中藥資源的化學(xué)成分PPT講稿課件

1、中藥資源的化學(xué)成分課件第一節(jié) 中藥資源活性物質(zhì)的生物合成 根據(jù)藥用活性物質(zhì)的生物合成途徑，將生物中具有生物活性的主要化學(xué)物質(zhì)分為：脂肪酸和聚酮，芳香組氨基酸和苯丙素類(lèi)，萜類(lèi)和甾體，生物堿，肽和蛋白質(zhì)及其他氨基酸類(lèi)衍生物，以及糖類(lèi)。生物代謝與藥用活性成分的生物合成 代謝途徑：生物體內(nèi)有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化和交換的生物化學(xué)過(guò)程所涉及的途徑。初生代謝：除個(gè)別種類(lèi)外，生物之間在修飾和合成糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂類(lèi)以及核酸物質(zhì)的代謝途徑上基本相同，這些代謝過(guò)程代表了所有生物體最基本的共性過(guò)程，統(tǒng)稱(chēng)為初生代謝。涉及的化合物成為初生代謝物。次生代謝：不同生物體之間存在著非共性的生物化學(xué)過(guò)程，其合成、降解和轉(zhuǎn)化的化學(xué)物質(zhì)不同

2、，所形成的化合物為自然界中有限分布的化合物，他們僅在特定的生物體或生物群中合成，稱(chēng)這類(lèi)生物化學(xué)過(guò)程為次生代謝。所形成的化合物稱(chēng)為次生代謝物。 綠色植物初生代謝過(guò)程包括光合作用、呼吸作用，核酸和蛋白質(zhì)合成以及脂肪的合成和分解等生理活動(dòng)。 光合作用為次生代謝奠定物質(zhì)基礎(chǔ)和能量； 呼吸作用形成的中間化合物為次生代謝的生物合成提供必要原料，并形成多條次生代謝途徑。糖類(lèi)苷類(lèi)醌類(lèi)化合物苯丙素類(lèi)黃酮類(lèi)萜類(lèi)和揮發(fā)油三萜類(lèi)生物堿甾體類(lèi)鞣質(zhì)類(lèi)中藥化學(xué)成分第二節(jié) 藥用植物化學(xué)成分簡(jiǎn)介1. 糖類(lèi) (sugars)中藥中普遍存在，為多羥基醛或多羥基酮及其縮聚物，可分為單糖、低聚糖、多聚糖；2. 苷類(lèi) (glycosid

3、es)糖或糖的衍生物與非糖通過(guò)糖的端基碳原子連接而成的化合物。苷類(lèi) (glycosides)3.醌類(lèi)化合物 (quinoids）一類(lèi)分子中具有醌式結(jié)構(gòu)的化合物。分子中多有酚羥基，有一定的酸性。3. 醌類(lèi)化合物4. 苯丙素類(lèi)（phenylpropanoids）是一類(lèi)分子中以苯丙基為基本骨架的化合物。其中香豆素和木脂素為典型化合物。 香豆素結(jié)構(gòu)木脂素結(jié)構(gòu)5.黃酮類(lèi)（ flavonoids ）泛指兩個(gè)苯環(huán)通過(guò)三個(gè)C原子互相連接而成的一系列化合物。C6-C3-C6不同類(lèi)型的黃酮及其關(guān)系6.萜類(lèi)和揮發(fā)油凡由甲戊二羥酸衍生、具有基本母核的分子式符合(C5H8)n通式的衍生物為萜類(lèi)化合物(1) 萜類(lèi)（ te

4、rpenoids ）萜類(lèi)揮發(fā)油又稱(chēng)精油，是一類(lèi)可隨水蒸氣蒸餾而蒸餾、與水不相混溶的油狀液體物質(zhì)。(2) 揮發(fā)油（ essential oils ）7. 三萜類(lèi)（ triterpenoids ）是一類(lèi)基本骨架由30個(gè)碳原子組成的萜類(lèi)化合物。8. 甾體類(lèi)（ steroides ）是一類(lèi)具有環(huán)戊烷駢多氫菲的甾體母核的化合物。9. 生物堿（ alkaloids）是一類(lèi)存在于生物體類(lèi)含氮的有機(jī)物，具有堿的性質(zhì)，能與酸成鹽。生物堿生物堿類(lèi)結(jié)構(gòu)類(lèi)型真生物堿 即具有從氨基酸或生物胺衍生來(lái)的含N雜環(huán)母核，生物胺由氨基酸脫羧產(chǎn)生。原生物堿 由氨基酸派生的，但N原子不在環(huán)內(nèi)，而在側(cè)鏈上。可能是真生物堿的前體。仿生物

5、堿 不是來(lái)源于氨基酸，而是由萜烯類(lèi)、C21或C27甾體、脂肪酸、煙酸或嘌呤等衍生而來(lái)。10. 鞣質(zhì)（ tannins）又稱(chēng)單寧或鞣酸，是一類(lèi)復(fù)雜的多元酚類(lèi)化合物的總稱(chēng)，可與蛋白質(zhì)結(jié)合形成致密、柔韌、不易腐敗又難于透水的化合物。老鸛草素 (geraniin)11. 其它成分有機(jī)酸氨基酸和蛋白質(zhì)有機(jī)含硫化合物礦物質(zhì)第三節(jié) 藥用動(dòng)物化學(xué)成分簡(jiǎn)介一、膽酸和脂肪酸類(lèi)二、黏多糖類(lèi)三、蛋白質(zhì)及肽類(lèi)和非肽含氮類(lèi)化合物四、酶類(lèi)和甾體激素五、其他化合物第四節(jié) 礦質(zhì)元素與藥用礦物一、礦質(zhì)元素對(duì)人體的作用二、礦質(zhì)元素在生物體內(nèi)的分布三、藥用礦物組成 鈣鹽類(lèi) 鈉鹽類(lèi) 鐵及化合物類(lèi) 銅及其化合物類(lèi)第五節(jié) 藥用植物親緣學(xué)

6、上世紀(jì)60年代，藥用植物化學(xué)分類(lèi)學(xué)的興起化學(xué)成分與植物親緣關(guān)系的研究藥用植物化學(xué)成分在植物界中的分布規(guī)律的探索 如：黃酮、萜類(lèi)、生物堿在被子、裸子和蕨類(lèi)植物間存在著明顯的差異。黃酮被子植物含大量黃酮，但雙黃酮少見(jiàn)裸子植物黃酮含量高，且主要為雙黃酮蕨類(lèi)植物黃酮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。生物堿多心皮類(lèi)主要是芐基異喹啉類(lèi)生物堿、三萜皂苷、二萜生物堿，主要有抗炎、抗菌、鎮(zhèn)痛作用。百合科的生物堿主要為秋水仙堿，主要是抗腫瘤。托品類(lèi)生物堿主要分布在茄科植物的天仙子亞族和曼陀羅族，主要是解痙、平喘作用。一、背景國(guó)內(nèi)外許多類(lèi)群植物的化學(xué)成分的分布規(guī)律已有研究中國(guó)藥用植物中可大致歸納出一些具重要生物活性成分（生物堿、黃酮類(lèi)、萜

7、類(lèi)、香豆精等）的分布規(guī)律問(wèn)題：植物系統(tǒng)化學(xué)成分藥理作用傳統(tǒng)療效指導(dǎo)藥用植物研發(fā)？怎樣有機(jī)結(jié)合研究植物親緣關(guān)系-化學(xué)成分-療效（藥理活性及傳統(tǒng)療效）間的相關(guān)性二、概念（一）目的研究各植物類(lèi)群的化學(xué)成分，包括初生代謝及次生代謝產(chǎn)物，確定其結(jié)構(gòu)，并應(yīng)考慮其含量。探討植物化學(xué)成分在植物界的存在和分布規(guī)律，分析他們?cè)诜诸?lèi)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的意義。了解植物化學(xué)成分的生理作用， 合成、轉(zhuǎn)化、積累動(dòng)態(tài)及于個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)系。在以往科學(xué)研究的基礎(chǔ)上，綜合各方面的信息，從植物化學(xué)的角度探討物種形成、種下變異和植物界的系統(tǒng)演化。三、目的及應(yīng)用1. 擴(kuò)大藥用植物資源1)美登堿2)紫杉醇（Taxol）全球11個(gè)紅豆杉品種

8、，紫杉醇含量一般在0.004-0.01%之間，而曼地亞紅豆杉的紫杉醇含量則高達(dá)0.03-0.06% （二）應(yīng)用美登木Maytanus ovatus巴昌納美登木M.buchananii波特衛(wèi)矛Putterlickia verrucosa美登堿Maytansine 1X10-5-2X10-5%7X10-5%1.2X10-3 %2. 尋找進(jìn)口藥國(guó)產(chǎn)資源3.中草藥的質(zhì)量控制、鑒別和擴(kuò)大藥源4.幫助預(yù)測(cè)中草藥中的化學(xué)成分或有效成分以及協(xié)助成分的鑒定或結(jié)果測(cè)定如瑞香科芫花屬均含有瑞香素和瑞香苷祖師麻（Daphne giraldii）歐亞芫花（D.mezereum）長(zhǎng)白瑞香（D.koreana碳甲基化黃酮局

9、限分布于杜鵑花科、松科松屬和水龍骨科貫眾屬5.在整理總結(jié)中草藥的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)新藥尋找方面的應(yīng)用歐山楂 Crataegus monogyna，C.laevigata 用于心血管病癥總狀升麻 Cimicifuga racemosa 更年期癥狀 丹酚酸類(lèi)化合物，對(duì)心血管類(lèi)疾病有很好作用，但集中分布于唇形科和紫草科中 原始類(lèi)群中的重要藥用植物類(lèi)群多心皮類(lèi)（毛茛科，五味子科），唇形科，百合科（狹義）收集、整理現(xiàn)代研究信息及文獻(xiàn)資料明確各植物類(lèi)群中特征化學(xué)成分群和療效群上述研究重點(diǎn)的綜合研究化學(xué)、藥理、分子系統(tǒng)學(xué)及信息分析技術(shù)探索重要藥用植物類(lèi)群的親緣關(guān)系-化學(xué)成分-療效間的相關(guān)性及內(nèi)在規(guī)律四、方法手段在中

10、國(guó)有30屬約220種植物可供藥用，其中黃連、附子、升麻、川木通等是有悠久歷史的中藥。毛茛科分類(lèi)系統(tǒng)的2種觀點(diǎn)按蓇葖果或瘦果分2亞科，即廣義的金蓮花亞科和毛茛亞科，以下再分為5族；Tamura和Takhtajan主張分為5到6個(gè)亞科，本研究以此系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行論述。該科植物的主要特點(diǎn)就是具有多心皮等原始形狀。生物堿、毛茛苷、皂苷是其主要化學(xué)特征和分類(lèi)依據(jù)1 毛茛科：五、重要藥用植物類(lèi)群的親緣學(xué)研究及舉例將有關(guān)本草的植物化學(xué)、療效等信息數(shù)據(jù)與植物親緣關(guān)系進(jìn)行綜合的研究分析，發(fā)現(xiàn)本科的化學(xué)成分可以劃分為幾大類(lèi)型：芐基異喹啉類(lèi)生物堿，毛茛苷類(lèi)，三萜皂苷，二萜生物堿等。毛茛苷和木蘭堿同時(shí)存在于鐵線蓮屬 C

11、lematis, 鐵筷子屬 Helleborus，驢蹄草屬Caltha。升麻屬，類(lèi)葉升麻屬，鐵破鑼屬，黃三七屬形成一個(gè)自然類(lèi)群以三萜皂苷為主要成分，其他成分很少，未發(fā)現(xiàn)木蘭堿和毛茛苷支持成立升麻亞科的觀點(diǎn)。毛茛族和銀蓮花族有一定聯(lián)系化學(xué)特征非常相似，不含/少含芐基異喹啉生物堿(鐵線蓮屬有微量存在);有氰苷 (毛茛屬有些不含，鼠尾巴屬，鐵線蓮屬，銀蓮花屬可能不含)均含皂苷耬斗菜亞科可能是各亞科親緣過(guò)渡類(lèi)群含有皂苷成分 與毛茛亞科聯(lián)系含芐基異喹啉生物堿和雙芐基異喹啉生物堿和原小檗堿唐松草亞科和黃連亞科以生物堿為主的類(lèi)群（唐松草亞科以芐基異喹啉和雙芐基異喹啉生物堿為主，黃連亞科以原小檗堿類(lèi)為主）唐松

12、草亞科中也含三萜皂苷部分，表明與其他類(lèi)群的親緣聯(lián)系。通過(guò)探索多心皮類(lèi)毛茛科的植物親緣關(guān)系、化學(xué)成分與療效間存在的聯(lián)系性，完成了毛茛科藥用親緣學(xué)的研究。從藥用親緣學(xué)的角度來(lái)觀察，贊同Tamura 的主張，將毛茛科劃分為6 個(gè)亞科，金蓮花亞科Helleboroideae毛茛亞科 Ranunculoideae升麻亞科 Cimicifugoideae扁果草亞科Isopyroideae唐松草亞科 Thalictroideae 黃連亞科 Coptidoideae支持成立升麻亞科的觀點(diǎn)。毛茛科植物大多數(shù)有清熱解毒，抗菌消炎的功效，但它們的起效成分可能不一樣。毛茛苷及其原白頭翁素類(lèi)內(nèi)酯、三萜皂苷、芐基異喹啉生

13、物堿、原小檗堿都有抗菌的作用。許多皂苷成分具有抗腫瘤活性，具有這類(lèi)成分的植物大多具有消腫止痛功效，用于治療癰腫瘡毒；該類(lèi)植物是尋找抗癌活性成分的重要資源。升麻亞科具有散風(fēng)解毒、透疹等方面作用，藥理作用主要有雌激素作用，顯示了與其他類(lèi)群的差距。翠雀族富含獨(dú)特的二萜生物堿，在療效方面主要為止痛、祛風(fēng)濕作用。唐松草亞科和黃連亞科富含芐基異喹啉生物堿，是尋找抗菌、抗病毒、抗癌活性成分主要資源；唐松草植物含的雙芐基異喹啉，具有清熱涼血的功效，在藥理學(xué)上表現(xiàn)為具有降血壓和治療心血管疾病。在“毛茛目的系統(tǒng)發(fā)育和分類(lèi)系統(tǒng)”的研究中，我們選取毛茛目7科99屬植物，利用四個(gè)DNA片段（rbcL、matK、trnL

14、-F和26S rDNA）和65個(gè)廣義形態(tài)學(xué)性狀重建毛茛目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，使用最大簡(jiǎn)約法和貝葉斯法，在屬的水平上構(gòu)建了毛茛目的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。根據(jù)所建立的高置信度的系統(tǒng)發(fā)育框架，重新界定了毛茛目及科內(nèi)亞科或族,為毛茛科的美花草屬Callianthemum建立了一新族Callianthemeae。該研究成果對(duì)我們理解毛茛目進(jìn)化的大格局和進(jìn)化的脈絡(luò)，以及理解整個(gè)被子植物，特別是真雙子葉植物的多樣性和花部式樣的演化規(guī)律有重要意義。毛茛目親緣學(xué)的形態(tài)學(xué)（廣義）和分子系統(tǒng)學(xué)證據(jù)烏頭屬二萜生物堿的化學(xué)分類(lèi)及其分布討論了國(guó)產(chǎn)烏頭屬植物親緣關(guān)系、化學(xué)成分和療效及毒性之間的相關(guān)性，亦即藥用親緣學(xué)的初步研究。特征性二

15、萜生物堿及其分類(lèi)價(jià)值二萜生物堿的生源關(guān)系及其分類(lèi)學(xué)意義二萜生物堿的毒性和療效2 烏頭屬 烏頭屬是被子植物中分類(lèi)上十分困難的類(lèi)群，至今沒(méi)有一個(gè)比較完善的屬下分類(lèi)系統(tǒng)。我們總結(jié)了前人對(duì)該屬的植物化學(xué)研究結(jié)果，從植物化學(xué)和藥用植物親緣學(xué)方面探討了該屬的一些系統(tǒng)學(xué)問(wèn)題二萜生物堿是一類(lèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜而又頗具分類(lèi)價(jià)值的特征性化合物。迄今，報(bào)告的天然產(chǎn)二萜生物堿己逾900個(gè)，其中80以上分自毛茛科烏頭屬、翠雀屬和飛燕草屬植物中 二萜生物堿的生源關(guān)系及其分類(lèi)學(xué)意義 特征性二萜生物堿及其分類(lèi)價(jià)值二萜生物堿的毒性和療效研究烏頭屬植物或其生物堿在鎮(zhèn)痛、抗炎、抗心律不齊和強(qiáng)心作用等方面始終受到國(guó)際上的關(guān)注，并已有刺烏頭堿乙酰烏頭堿等作為藥品生產(chǎn)。 本屬植物常具有強(qiáng)烈毒性，毒副作用便成為新藥開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。表中是一些有代表性烏頭生物堿的毒性情況。研究發(fā)現(xiàn)牛扁亞屬subgen. Lycoctonum是以牛扁堿和C18-二萜生物堿為主的類(lèi)群，由于其毒性中等，因而是尋找鎮(zhèn)痛、抗炎等新藥的一個(gè)對(duì)象。 唐古特烏頭系ser. Tangutica和圓葉烏頭系ser. Rotundifolia是以內(nèi)酯型二萜生物堿為主