总论--yangxiliang-3.4--背景浅版.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节 生物合成(Biosynthesis),生物合成假说,植物代谢及其代谢产物,“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”,生物合成途径,了解生物合成的意义,1,一、生物合成假说,假说的提出,1.植物化学家的强烈的科学愿望,2.由各类同化合物的积累而产生联想,3.某些成分已能初步解释,全去甲劳丹诺苏林,2,右松脂酸,海松酸,3,植物一次代谢与生物合成过程,三羧酸循环,（TCA）,丁酮二酸,-酮戊二酸,丁二酸,CO,2,H,2,O,h,/,叶绿素,磷酸烯醇式丙酮酸,甲戊二羟酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,赤藻糖4-磷酸,葡萄糖代谢,莽草酸,苯丙素类,芳香族氨基酸,脂肪族氨基酸,嘌呤、嘧啶,脂肪酸类,-,氨基乙酰丙酸,6,(一),二次代谢及其代谢产物,1.二次代谢,以一次代谢产生的代谢产物为原料（或前体），经不同途径进一步合成的过程叫二次代谢。,2.二次代谢产物 (secondary metabolites),产生结构千变万化、千奇百怪、珣丽多姿的化学物质。,3.二次代谢产物的作用,1）维持植物的特性与特征,2）重要的药物资源,7,植物二次代谢与生物合成过程,三羧酸循环,（TCA）,丁酮二酸,-酮戊二酸,丁二酸,鞣酸类,CO,2,H,2,O,h,/,叶绿素,磷酸烯醇式丙酮酸,甲戊二羟酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,赤藻糖4-磷酸,葡萄糖代谢,莽草酸,苯丙素类,芳香族氨基酸,脂肪族氨基酸,嘌呤、嘧啶,脂肪酸类,萜 类,甾 醇,胡萝卜素类,生物碱类,肽 类,含氮化合物,香豆素、木,脂（质）素,黄酮类,-,氨基乙酰丙酸,核苷,核苷酸类,醌 类,胆 碱,卟啉类,前列腺素类,脂肪族及芳香族聚酮类,8,植物二次代谢与生物合成过程,三羧酸循环,（TCA）,丁酮二酸,-酮戊二酸,丁二酸,鞣酸类,CO,2,H,2,O,h,/,叶绿素,磷酸烯醇式丙酮酸,甲戊二羟酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,赤藻糖4-磷酸,葡萄糖代谢,莽草酸,苯丙素类,芳香族氨基酸,脂肪族氨基酸,嘌呤、嘧啶,脂肪酸类,萜 类,甾 醇,胡萝卜素类,生物碱类,肽 类,含氮化合物,香豆素、木,脂（质）素,黄酮类,-,氨基乙酰丙酸,核苷,核苷酸类,醌 类,胆 碱,卟啉类,前列腺素类,脂肪族及芳香族聚酮类,9,植物体内的物质代谢与生物合成过程,三羧酸循环,（TCA）,丁酮二酸,-酮戊二酸,丁二酸,鞣酸类,CO,2,H,2,O,h,/,叶绿素,磷酸烯醇式丙酮酸,甲戊二羟酸,丙酮酸,乙酰辅酶A,丙二酸单酰辅酶A,赤藻糖4-磷酸,葡萄糖代谢,莽草酸,苯丙素类,芳香族氨基酸,脂肪族氨基酸,嘌呤、嘧啶,脂肪酸类,萜 类,甾 醇,胡萝卜素类,-,氨基乙酰丙酸,核苷,核苷酸类,醌 类,胆 碱,卟啉类,前列腺素类,脂肪族及芳香族聚酮类,生物碱类,肽 类,含氮化合物,香豆素、木,脂（质）素,黄酮类,10,4.,二次代谢产物的意义,1),二次代谢过程并非所有植物均发生；,2),二次代谢产物对维持植物生命活动不起重要作用；,3),二次代谢产物对维持植物性状特征十分重要；,4),二次代谢产物结构富于变化，瑰丽多彩；,5),二次代谢产物多具有明显的生理活性；,6),二次代谢产物是天然药物化学主要研究对象。,11,5.,二次代谢产物归类:,二次代谢产 物,苷 类,非苷类,（苷元）,+,糖,挥发油,*,脂肪族,萜 类,芳香酚类,酸性物质,碱性物质,中性物质,脂肪族,芳香族,香豆素类,木脂素类,木质素类,苯丙素类,黄 酮 类,醌 类,鞣 质,植物甾醇,强 心 苷,皂 苷,单 萜,倍 半 萜,二 萜,二倍半萜,三 萜,多 萜,甾 族,萜 类,生物碱,N 族,油 脂,12,三、主要的生物合成途径,(一)基本结构单位,氨基酸,萜 类,甾 醇,生物碱类,香豆素,木质素,木脂体,黄酮类,脂肪族类,苯酚、苯,醌、蒽醌等聚酮类,异戊烯单元,糖单元,氨基酸单元,13,1.醋酸丙二酸途径(acetate-malonate pathway，AA-MA),(1)合成脂肪酸类,（二）主要的生物合成途径,脂肪酸类生物合成途径,14,苯酚、苯醌、蒽酮和蒽醌类生物合成途径,(2)合成酚类、蒽酮、蒽醌类化合物,15,萜、甾族类生物合成途径,2.甲戊二羟酸途径,(mevalonic acid pathway，MVA),合成成分类别：萜类、甾体类化合物,焦磷酸异戊烯酯,焦磷酸二甲烯丙酯,尾尾相连,16,3.桂皮酸 莽草酸途径,(cinnamic acid shikimic acid pathway）,合成香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类,香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类生物合成途径,17,4.氨基酸途径,(amino acid pathway）,合成成分类别生物碱类,生物碱类生物合成途径,18,醋酸,丙二酸途径,(,1),合成脂肪酸类,(2),合成酚类、蒽酮、蒽醌类化合物,2.甲戊二羟酸途径(,mevalonic acid pathway，MVA,),合成成分类别：萜类、甾体类化合物,3.桂皮酸 莽草酸途径,合成香豆素类、木脂素和木质素类、黄酮类,4.氨基酸途径 (amino acid pathway）,合成成分类别：生物碱类,（二）主要的生物合成途径,19,1.,有利于天然化合物的结构分类；,2.,有利于天然化合物的结构推测；,3.,指导植物化学分类学；,4.,指导仿生合成；,5.,指导组织培养生物活性物质；,6.,定向寻找生物活性成分；,四了解生物合成的意义,20,第三节 提取分离方法,一、概述,(一)中草药化学成分的构成特点,(二)提取分离前的文献调研,二、中草药有效成分的提取,(一)常用提取方法 (二)溶剂提取法,三、中草药有效成分的分离与精制,(一)根据物质溶解度差别进行分离,(二)根据物质分配系数差异进行分离,(三)根据物质吸附能力差异进行分离,(四)根据物质分子大小差异进行分离,(五)根据物质解离程度差异进行分离,四、提取与分离中草药有效成分的注意点,(一)光照的影响,(二)酸碱的影响,(三)温度的影响,(四)溶剂的影响,(五)层析的影响,21,一、概 述,(一)中草药化学成分的构成特点,1.同种植物含有多种结构类型的化学成分,苦参,2.总成分含量少而种类多,长春花,黄酮类,生物碱,贝母,生物碱,萜 类,甾醇类,3.有效成分含量低,总生物碱含量 1/千,分离生物碱单体 68种,长春碱,3/万,长春新碱 3/百万,美登碱,2/千万,4.有效成分多样性,22,一、概 述,(二)提取分离前的文献调研,1.立题着眼点,1)为什么要立题,2)怎样做,2.了解前人的研究工作,1)做过研究没有?,2)研究的深度和广度,3.原植物的鉴定,1)原植物的拉丁学名,2)采集地点和时间,3)药及部位,4)民间药用情况,23,二、中草药有效成分的提取,(一)常用提取方法,溶剂法、蒸馏法、升华法、压榨法,溶剂法,蒸馏法,原理：与水蒸气产生共沸点,范围：挥发油,升华法,原理：相似者相溶,范围：所有化学成分,原理：遇热挥发，遇冷凝固,范围：游离蒽醌,24,常用的提取分离方法,适宜的方法和手段，将它们从药材中提取分离出来，这是研究天然药化的重要步骤。,常见提取法：,溶剂提取法,蒸气蒸馏法,升华法,25,水,常见有机溶剂特性：,乙醇,甲醇,丙酮,正丁醇,醋酸乙酯,乙醚,氯仿,二氯甲烷,苯,四氯化碳,石油醚,极性，是否与水混溶,适合提取成分,提取时间和回收,价格,毒性、易燃易爆性,有机溶剂极性大小,26,溶 剂,沸点,介电常数,(20 oC),溶解度,溶剂/水%,水/溶剂%,石 油 醚,环 己 烷,30-120,80.7,1.892.02,苯,乙 醚,氯 仿,醋酸乙酯,正 丁 醇,80,35,61,77,118,2.29,4.34,4.81,6.02,17.8,0.175,6.04,0.815,6.07,7.45,0.063,1.465,0.072,2.98,20.5,丙 酮,乙 醇,甲 醇,水,56,78,65,100,20.7,24.3,32.6,80.4,任意混合,石油醚环己烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水,常用溶剂的,性质,27,植物成分极性强弱,植物成分结构类型,适于提取溶剂,亲脂性强,叶绿素、脂肪油、挥发油,石油醚,亲脂性较强,游离生物碱、苷元、甾类、萜类、某些有机酸,乙醚、氯仿,中等,极性,中偏小,某些苷类(如强心苷等),氯仿-乙醚(2:1),中 等,某些苷类(如黄酮苷类),乙酸乙酯,中偏大,某些苷类(如蒽醌苷、皂苷等),正丁醇,亲水性较强,极性大的苷、糖类、氨基酸等,丙酮、乙醇、甲醇,亲水性强,蛋白质、粘液汁、糖类、氨基酸、无机盐、苷类,水,石油醚环己烷苯氯仿乙醚乙酸乙酯丙酮乙醇甲醇水,遵循规律：相似相溶,天然药物化学成分的提取,有机溶剂,28,(一)溶剂提取法,煎煮法,浸渍法,渗滤法,回流提取,天然药物化学成分的提取,(3-4,次,),水或稀醇,(,冷浸,),3-4,次,优缺点,(,渗漉法,),10,倍量,受热易分解物,溶剂梯度,回流提取,连续回流提取,29,醌类化合物的提取和分离,30,天然药物化学成分的提取,适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸 馏而不被破坏、难溶或不溶于水的成分的提取，如挥发油、小分子的香豆素类、小分子的醌类成分。,在低于其熔点温度下加热，不经过液体阶段，直接转化为蒸气，遇冷又凝固为原来固体的性质，将这些成分从药材组织中提取出来。,（,二）水蒸汽蒸馏法,（,三）升华法,31,溶剂提取法,3,.选择溶剂注意点,1)对有效成分溶解度大,对杂质溶解度小,2)不与化学成分起化学变化,3)经济、易得、使用安全,4.常见溶剂提取工艺,1)浸渍法,2)渗滤法,3)煎煮法,4)热回流提取法,影响提取效率,的 因 素,1)原料粉碎度,2)提取时间,3)提取温度,4)设备条件,32,“植物亲缘相关性学说”与“植物化学分类学”,1.“植物亲缘相关性学说”,同科同属植物往往含有骨架相同或结构类似的化学成分。如：,2.“植物化学分类学”,按照化学成分的类别(骨架类别)进行分类。是原来按照形态,特征分类的另一种分类方法。,C-non-D-homo-steroid,湖北贝母,梭砂贝母,Hupehenine,百合科,贝母属,33,组织培养,三角叶薯蓣添加胆固醇薯蓣皂苷元的含量由植物干重的1.5%提高到2.5%,人参加入甲戊二羟酸和金合欢醇皂苷含量增加2倍,34,