天然產(chǎn)物開發(fā)與研究(緒論)課件

天然產(chǎn)物開發(fā)與研究主講教師：張睿欽課程的性質(zhì)與教學(xué)目的在已較為系統(tǒng)地掌握了生物學(xué)、有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，掌握一些常用的分離、純化原理、方法與檢測(cè)手段，并能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果加以分析，得出合理的結(jié)論。本課程是在有機(jī)化學(xué)、植物學(xué)、生物化學(xué)及天然藥物化學(xué)等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行基本原理及方法等方面的培養(yǎng)，使學(xué)生了解并掌握天然產(chǎn)物常用的提取、分離及理化鑒定的原理與方法，為今后更深入的學(xué)習(xí)與工作奠定基礎(chǔ)。目錄天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)原理1天然產(chǎn)物成分研究各論2天然產(chǎn)物化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)安全防護(hù)常規(guī)提取與分離純化技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代提取技術(shù)現(xiàn)代分離分析技術(shù)有效成分的分離純化與鑒定天然活性成分的定量分析綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)緒論主要研究?jī)?nèi)容1天然產(chǎn)物的生物合成2天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史3天然產(chǎn)物開發(fā)利用概況4常用的提取分離技術(shù)51.研究?jī)?nèi)容概述天然產(chǎn)物

廣義地講，自然界的所有物質(zhì)都稱為天然產(chǎn)物。在化學(xué)學(xué)科內(nèi)，天然產(chǎn)物專指由動(dòng)物、植物及海洋生物和微生物體內(nèi)分離出來的生物二次代謝產(chǎn)物及生物體內(nèi)源性生理活性化合物。是由各種化學(xué)成分所組成的復(fù)雜體系。有效成分（activecompound）在藥理學(xué)和生理學(xué)角度來看是指具有生物活性的物質(zhì)，這種物質(zhì)在化學(xué)上能用分子式或結(jié)構(gòu)式來表示，并且有一定的物理常數(shù)。在食品領(lǐng)域中，有效成分的范疇可擴(kuò)展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營(yíng)養(yǎng)成分、天然食品添加劑成分等。2.天然產(chǎn)物的生物合成一次代謝與二次代謝

一次代謝：植物、昆蟲或微生物體內(nèi)的生物細(xì)胞通過光合作用、碳水化合物代謝和檸檬酸代謝，生成生物體生存繁殖所必須的化合物，如糖類、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖類、蛋白質(zhì)、酯類、DNA、RNA）等的代謝過程，這些化合物稱為一次代謝產(chǎn)物。

二次代謝：從某些一次代謝產(chǎn)物作為起始原料，通過一系列特殊生物化學(xué)反應(yīng)生成表面上看來似乎對(duì)生物本身無用的化合物，如萜類、甾體、生物堿、多酚類等，這些二次代謝產(chǎn)物就是人們熟知的天然產(chǎn)物。天然產(chǎn)物有效成分金雞納奎寧天然產(chǎn)物有效成分研究的目的（1）從天然產(chǎn)物中尋找新藥先導(dǎo)物，進(jìn)而開發(fā)成藥物，是創(chuàng)新藥物研制的突破口。（2）開發(fā)保健食品，保健食品中應(yīng)含有保健功能作用的一種或多種功效成分，功效成分的來源一般而言都是來自天然產(chǎn)物。3.天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史在19世紀(jì)以前，制藥的手段比較原始。據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)記載，從天然藥物中分離其中所含的有機(jī)化學(xué)成分，始于1769年瑞典化學(xué)家舍勒從酒石分離出酒石酸、苯甲酸（1775）、乳酸（1785）、沒食子酸（1786）等有機(jī)酸類物質(zhì)。天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史但古代中國(guó)早在這之前就有了明確的記載。明代李延的《醫(yī)學(xué)入門》（1575）中記載了用發(fā)酵法從五倍子中得到?jīng)]食子酸的過程。書中謂“五倍子粗粉，并礬、曲和勻，如作酒曲樣，入瓷器遮不見風(fēng)，侯生白取出?！薄侗静菥V目》（1596）卷39中則有“看藥上長(zhǎng)起長(zhǎng)霜，則藥已成矣”的記載。這里的“生白”、“長(zhǎng)霜”均為沒食子酸生成之意，是世界上最早制得的有機(jī)酸，比舍勒的發(fā)明早了二百年。天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史樟腦的記載在中國(guó)最早見于1711年洪遵著的《集驗(yàn)方》一書，后由馬可波羅傳至西方?！侗静菥V目》卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。歐洲直至18世紀(jì)下半葉才提出了樟腦的純品。醫(yī)藥化學(xué)源于中國(guó).天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史從藥用動(dòng)植物中提取活性成分則始于19世紀(jì)。第一個(gè)被提取的成分是嗎啡堿（一種異喹啉生物），于1805年由法國(guó)化學(xué)家F·澤爾蒂納自鴉片中提取。嗎啡罌粟天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史結(jié)構(gòu)改造天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史此后的數(shù)十年間發(fā)掘了大量民間藥中的活性成分，如土根堿、奎寧（1820）、辛可寧、番木鱉堿、咖啡因、阿托品毛地黃強(qiáng)心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物堿居多，都具有顯著的生理活性，可以代表其原生藥，多數(shù)至今仍用作藥物。但當(dāng)時(shí)只能利用分餾和重結(jié)晶來純化單體成分。天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史20世紀(jì)50年代先后自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平，以及從降血糖藥長(zhǎng)春花中獲得抗癌活性成分春花堿，成為兩個(gè)很有價(jià)值的藥物，引起了各方的重視。1960年左右開始了對(duì)海洋天然產(chǎn)物的研究。如：從被囊類動(dòng)物中分離得到的具有細(xì)胞毒活性的吲哚生物堿；從一些海綿中分離的具有抗白血病的雙吲哚物質(zhì)。天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：其一是1930年前后，由于微量元素分析法的導(dǎo)入，試料量降至毫克水平，推進(jìn)了天然成分的分析工作。其二是1960年代前后，各種層析方法的興起，使微量天然新成分的分離純化簡(jiǎn)便易行。同時(shí)紅外光譜、核磁共振、質(zhì)譜等新技術(shù)問世，結(jié)構(gòu)研究工作趨向微量，快速和準(zhǔn)確。新技術(shù)的興起使研究天然產(chǎn)物化學(xué)成分的周期大大縮短。天然產(chǎn)物研究的發(fā)展史20世紀(jì)80年代以來，由于分子生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，為有效成分的提取和功能研究提供了新方法。如細(xì)胞培養(yǎng)、轉(zhuǎn)基因器官培養(yǎng)和反義技術(shù)等。4.天然產(chǎn)物開發(fā)利用概況天然藥物在全球80%人口中占主導(dǎo)作用。發(fā)達(dá)國(guó)家（占人口20%）50%藥品來源于天然藥物。美國(guó)上市藥品25%來自于天然產(chǎn)物或者天然產(chǎn)物衍生物。50年來國(guó)際上自天然產(chǎn)物研制而成的藥物，即由天然活性成分直接或衍生而來，大約50種以上，如50年代利血平、90年代紫杉醇及喜樹堿的衍生物10-羥基喜樹堿和拓博替康等。中國(guó)天然產(chǎn)物研究?jī)?yōu)勢(shì)中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì)：5000年臨床，中醫(yī)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)資源優(yōu)勢(shì)：相當(dāng)豐富，世界前茅，植物、動(dòng)物15000種，90%為植物。生物多樣性：寒、熱、濕三帶地理氣候多變導(dǎo)致生物多樣性有毒天然資源中國(guó)特有種、屬民間基礎(chǔ)大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來自植物的,如阿片、人參、大黃等;大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來自動(dòng)物的,如牛黃、鹿茸、蟾酥、海馬等;大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來自人類的,如紫河車等;（補(bǔ)氣，養(yǎng)血，益精）大自然是一個(gè)天然藥庫(kù)來自礦物的,如石膏、朱砂、雄黃等。雄黃三硫化二砷：敗毒抗癌、祛痰鎮(zhèn)驚、殺蟲療瘡、消炎退腫。解肌清熱，除煩止渴清熱瀉火、消腫止痛丹藥：用于心神不寧心悸失眠鎮(zhèn)驚安