第一篇：天然產物化學教案(第一章-總論)

天然產物化學教案

授課對象 2002級生物工程學院

授 課 人 林 治 華

授課單位

制藥工程系 授課時間 2003～2004二學期 天然產物化學教案

重慶工學院生物工程學院制藥工程系

天然產物化學為藥學專業的專業課，根據教學大綱的要求及學校的安排，課堂講課36學時。

天然產物化學內容分為總論和各論兩部分。總論主要闡述了研究天然藥物有效成分常用的各種色譜分離方法和各種結構鑒定方法。各論是本課程的重點，在討論了糖和苷的一般性質和結構研究法基礎上，將所有的天然產物按照其結構母核分為苯丙素類、蒽醌類、黃酮類、萜類和揮發油、三萜及其苷類、甾體及其苷類、生物堿等七個部分，詳細論述了它們的結構特點、理化性質、提取分離和結構鑒定，并結合生物活性及應用介紹了一些有代表性的化合物。

現將每章節教學的目的要求、教學時數、教學重點和難點、思考題等方面的內容具體安排如下：

第一章 緒 論

目的要求：

1．了解天然產物化學的發展及其重要性。

2．掌握研究天然產物的方法：（1）天然產物有效成分的提取、分離方法；（2）掌握色譜技術中洗脫劑選擇的原則；（3）熟悉天然產物結構研究的主要程序及主要方法。

教學重點和難點：（主要部分）重點、難點、疑難解析

一、天然產物化學的含義及研究內容

天然產物是包括了存在于陸生動植物、海洋生物和微生物體內各類物質成分，甚至還可以包括人與動物體內許多內源性成分（包括天然藥物、天然樹脂、天然精油、天然高分子、天然香精、天然色素等等）。

天然產物是由各種化學成分所組成的復雜體系。如在陸生植物體內的主要成分就有：生物堿、萜類、甾體、苷類、黃酮類、蒽醌類、糖類、蛋白質、脂類等等。不同的天然產物在其組成和含量等方面具有生命體的一般特征，某一相同的化學成分可能分布于各種不同的天然產物中，同時，不同來源的天然產物，所含的物質成分及其含量也存在很大的不同。

有效成分（active compound）（1）在藥理和生物學角度來看是指有生物活性的物質，這種物質在化學上能用分子式和結構式來表示，并具有一定的物理常數；（2）在食品領域中，有效成分的范疇可擴展到除生物活性成分、功效成分之外，如：營養成分、天然食品添加劑成分等。但隨著認識水平的提高，有效成 3 分也在發生變化（多糖和不飽和脂肪酸在降血脂方面的功效；一些天然色素如葉黃酸在抗氧化方面的作用等）。

應當強調指出，在中草藥及其他天然藥物中，真正搞清有效成分的品種是不多的，更多的只是一些生理活性成分，即經過不同程度藥效實驗或生物活性實驗，包括體外（in vitro）、體內實驗（in vivo），證明對機體有一定生理活性的成分。但它不一定是真正代表天然藥物臨床療效的有效成分。另外，有效成分或生理活性成分不能簡單而機械地理解。以氨基酸、蛋白質、多糖類成分為例，在多數場合均視為無效成分，并在加工過程中應盡量除去；但在鷓鴣菜、天花粉、豬苓等藥物中，卻分別證實是中藥驅蟲（鷓鴣菜中的氨基酸）、引產（天花粉中的蛋白質）及抗腫瘤（豬苓中的多糖）的有效成分。

天然產物化學是運用現代科學的理論與方法研究天然產物中化學成分的一門學科。

二、天然產物研究的發展史

在人類的史前時期，我們的祖先就已經掌握了用動植物制作箭毒的技術。先民們從各種天然物質中提取藥用成分治療疾病，但在19世紀以前，制藥的手段比較原始。

據國外文獻記載，從天然藥物中分離其中所含的有機化學成分，始于1769年舍勒將酒石（酒石酸氫鉀）轉化為鈣鹽，再用硫酸分解制得酒石酸(2,3-二羥基丁二酸)。后來又用類似的方法從天然產物中得到了苯甲酸（1775）、乳酸（1785）(2-羥基丙酸)、沒食子酸（1786）（倍酸、五倍子酸，化學名：3，4，5-三羥基苯甲酸）等有機酸類物質。但古代中國早在這之前就有了明確的記載。例如，明代李延的《醫學入門》（1575）中記載了用發酵法從五倍子中得到沒食子酸的過程?！侗静菥V目》卷39中則有“看藥上長起長霜，則藥已成矣”的記 4 載。這里的“生白”、“長霜”均為沒食子酸生成之意，是世界上最早制得的有機酸，比舍勒的發明早了二百年。（黑龍江大慶市中醫院日前采用了一項中西醫結合新療法，在超聲引導穿刺下，將自行研制的“五倍子硬化劑”用于卵巢囊腫的治療，迄今共為400多名患者解除了隱疾。據介紹，“五倍子硬化劑”是由五倍子、鴉膽子、元胡等組方而成，經科學提煉形成針劑型?，F代藥理學研究證實：五倍子具有明顯的收斂作用，內含鞣酸能使蛋白沉淀；鴉膽子所含的鴉膽子油，可破壞贅疣細胞的細胞核；元胡鎮痛效果好。多藥伍用的結果，能使囊壁上皮細胞發生壞死、萎縮，失去分泌功能，最終達到治療的目的。）又如樟腦的記載在中國最早見于1711年洪遵著的《集驗方》一書，后由馬可波羅傳至西方?！侗静菥V目》卷34下詳盡記載了用升華法等制備、純化樟腦的過程。但歐洲直至18世紀下半葉才提出了樟腦的純品。由此可見，古代中國的醫藥化學與其它自然科學一樣，在世界上居于領先地位，故有“醫藥化學源于中國”的高度評價，這是作為后人的我們應當引以自豪的。

從藥用動植物中提取活性成分則始于19世紀。第一個被提取的成分是嗎啡堿，于1805年由德國藥師塞圖爾自鴉片中提取。（純凈嗎啡為無色或白色結晶或粉末，難溶于水，易吸潮。隨著雜質含量的增加顏色逐漸加深，粗制嗎啡則為咖啡似的棕褐色粉末。在“金三角”地區，嗎啡堿和粗制嗎啡又稱為“黃皮”、“黃砒”、“1號海洛因”等，在非法買賣中，“黃皮”論“個”數進行交易，每個重1公斤。非法生產的嗎啡一般被制成磚塊狀。東南亞的產品有“999”、“AAA”、“OK”等商標，呈白色、淺黃或棕色。鼻聞有酸味，但吸食時有濃烈香甜味。濫用嗎啡者多數采用注射的方法。在同樣質量下，注射嗎啡的效果比吸食鴉片強烈10-20倍。

醫用嗎啡一般為嗎啡的硫酸鹽、鹽酸鹽或酒石酸鹽，易溶于水，常制成白色小片狀或溶于水后制成針劑。其藥理作用有：

(1)強烈的麻醉、鎮痛作用。嗎啡的麻醉、鎮痛作用是自然存在的任何一種化合物無法比擬的。它的鎮痛范圍廣泛，幾乎適用于各種嚴重疼痛包括晚期癌變的劇痛，一次給藥鎮痛時間可達4-5小時，并且鎮痛時能保持意識及其他感覺不受影響。此外還有明顯的鎮靜作用，能消除疼痛所引起的焦慮、緊張、恐懼等情緒反應，顯著提高患者對疼痛的耐受力。

(2)嗎啡能抑制大腦呼吸中樞和咳嗽中樞的活動，使呼吸減慢并產生鎮壓咳作用。(3)嗎啡作用于心血管系統可引起體位性低血壓及心動過緩。

(4)對胃腸道平滑肌、括約肌有興奮作用，使它的張力提高，蠕動減弱，因此有止瀉和治便秘的效果。

吸食嗎啡對神經中樞的副作用表現為嗜睡和性格的改變，引起某種程度的愜意和欣快感；在大腦皮層方面，可造成人注意力、思維和記憶性能的衰退，長期大劑量地使用嗎啡，會影起精神失常的癥狀，出現澹亡和幻覺；在呼吸系統方面，大劑量的嗎啡會導致呼吸停止而死亡。嗎啡的極易成癮性使得長期吸食者無論從身體上還是心理上都會對嗎啡產生嚴重的依賴性，造成嚴重的毒物癖，從而使嗎啡成癮者不斷增加劑量以收到相同效果。

吸食嗎啡的戒斷癥狀有：流汗、顫抖、發熱、血壓高、肌肉疼痛和攣縮等。）

此后的數十年間發掘了大量民間藥中的活性成分，如土根堿、奎寧、辛可寧、番木鱉堿、咖啡因、阿托品毛地黃強心苷、毒毛旋花苷、蟾蜍（chan chu）等，以生物堿居多，都具有顯著的生理活性，可以代表其原生藥，多數至今仍用作藥物。但當時只能利用分餾和重結晶來純化單體成分。

20世紀50年代先后自印度蘿芙木中獲得降壓活性成分利血平，以及從降血糖藥長春花中獲得抗癌活性成分春花堿，成為兩個很有價值的藥物，引起了各方的重視。

對海洋天然產物的研究是從1960年左右才開始的，到目前已取得了豐碩的成果。如：從被囊類動物中分離得到的具有細胞毒活性的吲哚生物堿；從一些海綿中分離的具有抗白血病的雙吲哚物質。

天然藥物化學的發展有兩個轉折點。其一是1930年前后，由于微量元素分析法的導入，試料量降至毫克水平，推進了天然成分的分析工作。其二是1960年代前后，各種層析方法的興起，使微量天然新成分的分離純化簡便易行。同時紅外光譜、核磁共振、質譜等新技術問世，結構研究工作趨向微量，快速和準確。新技術的興起使研究天然產物化學成分的周期大大縮短。

過去，一個天然化合物從天然藥物中分離、純化、到確定結構、人工合成需要很長時間。如嗎啡（morphine），1804~1805年發現、1925年提出正確結構，1952年人工合成，花了約150年時間。而利血平（reserpine）從發現、確定結構，到人工合成，只用了幾年的時間（1952-1956）。這個速度還在不斷增加，僅以生物堿類成分為例，1952-1962年中發現的新生物堿數目（1107）就已超過了在此之前100年中發現的總數（950），但1962-1972年的10年中發現的新生物堿數（3443）又比前10年超出了三倍之多。目前，生物堿類成分數目已達1萬多個。

20世紀80年代以來，由于分子生物技術的迅猛發展，為有效成分的提取和功能研究提供了新方法，如細胞培養、轉基因器官培養和反義技術等。例如利用發根農桿菌轉化植物，產生生長迅速、生產效能高而穩定的毛狀根培養物，從而產生有效的次生物質。

總之，大自然是一個天然藥庫，中國用中草藥治病已有數千年的歷史和經驗，這筆寶貴遺產亟待整理。

三、研究天然產物化學的意義

研究天然產物化學有助于人類從分子層面全面了解和認識天然產物，從而通過人工培養或人工合成的方式定向獲得大批量的目標產物并造福人類。這些目標產物可能是藥物，用于幫助人類與疾病作斗爭，保障人類的健康，提高人類的生存質量；也可能是有特種功能的物質，對人類生活提供方便；也為我們更好地認識自然和利用自然，提供了一個渠道。21世紀的今天，人們已經充分認識到天然產物及其改性產物所具有的獨特性質與功效是人類社會可持續發展的根本保證。

四、研究天然產物的一般方法和程序

1、天然藥物有效成分的提取

常見的提取方法有：溶劑法、水汽蒸餾法、分餾法、吸附法、沉淀法、鹽析法、透析法、升華法等。

2、天然產物有效成分的分離和純化

3、天然產物有效成分的分子結構鑒定

4、天然產物有效成分毒理學、藥效學評價 五、四種藥物成為21世紀“新星”

藍色藥物：醫學家從20多萬種海洋生物中篩選出具有活性的海洋生物（包括細菌、真菌、植物和動物）1000種以上，同時還從海洋礦產和黑泥中發現并提出多種藥物。據統計，從海洋生物中提取的藥品將達兩萬種。

綠色藥物：隨著癌癥、心腦血管疾病、糖尿病等對人類健康威脅和開發治療此類疾病的化學合成藥物耗資巨大，科學家把目光投向植物、礦物等綠色藥庫中開發新藥。

基因藥物：經過各國醫學家的不懈努力，從牛、羊等動物乳汁中獲取藥物已成功。這種基因藥物在進行進一步的研制和開發。據專家估計，通過轉基因藥物，乳腺生物反應器生產的藥物或珍稀蛋白，在21世紀初就會大量出現在國際市場上。

微生物藥物：微生物品種多、代謝多樣是研制新藥的取之不盡的寶庫。微生物藥物是臨床最常用的藥物之一，在醫療保健中占有重要地位。隨著抗生素耐藥性的發展及新病原體的不斷出現，人們必須不斷從微生物代謝物中尋找新藥。以保障人類的健康。

六、中藥及天然藥物化學的研究現狀及發展前景

中國政府于1993年1月正式向全世界宣布：從那一年起，中國開始實行化合物專利，并且將不再允許任何仿制受專利權保護的藥物。但是統計資料表明，當時中國合成藥品的97％為仿制藥品。

對于象中國這樣擁有12億人口的大國來說，人民醫療保健所需要的醫藥品如何才能得到保障呢？

例如：生產其他國家已經過專利保護期的藥品；從國外進口藥品或購買國外專利許可證等；并特別提到發展和使用傳統中藥制劑。

眾所周知，從“神農嘗百草”至今，中華民族幾千年來之所以能夠繁衍昌盛、綿延不斷，靠的就是中醫中藥。中醫中藥在臨床應用了幾千年，其療效經過了實踐的檢驗，并成為世界文化的一朵奇葩。但是由于生產工藝比較落后，質量 9 監控亟待改進，特別是中醫獨特的哲學思想使一般西方人難以理解，成為中藥產品在全世界進一步推廣發展的嚴重障礙。所以，新藥研究與開發成為當今十分重要和緊迫的課題。

中國的天然藥物資源情況 在中國，天然藥物有中藥、草藥、民族藥物及民間藥、地方習慣用藥等。而且，中藥多不單用，絕大多數是按照一定的組方規律配伍應用，構成復方（或方劑），傳到近鄰日本，則稱為“漢方藥”。同樣的藥材，由于組方配伍不同，在療效及副作用方面都會有所差別。實際上。這也就構成了不同的藥物。這一點可以說是中藥最大的特點。現在有據可查的中藥總數有6000余種（實際常用中藥僅300余種），但由之構成的中藥復方（方劑）數量則大約是它的十倍。

中藥及方劑的入藥方式有飲片、提取物及有效單體等等。飲片是中醫傳統的藥用方式，局限于醫院或家庭應用，特點是容易貫徹辨證論治、因病因人而異的中醫哲學思想，但不宜作為商品進入市場流通；提取物及其制劑多為工業化生產方式，經過簡單加工提取而成，適宜作為商品進入市場流通，工藝過程不特別復雜，但質量監控難度較大。相信在今后相當長的一個時期內，將會成為中藥應用的主要形式，如國內外市場目前應用的各種銀杏葉制劑以及大陸目前十分暢銷、用于治療心血管疾病的“地奧心血康”藥品等；至于中藥有效成分單體，如嗎啡、阿托品、長春新堿類等，實際上已經進入了現代藥物的范疇，成了所謂的“西藥”。特點是均為工業化生產方式，生產工藝難度較大，但質量監控均有保障。

從活性提取物出發，進一步采用生物活性跟蹤分離方法（bioactivity一guided isolation）追蹤分離到活性成分單體并測定其結構。所得到的活性成分單體進行進一步的藥效、毒性、質量監控研究之后，或直接開發成新藥，或進行結 10 構修飾后開發成新藥，或只作為先導化合物（leading compounds）進行結構改造后制成新藥。這樣做成的新藥可以用作藥物療法(pharmacotherapy）。典型實例如：morphine、taxol等。當然，這一階段的工作能否成功，關鍵在于能否從天然資源中得到盡可能多的新的活性化合物。沒有新的活性化合物，新藥研究就成了無源之水、無本之木。

怎樣才能得到更多的新的生物活性化合物呢？這里簡單概括了世界各國的成功經驗。對中國來說，從已有長期臨床實踐經驗的中藥出發去尋找新的活性成分將會是一條成功的捷徑。

現在，我將介紹一種新的從天然藥物中篩選生物活性化合物的方法。這種方法最先由日本北海道藥科大學鹿野教授提出，其基本設想是：中藥化學成分雖然多種多樣，但是當作為口服藥物應用時，只有那些能被吸收的成分才是活性成分研究的目標。具體的研究方法如這張幻燈片所示，將藥材的水或醇提取物給大鼠口服投藥，隨后在間隔一定時間后分別收集血清、尿及膽汁樣品，測定它們的3D－HPLC圖譜，比較投藥前后的差別。隨后分離純化投藥之后在血清、尿及膽汁樣品中出現的新成分，鑒定它們的結構，探討它們的活性，研究這些成分的藥物動力學及藥理學。通常認為，通過這種途徑發現的活性化合物才可能是真正的活性成分。當然，它們可能原本就存在于中藥及天然藥物中，但也可能是在體內吸收、代謝過程中形成的人工產物。

下面我們再來簡單介紹一下中藥復方研究問題。如開始提到的那樣，中藥很少單用，多在中醫理論指導下按照一定的原則組方應用，故方劑的數量約為中藥數量的十倍以上。由于中醫典籍中記載的中藥療效多建立在方劑用藥基礎上。因此研究中藥如不研究復方，可以說拋棄了中國傳統醫學的優勢，脫離了中國的國情。然而，中藥復方研究目前存在的問題主要是：

11（l）多停留于臨床療效觀察的階段，且多數觀察由于缺乏明確的雙盲對照、方劑原料、組成及制備工藝的不確定性、質量缺乏監控等原因，其結果的可靠性及重現性難以令人置信；

（2）中藥復方的實驗藥理學研究雖然逐年增加，但絕大多數也僅限于藥效學的觀察，而且由于沒有化學工作者的有效配合，方劑組成多不穩定，藥效重現性較差，難以準確反映復方的藥理學作用。

（3）中藥化學成分研究基本上沿用西方科學家走過的道路，多停留在單一中藥的化學成分或活性成分研究，中藥復方極少成為天然藥物化學家的研究對象；（4）研究工作經費嚴重不足，缺乏國家的統一協調、宏觀策劃與多學科的相互配合。總之，中藥復方研究因其難度較大，加上科學技術發展水平的限制，人們對此望而生畏，致使中藥復方研究長期以來處于舉步艱難、停滯不前的局面。迄今對中藥復方治療作用的物質基礎及作用原理依然所知甚少，中藥復方研究尚未走出一條中國自己獨特的道路：

中藥復方研究勢在必行。采用現代科學技術方法闡明中藥方劑治療作用的物質基礎及作用原理，不僅對闡明中醫藥理論、將中藥方劑推向國際社會具有重要的意義，而且可能是結合國情、發揮傳統醫藥及資源優勢，進行創新藥物研究的一條重要的有效途徑。

我們對中藥復方研究的總體思路是：（l）將中藥復方作為一個整體進行研究；

（2）臨床的主要治療作用，應與實驗藥理學效果及活性評價指標大體平行；（3）在探討復方治療作用物質基礎時，“物質分離”應與“活性分離”同步進行，工作中宜采用多指標活性評價體系，以便盡快追蹤分離得到目標活性成分；

12（4）在分離得到目標活性成分基礎上，探討目標活性成分在復方及藥材中的分布及含量；

（5）在目標活性成分為等劑量條件下進行目標活性成分、單一藥材及復方的藥效學對比，探討復方的組方依據及作用原理。

我們設想的中藥復方研究的大體程序如下：

（l）選擇目標處方。應盡可能符合下列條件：臨床療效確切；臨床療效可用現代藥理學實驗表達；藥味盡可能簡單，且涉及的藥材品種比較明確；防治常見病或疑難病，且能體現中醫用藥特色；最好是傳統的經典方；

（2）核定標準處方，并采用現代藥理學手段確認標準湯劑的藥效。中藥復方多水煎服用，且其臨床療效的記載也多立足于湯劑，放在目標處方一旦選定后，應在考察經典遺著及著名中醫實踐經驗的基礎上選擇標準處方，從產地選購批量的標準藥材，按照制定的標準工藝做成標準湯劑，采用現代藥理學研究方法正確表達與確認標準湯劑或其凍干粉的臨床療 效。此項工作是整個中藥復方研究的前提。

（3）建立多指標活性評估體系：

a．所選指標應與藥效學實驗結果平行，并能反映臨床的主要藥效； b．盡可能簡單、靈敏、準確，以便能用于指導活性成分的追蹤分離過程；（4）追蹤分離目標活性成分，直至確定它們的結構： a． 從己有活性的標準湯劑或其凍干粉出發進行研究；

b．“物質分離”與“活性分離”同步進行，即在分離過程的每一階段，均采用上述多項活性評估指標對母體及子體進行活性評估，優選出最強部位，繼續追蹤分離，直至分得目標活性化合物；

c.采用各種現代的結構測試手段測定目標活性化合物的結構：

13（5）探討復方治療作用的物質基礎及作用原理

a.研究目標活性成分的定性、定量分析方法，測定目標活性成分在標準藥材及標準湯劑中的分布規律及含量；

b.在目標活性成分為等劑量條件系，采用藥理學手段比較目標活性成分單體及其不同比例混合物、相應的標準藥材及其混合物、以及標準湯劑的藥效，探討復方治療作用的物質基礎及作用原理： 我們對中藥復方研究的預期結果：

（l）闡明中藥復方治療作用的物質基礎及作用原理；

（2）為結合國情進行創新藥物研究開發一條新路。創新藥物的可能來源是： a．目標活性化合物或其一定比例的混合物本身可能開發成新藥； b．目標活性化合物可能成為創新藥物研究中的先導化合物；

c.原有的中藥復方在闡明其治療作用的物質基礎及作用原理后，經改進制劑工藝、并按國際規范化要求控制制劑質量后，可能開發成為新的標準化制劑； d.原有處方在研究基礎上經改進、重新組成新的有效復方，并按國際規范化要求控制制劑質量后，可能開發成為新的標準化制劑；

顯然，前兩種類型開發成的新藥可以用作藥物療法（Pharmacotherapy），而后兩種類型研究開發成的新藥可以用作植物療法（Phytotherapy）。以下將結合我們對漢代名醫張仲景提出的著名活血化瘀方劑“瓜樓薤白白酒湯”的初步研究工作，就上述中藥復方的研究思路進行說明。雖然研究工作才剛剛開始，但中藥復方研究工作的意義及難度從中可見一斑。綜上所示，在中藥和天然藥物的研究方面仍然存在很多問題，例如：

（l）某些化學家只對新化合物有興趣。迄今所研究過的中藥中，只有很小的百分比是為了研究活性化合物；

14（2）即便是通過活性追蹤方法研究的中藥，通常也只是利用一種類型的活性篩選模型，無法反應中藥的綜合藥理作用。

（3）大多數中藥民間常用以水煎方式進行口服，然而化學工作者較少注意進行水溶性成分的研究；

（4）中藥多作為復方形式在臨床配伍應用，但中藥復方發揮作用的物質基礎及其組方原理基本上還沒有作為天然藥物化學的研究課題。

（5）中藥有著多方面的藥理作用，且一般通過調節人體的整體平衡發揮療效。但迄今為止，在追蹤活性成分時，人們多只采用單一的活性篩選體系。因此很難說得到的所謂“活性成分”是代表中藥臨床療效的真正的活性成分。（6）人體內源性環境對中藥化學成分的影響也很少考慮或幾乎不予考慮。因此，所得到的“活性化合物”可能是真正的活性成分，也很有可能僅僅是前體藥物。關于今后中國中藥及天然藥物化學研究的發展趨勢及展望，我們認為。（l）化學家將更多注意研究活性成分，如：活性成分的研究將取代一般化學成分研究；比起對發現新結構來說，將更多注意發現新的活性；將會更多注意水溶性及醇溶性成分的研究；生物活性跟蹤分離方法將成為研究天然活性成分的主流；

（2）為了得到真正的活性成分，將采用多指標活性篩選體系，并且化學成分的體內代謝也應給予更多考慮；

（3）將更多注意人體內源性環境對中藥化學成分的影響。中藥復方化學成分的研究也將提到議事日程；

（4）中藥及天然藥物活性成分研究得到的成果將不只是提供用作研究開發新藥的先導化合物，還將為標準提取物的制備提供科學的基礎。

七、我國中藥天然藥物化學研究存在六大問題

中國工程院院士、沈陽藥科大學教授姚新生在全國藥師周所作的大會報告中提出，從中藥天然藥物出發研究開發創新藥物是一條必由之路，目前全國已形成了一股中藥研究的浪潮，但目前中藥、天然藥物化學研究中存在六個值得重視的問題。對中藥研究將產生不利影響。

1、一些研究者只是單純進行化學研究，滿足于發現一些新化合物發表文章，對活性則及不重視，很少有人進行活性成分研究。為了能夠發現新的化合物或新的結構，一些人對有臨床多年經驗積累的中藥或民間藥興趣不大，寧可去研究尋找新的植物資源，而不管它是否有活性或是否有臨床經驗。

2、活性成分研究的思路和方法不當。多半只是將分離得到的化合物在測定結構后，再送至有關活性篩選部門進行活件篩選。較少在人采用活性指導下的導向分離方法，那些含量甚微、又難于分離的活性成分在分離途中可能丟失，丟失了也難于察覺。

3、化學家與生物學家相互脫節。生物學家盡管不斷宣布在身體機能、細胞或基因調控方面有新的發現，但未能投入實際應用，并在此基礎上建立起新的靈敏、簡便、可靠的活性篩選體系?；瘜W家即便想進行活性成分研究，也常常無法進行。

4、未能充分重視中醫藥的傳統經驗。中藥多以湯劑形式應用，但是水溶性成分很少成為化學研究者的工作對象。迄今多沿用西方做法，將中藥當作一般的植物藥進行研究。但中藥很少單用，多為組方用藥，中藥的療效主要是方劑的藥效。但中藥方劑的有關成分的研究，化學家很少涉足。

5、多采用西醫哲學思想研究中藥。西醫多強調外因的作用，中醫強調治本或者標本兼治，因此研究中藥活性成分時如果選用的是體現西醫哲學思想的活性篩選 模型，用作陽性對照的又是那些符合西醫對癥治療的觀點、作用劇烈的西藥時，則中藥活性成分的研究結果常常令人失望。在研究常用中藥、尤其是中藥中的上品或其制劑時，這種情況更為多見，導致研究成效不大。

6、從中藥成天然藥物中得到的活性成分，往往未做進一步的結構修飾或者結構改造，并就結構——活性相關問題進行深入探討，對創新藥物的貢獻不大。研究成果也未能更好地用于指導中藥制劑的標準化、規范化，對推動中藥現代化起的作用不大。

補充：中國科學院上海藥物所在天然產物方面取得的成績

主要從事中草藥成分的提取、分離、結構解析、化學合成與結構改造的研究。對抗血吸蟲病有效成分南瓜子氨酸和降血壓有效成分蓮心堿進行了化學與藥理作用的系統研究。從中草藥內發現了菜素、土槿皮乙酸、芫花酯甲、使君子氨酸、垂盆草甙、五味子酯甲、甘草查耳酮、仙鶴草酚及石杉堿甲等一批具有各種生理活性的新化合物。從國產美登木植物中分離到含量千萬分之二的抗腫瘤有效成分美登素結晶，并完成了這個含有8個手性中心19員大環的復雜化合物的全合成。在天然產物的結構改造方面，將抗瘧成分常山堿改造成抗心律失常藥?？┻瑢⒖汞懰幥噍锼馗脑斐莎熜Ц叩妮锛酌?，將抗癌藥喜樹堿轉化為療效更高的10－羥基喜樹堿。至今，已分離出400多個新天然化合物并闡明其結構，化學合成25個天然化合物。其中100 多個有較強的生理活性，30多個通過新藥鑒定投入生產，如延胡索乙素、長春新堿、10-羥基喜樹堿、高三尖杉酯堿、丹參酮Ⅱ-A磺酸鈉、常咯啉、銀杏制劑、蒿甲醚、石杉堿甲等。

第二篇：陜西師范大學天然產物化學本科生期末考試

陜西師范大學

2013年本科生

一、回答問題題（50分）：

1、提取和分離生物堿的方法有哪些？（5分）

2、根據連接苷元和糖的原子可以將苷類化合物分為哪幾類？試述苷類化合物的通性。（5分）

3、Simth降解反應——具有鄰二醇結構的化合物可以與IO4-作用氧化成醛。氧化

開裂反應主要用于采用酸水解苷元易發生改變的苷類及難水解的C-苷，可以獲得完整的苷元。寫出Simth降解反應的步驟？（10分）

4、植物有效成分提取的方法有浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法和連續提取法，說明每一種方法的使用范圍及優缺點。（10分）

5、寫出二氫黃酮、二氫黃酮醇和二氫異黃酮的基本骨架。（5分）

6、生物堿在植物體中的存在形式有哪些？（5分）

7、為什么麻黃堿比偽麻黃堿的堿性弱?（5分）HH

CH3OHNHCH3HCH3NHCH3

麻黃堿偽麻黃堿

pKa9.589.748、天然植物中有哪些主要類型的化學成分？通常將哪些視為有效成分？哪些被視為無效成分當作“雜質”？如何除去這些雜質？（5分）

二、舉例論述：半合成法在天然藥物化學成分結構修飾和改性中的應用。（50分）要求：內容要豐富，不得少于2000字。

注：不接受打印作業

第三篇：2013化工班天然產物化學社會實踐題

2013級化工《天然產物化學》社會實踐題

（任選2題）

一．野菊花富含各種生理活性成分，在我國各地均有生長，請合理設計提取

利用野菊花中各種生理活性成分的具體技術路線。

二． 古丈是我省茶葉主產區，其毛尖等名茶價格不菲，但殘次茶的利用開發

不夠，試設計古丈粗茶葉的綜合應用方案。

三． 椪柑是湘西的大宗農副產品，其鮮果及固體廢棄物的利用尚有很大空間，請設計湘西椪柑鮮果及固體廢棄物產品綜合開發方案。

四．舉例說明我國已經取得的植物資源利用方面的成就。

五．請為武陵山區特色植物資源的開發利用獻言獻策。

第四篇：化學教案[定稿]

氧氣的化學性質

一．教學目標：

1；知識與技能：使學生了解氧氣的物理性質（色、態、味、密度、熔點、沸點、水溶性等）；使學生掌握氧氣的化學性質（觀察和描述木炭、硫、鐵，紅磷，蠟燭在氧氣中燃燒的現象，從中歸納出氧氣的化學性質）；了解氧氣的主要用途，氧氣與人類的關系密切。

能力：培養學生觀察和描述實驗現象的能力，使他們學習通過實驗來研究物質及其變化的科學方法。

2； 過程與方法：體會實驗中的觀察、比較、分析和歸納的方法。

3； 情感態度價值觀：養成細致的觀察習慣和嚴謹的工作作風。二．

重點難點：

氧氣的化學性質及其現象的描述。文字表達式的書寫 三．教學方法 講授法（實驗演示）。

四．教學用具 儀器：集氣瓶（5個裝有氧氣）、燃燒匙、酒精燈等。

藥品：木炭、硫粉、紅磷、紅鐵絲、蠟燭，石灰水、氧氣。

其它：火柴。五． 教學過程

【復習引入】空氣的成分按體積算，最多的是（），其次是（），還有（），（）和（），我們是怎樣用實驗來確定空氣中氧氣的含量的呢？

【回答】（氮氣），（氧氣），（稀有氣體），（二氧化碳），（其他氣體和雜質）

紅磷的燃燒實驗

【問題引入】為什么一定要通過實驗才能知道空氣中存在著氧氣？而不是

用肉眼去看？

氧氣是無色、沒有氣味的氣體，這是氧氣的什么性質？

紅磷能在氧氣中燃燒，這又是氧氣的什么性質？ 【回答】物理性質

化學性質

【確認目標】我們這節課就來學習氧氣的性質。要求：記住氧氣的主要物理性質，理解氧氣的化學性質?！景鍟恳?氧氣的性質

【問題討論】出示一瓶氧氣請學生觀察并描述其物理性質。想一想，氧氣有味嗎？氧氣溶于水嗎？

【回答】無色、氣體，無味，可溶（不溶）兩種答案均可能出現?！咎釂枴眶~在水中靠什么呼吸？它呼吸的氧氣來自哪里？ 【回答】靠腮呼吸。氧氣來自水中。

【結論分析】由此可推知氧氣的溶解性，氧氣既不是可溶于水，也不是不溶于水，而是不易溶于水?！景鍟?/p>

1、物理性質：（1）無色、無味的氣體。（2）不易溶于水。

（3）密度比空氣大（同一條件下）。

（4）液態（沸點—183°C）、固態均為淡藍色。【學生活動】自學、劃重點（或記筆記。）【問題討論】氧氣有哪些化學性質呢？

提問：什么叫化學性質？

【學生】物質在化學變化中表現出來的性質。

【教師】既然化學性質要在化學變化中方可表現出來，我們就來進行如下實驗。

【板書】

2、化學性質

【演示實驗】木炭在氧氣中燃燒 1．

將木炭加熱至紅，置于空氣中

劇烈燃燒、發紅光

2．在將燒紅的木炭，放入集氣瓶中

劇烈燃燒、發白光

3．在集氣瓶中加入少量澄清的石灰水、振蕩。

石灰水變渾濁。

【提問】木炭在空氣和在氧氣中都發生了化學變化，是和同種物質反應嗎？ 【回答】是，都和氧氣反應

【提問】石灰水變渾濁說明瓶中產生了什么氣體？ 【回答】二氧化碳

【結論】碳在氧氣中燃燒生成二氧化碳。請學生寫出此反應的表達式?！景鍟浚?）碳 + 氧氣 —點燃——二氧化碳

（C）

(O2)

(CO2)【演示實驗】鐵絲在氧氣中燃燒

觀察這瓶氧氣與前幾瓶有何不同？

瓶底鋪少量的沙子（或少量水也可以），思考為什么

將鐵絲加熱至紅伸入集氣瓶中。

描述實驗現象：劇烈燃燒、火星四射、生成黑色固體。

【提問】為何集氣瓶底要放少量的沙子（或水）？

生成黑色固體的溫度很高，掉到集氣瓶底會怎樣？ 【討論】會引起集氣瓶炸裂?！净卮稹糠乐辜瘹馄空?。

【結論】此黑色固體的名稱是四氧化三鐵，鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵。請學生寫出此反應的表達式。

【板書】（2）鐵 + 氧氣 ——點燃—四氧化三鐵

（Fe）

(O2)

(Fe3O4)【演示實驗】硫在氧氣中燃燒

1．將硫粉放在燃燒匙中加熱至燃燒?，F象：發出淡藍色火焰。

2．將燃著的硫粉伸入集氣瓶中。

現象：劇烈燃燒。發出明亮的藍紫色火焰，產生一種帶刺激性氣味的氣體。【提問】這種帶刺激性氣味是二氧化硫。二氧化硫對空氣會造成嚴重污染。煙花、爆竹中的火藥是由木炭、硫磺等物質組成的，為什么在市區禁止燃放煙花爆竹？

【回答】防止硫燃燒后生成的二氧化硫污染空氣。

【結論】硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫。請學生寫出此反應的表達式。【板書】（3）硫 + 氧氣 —點燃———二氧化硫

（S）

(O2)

(SO2)【演示實驗】蠟燭在氧氣中燃燒

1．將小半截蠟燭放在燃燒匙中，在酒精燈中點燃 2．

把燃燒匙伸入集氣瓶中

現象：劇烈燃燒，發出白光，蠟燭很快就燃燒完了。集氣瓶內壁有小水珠。3．

在集氣瓶中加入少量澄清的石灰水、振蕩。現象：石灰水變渾濁。

【提問】集氣瓶內壁有水珠生成說明了什么？石灰水變渾濁說明瓶中產生了什么氣體？

【回答】有水珠說明蠟燭燃燒有水生成，能使石灰水變渾濁說明反應有二氧化碳生成。

【結論】蠟燭（石蠟）在氧氣中燃燒生成水和二氧化碳。請學生寫出此反應的表達式。

【板書】（4）石蠟 + 氧氣 __點燃__水

+

二氧化碳

(混合物)（O2）

(H2O)

(CO2)

這個實驗也可知道燃燒物里有碳和氫燃燒之后會變為二氧化碳和水 【問題討論】通過上述實驗，我們可知，物質在較純的氧氣中燃燒，比在空氣中燃燒得（），由此可見：氧氣的化學性質比較（）。

【思考并回答】（更劇烈），（活潑）

【演示實驗】將帶火星的木條伸入氧氣瓶中。

觀察現象：木條燃燒起來了。

【提問】為什么殘存火星的木條會再次燃燒起來？

【思考并回答】因為氧氣的化學性質比較活潑，它可助燃（支持燃燒）。

【問題討論】如何證明一集氣瓶中裝的是氧氣？

【回答】將帶火星的木條抻入氣體中，若木條燃燒復燃，則證明此氣體為氧氣。

【板書】氧氣化學性質比較活潑，可以支持燃燒（助燃）

【教師講述】我們說一種物質的性質決定了他的用途，我門來看一下氧氣有哪些用途。

【板書】二.氧氣的用途 1．

供給呼吸

2．支持燃燒（助燃）

【課堂小結】這節課我們學習了氧氣的物理性質和化學性質，以及木炭、硫、鐵，蠟燭在氧氣中燃燒的現象。

【隨堂檢測】

1．對氧氣的物理性質，下列敘述中正確的是（）

（A）

極易溶于水（B）在標準狀況下密度比空氣大

（C）在 變成無色液體（D）在 變成白色固體

2.下列變化中屬于物理變化的是（）

（A）

磷在氧氣中燃燒（B）鎂條在空氣中燃燒

(C)氧氣由氣態變成液態（D）鐵在潮濕的空氣中生銹

3．下列物質在氧氣中燃燒時，產生有刺激性氣味的氣體的是（）

（A）

鎂帶（B）紅磷（C）硫粉（D）鐵絲

4．鐵絲在氧氣中燃燒的生成物是（）

（A）

氧化鐵（B）三氧化二鐵（C）四氧化三鐵（D）氧化亞鐵

5．做細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，操作或現象不正確的是（）

（A）

先在酒精燈上加熱細鐵絲（B）盛氧氣的集氣瓶底沒有水或沙子

（C）生成物為黑色固體（D）劇烈燃燒、火星四射、放出熱量

6．檢驗氧氣的方法是（）

（A）

用火柴去點燃（B）用帶火星的木條去檢驗

(C)倒入澄清的石灰水（D）聞氧氣的氣味

7．如何鑒別二氧化碳、氧氣、空氣？（簡述操作過程）

課后反思：，學生都很活躍，要適度的把握課堂氣氛，很多學生會只是在看熱鬧，而沒有真正認真思考問題，還有在書寫文字表達式的時候，學生會忘記寫條件，沒有認識到條件對化學反應的重要性，做鐵絲的燃燒實驗時盡量一次成功，最好選用圓珠筆中的彈簧。

推薦理由

；學生接受容易

2；思路清晰。由易到難。3；是縣教研室公開課 4；獲得縣教研室優秀教案

5；是教材編改后的真實體現者。

第五篇：化學教案

（2）植物光合作用需要水作為原料

諾貝爾獎兩次獲得者林德斯?波林醫生在《如何活得好》一書中給讀者提供了幾點養生術，其中有一條就是“每天喝大量的水”

4．水污染情況：（1）水污染的來源

a.工業生產中產生的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的任意排放； b.農業生產中農藥、化肥的任意施用； c.城市生活污水的任意排放。（2）防止水污染的主要措施：

a.加強對水的管理和對水質的監測； b.工業三廢實行先處理后排放； c.農業上合理使用化肥和農藥； d.節約用水，提高水的利用效率

二、水的組成及性質 1．水的組成

實驗：水的電解實驗

現象 ：1．接通直流電源，看見兩管子中都出現氣泡，負極和正極中氣體的體積比大約為2:1 2．將一根帶火星的小木條放在電源正極，木條復燃，說明生成了氧氣

3．將一根燃著的木條放在電源負極處，氣體被點燃，產生淡藍色火焰，用一個干冷的燒杯放在火焰上方，燒杯內壁出現水珠，說明反應生成了氫氣（Hydrogen）

氧氣（O2）＋ 氫氣（H2）點燃——→水（H2O）

解釋：水在通電的情況下，被分解生成了氫氣和氧氣

文字表達式：水（H2O）通電——→ 氧氣（O2）＋ 氫氣（H2）氣體體積比： 1 : 2 結論：水是由氫元素和氧元素組成的。化學中根據它的組成情況寫成H2O 注意：

（1）．純凈的水導電性很弱，在做水電解實驗時，一般在水中加入少量稀硫酸或氫氧化鈉溶液，以增強水的導電性。而硫酸或氫氧化鈉本身卻并沒有發生化學變化。（2）．因為我們通常使用的是鈉玻璃，焰色反應的影響，是反應產生的火焰呈黃色 2．水的物理性質

（1）在通常情況下，水是一種無色無味的液體

（2）在標準狀況下，水的沸點（boiling point）為0℃，水的凝固點（freezing point）為100℃

水蒸氣（vapor）水（water）冰（ice）（3）能夠溶解很多物質，是化學常用的溶劑

（4）在1大氣壓下，4℃時的水密度最大為1.0g/cm，冰的密度小于水的密度 3．水的化學性質

3（1）通電分解：

水（H2O）通電——→ 氧氣（O2）＋ 氫氣（H2）（2）能與某些非金屬氧化物發生反應，生成對應的酸

水（H2O）+ 二氧化碳（CO2）→ 碳酸（H2CO3）水（H2O）+ 二氧化硫（SO2）→ 亞硫酸（H2SO3）

水（H2O）+ 五氧化二磷（P2O5）→ 磷酸（H3PO4）熱水情況下（3）能與某些金屬氧化物發生反應，生成對應的堿

水（H2O）+ 氧化鈣（CaO）→ 氫氧化鈣[Ca(OH)2] 俗稱：生石灰 俗稱：熟石灰

（4）能與某些活潑金屬發生反應，生成對應的堿和氫氣

水（H2O）+ 鈉（Na）→ 氫氧化鈉（NaOH）+ 氫氣（H2）

三、水的凈化（要依據用水要求來凈化水）

1．過濾：過濾是一種從液體中分離出不溶性固體的方法。利用它可以將不溶于水的雜質與水分離。

（1）具體要求：“一貼、二低、三靠”

一貼：濾紙緊貼漏斗內壁；

二低：濾紙低于漏斗邊緣，被濾液面低于濾紙邊緣；

三靠：燒杯嘴緊靠玻璃棒，玻璃棒下端緊靠三層濾紙處，漏斗下端緊靠燒杯內壁

（2）玻璃棒的作用：引流，防止液體濺出

（3）如果水中的雜質顆粒比較小，我們一般加入明礬（十二水合硫酸鋁鉀，KAlSO4?12H2O）等凈水劑，可以吸附水中的懸浮雜質而沉降。

2．蒸餾：通過蒸餾的方法可以得到比較純凈的水，一般認為蒸餾水就是純凈物。

蒸發：通過溶劑揮發獲得溶液溶質的方法

具體要求：

（1）蒸發皿中液體不能超過容積的2/3；

（2）蒸發過程中，玻璃棒要不斷攪拌，防止局部受熱而使液體濺出；（3）蒸發結束后，應用坩堝鉗將蒸發皿轉移是石棉網上；（4）固體冷卻后，應用玻璃棒將固體轉移至指定容器中；

練習：水受熱蒸發與水通電分解是否是同種變化？

回答：水受熱蒸發是物理變化，而水通電分解是化學變化

3．軟化：石灰巖地區的水含有較多鈣、鎂等離子，是硬水。不含或含有少量的鈣、鎂離子的水是軟水

（1）實驗：硬水與肥皂水反應

現象：硬水中泡沫高度很低，而且在溶液中出現大量的絮狀白色沉淀 結論：硬水中的成分能與肥皂水發生反應生成白色沉淀（2）硬水的危害：影響加熱效率，浪費能源，容易引起鍋爐爆炸等

（3）硬水軟化的方法：加熱煮沸，蒸餾，離子交換法 4．自來水凈化

水源→過濾→吸附→消毒→進入家庭

練習：請你設計一個具體的實驗，鑒別以下4種無色液體：過氧化氫溶液，氯化鈉溶液，氯化鈣溶液，純凈水

設計：分別取樣。分別向4支試管中加入少量的二氧化錳，如果出現大量氣泡的試管中為過氧化氫溶液，剩余的3支試管中，加入少量肥皂水，振蕩后產生白色沉淀的是氯化鈣溶液，剩余的兩液體分別重新取樣，蒸發，在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水。

P.S：鑒別氯化鈉和純凈水的方法

（1）蒸發：在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水

（2）導電性：用導線將溶液與電源、小電珠連接，電珠亮的是氯化鈉溶液（3）密度：用密度計測定液體的密度，較高的是氯化鈉溶液 *（4）溶沸點：測定溶液的溶沸點，較高的是氯化鈉溶液

補充練習測試題

（1）有人說，天然水都是混合物，無色無味的液體都是純凈水，你認為對嗎？為什么？（2）下列變化哪些是化合反應或分解反應？為什么？

水電解；氫氣在空氣中燃燒；蒸發食鹽水得到水蒸氣和食鹽；過濾泥水得到水和泥沙。

（3）某種硬水煮開后，在容器底部出現白色的鍋垢。你認為鍋垢中可能含有什么元素？（4）有人認為，如果能找到從水中獲得氫氣的簡便方法，就可以從水得到氫氣，氫氣燃燒獲得熱能又生成水，從水再得到氫氣，如此反復循環，就不會有能源危機了。你認為對嗎？為什么？