,HMBC、
NOESY,TOCSY。
五,结构研究方法对角峰相关峰
（三） MS,确定分子量、求算分子式、提供结构信息。
EI-MS（ 电子轰击质谱）：热不稳定及难于气化的化合物测不到分子离子峰。
FD-MS（ 场解析电离质谱）,热不稳定、极性大、
难挥发化合物测定。
FAB-MS（ 快速原子轰击质谱）：与 FD-MS类似并可给出相应阴离子质谱。
ESI-MS（ 电喷雾质谱）：类似 FAB-MS。
HR-MS（ 高分辨质谱）：分子量精确到小数点后 4位。
五,结构研究方法
（四）旋光光谱 (Optical rotatory dispersion,ORD)
旋光谱的分类：
1,平坦曲线,
正性：短波高长波低负性：短波低长波高具有光学活性的物质溶液,可使偏振光发生旋转,称为旋光 。 用不同波长的偏振光照射光学活性化合物,用波长对比旋光度作图,即得旋光光谱 。
五,结构研究方法
2、单纯 Cotton
曲线：
正性 Cotton曲线,峰在长波谷在短波负性 Cotton曲线,峰在短波谷在长波五,结构研究方法
3、复合 Cotton曲线：
多峰多谷五,结构研究方法复合 Cotton效应谱线
（ 睾丸素的旋光光谱 ）
旋光谱的应用,
确定构型确定构象五,结构研究方法八区率
(Octant rule)
半经验的 规律,
应 用于 环己 酮及 其衍 生物 的构 型判 断上 。
五,结构研究方法旋光贡献,
1、位于分割平面上的原子无旋光贡献
2、位于对称面上两原子旋光贡献相互抵消
3、原子旋光贡献 H<C<Cl<Br<F
4、取代基的旋光贡献，随着和酮基的距离增加而减少。
5、各取代基旋光贡献具有加和性。
五,结构研究方法
3-羟基 -3-十九烷基环己酮的构型小 结
熟悉天然药物化学的研究范围,
课程的学习重点 。
掌握天然产物生合成途径及有效成分常用提取分离方法及特点 。
掌握天然产物结构研究的主要程序及 MS,IR,UV,NMR
及 ORD谱的用途及特征 。
