生药的化学成分及其分析方法与药效物质基础

生药的化学成分及其分析方法与药效物质基础包括生药的主要化学成分及其检测分析、生药药效物质的本质及其作用机制与生药质量控制的物质基础。

生药的化学成分及其分析方法与药效物质基础

• 生药的主要化学成分及其检测分析
  • 苷类
    • 结构特征和分类
      • 苷类是糖或糖的衍生物与苷元通过糖的端基碳原子连接而成的化合物
      • 分为氧苷、硫苷、氮苷和碳苷
    • 分布与活性
      • 氧苷
        • 醇苷
          • 苷元为脂肪醇或芳香醇的衍生物
            • 分布于藻类、毛茛科、杨柳科、景天科和豆科
        • 酚苷
          • 苷元为苯酚类化合物
            • 分布于杜鹃花科、木犀科、杨柳科杨属和柳属、毛茛科芍药属和松科松属（天麻苷、水杨苷）
        • 氰苷
          • 分布于蔷薇科、忍冬科、豆科、亚麻科、大戟科和景天科（苦杏仁中的苦杏仁苷）
        • 酯苷
      • 硫苷
        • 存在于十字花科植物中（白芥子苷、芥子苷（有止痛、消炎作用）、萝卜苷）
      • 氮苷
        • 巴豆中的巴豆苷
      • 碳苷
        • 分布于蒽醌及黄酮类化合物
    • 理化性质与鉴别
      • 苷元多溶于非极性溶剂，一般不溶于水
        • 对水解产生氢氰酸的氰苷，可用碳酸钠溶液湿润的苦味试纸进行鉴别
    • 定量分析方法
      • 一般用HPLC方法测定单体成分的含量
  • 皂苷类
    • 结构特征和分类
      • 三萜皂苷（大多数呈酸性）
        • 四环三萜
        • 五环三萜
      • 甾体皂苷
        • 螺甾烷醇类
        • 异螺甾烷醇类
        • 呋甾烷醇类
        • 变形螺甾烷醇类
    • 分布与活性
      • 三萜皂苷主要分布于豆科（甘草（甘草酸）、黄芪、皂荚）、五加科（人参、三七）、毛茛科、伞形科（柴胡）、桔梗科（党参、桔梗、南沙参）、葫芦科、鼠李科和报春花科
      • 甾体皂苷主要分布于单子叶植物（百合科（麦冬、天冬、重楼）、薯蓣科和龙舌兰科）。双子叶植物有玄参科（洋地黄）、豆科、茄科。
    • 理化性质与鉴别
      • 易溶于水、稀醇、丁醇等，不溶于苯、乙醚、三氯甲烷、丙酮等溶剂。常用浓硫酸-醋酐反应鉴别。
    • 定量分析方法
      • 利用皂苷和香草醛-高氯酸的显色，应用紫外-可见光光度法测定
  • 强心苷类
    • 结构特征和分类
      • 强心甾型
      • 海葱甾型（蟾蜍甾型）
    • 分布与活性
      • 强心甾型
        • 主要分布于夹竹桃科（羊角拗、黄花夹竹桃、罗布麻根）、玄参科（洋地黄、毛花洋地黄（地高辛、毛花苷丙、洋地黄毒苷））、十字花科、毛茛科（福寿草）、萝藦科（香加皮）和卫矛科等植物中。
      • 海葱甾型（蟾蜍甾型）
    • 理化性质与鉴别
      • Keller-Kiliani反应
      • Kedde试验
    • 定量分析方法
      • 利用强心苷中α，β-五元不饱和内酯易与某些芳香硝基化合物形成有效加成物，采用紫外分光光度法测定。
  • 黄酮类
    • 结构特征和分类
      • 黄酮、黄酮醇及其苷类呈灰黄至黄色，查耳酮为黄至橙黄色，二氢黄酮、二氢黄酮醇和异黄酮类因不存在共轭体系或共轭很少而不显色。
    • 分布与活性
      • 黄酮类化合物主要分布于高等植物的水龙骨科、银杏科，小檗科、豆科、芸香科、唇形科，菊科和鸢尾科等植物中；在菌类、藻类和地衣类等低等植物中较少见。主含黄酮类的生药有槐花、葛根、石韦、淫羊獵、桑白皮、苍耳子、密蒙花、槲寄生等。
    • 理化性质与鉴别
      • 黄酮苷一般易溶于热水，能溶于水、甲醇、乙醇．醋酸乙酯等溶剂，在乙醚，三氯甲烷、苯中难溶。游离的黄酮一般难溶于水，而溶于甲醇、乙醇、醋酸乙酯、乙醚等。
      • 常用盐酸﹣镁粉还原反应鉴别
    • 定量分析方法
      • 利用黄酮类化合物可与金属盐类试剂产生有色络合物的反应，用紫外可见分光光度法测定总黄酮类的含量。
  • 生物碱类
    • 结构特征和分类
      • (1）有机胺类 ：氮原子位于直链上，如麻黄碱、益母草碱、秋水仙碱等。 (2）吡咯烷类 :如红古豆喊、千里光碱、野百合碱、娃儿藤破等。 (3）哚啶类 如胡椒碱、洛贝林等。 (4）吡啶类 ：如烟碱、镔榔碱、半边莲碱等。 (5）喹诺里西啶类 ：如羽扇豆碱、金雀花碱、苦参碱等。 (6）喹啉类 ：如奎宁、喜树碱等。 (7）异喹咻类 ：如小檗碱（黄连素）、吗啡、粉防己碱、石蒜碱、可待因，青藤碱等。 (8）喹唑酮类 ；如常山碱等。 (9）吲哚类： 如利血平、长春碱、麦角新碱、士的宁等。 (10）托品类 ：如莨菪碱、东莨菪碱（曼陀罗）、可卡因等。 (11）亚胺唑类 ：如毛果芸香碱等。 (12）嘌呤类 ：如咖啡因、茶碱、香菇嘌呤、石房蛤毒素等。 (13）甾体类 ：如茄碱、浙贝碱、藜芦碱、澳洲茄碱等。 (14）萜类 ：如乌头碱、石斛碱、猕猴桃碱、飞燕草碱、黄杨碱等。
    • 分布与活性
      • 分布于 毛茛科（乌头碱）、小檗科、防己科、罂粟科（吗啡、麻黄碱）、豆科、马钱科、夹竹桃科（长春新碱）、茄科（曼陀罗）、菊科、百合科和石蒜科等植物多含有大量的生物碱。主含生物碱的生药有附子、防已、延胡索、马钱子、颠茄草、洋金花、钩藤、贝母、麦角、苦参、白鲜皮、百部等。
    • 理化性质与鉴别
      • 大多数生物碱为结晶性固体．少数为液体（如烟碱、槟榔碱）．味苦；一般生物碱为无色，但少数例外，如小檗碱为黄色。多数具有旋光性，多数生物碱呈破性，碱性的强弱与分子中氮原子存在的状态有密切关系，一般是季铵碱＞叔胺碱＞仲胺碱。 有的生物碱分子具有酚羟基或羧基，因而具有酸碱两性， 生物碱大多不溶或难溶于水，溶于乙醇、甲醇、三氯甲烷、乙醚等有机溶剂。
      • (1）生物碱的沉淀反应：1）碘化铿钾试液 ；2）碘化汞钾试液；3）碘化钾碘试液； 4）硅钨酸试剂5）磷钼酸试剂 (2）生物碱的显色反应:1）矾酸铵（钠）﹣浓硫酸试液 ；2）钼酸铵﹣浓硫酸试液；3）甲醛﹣浓硫酸试剂；4）浓硫酸；5）浓硝酸
    • 定量分析方法
      • 大多数生物碱分子结构中含有双键，在紫外区有吸收。因此，可用紫外﹣可见分光光度法在特定波长处测定吸收系数相近的总碱含量。同理，有荧光的生物碱可用荧光分光光度法测定。
  • 醌类
    • 结构特征和分类
      • 醌类化合物主要有苯醌 、萘醌、菲醌 、蒽醌 4种基本母核
    • 分布与活性
      • 丹参中的丹参酮类为邻菲醌和对菲醌类
      • 紫草中的紫草素和异紫草素为萘醌类衍生物
      • 蒽醌主要分布于蓼科（大黄、何首乌、虎杖）、豆科（番泻叶、决明子）、茜草科（茜草、巴戟天）、鼠李科（鼠李皮）、百合科（芦荟）
    • 理化性质与鉴别
      • 蒽苷及其苷元多呈黄色或橙红色，苷元常为结晶体。游离蒽醌具有升华性，能溶于乙酸、三氯甲烷、乙醇等有机溶剂：蒽苷则易溶于水和稀醇，可溶于乙醇，难溶于乙醚、三氟甲烷等极性较小的有机溶剂。 蒽醌，蒽酚类衍生物多具有荧光。
      • (1）与碱的显色反应 (2) Borntrager 反应 本反应指示存在游离羟基蒽醌类成分 (3)醋酸镁反应
    • 定量分析方法
      • 利用蒽醌类可与醋酸镁生成稳定的有色络合物，可用紫外﹣可见分光光度法测定 。
  • 香豆素类
    • 结构特征和分类
      • 香豆素为顺式邻羟基桂皮酸的内酯，具有芳香气味。环上常有羟基与糖结合形成苷，称为香豆素苷。
    • 分布与活性
      • 香豆素类主要分布于伞形科（白芷、独活、前胡、蛇床子、防风、羌活、藁本） 豆科（补骨脂）、菊科（茵陈、青蒿、菊花）、芸香科（佛手、花椒）、茄科（颠茄、东莨菪）、木犀科（秦皮）、兰科等，具有多种生物活性。
    • 理化性质与鉴别
      • 多为无色结晶，有时呈浅黄色，具特异香气，味苦。香豆素苷能溶于水、甲醇、乙醇与碱液；香豆素类可溶于沸水、甲醇、乙醇，三氯甲烷、乙醚及碱液。有升华性，在日光或紫外光下显蓝色荧光。
      • 常用异羟肟酸铁反应鉴别
    • 定量分析方法
      • 香豆素类有很强的紫外吸收，因而可用紫外﹣可见分光光度法来测定 。
  • 木脂素类
    • 结构特征和分类
      • 木脂素是由二分子苯丙素聚合而成的化合物，有二聚物、三聚物或四聚物。
    • 分布与活性
      • 主要分布于芸香科、小檗科（鬼白）、木兰科（厚朴（厚朴酚）、五味子（五味子甲素））、木犀科（连翘）、蒺藜科等植物中。
    • 理化性质与鉴别
      • 木脂素多为无色结品，无挥发性、少数能升华。游离木脂素难溶于水，其苷类水溶性增大，并易被酶或稀酸水解。
      • 木脂素类在紫外光下呈暗斑，喷1％三氯化锑三氯甲烷溶液显色，此反应可用于木脂素的鉴别。
    • 定量分析方法
      • 具有亚甲二氧基的木脂素可与变色酸反应生成有色络合物，可用紫外﹣可见分光光度法测定
  • 萜类
    • 结构特征和分类
      • 是由异戊二烯衍生的化合物，常按其分子中的碳原子数目进行分类。
    • 分布与活性
      • 单萜：是挥发油的主要成分
        • 薄荷醇
        • 薄荷酮
        • 龙脑
      • 倍半萜（青蒿素）：多存在于挥发油中，是挥发油高沸程部分的主要组成成分，也有一些成分没有挥发性，但具有较强生物活性。
      • 二萜（紫杉醇）
      • 三萜（齐墩果酸）：以游离或与糖结合成皂苷的形式存在。三萜类化合物由于分子结构中的官能团不同，具有多种多样的化学性质和生物活性。
    • 理化性质与鉴别
      • 萜类的挥发性随着分子量、双键的增加而降低。它们亲脂性强，易溶于醇及脂溶性有机溶剂，难溶于水；成苷后水溶性增加；具有内酯结构的萜类，溶于碱水，酸化析出。萜类对高热、光和酸、碱较为敏感，或氧化，或重排而引起结构改变。
      • 鉴别一般使用薄层色谱法，以香草醛﹣硫酸或香草醛﹣高氯酸溶液为显色剂。
    • 定量分析方法
      • 单萜和倍半萜成分常用 GC 及其与质谱的联用技术測定（见挥发油部分）二萜以上的单体成分一般用 HPLC 法测定，针对结构特点选用 UV 或 ELSD 检测。
  • 环烯醚萜类
    • 结构特征和分类
      • 环烯醚萜是蚁臭二醛的缩醛衍生物，具有环戊烷环烯醚萜和裂环环烯醚萜两种基本骨架的单萜类化合物。
    • 分布与活性
      • 主要分布于玄参科（玄参、地黄）、龙胆科（龙胆（龙胆苦苷）、秦艽）茜草科、忍冬科（金银花）等生药中。
    • 理化性质与鉴别
      • 环烯醚萜苷大多为无色结晶，味苦，具吸湿性；易溶于水和甲醇，可溶于乙醇、丙酮和正丁醇等极性较大的溶剂；易水解，所得苷元易进一步分解或聚合。
    • 定量分析方法
      • 一般使环烯醚萜苷类与 Shear 试剂等反应稳定后，利用紫外﹣可见分光光度法测定其总量。单体环烯醚萜苷类化合物一般采用 HPLC － UV 法测定。
  • 挥发油类
    • 结构特征和分类
      • 挥发油 又称精油 是一种常温下具有挥发性，可随水蒸气蒸馏，与水不相混溶的油状液体。主要由萜类 、芳香族化合物、脂肪族化合物等组成。大多数挥发油无色或淡黄色，具特殊的香气或辛辣味，一般在室温下可以挥发。大多数挥发油比水轻，少数挥发油比水重 。挥发油难溶于水，能完全溶解于无水乙醇、乙酵、三氣甲烷和脂肪油中。挥发油均有一定的旋光性和折光率。折光率是挥发油质量鉴定的主要依据 。挥发油放置过久或受空气、水分、光线的影响会产生氧化、聚合反应而颜色变深，并能形成树脂物质．故贮藏时要密闭、低温和避光保存。
    • 分布与活性
      • 主要分布于松科、柏科，木兰科，樟科，芸香料．桃金娘科、伞形科、唇形科、败酱科、菊科、姜科等植物中；蔷薇科．杜鹃花科，马兜铃科、禾本科、莎草科等植物也含有挥发油。含挥发油的生药有薄荷、细辛、枳实、沉香、川芎、白术、木香、砂仁、肉豆蔻、带香、陈皮、豆蔻、香附、姜等。
    • 定量分析方法
      • 挥发油一般遇香草醛硫酸试液呈现多种颜色，可作为定性检查。 挥发油的含量可用水蒸气蒸馏法测定，分析其组成成分常用 GC 或 GC - MS 法。
  • 有机酸类
    • 结构特征和分类
      • 有机酸是分子结构中含有羧基的化合物。有机酸分为脂肪族、芳香族及萜类有机酸。
    • 分布与活性
      • 有机酸在中草药的叶、根，特别是花及果实中泛分布，如金银花、连翘、乌梅、山楂，五味子、覆盆子，山茱萸、陈皮、枳实、木瓜、青皮等。除少数以游离状态存在外，一般都与钾、钠、钙等结合成盐，有些与生物碱类结合成盐。一般认为脂肪族有机酸无特殊生物活性，但有些有机酸如酒石酸、构橼酸也作药用。有些特殊的有机酸是某些中草药的有效成分 有机酸因具有较强酸性，因而不宜与制酸药或某些酸性下水解的药物同服。
    • 理化性质与鉴别
      • 有机酸多溶于水或乙醇，是显著的酸性反应，难溶于其他有机溶剂。有挥发性或无。在有机酸的水溶液中加人氯化钙、醋酸铅或氢氧化钡溶液时，能生成水不溶的钙盐，铅盐或钡盐的沉淀。
    • 定量分析方法
      • 单体有机酸可用 HPLC － UV 法测定
  • 多糖类
  • 鞣质类
• 生药药效物质的本质及其作用机制与生药质量控制的物质基础
  • 关于生药药效物质本质及其作用机制的认识
    • 生药药效物质的内涵
    • 对生药药效物质及其作用机制认识的升华
    • 生药“显效理论”的支撑依据
  • 生药质量控制的物质基础与质量控制思路
    • 生药质量控制的物质基础
    • 生药质量控制的思路