中 药 化 学 主讲 王栋 关枫
中 药 化 学 主讲 王栋 关枫
主要参考书目： • 1 肖崇厚等 中药化学 上海：上海科学技术出版社，1997 • 2 姚新生等 天然药物化学 北京：人民卫生出版社，2001 • 3 陆蕴如等 中药化学 北京：学苑出版社，1995 4 徐任生等 天然产物化学 北京：科学出版社，1997 • 5 姚新生等 有机化合物波谱解析 北京：中国医药科技出版 社，1997 • 6 于德泉、杨峻山 分析化学手册 第七分册：核磁共振波 谱分析 北京：化学工业出版社，1999
主要参考书目： • 1 肖崇厚等 中药化学 上海：上海科学技术出版社，1997 • 2 姚新生等 天然药物化学 北京：人民卫生出版社，2001 • 3 陆蕴如等 中药化学 北京：学苑出版社，1995 4 徐任生等 天然产物化学 北京：科学出版社，1997 • 5 姚新生等 有机化合物波谱解析 北京：中国医药科技出版 社，1997 • 6 于德泉、杨峻山 分析化学手册 第七分册：核磁共振波 谱分析 北京：化学工业出版社，1999
• 第一章 绪论 • 一 概述 • 1 中药化学的学科性质：中药化学是一门结合中医中药的 基本理论，运用现代化学及其它科学的理论和方法，来研究 中药化学成分和有效成分的学科。 • 2 中药化学学习和研究内容：中药化学主要研究中药中的 化学成分和有效成分的化学结构、物理化学性质、提取、分 离、检识和结构鉴定方法。其次是生物合成途径和必要的化 学结构的修饰或改造，以及构效关系等。 • 3 研究对象：本学科主要学习和研究中药、特别是植物来 源中药的化学成分。 • 4 关于中药化学成分的复杂性：中药中的化学成分是十分 复杂的。某一种中药可能含有几种类型的成分，而每一个类 型又可能含有少则几种、多则十几种、几十种化学成分。一 种中药如此，复方中药就更复杂了
• 第一章 绪论 • 一 概述 • 1 中药化学的学科性质：中药化学是一门结合中医中药的 基本理论，运用现代化学及其它科学的理论和方法，来研究 中药化学成分和有效成分的学科。 • 2 中药化学学习和研究内容：中药化学主要研究中药中的 化学成分和有效成分的化学结构、物理化学性质、提取、分 离、检识和结构鉴定方法。其次是生物合成途径和必要的化 学结构的修饰或改造，以及构效关系等。 • 3 研究对象：本学科主要学习和研究中药、特别是植物来 源中药的化学成分。 • 4 关于中药化学成分的复杂性：中药中的化学成分是十分 复杂的。某一种中药可能含有几种类型的成分，而每一个类 型又可能含有少则几种、多则十几种、几十种化学成分。一 种中药如此，复方中药就更复杂了
• 由于生源途径的关系，一种中药中往往存在母核相同、取代 基不同的同一类型成分，也有不同类型的成分，例如，中药人参 中就含有20余种三萜皂苷类成分，其都有相同或类似的母体，同 时人参中又有黄酮类、多糖及挥发油等类成分。中药中成分的复 杂性及多种中药的配伍应用，即构成了中药功效的多样性,是中 药常具有多方面功效或多种药理作用的物质基础。 • 举例：大黄中的5种蒽醌苷元成分： • 苷元名称 R1 R2 • 大黄酸 -COOH H • 大黄素 -CH3 -OH • 芦荟大黄素 -CH2OH H • 大黄素甲醚 -CH3 -OCH3 • O 大黄酚 -CH3 H OH O OH R R1 2
• 由于生源途径的关系，一种中药中往往存在母核相同、取代 基不同的同一类型成分，也有不同类型的成分，例如，中药人参 中就含有20余种三萜皂苷类成分，其都有相同或类似的母体，同 时人参中又有黄酮类、多糖及挥发油等类成分。中药中成分的复 杂性及多种中药的配伍应用，即构成了中药功效的多样性,是中 药常具有多方面功效或多种药理作用的物质基础。 • 举例：大黄中的5种蒽醌苷元成分： • 苷元名称 R1 R2 • 大黄酸 -COOH H • 大黄素 -CH3 -OH • 芦荟大黄素 -CH2OH H • 大黄素甲醚 -CH3 -OCH3 • O 大黄酚 -CH3 H OH O OH R R1 2
• 5 相关概念 • （1）单体： 即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常 数和确定的化学结构式的化学物质。 • （2）有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成 分。 • （3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。 • （4）有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分 或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如 人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。 • （5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取 或分离部分。 • （6）一次代谢产物：也叫营养成分。指存在于生物体中的主 要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。 • （7）二次代谢产物：也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢 所生成的物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成分是植 物来源中药的主要有效成分。 •
• 5 相关概念 • （1）单体： 即化合物。指具有一定分子量、分子式、理化常 数和确定的化学结构式的化学物质。 • （2）有效成分：具有生物活性、能起防病治病作用的化学成 分。 • （3）无效成分：没有生物活性和防病治病作用的化学成分。 • （4）有效部位：在中药化学中，常将含有一种主要有效成分 或一组结构相近的有效成分的提取分离部分，称为有效部位。如 人参总皂苷、苦参总生物碱、银杏叶总黄酮等。 • （5）有效部位群：含有两类或两类以上有效部位的中药提取 或分离部分。 • （6）一次代谢产物：也叫营养成分。指存在于生物体中的主 要起营养作用的成分类型；如糖类、蛋白质、脂肪等。 • （7）二次代谢产物：也叫次生成分。指由一次代谢产物代谢 所生成的物质，次生代谢是植物特有的代谢方式，次生成分是植 物来源中药的主要有效成分。 •
• 有效成分和无效成分的关系：二者的划分也是相对的。一方 面，随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被 认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类 成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。 • 另外，一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能 起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、炮制或制剂过程 中一些条件的影响而产生的次生产物，或它们口服后经人体胃肠 道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物，以及它们以原 型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生 的代谢产物却具有防病治病的作用，这些化学成分无疑也应被视 为有效成分。另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物， 经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证 实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等
• 有效成分和无效成分的关系：二者的划分也是相对的。一方 面，随着科学的发展和人们对客观世界认识的提高，一些过去被 认为是无效成分的化合物，如某些多糖、多肽、蛋白质和油脂类 成分等，现已发现它们具有新的生物活性或药效。 • 另外，一些中药中的化学成分本身不具有生物活性、也不能 起防病治病的作用，但是，它们受采收、加工、炮制或制剂过程 中一些条件的影响而产生的次生产物，或它们口服后经人体胃肠 道内的消化液或细菌等的作用后产生的代谢产物，以及它们以原 型的形式被吸收进入血液或被直接注射进入血液后在血液中产生 的代谢产物却具有防病治病的作用，这些化学成分无疑也应被视 为有效成分。另一方面，某些过去被认为是有效成分的化合物， 经研究证明是无效的。如麝香的抗炎有效成分，近年来的实验证 实是其所含的多肽而不是过去认为的麝香酮等
• 二 中药化学在中医药现代化和中药产业化中的意义 和作用 • 1 阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理 • 通过对中药进行有效成分的研究，不仅可以阐明中药产生功 效的究竟为何物物质，也为探索中药防治疾病的原理提供了前提 和物质基础。 • 如，现代研究证明，麻黄中的挥发油成分α-松油醇是其发汗 散寒的有效成分；其平喘的有效成分是麻黄碱和去甲麻黄碱；而 利水的有效成分则是伪麻黄碱。 • 2 促进中药药效理论研究的深入 • 如对于中药的化学成分与中药药性之间的关系的探讨。研究 发现，温热药附子、吴茱萸、细辛、丁香等都含有消旋去甲乌药 碱，此成分为β-受体激动剂，具有加强心肌收缩力，加快心率， 促进脂肪、糖代谢等一系列作用，这些作用与热性药的药性基本 一致，故推测去甲乌药碱可能是“热性”中药的物质基础。 •
• 二 中药化学在中医药现代化和中药产业化中的意义 和作用 • 1 阐明中药的药效物质基础，探索中药防治疾病的原理 • 通过对中药进行有效成分的研究，不仅可以阐明中药产生功 效的究竟为何物物质，也为探索中药防治疾病的原理提供了前提 和物质基础。 • 如，现代研究证明，麻黄中的挥发油成分α-松油醇是其发汗 散寒的有效成分；其平喘的有效成分是麻黄碱和去甲麻黄碱；而 利水的有效成分则是伪麻黄碱。 • 2 促进中药药效理论研究的深入 • 如对于中药的化学成分与中药药性之间的关系的探讨。研究 发现，温热药附子、吴茱萸、细辛、丁香等都含有消旋去甲乌药 碱，此成分为β-受体激动剂，具有加强心肌收缩力，加快心率， 促进脂肪、糖代谢等一系列作用，这些作用与热性药的药性基本 一致，故推测去甲乌药碱可能是“热性”中药的物质基础。 •
• 3 阐明中药复方配伍的原理 • 中药配伍中可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成 分在药理作用方面的相互作用，也可能存在着一种中药有效成 分与它种中药有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。一 般来说，后者常发生在中药方剂的煎煮或其它剂型制备过程中， 从而使方剂中的有效成分无论在质的方面，还是在量的方面都 与单味药有所改变。 • 生脉散为中医古典精方，古代医家用于抢救热伤元气，脉微 欲绝等危重病人。经研究，其三味药单用均不如复方。以红参- 麦冬-五味子（1：3：1.5）水煎，发现生成一种新物质，经结 构测定为5-羟甲基糠醛（5-HMF），该物质三味药中只有五味子 少量含有，药效试验表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生 脉散的疗效。 • 4 阐明中药炮制的原理 • 研究重要中药炮制前后化学成分或有效成分的变化，将有助 于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制 品的质量标准、丰富中药炮制的内容
• 3 阐明中药复方配伍的原理 • 中药配伍中可能存在着一种中药有效成分与它种中药有效成 分在药理作用方面的相互作用，也可能存在着一种中药有效成 分与它种中药有效成分之间产生物理的或化学的相互作用。一 般来说，后者常发生在中药方剂的煎煮或其它剂型制备过程中， 从而使方剂中的有效成分无论在质的方面，还是在量的方面都 与单味药有所改变。 • 生脉散为中医古典精方，古代医家用于抢救热伤元气，脉微 欲绝等危重病人。经研究，其三味药单用均不如复方。以红参- 麦冬-五味子（1：3：1.5）水煎，发现生成一种新物质，经结 构测定为5-羟甲基糠醛（5-HMF），该物质三味药中只有五味子 少量含有，药效试验表明5-HMF具有抗心肌缺血作用,可代表生 脉散的疗效。 • 4 阐明中药炮制的原理 • 研究重要中药炮制前后化学成分或有效成分的变化，将有助 于阐明中药炮制的原理、改进传统的炮制方法、制定控制炮制 品的质量标准、丰富中药炮制的内容
• 如对于黄芩炮制的研究。黄芩有浸、烫、煮、蒸等炮制方法。 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” 。而北方则认为“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” 。经中药化学的 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。 • 黄芩苷 黄芩素（黄色） 醌类（绿色） • 可见用冷水浸泡的方法炮制，使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， 认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。 O OH O O HO OH OH OH COOH O OH O HO HO O O O O O H [O]
• 如对于黄芩炮制的研究。黄芩有浸、烫、煮、蒸等炮制方法。 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” 。而北方则认为“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” 。经中药化学的 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。 • 黄芩苷 黄芩素（黄色） 醌类（绿色） • 可见用冷水浸泡的方法炮制，使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， 认为黄芩应以北方的蒸或用沸水略煮的方法进行炮制。 O OH O O HO OH OH OH COOH O OH O HO HO O O O O O H [O]
5 改进中药制剂剂型，提高药物质量和临床疗效 为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效”（高 效、速效、长效）、 “三小”（剂量小、毒性小、副作用 小）、 “三便”（贮存、携带、服用方便）的新型中药，中 药化学在中药制剂的研制中，起着十分重要的作用。 6 建立和完善中药材和中成药的质量标准 为了更好地控制中药的质量，在严格按照中药材栽培质量 管理规范（GAP）的要求进行中药材栽培、生产，以及严 格按照药品生产质量管理规范（GMP）的要求进行中药制 剂生产的同时，现在越来越多地应用中药化学的检识反应、 鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对中药材及其制剂进 行定性鉴别和含量测定，并尽可能对其生产的全过程进行监 控。 在中药材和中成药的质量控制中，如果能确定其有效成分， 则应以其有效成分为指标，建立定性鉴别和含量测定的方法， 以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时，可以采用该 主要化学成分或标志性化学成分为指标进行
5 改进中药制剂剂型，提高药物质量和临床疗效 为了研制开发出高效、优质、安全、稳定的“三效”（高 效、速效、长效）、 “三小”（剂量小、毒性小、副作用 小）、 “三便”（贮存、携带、服用方便）的新型中药，中 药化学在中药制剂的研制中，起着十分重要的作用。 6 建立和完善中药材和中成药的质量标准 为了更好地控制中药的质量，在严格按照中药材栽培质量 管理规范（GAP）的要求进行中药材栽培、生产，以及严 格按照药品生产质量管理规范（GMP）的要求进行中药制 剂生产的同时，现在越来越多地应用中药化学的检识反应、 鉴别方法、各种色谱法以及各种波谱法对中药材及其制剂进 行定性鉴别和含量测定，并尽可能对其生产的全过程进行监 控。 在中药材和中成药的质量控制中，如果能确定其有效成分， 则应以其有效成分为指标，建立定性鉴别和含量测定的方法， 以此来控制质量。如果其有效成分还不清楚时，可以采用该 主要化学成分或标志性化学成分为指标进行