7中药与天然药物化学

7中药与天然药物化学

第一节 中药与中药学

一.药物的分类

1. 在现代医学理论指导下使用的药物

(1).化学合成药物(西药)

合成药:阿司匹林,奥美拉唑

半合成药:蒿甲醚,头孢氨苄

抗生素:青霉素,红霉素

直截了当提取:麻黄素,紫杉醇

(2).生物制品:干扰素,球蛋白

(3).天然药物:各种银杏制剂,人参皂苷制剂

(4).草药（民间使用的药物）:黄花蒿（青蒿）

2. 在中医理论指导下使用的药物

(1).中药:人参 (大补元气,补脾益肺,生津,安神）

甘草（补脾益气,清热解毒,调和诸药）

(2).草药:黄芩茎叶（清热解毒）

3. 民族药: 藏药,蒙药

二、中药的起源及资源

《诗经》中载药50余种；公元前 770～220年，《山海经》载药 139种；公元前 221～公元265《神农本草经》载药365种；公元659年《唐本草》收药844种；宋代，《证类本草》收药1445种；1596年，明代《本草纲目》收药1892种；1765年，清代《本草纲目拾遗》记载药物2913种；1977年编成《中药大辞典》收药 5767种；《新华本草纲要》 6000种；《中国中药资源》载录12727种.

三、中药学的研究范畴

中药学是研究中药差不多理论和各味中药的来源、性味、功效及应用方法等知识的一门学科

1.中药的药性

药物的性味和功能称药性。中药的药性：四气，五味，升降沉浮，归经等

2.中药的四气（四性）

中医将病分为热性病和寒性病，按照药物的性质和治疗作用将中药分为寒、热、温、凉四种药性。如，石膏、黄连、栀子等治疗热性病具有寒凉性质、附子、干姜等治疗寒性病，具有温热性质。

寒性、凉性中药具有清热泻火作用、温性、热性中药具有温里散寒作用。

寒凉药物属阴，温热药物属阳。寒与凉，温与热只是程度上的差不

如果不了解药性，治疗热性病用热药，治疗寒性病用寒药，必定会产生不良后果

3.中药的五味

辛、甘、酸、苦、咸称中药的五味，不同的味有不同的治疗作用，味是表示中药作用的标志。

辛：发散、行气、行血。如麻黄、桂枝治风寒表证，木香、红花行气行血

甘：补益、和中。如人参、黄芪补益元气，甘草、大枣调和脾胃、调和药性

酸：收敛、固涩。如五味子、山茱萸敛汗涩精，五倍子涩肠止泻

苦：燥湿、泻降。如黄连、黄柏清热燥湿，大黄泻下

咸：软坚、泻下。如海藻、瓦楞子软坚散结，芒硝泻下通便

辛散，酸收，甘缓，苦坚，咸软

中药的气和味要综合应用，气味相同作用类似，气味不同则作用不同，气同味异或味同气异，则作用也不相同。

如麻黄薄荷同为辛味药，辛能发散，具发汗解表作用。麻黄性温，用于风寒表证.薄荷性凉，用于风热表证。

4.中药的升降沉浮

按照药物的作用趋向又将药物分为升降沉浮。升是升提，降是下降，浮有上行发散之意，沉有下行泻利之意。

升浮的中药（属阳）具有发汗，升阳，散寒，催吐等作用。用于病变部位在上在表，病势下降的疾病的治疗。如黄芪，升麻能治疗久泻脱肛，子宫下垂等气虚下陷疾病；麻黄，桂枝能治疗风寒表证。

沉降的中药（属阴）具有降逆，清热，泻下收敛等作用。用于病变部位在下在里，病势上逆的疾病。如石决明，牡蛎能治疗肝阳上亢的头晕，头痛。大黄，芒硝能治疗肠燥便秘等疾病。

药性的升降沉浮与药物的气味及质地轻重有一定关系。味属辛甘，气属温热，大多升浮； 味属苦酸咸，气属寒凉，大多沉降。花,叶等质轻药物大多升浮；种籽和矿物等质重中药 大多沉降。

药性的升降沉浮还与配伍或炮制有关。升浮药在众多沉降药中便随之下降；沉降药在众多升浮药中便随之上升。有些药酒炒则升，姜汁炒则散，醋炒则收敛，盐水炒则下行。

5. 中药的归经

归经是指药物关于机体某部位的选择作用。如寒性药物都有清热作用，但有的偏清肺 热，有的偏清心热，有的偏清肝热，有的则偏清胃热。再如同为补药，也有补心，补肺，补脾，补肾之区不。

6. 中药的炮制

对原药材进行的各种加工处理称炮制。经加工炮制的中药称中药饮片。

炮制的目的要紧有以下几点：

1、 降低或排除药物的毒性或副作用 如半夏，天南星等含有强烈刺激性物质，浸泡之后，可排除其刺激咽喉的副作用。马钞票子具有通络止痛，散结消肿之功效 。要紧用于治疗风湿顽痹，麻木瘫痪，跌打损害，痈疽肿痛，小儿麻痹后遗症，类风湿关节痛等。其中的要紧成分是士的宁（疗效好）和马钞票子碱（毒性强）。

炮制方法：沙烫或油炙 炮制温度：200～260℃ 分解温度：马钞票子碱 178℃ 士的宁 286～288 ℃

附子具有回阳救逆，补火助阳，逐风寒湿邪之功效。要紧用于亡阳虚脱，肢冷脉微，阳萎，宫冷等症。要紧含有二萜双酯类生物碱等。二萜双酯类生物碱乌头碱0.2mg就可造成中毒，其半数致死量为3～4mg。经炮制后，少部分二萜双脂类生物碱随水流失，大部分则转变成毒性大大降低的二萜单酯型生物碱。二萜单酯型生物碱的毒性只有二萜双酯型生物碱的1／2000。

2、 转变药物的功能 如麻黄为辛温解表药，要紧含有两类成分，挥发油和生物碱。其中

前者要紧用于辛温解表，治疗感冒等症。后者具有止咳平喘的作用，要紧用于治疗气管炎等。麻黄蜜炙后挥发油降低1／2，而生物碱含量差不多不降，使其辛散作用降低，治咳平喘作用增强。

3、增强疗效 如款冬花枇耙叶经蜜炙后，可增强润肺止咳作用。

元胡中的要紧止痛成分是生物碱。未炮制的元胡用水提取，其生物碱的提取率为25％。而用醋炙后，元胡用水提取，其生物碱的提取率为49.3％（形成了有机酸盐，增加了水溶性）。白芥子具有温胃散寒，助消化，温肺化痰等作用。

4、 改变或增强药物作用的部位 如黄柏为清下焦湿热药,酒炙後借酒力上行，清上焦之热。

5、易于粉碎，适应调剂或制剂的需要 如龙骨，石决明炮制后质地酥松，易于粉碎， 并有利于药物的溶出。

6、保证药物的净度

7、有利于药物的储藏，储存，且有矫味，便于服用的作用 如紫河车、蛇类、动物类含有三甲胺等腥味成分，酒炙后可除去这些腥味成分。

第二节 天然药物化学

一.天然药物化学学科的性质和讲授的内容

天然药物包括植物药，动物药，矿物药，民间用药，通过各种途径发觉的新药等。

植物药如人参，甘草，黄连，灵芝

动物药如地龙（清热定惊，平喘，利尿）、龟甲（益肾强骨，补药）

矿物药如石膏（清心冷静 CaSO4)、珍宝（安神定惊，解毒生肌）

民间用药如核桃皮，猪苦胆 ，青蒿

新发觉的药如人参茎叶，紫杉，长舂花

中药:中医传统用药或按中医理论使用的药物

草药:民间用药或未经药政部门批准的药物

天然药物化学,是运用现代科学理论与方法研究天然药物中化学成分的一门学科。 研究内容: 天然药物中化学成分的结构特点，理化性质，提取分离方法，结构鉴定及生合成途径。

二.学习天然药物化学的目的

1. 创制新药

(1). 新药研究开发的目的意义

制药产业是由传统产业和现代产业相结合,一,二,三产为一体的产业,也是一个高技术,高投入,高风险,高回报,知识密集,专业化程度高的产业群体.同时也是世界贸易增长最快的5类产业之一和世界经济强国竞争的焦点之一.世界经济强国美,日,英,德,欧共体的支柱产业和朝阳产业.

98年国内医药工业总产值1700亿元,96-98年年递增17.8％,高于“九五”打算15％,后五

年增长速度12％.

“九五”以来,国际药品市场增长5.5％,98年全球药品销售额3029亿美元(出厂价,不含国内大陆市场）,当年增长约7％.后五年年增长为8％.2002年为4000多亿美元,2005年为5000多亿美元. 研究开发新药不仅具有庞大的经济效益，而且具有良好的社会效益。

附：98年前十名企业销售额

默克公司 Aventis 葛兰素威康公司 阿斯特拉捷利康 辉瑞公司 布迈施贵宝 诺华 礼莱 强生 153.0亿美元

亿美元

132.5亿美元

127.5亿美元

118.0亿美元

113.0亿美元

100.0亿美元

86.2亿美元

86.0亿美元

136.5

罗氏 81.3亿美元

单品种销售额(亿美元)

品种 99年 2002年 公司

奥美拉唑 39.6 36.3 阿斯特拉捷利康

辛伐他丁 39.5 53.3 默克

氟西丁 28.1 34.9 礼莱

氨氯地平 25.8 40.8 辉瑞

依那普利 24.0 默克

绿霉他定 23.0 41.6 先令普劳

阿伐他丁 22.0 57.0 华纳兰伯特

伟哥 35.0 辉瑞

普伐他丁 32.8 布迈施贵宝

1949－1981年我国共研制新药104种。其中，天然药物中活性成分和结构修饰物61种占58.6％，创制新药64种，天然药物中活性成分18种。另外还有一些结构修饰物如蒿甲醚，β－

甲基地高辛，溴化异丙东莨菪碱等。各国政府对从天然药物中开发新药都专门重视。

(2). 创新药物研究开发的途径

A. 直截了当从天然药物中发觉新药

B. 以天然药物中活性成分为先导化合物开发新药

C.从有效部位中开发五类新药

(3).从天然药物中研究开发新药的一样过程

临床有效药物、经选择有活性的药物、民间用药(药效学确证)后，制成原料药，进行粗分、活性测试，找出可能的活性部位，进行分离活性组分，分出单体化合物进行结构活性测定，合成先导化合物，进一步进行结构修饰及构效关系研究，得到创新药物。

推进中药现代化进程,使中药早日进入国际医药主流市场

中药现代化的机遇与挑战：疾病谱和医学模式正在发生变化。“生物医学”向“生物－心理－社会医学”转变,单纯的疾病治疗向预防－保健－治疗－康复模式转变.

中医药正在世界范畴得到逐步同意.目前全世界已有124个国家建立了各种类型的中医药机构.每年来我国同意正规培训的中医药人员达9000多人次.法国目前约有2800个中医诊所,45个协会,参加人数1.2万人,每年消耗中药4.3万吨.英国也准许经营中医业,仅伦墩就有600家中医诊所.美国于1994年颁布了“饮食补充剂健康与教育法”,近期又专门制定了“植物药研究指南”开始同意中药作为治疗药。

受“回来自然”潮流的阻碍,国际天然药物市场持续扩大.在世界药品市场上,天然物质制成的药品已占30％,国际植物药市场已达300多亿美元.每年以10％的速度增长.据估量美国每年的中药流通量达30多亿美元.

化学合成药开发周期长（8－10年）,费用高（3－5亿美元）,副作用大.对疑难病症和慢性病尚无良好的治疗方法。

现代科学技术的进展为中药的研究提供了更多的手段。我国经济的进展为中药提供了宽敞的市场前景。文化背景和理论体系的差异(如:同病异治,异病同治,同为血瘀实证则用“桃仁承气汤”,虚证则用“当归芍药汤”.感冒则有风热风寒之分)。

存在的挑战与咨询题要紧有：医药市场国际化和洋中药对我国中药产业的冲击；中药知识产权面临的威逼；农残,重金属咨询题；质量均一性咨询题。

计策：(1). 开发安全有效质量可控的五类中药新药(2).降低毒性,提升疗效,科学化用药等。

为中药质量标准的制定提供科学依据。中药的质量取决于化学成分.产地,气侯,环境, 采收季节等均可阻碍化学成分

扩大药源

三. 天然药物化学的进展历史和进展

1.我国是最早进行天然药物化学研究的国家

1769年瑞典化学家，药师K. W. Schelle 合成酒石酸。

1575年《医学入门》(李挺著),《本草纲目》中记录由五味子提取没食子酸

1711年《集验方》（李遵著） 樟脑的制备方法，由马可勃罗将这一方法传到西方

2.结构测定和发觉新化合物的速度越来越快

各种波谱技术如 NMR,2DNMR,MS,Hr-MS等和分离技术如HPLC,反相填料,分子筛等的飞速进展,使天然药化的研究速度大大加快

时刻 发觉的新生物碱

1952年往常 950个

1952-1962年 1107个 相当于前100年的总数

1962-1972年 3443个 相当于前10年的3倍

1972-1989年 6000个

过去确定结构需做化学降解,衍生物制备等,消耗大量样品.现在分子量<1500,2mg样品数天就可确定结构,并可确定相对构型.X-衍射(X-ray crystal analysis),一粒单晶,数天就可确定结构。

3.向内源性生物活性成分,微量,水溶性,不安定成分进军。如，蚕蛾醇 (bombykol)10-10 ug/ml 具有明显的生物活性，从50万头雌蚕蛾中得到12mg。又如，蜕皮激素 (ecdyson)从500Kg蚕蛹中得到25mg。

4.向高分子化合物进军。人参多糖,猪苓多糖,黄芪多糖,天花粉等

5.有效成分和无效成分的概念在发生变化。过去认为小分子化合物才是有效成分包括：生物碱(alkaloids)、黄酮(flavonoids)、蒽醌(anthraquinones)、皂苷(saponins)

木脂素(lignans)、香豆素(coumarin)、萜类(terpenes)、挥发油(volatile oils)等

大分子化合物是无效成分，如多糖(polysaccharides)、蛋白质(proteins)、鞣质(tannins)等.

6.需要注意的几个咨询题。

(1)有效成分和活性成分的概念不同.

(2)天然药物中真正搞清有效成分的并不多.

(3)许多中药中搞出的活性成分并不代表整个中药的药效.

(4)有些成分在某些中药中是有效成分,在另一些中药中则不是有效成分.

四. 天然药物化学常识性知识简介

1.天然药物化学成分分类

按药物差不多类型分-植物药,动物药,矿物药

按成分的酸碱性分-酸性成分,碱性成分,中性成分

按溶解性分-非极性（亲脂性）,中等级性和极性（亲水性）成分

按活性分-活性成分（有效成分)和无活性成分(无效成分)

按生合成途径分-一次代谢产物(糖,蛋白等)和二次代谢产物(生物碱,黄酮等)

按结构类型分-生物碱类、糖苷类、黄酮类、蒽醌（醌）类、木脂素和香豆素类、强心苷类、皂苷类、萜类及挥发油类

2.化学成分的提取分离

(1).提取

A.溶剂提取法:按所用溶剂极性可将溶剂分为三类: 非极性溶剂,中等极性溶剂和极性溶剂。极性大小：石油醚<四氯化碳<苯<乙醚<二氯甲烷<氯仿<醋酸乙酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇<水

提取方法有：煎煮法,浸渍法,渗滤法,回流提取法,连续回流提取法

B.水蒸汽蒸馏法

C.其他方法：升华法,压榨法,超临界流体萃取法

(2).分离纯化

A.溶剂法

萃取法：有机溶剂－水,有机溶剂－酸水或碱水

逆流分布法(counter current distribution CCD)

液滴逆流层析法(droplet counter-current chromatography DCCC)

B.沉淀法

铅盐沉淀法

酸碱沉淀法

分级沉淀法

C.色谱分离法

按色谱原理可将其分为吸附色谱,氢键缔合色谱,分配色谱,排阻（分子筛）色谱,离子交换色谱

按所用方法可将其分为柱色谱, 纸色谱,薄层色谱

五.天然药物化学与基础课的关系