天然药物化学

这是一个关于天然药物化学 总论思维导图，包含定义及研究内容、生物合成、提取分离等总结。

总论

• 天然药物化学定义及研究内容
  • 定义：Chemistry of Natural Medicine/Medicinal Chemistry of Natural Products 运用现代科学理论方法研究天然药物中化学成分(以生理活性成分或有效成分为主)
  • 研究对象：化学成分，特别是生理活性或有效成分。生物活性部分：即经过药效试验或生物活性实验，证明对机体有一定生理活性的成分。有效成分一定是生物活性成分，生物活性成分不一定是有效成分。
• 生物合成
  • 一次代谢和二次代谢产物
    • 一次代谢：对维持植物生命活动不可缺少的过程，几乎所有绿色植物都存在；糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢、核酸代谢
    • 二次代谢：对维持植物生活活动来说不起重要作用，并非所有植物中都存在
    • 一次代谢产物：对机体生命活动不可或缺的物质；如糖、脂肪、蛋白质、核酸；可作为二次代谢的重要原料：乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A、莽草酸、氨基酸
    • 二次代谢产物：对机体生命活动并非不可缺少，如生物碱、黄酮、萜类、蒽醌、香豆素等
  • 生物合成的基本构建单元
    • C1单元：多来源于L-甲硫氨酸的S-甲基
    • C2单元：多为乙酰辅酶A提供的两碳单位
    • C5单元：异戊二烯单位来源于甲戊二羟酸或去氧木酮糖磷酸酯代谢后的产物
    • C6C3单位：多来源于L-苯丙氨酸或L-酪氨酸
    • C6C2N单位：也是L-苯丙氨酸和L-酪氨酸
    • C4N单位：通常是杂环吡咯烷，来源于L- 鸟氨酸
    • C5N单位：是一个哌啶环，来源于L-赖氨酸
    • 吲哚C2N单位：L-色氨酸的结构中有吲哚环
  • 生物合成途径
    • 醋酸-丙二酸途径
      • 脂肪酸、酚、蒽酮
    • 甲戊二羟酸途径
      • 萜类、甾体类
    • 桂皮酸途径
      • 苯丙素、香豆素、木脂素、木质素、黄酮类
    • 氨基酸途径
      • 生物碱
    • 其他途径
      • 醋酸-丙二酸—莽草酸途径 醋酸-丙二酸—甲戊二羟酸途径 氨基酸—甲戊二羟酸途径 氨基酸-醋酸-丙二酸途径 氨基酸—莽草酸途径
• 提取方法
  • 溶剂提取法
    • 原理：相似相溶
    • 选择溶剂考虑的因素：溶剂尽可能多地溶出有效成分，杂质少溶或不溶 有效成分、杂质、溶剂的极性：相似相溶原理 溶剂的安全性、价廉易得、回收方便等
    • 常见溶剂种类、极性及特点
      • 种类：石油醚（环己烷/正己烷）、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇、(丙酮、)乙/甲醇、水
      • 比水重的有机溶剂：卤代烃类 与水任意比例混合的有机溶剂：丙酮、乙醇、甲醇、乙腈 与水分层的有机溶剂：正丁醇之前的 与水分层极性最大的有机溶剂：正丁醇 溶解范围最广的有机溶剂：甲醇、乙醇 使用范围最广的溶剂：水
    • 常用溶剂提取方法
      • 浸渍法：冷浸，杂质少，简便；费事，浸出率低
      • 渗漉法：冷浸，杂质少
      • 煎煮法：水提取，最传统的中药提取方法
      • 回流提取法：最常用
      • 连续回流提取法：实验室索式提取器，工业多功能浓缩提取器
      • 连续逆流萃提取（CCE）
        • 特点：使萃取剂与药材在设备内接触并呈逆向流动，任意一个截面上的传质推动力都是最大的
        • 优点：提取速度快，收率高，无反混现象，连续运行，可结合离心、超声等技术，技术已经成熟；缺点：对药材物性性状粒度要求较高，清洗问题没有彻底解决
      • 微波萃取技术（MAE）
        • 原理：在微波场中，吸收微波能力的差异使物质的某些区域萃取体系中的某些组分被选择性加热， 从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、吸收能力相对差的萃取剂中
        • 萃取剂的选择：提取挥发油：对微波透明的非极性溶剂，如己醇、己烷等；提取极性物质：极性溶剂
      • 超声提取技术（UAE）
        • 原理：利用超声波的空化作用加速植物有效成分的溶出。超声波的次级效应，如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速要提取成分的扩散释放并与溶剂 充分混合
      • 超临界液体萃取技术（SFE）
        • 原理：在液气临界点附近，体系温度和压力微小的变化可导致溶解度发生几个数量级的突变
        • 关于超临界CO2的溶解能力：压力升高，溶解力上升；极性强的溶剂增强溶解能力；压力较低时，温度升高溶解力下降，压力较高时相反
        • (31.1℃， 7.1 Mpa)、提取罐、分离罐
      • 冷提法：浸渍法、渗漉法、超声提取技术、微波萃取技术；热提法：煎煮法、回流提取法
  • 水蒸气蒸馏法
    • 原理：利用挥发性；相互不溶也不起化学作用的液体混合物的蒸汽总压，等于该温度下各组分饱和蒸气压（即分压）之和
    • 适用于：具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏、与水不发生反应、且难溶或不 溶于水的成分的提取
  • 升华法
    • 原理：利用升华性，如樟木中的樟脑、茶叶中的咖啡因
  • 影响溶剂提取效率的因素
    • 溶剂、提取方法、粉碎粒度、提取温度、提取时间