天然藥物化學教學大綱：

課程編號：235213

課程名稱：天然藥物化學

總學時數(shù)：32學時，講授29.5學時，測驗0.5學時，期中考試2學時

實驗或上機學時：0

先修課及：分析化學，有機化學，無機化學，生物儀器分析，

后續(xù)課：生物制藥工藝學

一、 說明部分

1. 課程性質(zhì)

專業(yè)課，選修

2. 教學目的及意義

《天然藥物化學》是一門運用現(xiàn)代化科學理論與方法研究天然藥物中化學成分的一門學科，其目的是探索安全高效的天然產(chǎn)物及衍生物的新化合物。并根據(jù)已闡明結(jié)構(gòu)的成分，按植物的親緣關(guān)系在生物界探尋同類成分，以擴大藥用資源，發(fā)掘新的有效成分，研究有效成分在植物體中隨生長季節(jié)的變化規(guī)律，提高中藥質(zhì)量的方法。為開發(fā)和創(chuàng)制新藥奠定基礎(chǔ)。

3. 教學內(nèi)容及教學要求

教學內(nèi)容包括：要求掌握各類天然產(chǎn)物的化學成分（主要是生理活性成分和藥效成分）的結(jié)構(gòu)類型，物理化學性質(zhì)、提取分離方法，以及主要類型化學成分的鑒定和生物合成途徑等。要求學生了解天然藥物化學成分結(jié)構(gòu)測定的一般原則和方法，以及尋找中藥有效成分的途徑。

4. 教學重點、難點

要求學生掌握的教學重點：天然藥物中的主要類型成分的結(jié)構(gòu)特征、理化性質(zhì)、提取、分離、精制及結(jié)構(gòu)鑒定的基本理論和技能。難點：化學成分的生物合成和波譜解析。

5. 教學方法和手段

教學過程中以課堂講授、作業(yè)、撰寫綜述等作為主要教學方法和手段。其中，課堂講授教學方法及手段主要包括：課堂教學中的觀看相關(guān)影像資料，提問、回答和總結(jié)。

6. 教材和主要參考書（作者、書名、出版社、出版日期等。）

[1] 吳立軍. 天然藥物化學 北京：人民衛(wèi)生出版社 2008（教材）

[2] 徐任生. 天然產(chǎn)物化學 北京：科學出版社 2004

[3] 陸蘊如. 中藥化學 北京：學苑出版社 1995

[4] 孫文基. 天然藥物成分提取分離與制備北京：中國醫(yī)藥科技出版社 2006

7. 其他

二、正文部分

第一章 總論

一、 教學要求

了解天然藥物化學的概念、研究范圍、研究目的與任務(wù)。天然藥物化學的發(fā)展史及其與現(xiàn)代科學技術(shù)進步的關(guān)系。了解 ORD 譜的應(yīng)用范圍及八區(qū)律使用方法。熟悉天然藥物化學的研究范圍，課程的學習重點；各類化合物的生物合成途徑。

掌握有效成分與無效成分的概念。各類化合物化學成分簡介。掌握 13C-NMR 譜特征及其解析方法。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 天然藥物化學的概念、研究范圍、研究目的與任務(wù)。

知識要點

有效成分與無效成分的概念。天然藥物化學的發(fā)展史及其與現(xiàn)代科學技術(shù)進步的關(guān)系。各類化合物化學成分簡介。

植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝過程與生物合成，一次代謝與二次代謝的概念，重要的一次代謝產(chǎn)物及二次代謝產(chǎn)物的關(guān)系。主要的生物合成途徑，如：醋酸 - 丙二酸途徑（ AA-AM 途徑）、甲戊二羥酸途徑（ MVA 途徑）、桂皮（ Cinnamic Acid Pathway ）及莽草酸途徑（ Shikinmic Acid Pathway ）、氨基酸途徑（ Amino Acid Pathway ）、復(fù)合途徑等。

第二節(jié) 天然產(chǎn)物化學成分的波譜解析

知識要點

13 C-NMR 的基本概念及常見的 13 C-NMR 譜的特征及解析方法，了解 13 C 核的化學位移范圍及影響化學位移的因素。

旋光光譜（ ORD ）基本概念、原理及測定意義。八區(qū)律應(yīng)用于含有羰基化合物的判定方法。

三、 本章學時數(shù) 4

第二章 糖和苷類

一、 教學要求

掌握苷鍵的裂解規(guī)律和影響因素。

了解苷結(jié)構(gòu)特征、分類和鑒別方法；糖苷的苷化位移規(guī)律。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 糖和苷類的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

知識要點

常見的幾種單糖的結(jié)構(gòu)特征；氨基糖、去氧糖、糖醛酸的結(jié)構(gòu)特點。

糖的化學性質(zhì)：過碘酸氧化及苷鍵裂解中的過碘酸裂解（ Smith 降解），醚化反應(yīng)，酰化反應(yīng)、縮酮和縮醛反應(yīng)，以及硼酸絡(luò)合反應(yīng)的條件及在分離或分析、結(jié)構(gòu)測定工作中的意義。苷鍵的裂解。

堿催化水解酯苷和類酯苷鍵。酶催化水解的特點。

第二節(jié) 糖和苷類的波譜解析

知識要點

糖的核磁共振譜學特征：糖上的質(zhì)子在 1 H-NMR 譜上出現(xiàn)的大致位置。糖上的碳原子信號在 13 C-NMR 上出現(xiàn)的大致位置。根據(jù) J 值判斷多數(shù)糖苷端基碳原子構(gòu)型。醇苷、酚苷基酯苷的苷化位移規(guī)律。

三、 本章學時數(shù)3

第三章 苯丙素類

一、 教學要求

掌握香豆素類化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、 1 H-NMR 特征。

熟悉木脂素類化合物分類和結(jié)構(gòu)鑒定方法。

了解苯丙素類化合物提取分離方法。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié)香豆素類

知識要點

簡單香豆素類化合物的基本母核、常見的取代基及取代圖式，以及因異戊烯基的活潑雙鍵與酚羥基環(huán)和形式不同構(gòu)成的四種基本骨架的結(jié)構(gòu)特點。

與結(jié)構(gòu)特征相關(guān)的香豆素類化合物的化學性質(zhì)，如內(nèi)酯性質(zhì)、吡喃酮環(huán)的堿裂解、 C 3 -C 4 雙鍵性質(zhì)和加成、氧化及熱解等反應(yīng)。

香豆素類化合物的熒光性質(zhì)及波譜特征， NMR 特征及 MS 裂解規(guī)律，以及在結(jié)構(gòu)研究工作中的應(yīng)用。

香豆素類化合物的提取分離方法，以及主要的生理活性（抗菌、抗凝、光敏等）。

第二節(jié) 木脂素類：

知識要點

木脂素的結(jié)構(gòu)類型。其主要的構(gòu)成單位：桂皮酸（偶為桂皮醛）、桂皮醇、丙烯苯及烯丙苯等四種。由前兩單位構(gòu)成α - 碳原子氧化型的新木脂素類，有后兩單位構(gòu)成γ - 碳原子氧化型的木脂素類。

木脂素的理化性質(zhì)，光學異構(gòu)現(xiàn)象，構(gòu)型與生理活性的關(guān)系，遇酸構(gòu)型轉(zhuǎn)變與生理活性的變化。

木脂素的結(jié)構(gòu)測定方法：氧化裂解、 UV 及 NMR 等。

木脂素的生理活性。

三、 本章學時數(shù) 2.5

第四章 醌類化合物

一、 教學要求

了解蒽醌類化合物譜學特征。熟悉緩沖紙層析設(shè)備 PH 梯度萃取的原理和方法。

掌握醌類化合物結(jié)構(gòu)，影響酸性大小的規(guī)律和鑒別方法。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 醌類化合物

知識要點

醌類化合物的基本結(jié)構(gòu)類型（如苯醌、萘酯、菲醌及蒽醌）、結(jié)構(gòu)及常見的取代基圖式。

重要物理化學性質(zhì)及其在提取分離與結(jié)構(gòu)測定中的意義。化學性質(zhì)：酸性強弱與取代基位置的關(guān)系，以及重要的呈色反應(yīng)，如 Feigl 反應(yīng)、 Bormtrager 反應(yīng)、醋酸鎂反應(yīng)等。

醌類化合物的提取分離方法。

醌類衍生物的波譜特征及結(jié)構(gòu)測定。

三、 本章學時數(shù) 4

第五章 黃酮類化合物

一、 教學要求

了解黃酮類化合物結(jié)構(gòu)鑒定方法和譜學特征。熟悉酚酸類化合物提取分離方法的原理和應(yīng)用。

掌握黃酮類化合物結(jié)構(gòu)分類，酸性判別及鑒別方法。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)

知識要點

黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)特征、分類、主要結(jié)構(gòu)類型及代表性的生理活性。

黃酮類化合物的主要性質(zhì)：色澤、溶解度規(guī)律、酸性及羥基取代位置、數(shù)目的關(guān)系，呈色反應(yīng)（如鹽酸 - 鎂粉反應(yīng)、金屬鹽類試劑的絡(luò)合反應(yīng)）等，以及這些性質(zhì)在提取分離、鑒別、結(jié)構(gòu)測定工作中的意義。

黃酮類化合物的提取分離原理。聚酰胺柱色譜分析法（酚類化合物的代表性分離方法）。梯度 PH 萃取法（酚類化合物的代表性分離方法）。鉛鹽沉淀法（分子中具有羧酸、鄰二酚羥基及特殊絡(luò)合結(jié)構(gòu)的分離方法）。

第二節(jié) 黃酮類化合物的檢識與結(jié)構(gòu)測定技術(shù)。

知識要點

黃酮類化合物的譜學特征， UV 、 1 H-NMR 、 13 C-NMR 及 MS 規(guī)律及在結(jié)構(gòu)測定中的重要意義。

三、 本章學時數(shù) 4

第六章 萜類和揮發(fā)油類

一、教學要求

掌握萜類與揮發(fā)油的定義、萜類的主要理化性質(zhì)、揮發(fā)油的性質(zhì)、組成及提取分離方法。

熟悉重要的萜類化合物及其結(jié)構(gòu)特征。

了解萜類的生源及顯著的生理活性與應(yīng)用。

二、教學內(nèi)容

第一節(jié) 概述

知識要點：萜的定義和分類，萜類化合物的異戊二烯規(guī)則和生源。

第二節(jié) 萜類的結(jié)構(gòu)類型及重要代表物

知識要點：單萜的概述，重要的單萜化合物，環(huán)烯醚萜類化合物。

第三節(jié) 萜類化合物的理化性質(zhì)

知識要點：萜類化合物的物理性質(zhì)、萜類化合物的化學性質(zhì)

第四節(jié) 萜類化合物的提取分離

知識要點：萜類化合物的提取、萜類化合物的分離

第五節(jié) 萜類化合物的檢拾與結(jié)構(gòu)測定（自學）

知識要點：波譜法在萜類結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用

第六節(jié) 揮發(fā)油（自學）

揮發(fā)油的定義、性質(zhì)、組成、提取分離與鑒定。

三、本章學時數(shù)：4

第七章 甾體及其苷類

一、 教學要求

掌握甾體及其苷類的結(jié)構(gòu)特征、分類依據(jù)。

熟悉甾體皂苷化合物的波譜特征，強心苷的鑒別方法。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 強心苷

知識要點

甾體類化合物的基本骨架類型及甾核的稠合方式。

甲、乙兩型強心苷類化合物的骨架特征。

強心苷的波譜特征，利用 UV 及 NMR 特征區(qū)別甲、乙型強心苷類。

第二節(jié) 甾體皂苷

知識要點

四種類型甾體皂苷類化合物的結(jié)構(gòu)特征。

甾體皂苷類化合物的理化性質(zhì)及波譜特征，根據(jù)定性反應(yīng)區(qū)別螺甾及呋甾類化合物；根據(jù) IR 、 1H-NMR 及 13C-NMR 特征識別螺甾的 C 25 異構(gòu)體；根據(jù) MS、FD-MS、FAB-MS 特征判斷分子量、苷元結(jié)構(gòu)特征、含糖類型及數(shù)目；根據(jù)波譜的綜合信息推測皂苷的結(jié)構(gòu)。

三、 本章學時數(shù) 4

第七章 生物堿

一、 教學要求

了解生物堿的結(jié)構(gòu)鑒定方法。熟悉生物堿成鹽過程特點。

掌握生物堿堿性大小影響因素，生物堿的鑒別方法和離子交換色譜原理。

二、 教學內(nèi)容

第一節(jié) 生物堿的概念及其在植物界中分布規(guī)律

知識要點

生物堿生物合成的基本原理。

生物堿的主要物理化學性質(zhì)，堿性強弱的影響因素及判斷方法、游離堿及鹽在溶解度方面的差別、氮原子的氧化過程及 C-N 鍵的裂解反應(yīng)。

第二節(jié) 生物堿的分離與鑒定

知識要點

生物堿的提取分離方法原理。

生物堿的分離技術(shù)。利用堿性差異或鹽的溶解度差異采用 PH 梯度萃取、分步沉淀或離子交換色譜進行分離的方法。

若生色團構(gòu)成分子的整體結(jié)構(gòu)（或主體結(jié)構(gòu)）部分時， UV 光譜特征對推測分子的骨架類型所具有的重要（或輔助）作用。

IR 光譜特征在識別是否為某已知生物堿，或識別特征官能團的重要意義。

生物堿的 NMR 特征因骨架類型不同所具有的較大差異。

三、 本章學時數(shù) 4

三、教研室：生物技術(shù) 執(zhí)筆人：張敏 系主任審核簽名：