天然药化形成性考核规范标准答案(学生)

天然药物化学课程形成性考核册

作业 1

第一章绪论

一、名词解释

1.有效成分：（P2页）又称活性成分，指天然药物中体现药物疗效或生物活性，并能够用分子式或结构式表示，具有确定的物理常数和理化性质的单体化合物。

2.有效部位：（P2页）天然药物相应的有效成分为混合物称为有效部位。

二、简答题

1.简述天然药物化学的研究目的和内容。（P2页）

目的：1.增强疗效，研发新药；2.控制质量，保证疗效；

3.探索天然药物治病防病的机制，追踪有效成分。

内容：主要研究天然药物中活性成分的理化性质、提取分离、化学结构特征及鉴定、生物合成途径及新药开发等基本理论及相关实验技术。

重点研究天然活性成分的提取、分离、药理作用。

2.天然药物的开发与利用有哪几个方面？

1)用现代科学技术方法对传统药物的效能评价，使相关产品的质量得到保障，并推进质量的标准化和生物活性的“指纹”化。

2)进行生物源动物、植物、矿物等化学成分的深入研究，探讨其生物活性的差异，开发新的药用原料，使资源可持续利用。

3)依据研究者的经验和药物生物活性特征，寻找创新药物研究的备选化合物或先导物。

4)以天然药物化合物效能为出发点，探讨生物活性作用的靶点，建立新的天然药物筛选模型。

5)进一步探讨天然药物对预防及治疗疾病的生物化学机制。

6)寻找天然药物活性成分的提取、分离、纯化方法。

7)依据天然化合物的亲缘性和生物合成途径，结合模拟生物酶催化机制进行仿生物药合成路线设计。

8)根据化学物种的进化特征，从分子水平探讨生物物种进化趋势。

9)研究天然药物在有机体的分布、吸收、代谢等生物有效性及毒性，设计合成创新型药物。

10)充分利用天然药物手性化合物的资源，开展手性药物的研究。

第二章天然药物化学成分

一、单项选择题

1C 2E 3C 4C 5B 6D 7C 8B 9A 10B

二、简答题

1.比较A、B化合物的酸性强弱，并简述理由。（P3页）

酸性：B＞A。酸性：β-羟基蒽醌＞α-羟基蒽醌

理由：A结构中两个α-酚羟基和羰基形成分子内氢键，使质子不易解离，故酸性弱；而B结构中的β-酚羟基与羰基呈对位，受羰基吸电子基的影响，使羟基氧原子上的电子云密度降低，质子易解离，故酸性强。

2.苷类结构有何特点？如何分类？可分成哪几类？（P11页（一））

结构：苷类是由糖分子中环状半缩醛羟基与非糖化合物分子中的活泼氢原子脱水缩合而成的环状缩醛衍生物。

分类：

1按苷中糖部分分类：

①按糖的结构分类：α-苷和β-苷；

②按连接糖基的数目分类：单糖苷、双糖苷、三糖苷等；

③按连接糖链的数目分类：一糖链苷、二糖链苷等。

2按苷键原子分类：

①氧苷：醇苷、酚苷、酯苷；②硫苷；③氮苷；④碳苷。

3其他分类方法：

①按苷元的化学结构类型分类：黄酮苷、吲哚苷等；

②按苷类在植物体内的存在状况分类：原生苷和次生苷；

③按苷的特殊性质及生理作用分类：皂苷和强心苷等；

④按糖的种类或名称分类：葡萄糖苷、木糖苷等；

⑤按植物来源分类：人参皂苷、柴胡皂苷等。

3.简述生物碱溶解度规律。（P21页3）

（1）脂溶性生物碱，即绝大多数的叔胺碱和仲胺碱，易溶于亲脂性有机溶剂，如乙醚和苯、特别易溶于氯仿，可溶于甲醇、乙醇、丙酮，溶于酸，不溶或难溶于水和碱液。但其生物碱盐一般易溶于水。

（2）水溶性生物碱，主要是季铵型生物碱和某些氮-氧化合物的生物碱，可溶于水、甲醇、乙醇难溶于亲脂性有机溶剂。

水酸水碱水甲醇、乙醇苯、乙醚、氯仿四氯化碳、石油醚1游离生物碱

- + - + ++ +

①脂溶性生物碱

eg：叔/仲胺碱

4.醌类化合物有哪些主要的化学性质？（显色反应及原理）（P35页6）

1菲格尔反应（Feigl反应）：

醌类化合物+醛类+邻二硝基苯，碱性条件下共热生成紫色化合物；

2无色亚甲蓝显色反应：专属鉴别苯醌和萘醌类区别于蒽醌

苯醌和萘醌类+无色亚甲基蓝乙醇溶液（1mg/mL），白色背景下呈蓝色斑点；3活性次甲基试机反应（Kesting-Craven反应）：区别苯醌和萘醌类

苯醌或萘醌类的醌环上有未被取代的位置（有次甲基）时+活性次甲基试剂（eg：乙酰乙酸乙酯、丙二酸酯）碱性条件下，呈蓝绿/蓝紫；

4碱液显色反应（Borntraiger反应）：用于检测识别羟基蒽醌类成分

羟基蒽醌及其苷类+碱性溶液，呈红或紫红色

5乙酸镁反应：

羟基蒽醌母核上至少含有一个α-羟基或有邻二酚羟基时+0.5%乙酸镁甲醇或乙醇溶液，呈橙红、紫红或蓝紫色络合物。

6对亚硝基二甲苯胺反应：用于检测识别C10位未被取代的蒽酮类

1,8-二羟基蒽酮衍生物（其羰基对位亚甲基上的氢）+对亚硝基二甲苯胺吡啶溶液，缩合成共轭体系较长的化合物，呈紫色、绿色、蓝色及灰色等不同色。

5.何谓萜类化合物？其分类依据是什么？（P42页一（一））

萜类化合物：是天然产物中一类重要的代谢产物，是概括所有异戊二烯的聚合物及其含氧衍生物的总称，通式：(C5H8)n，一般其骨架碳数是5的倍数。

分类依据：1根据结构中异戊二烯单位的数目分类：单萜、倍半萜、二萜等；2根据萜类化合物结构中碳环的有无和数目分类：链萜、单环萜、双环萜等；3根据萜类化合物结构中含氧功能团的种类分类：醇、醛、酮、内酯、过氧化物及苷等。

6.为什么可用碱溶酸提取分离香豆素类成分？分析说明提取分离时应注意什么问题？

原因：香豆素类具有内酯环或酚羟基，在热稀碱液中内酯可开环生成顺邻羟基桂皮酸盐，加酸又可重新闭环生成原来的内酯而析出；

注意：所加碱液的浓度不宜太浓，加热时间不宜过长，温度不宜过高，以免破坏内酯环。碱溶酸沉法不适合于遇酸碱不稳定的香豆素类化合物的提取。

作业 2

第三章天然药物化学有效成分的提取和分离

一、单项选择题

1D 2C 3B 4A 5A 6C 7B 8B 9D 10B 11B 12A 13D 14A 15C 16B

二、简答题

1.采用溶剂提取法对天然药物的有效成分进行分离时溶剂的选择应遵循什么原则？（P53（二））

1)溶剂对有效成分的溶解度大，对杂质的溶解度小；

2)溶剂不能与天然药物中的成分起化学反应；

3)溶剂要经济、易得、使用安全等。

2色谱法的基本原理是什么?（P67）

利用混合样品的各组分在不相溶的两相溶剂之间的分配系数的差异（分配色谱）、吸附剂对组分吸附能力的不同（吸附色谱）、分子大小差异（排阻色谱）或其他亲和作用的差异来进行反复吸附或分配，从而使混合物中各组分得到分离。

3什么是重结晶？分步结晶怎样进行？（P66）

重结晶：第一次结晶得到的晶态物质往往不是很纯，可以用溶剂溶解再次结晶精制，该过程称为重结晶。

分步结晶：制备结晶时，通常在形成一批结晶后，立即吸出上层的母液于干净容器中，母液放置后可以得到第二批结晶，如此下去可得到各级结晶，该法称为分步结晶。

4简述铅盐沉淀的工艺流程。（P61）

5.请列举一种天然药物有效成分提取分离新技术，简述其原理及主要优点。（P75例3-9）

红景天苷的微波提取。取红景天根茎，粉碎过筛，适量水浸泡，微波处理5次，每次30s，加10倍水提取10min，分析提取液中红景天苷和可溶性蛋白的含量。微波提取原理，在微波场中利用吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从集体或体系中分离，进入到介电常数较小，微波吸收能力相对差的萃取剂中。与传统方法相比，微波提取不仅对目标成分提取率高，而且能降低杂质的溶出。

6.超临界CO2萃取是实验室常见的一种分离方法，请简述其特点和优势。(P75)

①超临界CO2对不同溶质的溶解能力差别很大，与溶质的极性、沸点和分子质量密切相关。亲脂性、低沸点成分容易萃取，可低压萃取，如脂、挥发油等；化合物的极性基团越多，就越难萃取；化合物的分子质量越大，越难萃取。

②适用于热敏成分，密闭系统进行，可有效防止热敏性成分的物质分解和易氧化物质的氧化，完整保留生物活性，能把高沸点，低挥发度、易热解的物质在其沸点温度一下萃取出来。

③耗能降低，节约成本。④工艺流程简单。

⑤无溶剂残留。⑥极性选择范围较广。

第四章天然药物化学成分的波谱鉴定

一、名词解释

1.紫外吸收光谱法：（UV-Vis）利用分子或离子吸收紫外光和可见光的程度与微粒数量成正比的相关分析方法。（P86）

2.红外光谱法：（IR）研究红外光与物质间的相互作用，即以连续波长的红外光为光源照射样品引起分子振动和转动能级之间的跃迁，所测得的吸收光谱为分子的振转光谱，又称红外光谱。（P89）

3.核磁共-振谱：（NMR）指自旋核在外磁场的作用下，吸收无线电波的能量，从一个自旋能级跃迁到另一个自旋能级产生的吸收光谱。常见氢谱(1H-NMR)和碳谱(13C-NMR)（P93）

4.化学位移：（δ）处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，在谱图上出现的位置也不同，各类氢原子的这种差异被称为化学位移。

或解答为：化合物中质子所处的环境不同，它们感受到抗屏蔽效应或顺磁去屏效应，而且程度不同。所以它们的共振吸收出现在不同的外加磁场强度处，这个现象叫做化学位移。（P93）

二、单项选择题

1B 2C 3C 4C 5A

三、简答题

1.简述在蒽醌类化合物的紫外光谱中，蒽醌母核上的羟基数量及位置与吸收峰的大致规律。（P86（一））

蒽醌母核具有苯酰基结构和对醌样结构。

蒽醌类有五个主要吸收峰。

第Ⅰ峰：230nm左右；

第Ⅱ峰：240~260nm（由苯酰基结构引起）；

第Ⅲ峰：262~295nm（由对醌结构引起）；

第Ⅳ峰：305~389nm（由苯酰基结构引起）；

第Ⅴ峰：400nm以上（由对醌结构中的C=O引起）。

以上各吸收峰带的峰位及吸收强度与蒽醌母核上的羟基数量及位置有以下规律：

具有β-酚羟基的第Ⅲ峰发生红移，吸收强度也增强。

一般情况下，第Ⅲ峰吸收强度lgξ＞4.1时，可推测有β-酚羟基；

lgξ＜4.1时，可表示无β-酚羟基。

③第Ⅴ峰与α-酚羟基的关系：

α-酚羟基越多，第Ⅴ峰红移值越大，如表。

羟基蒽醌类第Ⅴ峰的吸收情况

2.简述生物碱的红外光谱特征。（P92（四））

生物碱的红外光谱特征主要用于官能团的定性和与已知碱对照鉴定。

①酮羰基C=O吸收处于跨环效应时，V C=O吸收在1680—1660cm-1区域，比正常酮羰基吸收波数低。

②Bohlmann吸收带是指在反式奎诺里西丁环中，凡氮原子邻碳上的氢有两个以上与孤对氮电子对呈反式双直文关系者，在2800—2700cm-1区域有两个以上的明显吸收峰（V C-H）而顺式异构体则在此区域无吸收峰或出现极弱峰。

实际上，若采用氯仿溶液，则多为两个峰，而用溴化钾压片后测得的红外光谱为一簇峰。

作业 3

第五章抗菌消炎和抗病毒天然药物

一、单项选题

1A 2D 3A 4B

二、简答题

1.天然抗菌消炎药物中所含有效成分的主要类型有哪些？（P109）

生物碱类黄酮类酚酸类五环三萜类苷类

2.试列举一个抗病毒天然药物实例，分析其主要有效成分的结构、性质

（P116）

eg1 青蒿有效成分：青蒿素

结构：含有过氧基团的倍半萜内酯类化合物；

性质：无色针状结晶，味苦，mp156—157℃，

易溶于-丙酮、乙酸乙酯、氯仿、苯、冰醋酸，

可溶于-甲醇、乙醇、乙醚、石油醚，

几乎不溶于-水。

eg2 板蓝根

主要化学成分：有机酸、生物碱类、氨基酸类及一些微量元素。

结构：生物碱类化合物主要有吲哚类生物碱和喹唑酮类生物碱两大类。

靛玉红属于吲哚类生物碱。

性质：靛玉红为红色针状结晶，具有升华性，易溶于吡啶，

可溶于乙酸乙酯、丙酮、氯仿、乙醚等有机溶剂，

微溶于乙醇和乙酸，不溶于水。

3.青蒿素是哪类化合物？具有何生物活性？（P116页3、P111页2）

归类：是含有过氧基团的倍半萜内酯类化合物；

生物活性：抗疟疾(青蒿素诱导干扰素的生成，从而增强机体免疫反应，发挥抗病毒作用)。

第六章免疫调节天然药物

一、单项选题

1B 2B

二、简答题

1.天然药物中具有免疫调节作用的主要有效成分有哪些？（P129）

多糖苷类生物碱挥发油

2.为什么含有皂苷的中药一般不能做成注射剂？为什么含人参皂苷的中药能做成注射剂？（P132）

由于大多数皂苷能破坏红细胞造成溶血，因此含皂苷的中药一般不能做成注射剂；皂苷溶血作用是因为多数皂苷能与胆甾醇结合形成不溶性的分子复合物。但并非所有皂苷都能破坏红细胞产生溶血。

B型和C型人参皂苷有显著的溶血作用，A型人参皂苷有抗溶血作用，人参总苷无溶血作用，所以可以制成注射剂。

三、分析比较题，简要说明理由

1.中国药典以人参皂苷Re、Rb1、Rg1为对照品，进行人参及含人参中药的皂苷的硅胶TLC鉴定，其展开条件是：氯仿-甲醇-水（65:35:10），于4～10℃条件下置12 h分取下层作为展开剂。（P68页4）

Rf大小顺序是：Rg1 ＞ Re ＞ Rb1 。

原因：①三个化合物的基本骨架相同，骨架上所连接糖的数目不同，连接糖的数目越多，羟基越多-极性就越大，所以极性比较：Rb1 ＞ Re ＞ Rg1

②硅胶为极性吸附剂，被分离物质的极性越大，越易被吸附，溶剂展开洗脱越难，所以Rf越小。

2.比较下列5种化合物在硅胶分配柱层析时，以氯仿-甲醇-水（65:35:5）洗脱，指出洗脱出柱先后顺序： E ＞ D ＞ A ＞ B ＞ C 。

原因：①官能团极性大小顺序：-COOH ＞Ar-OH ＞-OH ＞-NH2 ＞-SH ＞-CHO ＞C=O ＞-COOR ＞-OCH3 ＞RX ＞RH ；基本骨架相同，骨架上所连接糖的数目不同，连接糖的数目越多，羟基越多-极性就越大，所以极性比较： C ＞ B ＞ A ＞ D ＞ E 。（P68页4）

②硅胶为极性固定相，所以极性大的物质分配系数大（K=Cs/Cm）；

分配系数大的物质前移距离小，后出柱。（P70页）

作业 4

第七章心血管系统天然药物

一、填空题

1.丹参主要含有（二萜醌类化合物）和（多聚酚酸类）成分。（P156(三)）

2.银杏叶提取物的化学成分多达160余种，其中（黄酮类）和（银杏萜内酯）是银杏叶发挥多方面独特药理活性的主要化学成分。（P159）

3.赤芍根中的化学成分多为单萜成分，长以（苷类）化合物形式存在。(P167)

4.从牡丹皮中分离得到的成分较多，但主要成分为（酚及酚苷类）、（单萜及其苷类），其他还有三萜、甾醇及其苷类、黄酮、有机酸、香豆素等。(P169)

5.黄酮类化合物是红花中研究最多、最主要的有效化学成分。主要是黄酮醇类=、黄酮类和查尔酮类化合物。黄酮醇类包括（山奈酚）和（槲皮素）等，其

中以山奈酚类为最多。（P171）

6.益母草具有活血调经、利尿消肿的功效。主要化学成分为（生物碱类）、（黄酮类）、（二萜类）、苯丙醇苷类、脂肪酸类、挥发油类等，并含有锌、铜、锰、铁、锌等微量元素。（P172）

二、简答题

1.举例说明治疗冠心病、心绞痛类天然药物的有效成分。（P156(三)）

①红景天：有效成分-红景天苷、黄酮等，能明显降低细胞内Ca2+浓度，减轻

血管平滑肌的痉挛样收缩，同事还可以去除沉淀在血管壁上的脂质，防止粥样斑块的形成，降低血液黏稠度。

②丹参：有效成分-丹参酮，在治疗心绞痛上具有速效、高效、安全和毒副作

用小的特点。

2.简述银杏叶有效成分及产业化进展。（P159(一)、P157）

有效成分：①黄酮类②银杏萜内酯③有机酸类④酚类

⑤聚戊烯醇类⑥甾体化合物⑦微量元素等；

产业化进展：①银杏叶制剂；②银杏叶保健用品；

③银杏叶保健食品；④银杏叶化妆品

⑤银杏树种植业迅猛发展。

3.以下3种成分的混合物用pH梯度萃取法分离成单体，写出分离工艺流程。（P35(4)）

在共同结构的基础上，三个化合物的区别：

①含1个羧基；②含1个β-酚羟基、1个甲基；③含1个甲基，

所以酸性大小比较：①>②>③。

第八章神经类天然药物

简答题

1.具有抗老年痴呆效果的天然药物有哪些？（P180页5）

红景天：主要成分-红景天苷、苷元酪醇、黄酮苷等；

调心方：组成-党参、茯苓、甘草、石菖蒲、远志。

2.请简要说明索氏提取器的构成及操作。（P56）

构成：①冷凝管②带虹吸管的提取器③烧瓶；

操作：提取时，将待测样品包在脱脂滤纸包内，放入提取器内。烧瓶内加入有机溶剂，加热烧瓶，有机溶剂气化，由连接管上升进入冷凝管，凝成液体滴入提取器内，浸提样品中的脂类物质。待提取器内有机溶剂液面达到一定高度，溶有粗脂肪的有机溶剂经虹吸管流入烧瓶。流入烧瓶内的有机溶剂继续被加热气化、上升、冷凝，滴入提取器内，如此循环往复，直到抽提完全为止。

3.简述钩藤的有效成分，根据性质设计其生物总碱的提取分离流程。

（P184(一)、P185页8-2图）

有效成分：

⑴吲哚类生物碱：

eg-钩藤碱、异钩藤碱、柯诺新、柯诺新B、去氢钩藤碱、异去氢钩藤碱

⑵三萜类：eg-常春藤苷元、钩藤苷元A、B、C、D；

⑶酚性成分：eg-金丝桃苷、儿茶素、三叶豆苷；

⑷其他成分：地榆素、甲基-6-O-没食子原矢车菊素、糖脂、己糖胺、

脂肪酸、草酸钙。

钩藤生物总碱的提取分离流程图：

第九章抗肿瘤天然药物

简答题

1.天然药物中具有抗肿瘤作用的主要有效成分有哪些？（P196）

①生物碱②黄酮类③木质素类④多糖类。

2.试例举一个抗癌天然药物实例，分析其主要有效成分的结构、性质，并简要阐述它的药理作用和开发利用价值。（P199、198）

eg1：喜树——有效成分：喜树碱

⑴结构：色氨酸萜烯类生物碱，含有喹啉环、δ-内酰胺δ-内酯环的五环平面化合物。五环中有一个不对称中心C20，为S构型。

⑵性质：①不具有明显的生物碱性质：

属于中性或近酸性的化合物，不溶于酸，与酸不成盐，不溶于一般有机溶剂；对酚类、吲哚类化合物特征呈负结果；浓硫酸中溶解呈黄绿色；紫外下呈蓝色荧光。

②对光和热敏感，易分解。

③化学性质：

生物碱沉淀试剂：呈负反应；不与各种酸形成结晶性盐；

其E环具有α-羟基内酯结构＋碱，室温条件下开内酯环，生成喜树碱钠盐，酸性条件下又生成喜树碱。

⑶药理作用：广谱抗癌活性天然产物。

⑷开发利用价值：随着已上市的喜树碱类抗癌药物产量增加和新药投产，对喜树碱及制备的各关键中间体或原料药的需求将大幅增长，因此，开发喜树碱及其衍生物的实用制备技术并形成系列产品将有很好前景。

3.简述莪术的有效成分，根据性质设计其挥发油的提取分离流程（P212-213）有效成分：⑴挥发油（抗肿瘤）：

①β-榄香烯②莪术酮（姜黄二酮、莪术二酮）

③表莪术酮④表莪术二酮

⑤莪术醇（姜黄醇、姜黄环氧奥醇）

⑥异莪术醇⑦姜黄环氧奥烯醇。

⑵姜黄素类（抗氧化、抗炎、抗肿瘤、降血脂、消除自由基）：

①姜黄素（姜黄色素、酸性黄）②去甲氧基姜黄素

③去二甲氧基姜黄素。

莪术中挥发油提取分离流程图：