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1、楚雄医药高等专科学校教师课时授课计划课程：天然药物化学授课专业及班级：药学专业授课人:章节：第一章 绪论【目标要求】熟悉天然药物中各类化学成分的主要类型及其溶解性情况。【重点难点】重点：天然药物中各类化学成分的主要类型的溶解性。难点：天然药物中各类化学成分的主要类型及其溶解性。【教学内容】第一章绪论四、天然药物各类化学成分简介和溶解性能(一) 生物碱含义：生物碱(alkaloids)是一类存在于生物体内的天然含氮有机化合物，有似碱的性质,能和酸结合成盐。溶解性：游离的生物碱能溶于三氯甲皖、乙醇、丙酮、乙醚和苯等有机溶剂中，尤其在 三氯甲皖中溶解度较好，大多不溶和难溶于水。而生物碱盐特别是小分子
2、有机酸盐和无机酸盐易溶于水、乙醇，不溶和难溶于常见的有机溶剂。生物碱类具有多样而显著的生物活性，是天然药物化学重要的研究课题之一。(二) 黄酮类化合物含义：黄酮类(flavonoids)是由C6-C3-C6骨架构成的化合物总称，泛指两个具有酚羟基 的苯环通过中央三个碳原子相互连接而成的一系列化合物。在植物体中多与糖结合成苷而存在，少数以游离状态存在。,结构:性质：分子中具有酚羟基，显酸性。黄酮苷元一般难溶或不溶于水，可溶于有机溶剂。 与糖成苷后在水中的溶解度增加，易溶于热水和甲醇、乙醇等亲水性有机溶剂，难溶于苯、 乙醚、氯仿等亲脂性有机溶剂。因有酸性，故可溶于大水。(三) 蒽醌类化合物含义：蒽
3、醌类(anthraquinones )化合物包括蒽醌衍生物及其氧化蒽醌、蒽酚、蒽酮及蒽 酮的二聚体等不同程度的还原产物。天然存在的蒽醌类化合物母核上常连有羟基、羟甲基、 甲氧基和羧基，显示一定的酸性。在植物体内以游离形式和与糖结合成苷的两种形式存在。结构:231,4,5,8位为a位2,3,6,7位为B位9,10位为meso位，又叫中位性质:溶解性：游离蒽醌类化合物具有亲脂性，可溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿及苯等有机溶 剂，不溶或难溶于水。与糖成苷后极性增大，易溶于甲醇、乙醇等极性较大的有机溶剂，在热水也能溶解，但在冷水中溶解度较小，几乎不溶于苯、氯仿、乙醚等亲脂性有机溶剂。因分子中具有酚羟基，
4、可与碱成盐而溶于碱性水溶液，加酸酸化后又可重新沉淀析出，利用此 性质可用于蒽醌类化合物的提取与分离。升华性：游离醌类化合物多有升华性，常压下加热可升华且不被分解，常用于提取、精 制和鉴别。（四）香豆素和木脂素类1. 香豆素类含义：香豆素（coumarins）具有苯拼a -吡喃酮母核的一类化合物的总称，在结构上可看作 是邻羟基桂皮酸失水而成的内酯，具有内醋环的性质。环上常常有羟基、甲氧基、苯基和异 戊烯基等取代基，其中异戊烯基的活泼双键与苯环上的邻位是基可形成呋喃环和吡喃环的结 构。结构：性质：游离香豆素一般难溶于冷水，极性大的可溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、氯仿、 乙醚和苯；有些不含酚羟基的香豆
5、素甚至可溶于石油醚，如蛇床子素。香豆素苷则能溶于水、甲醇、乙醇 滩溶于乙醚、苯等极性小的有机溶剂。含酚羟基的香豆素的苷和苷元可溶于氢 氧化钠水溶液。2. 木脂素类含义：木脂素（lignan）是一类由苯丙素氧化聚合而成的结构多样的天然产物，多数呈 游离状态，只有少数与糖结合成苷而存在。大多数具有光学活性。溶解性：多呈游离型，具亲脂性，难溶于水，能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等；少数与 糖成苷，水溶性增大，并易被酶或酸水解。具有酚羟基的木脂素可溶于碱水。木脂素类结构多样，生物活性显著，有一定的研究开发前景。（五）萜类和挥发油1.萜类含义：萜类（terpenoids）是由甲戊二差劲衍生的分子式符合（C5
6、H8）n通式的衍生物的倍半萜、总称，种类繁多，生物活性多样。根据结构中异戊二烯单位的数目将萜类分为单萜、 二萜、二倍半萜、三萜和四萜等类型。2.挥发油含义：挥发油为一类可随水蒸气蒸馏出来的与水不相混溶的油状液体的总称。具有香味或特殊气味的中药往往都含有挥发油。在常温下有挥发性，能随水蒸气蒸馏。溶解性：挥发油具亲脂性，不溶或难溶于水而易溶于有机溶剂，如石油醚、乙醚、氯仿、苯、二硫化碳、油脂等，在高浓度乙醇中能全部溶解，在低浓度乙醇中随乙醇浓度的增高而 溶解度增大。挥发油难溶于水，在水中只能溶解极少量，溶解的部分主要是含氧化合物，能 使水溶液具有该挥发油的特有香气。医药上常利用这一性质制备芳香水剂
7、，如薄荷水。（六）强心苷含义：强心苷（cardiac glycosides）:是植物体中存在的一类对心脏有显著生理活性的甾 体苷类，由强心苷元与糖缩合而成。临床上常用的有二十余种，主要用于充血性心力衰竭和节律障碍等心脏疾患的治疗。溶解性：一般能溶于水、醇、丙酮等极性溶剂，微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿，难溶于乙 醚、氯仿、苯、石油醚等极性小的溶剂。苷易被酸水解成苷元和糖，也常常被共存于植物体 中的酶水解去一部分糖后生成次生苷。苷元溶于氯仿、乙酸乙酯等亲脂性有机溶剂。结构中的糖对苷的极性有较大影响。（七）皂苷含义：皂苷（saponins）是一类结构比较复杂的苷类化合物，因其水溶液经振摇后能产 生大量持
8、久性、类似肥皂样的泡沫而得名。按苷元结构可分为甾体皂苷和三萜皂苷两大类。溶解性：多数皂苷极性较大，一般可溶于水，易溶于热水、热醇，难溶于丙酮，几乎不 溶于石油醚、苯、乙醚等亲脂性溶剂。皂苷在含水的丁醇或戊醇中溶解度较大，因此常从皂 苷水溶液中用丁醇或戊醇萃取皂苷，借以与糖、蛋白质等亲水性成分分离。 皂苷的溶解性随分子中连接糖的数目多少而有一定的差异。次级皂苷在水中溶解度降低，易溶于醇、丙酮、 醋酸乙酯。皂苷元不溶于水可溶于丙酮、苯、乙醚、氯仿等有机溶剂。（八）鞣质含义：鞣质（tannins）又称单宁或鞣酸，为一类分子较大、结构复杂的多元酚类化合物 的总称。可与蛋白质结合成难溶于水的鞣酸蛋白。为
9、亲水性物质。按其化学结构可分为可水解鞣质、缩合鞣质和新型鞣质三类。溶解性：鞣质中因具有较多的极性基团，因而有较强的极性，可溶于水以及乙醇、丙酮 等极性有机溶剂，在水中呈胶体溶液。也可溶于醋酸乙酯及乙醚和醇的混合液，不溶于乙醚、 氯仿、苯等亲脂性溶剂。因鞣质与水的亲合力较强，亲脂性溶剂中即使仅含微量水，也可导 致鞣质的适度溶解。（九）有机酸含义：广义的有机酸（Organic acids ）泛指分子中有羧基的化合物。在植物中多以金属 离子或生物碱盐的形式存在。按分子大小又分为小分子有机酸和大分子有机酸。溶解性：小分子有机酸极性大，具亲水性；大分子有机酸极性小，具亲脂性。（十）糖类含义：糖类（Sac
10、charide）是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。分子中含有碳、氢、氧三种元素，大多数糖分子中氢和氧的比例是2:1，具有（CH2O）n的通式，故糖又称为碳水化合物（carbohydrates）,是植物光合作用的产物。糖类为中药中普遍存在的成分 类型，包括单糖、低聚糖、多糖。单糖是糖的基本单位；低聚糖是由29个单糖脱水缩合而成的化合物。多糖是由10个以上至上千个单糖脱水缩合而成的高聚物。溶解性：单糖和低聚糖极性较大，多糖因聚合度增大，在水中溶解度减小。（）氨基酸、蛋白质和酶1. 氨基酸（Ami no acids）:分子中含有氨基的羧酸。构成蛋白质的多为a-氨基酸。为亲水性。在等电点时
11、，在水中的溶解度最小。2. 蛋白质（protein ）、多肽（peptides）:蛋白质为二十多种a -氨基酸通过肽键首尾相连而成的高分子化合物，多肽亦为。但二者分子量不同，一般将分子量在5 X103以下称为多肽，而介于5 X1031 X107之间称为蛋白质。蛋白质在冷水中溶解且成胶体，在热水、60%以上乙醇及其它有机溶剂中变性沉淀。3. 酶（enzyme）:是有机体内具有催化作用的蛋白质，其催化作用具有专属性，如特定的酶可催化水解特定的苷。酶的性质和蛋白质相同。（十二）树脂含义：树脂（resin）为植物组织中树脂道的分泌物。性脆，受热时先软化而后变为液体，燃烧时发生浓烟并有明火。按结构又分为
12、树脂酸（主要为二萜酸、三萜酸及其衍生物）、树脂醇（分子中具羟基）、树脂烃（为一类结构复杂的含氧中性化合物）类和树脂酯类。溶解性：树脂具亲脂性，难溶或不溶于水，可溶于有机溶剂。（十三）植物色素含义：植物色素（Plant pigments）为植物中具有颜色成分的总称。依溶解性又分为水溶性和脂溶性色素；前者主要指一些有颜色的苷、花青素，后者主要包括叶绿素、胡萝卜素等。-水溶性色素：如：蒽醌类、黄酮类、花色素类等。植物色素-叶绿素、脂溶性色素-叶黄素-多萜烯色素胡萝卜素：有a、B、Y、3四种构型。 其中B-胡萝卜素活性最强，且在体内能转 变为维生素A，胡称为维生素 A原。溶解性：水溶性色素多为有效成分
13、，故提取分离有效成分时的植物色素一般指脂溶性色素。具有亲脂性，不溶于水，在亲脂性有机溶剂中溶解度大。注意：常作为杂质在提取时要除去。（十四）油脂和蜡含义：油脂（Oil and grease）为一分子甘油和三分子脂肪酸脱水结合形成的酯。主要在种子中。常温下为液体。蜡（wax）为高级不饱和脂肪酸和一元醇生成的酯。主要在植物茎、叶的表面。常温下为固体。溶解性：油脂和蜡均为强亲脂性成分。以上各类成分在不同溶剂中的溶解性情况见表1-1天然药物中各类化学成分在不同溶剂的溶解性情况表。表1-1天然药物中各类化学成分在不同溶剂的溶解性情况表成分类型水醇类亲脂性有机溶剂游离生物一+生物碱盐+一苷类+一苷元一+挥
14、发油一+糖类（单糖低聚糖）+一（多糖）+一有机酸（大分子）一+（小分子）+树脂一+氨基酸+一蛋白质、酶一鞣质+一色素（亲水性）+一（亲脂性）一+油脂、蜡一+土：单糖：无水醇难溶；多糖：对醇60%以上难溶。蛋白质、酶：对水热水沉淀；对醇 60%以上沉淀。小结：1. 天然药物中化学成分按其在药材中是否占主导治疗作用的不同可分为有效成分和无 效成分两大类。在常见的天然药物化学成分中，如生物碱、黄酮、蒽醌、香豆素、强心苷、 皂苷、挥发油等成分常被当作有效成分；而普遍存在于生物体中的糖类、氨基酸和蛋白质、 鞣质、有机酸、树脂、油脂和蜡等通常被当作是无效成分。但划分不是绝对的。2. 天然药物中的化学成分按溶解性不同可分为水溶性成分、醇溶性成分、脂溶性成分 和其他成分四大类。预习：第二章天然药物化学成分的提取分离和鉴定的方法与技术作业：1.天然药物中的化学按溶解性可分为哪几类？2记忆天然药物中主要类型的溶解性情况。