CH3 OH OH CH COOH OH HO OH 0 苔色酸 乙酰间苯三酚 四乙酸内酯 (间苯二酚型) (间苯三酚型) (内酯型) 图2-2酚类的生物合成途径 3.醌类在乙酸丙二酸途径中,由多酮环合生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。如中 药决明子中部分有效成分的生物合成(见图2-3)。 OH OH H CO Enz 红镰刀菌素 又9Em OHOH co- 决明内酯 Q9cH OHOH 了及及又 CH3 H.CO CH3 Torachrysono OH CH. CHg 大黄素甲醚 图23决明子部分成分的生物合成 (二)甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway,MVA途径) 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。由乙酰辅酶A歧式聚合生成的甲戊二羟酸单酰 辅酶A,是中药体内生物合成各种萜类、留类化合物的基本单位(见图24) acetyl CoA HO SCoA HOOC. acetyl CoA SCoA 甲戊二羟酸单酰辅酶A 乙酰乙酸辅酶A (HMG CoA) 2NADPH 2NADP 4
a b c O O O 3CH OH OH OH OH CH3 O O Enz O O O O O O CH3 H3C O O OH OH O CH3 苔色酸 乙酰间苯三酚 四乙酸内酯 OH CH3 OH COOH (间苯二酚型) (间苯三酚型) (内酯型) 图 2-2 酚类的生物合成途径 3. 醌类 在乙酸-丙二酸途径中,由多酮环合生成各种醌类化合物或聚酮类化合物。如中 药决明子中部分有效成分的生物合成(见图 2-3)。 红镰刀菌素 决明内酯 Torachrysono 大黄素甲醚 图 2-3 决明子部分成分的生物合成 (二) 甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway,MVA 途径) 萜类、甾类化合物均由这一途径生成。由乙酰辅酶 A 歧式聚合生成的甲戊二羟酸单酰 辅酶 A,是中药体内生物合成各种萜类、甾类化合物的基本单位(见图 2-4) 甲戊二羟酸单酰辅酶 A 乙酰乙酸辅酶 A O O O O O O O CH3 H3C O O OH OH Enz O CH3 O O O O O O O Enz H3C O CH3 O OH OH CH3 CH3 O O O O O O O CH3 H3C OH O OH O CH3 Enz O O acetyl CoA SCoA SCoA O O acetyl CoA HOOC OH (HMG CoA) 2NADPH 2NADP 4
HO HOOC、 OH 甲戊二羟酸MVA 2ATP ADP ATP 2ADP HO HOOC. -0 P,OgH2 焦磷酸二甲烯丙酯(DMAPP) 焦磷酸异戊烯酯(IPP) 甲戊二羟酸5一焦磷酸 PP: (mevaloy 5-pyrophosphate) 0-P20gH2 磷酸香叶酯(GerPP) 单萜(monoterpenoids) 三萜类 甾体 (triterpenoids) (steroids) 焦磷酸金合欢内酯(FarPP) 0一P20H2 NADPH 倍半萜类(sesquiterpenoids) 反式角鲨烯 0—P20gH2 一六氢番茄烃 (phytofluene) 焦磷酸香叶基香叶酯(GergerPP) 类胡萝卜素 萜类(diterpenoids) (carotenoids) 图2.4甲戊二羟酸途径 (三)莽草酸途径(shikimic acid pathway) 具有C。C,及C。-C,基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径生成的苯丙氨 酸,经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸。再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1 结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等(见图2-5,2-6)。由莽草酸通过苯丙 氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物的途径,现也被称为桂皮酸途径 (cinnamic acid phthway). COOH P)1 0 COOH PEP HOOC HO COOH (P) (P) H HO OH O OH OH HO OH OH OH OH 去氢奎宁酸 去氢莽草酸 赤藓糖4-磷酸 (dehydroquinic acid) (dehydroshikimic acid)
O OH HOOC OH P2O5H2 HOOC O OH O P2O5H2 O P2O5H2 甲戊二羟酸 MVA 2ATP ADP ATP 2ADP CO2 焦磷酸二甲烯丙酯(DMAPP) 焦磷酸异戊烯酯 (IPP) 甲戊二羟酸 5-焦磷酸 5 O P2O5H2 PP1 (mevaloy 5-pyrophosphate) O P2O5H2 磷酸香叶酯(GerPP) 单萜(monoterpenoids) 三萜类 甾体 (triterpenoids) (steroids) 焦磷酸金合欢内酯(FarPP) NADPH O P2 5 2 O H 倍半萜类(sesquiterpenoids) 反式角鲨烯 六氢番茄烃 (phytofluene) 焦磷酸香叶基香叶酯 (GergerPP) 类胡萝卜素 二萜类(diterpenoids) (carotenoids) 图 2-4 甲戊二羟酸途径 (三)莽草酸途径(shikimic acid pathway) 具有C6-C3及C6-C1基本结构的化合物由这一途径衍化生成。如由此途径生成的苯丙氨 酸,经脱氨及氧化反应等分别生成桂皮酸。再由桂皮酸、苯甲酸生物合成各种含C6-C3及C6-C1 结构的天然化合物如苯丙素类、木脂素类、香豆素类等(见图 2-5,2-6)。由莽草酸通过苯丙 氨酸,生成桂皮酸,再由桂皮酸生成各种苯丙素类化合物的途径,现也被称为桂皮酸途径 (cinnamic acid phthway)。 O 去氢奎宁酸 去氢莽草酸 赤藓糖 4-磷酸 (dehydroquinic acid) (dehydroshikimic acid) PEP COOH (P) (P) O OH OH O H (P) OH O OH OH HOOC O O OH OH OH COOH O OH OH COOH
COOH COOH COOH PEP CH2 HO OH (P)0 OH (P)0 COOH OH OH OH 莽草酸 莽草酸3一磷酸 (shikimic acid) (shikimic acid 3-phosphate) 5-enoylpyruvyl-3-phosphate COOH COOH COOH HOOC CH,COCOOH 0 -H CH2 NH2 COOH OH HO 分枝酸 苯丙氨酸 (chorismic acid) 予苯酸 P)00 (prephenic acid) COOH COOH COOH COOH O(P)(P) OHOH NH2 …H NH2 NH2 OH 丝氨酸 邻氨基苯甲酸 O(P) 色氨酸 OH OH (anthranilic acid) 酪氨酸 图2.5莽草酸途径 COOH COOH [O] COOH β-Oxidation 桂皮酸 [o] COOH COOH HO 对羟基桂皮酸 HO 对羟基苯甲酸 [O](p-OH-cinnamic acid) [O] HO COOH HO COOH 香豆素 咖啡酸(caffeic acid) HO 原儿茶酸 HO (coumarin) [CH3] (protocatechui acid) CH3l H.CO COOH H,CO. COOH 阿魏酸(ferulic acid) 香草酸 HO HO (vanlillic acid) 6
6 COOH OH COOH OH COOH COOH COOH OH OH OH COOH COOH OH O OH OH COOH H3C O OH COOH H3C [O] [O] [O] [O] [O] [CH3] [CH3] (coumarin) (protocatechui acid) 莽草酸 莽草酸 3-磷酸 (shikimic acid) (shikimic acid 3-phosphate) 5-enoylpyruvyl-3-phosphate OH OH OH COOH (P)O OH OH COOH PEP (P)O O OH CH2 COOH COOH O COOH O COOH H 分枝酸 苯丙氨酸 (chorismic acid) 予苯酸 (prephenic acid) 丝氨酸 邻氨基苯甲酸 色氨酸 (anthranilic acid) 酪氨酸 图 2-5 莽草酸途径 β-Oxidation 桂皮酸 对羟基桂皮酸 对羟基苯甲酸 (p-OH-cinnamic acid) 香豆素 咖啡酸(caffeic acid) 原儿茶酸 阿魏酸(ferulic acid) 香草酸 (vanlillic acid) OH CH2 COOH COOH OH CH2COCOOH H HOOC NH2 NH2 COOH (P)O O COOH O O(P)(P) COOH OH OH H O(P) O H OH N H COOH H NH2 OH NH2 OH
[o] [O] [CH3] y[CH H.CO. COOH HCO COOH HO HO 木脂素(lignans) (C6-C3)×2 OCH3 OCH3 芥子酸(sinapic acid) 丁香酸(syringic acid) 图2-6C6C3,C6-C1类天然产物生物合成途径 (四)氨基酸途径(amino acid pathway) 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸,如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨 酸及色氨酸(tryptophane)等,经脱羧成为胺类,再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、 重排等)生成各种生物碱(见图2-7)。 HO HO NH. NH HO HO COOH HO COOH COOH OH H 多巴胺O Mannich反应 HO HO OH 多巴 HO 3,4-dihydroxyphenyl pyruvic acid H.CO H.CO. HO HO HO CH3 HO OH N-CH3 OH HCO OCH3 OH (一网状番茄枝碱 (一)网状番茄枝碱 全去甲劳丹诺苏林 H.CO H.CO HO H OCH3 H.CO OCH3 -CH H.CO OCH, OCH, (+)-salutaridrine 小檗碱 罂粟碱 H.CO H.CC -CH N-CH CH3 H.CO H.CO HO H Salutaridinol 蒂巴因 可待因 吗啡 7
木脂素(lignans) (C6-C3)×2 芥子酸(sinapic acid) 丁香酸(syringic acid) 图 2-6 C6-C3,C6-C1 类天然产物生物合成途径 (四) 氨基酸途径(amino acid pathway) 大多数生物碱类成分由此途径生成。有些氨基酸,如鸟氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨 酸及色氨酸(tryptophane)等,经脱羧成为胺类, 再经过一系列化学反应(甲基化、氧化、还原、 重排等) 生成各种生物碱(见图 2-7)。 多巴胺 Mannich 反应 多巴 3,4-dihydroxyphenyl pyruvic acid (-)网状番茄枝碱 (-)网状番茄枝碱 全去甲劳丹诺苏林 (+)-salutaridrine 小檗碱 罂粟碱 Salutaridinol 蒂巴因 可待因 吗啡 COOH OH O O H3C CH3 O OH COOH O H3C [O] [O] [CH3] [CH3] CH3 H NH2 HO COOH OH NH2 OH OH O COOH HO OH OH NH OH COOH OH OH O OH H N O OH H O 3C CH3 NH OH N OH H OH H3C OH OH H OH CH3 O H3C CH3 O OH H N O O H3C CH3 H3C O O O OCH3 CH3 CH3 CH3 H3C H3C O N N O O O O OH H N O OH H H3C CH3 H3C O O H N O H3C CH3 H3C O O H N OH H H3C CH3 OH O H N OH + H CH3 7
HOOC CH3 CH OH COOH N-CH3 -0-c0- -NH2 H 莨菪碱 石榴皮碱 麦角酸 COOH NH2 NH2 H COOH H N H,N COOH NH2 鸟氨酸 赖氨酸 色氨酸 图2-7氨基酸途径 (五)复合途径 许多二级代谢产物由上述生物合成的复合途径生成。即分子中各个部分由不同的生物合 成途径产生。如查耳酮类、二氢黄酮类化合物的A环和B环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草 酸途径生成(见图2-8)。一些萜类生物碱分别来自甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸-丙二 酸途径。 0 COOH NH. AA-MA CH HOOC NH 图2-8查耳围、二氢黄明生成的复合途径 第二节中药有效成分的提取分离方法 中药有效成分的提取分离是研究中药化学成分的基础。这一过程一般应在生物活性或药 理学指标跟踪下进行。提取分离方法应根据被提取成分的主要理化性质和考虑各种提取分离 技术的原理和特点进行选定,使所需要的成分能充分地得到提取和分离。 一、中药有效成分的提取方法 (一)溶剂提取法 溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法,它是根据被提取成分的溶解性能,选用合 适的溶剂和方法来提取。其作用原理是溶剂穿透入药材粉末的细胞膜,溶解溶质,形成细胞 内外溶质浓度差,将溶质渗出细胞膜,达到提取目的。 1.溶剂的选择溶剂按极性可分为三类,即亲脂性有机溶剂,亲水性有机溶剂和水。常
N CH3 O CO C CH2OH H NH2 COOH NH2 N H O 2NH 2NH COOH N H N CH3 H NH2 HOOC COOH N H H NH2 COOH 莨菪碱 石榴皮碱 麦角酸 鸟氨酸 赖氨酸 色氨酸 图 2-7 氨基酸途径 (五)复合途径 许多二级代谢产物由上述生物合成的复合途径生成。即分子中各个部分由不同的生物合 成途径产生。如查耳酮类、二氢黄酮类化合物的 A 环和 B 环分别由乙酸-丙二酸途径和莽草 酸途径生成(见图 2-8)。一些萜类生物碱分别来自甲戊二羟酸途径及莽草酸途径或乙酸-丙二 酸途径。 COOH CH3 O O HOOC HOOC NH2 OH O O O NH3 AA-MA 图 2-8 查耳酮、二氢黄酮生成的复合途径 第二节 中药有效成分的提取分离方法 中药有效成分的提取分离是研究中药化学成分的基础。这一过程一般应在生物活性或药 理学指标跟踪下进行。提取分离方法应根据被提取成分的主要理化性质和考虑各种提取分离 技术的原理和特点进行选定,使所需要的成分能充分地得到提取和分离。 一、 中药有效成分的提取方法 (一) 溶剂提取法 溶剂提取法是实际工作中应用最普遍的方法,它是根据被提取成分的溶解性能,选用合 适的溶剂和方法来提取。其作用原理是溶剂穿透入药材粉末的细胞膜,溶解溶质,形成细胞 内外溶质浓度差,将溶质渗出细胞膜,达到提取目的。 1.溶剂的选择 溶剂按极性可分为三类,即亲脂性有机溶剂,亲水性有机溶剂和水。常 8