天然药物化学复习思考题

天然药物化学复习思考题
第一章绪论
1、什么是天然药物化学？天然药物化学研究的内容是什么？试论研究天然药物化学的意义。
⑴天然药物化学是运用现代科学理论与技术研究天然药物中（以生理活性成分或有效成分为主）的一门学科。
⑵研究内容:天然药物生物活性成分的结构特点、理化性质、提取分离、结构鉴定、生理活性、药物开发等方面的基本理论和实验技术
⑶研究意义：
①开辟药源，创制新药
②建立和完善中药及其制剂的质量评价标准
③改进药物剂型，提高临床疗效
④整理、发掘祖国医药宝库，建设中药现代化

2、什么是天然药物？天然药物的来源有哪些？
天然药物是来源于自然界的药物。在中国又称中草药。
来源：植物、动物、矿物、微生物和海洋生物，以植物来源为主，种类繁多。

3、中药黄芩的炮制方法有浸、烫、煮、蒸等。过去南方认为“黄芩有小毒，必须用冷水浸泡至色变绿去毒后，再切成饮片，叫淡黄芩”。北方则认为“黄芩遇冷水变绿影响质量，必须用热水煮后切成饮片，以色黄为佳”。请用天然药物化学理论说明黄芩应以哪种方法进行炮制科学。
经中药化学研究表明，黄芩在冷水浸泡过程中，其有效成分黄芩苷可被药材中的酶水解成黄芩素，后者不稳定易氧化成醌类化合物而显绿色。
可见：用冷水浸泡，有效成分损失，导致抑菌活性降低，而用烫、煮、蒸等方法炮制时，由于高温破坏了酶的活性，使黄芩苷免遭水解，故抑菌活性较强，且药材软化易切片。因此，黄芩应以蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。

第二章 糖和苷
1、什么是苷？什么是苷元？根据苷键原子的不同苷可分为哪些类？并例举出各类代表化合物1-2个。
苷是由糖或其衍生物通过糖的端基碳原子上羟基与非糖物质（苷元或配基）的活泼氢脱水形成的一类化合物。非糖部分称为苷元
按苷键原子分：
（1）氧苷
① 醇苷：毛茛苷（杀虫抗菌）、 红景天苷
② 酚苷：熊果苷（抗炎)、天麻苷（镇静）
③ 酯苷 ：山慈菇苷A和B
④ 吲哚苷：靛苷
⑤ 氰苷：苦杏仁苷、野樱苷
（2）硫苷：萝卜苷
（3）氮苷：腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷
（4）碳苷：芦荟苷

2、何谓原生苷、次生苷？
原生苷是原存在于植物体内的苷。
次生苷是含有两个以上糖的原生苷，经水解失去一部分糖而得到的苷称为次生苷或次级苷。

3、苷键降解的方法有哪些？酶催化水解和氧化开裂法的特点分别是什么？
（1）切断苷键常用的方法有酸水解、碱水解、酶水解、氧化开裂等
（2）酸催化水解
苷键易被稀酸催化水解，反应一般在水或稀醇中进行

，所用的酸有盐酸、硫酸、乙酸和甲酸等

氧化开裂法（Smith降解法）
可得到完整的苷元（除酶解外，其它方法可能得到的是次级苷元）
C-苷类用Smith降解法可获得接有醛基的苷元
苷分子中的糖基具邻二醇结构，可用过碘酸氧化开裂
对难水解的碳苷和苷元结构不太稳定的苷类特别适宜如人参皂苷,但不适用于苷元上也有邻二醇结构的苷

4、酸催化水解的难易规律是什么？
①按苷原子的不同：N-苷﹥O-苷﹥S-苷﹥C-苷
②呋喃糖苷﹥吡喃糖苷
③酮糖苷﹥醛糖苷
④吡喃糖苷中：
五碳糖苷>甲基五碳糖苷>六碳糖苷>七碳糖苷>糖醛酸苷
⑤ 2,3-二去氧糖 > 2-去氧糖 > 3-去氧糖 > 羟基糖 > 2-氨基糖
⑥芳香族苷﹥脂肪族苷

5、植物体内苷常与其对应的水解酶共存，所以提取提取原生苷时，必须设法抑制或破坏酶的活性。杀酶保苷的常用方法有哪些？
破坏或抑制植物体内酶的方法：
①采集新鲜材料——迅速加热干燥——冷冻保存
②加入一定量的碳酸钙
③用甲醇、乙醇或沸水提取，避免与酸或碱接触

若提取原存于植物中的原生苷，须抑制或破坏酶的活性，同时尽量避免与酸或碱接触，以免苷类水解
若要求提取的是次生苷甚至苷元时，则需利用酶的活性进行水解



第三章 醌类化合物
1、 醌类化合物定义是什么？从结构上分主要有哪四类。其中蒽醌类又分为几种？各类的代表化合物有哪些？
醌类化合物是分子中具有不饱和环二酮结构的一类天然色素有机化合物
苯醌类：辅酶Q10，马蔺子甲素，信筒子醌
萘醌类：兰雪醌，拉帕醌，胡桃醌，紫草素，三色柿醌
菲醌类：丹参醌
蒽醌类 ：（蒽醌衍生物：大黄，茜草 ；蒽酚衍生物：柯桠素，芦荟苷；二蒽酮类衍生物：金丝桃素、番泻苷A、B、C、D）


2、 羟基蒽醌类化合物酸性强弱的顺序是怎样的？掌握PH梯度萃取法并能设计分离流程。
（1） 以羟基蒽醌类衍生物为例，酸性强弱将按下列顺序排列：
含-COOH > 2个以上b-OH > 1个b-OH > 2个a-OH > 1个a-OH
5%NaHCO3 5%Na2CO3 1%NaOH 5%NaOH
（2）其原理主要利用游离蒽醌类化合物结构中因Ar-OH位置、数目不同而酸性强弱的不同进行的分离
5%NaHCO3：带-COOH、二个以上β-酚羟基的蒽醌
5%Na2CO3：具有一个β-酚羟基的蒽醌
1%NaOH： 带二个以上α-酚羟基的蒽醌
5%NaOH： 具有一个α-酚羟基的蒽醌

3、 醌类化合物的呈色反应有哪些？掌握其规律和应用。
1、Feigl反应——醌类氧化还原过程 。反应中醌类仅起电子传递作用醌类成分含量越高，则反应速度也越快
2、无色亚甲蓝显色试验
检识苯醌、萘醌——区别于蒽醌

3、与活性次甲基试剂反应 （Kesting-Craven法）
苯醌、萘醌——区别于蒽醌
★ 醌环上有未取代的位置时在碱性条件下与含亚甲基试剂醇溶液反应
如果醌环上有取代基，速度减慢或不发生反应
蒽醌类不能发生此反应
例：下列化合物中哪一个能反应，哪个不能或受抑制

4、碱液呈色反应(保恩特莱格反应)
羟基蒽醌及其苷类在碱性溶液中发生颜色改变，呈红色、紫红色
★ 主要用来检查提取物中是否有羟基蒽醌类成分:
◎羟基蒽醌类化合物包括有游离羟基的蒽醌苷类成分，遇碱呈现红色或紫红色
◎蒽酚、蒽酮、二蒽酮类化合物遇碱则不显色
呈色反应与形成共轭体系的酚羟基和羰基有关
羟基蒽醌及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色

5、与金属离子反应
蒽醌类化合物结构中，如果有a-酚羟基或具有邻二酚羟基时，则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成配合物
蒽醌与Pb(Ac)2形成难溶性盐沉淀，再将沉淀溶于水，加入中性盐(NH4)2SO4等或通入H2S脱铅使醌类物质游离出来——醌类化合物的分离精制
例如：与醋酸镁反应
羟基蒽醌与0.5％醋酸镁的醇溶液反应形成的配合物具有一定的颜色
★呈色条件：在母核上至少有一个a-OH
当羟基位置不同，生成的配合物颜色也不同：
★根据与醋酸镁形成的配合物颜色，可用于羟基的定位
母核上只有1个a-OH 配合物为橙色
每个苯环上各有一个，并另有一个间位酚羟基时为橙红至红色
若有对二酚羟基呈紫红至紫色
若有邻二酚羟基呈蓝色至蓝紫色

4、 羟基蒽醌类化合物在红外中，会根据羰基峰的数目和位置判断α-酚羟基的数目及位置。
①无α-酚羟基，1675 cm-1(正常峰)
②α位有一个酚羟基，出现两个羰基峰，
一个正常峰，1675～1647cm-1，
一个缔合峰，1637～1621cm-1，差值24～38cm-1
③两个α-酚羟基:
a)1，8二羟基，两个羰基峰，
一个正常峰，1678～1661cm-1，
一个缔合峰，1626～1616cm-1，差值40～57cm-1
b)1，4或1，5二羟基，只有一个缔合峰，1645～1608cm-1
④3个或4个α-酚羟基:
a)1，4，5三羟基：只有一个缔合峰， 1616～1529cm-1
b)1，4，5，8四羟基：只有一个缔合峰， 1592～1572cm-1

第四章 黄酮化合物
1、酮类化合物定义是什么？从结构上分类的依据是什么？主要有哪些类。各类的代表化合物有哪些？
（1）泛指二个苯环（A环和B环）通过三个碳原子相互连接而成的一系列化合物的总称，即具有C6-C3-C6母核结构的一类化合物的总称
（2）重要的天然黄酮类化合物分类依据:
1.中央三碳链的氧化程度
2.B-环联接位置（ 2-位或3-位）
3.三碳链是否构成环状等特点
（3）

分类
一、黄酮和黄酮醇类
黄酮类：黄芩苷、木犀草素、芹菜素
黄酮醇类：芦丁、槲皮素
二、二氢黄酮类（甘草素）和二氢黄酮醇类（水飞蓟素）
三、异黄酮和二氢异黄酮：葛根黄素、大豆素
四、查耳酮类和二氢查耳酮类：红花苷
五、双黄酮类：银杏素、白果素
六、橙酮类：硫磺菊素
七、花色素类和黄烷醇类
花色素类：花青素、矢车菊素、天竺葵素、飞燕草素
黄烷醇类：儿茶素类

2、黄酮类化合物的生物活性有哪些？
（一）对心血管系统的作用 （二）肝保护作用 （三）抗炎作用 （四） 雌性激素样作用 （五）抗菌及抗病毒作用 （六）泻下作用 （七）解痉作用 （八）抗自由基作用
（九）镇痛作用 （十）对消化性溃疡有保护作用 （十一）抗肿瘤、抗病毒方面的活性
（十二）止咳、平喘、祛痰等其他方面的活性

3、黄酮化合物的颜色、溶解性、酸性的规律是怎样的？
颜色：
一般显红色(pH<7 )、紫色(pH8.5 )、蓝色(pH>8.5 )等颜色。
※助色团数目越多，颜色越深
※7-位，4’-位引入助色团使颜色加深
引入其他位置则影响较小
溶解性：※三糖苷 > 双糖苷 > 单糖苷 >苷元
※3 –O- 糖苷 > 7 –O - 糖苷
※花色素(平面性分子，离子型) >
非平面性分子（二氢黄酮、二氢黄酮醇、异黄酮）>
平面性分子（黄酮、黄酮醇、查耳酮）
酸性：7，4’-二OH > 7-或4’-OH > 一般酚OH > 5-OH

4、黄酮化合物的呈色反应有哪些？掌握其规律和应用。
（一）还原显色反应
★1、盐酸-镁粉（或锌粉）反应：
鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应
多数黄酮、黄酮醇、二氢黄酮及二氢黄酮醇类化合物显橙红～紫红色，
少数显紫～蓝色——黄酮类特征性鉴别反应
查耳酮、橙酮、儿茶素类、异黄酮类不显色
花色素、部分橙酮、查耳酮 + 浓HCl 显红色
（假阳性）需预做空白对照实验
2、 四氢硼钠（钾）反应：
★NaBH4是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂，与二氢黄酮类化合物产生红～紫色
其它黄酮类化合物均不显色
（二）金属盐类试剂的配位反应
只有5-OH、3-OH、邻二-OH可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐、氯化锶、三氯化铁等试剂反应生成有色配合物
1）铝盐：
常用试剂为1%三氯化铝或硝酸铝溶液
用于定性及定量分析（TLC、PC显色）
生成的配合物多为黄色（lmax=415nm），并有荧光
4 ’或7，4’黄酮醇，呈天蓝色荧光
方法：
样品/MeOH+1%AlCl3/MeOH?显黄色并有荧光

变浅：邻二OH

无变化：3-OH、5-OH
铝络合物稳定

性：
3-OH>5-OH>邻二-OH
2） 铅盐：
常用1%醋酸铅及碱式醋酸铅水溶液
醋酸铅与分子中具有邻二-OH或3-OH、4酮基或5-OH、4酮基化合物生成黄～红色沉淀
碱式醋酸铅反应能力更强，与一般酚类均可沉淀
3） 锆盐：
多用2%二氯氧化锆（ZrOCl2）甲醇溶液
黄酮类化合物分子中有游离的3-或5-OH存在时，均可反应生成黄绿色的锆络合物，并带荧光
方法：
0.5-1.0mg样品/10mLMeOH + 1mL2%ZrOCl2/MeOH
黄绿色配合物
+ 2%枸橼酸/MeOH
稳定性：3-OH，4-酮基配合物的稳定性 >
5-OH，4-酮基配合物
4） 镁盐：
常用醋酸镁甲醇溶液为显色剂
二氢黄酮、二氢黄酮醇类天兰色荧光
方法：滤纸上滴加1滴试液，喷Mg(Ac)2/MeOH
△
UV灯下观察：
二氢黄酮、二氢黄酮醇类天兰色荧光
若有5-OH色泽更为明显
黄酮、黄酮醇、异黄酮类显黄～橙黄～褐色
5）氯化锶（SrCl2）：
在氨性甲醇溶液中，可与分子中具有邻二酚羟基结构的黄酮类化合物生成绿色～棕色～黑色沉淀
6）三氯化铁：
三氯化铁水/醇溶液是常用的酚类显色剂
多数黄酮类化合物含酚羟基，可产生阳性反应
三氯化铁(FeCl3) 酚羟基 紫、蓝、绿
（三）硼酸显色反应 ：
反应原理：黄酮类化合物分子结构中有：
5-羟基黄酮及2′-羟基查耳酮在无机酸或有机酸存在条件下，可与硼酸反应，呈亮黄色
—— 以此与其它类型区别
在草酸存在下显黄色并有黄绿色荧光
在枸橼酸/丙酮存在下，只显黄色，无荧光
（四）碱性试剂显色反应：
在日光及紫外光下，通过纸斑反应，观察样品用氨蒸气和其他碱性试剂处理后的颜色变化情况来鉴别黄酮类化合物（见书上）
黄酮类化合物用氨蒸气处理后呈现的颜色在空气中褪去，用碳酸钠水溶液处理后呈现的颜色在空气中不褪去

5、黄酮类化合物提取分离方法有哪些？重点掌握碱提酸沉法（实例）、pH梯度萃取法和聚酰胺柱色谱洗脱规律等。
（1）提取方法
（一）溶剂萃取法
利用黄酮类化合物与杂质极性不同，选用不同溶剂萃取达到精制纯化
1、醇提——去除脂溶性杂质（尤其种子叶子类）
2、水提——去除水溶性杂质，加入EtOH
（二）碱提取酸沉淀法
黄酮苷类有一定极性，可溶于水，但难溶于酸性水，易溶于碱性水，故可用碱性水提取后加酸，黄酮苷类即可沉淀析出。如芦丁、橙皮苷、黄芩苷的提取应用了这个方法。
碱提酸沉法从槐米中提取芸香苷（芦丁）时，应注意:
※碱液浓度不宜过高，以免强碱性下加热

破坏黄酮母核
※酸沉时，酸性也不宜过强，以免生成盐，使析出的黄酮类又重新溶解，降低产品收率
※当花、果类药材中含大量果胶、粘液等不溶性杂质时，宜用石灰乳或石灰水提取，使含羧基的杂质生成钙盐沉淀，有利于纯化处理。
（三）碳粉吸附法：主要适于苷类的精制。
（四）系统溶剂提取法：用极性由大到小的溶剂顺次提取，将黄酮类化合物按同样的极性顺序分别提取出来。
（五）树脂吸附法
（2）分离方法：
2. 聚酰胺柱色谱：
1）分离对象：具有Ar-OH
2）机制：氢键吸附
3）影响因素
①黄酮类：Ar-OH数目与位置
② 溶剂与黄酮
? 二者之间形成氢键缔合能力大小
溶剂与聚酰胺
4）洗脱规律（先后出柱） 吸附由小到大
（1）苷元相同，洗脱先后顺序一般是: 三糖苷 > 双糖苷 > 单糖苷 > 苷元
（2）母核上Ar-OH数目：Ar-OH少 > 多
（3）Ar-OH数目相同时Ar-OH位置：邻位（形成分子内氢键） > 对位或间位
如：3-OH或5-OH黄酮吸附力小于其他位置-OH黄酮
（4）不同类型黄酮：异黄酮 > 二氢黄酮醇 > 黄酮 > 黄酮醇
（5）分子中芳香核、共轭双键多者则吸附力强，故查耳酮比二氢黄酮难洗脱。
上述规律也适于黄酮类化合物在聚酰胺薄层上的行为。
（6）溶剂影响：
以含水流动相（甲醇—水）作洗脱剂：反相色谱，苷先洗下
以有机溶剂（CHCl3等）作洗脱剂：正相色谱，苷元先洗下
3. 葡聚糖凝胶柱层析：
分离游离黄酮：靠吸附作用，Ar-OH越多越牢
分离黄酮苷：分子筛起主要作用，分子量越大先洗下
（二）pH梯度萃取法
分离依据：游离黄酮类化合物的酸性差异（见黄酮酸性规律）
（三）铅盐法
根据分子中某些特殊官能团进行分离。
具有邻二酚羟基的黄酮类化合物，可被中性醋酸铅沉淀；无邻二酚羟基的黄酮类化合物，还留在提取液中。
在提取液中继续加碱式醋酸铅，不具有邻二酚羟基的成分可被碱式醋酸铅沉淀，最终达到分离提纯。
（四）HPLC法 ——适用于各种黄酮类化合物的分离
原理：反相柱色谱（黄酮类化合物极性大）
固定相：ODS
流动相：水-乙晴不同比例
（五）超临界流体色谱分离法（书上提取分离实例自学）

6、黄酮化合物在UV甲醇光谱中特征等
在MeOH中UV光谱：两个主要谱带
（1）黄酮、黄酮醇、黄酮醇-3-OR等黄酮类化合物
分子中存在桂皮酰基和苯甲酰基交叉共轭体系
Ⅱ（强峰） Ⅰ（次强峰）
黄酮 220—280nm 310—350nm<350nm
黄酮醇 220—280nm 352—375nm>350nm
黄酮醇-3-OR 220—280nm 325—357nm
（2）查耳酮和橙酮类等黄酮类化合物共同特征：

带Ⅰ很强，为主峰，带Ⅱ较弱，为次强峰
Ⅱ（弱峰） Ⅰ（强峰）
查耳酮 220—270nm 340—390nm
橙酮 220—280nm 370—430nm
查耳酮：Ar-OH数目升高，红移
甲基化或苷化将引起带Ⅰ紫移
橙酮：羟基甲基化或苷化无显著影响

第五章 苯丙素类
1、苯丙素类化合物定义是什么？
指一类含有一个或几个C6—C3组成的天然化合物在苯核上有酚羟基或烷氧基取代

2、常见的苯丙酸有哪些？其代表化合物有哪些？
1．对羟基桂皮酸
2．咖啡酸：金银花中的绿原酸、洋蓟素、紫锥菊中的菊苣酸
3．阿魏酸
4．芥子酸（其余代表化合物未找到）


3、香豆素的基本母核是什么？根据其取代基及连接方式不同，可分为几类？各自代表化合物有哪些？
基本母核：苯骈α-吡喃酮
通常将香豆素分为四类：
1. 简单香豆素 ：
伞形花内酯（7—OH香豆素） 瑞香内酯(7、8—二OH香豆素)
七叶内酯 (6、7—二OH香豆素) 七叶苷(7—OH，6-O-葡萄糖苷)
滨蒿内酯 (6、7— 二OCH3香豆素) 蛇床子素（7- OCH3，8-异戊烯基香豆素）
2.呋喃香豆素 ：
（1）线型呋喃香豆素
补骨脂内酯（母核结构） 佛手苷内酯（5- OCH3）
花椒毒内酯（8- OCH3） 欧前胡内酯（8- 异戊烯氧基）
（2）角型呋喃香豆素
当归素（白芷内酯，异补骨脂内酯，母核结构）
虎耳草素(5、6 - 二OCH3 ) 异佛手苷内酯（5- OCH3）
3．吡喃香豆素(线型和角型)
（1）线形吡喃香豆素：紫花前胡醇、花椒内酯、美花椒内酯
（2）角型吡喃香豆素：白花前胡
4．其它香豆素：茵陈内酯 、紫苜蓿酚、拟雌内酯、苜蓿内酯、黄曲霉素

4、香豆素的内酯性质是怎样的？酸碱分离法是如何利用内酯性质提取香豆素的？
内酯性质和碱水解反应
如：在稀碱作用下，香豆素环被打开，形成溶于水的顺式邻羟基桂皮酸钠盐，溶液呈黄色

(二)酸碱分离法
依据——内酯遇碱能皂化，加酸能恢复的性质
利用香豆素内酯性质，即香豆素类化合物在碱性水溶液中能形成盐，酸化后又易内酯化，并从水溶液中沉淀析出


5、香豆素的生物活性有哪些？
低浓度的香豆素是一种植物激素,刺激植物发芽和生长作用，高浓度则抑制
1、肝毒性 —— 有些香豆素对肝有一定的毒性：黄曲霉素致肝癌
2．抗菌作用：如：秦皮中的七叶内酯、七叶苷是抗痢疾杆菌的有效成分
3．平滑肌松弛和扩张冠状动脉的作用
如：亮菌甲素能松弛胆总管的括约肌，显著促进胆汁分泌
4．抗凝血作用：防止血栓形成，消除血块（双香豆素化合物）
5．止血作用：如：补骨脂素具止血作用
6．光敏作用：呋喃香豆素具有强烈吸

收紫外光的作用。如补骨脂内酯现已作为治疗白癜风的常用药物
7．抑制癌细胞生长：从中药白花前胡中得到的香豆素
8．毒鱼和杀虫作用：呋喃类香豆素。如：前面介绍的蛇床子中得到的呋喃类香豆素

6、木脂素和新木脂素的定义。组成木脂素的单体有哪四种？木脂素的理化性质有什么？
两分子苯丙素以侧链中b 碳原子（8-8’）连结而成的化合物——木脂素
非b 碳原子相连（如3-3’、8-3’）——新木脂素
组成木脂素的单位有四种： 1.桂皮酸 2.桂皮醇 3.丙烯苯 4.烯丙苯
二、理化性质
形态：多呈无色晶形，新木脂素不易结晶
溶解性：游离——亲脂性，难溶水，溶乙醚、氯仿等
具酚羟基的木脂素可溶于碱水液中成苷——水溶性增大
具有内酯结构的木脂素类在碱性水溶液中加热开环溶解
挥发性：多数不挥发，少数有升华性质，如二氢愈创木脂酸
旋光性：木脂素常有多个手性碳原子或手性中心，大多具有光学活性，遇酸碱易异构化
具有内脂结构的木脂素，遇碱易发生异构化：如鬼臼毒素遇碱后异构化变为苦鬼臼毒素失去抗癌活性
可见：木脂素生理活性与构型相关，提取时应避免与酸碱的接触

（时间仓促，如有疏漏或错误之处，见谅。）