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1、天然产物开发与研究,主讲教师：张睿钦,课程的性质与教学目的,在已较为系统地掌握了生物学、有机化学基础理论的基础上，掌握一些常用的分离、纯化原理、方法与检测手段，并能够对实验结果加以分析，得出合理的结论。本课程是在有机化学、植物学、生物化学及天然药物化学等课程学习的基础上，进一步对其进行基本原理及方法等方面的培养，使学生了解并掌握天然产物常用的提取、分离及理化鉴定的原理与方法，为今后更深入的学习与工作奠定基础。,目录,绪论,1.研究内容概述,天然产物 广义地讲，自然界的所有物质都称为天然产物。在化学学科内，天然产物专指由动物、植物及海洋生物和微生物体内分离出来的生物二次代谢产物及生物体内源性生理
2、活性化合物。是由各种化学成分所组成的复杂体系。有效成分（active compound）在药理学和生理学角度来看是指具有生物活性的物质，这种物质在化学上能用分子式或结构式来表示，并且有一定的物理常数。在食品领域中，有效成分的范畴可扩展到除生物活性成分、功效成分之外，如：营养成分、天然食品添加剂成分等。,2.天然产物的生物合成,一次代谢与二次代谢 一次代谢：植物、昆虫或微生物体内的生物细胞通过光合作用、碳水化合物代谢和柠檬酸代谢，生成生物体生存繁殖所必须的化合物，如糖类、氨基酸、脂肪酸、核酸及其聚合衍生物（如多糖类、蛋白质、酯类、DNA、RNA）等的代谢过程，这些化合物称为一次代谢产物。二次代谢
3、：从某些一次代谢产物作为起始原料，通过一系列特殊生物化学反应生成表面上看来似乎对生物本身无用的化合物，如萜类、甾体、生物碱、多酚类等，这些二次代谢产物就是人们熟知的天然产物。,天然产物有效成分,金鸡纳,奎宁,天然产物有效成分研究的目的,（1）从天然产物中寻找新药先导物，进而开发成药物，是创新药物研制的突破口。（2）开发保健食品，保健食品中应含有保健功能作用的一种或多种功效成分，功效成分的来源一般而言都是来自天然产物。,3.天然产物研究的发展史,在19世纪以前，制药的手段比较原始。据国外文献记载，从天然药物中分离其中所含的有机化学成分，始于1769年瑞典化学家舍勒从酒石分离出酒石酸、苯甲酸（17
4、75）、乳酸（1785）、没食子酸（1786）等有机酸类物质。,天然产物研究的发展史,但古代中国早在这之前就有了明确的记载。明代李延的医学入门（1575）中记载了用发酵法从五倍子中得到没食子酸的过程。书中谓“五倍子粗粉，并矾、曲和匀，如作酒曲样，入瓷器遮不见风，侯生白取出。”本草纲目（1596）卷39中则有“看药上长起长霜，则药已成矣”的记载。这里的“生白”、“长霜”均为没食子酸生成之意，是世界上最早制得的有机酸，比舍勒的发明早了二百年。,天然产物研究的发展史,樟脑的记载在中国最早见于1711年洪遵著的集验方一书，后由马可波罗传至西方。本草纲目卷34下详尽记载了用升华法等制备、纯化樟脑的过程。
5、欧洲直至18世纪下半叶才提出了樟脑的纯品。医药化学源于中国.,天然产物研究的发展史,从药用动植物中提取活性成分则始于19世纪。第一个被提取的成分是吗啡碱（一种异喹啉生物），于1805年由法国化学家F泽尔蒂纳自鸦片中提取。,吗啡,罂粟,天然产物研究的发展史,结构改造,天然产物研究的发展史,此后的数十年间发掘了大量民间药中的活性成分，如土根碱、奎宁（1820）、辛可宁、番木鳖碱、咖啡因、阿托品毛地黄强心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍等，以生物碱居多，都具有显著的生理活性，可以代表其原生药，多数至今仍用作药物。但当时只能利用分馏和重结晶来纯化单体成分。,天然产物研究的发展史,20世纪50年代先后自印度萝芙木中
6、获得降压活性成分利血平，以及从降血糖药长春花中获得抗癌活性成分春花碱，成为两个很有价值的药物，引起了各方的重视。1960年左右开始了对海洋天然产物的研究。如：从被囊类动物中分离得到的具有细胞毒活性的吲哚生物碱；从一些海绵中分离的具有抗白血病的双吲哚物质。,天然产物研究的发展史,两个转折点：其一是1930年前后，由于微量元素分析法的导入，试料量降至毫克水平，推进了天然成分的分析工作。其二是1960年代前后，各种层析方法的兴起，使微量天然新成分的分离纯化简便易行。同时红外光谱、核磁共振、质谱等新技术问世，结构研究工作趋向微量，快速和准确。新技术的兴起使研究天然产物化学成分的周期大大缩短。,天然产物
7、研究的发展史,20世纪80年代以来，由于分子生物技术的迅猛发展，为有效成分的提取和功能研究提供了新方法。如细胞培养、转基因器官培养和反义技术等。,4.天然产物开发利用概况,天然药物在全球80%人口中占主导作用。发达国家（占人口20%）50%药品来源于天然药物。美国上市药品25%来自于天然产物或者天然产物衍生物。50年来国际上自天然产物研制而成的药物，即由天然活性成分直接或衍生而来，大约50种以上，如50年代利血平、90年代紫杉醇及喜树碱的衍生物10-羟基喜树碱和拓博替康等。,中国天然产物研究优势,中医药的优势：5000年临床，中医优势和特点资源优势：相当丰富，世界前茅，植物、动物15000种，
8、90%为植物。生物多样性：寒、热、湿三带地理气候多变导致生物多样性有毒天然资源中国特有种、属民间基础,大自然是一个天然药库,来自植物的,如阿片、人参、大黄等;,大自然是一个天然药库,来自动物的,如牛黄、鹿茸、蟾酥、海马等;,大自然是一个天然药库,来自人类的,如紫河车等;（补气，养血，益精）,大自然是一个天然药库,来自矿物的,如石膏、朱砂、雄黄等。雄黄三硫化二砷：败毒抗癌、祛痰镇惊、杀虫疗疮、消炎退肿。,解肌清热，除烦止渴清热泻火、消肿止痛,丹药：用于心神不宁心悸失眠镇惊安神,5.常用的提取分离技术,提取 分离,溶剂提取法,水蒸汽蒸馏法,超临界流体萃取法,两相溶剂萃取法,沉淀法,透析法,分馏法,盐析法,色谱法,结晶法与重结晶法,浸渍法（泡药酒）,渗漉法,煎煮法（煎中药）,回流提取法,连续回流提取法,The end.Thanks！,
