中药化学辅导：中药植物化学成分生源学说

时间：2022年12月23日

来源：我的白马儿

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下面小编为大家带来中药化学辅导：中药植物化学成分生源学说，本文共6篇，希望大家能够受用!本文原稿由网友“我的白马儿”提供。

篇1：中药化学辅导：中药植物化学成分生源学说

植物中众多的化学成分有许多已阐明了它们的化学结构和药理作用，其中不少已用于临床。这些成分中有的已可用化学的或生物的方法进行合成。但尚存在的问题是：这些成分在植物体内是怎样形成的？是由何种物质、经过什么新陈代谢途径形成的？为了解决这个问题，许多植物学、生物学、植物化学、生化学的研究工作者从可能的新陈代谢过程，生物化学反应等多方面地进行推测这些成分在植物体内的形成过程，这就是植物化学成分的生源学说（biogenesis biogenetic origin）。

植物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径，各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。生源的研究有多种设想与途径，因而也形成了多种学说，如异戊二烯法则、醋酸学说等已普遍应用于研究药用植物有效成分的生物合成及其途径。随着同位素示踪技术和化学技术的发展，生源研究的进展也更为迅速。

生源研究的意义基本上可归纳为下列几点：

1．了解了各类成分的生物合成途径以及某种成分最初由何种物质（这种物质称为前体 precursors）形成和各种中间产物后，就可以人为地于植物中注入前体或中间产物来增加所需成分的积累和产量。达到人工控制、定向培育的目的。例如于枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头酶（aconilase）就可以增加枸椽酸在植物体内的积累，因枸椽酸的生成过程中必须有此种酶的存在。这是研究植物生源最主要的目的。但是，前体并非一成不变，例如熊果甙在不同科时它们的生源就有可能不同。

2．从生源关系密切的成分中来扩大生物活性物质的资源。如三萜类与许多甾体衍生物类在生源上具密切关系，甾体衍生物类常具多种生物活性，三萜类成分在植物界分布广泛，故有可能从三萜类成分来寻找具广泛生物活性的物质。

3．从生源学说来确定某类成分的结构类别。如四环三萜类成分原分类不属于三萜，以后通过生源关系的探讨，才明确地将它们划在三萜范围内。

4．了解某类成分在植物体内的原始状态与代谢途径后，就可以为进行植物成分的生物合成提供理论规律，这将能更好地对生产与实践（如生药的采收时间与部位，有效成分的合成等）起指导作用。

植物体内各种成分的生源基本上可分为两类，一类是植物本身必须的营养物质如糖类，脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径，一类是植物次生物质，如生物碱、甙类、萜类等成分的新陈代谢途径。有关这些代谢途径的学说很多，其中不少还是设想，例如认为醋酸酯一丙二酸酯（acetate-melonate）途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分，3，5-羟基一3-甲基戊酸酯（mevalonate）途径合成萜类、甾类等成分，莽草酸（shikimicacid）途径合成芳香族氨基酸、有机酸及其他化合物；氨基酸途径合成生物碱等成分。

1．植物体内各类成分的生源关系：

2．各类植物次生物的生源学说，列举数例说明它们的生物合成途径：

（1）有机酸类：有14c可以说明许多较复杂的有机酸类由 ch3cooh形成，如上所述6-甲基不杨酸的生物合成途径：

（2）生物碱：生物碱的生源学说曾有多种路线的设想，但目前己主要集中一种学说，即生物碱是由醋酸、单萜和多种简单氨基酸如苯丙氨酸（phenylalanine）、色氨酸（tryptophan）、蛋氨酸（meih1onine），鸟氨酸（ornithine）等作为前体而形成的。这些理论因为标记化合物的发展已可用实验证实。方法是给予植株以一定的具标记元素的化合物为前体，（常用的为具14c的化合物），待植株经过一定时期的生长后，分离生物碱，从前体与生成物标记元素的位置来确定二者之间的关系。由于应用了这种技术，许多生物碱如烟碱（nicoitine）、）吗啡（morphine）、莨菪碱（hyoscyamine）、秋水仙碱（col一chicine）、罂粟碱（papaverine）、芦竹碱（gramine）等已证明是由氨基酸形成。有些简单的生物碱已可按生源学说途径在实验室里用氨基酸进行人工合成。目前关于生物碱的生源研究有一较大的突破，即认为除了上述各种前体外，还有许多特殊的中间物质参与了生物合成过程。

例：自鸟氨酸等形成的生物碱

（3）香豆精类：

（4）蒽醌类：许多蒽醌类成分在植物体内的前体至今未完全确定。有的学者认为苔藓酸（orsellinic acid，广泛分布于地衣和真菌）为一前体。由其形成蒽醌类成分的生源学说路线。

（5）萜类：一般认为由ch3cooh与辅酶a（coenzymea，简作：co.a）缩合成酯,再经过脱水、氧化-还原、环化、分子重排等反应形成c5——c10——c15——c20——c30——c40……的各种萜类。

以上仅列举了部分植物化学万分的生源学说，由于大家对此项工作的意义日益重视，有关生源研究的科研工作日益增多，原来的一些设想也得到了实验证实。但由于植物成分的本身种类和结构变化多样，加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性，植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作。

篇2：中药化学辅导：各类化学成分

中草药所含化学成分很复杂，通常有糖类、氨基酸、蛋白质、油脂、蜡、酶、色素、维生素、有机酸、鞣质、无机盐、挥发油、生物碱、甙类等。每一种中草药都可能含有多种成分。在这些成分中，有一部分具有明显生物活性并起医疗作用的，常称为有效成分，如生物碱、甙类、挥发油、氨基酸等。中草药之所以有医疗作用，主要因所含有效成分所致。除过去早有研究并已广泛应用的许多中草药有效成分，如黄连中抗菌消炎的小檗碱（黄连素）、麻黄中平喘的麻黄碱、萝芙木中的降压成分利血平等外，近年来，国内外均陆续发现了更多的中草药有效成分，特别是在抗肿瘤、治疗心血管疾病和慢住气管炎等疾病的生物活往成分方面研究得更多。另一些成分则在中草药里普遍存在，但通常没有什么生物活性，不起医疗作用，称为“无效成分”，如糖类、蛋白质、色素、树脂、无机盐等。但是，有效与无效不是绝对的，一些原来认为是无效的成分因发现了它们具有生物活性而成为有效成分。例如蘑菇、茯芩所含的多糖有一定的抑制肿瘤作用；海藻中的多糖有降血脂作用，天花粉蛋白质具有引产作用；鞣质在中草药里普遍存在，一般对治疗疾病不起主导作用，常视为无效成分，但在五倍子、虎杖、地榆中却因鞣质含量较高并有一定生物活性而是有效成分；又如粘液通常为无效成分，而在白及中却为有效成分等。

中草药化学成分不仅与中草药的医疗作用有着密切的关系，而且对于鉴定中草药的品种、质量以及加工炮制、贮藏、栽培引种、资源发掘都有重要意义。因此，在研究中草药的工作中，必须了解中草药化学成分的组成、性质、分布、以及对中草药成分的鉴定、含量测定、提取分离、结构鉴定等有关知识。

篇3：中药化学辅导：有关中药植物化学成分概述

一、植物的新陈代谢产物

植物为了维持生长、运动、繁殖等生命活动，必须不断地与周围环境进行物质交换，在此过程中所发生的物质合成、转化和分解的化学变化，总称为代谢(metabolism)。

植物一方面从环境中吸收简单无机物，转化为复杂的有机物，综合成自身的一部分，同时把太阳能转化为化学能，贮存于有机物中。这种在合成物质的同时又获得能量的代谢过程，叫做同化作用(assimilaiton)或合成(anabolism)。另一方面，植物又将体内复杂的有机物分解成简单的无机物，同时把贮存在有机物中的能量释放出来，供生命活动。这种在分解物质的同时又释放能量的代谢过程，叫做异化作用(disassimilation)或分解(catabolism)。

有些植物，能直接利用无机碳化合物来合成有机物，这些植物称为自养植物(autophyte)，如大多数高等植物和少数具有色素的微生物。另有些植物，只能利用现成的有机物，经代谢转化为自身的生命物质，这些植物称为异养植物(heterophyte)，如某些微生物和少数缺乏色素的寄生高等植物。从进化观点来看，异养植物是最先出现的一些比较原始的生物类型，光合细菌是异养植物发展到自养植物的桥梁。自养植物在植物界最普通且很重要。

自养植物的同化作用又分两种类型：绿色植物通过光合作用(photosynthesis)进行合成，即吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，合成碳水化合物，并释放氧气。此过程可用下列方程式表示：6co2+ 6h2o = c6h12o6 + 6o2

不具备光合色素的自养型细菌，通过化能合成作用(chemosynthesis)来合成，即只能利用无机物氧化分解放出的化学能量，作为还原二氧化碳的能量来源，它只能在有氧气的环境中进行。

有合成必然有降解，两者构成了植物代谢的过程。各种化合物的合成和降解，分别称为合成代谢和降解代谢，在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢和降解代谢，在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢过程称为初生代谢(primary metabolism)，所生成的物质有蛋白质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、rna、dna等，这些产物称为初生代谢产物(primary metabolites)。利用初生代谢产物产生对植物本身无明显作用的化合物，如：甙类、生物碱类、萜类、内酯类、酚类化合物等，它们称为次生代谢产物 (secondary metabolites)，这个代谢过程称次生代谢(secondary metabolism)。

二、有效成分、辅成分和无效成分

生药虽来源于植物、动物和矿物，但95%以上来自植物，其所含的化学成分主要是指植物新陈代谢所产生的代谢产物。大多为维持本身生命活动所必需的化合物，这些成分含量较高，而生理活性一般较小，临床应用不多。而植物的次生代谢产物，它们是存在于植物体内的特殊成分，含量较低，但生理活性较强，具有临床应用的价值。通常把生药的化学成分分为三类：

1. 有效成分(active substances)

指具有显著生理活性和药理作用，在临床上有一定应用价值的成分。这类成分仅存在于某些植物中，包括生物碱类、甙类、挥发油类等等，如：利血平 (reserpine)是萝芙木降压的有效成分，苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分，薄荷挥发油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛凉解表的有效成分。

2. 辅成分(adjuvant substances)

指具有次要生理活性和药理作用的成分，有时候，它们在临床上也有一定的应用价值。有些辅成分能促进有效成分的吸收，增强疗效，如：洋地黄皂甙能促进洋地黄强心甙的吸收，从而增强洋地黄的强心作用。有些辅成分能使有效成分更好地发挥作用，如槟榔中的鞣质，可保护槟榔碱(arecoline)在胃液中不溶解，而到肠中才被游离出来，木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。

3. 无效成分(inactive substances)

指无生理活性，在临床上没有医疗作用的成分。它们包括纤维素、木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。

上述分类并不是绝对的和固定不变的，应根据具体的生药进行具体分析，才能确定某成分是否是有效成分、辅成分或无效成分。如：鞣质在地榆与五倍子中为有效成分，在大黄中为辅成分，而在肉桂中为无效成分。同时应从发展的观点来分析，随着人们的不断实践，特别是现代科学技术的发展，生药中越来越多的化学成分被认识，用于药理研究，进而被开发用于临床。原来认为是“无效”成分，现在不少已发现了它们的医疗价值，而成为有效成分了。如：天花粉蛋白质有引产、抗癌作用，蘑菇多糖(lentian)对实验动物的肿瘤有明显抑制作用，叶绿素能促使肉芽生长，菠萝蛋白酶有驱虫、抗炎、抗水肿的作用。

生药的化学成分不仅与药理作用、临床应用有密切的联系，而且对于生药的鉴定、质量评价、新制剂的开发研究、新资源的发掘利用均有密切联系。随着化学成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入，对植物新陈代谢及其代谢产物的内涵也将不断充实和发展。

本教材简要介绍生药中有关成分的基本概念、结构类型、分布、通性、鉴别反应和含量测定等，为生药的鉴定、质量评价与常用生药的开发利用打下必要的基础。至于各类成分的提取分离、结构测定等内容将在天然药物化学课程中介绍。

篇4：中药化学辅导：植物色素类

植物色素(phytochromes)在植物中广泛分布，有脂溶性色素与水溶性色素两类。脂溶性色素多为四萜类衍生物，这类色素不溶于水，难溶于甲醇，易溶于乙醇、乙醚和氯仿等溶剂。常见的脂溶性植物色素有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番红花素和辣椒红素等。其中胡萝卜素不溶于乙醇。有些色素有一定的生物活性，如叶绿素有一定的抑菌作用。

水溶性色素主要为花色甙类，又称花青素，普遍存在于花中。可溶于水与乙醇，不溶于乙醚与氯仿等有机溶剂，其色泽随ph的不同而改变。

植物色素类常作为杂质除去，如在制备生物制剂或提取有效成分时加水稀释而使叶绿素析出，水溶性色素可用醋酸铅试剂沉淀或活性炭吸附除去。随着科学研究的深入，已发现不少色素具药用价值，如紫草的萘醌类色素能抑菌，红花中的红花红素与红花黄素能活血化瘀与抗氧化，姜黄中的姜黄素(curcumin)能降血脂和抑菌，栀子中的栀子黄色素(gardenin)能抑菌。

篇5：中药化学辅导：植物分类系统与化学成分的关系

现代植物分类是按照植物形态的异同、习性的差别以及亲缘关系的远近系统排列的。因此，一般说来，在植物分类系统中位置愈接近的植物，它们的亲缘关系就愈接近。植物分类系统与化学成分的关系，实际上是指植物亲缘关系与化学成分的关系。

各种植物由于新陈代谢类型的不同，产生了各种不同的化学物质——生物碱类、甙类、萜类等等。这些化学成分在植物中的遗传和变异，是与植物系统位置、植物的环境条件（气候、土壤与生物等）密切有关的。植物分类系统与化学成分的关系可大致归纳为下述几个方面：

1．每一种植物在恒定的环境条件下、具有制造一定的化学成分的特性，而这个特性是这种植物的生理生化特征。如颠茄产生莨菪烷衍生物类生物碱，人参产生三萜类皂甙，薄荷产生萜类等等。

2．亲缘关系相近的植物种类由于有相近的遗传关系，往往具有相似的生理生化特征。亲缘关系愈近，共同性愈多；亲缘关系愈远，共同性愈少。如异喹啉类生物碱主要分布于多心皮类及其近缘类植物的一些科中，如木兰科、睡莲科、马兜铃科、防已科、毛莨科、小檗科、罂栗科、芸香科等。这些科中的生物碱的化学结构也显示相互之间有紧密的亲缘关系，与产生它们的植物科之间的亲缘关系一致。吲哚类生物碱中最大的一族为鸡蛋花烃（plumerane）型吲哚生物碱，这族生物碱仅存在于夹竹桃科中的鸡蛋花亚科植物中。同属植物的亲缘关系很相近，因而往往含有近似的化学成分。如小檗属（berberis）植物含小檗碱，大黄属（rheum）植物含羟基蒽醌衍生物等等。

3．一般说来与广泛存在于植物界的代谢产物有更近似化学结构的简单化学成分（如黄嘌吟与咖啡碱化学结构很近似），在植物界的分布较广，分布的规律性不明显。有些化学成分在系统发育过程中，经过一系列的突变，因而结构也较复杂，如马钱子碱、奎宁等。这类物质的分布往往只限于某一狭小范围的分类群中。但某些起源古老的成分，虽经一系列突变，结构亦较复杂，但它们在植物界中的分布，还是有一定范围的，而且这种类型成分与植物亲缘之间的联系表现得更为明显和突出，例如上述异喹啉类生物碱的分布。

植物分类系统与化学成分间存在着联系性这一概念，已广泛应用于药用植物的研究、野生资源植物的寻找等方面。如具有降压与安定作用的蛇根碱（reserpine）自印度的夹竹桃科萝芙木属植物蛇根木rauvolfia serpenitina （l.）benth ex kurz中发现后，从该属的其他约20种植物中亦发现了利血平，并根据植物的亲缘关系在萝芙木属的两个近缘属中找到了同类生物碱。为了发掘具抗菌作用的小檗碱的资源植物，经植物分类学与植物化学综合研究，发现小檗碱在中国主要分布在5个科（小檗科、防已科、毛莨科、罂粟科、芸香科）16个属的多种植物中，而以小檗科小檗属较理想。又据研究，莨菪烷类生物碱主要集中分布于茄科茄族（so1aneae）中的天仙子亚族（hyoscyaminae）、茄参亚族（mandragorinae）及曼陀罗族（datureae）植物中，并发现了含碱量较高，有生产价值的新原料植物——矮莨菪（przewalskia shebbearei（c.e.c.fischer） kuang， ined）及马尿泡（p. tangutica maxim.）。再如生产可的松等激素药物的原料——甾体皂甙，不仅在薯蓣属（dioscorea）的几十种植物中有发现，而且在亲缘关系相近的一些科中也有发现。必须注意的是，植物的系统发育与其所含化学成分的关系是十分复杂的。由于植物界系统发育的历史很长，发掘出来的古生物学资料不够齐全，加上多数植物的化学成分尚未明了，有些成分的分布规律还未被揭示及认识，所以，有关植物的系统发育与化学成分的关系的研究尚未成熟，有待于进一步研究。在应用植物分类系统与化学成分间的联系性时，必须具体问题具体分析。

近年来，在植物分类学与植物化学这二门学科间出现了一门新的边缘学科——植物化学分类学（p1ant chemotaxonomy）。它的主要研究任务是：

（1）探索各级分类群（如科、属、种等）所含化学成分（包括主要成分、特有成分和次要成分）及其合成途径。

（2）探索各种化学成分在植物系统中的分布规律。

（3）在以往研究的基础上，配合传统分类学及各有关学科，从植物化学成分的角度，共同探索植物的系统发育。

显然，这一新兴学科在认识植物系统发育方面有重大的理论意义，并可为有目的地开发、利用植物的资源、寻找工业原料等提供理论依据。例如通过对毛莨科与单子叶植物的百合目植物所含生物碱、甾体化台物、三萜化合物、氰醇甙和脂肪酸等五类化学成分的比较分析，发现二者具有很多类似的化学成分，有的成分甚至仅仅为它们所共有。联系到百合目与毛莨科的一些原始类群在形态和组织解剖上的某些相似性，从而认为二者有着十分密切的亲缘关系，即单子叶植物通过百合目起源于原始的毛莨科植物。这一研究结果在了解客观存在的植物系统发育的真实情况方面，具有一定的理论意义。

又如根据国内外在药用植物研究工作方面的大量实践、目前从中国药用植物中大致归纳出一些具重要生物活性的成分（生物碱、黄酮类、萜类、香豆精等）及药理作用的植物类群。由此可见，植物化学分类学是一门富有活力的新学科，它的研究成果值得药用植物学与药用植物化学工作者重视与运用。

篇6：中药化学辅导：中药化学成分结构测定一般程序和方法

中药化学成分特别是有效成分的结构鉴定（测定）是中药成分研究的重要步骤。如果不能鉴定结构，说明研究中药化学成分没有结果，更谈不上更进一步的研究，如药代动力学研究、结构改造等。

┌ 中药化学成分鉴定的方法

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·中药化学成分结构测定一般程序和方法 │

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└ 中药化学成分的鉴定程序

中药化学成分鉴定的方法

要进行中药化学成分结构鉴定，首先要保证样品的纯度，如果被测样品达不到一定纯度，则无法鉴定结构式。鉴定结构式采用的方法有化学法（利用化学反应等）、波谱法等。波谱法是非常准确的先进方法，包括紫外光谱（uv）、红外光谱（ir）、核磁共振法（1h-nmr、13c-nmr）、质谱法（ms）等。

如果被测成分是已知化合物，在确定纯度后，不必作很多鉴定工作，选择其中几种即可。如果能得到已知物的标准品或对照品，将被测定成分和标准品进行色谱分析（tlc或hplc），rf值或保留时间一致，混熔点不下降，红外光谱完全一致，分子量一致，就可说明被测成分和对照品一致。如果得不到标准品，则和文献中已知物的红外光谱（最好是已知物图谱）、质谱数据进行对照，有时还需和已知物的nmr谱数据进行对照，如果一致则说明被测成分和文献报道成分一致。

如果被测成分为未知物，则要作很多工作。对未知成分的结构测定，也要注意文献工作，注意该中药的来源，注意同种属植物中化学成分的研究情况，收集信息，对结构鉴定很有益处。未知物的鉴定基本有二种情况，一种是全新结构的化合物，一种是基本骨架已知，而只是取代基种类不同或位置不同，对后一种情况，收集文献资料对鉴定结构非常有用。

中药化学成分的鉴定程序

对一个化合物，一般按下列步骤进行鉴定：

·纯度的确定

（1）首先观察外形、颜色是否单一纯正，晶形是否一致。

（2）色谱分析：薄层色谱结果为单一斑点，应注意点样量不可太小，展开剂不可只选一种。有时可用气相色谱和高效液相色谱法，结果为单一色谱峰。

（3）熔点测定：熔点距一般应小于2℃。

·物理常数的测定

物理常数固体样品包括熔点、比旋度等；液体样品包括沸点、折光率、比旋度等。

·分子式测定

采用高分辨质谱法得到分子离子峰，可直接得出分子式。如无高分辨质谱则可先测出分子量（一般用质谱），再进行元素分析测出所含元素及百分含量，求出实验式，最后计算出分子式，实验值与理论值应非常接近。

·化合物功能团和分子骨架的推定

采用的方法有计算不饱和度、化学反应、ir光谱、uv光谱、nmr谱、ms数据，综合分析，有时与已知物进行比较，以确定被测样品的基本骨架与功能团（取代基）。