天然藥物化學(xué)復(fù)習(xí)題及答案一、選擇題1.下列溶劑中極性最強的是（）A.乙醚B.乙酸乙酯C.氯仿D.正丁醇E.甲醇答案：E。解析：常用溶劑的極性大小順序為：水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞正丁醇＞乙酸乙酯＞氯仿＞乙醚＞苯＞石油醚。甲醇在這些選項中極性最強。2.提取揮發(fā)油時宜用（）A.煎煮法B.分餾法C.水蒸氣蒸餾法D.鹽析法E.冷凍法答案：C。解析：揮發(fā)油具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，且在水中溶解度較小，所以水蒸氣蒸餾法是提取揮發(fā)油最常用的方法。煎煮法會使揮發(fā)油揮發(fā)損失；分餾法主要用于分離揮發(fā)油中的不同成分；鹽析法一般用于蛋白質(zhì)等的分離；冷凍法常用于除去揮發(fā)油中的某些固體成分。3.可用于區(qū)別3-羥基黃酮和5-羥基黃酮的顯色反應(yīng)是（）A.鹽酸-鎂粉反應(yīng)B.鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng)C.三氯化鋁反應(yīng)D.氨性氯化鍶反應(yīng)E.四氫硼鈉反應(yīng)答案：B。解析：鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng)可用于區(qū)別3-羥基黃酮和5-羥基黃酮。加入二氯氧化鋯甲醇溶液后，兩者均可生成黃色鋯絡(luò)合物，再加入枸櫞酸，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色。鹽酸-鎂粉反應(yīng)是鑒別黃酮類化合物的通用顯色反應(yīng)；三氯化鋁反應(yīng)可與黃酮類化合物生成黃色絡(luò)合物，但不能區(qū)分3-羥基和5-羥基；氨性氯化鍶反應(yīng)用于檢測黃酮類化合物中的鄰二酚羥基；四氫硼鈉反應(yīng)是鑒別二氫黃酮類化合物的專屬反應(yīng)。4.下列生物堿中堿性最強的是（）A.莨菪堿B.東莨菪堿C.山莨菪堿D.去甲莨菪堿E.樟柳堿答案：A。解析：莨菪堿、東莨菪堿、山莨菪堿、去甲莨菪堿和樟柳堿均屬于莨菪烷類生物堿。莨菪堿的堿性最強，因為東莨菪堿、樟柳堿由于6，7位有氧環(huán)，對氮原子上的孤電子對產(chǎn)生顯著的空間位阻，使其堿性減弱；山莨菪堿分子中6位有羥基，對氮原子上的孤電子對也有一定的空間位阻，堿性較莨菪堿弱；去甲莨菪堿由于氮原子上的甲基被氫原子取代，誘導(dǎo)效應(yīng)使其堿性降低。5.甾體皂苷元的基本母核是（）A.螺甾烷醇類B.異螺甾烷醇類C.呋甾烷醇類D.變形螺甾烷醇類E.以上都是答案：E。解析：甾體皂苷元的基本母核主要有螺甾烷醇類、異螺甾烷醇類、呋甾烷醇類和變形螺甾烷醇類。螺甾烷醇類和異螺甾烷醇類是最常見的類型，呋甾烷醇類是螺甾烷醇類的生源前體，變形螺甾烷醇類是一種特殊結(jié)構(gòu)的甾體皂苷元。二、填空題1.天然藥物化學(xué)成分的提取方法有______、______和______。答案：溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、升華法。解析：溶劑提取法是根據(jù)天然藥物中化學(xué)成分的溶解性能，選擇合適的溶劑將其從藥材中提取出來；水蒸氣蒸餾法適用于具有揮發(fā)性、能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞且在水中溶解度較小的成分，如揮發(fā)油；升華法是利用某些成分具有升華的性質(zhì)，直接從藥材中提取出來，如樟腦。2.黃酮類化合物的基本母核是______，根據(jù)其結(jié)構(gòu)中三碳鏈的氧化程度、B環(huán)連接位置和三碳鏈是否成環(huán)等不同，可將黃酮類化合物分為______、______、______等多種類型。答案：2-苯基色原酮；黃酮類、黃酮醇類、二氫黃酮類。解析：2-苯基色原酮是黃酮類化合物的基本骨架。根據(jù)三碳鏈的氧化程度，若C3位有羥基則為黃酮醇類；若三碳鏈的雙鍵被氫化則為二氫黃酮類等。常見的還有異黃酮類、查耳酮類、花色素類等。3.生物堿的堿性強弱與______、______、______和______等因素有關(guān)。答案：氮原子的雜化方式、電子效應(yīng)、空間效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)。解析：氮原子的雜化方式中，sp3雜化的氮原子堿性較強，sp2雜化次之，sp雜化最弱；電子效應(yīng)包括誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)等，供電子誘導(dǎo)效應(yīng)使堿性增強，吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)使堿性減弱，共軛效應(yīng)若使氮原子上的電子云密度降低則堿性減弱；空間效應(yīng)中，若氮原子周圍的空間位阻大，接受質(zhì)子的能力減弱，堿性降低；氫鍵效應(yīng)中，若形成分子內(nèi)氫鍵，使共軛酸穩(wěn)定性增加，堿性增強。4.苷類化合物根據(jù)苷鍵原子的不同可分為______、______、______和______等。答案：氧苷、氮苷、硫苷、碳苷。解析：氧苷是最常見的苷類，根據(jù)苷元上形成苷鍵的羥基類型不同，又可分為醇苷、酚苷、氰苷、酯苷等；氮苷是苷元上的氮原子與糖的端基碳原子相連而成的苷，如腺苷；硫苷是苷元上的巰基與糖的端基碳原子相連而成的苷，如蘿卜苷；碳苷是苷元的碳原子與糖的端基碳原子直接相連而成的苷，如蘆薈苷。5.萜類化合物是由______衍生而成，分子式符合______通式的化合物及其衍生物。答案：異戊二烯；（C5H8）n。解析：萜類化合物在生源上是由異戊二烯單位首尾相連或相互聚合而成的，其分子式符合（C5H8）n通式，n表示異戊二烯單位的數(shù)目。根據(jù)n值的不同，可分為單萜（n=2）、倍半萜（n=3）、二萜（n=4）等。三、名詞解釋1.有效成分答案：有效成分是指具有顯著生理活性和藥理作用，能夠代表天然藥物臨床療效的單一化合物。例如，麻黃中的麻黃堿具有平喘作用，麻黃堿就是麻黃的有效成分；青蒿中的青蒿素具有抗瘧作用，青蒿素就是青蒿的有效成分。有效成分是天然藥物化學(xué)研究的重點對象，通過對有效成分的提取、分離、結(jié)構(gòu)鑒定和活性研究，有助于開發(fā)新的藥物。2.二次代謝產(chǎn)物答案：二次代謝產(chǎn)物是指生物在其生命周期中，在一定的生長階段以一次代謝產(chǎn)物為原料，經(jīng)過復(fù)雜的代謝過程生成的一類特殊的化學(xué)物質(zhì)。一次代謝產(chǎn)物是生物生存所必需的物質(zhì)，如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等。而二次代謝產(chǎn)物不是生物生長發(fā)育所必需的，主要包括萜類、生物堿、黃酮類、醌類等。二次代謝產(chǎn)物具有多種生理活性，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。3.苷化位移答案：苷化位移是指當糖與苷元成苷后，苷元的α-C、β-C和糖的端基碳的化學(xué)位移值均發(fā)生了改變，這種改變稱為苷化位移。一般來說，苷元的α-C的化學(xué)位移向高場移動（δ值減?。?，β-C的化學(xué)位移向低場移動（δ值增大），糖的端基碳的化學(xué)位移也會發(fā)生一定的變化。苷化位移在確定苷類化合物的結(jié)構(gòu)，尤其是苷鍵的連接位置和糖的連接順序等方面具有重要的意義。4.吸附色譜答案：吸附色譜是利用吸附劑對不同成分的吸附能力差異而進行分離的一種色譜方法。吸附劑是具有吸附活性的固體物質(zhì)，如硅膠、氧化鋁、活性炭等。被分離的混合物隨著流動相通過吸附劑時，由于各成分在吸附劑表面的吸附和解吸附能力不同，從而實現(xiàn)分離。極性大的成分在吸附劑上的吸附力較強，移動速度較慢；極性小的成分吸附力較弱，移動速度較快。吸附色譜在天然藥物化學(xué)成分的分離和純化中應(yīng)用廣泛。四、簡答題1.簡述溶劑提取法的原理及常用溶劑的分類。答案：溶劑提取法的原理是根據(jù)天然藥物中各種化學(xué)成分在不同溶劑中的溶解性能不同，選擇合適的溶劑將所需成分從藥材中溶解出來。相似相溶原理是其理論基礎(chǔ)，即極性成分易溶于極性溶劑，非極性成分易溶于非極性溶劑。常用溶劑可分為以下幾類：（1）水：是一種強極性溶劑，能溶解糖類、氨基酸、蛋白質(zhì)、無機鹽等極性成分。水價廉易得，安全無毒，但提取液易發(fā)霉變質(zhì)，且雜質(zhì)較多。（2）親水性有機溶劑：如甲醇、乙醇、丙酮等。這類溶劑既能與水混溶，又能溶解一些中等極性的成分，如苷類、生物堿鹽等。乙醇是最常用的親水性有機溶劑，其提取效率高，毒性小，可回收利用。（3）親脂性有機溶劑：如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯等。這類溶劑極性較小，能溶解油脂、蠟、揮發(fā)油、游離甾體等非極性或弱極性成分。但這類溶劑多數(shù)易燃、有毒，價格較貴。2.簡述黃酮類化合物的顯色反應(yīng)及其應(yīng)用。答案：黃酮類化合物的顯色反應(yīng)主要有以下幾種：（1）鹽酸-鎂粉反應(yīng)：是鑒別黃酮類化合物最常用的顯色反應(yīng)。多數(shù)黃酮、黃酮醇、二氫黃酮及二氫黃酮醇類化合物在加入鹽酸-鎂粉后，溶液呈橙紅色至紫紅色。該反應(yīng)可用于初步判斷樣品中是否含有黃酮類化合物。（2）四氫硼鈉反應(yīng)：是鑒別二氫黃酮類化合物的專屬反應(yīng)。在二氫黃酮類化合物的甲醇溶液中加入四氫硼鈉，再加入鹽酸，溶液呈紫紅色至紫色?？捎糜趨^(qū)分二氫黃酮類與其他黃酮類化合物。（3）鋯鹽-枸櫞酸反應(yīng)：用于區(qū)別3-羥基黃酮和5-羥基黃酮。加入二氯氧化鋯甲醇溶液后，兩者均可生成黃色鋯絡(luò)合物，再加入枸櫞酸，5-羥基黃酮的黃色溶液顯著褪色，而3-羥基黃酮溶液仍呈鮮黃色。（4）氨性氯化鍶反應(yīng)：用于檢測黃酮類化合物中的鄰二酚羥基。當黃酮類化合物分子中有鄰二酚羥基時，加入氨性氯化鍶溶液，會產(chǎn)生綠色至棕色乃至黑色沉淀。（5）三氯化鋁反應(yīng)：黃酮類化合物與三氯化鋁反應(yīng)可生成黃色絡(luò)合物，該反應(yīng)可用于黃酮類化合物的定性和定量分析。這些顯色反應(yīng)在黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)鑒定、質(zhì)量控制和含量測定等方面具有重要的應(yīng)用價值。3.簡述生物堿的沉淀反應(yīng)及其應(yīng)用。答案：生物堿的沉淀反應(yīng)是指生物堿在酸性水溶液中，能與一些沉淀試劑反應(yīng)生成難溶性的復(fù)合物或鹽類。常用的沉淀試劑有碘化鉍鉀試劑、碘化汞鉀試劑、碘-碘化鉀試劑、硅鎢酸試劑等。沉淀反應(yīng)的應(yīng)用主要有以下幾個方面：（1）檢識生物堿：在中藥的提取液中加入沉淀試劑，若產(chǎn)生沉淀，則可能含有生物堿。但需要注意的是，一些非生物堿類成分如蛋白質(zhì)、多肽、鞣質(zhì)等也可能與沉淀試劑產(chǎn)生沉淀，因此需要進行進一步的鑒別。（2）生物堿的分離和純化：利用沉淀反應(yīng)可以將生物堿從提取液中沉淀出來，然后通過過濾、洗滌等操作進行分離和純化。例如，在生物堿的酸水提取液中加入碘化鉍鉀試劑，使生物堿生成沉淀，過濾后用適當?shù)姆椒▽⒊恋碇械纳飰A重新溶解出來。（3）生物堿的含量測定：可以利用沉淀反應(yīng)進行生物堿的定量分析。例如，采用重量法，將生物堿與沉淀試劑反應(yīng)生成的沉淀過濾、干燥后稱重，從而計算出生物堿的含量。4.簡述甾體皂苷的結(jié)構(gòu)特點和理化性質(zhì)。答案：甾體皂苷的結(jié)構(gòu)特點：（1）甾體皂苷元的基本母核是螺甾烷及其異構(gòu)體異螺甾烷，由27個碳原子組成，分子中含有A、B、C、D、E、F六個環(huán)，其中A、B、C、D環(huán)為甾體母核，E、F環(huán)以螺縮酮形式相連。（2）甾體皂苷元的C3位多有羥基取代，可與糖結(jié)合成苷。（3）甾體皂苷元的C17位側(cè)鏈為含8個碳原子的螺縮酮結(jié)構(gòu)。甾體皂苷的理化性質(zhì)：（1）性狀：甾體皂苷多為白色或無色的無定形粉末，具有吸濕性，多數(shù)皂苷有苦味和辛辣味。（2）溶解性：甾體皂苷可溶于水、甲醇、乙醇等極性溶劑，難溶于乙醚、苯等非極性溶劑。其水溶液經(jīng)強烈振搖能產(chǎn)生持久性的泡沫。（3）表面活性：甾體皂苷具有降低水溶液表面張力的作用，其水溶液具有乳化、去污等表面活性。（4）顯色反應(yīng)：甾體皂苷可與多種顯色試劑反應(yīng)，如醋酐-濃硫酸反應(yīng)（Liebermann-Burchard反應(yīng)），樣品在醋酐中加入濃硫酸，顏色由黃-紅-紫-藍，最后褪色；三氯醋酸反應(yīng)，將樣品溶液滴在濾紙上，噴以三氯醋酸試劑，加熱至60℃，甾體皂苷顯紅色，繼續(xù)加熱至100℃，顏色加深。（5）水解反應(yīng)：甾體皂苷可在酸或酶的作用下水解，生成皂苷元和糖。酸水解時需要注意控制條件，以免皂苷元發(fā)生結(jié)構(gòu)改變。五、論述題1.論述天然藥物化學(xué)在新藥研發(fā)中的作用。答案：天然藥物化學(xué)在新藥研發(fā)中具有至關(guān)重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）提供先導(dǎo)化合物天然藥物中含有豐富的化學(xué)成分，這些成分具有多種多樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性。通過對天然藥物的研究，可以從中發(fā)現(xiàn)具有潛在治療價值的先導(dǎo)化合物。例如，青蒿素是從中藥青蒿中發(fā)現(xiàn)的抗瘧有效成分，它的發(fā)現(xiàn)為抗瘧藥物的研發(fā)提供了新的先導(dǎo)結(jié)構(gòu)。基于青蒿素的結(jié)構(gòu)，科研人員通過結(jié)構(gòu)修飾和改造，開發(fā)出了蒿甲醚、青蒿琥酯等一系列療效更好、副作用更小的抗瘧藥物。許多其他類型的藥物，如抗癌藥物紫杉醇、抗菌藥物黃連素等，最初也是從天然藥物中發(fā)現(xiàn)的先導(dǎo)化合物，經(jīng)過進一步的研究和開發(fā)而成為臨床應(yīng)用的藥物。（2）闡明藥物作用機制天然藥物化學(xué)可以對天然藥物中的活性成分進行分離、純化和結(jié)構(gòu)鑒定，明確其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，通過細胞實驗、動物實驗等手段，研究活性成分的作用靶點和作用機制。例如，研究發(fā)現(xiàn)一些黃酮類化合物具有抗氧化、抗炎、抗腫瘤等多種生物活性，其作用機制可能與調(diào)節(jié)細胞信號通路、抑制酶的活性、誘導(dǎo)細胞凋亡等有關(guān)。了解藥物的作用機制有助于深入認識疾病的發(fā)生發(fā)展過程，為新藥的設(shè)計和研發(fā)提供理論依據(jù)。（3）指導(dǎo)中藥現(xiàn)代化中藥是我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的瑰寶，但中藥的成分復(fù)雜，藥效物質(zhì)基礎(chǔ)不明確，質(zhì)量控制困難等問題制約了中藥的現(xiàn)代化發(fā)展。天然藥物化學(xué)可以運用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法，對中藥進行系統(tǒng)的研究，明確中藥中的有效成分和藥效物質(zhì)基礎(chǔ)，建立科學(xué)的質(zhì)量控制體系。例如，通過對中藥復(fù)方的研究，揭示其君臣佐使的配伍規(guī)律和作用機制，開發(fā)出質(zhì)量穩(wěn)定、療效確切的現(xiàn)代中藥制劑。同時，天然藥物化學(xué)還可以為中藥的炮制、提取、分離等工藝提供科學(xué)依據(jù)，提高中藥的質(zhì)量和療效。（4）發(fā)現(xiàn)新的藥用資源地球上存在著豐富的天然植物、動物和微生物資源，其中許多尚未被充分開發(fā)和利用。天然藥物化學(xué)可以通過對這些資源的研究，發(fā)現(xiàn)新的藥用植物、動物和微生物，從中尋找新的活性成分和藥物。例如，海洋生物是一個巨大的藥物資源寶庫，海洋中的藻類、海綿、珊瑚等生物含有許多結(jié)構(gòu)獨特、活性顯著的化學(xué)成分，具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒等多種生物活性。對海洋生物資源的研究和開發(fā)，為新藥研發(fā)開辟了新的途徑。（5）藥物的結(jié)構(gòu)修飾和改造在發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物后，天然藥物化學(xué)可以通過對其結(jié)構(gòu)進行修飾和改造，提高藥物的活性、降低毒性、改善藥代動力學(xué)性質(zhì)等。例如，對生物堿類化合物進行結(jié)構(gòu)改造，改變其取代基的種類和位置，可能會增強其對特定靶點的親和力，提高藥物的療效。同時，通過結(jié)構(gòu)修飾還可以改善藥物的溶解性、穩(wěn)定性等物理化學(xué)性質(zhì)，提高藥物的生物利用度。綜上所述，天然藥物化學(xué)在新藥研發(fā)中具有不可替代的作用，它為新藥的發(fā)現(xiàn)、設(shè)計和開發(fā)提供了豐富的資源和科學(xué)的方法，是新藥研發(fā)的重要基礎(chǔ)和源泉。2.論述影響生物堿堿性強弱的因素，并舉例說明。答案：生物堿的堿性強弱與多種因素有關(guān)，主要包括以下幾個方面：（1）氮原子的雜化方式氮原子的雜化方式有sp3、sp2和sp三種。一般來說，sp3雜化的氮原子堿性較強，sp2雜化次之，sp雜化最弱。例如，脂肪胺中的氮原子為sp3雜化，其堿性較強，如甲胺（CH3NH2），能與酸形成穩(wěn)定的鹽；吡啶中的氮原子為sp2雜化，其堿性較弱，吡啶的pKa約為5.2；而腈類化合物中的氮原子為sp雜化，幾乎不顯堿性，如乙腈（CH3CN）。（2）電子效應(yīng)-誘導(dǎo)效應(yīng)：供電子誘導(dǎo)效應(yīng)使氮原子上的電子云密度增加，堿性增強；吸電子