化學成分-2-czh.ppt

1、1,中草藥的化學成分（2）,程志紅 副研究員，博士,復旦大學藥學院生藥學教研室 Tel: 51980157 (O) E-mail: ,2,1) 定義： 對心臟具有顯著生理活性(增強心肌收縮)的甾體 苷類。 2) 結(jié)構(gòu)組成： 基本結(jié)構(gòu)是由甾醇母核和連在C17位上的不飽和 的共軛內(nèi)酯環(huán)構(gòu)成苷元部分，然后通過甾醇母核 C3位上的羥基和糖縮合成。,強心苷(Cardiac glycosides),3,結(jié)構(gòu)類型,強心甾烯型cardenolide,蟾蜍(海蔥)甾二烯型bufadienolide,強心甾烯型苷元具有23個碳原子， C17位上連接1個,-不飽和五 元內(nèi)酯環(huán)。目前臨床應(yīng)用的強心 苷及植物體中發(fā)現(xiàn)的

2、絕大多數(shù)強 心苷都屬于此類。,蟾蜍甾烯型苷元具有24個碳 原子，在C17位上連接的是 一個,-及,-雙重不飽 和的六元內(nèi)酯環(huán).,4,強心苷的理化性質(zhì),性狀：多為無色結(jié)晶或無定形粉末，味苦； 溶解性：可溶于水、丙酮及醇類等極性溶劑； 微溶于乙酸乙酯、含醇氯仿； 不溶于醚、苯、石油醚等非極性溶劑； 苷元難溶于極性溶劑,易溶于氯仿/乙酸乙酯。 水解性：可被酸、酶水解，具有酯鍵的還能被堿水解。,5,強心苷的分布,A. 蘿摩科：香加皮 B. 玄參科：毛花洋地黃葉、紫花洋地黃葉 C. 夾竹桃科：黃花夾竹桃（強心靈）,D. 百合科、十字花科、毛茛科、衛(wèi)茅科等植物,6,強心苷的用途,地高辛、西地蘭、毛地黃毒苷

3、等化合物的制劑已廣泛應(yīng)用于臨床，用于治療充血型心力衰竭及節(jié)律障礙等心臟病。,7,強心苷的用途,8,環(huán)烯醚萜苷(Iridoid glycosides),定義：是具有環(huán)戊烷環(huán)烯醚萜(iridoid)和 環(huán)戊烷開裂的環(huán)烯醚萜(secoiridoid) 兩種基本骨架的單萜類化合物。,環(huán)烯醚萜骨架 裂環(huán)環(huán)烯醚萜骨架,9,結(jié)構(gòu)類型,10,結(jié)構(gòu)特點,是由二個異戊二烯構(gòu)成的含有10個碳原子的一類單萜化合物； 其母核都為環(huán)狀； 具有烯鍵和醚鍵； 常與糖結(jié)合成苷；,11,理化性質(zhì),性狀：大多為無色結(jié)晶，味苦，具吸濕性； 溶解性：易溶于水與甲醇，可溶于乙醇、丙酮 和正丁醇等極性較大的溶劑，難溶于苯、氯仿等非極性溶劑

4、； 水解性：易水解，所得苷元易進一步分解與聚合。地黃與玄參等炮制后會變黑就是這類成分水解聚合所致。,12,植物組織易變黑者，可提示有環(huán)烯醚萜苷存在。,理化性質(zhì),13,環(huán)烯醚萜苷的分布,龍膽科：龍膽Gentiana scabra Bunge 玄參科：地黃Rehmannia glutinosa 茜草科：梔子Gardenia jasminoides,14,玄參科：地黃Rehmannia glutinosa,15,茜草科：梔子,京尼平苷：可軟化大便，苷元具瀉下作用和促進膽汁分泌 的利膽作用。,梔子苷(gardenoside) 京尼平苷(geniposide),梔子Gardenia jasminoide

5、s果仁,16,一類由二分子苯丙素衍生物聚合而成的 天然化合物; 因主要存在于植物的木質(zhì)部或與糖結(jié)合 成苷存在于樹脂狀物質(zhì)中，故稱木脂素。,木脂素(Lignans)的定義,17,木脂素的基本骨架,組成單元 原子編號,18,簡單木脂素,單環(huán)氧木脂素,環(huán)木脂素,木脂內(nèi)酯,木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)類型,19,聯(lián)苯環(huán)辛烯型木脂素 新木脂素 雙環(huán)氧木脂素,木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)類型,20,木脂素的理化性質(zhì),性狀:多數(shù)為無色結(jié)晶，一般無揮發(fā)性，少數(shù)具 升華性;,溶解性：游離木脂素多具親脂性，易溶于有機溶劑 (苯、乙醚、氯仿、乙醇)，難溶于水，具 酚羥基的木脂素可溶于堿水液中；木脂素 苷水溶性增大。,21,光學活性與異構(gòu)化作用：木

6、脂素常有不對稱碳原子，多數(shù)具有光學活性，遇酸易異構(gòu)化，而木脂素的生物活性與其立體結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，因此，在木脂素的提取分離過程中應(yīng)盡量避免與酸堿的接觸，以防止其構(gòu)型的改變。,木脂素的理化性質(zhì),22,木脂素的分布,木蘭科：五味子 Schisandra chinesis 厚樸 Magnolia officinalis 小檗科：鬼臼（八角蓮）Dysosma versiPcllis 杜仲科：杜仲 Eucommia ulmoides,23,五味子酯甲(schisantherin A)及其同系物具有保肝、降低血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶的藥理作用，臨床上用于治療慢性肝炎;,五味子木脂素類-聯(lián)苯環(huán)辛烯型,24,五味子木脂素

7、類-聯(lián)苯雙酯：治療肝炎,25,定義:,一類在常溫下能揮發(fā)的，可隨水蒸氣蒸餾的， 與水不相溶的油狀液體的總稱； 多具有芳香氣味。,揮發(fā)油(Volatile oils or Essential oils),26,基本組成：脂肪族、芳香族及萜類；,揮發(fā)油的化學組成,多種類型成分的混合物，一種揮發(fā)油往往含有 幾十種到一、二百種成分；,萜類主要是單萜和倍半萜，通常它們含量較高， 但無香氣，不是揮發(fā)油的芳香成分； 某些萜類的含氧衍生物及芳香族化合物含量雖少， 但具有特異芳香味和顯著的生物活性。,27,脂肪族,CH3CO(CH2)8CH3 甲基正壬酮(魚腥草),CH3(CH2)8CH3 正癸烷(桂花),CH

8、3(CH2)5CH3 正庚烷(松節(jié)油),揮發(fā)油的化學組成,28,丁香酚(丁香油) 肉豆蔻醚,芳香族,揮發(fā)油的化學組成,29,萜類成分,薄荷醇 樟腦 -麝子油烯,-桉葉醇 -檀香烯,揮發(fā)油的化學組成,30,當歸、川芎、蒿本中的苯酞類-蒿本內(nèi)酯(ligustilde); 洋甘菊中的薁類(azulenoids) -藍香油薁； 大蒜中的含硫化合物-大蒜辣素(allicin)； 芥子中的含硫和含氮化合物芥子油(allyl isothiocyanate).,揮發(fā)油的化學組成-其它類,31,揮發(fā)油的化學組成-其它類,32,揮發(fā)油的理化性質(zhì),性狀：大多為無色或淡黃色油狀透明液體；,揮發(fā)性：在常溫下可揮發(fā)，不留

9、下持久性的油斑， 可與脂肪油區(qū)別,氣味：具特殊香氣或其它氣味，多具刺激性的灼熱 或辛辣味, 氣味是其品質(zhì)的重要標志之一；,33,溶解度：易溶于醚、氯仿、石油醚、CS2等有機 溶劑中，能完全溶于無水乙醇，在水中 的溶解度很小;,折光率：是揮發(fā)油質(zhì)量鑒定的主要依據(jù)，在1.43- 1.61之間，當有雜質(zhì)時，折光率就會變;,比重：大多數(shù)揮發(fā)油比水輕，僅少數(shù)比水重， 如丁香油，桂皮油等，比重為0.850-1.070；,揮發(fā)油的理化性質(zhì),34,熔沸點：混合物，無確定的沸點和凝固點， 有些揮發(fā)油在低溫條件下，可析出固體， 稱為“腦”，如薄荷油中的薄荷腦；,穩(wěn)定性：揮發(fā)油在空氣中久置或光線照射，會逐漸 氧化變

10、質(zhì)，顏色變深，失去原有的香氣， 形成樹脂樣物質(zhì)，也不能隨水蒸餾了。 應(yīng)裝于棕色瓶中，密塞并低溫貯藏。,揮發(fā)油的理化性質(zhì),35,揮發(fā)油的分布,桃金娘科：桉葉、丁香 唇 形 科：薄荷、紫蘇、藿香、荊芥 木 蘭 科：八角茴香 蕓 香 科：橙、橘、花椒 樟 科：肉桂、樟木 傘 形 科：柴胡、茴香、當歸、川芎 姜 科：莪術(shù)、姜、郁金 菊 科：艾葉、茵陳蒿、木香、蒼術(shù),常存于表皮的腺毛、油室、油細胞或油管中， 大多數(shù)成油滴狀態(tài)存在;,36,桉葉油：抑菌、消炎； 薄荷油：清涼、消炎、止痛、止癢； 柴胡油：解熱； 當歸油：鎮(zhèn)痛； 丁香油：局部麻醉、止痛； 細辛油：解熱、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、局部麻醉 莪術(shù)油：抗癌,揮發(fā)

11、油的生物活性,具有發(fā)散解表、芳香開竅、理氣止痛、驅(qū)風除濕、 活血化瘀、溫里祛寒、清熱解毒、抗菌消炎、止 咳祛痰作用。,37,萜類Terpenoids的定義,指一類由甲戊二羥酸衍生而成，基本碳架多具有2個或2個以上異戊二烯單位結(jié)構(gòu)的一類烴類化合物。通式為(C5H8)n。,38,萜的分類及分類依據(jù)-異戊二烯單位數(shù),39,檸檬醛 薄荷醇 龍腦 樟腦,單萜,40,薄荷醇（Menthol）： 又稱薄荷腦；薄荷Mentha arvensis的主要成分，約50%以上； 樟腦（camphor）：主要存在于樟樹的揮發(fā)油中；重要的醫(yī)藥和工業(yè)原料；有局部刺激作用和防腐作用，可用于神經(jīng)痛、炎癥、跌打損傷的擦劑和強心劑

12、； 龍腦（borneol）：又稱樟醇，生藥稱為冰片；來源于多種植物的揮發(fā)油；有發(fā)汗、興奮、鎮(zhèn)痙、驅(qū)蟲等作用，它和蘇合香脂配合制成蘇冰滴丸代替冠心蘇合丸治療心絞痛、冠心病；,重要單萜的生物活性,41,重要倍半萜的生物活性,從黃花蒿Artemisia annua中分得的青蒿素(qinghaosu, arteannin)具有很強的抗瘧原蟲活性，用于治療惡性瘧疾; 其經(jīng)結(jié)構(gòu)改造的衍生物雙氫青蒿素(dihydroqinghaosu)、 蒿甲醚(artemether)、青蒿琥珀酸單酯(artesunate)等具有 抗瘧效價高、原蟲轉(zhuǎn)陰快、速效、低毒等特點；,青蒿素,雙氫青蒿素,蒿甲醚,青蒿琥珀單酯,42,

13、二萜類(diterpenoids),定義：以四分子異戊二烯為單位的聚合體。 分布：在自然界分布較廣，在植物界普遍存在，植物醇為植物葉綠素的組成部分，植物乳汁、樹脂多以二萜類化合物為主要組分；在菌類、海洋生物中也發(fā)現(xiàn)不少該類成分； 近來研究熱點：由于二萜含氧衍生物具有很好的生物活性，如紫杉醇、雷公藤內(nèi)酯、穿心蓮內(nèi)酯、芫花酯甲，銀杏內(nèi)酯等。因此，近年來對二萜類化合的研究進展很快。,43,紫杉醇 - 抗癌,目前僅從紅豆杉屬植物中分得，臨床上用于治療卵巢癌、乳腺癌和肺癌。,重要的二萜類化合物,44,丹參酮IIA，丹參酮I，隱丹參酮： 抗氧化、心血管（心肌梗死）、對腫瘤細胞的誘導和分化作用，即使腫瘤細胞

14、分化為正常細胞或接近正常細胞,丹參酮IIA（松香烷型）,唇形科丹參Salvia miltiorrhiza,重要的二萜類化合物,45,萜類化合物的理化性質(zhì),性狀：一般多為無色結(jié)晶性固體，或無定形粉末； 溶解性：一般只溶于中等極性的試劑中，隨著化合物中羥基集團的增多或糖殘基增加，會增加其水溶性，但一般水溶性較差； 一般無紫外吸收； 無特征性檢測方法 TLC-10% 濃硫酸乙醇液,46,一類復雜的多元酚類化合物，分子較大，初作為收斂劑而用于鞣皮，故又叫鞣質(zhì)；能與蛋白質(zhì)結(jié)合形成不溶于水的沉淀，故可用來鞣皮，即與獸皮中的蛋白質(zhì)相結(jié)合，使皮成為致密、柔韌、難于透水且不易腐敗的革。,鞣質(zhì)的定義：,鞣質(zhì)(Ta

15、nnins, 單寧),47,鞣質(zhì)的定義,一類由沒食子酸(或其聚合物)的葡萄糖(及其他多元醇)酯、黃烷醇及其衍生物的聚合體以及兩者共同組成的植物多元酚。,48,鞣質(zhì)的種類,可水解鞣質(zhì)(Hydrolyzable tannins); 縮合鞣質(zhì)(Condensed tannins); 復合鞣質(zhì)(Complex tannins),49,可水解鞣質(zhì)(Hydrolyzable tannins),定義：由酚酸及其衍生物與葡萄糖或多元醇通過 苷鍵或酯鍵而形成的化合物。分子中具有苷鍵或酯鍵，可在酸、堿、酶的作用下，水解成小分子的酚酸類、糖或多元醇。酚酸主要為沒食子酸(gallic acid)或逆沒食子酸(ella

16、gic acid)，多元醇主要為葡萄糖。含 這類鞣質(zhì)的生藥有五味子、沒食子、訶子、石榴皮、大黃、桉葉、丁香等。,50,沒食子酸 雙沒食子酸 逆沒食子酸,51,可水解鞣質(zhì) A. 沒食子鞣質(zhì)(Gallotannins),52,可水解鞣質(zhì) B. 逆沒食子鞣質(zhì)(Ellagitannins),53,縮合鞣質(zhì)(Condensed tannins),定義：由兒茶素(catechin)或其衍生物棓兒茶素(gallocatechin)等黃烷-3-醇(flavan-3-ol)化合物以碳-碳鍵聚合而形成的化合物。通常三聚體以上才具有鞣質(zhì)的性質(zhì)。無甙鍵或酯鍵，在酸、堿、酶的作用下不能水解而聚合。 種類：黃烷-3-醇類

17、、黃烷-3, 4-二 醇類： 原花色素類。,54,縮合鞣質(zhì)的水溶液在空氣中久置能進一步縮合，形成不溶于水的紅棕色沉淀，稱為鞣紅(phlobaphene)。如切開的生梨、蘋果等久置會變紅棕色，茶水久置形成紅棕色沉淀等。含縮合鞣質(zhì)的生藥更廣泛，如兒茶、茶葉、虎杖、桂皮等。,兒茶素 棓兒茶素,縮合鞣質(zhì)(Condensed tannins),55,56,復合鞣質(zhì)(Complex tannins),分子中既含有可水解丹寧部分，又含有縮合丹寧部分。,57,鞣質(zhì)的性質(zhì),大多為紅棕色無定性粉末，多具引濕性； 屬極性成分，溶于水、親水性有機溶劑， 難溶或不溶于親脂性有機溶劑; 與蛋白質(zhì)產(chǎn)生沉淀，明膠提純鞣質(zhì)即是

18、； 與重金屬鹽沉淀：鉛鹽、銅鹽、鈣、鋇氫氧化物等用于鞣質(zhì)的分離或除鞣; 與生物堿沉淀：為生物堿沉淀試劑; 與三氯化鐵產(chǎn)生藍黑、綠黑反應(yīng)或沉淀。作為工業(yè)原料制造藍黑墨水; 煎藥時，避免使用鐵器；,58,鞣質(zhì)的分布,五倍子：漆樹科植物鹽膚木Rhus chinensis 等葉上的蟲 癭，主要由五倍子蚜 Melaphis chinensis寄生而 形成； 老鸛草: 牻牛兒苗科老鸛草Geranium wilfordii 等的干燥 地上部分； 地榆：薔薇科植物地榆Sanguisorba officinalis L.或長葉地 榆S. officinalis var. longifolia的根；,59,鞣質(zhì)的

19、生物活性,鞣質(zhì)廣泛存在于植物界，具收斂性，內(nèi)服可用于治療胃腸道出血，潰瘍和水瀉等癥；外用于創(chuàng)傷、灼傷； 有些鞣質(zhì)有抑菌、抗病毒作用； 鞣質(zhì)可用作生物堿及某些重金屬中毒時的解毒劑； 鞣質(zhì)具較強的還原性，可清除生物體內(nèi)的超氧自油基，延緩衰老。,60,定義：一類存在于生物體內(nèi)含氮原子的堿性有機化合物；具有復雜的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，氮原子在或不在環(huán)內(nèi)；大多具有顯著的生物活性。,生物堿不包括：硝基、亞硝基化合物；氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、維生素。,生物堿(Alkaloids),61,根據(jù)分子中氮原子所處的狀態(tài)主要分為四類： 游離堿、鹽類、酰胺類、N-氧化物； 大多數(shù)生物堿一般與有機酸（草酸、檸檬酸、蘋果酸、枸櫞酸、酒石

20、酸等）結(jié)合成鹽的形式存在于液泡中，有的結(jié)合成苷，少數(shù)為無機酸鹽; 在生物體內(nèi)，除以酰胺形式存在的生物堿外，僅少數(shù)堿性極弱的生物堿以游離狀態(tài)存在，如秋水仙堿、咖啡堿(caffeine)和那可丁(narcotine)。,生物堿的存在形式,62,生物堿的結(jié)構(gòu)和分類,按植物來源分類: 黃連生物堿、苦參生物堿； 按化學結(jié)構(gòu)分類: 喹啉類生物堿、 吲哚類等； 按生源途徑和化學結(jié)構(gòu)類型分類.,63,64,65,生物堿的分布,生物堿廣泛分布于植物界，以雙子葉植物為多； 生物堿廣泛分布于植物界約100余科的植物中，如粗榧科、毛茛科、小檗科、防己科、罌粟科、豆科、馬錢科、夾竹桃科、茄科、菊科、百合科和石蒜科等植物

21、多含有大量的生物堿。,66,毛茛科：黃連、烏頭、附子； 罌粟科：罌粟、延胡索； 茄科：洋金花、顛茄、莨菪； 防己科：漢防 己、北豆根； 豆科：苦參、苦豆子 單子葉植物：石蒜科，百合科、蘭科； 少數(shù)裸子植物：麻黃科、紅豆杉科、三尖杉科；,生物堿的分布,67,理化性質(zhì),性狀：大多數(shù)為結(jié)晶狀固體，少數(shù)為液體(無氧或 氧呈酯鍵-菸堿、檳榔堿)；個別小分子固體 生物堿有揮發(fā)性-麻黃堿;個別具升華性-咖 啡因、川芎嗪； 一般均無色，但小檗堿呈黃色；血根堿呈紅 色(共軛體系);味苦。 旋光性：多數(shù)生物堿含不對稱碳原子，具有旋光性， 大多為左旋。,68,酸堿性：大多數(shù)具堿性反應(yīng)，堿性的強弱一般是 季胺堿叔胺堿

22、仲胺堿；若氮原子呈酰 胺(-NH2)狀態(tài)，則呈中性；若具有酚羥基 或羧基，則具酸堿兩性; 伯胺（酰胺類）芳胺類(芳雜環(huán)) 仲胺 叔胺 季胺鹽,理化性質(zhì),69,溶解度：1游離生物堿 親脂性生物堿：大多數(shù)叔胺堿和仲胺堿為親脂性，一般能溶于有機溶劑，尤其易溶于親脂性有機溶劑，如苯、乙醚、氯仿，特別易溶于氯仿。溶于酸水，不溶或難溶于水和堿水； 親水性生物堿：主要指季銨堿和某些含氮-氧化物的生物堿；這些生物堿可溶于水、甲醇、乙醇，難溶于親脂性有機溶劑； 具特殊官能團的生物堿：具酚羥基或羧基的生物堿稱為兩性生物堿（具酚羥基者常稱為酚性生物堿）。這些生物堿既可溶于酸水，也可溶于堿水溶液，但在pH89時溶解性最差，易產(chǎn)生沉淀； 2. 生物堿鹽類：易溶于水和乙醇，不溶或難溶于有機溶劑.,理化性質(zhì),70,鑒別反應(yīng),沉淀反應(yīng) 大多數(shù)生物堿在酸性水溶液中，能與一些特殊的試劑（生物堿沉淀劑）作用，生成弱酸不溶性鹽或絡(luò)合物沉淀。一般用3種試劑試驗，如果都呈陰性反應(yīng)，肯定不含生物堿，都呈陽性反應(yīng)，可以認為含有生物堿。因為這些反應(yīng)無特異性，蛋白質(zhì)、鞣質(zhì)、胺類等也能和生物堿沉淀劑產(chǎn)生沉淀。,71,常用的沉淀劑如下：,碘化鉍鉀試劑(Dragendoff試劑，BiI3KI)：在酸性溶液中與生物堿反應(yīng)生成桔紅色沉淀AlkKI(BiI3)n。 碘化鉀碘試劑