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什么天然產物提取物

    天然產物是指動物、植物提取物(簡稱植提)或昆蟲、海洋生物和微生物體內的組成成分或其代謝產物以及人和動物體內許許多多內源性的化學成分統稱。來源于植物界的有效成分主要有黃酮類、生物堿類、多糖類、揮發油類、醌類、萜類、木脂素類、香豆素類、皂苷類、強心苷類、酚酸類及氨基酸與酶等?,F將主要成分簡介如下:

  •  黃酮類化合物

    黃酮類化合物(flavonoids),又稱生物類黃酮(bioflavonoids),廣泛分布于植物界中,是一大類重要的天然化合物。黃酮類化合物大多具有顏色,其不同的顏色為天然色素家族添加了更多的色彩。黃酮類化合物在植物體內大部分與糖結合成苷,一部分以游離形式存在。在高等植物體中常以游離態或與糖成苷的形式存在,在花、葉、果實等組織中多為苷類,而在木質部組織中則多為游離的苷元。黃酮類化合物具有色酮環與苯環為基本結構的一類化合物的總稱,是多酚類化合物中最大的一個亞類。其基本骨架具有C6-C3-C6的特點,即由兩個芳香環AB,通過中央三碳鏈相互連結而成的一系列化合物。黃酮類化合物可以分為10多個類別,黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類、二氫黃酮醇類、異黃酮類、二氫異黃酮類、查耳酮、二氫查耳酮類、橙酮類及花色素類等。截止到2000年,黃酮類化合物總數已達到8000個,并以黃酮醇類最為常見,約占總數的三分之一,其次為黃酮類,占總數的四分之一以上。黃酮類化合物的溶解度因結構及存在狀態不同而有很大差異。黃酮苷一般易溶于熱水、甲醇、乙醇、吡啶、乙酸乙酯與稀堿液,難溶于冷水及苯、乙醚、氯仿中。一般游離苷元難溶或不溶于水,較易溶于有機溶劑(在乙酸乙酯中溶解度較大)與稀堿液。

  •  生物堿

    生物堿類(Alkaloids)大多存在于植物中,故又稱為植物堿,是一類含氮的有機堿性化合物,有復雜的環狀結構,氮素多包含在環內,分子中大多含有含氮雜環,如吡啶、吲哚、喹啉、嘌呤等,也有少數是胺類化合物。它們在植物中常與有機酸結合成鹽而存在,還有少數以糖苷、有機酸酯和酰胺的形式存在。以未成鹽堿(游離生物堿)形式存在的親脂,以生物堿鹽形式存在的親水。能較好的溶解在氯仿、苯、乙醚、乙醇中,其顯著的堿性,決定了它可以與各種酸(無機酸、有機酸)成鹽。按照生物堿的基本結構,已可分為60類左右。主要類型:有機胺類(麻黃堿、益母草堿、秋水仙堿)、吡咯烷類(古豆堿、千里光堿、野百合堿)、吡啶類(菸堿、檳榔堿、半邊蓮堿)、異喹啉類(小檗堿、嗎啡、粉防己堿)、吲哚類(利血平、長春新堿、麥角新堿)、莨菪烷類(阿托品、東莨菪堿)、咪唑類(毛果蕓香堿)、喹唑酮類(常山堿)、嘌呤類(咖啡堿、茶堿)、甾體類(茄堿、浙貝母堿、澳洲茄堿)、二萜類(烏頭堿、飛燕草堿)、其它類(加蘭他敏、雷公藤堿)。含生物堿的中草藥很多,如三尖杉、麻黃、黃連、烏頭、延胡索、粉防已、顛茄、洋金花、蘿芙木、貝母、檳榔、百部等,分布于100多科中,以雙子葉植物最多,其次為單子葉植物,生物堿含量一般都較低,大多少于1%。目前已發現生物堿約6000種,并且仍以每年約100種的速度遞增著。

  •  多糖類

    多糖(Polysaccharide)又稱多聚糖(Polysaccharides),由單糖通過苷鍵連接而成,是聚合度大于10的極性復雜大分子,基本結構單元是葡聚糖,其分子量一般為數萬甚至達數百萬。廣泛分布于動物、植物及微生物中,作為來自高等動植物細胞膜和微生物細胞壁的天然高分子化合物,是構成生命活動的4大基本物質之一。目前已發現的活性多糖有幾百種,按其來源不同,可分為真菌多糖、高等植物多糖、藻類地衣多糖、動物多糖、細菌多糖5大類。

    植物多糖結構組成非常復雜,不同種的植物多糖的分子構成及分子量各不相同,植物的不同部位,因功能不同,多糖的種類和功能各不相同,生物活性也不同。多糖的結構與蛋白質一樣也具有一、二、三、四級結構,植物多糖是由許多相同或不同的單糖以α一或β一糖苷鍵所組成的化合物,不同種的植物多糖的分子構成及分子量各不相同。淀粉、纖維素等多糖,大多為無定形化合物,無甜味和還原性,難溶于水;除淀粉、纖維素、果膠以外的具有生物活性的多聚糖,是一般,易溶于水,不溶于乙醇。

  •  揮發油類

    揮發油(Volatile oils)又稱精油(Essential oils),是一類在常溫下能揮發的、可隨水蒸氣蒸餾的、與水不相混的油狀液體的總稱。大多數揮發油具有芳香氣味,在水中的溶解度很小,但能使水具有揮發油的特殊氣味和生物活性,揮發油常存于植物組織表皮的腺毛、油室、油細胞或油管中,大多數成油滴狀態存在。有時揮發油與樹脂共存于樹脂道內(如松莖),少數以甙的形式存在(如冬綠甙、其水解后的產物水楊酸甲酯為冬綠油的主成分)。

    揮發油在植物體內的分布有多種多樣。有的全株植物都含有(荊芥、紫蘇);有的則在根(當歸)、根莖(姜)、花(丁香)、果(柑橘)、種子(豆蔻)等部分器官中含量較多。揮發油為多種類型成分的混合物,一種揮發油往往含有幾十種到一、二百種成分,其中以某種或數種成分占較大的分量。其基本組成為脂肪族、芳香族和萜類化合物。揮發油中存在的萜類主要是單萜和倍半萜,通常它們含量較高,但無香氣,不是揮發油的芳香成分。揮發油易溶于醚、氯仿、石油醚、二硫化碳和脂肪油等有機溶劑中,能完全溶于無水乙醇。

  •  醌類

    醌類化合物(Quinonoids)是植物中一類具有醌式結構的有色物質,在植物界分布較廣泛,高等植物中大約有50多個科100余屬的植物中含有醌類,集中分布于蓼科、茜草科、豆科、鼠李科、百合科、紫葳科等植物中。天然藥物如大黃、虎杖、何首烏、決明子、丹參、番瀉葉、蘆薈、紫草中的有效成分都是醌類化合物。醌類化合物多數存在于植物的根、皮、葉及心材中,也有存在于莖、種子和果實中。

    醌類化合物包括醌類或容易轉化為具有醌類性質的化合物,以及在生物合成方面與醌類有密切聯系的化合物,醌類化合物基本上具有α、β-不飽和酮的結構,當其分子中連有OH、OCH3等助色團時,多顯示黃、紅、紫等顏色。主要分為苯醌、萘醌、菲醌和蒽醌四種類型,在中藥中以蒽醌及其衍生物尤為重要。游離的醌類多具升華性,小分子的苯醌類及苯酮類具有揮發性,能隨水蒸汽蒸餾,可因此進行提取、精制。游離醌類極性較小,一般溶于甲醇、乙醇、丙酮、醋酸乙酯、氯仿、乙醚、苯等有機溶劑,不溶或難溶于水;與糖結合成苷后極性顯著增大,易溶于甲醇、乙醇中,溶于熱水,但在冷水中溶解度較小,幾乎不溶于乙醚、苯、氯仿等極性較小的有機溶劑中。

  •  萜類

    萜類化合物(Terpenoid)指具有(C5H8n通式以及其含氧和不同飽和程度的衍生物,可以看成是由異戊二烯或異戊烷以各種方式連結而成的一類天然化合物。在自然界中廣泛存在,包括高等植物、真菌、微生物、昆蟲以及海洋生物,均有萜類成分存在。萜類化合物多數具有不飽和鍵,其烯烴類常稱為萜烯,開鏈萜烯的分子組成符合通式(C5H8n,隨著分子中碳環數目的增加,其氫原子數的比例相應減少。萜類化合物除以萜烴的形式存在外,多數是以各種含氧衍生物,如醇、醛、酮、羧酸、酯類以及苷等的形式存在于自然界,也有少數是以含氧、硫的衍生物存在。一般根據其構成分子碳架的異戊二烯數目和碳環數目進行分類,有半萜、單萜、倍半萜,再根據各萜類化合物中碳環的有無和數目多少分,有開鏈萜(或無環萜)、單環萜、雙環萜(以此類推)等。萜類化合物在植物界分布很廣泛,最為豐富多樣的還是種子植物,尤其是被子植物。它們經常與樹脂、樹膠并生,似乎與生物堿相排斥。

  •  木脂素類

    木脂素(lignan)又稱木脂體,由兩分子苯丙素衍生物(C6-C3)聚合而成,單體主要是肉桂酸和苯甲酸及其羥甲基衍生物。是一類植物小分子量次生代謝物,在體內大多呈游離狀態,也有與糖結合成甙存在于植物的樹脂狀物質中。木脂素常見于夾竹桃科、爵床科、馬兜鈴科植物中,廣泛分布于植物的根、根狀莖、莖、葉、花、果實、種子以及木質部和樹脂等部位。因為從木質部和樹脂中發現較早,并且分布較多,故而得名木脂素。木脂素類化合物可分為兩大類,即木脂素和新木脂素。木脂素類是指C6-C3單位通過邊鏈的β位碳連接而成的化合物,常見的有芳基萘、二芐基丁內酯、四氫呋喃、二芐基丁烷和聯苯環辛烯等類型。C6-C3單位不通過邊鏈β位碳連接形成的聚合體被歸為新木脂素。

    木脂素多數為無色或白色結晶(新木脂素除外),多數無揮發性,少數能升華,如去甲二氫愈創酸。游離木脂素偏親脂性,難溶于水,能溶于苯、氯仿、乙醚、乙醇等。與糖結合成苷者水溶性增大,并易被酶或酸水解。木脂素分子結構中常含醇羥基、酚羥基、甲氧基、亞甲二氧基及內脂環等官能團,具有這些官能團所具有的化學性質。具有酚羥基的木脂素還可溶于堿性水溶液中。

  •  香豆素類

    香豆素類化合物(Coumarins)是鄰羥基桂皮酸的內酯,具有芳香氣味,廣泛分布于高等植物中,尤其以蕓香科和傘形科為多,少數發現于動物和微生物中。在植物體內,它們往往以游離狀態或與糖結合成苷的形式存在。香豆素的母核為苯駢α-吡喃酮。該類化合物的母核結構有簡單香豆素類、呋喃香豆素類、吡喃香豆素類三種類型,是生藥中的一類重要的活性成分,主要分布在傘形科、豆科、菊科、蕓香科、茄科、瑞香科、蘭科等植物中。

    游離的香豆素多數有較好的結晶,且大多有香味。香豆素中分子量小的有揮發性,能隨水蒸汽蒸餾,并能升華。香豆素苷多數無香味和揮發性,也不能升華。游離的香豆素能溶于沸水,難溶于冷水,易溶于甲醇、乙醇、敘情和乙醚;香豆素苷類能溶于水、甲醇和乙醇,而難溶于乙醇等極性小的有機溶劑。

  •  皂苷類

    皂苷(Saponins)是廣泛存在于植物界的一類特殊的苷類,它的水溶液振搖后可生產持久的肥皂樣的泡沫,因而得名。是由甾體皂苷元或三萜皂苷元與糖或糖醛酸縮合而成的苷類化合物。廣泛存在于植物界,在單子葉植物和雙子葉植物中均有分布,尤以薯蕷科、玄參科、百合科、五加科、豆科、遠志科、桔???、石竹科等植物中分布最普遍,含量也較高,例如薯蕷、人參、柴胡、甘草、知母、桔梗等都含有皂苷。此外在海洋生物如海參、海星和動物中亦有發現。按皂苷配基的結構分為兩類:甾族皂苷,多存在于百合科和薯蕷科植物中;三萜皂苷,多存在于五加科和傘形科等植物中。根據水解后生成皂苷元的結構,皂苷可分為三萜皂苷與甾體皂苷兩大類。

    皂苷大多為白色或乳白色的無定形粉末,味苦而辛辣,具吸濕性,能刺激粘膜而引起噴嚏,無明顯的熔點??扇苡谒?,易溶于熱水、熱甲醇、熱乙醇,不溶于乙醚、苯等極性小的有機溶劑。皂苷易溶于水飽和的丁醇或戊醇,因此常從水溶液中用丁醇或戊醇提取,借以與糖、蛋白質等親水性成分分開。皂苷經酶或酸水解生成皂苷元為結晶狀物質,可溶于丙酮、乙醚、三氯甲烷等有機溶劑。

  •  強心苷類

    強心苷類(Cardiac glycosides)是指天然界存在的一類對心臟有顯著生理活性的甾體苷類,可用于治療充血性心力衰竭及節律障礙等心臟疾患,由強心苷元及糖縮合而成,其苷元是甾體衍生物,所連接的糖有多種類型。強心苷的基本結構是由甾醇母核和連在C17位上的不飽和共軛內酯環構成苷元部分,然后通過甾醇母核C3位上的羥基和糖縮而合成。根據苷元部分C17位上連接的不飽和內酯環的類型分為甲型和乙型兩類。甲型,是目前臨床應用的強心苷及植物體中發現的絕大多數強心苷都是屬于這一類型,如洋地黃、毛花洋黃、毒毛旋花、羊角拗、黃花夾竹桃、夾竹桃、福壽草、側金盞花、北五加皮、鈴蘭、萬年青等所含的強心苷。

    強心苷類成分多為無色結晶或無定形粉末,味苦,對黏膜有刺激性??扇苡谒?、丙酮及醇類等極性溶劑,略溶于醋酸乙酯、含醇三氯甲烷(2:13:1),幾乎不溶于醚、苯、石油醚等非極性溶劑。它們在極性溶劑中的溶解性,隨分子中糖數目增加而增加。苷元難溶于極性溶劑而易溶于三氯甲烷、醋酸乙酯中。強心苷的苷鍵可被酸、酶水解,分子中具有酯鍵結構的還能被堿水解。

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