天然產物化學(天然藥物化學)

1、天然產物化學（天然藥物化學） 教學大綱課程編號：80003347課程英文名：Natural Medicinal Chemistry課程性質：專業(yè)必修課課程類別：專業(yè)必修課先修課程：有機化學、分析化學等學 分：3 學分總學時數(shù)：54學時周學時數(shù)：3適用專業(yè)：藥學院中藥學專業(yè)適用學生類別：內、外招生開課單位：藥學院天然藥物化學教研室、中藥及天然藥物研究所一、教學目標及教學要求：1 要求學生掌握天然藥物中主要成分類別的結構特征、理化性質、提取、分離，精制及結構鑒定的基本理論和技能。2 了解天然藥物化學成分結構測定的一般原則和方法，以及尋找中藥有效成分的途徑，為開發(fā)研究新藥奠定基礎。3 了解天然藥物主

2、要化學成分類別的生物合成途徑。二、本課程的重點和難點：1 本課程的重點是天然藥物活性成分的提取、分離和鑒定，尤其是某些著名天然藥物活性化合物，如紫杉醇、小檗堿、蘆丁、青蒿素等的分離和鑒定工作。2 難點多集中于天然藥物化學成分的鑒定和主要化合物類別的生物合成工作。三、主要實踐性教學環(huán)節(jié)及要求：本課程的主要實踐性教學環(huán)節(jié)為天然藥物化學實驗。通過實驗教學鞏固課堂教學的理論知識，幫助學生掌握天然藥物化學研究的實驗操作技術，提高學生的應用能力。具體說明請參閱暨南大學本科實驗教學大綱。四、教材和參考書：教材：1 吳立軍 主編. 天然藥物化學（第四版）. 北京：人民衛(wèi)生出版社, 2005.參考書：1 姚新生

3、 主編. 天然藥物化學（第三版）. 北京：人民衛(wèi)生出版社, 2001.2 陸蘊如 主編. 中藥化學. 北京：學苑出版社，1995.五、考核形式與成績計算：考核形式：閉卷成績計算：總成績（100）期末考試成績（90） 平時成績（10）六、基本教學內容：天然藥物化學是一門運用現(xiàn)代化學科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科，內容包括各類天然產物的化學成分（主要是生理活性成分或藥效成分）的結構類型，物理化學性質、提取分離方法，以及主要類型化學成分的鑒定和生物合成途徑等。學時分配表章目教學內容教學時數(shù)教學手段和方法第一章總論6課堂講授(多媒體)第二章糖和苷類6課堂講授(多媒體)第三章苯丙素類4課

4、堂講授(多媒體)第四章醌類化合物4課堂講授(多媒體)第五章黃酮類化合物8課堂講授(多媒體)第六章萜類和揮發(fā)油4課堂講授(多媒體)第七章三萜及其苷類4課堂講授(多媒體)第八章甾體及其苷類4課堂講授(多媒體)第九章生物堿類6課堂講授(多媒體)第十章海洋天然藥物4課堂講授(多媒體)第十一章天然藥物的研究開發(fā)4課堂講授(多媒體) 第一章 總論教學目標與要求 1 要求學生掌握天然藥物化學的定義、性質、任務。在已修課程的基礎上。2 熟練掌握薄層色譜、各類柱色譜技術和UV, IR, MS, NMR等光譜方法在天然藥物化學成分研究中的應用情況。3 了解各類天然藥物化學成分的生物合成途徑。本章重點與難點問題重點

5、：1 天然藥物活性成分的提取、分離和鑒定的基本知識和方法。2 天然藥物化學的定義、性質、任務；薄層色譜、各類柱色譜技術和UV, IR, MS, NMR等光譜方法在天然藥物化學成分研究中的應用。難點：1 天然藥物化學成分的結構鑒定。2 各類化學成分的生物合成途徑。教學時數(shù) 6學時基本內容1 天然藥物化學的概念、研究范圍、研究目的與任務。2 重要概念：如：有效成分、生理活性成分、二次代謝及二次代謝產物，等。3 天然藥物化學的發(fā)展簡史及其與現(xiàn)代科學技術進步的關系。4 各類化合物化學成分結構特征等。5 植物體內的物質代謝過程與生物合成，一次代謝與二次代謝的概念，重要的一次代謝產物及二次代謝產物的關系。

6、主要的生物合成途徑，如：醋酸-丙二酸途徑（AA-AM途徑）、甲戊二羥酸途徑（MVA途徑）、桂皮酸途徑（Cinnamiv Acid Pathway）及莽草酸途徑（Shikinmic Acid Pathway）、氨基酸途徑（Amino Acid Pathway）、復合途徑等。6 紅外光譜（IR）、紫外光譜（UV）、核磁共振（NMR）、質譜（MS）的基本概念及常見的譜圖的特征及解析方法，熟練掌握四大光譜在天然藥物化學成分結構解析中的應用。了解13C-NMR的化學位移范圍及影響化學位移的因素，以及各種取代基位移（如苯的取代基位移、苷化位移、?；灰频龋Y構測定的意義。7 旋光光譜（ORD）基本概念、

7、原理及測定意義。八區(qū)律應用于含有羰基化合物的判定方法。第二章 糖和苷類教學目標與要求 1 掌握糖的主要化學性質、苷鍵的裂解規(guī)律、酶的種類及其催化水解的特點。2 掌握糖和苷的核磁共振譜學特征及其在苷鍵構型中的應用。3 了解多糖的結構、提取分離方法和多糖的結構鑒定。本章重點與難點問題重點：1 常見單糖，如：D-Glc、D-Gal、L-Ara、D-Man、L-Rha、D-Xyl的結構特征。2 糖的化學性質：過碘酸氧化及苷鍵裂解中的過碘酸裂解（Smith降解）；苷鍵裂解的反應機理及影響水解的因素；堿催化水解的特點；酶催化水解的特點，等。3 重點掌握過碘酸氧化及苷鍵裂解的反應機理及影響水解的因素。4 糖

8、上的質子在1H-NMR譜和13C-NMR上出現(xiàn)的位置；根據(jù)J值判斷多數(shù)糖苷端基碳原子型；醇苷、酚苷及酯苷的苷化位移規(guī)律；糖苷結合位置的判斷。難點：1 重要單糖，如：D-Glc、D-Gal、L-Ara、D-Man、L-Rha、D-Xyl的立體結構特征。2 過碘酸氧化及苷鍵裂解的反應機理及影響水解的因素。3 1H-NMR和13C-NMR譜在糖和苷類成分結構鑒定中的應用。教學時數(shù) 6學時基本內容1 常見單糖，如：D-Gln、D-Gal、L-Ara、D-Man、L-Rha、D-Xyl的結構特征；氨基糖、去氧糖、糖醛酸的結構特點。2 糖的化學性質：過碘酸氧化及苷鍵裂解中的過碘酸裂解（Smith降解），醚

9、化反應（甲醚化、三甲基硅醚化、三苯甲醚化反應等），?；磻ㄒ阴；蛯妆交酋；?、縮酮和縮醛化反應，以及硼酸絡合反應的條件及在分離或分析、結構測定工作中的意義。3 苷鍵的裂解：裂解的反應機理，影響水解的結構因素及環(huán)境因素等。4 堿催化水解適合酯苷鍵（酚苷或與羰基共軛的烯苷類）。5 酶催化水解的特點及其應用。6 糖的核磁共振譜學特征：糖上的質子在1H-NMR譜上出現(xiàn)的大致位置。糖上的碳原子信號在13C-NMR上出現(xiàn)的大致位置。根據(jù)J值判斷多數(shù)糖苷端基碳原子型。醇苷、酚苷及酯苷的苷化位移規(guī)律。判斷糖苷的結合位置。7 多糖的結構特征、提取分離方法和多糖的結構鑒定。第三章 苯丙素類教學目標與要求 1

10、 掌握苯丙素類成分的結構分類特征。2 掌握香豆素的化學性質。3 掌握香豆素類化合物的熒光性質及波譜特征。4 熟悉和掌握香豆素類化合物的提取方法。5 了解香豆素類成分的主要生理活性（抗菌、抗凝、光敏等）。6 了解木脂素的主要結構類型及其生理活性。本章重點與難點問題重點：1 香豆素類化合物的分類。2 與結構特征相關的香豆素類化合物的化學性質，如內酯性質、吡喃酮環(huán)的堿裂解等。3 香豆素類化合物的熒光性質及波譜特征，如NMR特征及MS裂解規(guī)律。4 香豆素類化合物的提取方法。難點：1 香豆素類化合物的結構鑒定。2 木質素類成分的結構分類。教學時數(shù) 4學時基本內容香豆素類：1 簡單香豆素類化合物的基本母核

11、、常見的取代基及取代圖式，以及因異戊烯基的活潑雙鍵與酚羥基環(huán)和形式不同構成的四種基本骨架的結構特點。2 與結構特征相關的香豆素類化合物的化學性質，如內酯性質、吡喃酮環(huán)的堿裂解、C3-C4雙鍵性質和加成、氧化及熱解等反應。3 香豆素類化合物的熒光性質及波譜特征，NMR特征及MS裂解規(guī)律，以及在結構研究工作中的應用。4 香豆素類化合物的提取方法，以及主要的生理活性（抗菌、抗凝、光敏等）。木脂素類：1 木脂素的結構類型。其主要構成單位：桂皮酸（偶為桂皮醛）、桂皮醇、丙烯苯及烯丙苯四種。由前兩單位構成-碳原子氧化型的新木脂素（neolignans）類，由后兩單位構成-碳原子氧化型的木脂素（lignan

12、s）類。因側鏈-碳原子上的含氧官能團構成多種不同骨架類型。2 木脂素的理化性質，光學異構現(xiàn)象，構型與生理活性的關系，遇酸構型轉變與生理活性的變化。3 木脂素的結構測定方法，氧化裂解、UV及NMR等。4 木脂素的生理活性。第四章 醌類化合物教學目標與要求 1 掌握醌類化合物的基本結構類型和結構特征。2 掌握醌類化合物的重要物理化學性質及其在提取分離與結構測定中的意義。3 掌握羥基蒽醌類成分的波譜特征及結構測定方法。4 了解苯醌、萘醌的主要理化性質及其提取、分離和鑒定的一般方法。 本章重點與難點問題重點：1 醌類化合物的基本結構類型（如苯醌、苯脂、菲醌及蒽醌）。2 羥基蒽醌類成分的重要物理化學性質

13、及其在提取分離與結構測定中的意義。3 醌類化合物的波譜特征及結構測定方法。 難點：1 羥基蒽醌類成分的波譜特征及結構測定。教學時數(shù) 4學時基本內容1 醌類化合物的基本結構類型（如苯醌、苯脂、菲醌及蒽醌）、結構及常見的取代基圖式。2 重要物理化學性質及其在提取分離與結構測定中的意義。化學性質：酸性強弱與取代基位置的關系，以及重要的呈色反應，如Feigl反應、Bormtrager反應、醋酸鎂反應等。3 醌類化合物的提取分離方法。4 醌類衍生物的波譜特征及結構測定。 第五章 黃酮類化合物教學目標與要求 1 掌握黃酮類化合物的結構特征、分類、主要結構類型及代表性化合物的生理活性。2 黃酮類化合物的主要

14、性質：色澤、溶解度規(guī)律、酸性及羥基取代位置、數(shù)目的關系，呈色反應（如鹽酸-煤粉反應、金屬鹽類試劑的絡合反應）等，以及這些性質在提取分離、鑒別、結構測定工作中的意義。3 黃酮類化合物的提取分離原理；如：聚酰胺柱層析分析法等。4 黃酮類化合物的檢識與結構測定技術。5 黃酮類化合物的譜學特征及在結構測定中的應用。6 了解主要黃酮體化合物的主要生理作用。7 黃酮類骨架的堿性降解、碳糖苷的三氯化鐵氧化降解，以及Wessely-Moser重排的規(guī)律、反應條件及生成產物。本章重點與難點問題重點：1 黃酮類化合物的結構特征、分類、主要結構類型及代表性化合物的生理活性。2 黃酮類化合物的主要性質：色澤、溶解度規(guī)

15、律、酸性及羥基取代位置、數(shù)目的關系，呈色反應等，以及這些性質在提取分離、鑒別、結構測定工作中的意義。3 黃酮類化合物的提取分離原理；聚酰胺柱層析分析法。4 黃酮類化合物的檢識與結構測定技術。5 黃酮類化合物的譜學特征及在結構測定中的應用。難點：1 黃酮類化合物的色澤、溶解度規(guī)律、酸性及羥基取代位置、數(shù)目的關系，呈色反應等，以及這些性質在提取分離、鑒別、結構測定工作中的意義。2 聚酰胺柱層析的原理及影響因素。3 黃酮類化合物的檢識與結構測定技術。4 黃酮類化合物的譜學特征及在結構測定中的應用。教學時數(shù) 8學時基本內容1 黃酮類化合物的結構特征、分類、主要結構類型及代表性的生理活性。2 黃酮類化合

16、物的主要性質：色澤、溶解度規(guī)律、酸性及羥基取代位置、數(shù)目的關系，呈色反應（如鹽酸-煤粉反應、金屬鹽類試劑的絡合反應）等，以及這些性質在提取分離、鑒別、結構測定工作中的意義。 3 黃酮類化合物的提取分離原理。聚酰胺柱層析分析法（酚類化合物的代表性分離方法）。梯度pH萃取法（酚類化合物的代表性分離方法）。鉛鹽沉淀法（分子中具有羧酸、鄰二酚羥基及特殊絡合結構的分離方法）。4 黃酮類化合物的檢識與結構測定技術。5 黃酮類化合物的譜學特征：UV、1H-NMR、13C-NMR及MS規(guī)律及在結構測定中的重要意義。6 黃酮類骨架的堿性降解、碳糖苷的三氯化鐵氧化降解，以及Wessely-Moser重排的規(guī)律、反

17、應條件及生成產物。第六章 萜類和揮發(fā)油教學目標與要求 1 掌握萜類化合物的定義、分類原則及重要的代表性化合物、環(huán)烯醚萜及卓酚酮類化合物的骨架特征。2 掌握二萜類化合物的基本骨架特征及分類依據(jù)。3 掌握揮發(fā)油的定義。4 掌握揮發(fā)油的主要理化性質及其在提取分離中的應用。5 掌握揮發(fā)油的定性和定量測定方法。6 熟悉萜類化合物的生合成起源。7 掌握單萜類化合物的基本骨架及重要的代表性化合物，如倍半萜類化合物中的青蒿素、棉酚、山道年等的結構及生理活性。8 了解愈創(chuàng)木內酯與蒽類化合物的基本骨架特征及其生理活性；硝酸銀絡合層析法及GC-MS法在揮發(fā)油類成分分離鑒定工作中的特殊應用。9 熟悉和了解二萜類化合物

18、的基本骨架特征及分類依據(jù)，代表性化合物的結構及生理活性。本章重點與難點問題重點：1 萜類化合物的定義、分類原則及重要的代表性化合物、環(huán)烯醚萜及卓酚酮類化合物的骨架特征。2 二萜類化合物的基本骨架特征及分類依據(jù)。3 揮發(fā)油的主要理化性質及其在提取分離中的應用。4 揮發(fā)油的定性和定量測定方法。5 硝酸銀絡合層析法及GC-MS法在揮發(fā)油類成分分離鑒定工作中的特殊應用。難點：1 萜類化合物的生物合成途徑、分類原則及重要的代表性化合物。2 揮發(fā)油的定性和定量測定方法。教學時數(shù) 4學時基本內容1 萜類化合物的概念、分類原則及其生合成起源。2 單萜類化合物的基本骨架及重要的代表性化合物、環(huán)烯醚萜及卓酚酮類化

19、合物的骨架特征。3 倍半萜類化合物的基本骨架特征、分類依據(jù)，代表性化合物（如青蒿素、棉酚、山道年及馬桑毒素等）的結構及生理活性，以及青蒿素的研究開發(fā)過程；愈創(chuàng)木內酯與蒽類化合物的基本骨架特征及其生理活性；揮發(fā)油的概念、性質、組成，及其基本的提取分離方法，以及硝酸銀絡合層析法及GC-MS法在揮發(fā)油類成分分離鑒定工作中的特殊應用。3 二萜類化合物的基本骨架特征及分類依據(jù)，代表性化合物（如維生素A、穿心蓮內酯、紫杉醇、銀杏內酯、土槿酸、雷公藤、甜菊苷、關附甲素類化合物）的結構及生理活性。4 揮發(fā)油的定義；揮發(fā)油的主要理化性質及其在提取分離中的應用；揮發(fā)油的定性和定量測定方法。第七章 三萜及其苷類教學

20、目標與要求 1 掌握四環(huán)三萜及五環(huán)三萜類化合物的基本骨架特征和代表性的化合物的結構及生理活性。2 掌握三萜類皂苷的提取分離方法。3 熟悉三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解規(guī)律。4 掌握三萜類化合物的的MS及NMR譜的特征。5 了解四環(huán)三萜及五環(huán)三萜類化合物的分布規(guī)律本章重點與難點問題重點：1 四環(huán)三萜及五環(huán)三萜類化合物的基本骨架特征和代表性的化合物的結構及生理活性。2 三萜類皂苷的提取分離方法。3 三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解。4 三萜類化合物的的MS及NMR譜的特征。難點：1 三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解。2 三萜類化合物的的MS及NMR譜的特征。教學時數(shù) 4學時基本內容1 四環(huán)三萜及五環(huán)三

21、萜類化合物，如羊毛甾烷型、達瑪烷型、齊墩果烷型、鳥蘇烷型的基本骨架特征；代表性的化合物，如人參皂苷、甘草皂苷、柴胡皂苷的結構及生理活性。2 三萜類皂苷的提取分離方法，分配層析，如各種中低壓反向柱層析、高壓液相層析（HPLC）、液滴逆液層析（DCCC）等。3 三萜皂苷類結構研究中的苷鍵裂解，三萜類化合物的的MS及NMR譜的特征。第八章 甾體及其苷類教學目標與要求 1 掌握甾體類化合物的基本骨架類型；甲、乙兩型強心苷類化合物的骨架特征及重要的強心苷類化合物，如洋地黃毒苷、地高辛等結構。2 掌握利用UV及NMR特征區(qū)別甲、乙兩型強心苷類。3 掌握甾體皂苷類化合物的理化性質及波譜特征。4 根據(jù)定性反應

22、區(qū)別螺甾及呋甾類化合物。5 根據(jù)波譜的綜合信息推測皂苷的結構。6 了解甾核的稠合方式、分類根據(jù)及其生理活性。本章重點與難點問題重點：1 甾體類化合物的基本骨架類型。2 甲、乙兩型強心苷類化合物的骨架特征及重要的強心苷類化合物。3 利用UV及NMR特征區(qū)別甲、乙兩型強心苷類。4 甾體皂苷類化合物的理化性質及波譜特征。5 根據(jù)波譜的綜合信息推測皂苷的結構。難點：1 根據(jù)理化性質及譜學數(shù)據(jù)推測皂苷類成分的化學結構。教學時數(shù) 4學時基本內容1 甾體類化合物的基本骨架類型及甾核的稠合方式。強心苷類：1 甲、乙兩型強心苷類化合物的骨架特征及重要的強心苷類化合物，如西地蘭、洋地黃毒苷、地高辛、蟾力蘇等結構。

23、2 強心苷的波譜特征，利用UV及NMR特征區(qū)別甲、乙兩型強心苷類。甾體皂苷：1 四種類型甾體皂苷類化合物的結構特征。2 甾體皂苷類化合物的理化性質及波譜特征，根據(jù)定性反應區(qū)別螺甾及呋甾類化合物。3 根據(jù)IR、1H-NMR及13C-NMR特征識別螺甾的C25異構體、A/B環(huán)構型。4 根據(jù)MS、FD-MS及FAB-MS特征判斷分子量、苷元結構特征，含糖類型及數(shù)目。5 根據(jù)波譜的綜合信息推測皂苷的結構。第九章 生物堿類教學目標與要求 1 掌握生物堿的定義。2 掌握生物堿的主要物理化學性質、堿性強弱的影響因素。3 掌握C-N鍵的裂解反應，如Hofmann降解、Emde降解等。4 掌握生物堿的提取分離方

24、法原理，如離子交換技術。5 掌握生物堿的分離技術，利用堿性差異或鹽的溶解度差異采用pH梯度萃取的方法。6 了解生物堿的在植物界中分布規(guī)律。7 了解生物堿生物合成的基本原理。本章重點與難點問題重點：1 生物堿的定義及其分類依據(jù)。2 各類生物堿的結構特征。3 生物堿的主要物理化學性質、堿性強弱的影響因素。4 C-N鍵的裂解反應，如Hofmann降解和Emde降解等。5 生物堿的提取分離方法原理，利用堿性差異或鹽的溶解度差異采用pH梯度萃取的方法。難點：1 各類生物堿的結構特征。2 影響生物堿堿性強弱的主要因素。3 C-N鍵的裂解反應，如Hofmann降解和Emde降解等。教學時數(shù) 6學時基本內容1 生物堿的概念及其在植物界中分布規(guī)律。2 生物堿生物合成的基本原理。3 來源于氨基酸途徑的生物堿類化合物，前體氨基酸結構的推測。4 生物堿的主要物理化學性質、堿性強弱的影響因素及判斷方法，不同類型生物堿成鹽過程的特點，游離堿及鹽在溶解度方面的差別、氮原子的氧化過程，C-N鍵的裂解反應，Hofmann降解、Emde